畢業(yè)論文 雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)論文雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)摘要隨著機(jī)械制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，如何提高產(chǎn)品質(zhì)量，加快產(chǎn)品的研發(fā)及縮短制造周期一直是機(jī)械制造業(yè)面臨的一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中發(fā)揮著重要的作用，多種設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)的各方面得到了廣泛的應(yīng)用。 本課題在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造理論的指導(dǎo)下，對(duì)一種新型的“雙擺線(xiàn)鋼球減速器”進(jìn)行了研究。這種新型減速器與國(guó)內(nèi)外已有的齒輪減速器相比較，有如下特點(diǎn)：(1) 傳動(dòng)比范圍大，最大可達(dá)幾千。若制作成多級(jí)減速器，則更顯示出本減速器的優(yōu)點(diǎn)。(2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。(3)機(jī)械效率高。由于用滾動(dòng)摩擦代替了滑動(dòng)摩擦，減少了摩擦，提高了傳動(dòng)效率。這

2、是別的許多減速器所不及的。論文的主要內(nèi)容包括：介紹了雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，選取一組設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析了影響減速器性能的參數(shù)。根據(jù)減速器性能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并運(yùn)用cad軟件繪出減速器的裝配圖及零件圖。本文的研究結(jié)果為雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了重要的參考依據(jù)，也為新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了有效的方法與經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵字：減速器，雙擺線(xiàn)，cadabstractalong with the mechanical manufacturing market competition intensifies, how to improve product quality, s

3、peed up product development and reduce lead-time is always a problem with mechanical manufacturing industry. todays computer technology in mechanical design and manufacturing plays an important role in variety of design software, all aspects of mechanical design has been widely used.this topic in co

4、mputer aided design manufacture theory, under the guidance of a new kind of double cycloidal steel ball reducer is studied. this new type reducer and researches have been compared the gear reducer, has the following characteristics: (1) transmission range, the biggest can amount to several thousand.

5、 if make multistage speed reducer, criterion more show the advantages of this gear reducer. (2) simple structure, small volume, light weight. (3) mechanical high efficiency. with the rolling friction is substituted for sliding friction, reduce the friction and improve the transmission efficiency. th

6、is is as many other reducer. the paper introduced the main contents include: double cycloidal steel ball planetary gear reducer structure characteristics and working principle, selecting a group of design parameters for the detailed design, analysis the influence of gear reducer. performance paramet

7、ers according to the speed reducer is calculated and performance parameters of cad software draw gear reducer and parts drawing assembly drawings.this research results for double cycloidal steel ball planetary gear reducer design and improve provides an important reference for the new product, also

8、the development to provide effective methods and experience.key words: double cycloidal reducer to, cad目錄摘要1abstract21.緒論51.1課題目的背景及意義51.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀61.3主要研究的內(nèi)容71.3.1減速器幾何參數(shù)的計(jì)算與選取71.3.2減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算71.3.3繪制裝配圖和零件圖72. 減速器原理72.1雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理及結(jié)構(gòu)82.1.1行星傳動(dòng)的原理及結(jié)構(gòu)類(lèi)型82.2擺線(xiàn)的形成102.2.1按有無(wú)包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)102.2.2按有包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)12

9、2.3擺線(xiàn)齒廓的嚙合原理122.4雙擺線(xiàn)的嚙合傳動(dòng)142.5傳動(dòng)比的分析計(jì)算152.5.1直接分析法152.5.2機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法163.減速器幾何參數(shù)的選擇193.1廓線(xiàn)方程的建立193.2運(yùn)動(dòng)、幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)193.2.1齒廓曲線(xiàn)參數(shù)的選擇203.2.2鋼球數(shù)nd的選擇203.2.3滾圓半徑r0的選擇223.2.4 k1值的選擇243.2.5結(jié)論274.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算284.1總體布局284.2傳動(dòng)原理及特點(diǎn)294.2.1工作原理294.2.2機(jī)構(gòu)特點(diǎn)294.3減速器的失效分析及材料選擇294.3.1減速器可能出現(xiàn)的失效形式294.3.2材料選擇和熱處理304.4設(shè)計(jì)步驟的簡(jiǎn)要說(shuō)明304.5結(jié)構(gòu)的

10、初步設(shè)計(jì)324.5.1參數(shù)選定及計(jì)算324.5.2擺線(xiàn)盤(pán)尺寸的計(jì)算344.5.3確定w機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸355.結(jié) 論36致謝37參考文獻(xiàn)381.緒論1.1課題目的背景及意義能源緊缺成為世界難題已是不爭(zhēng)的事實(shí)，尤其在近幾年，各國(guó)因?yàn)槟茉磫?wèn)題引發(fā)的紛爭(zhēng)不斷升級(jí)，這一嚴(yán)峻問(wèn)題已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。溫家寶總理在政府工作報(bào)告中提出，緩解我國(guó)能源資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的矛盾必須立足國(guó)內(nèi)，顯著提高能源資源利用效率，這說(shuō)明提高能源效率已經(jīng)成為解決能源短缺與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展矛盾的重要手段。一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中的機(jī)構(gòu)越復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)副越多，運(yùn)動(dòng)鏈越長(zhǎng)，則各運(yùn)動(dòng)副中的摩擦損耗越大，傳動(dòng)效率必然較低。要提高傳動(dòng)效率、節(jié)約能源，

11、一方面應(yīng)盡量簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，使功率傳遞通過(guò)的運(yùn)動(dòng)副數(shù)目越少越好；另一方面應(yīng)設(shè)法減少運(yùn)動(dòng)副中的摩擦，如用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦等。而現(xiàn)有的多數(shù)減速器都存在著消耗材料和能源較多的問(wèn)題，對(duì)于大傳動(dòng)比的減速器，該問(wèn)題更為突出。由于減速裝置被許多企業(yè)廣泛使用，因此不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長(zhǎng)使用壽命和提高承載能力以及降低成本等等方面，有所改進(jìn)的話(huà)，都將會(huì)促進(jìn)資源（包括人力、材料和穗能源）的節(jié)省。cad技術(shù)具有高智力、高效益、知識(shí)密集、更新速度快、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。它是科技領(lǐng)域中的前沿課題之一。cad技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。cad技術(shù)從

12、根本上改變了過(guò)去的手工設(shè)計(jì)繪圖，憑圖樣組織整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)管理方式，而變成了在計(jì)算機(jī)上交互設(shè)計(jì)，用數(shù)據(jù)文件定義產(chǎn)品。在統(tǒng)一的數(shù)字化產(chǎn)品模型下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、制訂工藝規(guī)程、設(shè)計(jì)工藝裝備、數(shù)控加工、質(zhì)量控制等。我國(guó)已充分認(rèn)識(shí)到了cad技術(shù)的重要地位，已經(jīng)在大力推廣。國(guó)內(nèi)很多軟件商都以“甩掉圖板”為口號(hào)促銷(xiāo)其產(chǎn)品，造成很多初學(xué)者以為cad不過(guò)是代替鉛筆、圓規(guī)和直尺而已。誠(chéng)然cad固然可以甩掉圖板，大量減輕設(shè)計(jì)者手工設(shè)計(jì)和繪圖的勞動(dòng)量，但這只是cad最基本的功能而己，cad的實(shí)質(zhì)不單是甩掉圖板，更本質(zhì)的是可以幫你省去繁重重復(fù)的工作，幫你進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)理分析，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在還沒(méi)生產(chǎn)出來(lái)之前

13、就可以得知其合理性，避免造成生產(chǎn)上的損失，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的風(fēng)險(xiǎn)，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，更快地將新產(chǎn)品打入市場(chǎng)，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，從而解決企業(yè)的根本問(wèn)題效率和效益。本課題在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造理論的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出一種新型的減速裝置。它是通過(guò)鋼球在兩擺線(xiàn)滾道內(nèi)作純滾動(dòng)而實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)的，具有效率高、重量輕、傳動(dòng)比大等一系列優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中的潛力很大。特別是我國(guó)小型減速器（如航空航天器、醫(yī)療器械等領(lǐng)域）大多依靠進(jìn)口，而本減速器的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)就是可以做超小型的減速器，完全可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空白。并將具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在

14、材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍然以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題也未解決好。據(jù)最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重機(jī)研制的擺線(xiàn)針輪高精度減速器，意大利stm公司研制的x系列減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類(lèi)似或相近，都為目前先進(jìn)的減速器。當(dāng)今的減速器正向著大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還應(yīng)該在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，擺線(xiàn)鋼球傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。該減速器主要是通過(guò)鋼球在擺線(xiàn)滾道內(nèi)作純滾動(dòng)而達(dá)到傳動(dòng)的目的，因而摩擦損耗小，傳動(dòng)效率很高，結(jié)構(gòu)又相當(dāng)簡(jiǎn)單。如果用這種裝置代替蝸桿傳動(dòng)，就能

15、夠節(jié)約大量的能源。目前，超小型減速器的研究成果尚不多見(jiàn)。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是小型的減速器問(wèn)題更加突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的小型減速器，多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初

16、期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的擺線(xiàn)針輪減速器，也是一種擺線(xiàn)減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大，效率亦高。但是擺線(xiàn)針輪減速器也存在針輪結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，擺線(xiàn)輪加工困難的缺點(diǎn)。國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠(chǎng)礦企業(yè)也對(duì)雙擺線(xiàn)鋼球傳動(dòng)中的某些原理做了一些研究工作，發(fā)表過(guò)一些研究論文。到目前，在我國(guó)減速器市場(chǎng)尚無(wú)此減速器，該項(xiàng)目將會(huì)填補(bǔ)此項(xiàng)空白。1.3主要研究的內(nèi)容1.3.1減速器幾何參數(shù)的計(jì)算與選取雙擺線(xiàn)鋼球減速器具有傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等特點(diǎn)，但是如果相關(guān)參數(shù)選擇不當(dāng)同樣會(huì)影響其減速性能。本文討論了確定擺線(xiàn)波形的基本設(shè)計(jì)參數(shù)nb、r0和kl，提出了各幾何、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇原則及其設(shè)計(jì)計(jì)算公式。1.3

17、.2減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算雙擺線(xiàn)鋼球減速器由殼體、輸入輸出軸、擺線(xiàn)盤(pán)、鋼球和軸承幾部分組成，該減速器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：確定減速器的總體布局；確定擺線(xiàn)盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸；確定w機(jī)構(gòu)尺寸；確定殼體尺寸；選擇軸承型號(hào)。1.3.3繪制裝配圖和零件圖繪制裝配圖和零件圖一項(xiàng)重要工作，其主要內(nèi)容包括：分析減速器的整體機(jī)構(gòu)；統(tǒng)計(jì)減速器各零件的尺寸；分析各零件之間的配合關(guān)系。最后繪制出裝配圖和零件圖。2. 減速器原理2.1雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理及結(jié)構(gòu)2.1.1行星傳動(dòng)的原理及結(jié)構(gòu)類(lèi)型在輪系中，如果其中有一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件的軸線(xiàn)的位置不是固定的，而可以繞其它齒輪的固定軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)，則這種輪系稱(chēng)為周轉(zhuǎn)輪系。如在圖2.1

18、中，外齒輪1和內(nèi)齒輪3均可繞固定軸線(xiàn)o1o2回轉(zhuǎn)。套裝在構(gòu)件h上的齒輪2既可以繞自身軸線(xiàn)o2自轉(zhuǎn)，又可隨構(gòu)件h繞oh公轉(zhuǎn)。一般稱(chēng)齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件h為系桿。圖2-1周轉(zhuǎn)輪系的基本結(jié)構(gòu)對(duì)于圖2-1(a)自由度為f=34-24-2=2，稱(chēng)為差動(dòng)輪系。2-1(b)自由度為f=33-23-2=1，稱(chēng)為形星輪系。由圖可以看出，基本的行星輪系有三個(gè)基本的構(gòu)件，兩個(gè)中心輪用k表示，一個(gè)系桿用h表示，簡(jiǎn)稱(chēng)2k-h機(jī)構(gòu)。在這種機(jī)構(gòu)中，固定兩個(gè)中心輪的任一個(gè)，則運(yùn)動(dòng)可由另一個(gè)中心輪和系桿隨意輸入、輸出，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的目的。按照行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的基本要求，可對(duì)基本的行星機(jī)構(gòu)三個(gè)基本的構(gòu)件作適當(dāng)?shù)难?/p>

19、化。如在圖2-1(b)中，取掉中心輪1、3的任一個(gè)，以系桿和行星輪2作為主動(dòng)件或從動(dòng)件，亦可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的目的。但因行星輪2作平面運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力必須通過(guò)能夠傳遞平行軸之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)軸器（偏心輸出機(jī)構(gòu)）來(lái)傳遞。一般用v表示偏心輸出機(jī)構(gòu)，則把這種行星輪系簡(jiǎn)稱(chēng)k-h-v行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖2-2中所示。圖2-2 k-h-v行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算有好幾種方法，如轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法、角位移變化分析法、列表法等。根椐速度瞬心法亦可方便的求出傳動(dòng)比。對(duì)于圖2-1中(b)所示的2k-h機(jī)構(gòu)，行星輪2沿固定齒輪3內(nèi)圈作純滾動(dòng)，則嚙合點(diǎn)p就是行星輪的速度瞬心。輪1與輪2的嚙合點(diǎn)a的速度va為：即=2輪2與系桿h的聯(lián)接

20、點(diǎn)o2的速度v02為：即由幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系：聯(lián)立以上各式解之： 同理，對(duì)于圖2-2所示的k-h-v機(jī)構(gòu)，輪2與系桿h的聯(lián)接點(diǎn)o2的速度v為：即 式中：r-各輪半徑z-各輪齒數(shù)由式（2-2）看出，中心輪和行星輪齒數(shù)差愈小，傳動(dòng)比愈大。與2k-h機(jī)構(gòu)相比較，k-h-v行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能獲得較大的傳動(dòng)比，所以，k-h-v行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用。在k-h-v行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用不同的結(jié)構(gòu)形式嚙合齒廓曲線(xiàn)就形成了不同的k-h-v行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。如擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)、鏈條圓弧齒傳動(dòng)，圓弧針齒傳動(dòng)等。2.2擺線(xiàn)的形成2.2.1按有無(wú)包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)如圖2-3，設(shè)兩個(gè)大圓（定圓、基圓）o1、o2半

21、徑為r1、r2，兩個(gè)小圓（動(dòng)圓、滾圓）o3、o4半徑均為r0。當(dāng)滾圓o3在基圓o1圓周外作純滾動(dòng)時(shí)，滾圓上點(diǎn)c的軌跡稱(chēng)為外擺線(xiàn)，如圖2-3(a)所示。當(dāng)滾圓o4在基圓o2圓周內(nèi)作純滾動(dòng)時(shí)，滾圓上點(diǎn)d的軌跡稱(chēng)為內(nèi)擺線(xiàn)，如圖2-3(b)所示。 （）外擺線(xiàn) （）內(nèi)擺線(xiàn) （）短幅外擺線(xiàn) （）短幅內(nèi)擺線(xiàn)圖2-3擺線(xiàn)的形成原理從圖中可以看出，擺線(xiàn)是以滾圓自轉(zhuǎn)角、等于為周期的循環(huán)曲線(xiàn)。若令 、 。那么，要在基圓上形成一條封閉的具有、個(gè)完整周期的擺線(xiàn)，則、必須為整數(shù)，、稱(chēng)為內(nèi)外擺線(xiàn)波數(shù)。同時(shí)也可以看出，滾圓上任何其它的點(diǎn)都不可能形成和c、d的軌跡完全重合的擺線(xiàn)。這表明，按無(wú)包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)時(shí)，動(dòng)點(diǎn)數(shù)c、d是唯

22、一的。若在滾圓內(nèi)固結(jié)一點(diǎn)c1(d1)，并使（短幅系數(shù)），這樣當(dāng)滾圓在基圓上作純滾動(dòng)時(shí)，c1、d1點(diǎn)的軌跡稱(chēng)為短幅擺線(xiàn)，如圖（c）、（d）所示。2.2.2按有包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)如圖2-4，設(shè)圓o1、o2半徑為r1、r2；圓o3、o4半徑分別為r3、r4當(dāng)滾圓o2在基圓o1圓周外作純滾動(dòng)時(shí)，滾圓上點(diǎn)e的軌跡稱(chēng)為外擺線(xiàn)，如圖2-4（a）所示。當(dāng)滾圓o3在基圓o4圓周內(nèi)作純滾動(dòng)時(shí)，滾圓上點(diǎn)f的軌跡稱(chēng)為內(nèi)擺線(xiàn)，如圖2-4(b)所示。圖2-4有包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)同理，若在滾圓圓周外固結(jié)一點(diǎn)，則該點(diǎn)的軌跡稱(chēng)為短幅內(nèi)外擺線(xiàn)。2.3擺線(xiàn)齒廓的嚙合原理由上一節(jié)可知，擺線(xiàn)可按有包心和無(wú)包心兩種方法形成，在滿(mǎn)足一定條件時(shí)

23、，兩種形成法形成的擺線(xiàn)是等效的。 圖2-5有包心形成外擺線(xiàn)的過(guò)程在上圖所示的有包心形成法形成外擺線(xiàn)的過(guò)程中，開(kāi)始動(dòng)圓上的e點(diǎn)與基圓上的p點(diǎn)重合，因動(dòng)圓較大，那么在動(dòng)圓上取一點(diǎn)e1，并使動(dòng)圓上的ee1與等于基圓上的pp1，則當(dāng)動(dòng)圓逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，e1一定與p1重合，并且e1點(diǎn)一定在e點(diǎn)所形成的外擺線(xiàn)上。由此，在動(dòng)圓上取若干點(diǎn)e1、e2、e3、，并使ee1e1e2e2e4。當(dāng)動(dòng)圓連續(xù)純滾動(dòng)時(shí)，e1、e2、e3、等點(diǎn)的軌跡是一致的，即形成一條連續(xù)的外擺線(xiàn)。這表明，按有包心形成外擺線(xiàn)時(shí)，e1、e2、e3、等點(diǎn)是等效動(dòng)點(diǎn)?，F(xiàn)設(shè)形成的外擺線(xiàn)的波數(shù)為n1，動(dòng)圓上的等效動(dòng)點(diǎn)數(shù)為z1，則有(整數(shù)) =n1+1同理

24、，設(shè)形成內(nèi)擺線(xiàn)的動(dòng)點(diǎn)數(shù)為z2，擺線(xiàn)的波數(shù)為n2，則有z2n21這表明，n波連續(xù)的一條封閉的擺線(xiàn)上有勝個(gè)等效動(dòng)點(diǎn)。從圖2-5可以看出：（1）p、p1、p2、各點(diǎn)是一波擺線(xiàn)在基圓上的起、終點(diǎn)，它們均布于基圓上，等效動(dòng)點(diǎn)e1、e2、e3、是動(dòng)圓與所形成的各波擺線(xiàn)的交點(diǎn)，它們均布于動(dòng)圓上。這里定義動(dòng)圓為“動(dòng)點(diǎn)圓”。（2）由等效點(diǎn)e1、e2、e3、等形成的擺線(xiàn)在這些點(diǎn)處的法線(xiàn)都通過(guò)基圓上的p點(diǎn)，也就是說(shuō)，過(guò)等效動(dòng)點(diǎn)的法線(xiàn)必定交于同一點(diǎn)。動(dòng)圓和基圓的連心線(xiàn)亦通過(guò)p點(diǎn)，所以總有常數(shù)。因此，等效動(dòng)點(diǎn)與擺線(xiàn)嚙合能滿(mǎn)足嚙合基本定律的條件，保證實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)。2.4雙擺線(xiàn)的嚙合傳動(dòng)前面分析中，我們對(duì)等效動(dòng)點(diǎn)的形狀

25、未加任何限制條件，因此它可以是任何曲線(xiàn)，據(jù)此，得到這樣的結(jié)論：若用擺線(xiàn)作嚙合輪廓，要保證獲得定傳動(dòng)比傳動(dòng)，則與擺線(xiàn)按星形傳動(dòng)原理嚙合的任何齒廓的動(dòng)點(diǎn)圓應(yīng)與擺線(xiàn)形成中的自身動(dòng)點(diǎn)圓相重合，并且動(dòng)點(diǎn)數(shù)相等。圖2-6雙擺線(xiàn)的嚙合過(guò)程按此結(jié)論，一條內(nèi)擺線(xiàn)與一條外擺線(xiàn)必能按行星轉(zhuǎn)動(dòng)原理進(jìn)行嚙合傳動(dòng)。如圖2-6所示，其實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比和連續(xù)傳動(dòng)的必要條件是：即 n2-1=n2+1 n2-n1=2 式中：按無(wú)包心形成內(nèi)外擺線(xiàn)時(shí)的動(dòng)圓半徑。由式（1）、（2）可知，雙擺線(xiàn)嚙合是兩齒差的行星傳動(dòng)。嚙合過(guò)程的實(shí)質(zhì)是：形成內(nèi)外擺線(xiàn)的兩基圓按偏心距為2r0配制（相切）后，兩基圓作純滾動(dòng)時(shí)，內(nèi)外擺線(xiàn)各自的動(dòng)點(diǎn)圓重合作平面運(yùn)動(dòng)。

26、動(dòng)點(diǎn)圓圓心位于兩基圓連心線(xiàn)的中點(diǎn)。動(dòng)點(diǎn)圓的半徑。動(dòng)點(diǎn)即為內(nèi)外擺線(xiàn)的嚙合點(diǎn)均布于動(dòng)點(diǎn)圓上，動(dòng)點(diǎn)數(shù)由圖2-6也清楚地看出：內(nèi)外擺線(xiàn)除嚙合點(diǎn)（動(dòng)點(diǎn)）處相切，還有若干相交點(diǎn)，因而在實(shí)際傳動(dòng)中，內(nèi)外擺線(xiàn)發(fā)生嚴(yán)重的干涉。由此可知：內(nèi)外擺線(xiàn)很難在同一平面內(nèi)按行星傳動(dòng)原理進(jìn)行嚙合傳動(dòng)。為此，把內(nèi)外擺線(xiàn)刻制在兩個(gè)平盤(pán)的表面上，配制后組成一條循環(huán)滾道，按動(dòng)點(diǎn)數(shù)放入滾動(dòng)體（鋼球），使內(nèi)外擺線(xiàn)間接嚙合。這樣既解決了內(nèi)外擺線(xiàn)嚙合傳動(dòng)中的干涉問(wèn)題，同時(shí)也減少內(nèi)外擺線(xiàn)的磨損，增大接觸面積，提高承載能力和傳動(dòng)效率。2.5傳動(dòng)比的分析計(jì)算2.5.1直接分析法對(duì)圖2-2建立如圖2-4坐標(biāo)系。定坐標(biāo)系（xo1y）固連于基圓，動(dòng)坐標(biāo)

27、系（xo2y）固連于動(dòng)圓。 圖2-7 公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的關(guān)系為動(dòng)圓繞基圓公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角，為動(dòng)圓自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角。則各轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系為：角速度之間的關(guān)系為： j角速度之間的關(guān)系為： 即 2.5.2機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法將擺線(xiàn)齒廓嚙合轉(zhuǎn)化為k-h輪系結(jié)構(gòu)，如圖： 圖2-8一級(jí)減速器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)此處，定盤(pán)簡(jiǎn)化為一固定內(nèi)齒輪，動(dòng)盤(pán)為行星輪，偏心為系桿h，設(shè)z1為固定擺線(xiàn)盤(pán)的波數(shù)（即相當(dāng)齒輪齒數(shù)）；z2為偏心擺線(xiàn)盤(pán)波數(shù)，為輸入角速度，為輸出角速度。那么，根據(jù)速度瞬心法可得出輪2與系桿h的聯(lián)接點(diǎn)o2的速度為： 即 得 上式即為一級(jí)減速器的傳動(dòng)比公式，只需將z2=n，z1=n+1代入式中，即可得出： 從以上兩種分析方法可以看出，雙擺線(xiàn)鋼球

28、行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比可按兩齒差的行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接寫(xiě)出為，其中n是作行星運(yùn)動(dòng)的擺線(xiàn)盤(pán)上擺線(xiàn)的波數(shù)。對(duì)于二級(jí)雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器可以簡(jiǎn)化為圖2-9中所示的周轉(zhuǎn)輪系機(jī)構(gòu)。 圖2-9二級(jí)減速器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)根椐圖2-9可方便的求出二級(jí)雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器的傳動(dòng)比。設(shè)za為固定擺線(xiàn)盤(pán)的波數(shù)，為其角速度；設(shè)zb為第一級(jí)偏心盤(pán)的波數(shù)，為其角速度；設(shè)zc為第二級(jí)偏心盤(pán)的波數(shù)，為其角速度；設(shè)zd為輸出盤(pán)的波數(shù)，為其角速度；設(shè)為桿系h的角速度；對(duì)輪系加一個(gè)（）的角速度，則各運(yùn)動(dòng)件相對(duì)h的角速度為：定盤(pán)a:桿系h：第一偏心盤(pán)b：第二偏心盤(pán)c：輸出盤(pán)d：這時(shí)：由此得二級(jí)減速器傳動(dòng)比計(jì)算式為：3.減速器幾何參數(shù)的選擇

29、3.1廓線(xiàn)方程的建立新型減速器減速部分的動(dòng)、定擺線(xiàn)盤(pán)是以一條封閉的短幅內(nèi)外擺線(xiàn)作為理論齒廓曲線(xiàn)。按無(wú)包心形成法（圖2-3（c）、（d），以動(dòng)圓繞基圓公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角為參變量，短幅外擺線(xiàn)的理論廓線(xiàn)方程為：短幅內(nèi)擺線(xiàn)的理論廓線(xiàn)方程為：3.2運(yùn)動(dòng)、幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)內(nèi)外擺線(xiàn)方程中的各幾何、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式列于表3-1。表3-1設(shè)計(jì)計(jì)算公式名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式鋼球數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比確定偏心距a根據(jù)傳動(dòng)功率和機(jī)型大小選取鋼球直徑根據(jù)傳動(dòng)功率和機(jī)型大小選取外擺基圓半徑內(nèi)擺基圓半徑滾圓半徑鋼球分布圓半徑外擺線(xiàn)波數(shù)內(nèi)擺線(xiàn)波數(shù)短幅系數(shù)球徑系數(shù)3.2.1齒廓曲線(xiàn)參數(shù)的選擇將nb=ne+1=nh代入第二章建立的擺線(xiàn)參數(shù)方程可以得

30、到：短幅外擺線(xiàn)： (3-1)短幅內(nèi)擺線(xiàn)： （3-2）由（3-1）、（3-2）兩方程式可見(jiàn)，確定擺線(xiàn)波形的基本設(shè)計(jì)參數(shù)是nb、r0和k1。以下分別討論各參數(shù)的選擇原則。3.2.2鋼球數(shù)nb的選擇此減速器的減速部分由三大構(gòu)件組成（見(jiàn)圖4-1）：中心輪擺線(xiàn)盤(pán)、行星輪擺線(xiàn)盤(pán)和排列于兩擺線(xiàn)盤(pán)之間的鋼球。減速比只與擺線(xiàn)盤(pán)上內(nèi)、外擺線(xiàn)的波數(shù)有關(guān)，而減速器實(shí)現(xiàn)連續(xù)嚙合的條件要求外擺線(xiàn)的波數(shù)ne，鋼球數(shù)nb和內(nèi)擺線(xiàn)波數(shù)nh之間滿(mǎn)足等式：nb=ne+1=nh-1所以，確定了鋼球數(shù)后，內(nèi)外擺線(xiàn)的波數(shù)也隨之確定，進(jìn)而確定了減速器的傳動(dòng)比。反之，選擇鋼球數(shù)是根據(jù)減速比的設(shè)計(jì)要求計(jì)算出的。對(duì)于減速器存在的四種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，由

31、機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化法計(jì)算出的傳動(dòng)比計(jì)算式分別是： 圖3-1一型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一型： 外擺線(xiàn)盤(pán)作為固定中心輪，內(nèi)擺線(xiàn)盤(pán)作為行星輪，運(yùn)動(dòng)由系桿h輸入，由構(gòu)件v輸出（見(jiàn)圖3-1） 圖3-2二型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖二型： 圖3-2中二型機(jī)構(gòu)中內(nèi)擺線(xiàn)盤(pán)作為固定中心輪，外擺線(xiàn)盤(pán)為行星輪。 圖3-3三型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖三型： 圖3-3中外擺線(xiàn)盤(pán)為行星輪，內(nèi)擺線(xiàn)盤(pán)為中心輪。w機(jī)構(gòu)限制了行星輪的自轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)由系桿h輸入，由中心輪輸出。 圖3-4四型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖四型： 其結(jié)構(gòu)相對(duì)于三型將內(nèi)外擺線(xiàn)盤(pán)位置對(duì)換（圖3-4）。所以，對(duì)于一型和三型nb=2i-1，對(duì)于三型和四型nb=1-2i=3.2.3滾圓半徑r0的選擇1滿(mǎn)足不干涉條件當(dāng)擺線(xiàn)波數(shù)一

32、定時(shí)，r0值增大，基圓半徑和的值也隨之增大，減速器的徑向尺寸變大，鋼球分布圓上的周節(jié)就會(huì)增大。由于鋼球在其分布圓上等距排列，且運(yùn)動(dòng)為獨(dú)立循環(huán)滾動(dòng)，要使鋼球之間不發(fā)生干涉并保證正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在鋼球之間留有問(wèn)隙。滿(mǎn)足不干涉的條件用球徑系數(shù)k2表示為：式中：鋼球分布圓直徑鋼球球徑其中db=2nbr0。當(dāng)r0值減小，鋼球數(shù)與球徑系數(shù)不變時(shí)，必須要減少鋼球的球徑，從而降低減速器的承載力。所以吩在滿(mǎn)足不干涉條件和鋼球承載力時(shí)，取最小值。2滿(mǎn)足不根切條件擺線(xiàn)槽的加工是由立銑刀在數(shù)控銑床上切出的，刀具中心沿短幅擺線(xiàn)的理論軌跡走刀，因此實(shí)際與鋼球接觸的擺線(xiàn)槽輪廓是短幅擺線(xiàn)的等距線(xiàn)。鋼球沿?cái)[線(xiàn)槽滾動(dòng)，其中心軌跡

33、b是短幅擺線(xiàn)。圖3-5短幅外擺線(xiàn)的理論廓線(xiàn)與實(shí)際廓線(xiàn)的曲率半徑對(duì)于短幅外擺線(xiàn)而言，實(shí)際輪廓是圖3-5中實(shí)線(xiàn)a軌跡。在內(nèi)凹部分的實(shí)際曲率半徑pa=p+rr即為理論廓線(xiàn)曲率半徑與銑刀半徑之和。無(wú)論銑刀半徑取何值，總能切出與理論輪廓等距的一條曲線(xiàn)。在曲線(xiàn)外凸部分，實(shí)際曲率半徑pa=p-rr，當(dāng)rr p時(shí)，可切出該理論廓線(xiàn)的等距線(xiàn)；當(dāng)rr p時(shí)，實(shí)際廓線(xiàn)發(fā)生過(guò)切，稱(chēng)作“根切”，從而破壞了曲線(xiàn)的連續(xù)性，使構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)傳遞。所以，要保證擺線(xiàn)槽不發(fā)生根切，選取吩值時(shí)，必須滿(mǎn)足不根切條件，短幅外擺線(xiàn)的理論廓線(xiàn)其外凸部分的最小曲率半徑，要大于銑刀半徑。對(duì)短幅內(nèi)擺線(xiàn)，要求其內(nèi)凹部分的最小曲率半徑大

34、子銑刀半徑。若出現(xiàn)大于或等于最小曲率半徑時(shí)，或是減小銑刀半徑，或是增大滾圓半徑龜，此外可與南值協(xié)調(diào)選擇。3.2.4 k1值的選擇1滿(mǎn)足不根切條件k1為短幅外擺線(xiàn)的短幅系數(shù)，可在01范圍內(nèi)取值。k11時(shí)，短幅擺線(xiàn)就是擺線(xiàn)：當(dāng)k10時(shí)，短幅擺線(xiàn)成為一個(gè)圓。南與勺一起決定著短幅外擺線(xiàn)的曲率半徑。由方程（3-1）、（3-2）的到短幅擺線(xiàn)曲率半徑為：短幅外擺線(xiàn) （3-3）短幅內(nèi)擺線(xiàn) （3-4）一條連續(xù)封閉的短幅外擺線(xiàn)是由個(gè)完全相同的波構(gòu)成的，將代入（3-3）式，得到一個(gè)完整波形的曲率半徑 （3-5）同理將代入（3-4）式得 （3-6）由該式可以看出擺線(xiàn)得曲率半徑在一波內(nèi)是變化得。k1=1時(shí)由（3-5）、

35、（3-6）得到、，時(shí)，；其余，即外擺線(xiàn)為外凸的，內(nèi)擺線(xiàn)是內(nèi)凹的，在一波的起點(diǎn)和終點(diǎn)處內(nèi)、外擺線(xiàn)為尖角。這樣，由于外擺線(xiàn)槽的工作齒廓是理論廓線(xiàn)內(nèi)圈的一條等距線(xiàn)，內(nèi)擺線(xiàn)槽的工作齒廓是外圈的一條等距線(xiàn)，實(shí)際齒廓必定產(chǎn)生根切。短幅系數(shù)k11時(shí)，短幅外擺線(xiàn)在起止位置處向內(nèi)凹，短幅內(nèi)擺線(xiàn)則向外凸，實(shí)際齒廓在該處不會(huì)產(chǎn)生根切（參見(jiàn)r0值的討論），而只在外擺線(xiàn)的外凸部分，內(nèi)擺線(xiàn)的內(nèi)凹部分，且時(shí)產(chǎn)生根切。k1取值越小，越不易產(chǎn)生根切。一般。2壓力角短幅系數(shù)影響著曲線(xiàn)的彎曲程度，也就影響到嚙合的壓力角，短幅系數(shù)值越大，曲率半徑越小，曲線(xiàn)波形越陡，相應(yīng)的嚙合點(diǎn)越小。由于嚙合點(diǎn)的壓力角各不相同，取最小壓力角與短幅系數(shù)

36、作比較，由圖3-6可見(jiàn)，隨k1值的增大，最小壓力角逐漸減小。壓力角小，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能好，因此k11時(shí)，傳力效果最佳。圖3-6短幅系數(shù)與壓力角的關(guān)系3承載能力其一，從接觸強(qiáng)度考慮。贏(yíng)值越大，曲率半徑越小，工作時(shí)齒面接觸應(yīng)力大，傳動(dòng)的承載能力降低。在該處易磨損，壽命短。其二，從輸出機(jī)構(gòu)考慮。w機(jī)構(gòu)中滾珠的直徑d=dw-2e=dw-2k1r0，在傳動(dòng)比較小時(shí)，波數(shù)少，w機(jī)構(gòu)環(huán)形槽的分布圓直徑受到限制，環(huán)形槽直徑dw也受到限制。又當(dāng)r0不變時(shí)，由上式得出k1值增大，d值減小，必然降低了輸出機(jī)構(gòu)的承載能力。其三，當(dāng)r0一定，k1值減小，節(jié)點(diǎn)p到回轉(zhuǎn)中心的距離減?。╮0=n0k1r0）。比較圖3-7（a）

37、和（b）可以看到：由擺線(xiàn)輪中oe(oh)到個(gè)嚙合點(diǎn)壓力作用線(xiàn)的垂直距離（及力臂）相應(yīng)減小。圖（b）中的oec1、oec2(ohc1、ohc2)小于圖（a）中相應(yīng)的線(xiàn)段長(zhǎng)，故傳遞同樣大小的扭距時(shí)，作用力就要增大，轉(zhuǎn)臂軸承的受力也要增大，由于轉(zhuǎn)臂軸承是機(jī)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，從而從限制了整機(jī)的承載能力。 短幅外擺k10.75 短幅內(nèi)擺k10.75 （a） 短幅外擺k10.45 短幅內(nèi)擺k10.45 （b）圖3-7 k1大小對(duì)力臂的影響綜上分析，從壓力角和承載能力方面考慮，以k1值取大較優(yōu)。但k1值過(guò)大又會(huì)產(chǎn)生根切，反而會(huì)降低承載能力。3.2.5結(jié)論從以上分析可以得出，擺線(xiàn)參數(shù)方程中三個(gè)基本參數(shù)的選擇原則：

38、（1）nb值由減速器的結(jié)構(gòu)形式和傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)要求計(jì)算得到。（2）r0值在滿(mǎn)足不干涉條件和不根切條件時(shí)，選取最小值以使機(jī)構(gòu)外形尺寸最小。（3）k1值推薦在0.50.85之間選取。當(dāng)機(jī)構(gòu)以傳遞運(yùn)動(dòng)為主時(shí)，k1選取較小值；當(dāng)機(jī)構(gòu)以傳遞動(dòng)力為主時(shí)，k1選取較大值，此時(shí)需考慮避免齒廓發(fā)生根切，可以通過(guò)與r0值相協(xié)調(diào)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1總體布局雙擺線(xiàn)鋼球減速器總體結(jié)構(gòu)可類(lèi)比擺線(xiàn)針輪減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。輸入、輸出軸同軸線(xiàn)布置。殼體有兩種方案：其一為帶機(jī)座，適宜機(jī)型較大時(shí)；其二為無(wú)機(jī)座與電機(jī)直連型，適宜機(jī)型較小時(shí)。殼體外形可設(shè)計(jì)成圓形、方型、六角型或其它任意形狀，表面布置一定數(shù)量的散熱片。當(dāng)

39、滾動(dòng)體為鋼球時(shí)，增設(shè)軸向預(yù)緊裝置，通過(guò)預(yù)壓螺母、圓錐滾子軸承來(lái)調(diào)節(jié)；當(dāng)滾動(dòng)體為短圓柱時(shí)，軸向間隙可通過(guò)端蓋與殼體問(wèn)的墊片來(lái)調(diào)節(jié)。二級(jí)雙擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)如圖4.1所示圖4-1減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)；2鋼球q1；3軸承a2；4輸入軸o1：5軸承a1；6固定擺線(xiàn)盤(pán)b1；7偏心盤(pán)b2、b3；8軸承a3：9軸承a4：10軸承a5；11輸出擺線(xiàn)盤(pán)軸；12軸承a6；13一循環(huán)鋼球q24.2傳動(dòng)原理及特點(diǎn)4.2.1工作原理按圖4-1所示結(jié)構(gòu)裝配后，動(dòng)、定擺線(xiàn)盤(pán)端面上的內(nèi)外擺線(xiàn)槽組成一條封閉的循環(huán)滾道。當(dāng)主動(dòng)軸以n1的轉(zhuǎn)速（角速度）輸入時(shí)，輸入軸o1通過(guò)軸承a2驅(qū)動(dòng)偏心盤(pán)b2旋轉(zhuǎn)，由于固定擺線(xiàn)盤(pán)與

40、鋼球q1的作用，得到一級(jí)減速；然后偏心盤(pán)b2通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)使偏心盤(pán)b3旋轉(zhuǎn)，而偏心盤(pán)b3則通過(guò)循環(huán)鋼球q2來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出擺線(xiàn)盤(pán)軸，使其按n2轉(zhuǎn)速（角速度）輸出。4.2.2機(jī)構(gòu)特點(diǎn)（1）雙擺線(xiàn)鋼球減速器與擺線(xiàn)針輪減速器機(jī)構(gòu)上有類(lèi)似之處，但減速部分的機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了。避免了擺線(xiàn)針輪結(jié)構(gòu)中針輪易折斷的缺點(diǎn)。大傳動(dòng)比時(shí)，不存在針輪間隔抽齒的問(wèn)題，因而增大的重迭系數(shù)，傳動(dòng)的連續(xù)性好，傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)效率和承載能力較高。（2）理論上，鋼球只在循環(huán)滾道中作純滾動(dòng)，摩擦損耗低。鋼球與內(nèi)外擺線(xiàn)槽為凹凸無(wú)齒嚙合，接觸面積大，曲率半徑相近，接觸應(yīng)力小，抗疲勞點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。（3）減速器的外形結(jié)構(gòu)尺寸主要取決于鋼球直

41、徑和鋼球分布圓直徑的大小，在滿(mǎn)足傳動(dòng)功率的條件下，可實(shí)現(xiàn)減速器的微型化，甚至可以設(shè)計(jì)成一種特制的減速軸承。（4）由于結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，大部分機(jī)件為標(biāo)準(zhǔn)件，因此制造方便，成本低，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。（5）設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序化設(shè)計(jì)。4.3減速器的失效分析及材料選擇4.3.1減速器可能出現(xiàn)的失效形式對(duì)任何類(lèi)型的減速器，其破壞失效形式不外乎兩種情況：第一種是如斷齒、斷軸、軸承破裂等使減速器不能正?；驘o(wú)法工作的嚴(yán)重破壞。這種情況一般通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算保證其在壽命期內(nèi)不至于出現(xiàn)。第二種是如磨損、點(diǎn)蝕、膠合等造成減速器工作性能下降（如承載能力、傳動(dòng)效率）的失效，在以傳遞運(yùn)動(dòng)為主、要求傳動(dòng)精度較高的

42、傳動(dòng)系統(tǒng)中，這種破壞是主要失效形式。對(duì)于擺線(xiàn)鋼球減速器來(lái)說(shuō)，鋼球與內(nèi)外擺線(xiàn)組成的曲線(xiàn)軌道是按嚴(yán)格的理論曲線(xiàn)進(jìn)行純滾動(dòng)嚙合減速。那么，當(dāng)軌道出現(xiàn)磨損后，純滾動(dòng)條件被破壞，造成鋼球與滾道問(wèn)產(chǎn)生一定的間隙及摩擦滑動(dòng)，這樣，一方面使傳動(dòng)精度下降，另一方面摩擦發(fā)熱引起溫升過(guò)高，會(huì)加劇發(fā)生點(diǎn)蝕、膠合破壞的可能性。因此，擺線(xiàn)鋼球減速器的主要破壞失效形式是嗍：（1）擺線(xiàn)槽工作表面的磨損、接觸應(yīng)力引起的膠合、疲勞點(diǎn)蝕等。功率較大時(shí)，擺線(xiàn)的波峰也有發(fā)生塑性變形、剪切撕裂的可能性。（2）轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞破壞。4.3.2材料選擇和熱處理根據(jù)失效分析可知，減速器的主要傳動(dòng)零件需具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合的能力。因此

43、，零件工作表面應(yīng)達(dá)到較高的硬度。類(lèi)比其它減速器并考慮到擺線(xiàn)盤(pán)較薄，熱處理時(shí)易變形等具體情況，選用的材料及熱處理方法見(jiàn)表4-1。零件材料熱處理硬度（動(dòng)、定）擺線(xiàn)盤(pán)38crmoala調(diào)質(zhì)后整體氮化hrc60以上輸入軸45調(diào)質(zhì)220250hbs輸出軸38crmoala調(diào)質(zhì)后局部氮化hrc4550殼體ht200灰鐵時(shí)效預(yù)壓端蓋45調(diào)質(zhì)偏心塊q235軸承蓋q235表4-1選用的材料及熱處理方法4.4設(shè)計(jì)步驟的簡(jiǎn)要說(shuō)明（1）確定減速器總傳動(dòng)比、分配各級(jí)傳動(dòng)比（2）根據(jù)傳動(dòng)比i、傳動(dòng)功率、輸入轉(zhuǎn)速，確定鋼球數(shù)nb，計(jì)算內(nèi)外擺線(xiàn)波數(shù)ne、nh（3）選定鋼球直徑db、偏心距a；（4）計(jì)算鋼球分布圓直徑rb、動(dòng)圓

44、半徑r0、短幅系數(shù)k1；（5）計(jì)算內(nèi)外擺線(xiàn)基圓半徑rh、re。（6）確定擺線(xiàn)盤(pán)結(jié)構(gòu)尺寸擺線(xiàn)盤(pán)內(nèi)孔徑外徑擺線(xiàn)槽深盤(pán)厚式中：a-擺線(xiàn)盤(pán)內(nèi)空最小壁厚（）（7）確定w機(jī)構(gòu)尺寸w機(jī)構(gòu)鋼球直徑dw球窩分布圓半徑球窩最大半徑球窩深（8）根據(jù)d0初選轉(zhuǎn)臂軸承型號(hào)，根據(jù)軸承內(nèi)徑確定輸入軸偏心段直徑dp，然后參考a、dp計(jì)算輸入軸其余各段直徑；（9）輸出軸最大直徑（10）根據(jù)工作載荷、輸入轉(zhuǎn)速等，校驗(yàn)各接觸面的接觸強(qiáng)度、轉(zhuǎn)臂軸承壽命、輸入輸出軸的強(qiáng)度剛度；（11）精度等級(jí)按it68級(jí)選配；（12）殼體內(nèi)腔徑向尺寸。大功率機(jī)型殼體與底座整體鑄造；小功率不帶底座為宜。結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡可能加大殼體外形尺寸，以利于散

45、熱；4.5結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)根據(jù)前面的討論分析，我們對(duì)該減速器的傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了較全面的了解，為了能夠獲得更直觀(guān)的認(rèn)識(shí)，我們初步選定了一組設(shè)計(jì)參數(shù)，接下來(lái)將詳細(xì)的介紹設(shè)計(jì)過(guò)程。4.5.1參數(shù)選定及計(jì)算合理地分配傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量及潤(rùn)滑條件?？倐鲃?dòng)比分配的一般原則如下:（1）各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)該在常用的合理范圍內(nèi)，以符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。（2）使各級(jí)傳動(dòng)獲得較小的外形尺寸和較小的重量。（3）各級(jí)傳動(dòng)擺線(xiàn)盤(pán)的尺寸盡量接近，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的潤(rùn)滑。 (4) 使所有的傳動(dòng)零件安裝方便。根據(jù)上述原則分配傳動(dòng)比，是一項(xiàng)比較繁雜的

46、工作，往往要經(jīng)過(guò)多次測(cè)算，擬定多種方案進(jìn)行比較，最后確定一個(gè)比較合理的方案。通過(guò)以上分析確定減速器傳動(dòng)比為100，兩極傳動(dòng)比均為i=10，并且確定其結(jié)構(gòu)為二型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，那么根據(jù)公式：故鋼球數(shù)nb=21;外擺波數(shù)ne=20;內(nèi)擺波數(shù)nh=22；根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析，取鋼球直徑db=10mm，偏心距a2mm（其中a=2e）。由于球徑系數(shù)，因此可以得出： =33.5475那么即另外即初步選取k10.65，于是可以得到1.0409e1.1938，選取e=1.0。這樣，擺線(xiàn)波形的基本設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)確定，擺線(xiàn)的波形已基本形成（如圖4-2所示），接下來(lái)就能夠計(jì)算擺線(xiàn)基圓半徑，鋼球滾動(dòng)半徑等參數(shù)。 （）短幅內(nèi)擺線(xiàn) （）

47、短幅外接線(xiàn)圖4-2短幅內(nèi)外擺線(xiàn)外擺線(xiàn)基圓半徑，即32.0302=36.734，這里取32mm。內(nèi)擺線(xiàn)基圓半徑，即35.2332=40.4074，這里取=35mm。另外，要確定擺線(xiàn)盤(pán)的徑向尺寸，必須先知道鋼球的滾動(dòng)半徑rb，根據(jù)得出rb211.6=33.634mm（取1.6），再參考基圓半徑確定擺線(xiàn)盤(pán)的內(nèi)孔、外徑。4.5.2擺線(xiàn)盤(pán)尺寸的計(jì)算擺線(xiàn)盤(pán)內(nèi)孔徑 =2（34-5-5） =48mm參考滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)，選用7205c gb/t292-1994，根據(jù)軸承外徑取d047mm，此時(shí)a=5.5mm。擺線(xiàn)盤(pán)外徑 2（39+a） 取=90mm此數(shù)值基本可做為動(dòng)擺線(xiàn)盤(pán)（外擺）的徑向結(jié)構(gòu)尺寸，定擺線(xiàn)盤(pán)（內(nèi)擺）還得參考減速器整體尺寸來(lái)確定。擺線(xiàn)槽深