封閉型擺線包絡(luò)精密減速器

封閉型擺線包絡(luò)精密減速器第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要3244擺線包絡(luò)行星傳動(dòng)的應(yīng)用擺線包絡(luò)行星傳動(dòng)的研究基礎(chǔ)封閉型擺線包絡(luò)減速器1背景、需求分析及現(xiàn)狀第2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、課題立項(xiàng)的必要性分析習(xí)近平總書記6月9日在兩院院士大會(huì)上的講話中提到“我們不僅要把我國(guó)機(jī)器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領(lǐng)市場(chǎng)?！惫ば挪?013年底《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》要求，到2020年，工業(yè)機(jī)器人高端產(chǎn)品市場(chǎng)占有率提高到45%以上，機(jī)器人密度(每萬(wàn)名員工使用機(jī)器人臺(tái)數(shù))達(dá)到100以上?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》和《863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展綱要》中也指出，開展工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研究是國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)。一、背景、需求分析及現(xiàn)狀第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、課題立項(xiàng)的必要性分析機(jī)器人擁有量：我國(guó)僅有美國(guó)和德國(guó)的三分之一，日本的五分之一未來(lái)發(fā)展空間巨大國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè)：中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)需求會(huì)在2014年開始爆發(fā)，2016年中國(guó)將成為最大的市場(chǎng)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展契機(jī)已經(jīng)逐步成熟一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)政策：“十二五”以來(lái)，各省對(duì)機(jī)器人及智能裝備制造產(chǎn)業(yè)關(guān)注和支持力度不斷升溫，機(jī)器人企業(yè)涌現(xiàn)；資本：資本市場(chǎng)涌現(xiàn)如“沈陽(yáng)新松”、“深圳瑞凌”、“科大智能”等機(jī)器人概念股市場(chǎng)：隨著中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)的推進(jìn)，中國(guó)市場(chǎng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求將穩(wěn)步增長(zhǎng)。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是未來(lái)貫穿十年的主要投資標(biāo)的，行業(yè)的發(fā)展將呈現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展速度和態(tài)勢(shì)。

一、課題立項(xiàng)的必要性分析一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月政策：智能制造工業(yè)園

一、課題立項(xiàng)的必要性分析一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月精密傳動(dòng)是以高精度傳遞運(yùn)動(dòng)為主要目的的一類機(jī)械傳動(dòng)形式，在機(jī)器人、航空與航天、數(shù)控機(jī)床、武器裝備等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，是制造裝備業(yè)和國(guó)防工業(yè)極其重要的基礎(chǔ)件?，F(xiàn)有同軸傳動(dòng)的精密減速器形式主要有諧波傳動(dòng)和擺線類精密傳動(dòng)等。擺線類精密傳動(dòng)的基本原理是擺線針輪行星傳動(dòng)，主要包括RV傳動(dòng)、Twinspin、Dojen等。國(guó)內(nèi)開展了關(guān)于RV減速器相關(guān)的研究，但僅研制出RV減速器樣機(jī)，總體性能與國(guó)外同類減速器有較大差距，并且沒(méi)有形成生產(chǎn)能力。因此國(guó)內(nèi)使用的RV精密減速器完全依賴進(jìn)口。Dojen擺線減速器Twinspin擺線減速器諧波傳動(dòng)三大件

RV傳動(dòng)

一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、封閉型擺線包絡(luò)減速器該封閉型擺線包絡(luò)減速器第一級(jí)采用漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)，第二級(jí)采用擺線包絡(luò)減速機(jī)構(gòu)第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二次包絡(luò)嚙合副結(jié)構(gòu)樣機(jī)40E結(jié)構(gòu)樣機(jī)20C結(jié)構(gòu)樣機(jī)經(jīng)測(cè)試，樣機(jī)效率脂潤(rùn)滑大于80%，傳動(dòng)精度3角分，相對(duì)于帝人同規(guī)格減速器額定載荷，具有4倍以上過(guò)載能力。二、封閉型擺線包絡(luò)減速器第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擺線包絡(luò)減速器的嚙合可以采用一次包絡(luò)嚙合副，也可以采用二次包絡(luò)嚙合副擺線包絡(luò)嚙合副嚙合副外齒輪之?dāng)[線齒輪基于傳動(dòng)精度保持和承載能力優(yōu)化的齒廓修形，經(jīng)濟(jì)加工精度低、傳動(dòng)精度易保證和承載能力高與轉(zhuǎn)臂軸承一體化設(shè)計(jì)，即將擺線輪的內(nèi)孔直接作為軸承的滾道，有利于減小減速器尺寸第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擺線包絡(luò)嚙合副嚙合副內(nèi)齒輪之雙圓弧槽結(jié)構(gòu)增大了針齒銷的彎曲強(qiáng)度，提高了減速器的承載能力；針齒定位更可靠，且工況下嚙合副中針齒的滾動(dòng)效果更加明顯，有利于提高傳動(dòng)效率；雙圓弧針齒槽頂部留有儲(chǔ)油部位，改善了嚙合副的潤(rùn)滑狀況；經(jīng)濟(jì)加工精度降低，易裝配且更易保證嚙合的傳動(dòng)精度；第11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擺線包絡(luò)嚙合副嚙合副內(nèi)齒輪之二次包絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)齒輪齒廓為擺線齒輪齒輪的包絡(luò)齒面，在一定嚙合范圍內(nèi)單齒出現(xiàn)二類接觸點(diǎn)，與擺線針齒嚙合副相比，承載能力更大第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙偏心軸類零件，與轉(zhuǎn)臂軸承一體化設(shè)計(jì)，采用滿裝圓柱滾子結(jié)構(gòu)。曲柄軸承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊第13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月行星架外伸凸爪與減速器右端端盤通過(guò)螺釘及定外銷聯(lián)接一整體構(gòu)成減速器的輸出機(jī)構(gòu)行星架輸出機(jī)構(gòu)的支撐軸承采用圓柱交錯(cuò)滾子軸承，且將軸承內(nèi)外滾道分別集成于行星架、針齒殼，可同時(shí)承受軸向力和徑向力，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、擺線包絡(luò)行星傳動(dòng)的研究基礎(chǔ)建立擺線包絡(luò)行星傳動(dòng)的嚙合基礎(chǔ)理論；完成擺線包絡(luò)嚙合副的一次作用和二次作用理論的推導(dǎo)；得到了擺線包絡(luò)嚙合的齒廓方程和嚙合方程；研究了擺線包絡(luò)嚙合副的齒廓特性。嚙合方程：M12為轉(zhuǎn)換矩陣內(nèi)齒輪齒廓方程由確定嚙合理論第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擺線包絡(luò)行星精密傳動(dòng)裝置的嚙合副構(gòu)造1)、二次包絡(luò)(去一類點(diǎn))結(jié)構(gòu)的嚙合副構(gòu)造2)、一次/二次包絡(luò)結(jié)構(gòu)的嚙合副構(gòu)造3)、半埋齒結(jié)構(gòu)的嚙合副構(gòu)造

第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙圓盤簡(jiǎn)支滾針浮動(dòng)盤結(jié)構(gòu)的擺線包絡(luò)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以承受純扭矩，二次包絡(luò)嚙合副具有大的承載能力，因此，該機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)精密重載傳動(dòng)的效果。第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雙圓盤簡(jiǎn)支滾針銷軸式結(jié)構(gòu)的擺線包絡(luò)行星精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

第18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月漸開線-擺線二包兩級(jí)封閉式精密傳動(dòng)樣機(jī)

（RV結(jié)構(gòu)）第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一次包絡(luò)擺線針輪嚙合副有限元模型及接觸應(yīng)力分析嚙合副有限元模型接觸對(duì)局部放大圖一次包絡(luò)應(yīng)力云圖一次包絡(luò)各齒齒面接觸應(yīng)力最大齒面接觸應(yīng)力為821.303MPa第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二次包絡(luò)應(yīng)力云圖齒面雙線接觸區(qū)各齒齒面接觸應(yīng)力對(duì)比圖最大齒面接觸應(yīng)力為769.751MPa。二次包絡(luò)擺線行星傳動(dòng)嚙合副有限元模型和有限元分析相同的幾何設(shè)計(jì)參數(shù)和工況下：二次包絡(luò)擺線嚙合副最大齒面接觸

應(yīng)力比一次包絡(luò)擺線嚙合副小大部分輪齒齒面接觸應(yīng)力比一次包絡(luò)

擺線嚙合副小第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月浮動(dòng)盤結(jié)構(gòu)擺線包絡(luò)行星精密傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型通過(guò)虛擬樣機(jī)的仿真分析，系統(tǒng)在第1、2、3、5階模態(tài)即分別在80Hz、180Hz、600Hz、3900Hz時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)值最大，符合計(jì)算得到虛擬樣機(jī)理論固有頻率值。擺線包絡(luò)行星精密傳動(dòng)裝置的動(dòng)力學(xué)分析第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響可靠性的關(guān)鍵零部件：擺線輪、轉(zhuǎn)臂軸承、聯(lián)接銷軸。擺線輪的可靠度為：99.99738％；轉(zhuǎn)臂軸承的可靠度為：99.9999917％

；聯(lián)接銷軸的可靠度為：99.996286％

。

新型擺線二次包絡(luò)精密傳動(dòng)裝置可靠度:新型擺線二次包絡(luò)精密傳動(dòng)可靠性分析第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)雜共軛曲面精密磨削CBN砂輪擺線齒輪連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床雙圓盤簡(jiǎn)支滾柱浮動(dòng)盤結(jié)構(gòu)傳動(dòng)裝置關(guān)鍵零件圖關(guān)鍵制造技術(shù)研究第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月浮動(dòng)盤式精密傳動(dòng)裝置系列樣機(jī)漸開線-擺線二包兩級(jí)封閉式精密傳動(dòng)樣機(jī)（RV結(jié)構(gòu)）樣機(jī)的設(shè)計(jì)制造及實(shí)驗(yàn)研究第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月試驗(yàn)測(cè)試專用儀器開發(fā)研究針對(duì)現(xiàn)有精密減速器傳動(dòng)精度、傳動(dòng)效率、承載能力、扭轉(zhuǎn)剛度及回差測(cè)試效率低、可靠性差等現(xiàn)狀，開展精密減速器整體式綜合性能測(cè)試儀器的開發(fā)傳動(dòng)效率及承載能力測(cè)試儀扭轉(zhuǎn)剛度及回差測(cè)試儀第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一次包絡(luò)齒廓二次包絡(luò)齒廓效率試驗(yàn)試驗(yàn)裝置>75%第27頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月剛度測(cè)試環(huán)境轉(zhuǎn)角-扭矩曲線經(jīng)測(cè)試：傳動(dòng)比為159的試驗(yàn)樣機(jī)，空回誤差35角秒，扭轉(zhuǎn)剛度34000(N·m)/rad。樣機(jī)剛度測(cè)試第28頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自準(zhǔn)直儀式傳動(dòng)誤差測(cè)試裝置傳動(dòng)比為159的傳動(dòng)樣機(jī)測(cè)試傳動(dòng)精度為46角秒。傳動(dòng)誤差測(cè)試第29頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、擺線包絡(luò)行星傳動(dòng)的成果及應(yīng)用