擺線針輪減速器的設(shè)計(jì)答辯實(shí)用教案

1、目錄(ml)CONTENTSCONTENTS01020304課題(kt)背景構(gòu)造(guzo)及原理優(yōu)化設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容第1頁(yè)/共38頁(yè)第一頁(yè)，共39頁(yè)。01課題(kt)背景課題背景：傳統(tǒng)的齒輪減速器應(yīng)用廣泛，但已經(jīng)跟不上當(dāng)代工業(yè)傳動(dòng)的高級(jí)要求，而擺線針輪減速器作為一種擁有更小體積，更大傳動(dòng)比，更輕重量，而且精度更高的傳動(dòng)裝置，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械中。這幾年該類減速器開始(kish)向工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展，從2013年開始(kish)，中國(guó)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，在當(dāng)時(shí)，我們國(guó)家機(jī)器人零件自產(chǎn)自足的比例只占到5%左右，而在2015工博會(huì)上，秦川機(jī)床展示了機(jī)器人基礎(chǔ)關(guān)鍵件“機(jī)器人關(guān)節(jié)”，國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)

2、70%。秦川機(jī)床不僅研發(fā)出機(jī)器人關(guān)節(jié)，而且能夠制造生產(chǎn)機(jī)器人關(guān)節(jié)的機(jī)床。在這種勢(shì)頭之下，機(jī)器人用擺線針輪減速器的研究和優(yōu)化迫在眉睫，對(duì)工業(yè)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化的推動(dòng)起著重要作用。第2頁(yè)/共38頁(yè)第二頁(yè)，共39頁(yè)。02構(gòu)造(guzo)及原理第3頁(yè)/共38頁(yè)第三頁(yè)，共39頁(yè)。原理(yunl)雖然之前對(duì)減速器有一定的接觸，但是拿到課題的時(shí)候，對(duì)擺線傳動(dòng)這種原理是一無所知的，然后經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的資料查詢，和自己的學(xué)習(xí)理解，終于搞懂了其中的原理。擺線針輪減速器，首先顧名思義我們明確(mngqu)一個(gè)擺線的概念，擺線就是一個(gè)圓沿著一條直線作純滾動(dòng)，那么圓上一個(gè)固定點(diǎn)經(jīng)過的軌跡就稱為擺線。外切外擺線是滾圓在基圓外域與

3、基圓外切形成的外擺線(此時(shí)基圓在滾圓的外域)。短幅外擺線是指外切外擺線形成過程中,滾圓內(nèi)域上與滾圓相對(duì)固定的某點(diǎn)的軌跡， 而短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線的傳動(dòng)齒廓就是我們需要的擺線齒廓。第4頁(yè)/共38頁(yè)第四頁(yè)，共39頁(yè)。傳動(dòng)(chundng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第5頁(yè)/共38頁(yè)第五頁(yè)，共39頁(yè)。構(gòu)造(guzo)第6頁(yè)/共38頁(yè)第六頁(yè)，共39頁(yè)。構(gòu)造(guzo)（1）轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂是擺線針輪減速器的輸入構(gòu)件，它一般由輸入軸、偏心套和轉(zhuǎn)臂軸承組成。其中，輸入軸與電機(jī)軸相連；偏心套有兩個(gè)，徑向?qū)ΨQ地安裝于輸入軸上，分別用于安裝相位相差 180的兩個(gè)擺線輪；偏心套與擺線輪之間通過滾動(dòng)軸承連接，該組軸承稱為轉(zhuǎn)臂軸承。近年來，

4、轉(zhuǎn)臂軸的結(jié)構(gòu)常與偏心套制作為一個(gè)整體，成為整體式雙偏心軸承，它是擺線輪的旋轉(zhuǎn)軸。（2）擺線輪擺線輪是以短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線作為傳動(dòng)齒廓的傳動(dòng)齒輪，它是擺線針輪減速器的核心構(gòu)件。分析該減速器的傳動(dòng)原理(yunl)可知，理論上一個(gè)擺線輪就能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞。但實(shí)際機(jī)構(gòu)一般采用兩個(gè)相同的擺線輪沿徑向?qū)ΨQ安裝，以使擺線輪在與針輪嚙合過程中實(shí)現(xiàn)靜力平衡，減輕振動(dòng)，提高減速器的承載能力。（3）針輪針輪是擺線針輪減速器的關(guān)鍵部件之一。它主要由針齒殼、針齒銷和針齒套組成。當(dāng)擺線輪與針齒套相嚙合時(shí)，針齒套可繞針齒銷轉(zhuǎn)動(dòng)，因而將其與擺線輪嚙合中的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為純滾動(dòng)，以減少嚙合摩擦損失。（4）W 輸出機(jī)構(gòu)擺

5、線針輪減速器中，擺線輪作既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面一般運(yùn)動(dòng)，要將其自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出為輸出軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需通過 W 輸出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。W輸出機(jī)構(gòu)主要由法蘭盤、若干柱銷和擺線輪上開有的柱銷孔組成。其中，柱銷的一端固定在輸出軸的法蘭盤上，另一端插入兩擺線行星輪端面的等分孔中，在柱銷的懸臂上裝有可移動(dòng)的柱銷套以減少摩擦損失。經(jīng)過 W 輸出機(jī)構(gòu)傳遞后，擺線輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可 1:1 地傳遞到輸出軸上，帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。第7頁(yè)/共38頁(yè)第七頁(yè)，共39頁(yè)。03優(yōu)化設(shè)計(jì)(shj)第8頁(yè)/共38頁(yè)第八頁(yè)，共39頁(yè)。優(yōu)化方案(fng n)國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)使用的擺線針輪減速器結(jié)構(gòu)存在一些問題，影響減速器整體性能的主要設(shè)計(jì)原理上的根本問題

6、在于擺線輪與固定(gdng)針齒銷之間因相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致效率損失、噪聲、發(fā)熱等問題,也是長(zhǎng)久以來困擾國(guó)內(nèi)企業(yè)， 最難克服的問題,本文的解決思路呢是：通過增大針齒銷的直徑,并給針齒銷加上針齒套,同時(shí)依靠對(duì)擺線輪的齒廓修形使擺線輪與針齒之間變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。以減少嚙合和相對(duì)滑動(dòng)造成的摩擦損失，但是當(dāng)針齒套半徑大于理論擺線齒廓的最小曲率半徑時(shí),就會(huì)使得在生成實(shí)際擺線齒廓時(shí)產(chǎn)生頂切現(xiàn)象,在實(shí)際齒廓上出現(xiàn)尖點(diǎn)。所以要進(jìn)行相關(guān)計(jì)算驗(yàn)證。第9頁(yè)/共38頁(yè)第九頁(yè)，共39頁(yè)。具體(jt)設(shè)計(jì)查詢工業(yè)機(jī)器人相關(guān)資料(zlio)，從常用大小的機(jī)器人出發(fā)，取30kw為功率，1500r/min為轉(zhuǎn)速，25為傳動(dòng)比， 進(jìn)行了擺

7、線輪齒數(shù)，針齒數(shù)，輸出轉(zhuǎn)矩的一系列確定，和一系列計(jì)算：第10頁(yè)/共38頁(yè)第十頁(yè)，共39頁(yè)。第11頁(yè)/共38頁(yè)第十一頁(yè)，共39頁(yè)。第12頁(yè)/共38頁(yè)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。第13頁(yè)/共38頁(yè)第十三頁(yè)，共39頁(yè)。第14頁(yè)/共38頁(yè)第十四頁(yè)，共39頁(yè)。第15頁(yè)/共38頁(yè)第十五頁(yè)，共39頁(yè)。第16頁(yè)/共38頁(yè)第十六頁(yè)，共39頁(yè)。第17頁(yè)/共38頁(yè)第十七頁(yè)，共39頁(yè)。以上是主要的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算，論文中還有輸入軸和輸出軸的計(jì)算以及密封輪滑設(shè)計(jì)(shj)。第18頁(yè)/共38頁(yè)第十八頁(yè)，共39頁(yè)。04研究(ynji)內(nèi)容第19頁(yè)/共38頁(yè)第十九頁(yè)，共39頁(yè)。研究(ynji)內(nèi)容根據(jù)得到的公式數(shù)據(jù)利用solidw

8、orks進(jìn)行了三維繪圖，這里重點(diǎn)講一下擺線輪的繪制，因?yàn)閿[線齒廓的復(fù)雜程度，不可能直接畫出來，具體方法呢是把計(jì)算得到的擺線輪齒廓曲線數(shù)據(jù)記下來，把程序得到的720個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)保存為txt格式，然后(rnhu)在solidworks3014中采用插入-曲線-通過xyz點(diǎn)的曲線，再瀏覽導(dǎo)入數(shù)據(jù)來生成齒廓曲線，就得到了擺線齒廓曲線，最后進(jìn)行拉伸，和柱銷孔的切除和陣列命令就得到了我們需要的擺線輪。第20頁(yè)/共38頁(yè)第二十頁(yè)，共39頁(yè)。零件圖第21頁(yè)/共38頁(yè)第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。我的具體(jt)繪圖擺線(bi xin)輪第22頁(yè)/共38頁(yè)第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。我的具體(jt)繪圖輸入(shr)軸第23頁(yè)/

9、共38頁(yè)第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。我的具體(jt)繪圖偏心(pinxn)的轉(zhuǎn)臂軸承第24頁(yè)/共38頁(yè)第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。我的具體(jt)繪圖針齒殼第25頁(yè)/共38頁(yè)第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。我的具體(jt)繪圖針齒銷和針齒套第26頁(yè)/共38頁(yè)第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。我的具體(jt)繪圖法蘭盤第27頁(yè)/共38頁(yè)第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。零件圖第28頁(yè)/共38頁(yè)第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。爆炸(bozh)圖爆炸(bozh)圖視頻第29頁(yè)/共38頁(yè)第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖裝配圖2D第30頁(yè)/共38頁(yè)第三十頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖擺線(bi xin)輪2D第31頁(yè)/共38頁(yè)第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖端蓋圖2D第32頁(yè)/共38頁(yè)第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖法蘭盤2D第33頁(yè)/共38頁(yè)第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖偏心(pinxn)轉(zhuǎn)臂軸承2D第34頁(yè)/共38頁(yè)第三十四頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖輸入(shr)軸2D第35頁(yè)/共38頁(yè)第三十五頁(yè)，共39頁(yè)。2D圖針齒殼2D第36頁(yè)/共38頁(yè)第三十六頁(yè)，共39頁(yè)。感謝(gnxi)各位老師指導(dǎo)老師：姜少杰第37頁(yè)/共38頁(yè)第三十七頁(yè)，共39頁(yè)。感謝您的觀看(gunkn)！第38頁(yè)/共38頁(yè)第三十八頁(yè)，共39頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)目錄。秦川機(jī)床不僅研發(fā)出機(jī)器人關(guān)節(jié)，而且能夠制造生產(chǎn)機(jī)器人關(guān)節(jié)的機(jī)床。轉(zhuǎn)臂是擺線針輪減速器的輸入構(gòu)件，它一般由