發(fā)布時間：2020-06-03 02:10

【摘要】： 精密傳動是以高精度傳遞運動為主要目的的一類機械傳動形式,在航空航天、武器裝備、數(shù)控機床、機器人、精密機械、印刷包裝機械、交通運輸機械、醫(yī)療器械等領域應用十分廣泛,是制造裝備業(yè)和國防工業(yè)極其重要的基礎件。錐形擺線行星傳動是依據(jù)普通擺線針輪行星傳動的針齒半徑改變時對應的系列變幅擺線互為等距線而提出的新型傳動。該傳動可以通過調整錐形擺線嚙合副的軸向位置調整嚙合的間隙,利用多齒嚙合的誤差均化效應獲得高的傳動精度。系統(tǒng)深入地開展關于錐形擺線行星傳動的理論和設計方法、制造關鍵技術和實驗研究,奠定其工程應用的基礎,具有重要的理論意義和工程實用價值。 本文的主要內(nèi)容如下: ①根據(jù)齒輪嚙合原理的運動學法,討論了平行軸內(nèi)嚙合行星傳動的嚙合方程,給出了行星輪共軛齒廓方程的一般表達式,建立了錐形擺線行星傳動的嚙合理論;論證了變截面擺線行星傳動針齒齒廓半徑沿軸向變化時所對應的系列短幅擺線互為等距線;針對變截面擺線傳動,給出了針齒半徑沿軸向線性變化的錐形擺線輪和非線性變化的鼓形行星輪的設計實例,從而驗證了理論推導的正確性;給出了橫截面為拋物線的行星輪的齒廓曲面方程,討論了行星輪齒廓曲面的多樣性;分別討論了變截面擺線傳動和拋物線柱面行星傳動的齒廓曲率特性。 ②提出了以錐形擺線輪大端面為設計基準的設計方法,完成了錐形擺線嚙合副齒廓曲面的設計;提出了基于錐形擺線的N型傳動、NN型傳動和雙圓盤擺線行星傳動三種結構形式,并針對不同的結構形式,給出了計算實例。 ③分析了錐形嚙合副的受力情況,提出了錐形嚙合副的接觸應力計算方法;采用有限元方法完成了分別使用獨立銷套和整體銷套的懸臂梁式輸出機構和簡支梁式輸出機構的應力應變分析。 ④應用Microsoft Visual C++6.0編制了錐形擺線行星傳動的可視化設計分析軟件系統(tǒng),實現(xiàn)N型、N-N型傳動和雙圓盤擺線傳動各參數(shù)、齒廓的自動計算,以及力學特性等的計算機輔助設計。 ⑤提出了用指錐刀具/磨具直接形成零件軸向錐形,而零件截面擺線或圓弧齒通過展成方式形成的“指錐包絡”切削加工方法和圓弧面砂輪磨削法,并分別進行了加工仿真。在此基礎上,研制出三臺套實驗樣機。 ⑥提出了變截面行星嚙合副齒廓曲面的坐標測量和誤差評定方法。編制了基于三坐標測量機變截面擺線輪齒廓曲面的通用自動測量程序,完成了樣機齒廓曲面的精度檢測;提出了采用最小二乘法的數(shù)據(jù)處理方法,對錐形嚙合副的齒距偏差、齒廓偏差和錐度誤差等保證錐形擺線行星傳動運動精度和平穩(wěn)性的重要指標進行了評定。 ⑦完成了實驗臺的研制和和改裝,分別開展了普通擺線行星傳動減速機、雙圓盤擺線行星傳動、雙圓盤錐形擺線行星傳動樣機的實驗研究,包括傳動效率、傳動精度、回差等。實驗結果表明,三臺減速器均具有高的傳動效率,雙圓盤擺線行星傳動樣機可以承受較大的軸向載荷,雙圓盤錐形擺線行星傳動通過調整嚙合零件軸向位置可以調整嚙合的間隙。
【圖文】：

觸應力高于點接觸副；4) 嚙合副為錐形零件，便于凈成形加工和裝配。因此，深入研究錐形擺線行星傳動的嚙合理論和錐形擺線嚙合副制造的關鍵技術，并開展系統(tǒng)的實驗研究，以期研制一種傳動精度高、嚙合間隙可調的新型傳動，具有重要的理論意義和工程實用價值。1.2 精密傳動研究現(xiàn)狀現(xiàn)有的精密傳動形式主要有諧波傳動、泛擺線類精密傳動和精密蝸桿傳動等。諧波傳動和 RV 傳動(泛擺線類精密傳動的一種主要傳動形式)主要用于同軸傳動的場合，，精密蝸桿傳動主要用于空間交錯軸傳動的場合。諧波傳動通常適用于額定轉矩在 1.7Nm～3400Nm 范圍內(nèi)的傳動，RV 傳動適用于額定扭矩在 100Nm～7000Nm 范圍內(nèi)的傳動。在 102Nm～3400Nm 范圍內(nèi)，兩種技術產(chǎn)品原則上都可行。然而實際上諧波傳動多用在額定輸出扭矩小于 200Nm 的場合，在扭矩大于 200Nm的情況下，RV 傳動在扭矩、剛度以及價格上明顯占有優(yōu)勢[13]。

變形的理論基礎上發(fā)展起來的一種新型傳動技術。該傳動具有體積小、重量輕、傳動比大等突出的優(yōu)點，特別適用于尺寸和重量嚴格受限、位置精度要求高的場合。例如小的機械手關節(jié)、半導體處理器、太空衛(wèi)星太陽能及天線的遠程調控裝置、醫(yī)療掃描儀和激光診斷設備的遠程調控裝置等等。另外，諧波傳動還可以在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作。美國、日本等發(fā)達國家非常重視諧波傳動方面的研究，美國的十個大型公司和研究中心都曾從事過這方面的研究工作，其中以 USM 公司規(guī)模最大，它既生產(chǎn)可供海、陸、空使用的各種類型諧波傳動裝置,也生產(chǎn)可供民用的諧波傳動系列產(chǎn)品。到目前為止，國外諧波傳動的經(jīng)濟傳動精度和回差已達到 25 角秒以內(nèi)，最高已達到 5 角秒以內(nèi)。我國從 1961 年開始諧波齒輪傳動方面的研制工作，并先后研制成多種類型的諧波齒輪傳動裝置樣機。我國目前專業(yè)生產(chǎn)諧波齒輪的廠家很少，并且在傳動精度、保精度壽命、可靠性等方面與國外產(chǎn)品均有較大差距。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH132.41

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 周利鋒;一種新型擺線齒輪減速器[D];北京郵電大學;2012年

本文編號：2694129