發(fā)布時(shí)間：2020-06-03 02:10

【摘要】： 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,在航空航天、武器裝備、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、精密機(jī)械、印刷包裝機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、醫(yī)療器械等領(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。錐形擺線行星傳動(dòng)是依據(jù)普通擺線針輪行星傳動(dòng)的針齒半徑改變時(shí)對(duì)應(yīng)的系列變幅擺線互為等距線而提出的新型傳動(dòng)。該傳動(dòng)可以通過調(diào)整錐形擺線嚙合副的軸向位置調(diào)整嚙合的間隙,利用多齒嚙合的誤差均化效應(yīng)獲得高的傳動(dòng)精度。系統(tǒng)深入地開展關(guān)于錐形擺線行星傳動(dòng)的理論和設(shè)計(jì)方法、制造關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究,奠定其工程應(yīng)用的基礎(chǔ),具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。 本文的主要內(nèi)容如下: ①根據(jù)齒輪嚙合原理的運(yùn)動(dòng)學(xué)法,討論了平行軸內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)的嚙合方程,給出了行星輪共軛齒廓方程的一般表達(dá)式,建立了錐形擺線行星傳動(dòng)的嚙合理論;論證了變截面擺線行星傳動(dòng)針齒齒廓半徑沿軸向變化時(shí)所對(duì)應(yīng)的系列短幅擺線互為等距線;針對(duì)變截面擺線傳動(dòng),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(shè)計(jì)實(shí)例,從而驗(yàn)證了理論推導(dǎo)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(dòng)和拋物線柱面行星傳動(dòng)的齒廓曲率特性。 ②提出了以錐形擺線輪大端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法,完成了錐形擺線嚙合副齒廓曲面的設(shè)計(jì);提出了基于錐形擺線的N型傳動(dòng)、NN型傳動(dòng)和雙圓盤擺線行星傳動(dòng)三種結(jié)構(gòu)形式,并針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)形式,給出了計(jì)算實(shí)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(yīng)力計(jì)算方法;采用有限元方法完成了分別使用獨(dú)立銷套和整體銷套的懸臂梁式輸出機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)支梁式輸出機(jī)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分析。 ④應(yīng)用Microsoft Visual C++6.0編制了錐形擺線行星傳動(dòng)的可視化設(shè)計(jì)分析軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)N型、N-N型傳動(dòng)和雙圓盤擺線傳動(dòng)各參數(shù)、齒廓的自動(dòng)計(jì)算,以及力學(xué)特性等的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。 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(luò)”切削加工方法和圓弧面砂輪磨削法,并分別進(jìn)行了加工仿真。在此基礎(chǔ)上,研制出三臺(tái)套實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。 ⑥提出了變截面行星嚙合副齒廓曲面的坐標(biāo)測(cè)量和誤差評(píng)定方法。編制了基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)變截面擺線輪齒廓曲面的通用自動(dòng)測(cè)量程序,完成了樣機(jī)齒廓曲面的精度檢測(cè);提出了采用最小二乘法的數(shù)據(jù)處理方法,對(duì)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(dòng)運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性的重要指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)定。 ⑦完成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制和和改裝,分別開展了普通擺線行星傳動(dòng)減速機(jī)、雙圓盤擺線行星傳動(dòng)、雙圓盤錐形擺線行星傳動(dòng)樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究,包括傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、回差等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三臺(tái)減速器均具有高的傳動(dòng)效率,雙圓盤擺線行星傳動(dòng)樣機(jī)可以承受較大的軸向載荷,雙圓盤錐形擺線行星傳動(dòng)通過調(diào)整嚙合零件軸向位置可以調(diào)整嚙合的間隙。
【圖文】：

觸應(yīng)力高于點(diǎn)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(dòng)的嚙合理論和錐形擺線嚙合副制造的關(guān)鍵技術(shù)，并開展系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，以期研制一種傳動(dòng)精度高、嚙合間隙可調(diào)的新型傳動(dòng)，具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。1.2 精密傳動(dòng)研究現(xiàn)狀現(xiàn)有的精密傳動(dòng)形式主要有諧波傳動(dòng)、泛擺線類精密傳動(dòng)和精密蝸桿傳動(dòng)等。諧波傳動(dòng)和 RV 傳動(dòng)(泛擺線類精密傳動(dòng)的一種主要傳動(dòng)形式)主要用于同軸傳動(dòng)的場(chǎng)合，，精密蝸桿傳動(dòng)主要用于空間交錯(cuò)軸傳動(dòng)的場(chǎng)合。諧波傳動(dòng)通常適用于額定轉(zhuǎn)矩在 1.7Nm～3400Nm 范圍內(nèi)的傳動(dòng)，RV 傳動(dòng)適用于額定扭矩在 100Nm～7000Nm 范圍內(nèi)的傳動(dòng)。在 102Nm～3400Nm 范圍內(nèi)，兩種技術(shù)產(chǎn)品原則上都可行。然而實(shí)際上諧波傳動(dòng)多用在額定輸出扭矩小于 200Nm 的場(chǎng)合，在扭矩大于 200Nm的情況下，RV 傳動(dòng)在扭矩、剛度以及價(jià)格上明顯占有優(yōu)勢(shì)[13]。

變形的理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型傳動(dòng)技術(shù)。該傳動(dòng)具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比大等突出的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于尺寸和重量嚴(yán)格受限、位置精度要求高的場(chǎng)合。例如小的機(jī)械手關(guān)節(jié)、半導(dǎo)體處理器、太空衛(wèi)星太陽能及天線的遠(yuǎn)程調(diào)控裝置、醫(yī)療掃描儀和激光診斷設(shè)備的遠(yuǎn)程調(diào)控裝置等等。另外，諧波傳動(dòng)還可以在密閉空間和介質(zhì)輻射的工況下正常工作。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視諧波傳動(dòng)方面的研究，美國(guó)的十個(gè)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(dòng)裝置,也生產(chǎn)可供民用的諧波傳動(dòng)系列產(chǎn)品。到目前為止，國(guó)外諧波傳動(dòng)的經(jīng)濟(jì)傳動(dòng)精度和回差已達(dá)到 25 角秒以內(nèi)，最高已達(dá)到 5 角秒以內(nèi)。我國(guó)從 1961 年開始諧波齒輪傳動(dòng)方面的研制工作，并先后研制成多種類型的諧波齒輪傳動(dòng)裝置樣機(jī)。我國(guó)目前專業(yè)生產(chǎn)諧波齒輪的廠家很少，并且在傳動(dòng)精度、保精度壽命、可靠性等方面與國(guó)外產(chǎn)品均有較大差距。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH132.41

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)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(xué);2012年

本文編號(hào)：2694129