行星減速機(jī)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)。該擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)可以通過(guò)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。
行星減速機(jī)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)。該擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)可以通過(guò)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(kāi)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)嚙合行星減速機(jī)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(guò)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(kāi)展了普通行星減速機(jī)、雙圓盤擺線行星傳動(dòng)、雙圓盤錐形擺線針輪減速機(jī)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,雙圓盤擺線減速機(jī)行星傳動(dòng)樣機(jī)可以承受較大的軸向載荷,雙圓盤行星減速機(jī)傳動(dòng)通過(guò)調(diào)整嚙合零件軸向位置可以調(diào)整嚙合的間隙。
