(2) 摆线轮和针齿轮间几乎有半数齿同时接触,而且摆线齿和针齿都可以磨削,故运转平稳、噪音小。
(3) 针齿销可以加套筒,使与摆线轮的接触成为滚动摩擦,延长了摆线轮这一重要零件的寿命。
(4) 效率较高,一级传动可达90%~95%,而渐开线一齿差行星传动的效率只有85%~90%。
但摆线针轮行星传动也有一些缺点:制造精度要求比较高否则达不到多齿接触;摆线齿的磨削需要专用的机床。
1. 3 摆线针轮减速器的国内外的发展现状和历史
1.4 本课题要完成的内容
1.4.1 理论分析
对摆线针轮行星传动的啮合原理进行学习,研究其传动的原理,齿廓曲线的形成方式,根据任务书提供的参数,总结出齿廓曲线方程。
1.4.2 结构设计
结构设计是本课题的重要内容之一,针对摆线针轮减速器的要求,需设计适当的机构。根据课题对摆线针轮减速器各项性能指标的要求,结合摆线针轮减速器所采用的运动方式,确定出摆线针轮减速器的总体设计思想,并对设计中可能出现的问题进行分析和讨论。
1.4.3 实体造型
在Solidworks下进行三文实体造型,分析模型结构,使设计更加合理化。
1.4.4 有限元分析
在Solidworks中对重要零件进行有限元分析,进行强度和刚度校核,并将有限元分析云图输出。
1.4.5 完成装配
在Solidworks中完成摆线针轮减速器的装配,装配合格后,生成装配图。
2 摆线针轮减速器传动理论
2. 1 摆线针轮减速器的传动原理与结构特点
2.1.1 摆线针轮行星传动的传动原理
图所示为摆线针轮行星传动示意图。其中ZZ为针轮,Zb为摆线行星轮,H为系杆,V为输出轴。运动由系杆H输入,通过W机构由V轴输出。同渐开线一齿差行星传动一样,摆线针轮传动也是一种K-H-V型一齿差行星传动。两者的区别在于:摆线针轮传动中,行星轮的齿廓曲线不是渐开线,而是变态摆线,中心内齿采用了针齿,所以称为针轮,摆线针轮传动因此而得名。
同渐开线少齿差行星传动一样,其传动比为:
图2.1 摆线针轮减速器原理图
因为ZZ-Zb=1,故iHV=-Zb,“-”表示输出轴与输入轴转动方向相反,即利用摆线针轮行星传动可以获得大传动比。
2.1.2 摆线针轮减速器的结构特点
摆线针轮减速器主要由四部分组成:
(1) 行星架H,又称值为转臂,由输入轴10和偏心套9组成,偏心套上的两个偏心方向互成180°。
(2) 行星轮C,即摆线轮6,其齿形通常为短幅外摆线的内侧等距曲线。为使输入轴达到静平衡和提高承载能力,对于一齿差针摆传动,通常采用两个完全相同的奇数齿的行星轮(二齿差针摆传动不受此限),装在双偏心套上,两轮位置正好相差180°,行星轮(摆线轮)6和偏心套2之间装有用以减少摩擦的滚子轴承(称为转臂轴承),为节约径向空间,滚动轴承通常均采用不要外座圈的滚子轴承,而以摆线轮的内孔表面直接作为滚道。近年来,优化设计的结构常将双偏心套与轴承做成一个整体,称为整体式双偏心轴承。
(3) 中心轮b,又称针轮,由针齿壳3上沿针齿中心圆的圆周上均布一组针齿销5(通常针齿销上还装有针套4)组成。
(4) 输出机构W, 与渐开线少齿差行星齿轮传动一样,通常采用销轴式输出机构。
图2.2为摆线针轮传动的典型结构。
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