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      行星減速機傳動基礎理論與實驗研究

      來源: 時間:2020-03-05 17:05:05 瀏覽次數:

      行星減速機傳動基礎理論與實驗研究
      行星減速機是依據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。該擺線針輪減速機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。

      行星減速機是依據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。該擺線針輪減速機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。


           本文的主要內容如下:

      ①根據齒輪嚙合原理的運動學法,討論了平行軸內嚙合行星減速機傳動的嚙合方程,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,實現N型、N-N型傳動和雙圓盤擺線傳動各參數、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;提出了采用小二乘法的數據處理方法,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,分別開展了普通行星減速機、雙圓盤擺線行星傳動、雙圓盤錐形擺線針輪減速機樣機的實驗研究,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,雙圓盤擺線減速機行星傳動樣機可以承受較大的軸向載荷,雙圓盤行星減速機傳動通過調整嚙合零件軸向位置可以調整嚙合的間隙。


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