摆动活齿减速机的结构设计
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摆动活齿减速机的结构设计
目录
1绪论 4
1.1概述 4
1.2国内外发展现状 4
1.3 Solid Works介绍 5
2摆动活齿减速机传动理论与设计方法 7
2.1 摆动活齿减速机的传动原理与结构特点 7
2.1.1 摆动活齿减速机传动的传动原理 7
2.1.2 摆动活齿减速机的结构特点 8
2.1.3 摆动活齿传动的啮合原理 9
2.14摆线轮的齿廓曲线与齿廓方程 12
2.1.5 摆线轮齿廓曲率半径 13
2.2摆动活齿传动的受力分析 14
2.2.1针齿与摆线轮齿啮合时的作用力 14
2.2.2 输出机构的柱销（套）作用于摆线轮上的力 17
2.2.3 转臂轴承的作用力 18
2.3摆动活齿减速机主要强度件的计算 19
2.3.1 齿面接触强度计算 19
2.3.2 针齿抗弯曲强度计算及刚度计算 19
2.3.4 输出机构柱销强度计算 20
3摆动活齿减速机的设计计算 22
3.1摆线轮、针齿、柱销的计算 22
3.2 输出轴的计算 26
3.3 其它零件的设计 30
3.4 润滑与密封 31
4 零件的三维图 32
4.1摆线轮 32
4.2箱体 32
4.3针齿壳 33
4.4输出轴与主要部件装配爆炸图 34
4.5摆线轮与输出轴 35
4.6装配最终效果图 35
5结束语 37
6致谢 38
7参考文献 39
摘要
摆动活齿减速机作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高的特点。本设计在全面考虑多齿啮合、运转平稳、轮齿均载等运动学和动力学的要求，实现高承载能力、高传递效率、高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造、装配和检修，设计了该具有合理结构的摆动活齿减速机。
本设计建立了合理的动力分析，对摆动活齿传动中的摆线轮、转臂轴承、柱销及轴进行准确的受力分析，计算并校核主要件的强度及转臂轴承、各支承轴承的寿命，分析结果可以看到，各轴承性能指标均符合要求。
利用solidworks2010软件对摆动活齿减速机各零件建立几何三维模型、摆动活齿减速机虚拟装配及工程图生成。用本文的方法设计摆动活齿减速机，具有设计快捷、方便等特点。研究结果对提高设计的速度、质量具有重要意义。
关键词：摆线传动 摆线轮 SolidWorks2010
Abstract
The cycloid—gear reducer is one of the most important transmission components of the pumping unit by its smaller volume，lighter weight and effective transmission. In order to realize four targets which include high transmission efficiency, high reliability and the excellent dynamics performance and guarantee credible lubricate ability, receive high efficiency of transmission, and make it easy for manufacture, assembly and inspection, we thought over all the requests in the round and design the rational structure cycloid—gear reducer.
In this design，we built the exact force analysis mathematical model of the cycloid—gear reducer, analyzed the forces born by the cycloid-gear, the bearings and the shaft, and produce the Matlab language software analyze of the forces analysis. We analyzed the forces of parts in the cycloid—gear reducer and calculated the intensity and the life of parts. From analyzed the results, we found the parts are our requests.
When we establish the three—dimensional structure of the Planet—cycloid Reducer model with the software UG，Carry on visual design and virtual assemble and drawing paper．The result of study have the guide meaning to accelerate design speed and quantities of the Planet—cycloid Reducer．
Keywords：Planet—cycloid Reducer; Cycloid ; UG
1绪论
1.1概述
近几年，小型及微型机械作为一种节能、低耗和技术密集型的高新技术，已成为人们在小型及微型范围内认识和改造普通机械传动的一种新型工具，由于小型及微型机械具有超小外形、操作尺度极小和传动精度高的特点，所以，小型及微型机械现已被列入”今后十年工业科技大改观的关键技术之一”，现今已收到工业发达国家及发展中国家科技界、产业界及政府部门的广泛重视，并已投入了大量的人力和财力进行研究开发，并取得了很好的经济效益。
1.2国内外发展现状
欧美等工业发达国家政府为了满足未来经济和社会发展的需要，利用军事技术等方面的优势，已将小型及微型机电系统作为战略性的研究领域之一，纷纷投入巨资进行专项研究。
美国国家自然科学基金。先进研究计划中心。国防部等投资1.4亿美元进行小型及微型机电系统（MEMS）技术研究，美国国家自然科学基金会预言：小型及微型机械将成为新兴的大规模产业，将能引起一场新的产业革命。美国的大学、国家实验室和公司已有大量的MEMS研究小组，并有几种实用化的MEMS产品进入市场。欧共体为了加强各国之间的组织和合作，成立了多功能小型及微型系统研究合作机构（NEXUS）组织。德国制定微机械系统技术计划，并发展了一种用于小型及细微加工的LIGA技术。
我国小型及微型系统研究起步也不晚，已经建立了一些较为先进的基础实验设施，并在基础研究和相关技术方面取得了一些有特色的成果，有些已经达到国际先进水平。2002年，国家投入数亿元人民币进行MEMS研究与开发，逐步建立起我国MEMS研发体系和产业化基地，提高我国在MEMS领域的核心竞争力，为推动MEMS的可持续发展和产业化打下良好的基础，并在某些方面进入国际领先水平，随着中国经济的高速发展，在航天小型及微型技术、生物医学工程等领域，比如：微型传感器、小型及微型执行机构、超小动力传递系统、手术机器人关节驱动等系统的应用越来越广泛在家电产品、汽车附件、办公设备、住宅设备、高级玩具等自动化、智能化等方面的要求也日趋提高，功率为几瓦到几十瓦的减速器应用场合越来越多。在日本，住友重机株式会社每年生产大量的小型摆动活齿减速机用于如复印机、银幕卷动机、窗帘自动收放机以及高级电动玩具等小型及微型场合。可以预见，随着计算机技术、网络技术的进一步发展，随着人口老龄化趋势对自动化、智能化要求的加强，家用的小型及微型减速器的应用也将会大为提高。小型摆动活齿减速机传动减速器，不仅具有结构紧凑、传动比范围大、寿命长等摆线传动的特点，而且具有重量轻、震动噪声低、价格低廉以及外表美观等特点，可以把小型摆动活齿减速机传动减速器的使用空间拓宽到家用和商用的广阔领域。
目前已获得日益广泛使用的传动机构是动力传递机构之一，齿轮传动机构使用了多个轮来进行功率分流，从而有效地提高了其承载能力，同时还具有良好的同轴性。多年来，人们一直把传动机构看作是一种结构紧凑、质量小、体积小，且能传递较大扭矩的传动机构，当然，这是将它与普通的齿轮传动机构相比较而言。近几年，随着细微加工技术的出现和发展，这方面的研制工作已取得了长足的进步。5结束语
研究完本课题，通过理论学习和设计计算，可得到如下结论：
（1）摆动活齿传动同渐开线少齿差传动一样，具有减速比大、结构紧凑、体积小、重量轻、效率高等优点，被广泛用于冶金机械、食品工业、军工、矿山等领域。此外，与渐开线少齿差传动相比，由于它有近半数的齿同时啮合，因此，它的承载能力更大，使用寿命更长；同时，它无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题，具有更大的适应性，越来越受世界各国重视。它的主要弱点是工艺复杂，加工成本较高。
（2）在摆动活齿减速机装置的设计中：为使摆线轮的承载能力最大，用计算机求解，选择了最优的齿顶修形参数;在针齿壳的设计中，采用了三支点式的齿销，控制了针齿的弯曲变形;在装置的布置中，两片摆线轮成 布置，这样能使轴的受力平衡，减少W机构中轴承的受力，提高该轴承的寿命。
6致谢
在顺利完成设计“摆动活齿减速机的设计”之际：
首先向辛勤指导我的老师老师致以衷心的感谢和崇高的敬意。老师丰富的专业知识、严谨的治学态度和科学的指导方法使我终身受益，让我学到很多科学的设计研究的方法。治学之外，教授也在生活中给予无微不至的关心，教我很多有益的人生道理。在此表示感谢！
通过这次的毕业设计，让我把我大学四年所学到的所有知识整合到了一起，并结合到实践之中，使我对自己的能力有更好的认识，使我对一些应用软件有了更熟练地操作。对我日后的工作有莫大的帮助。
感谢机械工程系各领导、各老师在这四年中的教导与关怀！
感谢家长的关怀与支持，感谢同学的支持与帮助！
7参考文献
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