行星減速機是依據普通擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)的針齒半徑改變時(shí)對應的系列變幅擺線(xiàn)互為等距線(xiàn)而提出的新型傳動(dòng)。該擺線(xiàn)針輪減速機傳動(dòng)可以通過(guò)調整錐形擺線(xiàn)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(dòng)精度。
行星減速機是依據普通擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)的針齒半徑改變時(shí)對應的系列變幅擺線(xiàn)互為等距線(xiàn)而提出的新型傳動(dòng)。該擺線(xiàn)針輪減速機傳動(dòng)可以通過(guò)調整錐形擺線(xiàn)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(dòng)精度。系統深入地開(kāi)展關(guān)于錐形擺線(xiàn)行星傳動(dòng)的理論和設計方法、制造關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)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(shí)用價(jià)值。
本文的主要內容如下:
①根據齒輪嚙合原理的運動(dòng)學(xué)法,討論了平行軸內嚙合行星減速機傳動(dòng)的嚙合方程,給出了行星輪共軛齒廓方程的一般表達式,建立了錐形擺線(xiàn)行星傳動(dòng)的嚙合理論;論證了變截面擺線(xiàn)行星傳動(dòng)針齒齒廓半徑沿軸向變化時(shí)所對應的系列短幅擺線(xiàn)互為等距線(xiàn);針對變截面擺線(xiàn)傳動(dòng),給出了針齒半徑沿軸向線(xiàn)性變化的錐形擺線(xiàn)輪和非線(xiàn)性變化的鼓形行星輪的設計實(shí)例,從而驗證了理論推導的正確性;給出了橫截面為拋物線(xiàn)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(xiàn)傳動(dòng)和拋物線(xiàn)柱面行星傳動(dòng)的齒廓曲率特性。
②提出了以錐形擺線(xiàn)輪大端面為設計基準的設計方法,完成了錐形擺線(xiàn)嚙合副齒廓曲面的設計;提出了基于錐形擺線(xiàn)的N型傳動(dòng)、NN型傳動(dòng)和雙圓盤(pán)擺線(xiàn)行星傳動(dòng)三種結構形式,并針對不同的結構形式,給出了計算實(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力計算方法;采用有限元方法完成了分別使用獨立銷(xiāo)套和整體銷(xiāo)套的懸臂梁式輸出機構和簡(jiǎn)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(xiàn)行星傳動(dòng)的可視化設計分析軟件系統,實(shí)現N型、N-N型傳動(dòng)和雙圓盤(pán)擺線(xiàn)傳動(dòng)各參數、齒廓的自動(dòng)計算,以及力學(xué)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(xiàn)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。在此基礎上,研制出三臺套實(shí)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(xiàn)輪齒廓曲面的通用自動(dòng)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(xiàn)行星傳動(dòng)運動(dòng)精度和平穩性的重要指標進(jìn)行了評定。
⑦完成了實(shí)驗臺的研制和和改裝,分別開(kāi)展了普通行星減速機、雙圓盤(pán)擺線(xiàn)行星傳動(dòng)、雙圓盤(pán)錐形擺線(xiàn)針輪減速機樣機的實(shí)驗研究,包括傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度、回差等。實(shí)驗結果表明,三臺減速器均具有高的傳動(dòng)效率,雙圓盤(pán)擺線(xiàn)減速機行星傳動(dòng)樣機可以承受較大的軸向載荷,雙圓盤(pán)行星減速機傳動(dòng)通過(guò)調整嚙合零件軸向位置可以調整嚙合的間隙。
