SMC2-187型擺線針輪行星 傳動(dòng)的設(shè)計(jì),,答辯內(nèi)容介紹,開(kāi)發(fā)背景介紹總體設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì),受力分析及強(qiáng)度校核三維造型設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總結(jié),,開(kāi)發(fā)背景介紹,擺線針輪行星傳動(dòng)的系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)意義小型及微型機(jī)械作為一種節(jié)能、低耗和技術(shù)密集型的高新技術(shù)，已成為人們?cè)谛⌒图拔⑿头秶鷥?nèi)認(rèn)識(shí)和改造普通機(jī)械傳動(dòng)的一種新型工具?，F(xiàn)今已收到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家及發(fā)展中國(guó)家科技界、產(chǎn)業(yè)界及政府部門(mén)的廣泛重視，并已投入了大量的人力和財(cái)力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。,開(kāi)發(fā)背景介紹,擺線針輪行星傳動(dòng)的系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家政府為了滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，利用軍事技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì)，已將小型及微型機(jī)電系統(tǒng)作為戰(zhàn)略性的研究領(lǐng)域之一 。 我國(guó)小型及微型系統(tǒng)研究起步也不晚，已經(jīng)建立了一些較為先進(jìn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，并在基礎(chǔ)研究和相關(guān)技術(shù)方面取得了一些有特色的成果，有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。,總體設(shè)計(jì),擺線針輪行星傳動(dòng)，通常是由一個(gè)針輪、一個(gè)系桿和一個(gè)傳遞擺線輪自轉(zhuǎn)的偏心輸出機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。由于擺線輪與針輪的齒數(shù)通常相差為一個(gè)齒，所以稱(chēng)為一齒差擺線針輪行星傳動(dòng)。它主要由轉(zhuǎn)臂、擺線輪、針輪和輸出機(jī)構(gòu)四部分組成。,二級(jí)超小型擺線針輪行星 傳動(dòng)減速器的結(jié)構(gòu)圖,二級(jí)超小型擺線針輪行星 傳動(dòng)減速器二維裝配圖,1、輸出法蘭II,13擺線輪I,12、針齒I,11、擺線輪I,10、中間支撐,9、針齒II,8、擺線輪II,7、外殼,6、偏心體,5、微型軸承,4、微型軸承,3、微型軸承,2、端蓋,三維造型設(shè)計(jì),三維造型設(shè)計(jì),參數(shù)設(shè)計(jì),一級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比范圍為11至119。當(dāng)傳動(dòng)比小于17時(shí)，可以根據(jù)要求采用二齒差結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)比大于等于43時(shí)，針齒可以采用抽齒結(jié)構(gòu)。兩級(jí)小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的外形尺寸和一級(jí)傳動(dòng)相比較體積并沒(méi)有增加多少，而輸出轉(zhuǎn)速又可以達(dá)到用戶的需要，減速比從121到14161之間均可以實(shí)現(xiàn)。,一級(jí)傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì),首先要確定擺線輪上柱銷(xiāo)直徑，柱銷(xiāo)的直徑由柱銷(xiāo)的彎曲強(qiáng)度條件決定，在這里粗取柱銷(xiāo)的直徑為1.5mm 則輸出法蘭上柱銷(xiāo)孔的直徑：2.5mm 輸出機(jī)構(gòu)柱銷(xiāo)孔中心圓直徑：16mm 取柱銷(xiāo)個(gè)數(shù)為6個(gè) 擺線輪齒頂圓半徑11.5mm 擺線輪齒根圓半徑10.5mm,二級(jí)傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì),首先要確定擺線輪上柱銷(xiāo)直徑，柱銷(xiāo)的直徑由柱銷(xiāo)的彎曲強(qiáng)度條件決定，在這里粗取柱銷(xiāo)的直徑為1.5mm 則輸出法蘭上柱銷(xiāo)孔的直徑：2.2mm 輸出機(jī)構(gòu)柱銷(xiāo)孔中心圓直徑：16.5mm 取柱銷(xiāo)個(gè)數(shù)為6個(gè) 擺線輪齒頂圓半徑11.85mm 擺線輪齒根圓半徑11.15mm,受力分析及強(qiáng)度校核,設(shè)計(jì)超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器時(shí)，為了確定齒面的接觸強(qiáng)度、輸出機(jī)構(gòu)銷(xiāo)軸的彎曲強(qiáng)度和轉(zhuǎn)臂軸承的壽命等，都需要計(jì)算擺線輪上所受的力，以保證機(jī)器的正常使用。 同時(shí)設(shè)計(jì)超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器時(shí)，既要保證減速器的尺寸盡量小，結(jié)構(gòu)緊湊，又要保證有足夠的強(qiáng)度，因此必須 對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。,受力分析,擺線輪在工作中主要受三種力：內(nèi)齒輪圓弧齒廓與擺線輪輪齒嚙合的作用力；輸出機(jī)構(gòu)銷(xiāo)孔對(duì)擺線輪的作用力；轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪的作用力。 除了受接觸變形影響意外，還受制造誤差、嚙合間隙等的影響。為了便于分析，假定傳動(dòng)中沒(méi)有裝配間隙，不考慮摩擦因素等。,強(qiáng)度校核,為了減小傳動(dòng)件的尺寸，擺線輪常用軸承鋼GCr15、GCr15SiMn，表面硬度HRC60～64，針齒銷(xiāo)、柱銷(xiāo)及柱銷(xiāo)套采用GCr15，表面硬度HRC58～62。 擺線針輪行星傳動(dòng)中，各主要件的實(shí)效形式有：擺線輪齒與針齒表面的疲勞點(diǎn)蝕和膠合；輸出機(jī)構(gòu)柱銷(xiāo)與針齒銷(xiāo)的彎曲折斷，轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞點(diǎn)蝕等。,受力分析與強(qiáng)度校核計(jì)算程序界面圖,一級(jí)傳動(dòng)受力分析與 強(qiáng)度校核程序計(jì)算結(jié)果圖,一級(jí)傳動(dòng)受力分析與 強(qiáng)度校核程序計(jì)算結(jié)果圖,三維造型設(shè)計(jì),三維實(shí)體造型可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)。在前面的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)確定了超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的主要構(gòu)件、形狀和尺寸，為了驗(yàn)證零部件設(shè)計(jì)的正確性，我利用了國(guó)際上流行的工程軟件Pro/ENGINERER 3.0對(duì)所涉及的減速器零部件進(jìn)行三維實(shí)體造型，并裝配出整機(jī)模型，最后將三維零件圖和裝配圖轉(zhuǎn)化為二維的CAD工程圖。,擺線輪I ProE三維造型圖,擺線輪II ProE三維造型圖,端蓋 ProE三維造型圖,輸出法蘭 I ProE三維造型圖,輸出法蘭 II ProE三維造型圖,偏心體 ProE三維造型圖,箱體 ProE三維造型圖,轉(zhuǎn)臂軸承 ProE三維造型圖,針齒I ProE三維造型圖,針齒II ProE三維造型圖,設(shè)計(jì)總結(jié),本課題主要研究?jī)杉?jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的設(shè)計(jì)，本人在分析現(xiàn)有機(jī)械傳動(dòng)的基礎(chǔ)上，并對(duì)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解的基礎(chǔ)上，重新進(jìn)行超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過(guò)幾何參數(shù)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，達(dá)到了本課題的要求。,再 見(jiàn),2008年6月,摘 要本文在對(duì)新型超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，確定了齒形參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸的選擇方法。在轉(zhuǎn)臂軸承的選用上，采用結(jié)構(gòu)尺寸較小的微型軸承代替常規(guī)擺線針輪行星減速器中的無(wú)外圈圓柱滾子軸承的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。把傳統(tǒng)的擺線針輪行星傳動(dòng)系統(tǒng)受力分析和強(qiáng)度校核理論，應(yīng)用于這種兩級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的受力分析和強(qiáng)度校核，同時(shí)對(duì)其轉(zhuǎn)臂軸承的壽命進(jìn)行了精確的計(jì)算。根據(jù)現(xiàn)有的理論知識(shí)基礎(chǔ)，加上大量相關(guān)資料的閱讀，設(shè)計(jì)了這種超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器，確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用 Pro/E 工程軟件進(jìn)行三維實(shí)體造型，并轉(zhuǎn)化為二維 CAD 工程圖。關(guān)鍵詞：超小型擺線針輪行星傳動(dòng) 擺線針輪行星傳動(dòng)減速器 三維造型1ABSTRACTBased on analyzing the basic construction of new micro cycloidal speed reducer, this text make sure the choice method of construction dentiform parameter and construction size. As far as the choice of the arm bearings, I used miniature bearing with small size to replace the cylinder roller bearing which has no periphery and is used in traditional cycloidal drives.According to the traditional cycloidal drives force analysis with strength checkout, I applied the theories of micro cycloidal drives series force analy-sis with strength checkout, At the same time I accurately calculated the life of the arm bearings.According to some subsistent theories research, I designed a kind of micro second class cycloidal speed reducer, and fixed on the main parameter. Engineering software of forerunner I adopted advanced engineering software - the Pro/E to proceed three-dimensional entity the shape then conversed them to the two-dimensional engineering diagram. And use CAD to edit the two-dimensional engineering diagram to be better.Key words: Micro cycloidal drivers Micro cycloidal speed reducer Three-dimensional entity shape2本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）題 目： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：專(zhuān) 業(yè)： 3目 錄第一章 緒論 .11.1 概述 .11.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .11.3 課題研究?jī)?nèi)容 .2第二章 設(shè)計(jì)方案 .32.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 .32.2 機(jī)構(gòu)分析 .32.3 總體方案設(shè)計(jì) .6第三章 參數(shù)設(shè)計(jì) .83.1 引言 .83.2 原始依據(jù) .83.3 參數(shù)設(shè)計(jì) .83.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .83.3.1 一級(jí)傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì) .83.3.2 二級(jí)傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì) 12第四章 受力分析及強(qiáng)度校核 164.1 引言 164.2 受力分析164.2.1 計(jì)算初始嚙合間隙 164.2.2 判定擺線輪與針輪同時(shí)嚙合的齒數(shù) 174.2.3 修正齒形擺線輪與針齒嚙合時(shí)的受力分析 174.2.4 輸出機(jī)構(gòu)的柱銷(xiāo)作用于擺線輪上的力 184.2.5 轉(zhuǎn)臂軸承的作用力 184.3 強(qiáng)度校核194.3.1 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 194.3.2 輸出機(jī)構(gòu)圓柱銷(xiāo)的強(qiáng)度計(jì)算 204.3.3 轉(zhuǎn)臂軸承壽命計(jì)算 204.4 計(jì)算結(jié)果分析20第五章 三維造型設(shè)計(jì) 235.1 引言235.2 Pro/E 簡(jiǎn)介 235.3 Pro/ENGINEER 參數(shù)式設(shè)計(jì)的特征.235.4 三維實(shí)體造型24結(jié)論 .29謝 辭 .30參考文獻(xiàn) .31附 錄 .324第一章 緒論1.1 概述近幾年，小型及微型機(jī)械作為一種節(jié)能、低耗和技術(shù)密集型的高新技術(shù)，已成為人們?cè)谛⌒图拔⑿头秶鷥?nèi)認(rèn)識(shí)和改造普通機(jī)械傳動(dòng)的一種新型工具，由于小型及微型機(jī)械具有超小外形、操作尺度極小和傳動(dòng)精度高的特點(diǎn)，所以，小型及微型機(jī)械現(xiàn)已被列入”今后十年工業(yè)科技大改觀的關(guān)鍵技術(shù)之一” ，現(xiàn)今已收到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家及發(fā)展中國(guó)家科技界、產(chǎn)業(yè)界及政府部門(mén)的廣泛重視，并已投入了大量的人力和財(cái)力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家政府為了滿足未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，利用軍事技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì)，已將小型及微型機(jī)電系統(tǒng)作為戰(zhàn)略性的研究領(lǐng)域之一，紛紛投入巨資進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究。美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金。先進(jìn)研究計(jì)劃中心。國(guó)防部等投資 1.4 億美元進(jìn)行小型及微型機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)研究，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)預(yù)言：小型及微型機(jī)械將成為新興的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)，將能引起一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命。美國(guó)的大學(xué)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和公司已有大量的 MEMS 研究小組，并有幾種實(shí)用化的 MEMS 產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。歐共體為了加強(qiáng)各國(guó)之間的組織和合作，成立了多功能小型及微型系統(tǒng)研究合作機(jī)構(gòu)（NEXUS）組織。德國(guó)制定微機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)計(jì)劃，并發(fā)展了一種用于小型及細(xì)微加工的 LIGA 技術(shù)。我國(guó)小型及微型系統(tǒng)研究起步也不晚，已經(jīng)建立了一些較為先進(jìn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)施，并在基礎(chǔ)研究和相關(guān)技術(shù)方面取得了一些有特色的成果，有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2002 年，國(guó)家投入數(shù)億元人民幣進(jìn)行 MEMS 研究與開(kāi)發(fā)，逐步建立起我國(guó) MEMS 研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)化基地，提高我國(guó)在 MEMS 領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，為推動(dòng) MEMS 的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化打下良好的基礎(chǔ)，并在某些方面進(jìn)入國(guó)際領(lǐng)先水平，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在航天小型及微型技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域，比如：微型傳感器、小型及微型執(zhí)行機(jī)構(gòu)、超小動(dòng)力傳遞系統(tǒng)、手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)等系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛在家電產(chǎn)品、汽車(chē)附件、辦公設(shè)備、住宅設(shè)備、高級(jí)玩具等自動(dòng)化、智能化等方面的要求也日趨提高，功率為幾瓦到幾十瓦的減速器應(yīng)用場(chǎng)合越來(lái)越多。在日本，住友重機(jī)株式會(huì)社每年生產(chǎn)大量的小型擺線針輪減速器用于如復(fù)印機(jī)、銀幕卷動(dòng)機(jī)、窗簾自5動(dòng)收放機(jī)以及高級(jí)電動(dòng)玩具等小型及微型場(chǎng)合?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，隨著人口老齡化趨勢(shì)對(duì)自動(dòng)化、智能化要求的加強(qiáng)，家用的小型及微型減速器的應(yīng)用也將會(huì)大為提高。小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器，不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)等擺線傳動(dòng)的特點(diǎn)，而且具有重量輕、震動(dòng)噪聲低、價(jià)格低廉以及外表美觀等特點(diǎn)，可以把小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的使用空間拓寬到家用和商用的廣闊領(lǐng)域。目前已獲得日益廣泛使用的行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)之一，行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使用了多個(gè)行星輪來(lái)進(jìn)行功率分流，從而有效地提高了其承載能力，同時(shí)還具有良好的同軸性。多年來(lái)，人們一直把行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)看作是一種結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小，且能傳遞較大扭矩的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)然，這是將它與普通的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比較而言。近幾年，隨著細(xì)微加工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，這方面的研制工作已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。1.3 課題研究?jī)?nèi)容本課題以研究超小型擺線針型行星傳動(dòng)減速器為主要目標(biāo)，了解國(guó)內(nèi)外的行星傳動(dòng)技術(shù)，以及發(fā)展方向。掌握傳統(tǒng)型針擺傳動(dòng)的工作原理，根據(jù)當(dāng)前掌握知識(shí)及學(xué)習(xí)分析并確定 SMC2-187 型擺線針輪行星傳動(dòng)的整體設(shè)計(jì)。1）分析并確定 SMC2-187 型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的總體結(jié)構(gòu)，完成方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析。2）通過(guò)進(jìn)行理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，合理選擇 SMC2-187 超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)及幾何參數(shù)。3）編程進(jìn)行受力分析及強(qiáng)度校核。4）采用 Pro/E 工程軟件，繪制該機(jī)型擺線針輪行星減速器的三維造型。5）將 Pro/E 三維圖轉(zhuǎn)化為二維工程圖，并通過(guò) AUTOCAD 完善工程圖。6第二章 設(shè)計(jì)方案2.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介擺線針輪行星傳動(dòng)，通常是由一個(gè)針輪、一個(gè)系桿和一個(gè)傳遞擺線輪自轉(zhuǎn)的偏心輸出機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。由于擺線輪與針輪的齒數(shù)通常相差為一個(gè)齒，所以稱(chēng)為一齒差擺線針輪行星傳動(dòng)。它主要由轉(zhuǎn)臂、擺線輪、針輪和輸出機(jī)構(gòu)四部分組成。擺線針輪行星傳動(dòng)與其他傳動(dòng)相比較具有如下特點(diǎn)：1）傳動(dòng)比范圍大，單級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)傳動(dòng)比為 11-119，這要比普通機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍大的多，兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 121-14161，如果多級(jí)傳動(dòng)，則傳動(dòng)比更大。2）同時(shí)嚙合齒數(shù)多，理論上嚙合齒數(shù)可以有總齒數(shù)的二分之一，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳遞扭矩大。3）傳動(dòng)效率高，由于是滾動(dòng)接觸，所以摩擦損失小，所以傳動(dòng)效率要比其他傳動(dòng)要高一些。4）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。2.2 機(jī)構(gòu)分析通用擺線針輪行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，常采用兩片相同的擺線輪，布置成偏心相差結(jié)構(gòu)，輸出采用傳動(dòng)的銷(xiāo)軸式 W 機(jī)構(gòu)股體積明顯偏大。與通用擺線針輪行星傳動(dòng)180°相比，小型擺線針輪行星傳動(dòng)由于其使用場(chǎng)合的特殊性，要求他體積小、重量輕，并具有較強(qiáng)扭矩傳遞能力。本課題研究的超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器，要求具有極小的軸向尺寸，并能實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比的傳動(dòng)，其次該減速器的驅(qū)動(dòng)具有穩(wěn)定大扭矩輸出的特性，針對(duì)這些要求，本課題結(jié)合通用擺線針輪行星傳動(dòng)減速器具有傳動(dòng)比大、輸出扭矩大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點(diǎn)，綜合其傳動(dòng)優(yōu)勢(shì)，決定采用兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)。根據(jù)超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的特殊要求，重新進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體技術(shù)措施如下：1）單級(jí)擺線針輪由兩片減少到一片，從而達(dá)到減小減速器體積的目的。2）根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，人為地將輸出柱銷(xiāo)從原來(lái)的輸出軸上移動(dòng)到擺線輪上，并取消柱銷(xiāo)套，而銷(xiāo)孔則設(shè)計(jì)在輸出軸上，這樣設(shè)計(jì)即有利于零件的加工，又有利于整體結(jié)構(gòu)的合理布置。7超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示圖 2-1 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的結(jié)構(gòu)圖3）內(nèi)齒針齒輪取消針齒結(jié)構(gòu)形式，采用圓弧齒廓，這樣可以保證細(xì)微加工精度，減少零件累計(jì)誤差，便于一次成型。由于和通用的擺線針輪行星傳動(dòng)減速器相比，采用圓弧齒廓內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)，即針齒和針齒殼做為一體，和傳統(tǒng)的二支點(diǎn)，三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)相比，可以完全避免圓弧內(nèi)齒廓的彎曲破壞和彎曲剛度過(guò)低引起的破壞。由于取消了針齒套，所以傳動(dòng)效率稍有降低。另外，由于取消了針齒套，圓弧內(nèi)齒廓可以做的更小，可以避免擺線針輪齒廓的干涉。針齒輪結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示圖 2-2 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器針齒輪的結(jié)構(gòu)圖84）由于傳動(dòng)部分所占重量比例不大，因此增加了和電動(dòng)機(jī)直接相連的殼體，殼體內(nèi)安裝齒輪和其他部分。5）超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器其他主要零件三維造型圖如圖 2-3 至圖 2-5 所示圖 2-3 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器擺線輪的結(jié)構(gòu)圖圖2-4 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器法蘭的結(jié)構(gòu)圖9圖 2-5 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器擺線輪的結(jié)構(gòu)圖2.3 總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)上述對(duì)超小型兩級(jí)傳動(dòng)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的結(jié)構(gòu)分析，初步繪制出超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖 2-6 所示圖 2-6 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖二維裝配圖參見(jiàn)圖 2-7，主要由下面 13 個(gè)部分10圖 2-7 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器二維裝配圖1、輸出法蘭 II 2、端蓋 3、微型軸承 4、微型軸承 5、微型軸承 6、偏心體7、外殼 8、擺線輪 II 9、針齒 II 10、中間支撐 11、擺線輪 I、12、針齒 I13 擺線輪 I三維裝配圖如圖 2-8 所示圖 2-5 二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器三維裝配圖11第三章 參數(shù)設(shè)計(jì)3.1 引言一級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比范圍為 11 至 119。當(dāng)傳動(dòng)比小于 17 時(shí)，可以根據(jù)要求采用二齒差結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)比大于等于 43 時(shí)，針齒可以采用抽齒結(jié)構(gòu)。兩級(jí)小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的外形尺寸和一級(jí)傳動(dòng)相比較體積并沒(méi)有增加多少，而輸出轉(zhuǎn)速又可以達(dá)到用戶的需要，減速比從 121 到 14161 之間均可以實(shí)現(xiàn)。由于電機(jī)尺寸較小，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速比較大而用戶要求減速后輸出的轉(zhuǎn)速較小，因此在工程使用上，兩級(jí)傳動(dòng)的應(yīng)用更為普遍。本課題是設(shè)計(jì)傳動(dòng)比為 187 的二級(jí)超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器。3.2 原始依據(jù)針齒中心圓半徑 ????=12.5????傳動(dòng)比 i=17×113.3 參數(shù)設(shè)計(jì)3.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇選擇 XJR-385S-16140 型電機(jī)，如表 3-1 所示表 3-1 XJR-385S-16140 型電機(jī)性能參數(shù)表電壓(V) 空載 最大效率下 制動(dòng)工作范圍額定電壓轉(zhuǎn)速rpm電流A轉(zhuǎn)速rpm電流A力矩g.cm功率W效率%力矩g.cm9-18 12 4720 0.071 3830 0.31 55.6 3.60 59.2 297輸入軸功率 ????=3.60??=0.0036????輸入軸轉(zhuǎn)速 ????=3830??/??????輸入軸轉(zhuǎn)矩????=9549000????????＝ 9549000×0.00363830＝ 9.89??·????123.3.1 一級(jí)傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)齒形參數(shù)：傳動(dòng)比 ??????=11擺線輪和針輪要實(shí)現(xiàn)連續(xù)正確地嚙合，兩輪節(jié)圓上的齒距必須相等。擺線輪的實(shí)際齒廓在其節(jié)圓上對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)成為擺線輪的節(jié)圓齒距，以 表示，有：????????=2??(??'?????'??)=2????擺線輪的齒數(shù) 為：????????=2????'?????? =2????'??2????=??'????針輪相應(yīng)的齒數(shù) 為：????????=2????'?????? =2????'??2????=??'????其中 代入得：??'??=??'??+??????=??'??+???? =????+1所以采用一齒差結(jié)構(gòu)擺線輪齒數(shù) ????=|??????|=11針齒齒數(shù) ????=????+1=11+1=12計(jì)算輸出軸轉(zhuǎn)矩????=9549000??????????????=??????????其中 為傳動(dòng)效率，可取?? ??＝ 0.94～ 0.96所以????=9549000×0.00363830×11×0.94=92.8073???????初選擺線短幅系數(shù) 以偏心距??1 a短幅系數(shù) 薦用值見(jiàn)表 3-2??1表 3-2 短幅系數(shù) 薦用值表??1???? ≤11 13~23 25~59 61~87??1 0.42~0.55 0.48~0.65 0.55~0.74 0.54~0.67初取 ??1'=0.47????=12.5??????=??1×???????? =0.47×12.512 =0.49????對(duì) 取整，取 并反求a a=0． 50 mm ??113則??1=??×???????? =0.50×1212.5=0.48計(jì)算擺線輪節(jié)圓半徑 ????'????'=??????=0.50×11=5.5????計(jì)算針輪節(jié)圓半徑 ????'????'=??????=0.50×12=6????計(jì)算滾圓半徑 與基圓半徑???? ??????由于 ????+??????=????????'?????'=????????=????'????=??1所以可得：????=????1=????'?????'??1 =0.500.48=1.0417??????????=????'??1?????1=????'??1=5.50.48=11.4583????計(jì)算嚙合齒距 ????????=2??????????=2??????'??????1=2??????1=2??×0.500.48=6.54????確定針齒半徑 ??????首先計(jì)算擺線輪嚙合曲線的最小曲率半徑 ??0??????因?yàn)椋???1=0.48 ?????22?????1= 12?22×12?1=0.4348?????22?????1100~200200~300300~400400????6 8 10 12 ≥12由于 m，所以取柱銷(xiāo)個(gè)數(shù)為 個(gè)????=25???? ????=6驗(yàn)算輸出法蘭上的銷(xiāo)孔壁厚 ，見(jiàn)圖 3-1 所示，保證最小壁厚不小于Δ1 、 Δ2 、 Δ3[?]=0.03????=0.03×12.5=0.375????初選 ??法 蘭 =12?????1=??法 蘭 ?????2?????2=12?162?2.52=2.75????[?]?2=??????????????2=8?5.5?2.52=1.25????[?]?3=2????sin180?????????=2×8sin1806 ?2.5=5.5????[?]圖 3-1 示意圖Δ1、Δ2、Δ33.3.2 二級(jí)傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)輸入軸轉(zhuǎn)矩 ????=92.81??·????1.設(shè)計(jì)齒形參數(shù)：傳動(dòng)比 ??????=17擺線輪和針輪要實(shí)現(xiàn)連續(xù)正確地嚙合，兩輪節(jié)圓上的齒距必須相等。擺線輪的實(shí)際齒廓在其節(jié)圓上對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)成為擺線輪的節(jié)圓齒距，以 表示，有：????????=2??(??'?????'??)=2????擺線輪的齒數(shù) 為：????????=2????'?????? =2????'??2????=??'????針輪相應(yīng)的齒數(shù) 為：????????=2????'?????? =2????'??2????=??'????其中 代入得：??'??=??'??+??16????=??'??+???? =????+1所以采用一齒差結(jié)構(gòu)擺線輪齒數(shù) ????=|??????|=17針齒齒數(shù) ????=????+1=17+1=18計(jì)算輸出軸轉(zhuǎn)矩????=9549000??????????????=??????????其中 為傳動(dòng)效率，可取?? ??＝ 0.94～ 0.96所以 ????=92.81×17×0.94=1483.1038 ???????初選擺線短幅系數(shù) 以偏心距 a??1短幅系數(shù) 薦用值見(jiàn)表 3-6??1表 3-6 短幅系數(shù) 薦用值表??1???? ≤11 13~23 25~59 61~87??1 0.42~0.55 0.48~0.65 0.55~0.74 0.54~0.67初取 ??1'=0.50????=12.5??????=??1×???????? =0.50×12.518 =0.35????對(duì) 取整，取 并反求a a=0.40 mm ??1則??1=??×???????? =0.40×1812.5=0.58計(jì)算擺線輪節(jié)圓半徑 ????'????'=??????=0.40×17=6.8????計(jì)算針輪節(jié)圓半徑 ????'????'=??????=0.40×18=7.2????計(jì)算滾圓半徑 與基圓半徑???? ??????由于 ???????????=????????'?????'=????????=????'????=??1所以可得：17????=????1=????'?????'??1 =0.400.58=0.6897??????????=????'??1?????1=????'??1=6.80.58=11.7241????計(jì)算嚙合齒距 ????????=2??????????=2??????'??????1=2??????1=2??×0.400.58=4.33????確定針齒半徑 ??????首先計(jì)算擺線輪嚙合曲線的最小曲率半徑 ??0??????因?yàn)椋???1=0.58 ?????22?????1= 18?22×18?1=0.4571?????22?????1100~200200~300300~400400????6 8 10 12 ≥12由于 ，所以取柱銷(xiāo)個(gè)數(shù)為 個(gè)????=25???? ????=6驗(yàn)算輸出法蘭上的銷(xiāo)孔壁厚 ，見(jiàn)圖 3-2 所示，保證最小壁厚不小于Δ1 、 Δ2 、 Δ3[?]=0.03????=0.03×12.5=0.375????初選 ??法 蘭 =12?????1=??法 蘭 ?????2?????2=12?172?2.22=2.4????[?]?2=??????????????2=8.5?5.5?2.22=1.9????[?]?3=2????sin180?????????=2×8.5sin1806 ?2.2=6.3????[?]19第四章 受力分析及強(qiáng)度校核4.1 引言設(shè)計(jì)超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器時(shí)，為了確定齒面的接觸強(qiáng)度、輸出機(jī)構(gòu)銷(xiāo)軸的彎曲強(qiáng)度和轉(zhuǎn)臂軸承的壽命等，都需要計(jì)算擺線輪上所受的力，以保證機(jī)器的正常使用。同時(shí)設(shè)計(jì)超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器時(shí)，既要保證減速器的尺寸盡量小，結(jié)構(gòu)緊湊，又要保證有足夠的強(qiáng)度，因此必須 對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。擺線針輪行星傳動(dòng)中標(biāo)準(zhǔn)的擺線輪和針齒嚙合時(shí)沒(méi)有間隙，理論上有半數(shù)針齒與擺線輪同時(shí)嚙合傳力，但實(shí)際上，為了補(bǔ)償尺寸鏈誤差、保持合理的側(cè)隙便于潤(rùn)滑、保證拆裝方便，更為了獲得傳動(dòng)所需要的合理齒廓，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的擺線輪必須進(jìn)行修形，修形后的實(shí)際擺線輪要比理論擺線輪少小些，本設(shè)計(jì)采用正等距+負(fù)移距的組合修形方法對(duì)擺線輪進(jìn)行修形。移距修形量?????=??1???211? 1???21等距修形量???????= ?1? 1???214.2 受力分析擺線輪在工作中主要受三種力：內(nèi)齒輪圓弧齒廓與擺線輪輪齒嚙合的作用力；輸出機(jī)構(gòu)銷(xiāo)孔對(duì)擺線輪的作用力；轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪的作用力（作用力中一般不計(jì)摩擦力） 。由于擺線輪與內(nèi)齒輪在嚙合傳動(dòng)過(guò)程中是多齒嚙合，因此，擺線輪輪齒與各圓弧齒廓之間、以及擺線輪上柱銷(xiāo)與輸出機(jī)構(gòu)上銷(xiāo)孔之間的載荷分布較復(fù)雜。除了受接觸變形影響意外，還受制造誤差、嚙合間隙等的影響。為了便于分析，假定傳動(dòng)中沒(méi)有裝配間隙，不考慮摩擦因素等。4.2.1 計(jì)算初始嚙合間隙當(dāng)擺線輪齒兼有等距修形與移距修形時(shí)，各對(duì)輪齒沿待嚙合點(diǎn)法線方向的初始間隙，可按式（4-1）計(jì)算。20?(??)??=?????(1???1cos????? 1???21 sin????)1+??21?2??1cos???? +???????(1? sin????1+??21?2??1cos????)式 4-1式中 為第 個(gè)針齒相對(duì)于轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)角 。 為短幅系數(shù)。???? i ° Ｋ 14.2.2 判定擺線輪與針輪同時(shí)嚙合的齒數(shù)輸出軸的最大瞬時(shí)許用轉(zhuǎn)矩為 ??=1.6????在標(biāo)準(zhǔn)齒形擺線輪與針輪處于理論上的無(wú)隙嚙合時(shí)，同時(shí)嚙合的齒數(shù)約為擺線輪齒數(shù)的一半。其中受力最大的齒為處于或最接近于 處的一對(duì)齒，所有受力 可??0=??????cos??1 ??'??????按式（4-2 ）計(jì)算。??'??????= 4??????1???????? ??式 4-2若擺線輪齒形經(jīng)過(guò)修正，與針輪處于有隙嚙合狀態(tài)，并且在 處只一??≈??????cos??1對(duì)齒嚙合時(shí)，則作用力可按式（4-3）計(jì)算。??''??????=??????'?? ??式 4-3利用式(4-4 4-6)，分別求出 與 作用時(shí)，受力最大的這對(duì)齒在接觸點(diǎn)公法~ ??'????????''??????線方向的總的接觸變形 表示為 與 。???????? ??'????????''??????????????=???????? ????式 4-4????????=2(1???2)?? ???????????? (23+????×16??????|??|??2 ) ????式 4-5??=4.99×10?32(1???2)?? ?????????? ×2|??|???????|??|+?????? ????式 4-6其中， 為擺線輪與針輪齒材料的泊松比，二者材料相同均為 GCr15， 。?? ??=0.3為擺線輪與針輪齒材料的彈性模量，二者材料均為 GCr15， 。 E ??=2.06×105 ??????為擺線輪在 處的齒廓曲率半徑，由式?? ??=??0=??????cos??1此處 為正時(shí)表示該處齒廓內(nèi)??=????0= ????(1+??21?2??1cos??0)32??1(????+1)cos??0?(1+??????21)+?????? ???? ??=????0凹，為負(fù)是表示該處齒廓外凸。按式（4-7 ） ，分別算出由 與 引起的擺線輪其他各齒沿接觸點(diǎn)公法線或待??'????????''??????嚙合點(diǎn)法線方向位移 與 。??'?? ??''??21????=??????=????????????????????=??????'??????????= sin????1+??21?2??1cos???????????? ????式 4-74.2.3 修正齒形擺線輪與針齒嚙合時(shí)的受力分析由于實(shí)際的 必須在 與 之間，故取二者之平均值，作為用迭代逐次逼???????? ??'????????''??????近法，求 是的初始值 ， 按式（4-8）計(jì)算???????? ????????0????????0=12(??'??????+??''??????)式 4-8以之帶入式(4-4 4-6)求出 。~ ????????0再以 之值帶入式（4-9）求出 。????????0 ????????1????????= ??????=??∑??=??(??????'????(??)??????????)????= 0.55????=??∑??=??(??????'????(??)??????????)????式 4-9其中， 為輸出軸上作用的轉(zhuǎn)矩 。 為第 齒接觸點(diǎn)的公法線到擺線輪中心T ??????????? i的距離，可按式（4-10）計(jì)算 。 為擺線輪的節(jié)園半徑， 。 為第mm??'?? ??'??=?????? ?????(??)??齒處的初始間隙，可按式（4-1）計(jì)算 。i mm????=??'??sin????=??'?? sin????1+??21?2??1cos???? ????式 4-10若 ，則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行迭代逼近計(jì)算。本課題的受力分析用|????????1?????????0|1%????????1計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算精度提高至要求 。經(jīng)過(guò) 次迭|????????1?????????0|1%????????1n代計(jì)算，即得到準(zhǔn)確的結(jié)果 。????????=12(?? ???????(??)+?? ???????(???1))4.2.4 輸出機(jī)構(gòu)的柱銷(xiāo)作用于擺線輪上的力各柱銷(xiāo)對(duì)擺線輪作用力總和為∑????=4?????????? ??式中 為一片擺線輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩 。 為柱銷(xiāo)中心園的半徑 。???? N????????? ????擺線輪對(duì)柱銷(xiāo)的最大作用力為????????=4???????????? ??式中 為輸出機(jī)構(gòu)柱銷(xiāo)數(shù)????4.2.5 轉(zhuǎn)臂軸承的作用力轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪的作用力，必與嚙合的作用力及輸出機(jī)構(gòu)柱銷(xiāo)對(duì)擺線輪的作用22力平衡。軸方向的分力總和為????=??∑??=????????=??????'??=??????????1????????軸方向的分力總和為y??=??∑??=????????=??=??∑??=??????cos????轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪的作用力為??= ??=??∑??=????2????+(∑???????=??∑??=????????)2P 與 x 軸間夾角為??????=??????tan(∑?????∑??=????=????????∑??=????=????????)4.3 強(qiáng)度校核為了減小傳動(dòng)件的尺寸，擺線輪常用軸承鋼 GCr15、 GCr15SiMn，表面硬度HRC60～ 64，針齒銷(xiāo)、柱銷(xiāo)及柱銷(xiāo)套采用 GCr15，表面硬度 HRC58～ 62。擺線針輪行星傳動(dòng)中，各主要件的實(shí)效形式有：擺線輪齒與針齒表面的疲勞點(diǎn)蝕和膠合；輸出機(jī)構(gòu)柱銷(xiāo)與針齒銷(xiāo)的彎曲折斷，轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞點(diǎn)蝕等。4.3.1 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算實(shí)踐表明，擺線輪和針齒齒面的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕和膠合，針齒銷(xiāo)和針齒套有時(shí)也發(fā)生膠合。嚙合齒面的接觸應(yīng)力、滑動(dòng)速度、潤(rùn)滑情況以及零件的制造精度，都是影響齒面產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕和膠合的因素。為了防止產(chǎn)生點(diǎn)蝕和減少生產(chǎn)膠合的可能性，應(yīng)進(jìn)行擺線輪齒與針齒間的接觸強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)赫茲公式，齒面接觸應(yīng)力按式（4-11）計(jì)算????=0.418????????????????≤?????? ??????式 4-11式中 為針齒與擺線輪齒在某一位置嚙合中的作用力，由式（4-12）計(jì)算 。???? ??為當(dāng)量彈性模量 ，因?yàn)閿[線輪的彈性模量 與針齒的彈性模量 均????????=2×??1×??2??1+??2 ??1 ??2為鋼的彈性模量，故 。 為擺線輪的寬度，通常????=??1=??2=??=2.06×105 ????????。??=(0.1~0.15)???? ????為當(dāng)量曲率半徑， 可按式（4-13）計(jì)算 。?????? ?????? ????式 4-12 ????=??????(??)?????????????????? ??23式 4-13 ??????=|??????????????????????| ????式中 為擺線輪在某嚙合點(diǎn)的曲率半徑， 可按式（4-14）計(jì)算 ???? ???? ????式 4-14 ????=??0+??????= ????(1+??21?2??1cos??)32??1(????+1)cos???(1+??????21)因擺線輪齒在不同點(diǎn)嚙合時(shí)， 與 的值也不同，故用式（ 4-11）進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算 ???? ??????時(shí)，應(yīng)取 中的最大值 代入，即用下式驗(yàn)算??????????(??=??????) (??????????)????????????????=0.418???????(??????????)?????? ≤?????? ??????式中 為許用接觸應(yīng)力，材料為 GCr15 的針齒和擺線輪，硬度為 HRC58～ 62??????時(shí)，單級(jí)減速器 ，對(duì)于雙級(jí)減速器的低速級(jí)，因?yàn)樗俣鹊?，?dòng)??????=1000～ 1200 ??????載荷小， 。??????=1300～ 1500 ??????4.3.2 輸出機(jī)構(gòu)圓柱銷(xiāo)的強(qiáng)度計(jì)算輸出機(jī)構(gòu)圓柱銷(xiāo)的受力情況相當(dāng)于一懸臂梁，在 作用下，圓柱銷(xiāo)的彎曲應(yīng)力????????為????=?????????????????32??3????≈????????????(1.5????)0.1??3????將 代入，得????????=4???????????? ????≈40????????(1.5????)??????????3????≈24??????(1.5????)??????????3????設(shè)計(jì)時(shí)，此式可化為??????≥324??????(1.5????)??????????????式中 為圓柱銷(xiāo)數(shù)目。 為輸出軸上作用的轉(zhuǎn)矩 。 為轉(zhuǎn)臂軸承的寬度 ???? ?? ???????????。 為制造和安裝誤差對(duì)銷(xiāo)軸載荷影響系數(shù)， ，精度低時(shí)取大值，mm???? ????=1.35～ 1.5反之取小值。 為許用彎曲應(yīng)力，當(dāng)圓柱銷(xiāo)采用 GCr15 時(shí)， 。?????? ??????=150～ 500 ??????4.3.3 轉(zhuǎn)臂軸承壽命計(jì)算轉(zhuǎn)臂軸承壽命計(jì)算公式為???=106×103????????60×|????|+|????????|其中 為轉(zhuǎn)臂軸承的額定動(dòng)載荷。????244.4 計(jì)算結(jié)果分析根據(jù)以上分析及計(jì)算，得到滿足各個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)、工作壽命指標(biāo)的超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的基本參數(shù)，如表 4-1、4-2 所示。表 4-1 超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的一級(jí)傳動(dòng)基本參數(shù) （單位 ）mm參數(shù) 針齒中心圓半徑針齒半徑 中心距 柱銷(xiāo)中心圓半徑柱銷(xiāo)直徑 擺線輪寬度符號(hào) ???? ?????? ?? ???? ?????? ??值 12.5 1.5 0.5 8 11 1.875表 4-2 超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的二級(jí)傳動(dòng)基本參數(shù) （單位 ）mm參數(shù) 針齒中心圓半徑針齒半徑 中心距 柱銷(xiāo)中心圓半徑柱銷(xiāo)直徑 擺線輪寬度符號(hào) ???? ?????? ?? ???? ?????? ??值 12.5 1 0.4 8.5 11 1.875根據(jù)上文的受力分析和強(qiáng)度校核公式，專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)計(jì)算程序見(jiàn)附錄，程序界面如圖4-1 所示圖 4-1 受力分析與強(qiáng)度校核計(jì)算程序界面圖程序內(nèi)部存儲(chǔ)了本設(shè)計(jì)的一、二級(jí)傳動(dòng)計(jì)算參數(shù)，當(dāng)您點(diǎn)擊一級(jí)參數(shù)按鈕時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)輸入本課題的一級(jí)參數(shù)數(shù)據(jù)，當(dāng)您再次點(diǎn)擊確定按鈕時(shí)，本程序就可以計(jì)算出如上圖中的計(jì)算參數(shù)中的各個(gè)數(shù)據(jù)。并跟據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)判斷本級(jí)傳動(dòng)的強(qiáng)度及壽命是否滿足工作需要。您還可以通過(guò)點(diǎn)擊自定參數(shù)按鈕，輸入您要計(jì)算的單級(jí)傳動(dòng)參數(shù)，來(lái)計(jì)算您的設(shè)計(jì)是否滿足要求。本設(shè)計(jì)所計(jì)算出來(lái)的一、二級(jí)傳動(dòng)受力分析與強(qiáng)度校核參數(shù)如圖 4-2、4-3 所示。25圖 4-2 一級(jí)傳動(dòng)受力分析與強(qiáng)度校核程序計(jì)算結(jié)果圖圖 4-3 一級(jí)傳動(dòng)受力分析與強(qiáng)度校核程序計(jì)算結(jié)果圖26第五章 三維造型設(shè)計(jì)5.1 引言三維實(shí)體造型可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)。在前面的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)確定了超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器的主要構(gòu)件、形狀和尺寸，為了驗(yàn)證零部件設(shè)計(jì)的正確性，我利用了國(guó)際上流行的工程軟件 Pro/ENGINERER 3.0 對(duì)所涉及的減速器零部件進(jìn)行三維實(shí)體造型，并裝配出整機(jī)模型，最后將三維零件圖和裝配圖轉(zhuǎn)化為二維的 CAD 工程圖。5.2 Pro/E 簡(jiǎn)介Pro/ENGINEER 是美國(guó) PTC 公司的標(biāo)志性軟件，該軟件將設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程集成在一起，讓所有的用戶同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作。自 1988 年問(wèn)世伊始，即引起CAD/CAE/CAM 屆的極大震動(dòng)，在短短的十幾年間已經(jīng)成為全世界及中國(guó)地區(qū)最普及的 3D CAD/CAM 軟件。它提出的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)及工程數(shù)據(jù)再利用等概念改變了 MDA(Mechanical Design Automation)的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界 MDA 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。Pro/ENGINEER 廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽機(jī)車(chē)、自行車(chē)、航天、家電、玩具等各行業(yè)，可謂是一個(gè)全方位的3D 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件。5.3 Pro/ENGINEER 參數(shù)式設(shè)計(jì)的特征Pro/ENGINEER 獨(dú)特的參數(shù)化設(shè)計(jì)概念，采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，有支持同步設(shè)計(jì)的功能，它包括了下面幾個(gè)特征。1.3D 實(shí)體模型（solid）3D 實(shí)體模型除了可以將用戶的思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)外，借助于參數(shù)系統(tǒng)（System parameters） ，用戶還可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的真實(shí)性，并補(bǔ)足傳統(tǒng)面結(jié)構(gòu)，線結(jié)構(gòu)（Wireframe）的不足。用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以隨時(shí)掌握以上重點(diǎn)，設(shè)計(jì)物理參數(shù)，并減少許多人為計(jì)算時(shí)間。2.單一數(shù)據(jù)庫(kù)（Single database ）Pro/ENGINEER 可隨時(shí)由 3D 實(shí)體模型產(chǎn)生 2D 工程圖，而且自動(dòng)標(biāo)注工程圖尺寸。不論在 3D 還是在 2D 圖形上作尺寸修正，其相關(guān)的 2D 圖和 3D 實(shí)體模型均自動(dòng)修改，同時(shí)組合、制造等相關(guān)設(shè)計(jì)也會(huì)自動(dòng)修改，這樣可以確保數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性，避免反復(fù)修正的耗時(shí)性。由于采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)，提供了所謂雙向關(guān)聯(lián)性的功能，這種功能也正符合了現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中所謂的同步工程（Concurrent engineering）思想。275.4 三維實(shí)體造型在超小型兩級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器中，主要對(duì)下述零件進(jìn)行三維實(shí)體造型：擺線輪 I、擺線輪 II、針輪、偏心套、輸出法蘭 I、輸出法蘭 II、外殼、中間支撐、微型軸承。以擺線輪 I 為例，其建模過(guò)程如下建立擺線針輪齒廓曲線：插入—基準(zhǔn)—曲線—從方程—完成—選取坐標(biāo)系—笛卡爾坐標(biāo)—輸入擺線輪齒廓方程—完成，就會(huì)得到擺線輪的齒廓曲線。利用前面建立的擺線輪齒廓拉伸形成擺線輪實(shí)體特征：特征—?jiǎng)?chuàng)建—加材料—拉伸—實(shí)體—完成—單側(cè)—完成—選取 FRONT 面作為草繪平面—正向—缺省—草繪—邊—使用—選取擺線輪齒廓曲線—完成—盲孔—完成—輸入拉伸長(zhǎng)度既擺線輪的寬度值—完成—特征對(duì)話框中點(diǎn)擊預(yù)覽、確定。創(chuàng)建擺線輪上柱銷(xiāo)特征：特特征—?jiǎng)?chuàng)建—加材料—拉伸—實(shí)體—完成—單側(cè)—完成—選取擺線輪一表面作為草繪平面—正向—（朝外，如不對(duì)可反向）—缺省—畫(huà)草繪圖—完成—盲孔—完成—輸入柱銷(xiāo)長(zhǎng)度 2.5 —完成—特征對(duì)話框中點(diǎn)擊預(yù)覽、確定。mm復(fù)制一個(gè)柱銷(xiāo)特征，以便得到陣列時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)尺寸，其步驟是：特征—復(fù)制—移動(dòng)—完成—選取前一步所畫(huà)柱銷(xiāo)作為復(fù)制對(duì)象—完成—完成—旋轉(zhuǎn)—曲線/邊/軸—選取擺線輪軸線作為旋轉(zhuǎn)軸—按右手定則確定旋轉(zhuǎn)方向（正向）—輸入旋轉(zhuǎn)角度 —60°完成—特征對(duì)話框中點(diǎn)擊預(yù)覽、確定。陣列柱銷(xiāo)：特征—陣列—選取上一步復(fù)制出來(lái)的柱銷(xiāo)作為陣列對(duì)象選擇一般—完成—陣列尺寸增量選值，然后選取上一部復(fù)制的旋轉(zhuǎn)角度 作為陣列驅(qū)動(dòng)尺寸一輸入60°尺寸增量值為 一回車(chē)一輸入陣列數(shù)目為 5（不包括第一個(gè)柱銷(xiāo)）一回車(chē)一完成一特60°征對(duì)話框確定。創(chuàng)建擺線輪內(nèi)孔特征：特征一創(chuàng)建一實(shí)體一孔一選擇直孔一輸入孔徑為 5mm 一深度為穿過(guò)所有一主參照選擇擺線輪一側(cè)表面一放置類(lèi)型選擇同軸一選擇 A1 軸為軸參照一完成創(chuàng)建倒圓角：特征一創(chuàng)建一倒圓角一簡(jiǎn)單一完成一常數(shù)一邊鏈一相切鏈一選出需要倒角的邊鏈一完成一輸入倒圓角半徑值一完成一特征對(duì)話框中預(yù)覽、確定。到此，擺線輪 I 三維造型完畢，其效果圖見(jiàn)圖 6-1 所示，其他零件及裝配的三維效果圖見(jiàn)圖 6-2 6-15?！?8圖 6-1 擺線輪 I ProE 三維造型圖圖 6-2 擺線輪 II ProE 三維造型圖圖 6-3 端蓋 ProE 三維造型圖29圖 6-4 輸出法蘭 I ProE 三維造型圖圖 6-5 輸出法蘭 II ProE 三維造型圖圖 6-6 偏心體 ProE 三維造型圖