SMC2-187型摆线针轮行星传动的设计
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摆线轮1.dwg
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法兰1.dwg
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端盖.dwg
设计图纸13张.dwg
针齿壳1.dwg
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目 录
第一章绪论1
1.1概述1
1.2国内外发展现状1
1.3课题研究内容2
第二章设计方案3
2.1结构简介3
2.2机构分析3
2.3总体方案设计6
第三章参数设计8
3.1引言8
3.2原始依据8
3.3参数设计8
3.3.1电动机的选择8
3.3.1一级传动参数设计8
3.3.2二级传动参数设计12
第四章受力分析及强度校核16
4.1引言16
4.2 受力分析16
4.2.1计算初始啮合间隙16
4.2.2判定摆线轮与针轮同时啮合的齿数17
4.2.3修正齿形摆线轮与针齿啮合时的受力分析17
4.2.4输出机构的柱销作用于摆线轮上的力18
4.2.5转臂轴承的作用力18
4.3 强度校核19
4.3.1齿面接触强度计算19
4.3.2输出机构圆柱销的强度计算20
4.3.3转臂轴承寿命计算20
4.4 计算结果分析20
第五章三维造型设计23
5.1 引言23
5.2 Pro/E简介23
5.3 Pro/ENGINEER 参数式设计的特征23
5.4 三维实体造型24
结论29
谢 辞30
参考文献31
摘 要
本文在对新型超小型摆线针轮行星传动减速器的基本结构进行分析的基础上，确定了齿形参数和结构尺寸的选择方法。在转臂轴承的选用上，采用结构尺寸较小的微型轴承代替常规摆线针轮行星减速器中的无外圈圆柱滚子轴承的传统结构。
把传统的摆线针轮行星传动系统受力分析和强度校核理论，应用于这种两级超小型摆线针轮行星传动减速器的受力分析和强度校核，同时对其转臂轴承的寿命进行了精确的计算。
根据现有的理论知识基础，加上大量相关资料的阅读，设计了这种超小型两级摆线针轮行星传动减速器，确定了主要结构参数。采用Pro/E工程软件进行三维实体造型，并转化为二维CAD工程图。
关键词：超小型摆线针轮行星传动 摆线针轮行星传动减速器 三维造型
ABSTRACT
Based 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 driversMicro cycloidal speed reducer Three-dimensional entity shape
第一章绪论
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线针轮减速器用于如复印机、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.3课题研究内容
本课题以研究超小型摆线针型行星传动减速器为主要目标，了解国内外的行星传动技术，以及发展方向。掌握传统型针摆传动的工作原理，根据当前掌握知识及学习分析并确定SMC2-187型摆线针轮行星传动的整体设计。
1）分析并确定SMC2-187型摆线针轮行星传动减速器的总体结构，完成方案设计和结构分析。
2）通过进行理论分析和设计计算，合理选择SMC2-187超小型摆线针轮行星传动减速器结构参数及几何参数。
3）编程进行受力分析及强度校核。
4）采用Pro/E工程软件，绘制该机型摆线针轮行星减速器的三维造型。
5）将Pro/E三维图转化为二维工程图，并通过AUTOCAD完善工程图。第二章设计方案
2.1结构简介
摆线针轮行星传动，通常是由一个针轮、一个系杆和一个传递摆线轮自转的偏心输出机构所构成。由于摆线轮与针轮的齿数通常相差为一个齿，所以称为一齿差摆线针轮行星传动。它主要由转臂、摆线轮、针轮和输出机构四部分组成。摆线针轮行星传动与其他传动相比较具有如下特点：
1）传动比范围大，单级摆线针轮行星传动传动比为11-119，这要比普通机械传动的传动比范围大的多，两级摆线针轮行星传动的传动比为121-14161，如果多级传动，则传动比更大。
2）同时啮合齿数多，理论上啮合齿数可以有总齿数的二分之一，运转平稳，传递扭矩大。
3）传动效率高，由于是滚动接触，所以摩擦损失小，所以传动效率要比其他传动要高一些。
4）结构紧凑，体积小，重量轻。
2.2机构分析
通用摆线针轮行星传动结构中，常采用两片相同的摆线轮，布置成偏心相差结构，输出采用传动的销轴式W机构股体积明显偏大。与通用摆线针轮行星传动相比，小型摆线针轮行星传动由于其使用场合的特殊性，要求他体积小、重量轻，并具有较强扭矩传递能力。本课题研究的超小型两级摆线针轮行星传动减速器，要求具有极小的轴向尺寸，并能实现大传动比的传动，其次该减速器的驱动具有稳定大扭矩输出的特性，针对这些要求，本课题结合通用摆线针轮行星传动减速器具有传动比大、输出扭矩大、效率高、运转平稳的特点，综合其传动优势，决定采用两级摆线针轮行星传动。根据超小型两级摆线针轮行星传动减速器的特殊要求，重新进行了结构设计，具体技术措施如下：
1）单级摆线针轮由两片减少到一片，从而达到减小减速器体积的目的。
2）根据相对运动原理，人为地将输出柱销从原来的输出轴上移动到摆线轮上，并取消柱销套，而销孔则设计在输出轴上，这样设计即有利于零件的加工，又有利于整体结构的合理布置。结论
本课题主要研究两级超小型摆线针轮行星传动减速器的设计，本人在分析现有机械传动的基础上，并在对超小型摆线针轮行星传动减速器结构、原理进行学习、理解的基础上，重新进行超小型摆线针轮行星传动减速器结构的设计，通过几何参数设计和强度校核，达到了本课题的要求。本课题主要研究与设计工作结论如下：
针对课题要求，在充分研究现有成熟的摆线针轮行星传动的基础上，对超小型摆线针轮行星传动减速器重新进行了结构设计和总体方案设计。针对超小型摆线针轮行星传动与通用的摆线针轮行星传动不同，通过理论分析，确定了超小型摆线针轮行星传动减速器主要的结构参数和几何参数。对减速器的关键零件，比如：摆线轮、输出机构等进行了受力分析和强度校核。
在对超小型摆线针轮行星传动减速器的机构设计、受力分析以及强度校核后，用Pro/E工程软件对减速器进行三维设计，并转换成CAD工程图进行修改。
谢 辞
本次毕业设计是在我的导师雷蕾老师的细心指导下完成的。
在三个多月的设计时间里,导师的认真的治学态度和丰富的专业知识令我受益匪浅，让我学到了与多进行科学研究的有益方法,对此我表示由衷的感谢！
参考文献
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