毕业设计（论文）-机器人专用RV减速器设计-说明书

本科毕业设计或论文题目：专业：班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日

目录TOC\o"1-3"\h\u10030摘要 绪论摆线针轮行星传动置于低速级，其输入转速低，传动更加平稳；输出转臂W组件采用两端支承的尽可能大的刚性盘组合式框架结构，刚度大、抗冲击性能能力有很大提高。其次转臂W组件通过向心推力轴承安装于针轮壳体内，支撑刚度大、承载能力强；另外，摆线传动机构置于转臂的支承主轴承跨距之内，轴向尺寸小。除此之外，与传统摆线针轮传动不同，RV传动采用2个（或3个）除此之外，与传统摆线针轮传动不同，RV传动采用2个（或3个）曲柄轴H组件，这样可以达到对总的功率进行分流的作用。同时，曲柄轴H轴的轴承数量也相对增加了，这样可以延长轴承的使用寿命，使得传动更加稳定。 RV传动的方式有以下性能特点：RV传动方式的传动比覆盖的范围更大，减速级数也相应的更大。这种模式的传动，单单一个摆线传动就可以达到上百的速比，如果再增加减速的级数，即使在摆线齿轮数保持原有的状态下，只改变渐开线齿数和的齿数，就可以得到很多的速比。RV减速机的速比值可达到R=31~171RV传动其输出转臂W为框架式的结构，这种结构的应用使得减速机具有更大的承载力，同时其也具备更强的抵抗冲击的能力。a．单曲柄摆线针轮传动的功率流b．RV传动的功率分流图1.1功率分流情况对比刚度大：RV减速机主轴承使用向心推力轴承支撑结构设计，力矩刚性和刚度系数较大。如RV，力矩刚性（代表值）可达38kgf·m/arc.min；弹簧常数（代表值）可以采用38kgf·/arc.min。RV传动的传动效率更高：其效率=85%~92%。由文献知道传动比R=80、输出扭矩N=600N·m的RV减速机，效率测试值为=88.4%。运动精度高：高精度的传动，使得整体的运行更加平稳，安全性能也更高。6．回差小：这种传动方式产生的回差更小。摆线轮的加工误差是RV传动的最敏感的误差源之一，加工摆线轮需要专用设备，摆线轮的廓形误差对RV减速机来说，是最敏感的误差源之一，加工精度要求严格控制，如果RV减速器不能大批量生产，投入的设备和人工等成本会很大。在RVA传动机构中，摆线轮、转臂W和曲柄H是主要的结构和部件，需要通过几个部件之间的组合及连接实现传动的功能。在这几个部件的连接中对精度的要求非常高。在图2.1中，ABCD和为平行四边形的两条长边分别是摆线轮和转臂W上俩个曲柄H的中心距尺寸，两条短边分别属于两个曲柄H上的偏心距尺寸，两条长边和两条短边的“尺寸等同性”要求很高。否则，就“单路”RV传动来讲，不能保证摆线轮相对于转臂W作平动。图1.2相关分析进一步地，即便平行四边形机构的长短边的“尺寸等同性做的很好”，当“半中心距”相对于其几何中心的“对称性”不好，或者是俩组曲柄轴H组件的“相位不同步”即存在“相角误差”的话，俩组平行四边形机构ABCD和引导的俩个摆线针轮成180°相差相对于转臂W作“平动”的需求得不到保证。曲柄H组件必须满足“安装条件”和“同相位角条件”，行星轮和曲柄H通过花键联接成为一个运动构件。其既是第一级渐开线传动的运动输出构件，同时又是第二级摆线传动的运动输入构件。那么，它就必须同时满足第一级行星传动所要求的安装条件，和第二级摆线传动平行四边形机构的同相位角条件。在对RV减速器的各组件进行装配的时候，应首先保证转臂W组件在针轮的壳体内正确安装，即首先通过“修磨转臂W组件接合面”来保证转臂W组件支撑轴承的预紧量；其次，通过“修磨”两个调整垫片来保证曲柄H组件与转臂W组件的相对位置，以及支撑曲柄H组件的两个圆锥滚子轴承的预紧量进行调节。在这个过程当中需要确保的是用于调整的两个垫片的总体厚度都是用于调整圆锥滚子轴承的预紧量的，单个垫片的厚度尺寸用于调整曲柄H与摆线轮相对位置。

2RV减速机总体结构设计2.1核心零部件介绍图2.1RV装配总图从RV减速器的结构上看，主要是有两种机构组成的，一种是摆线针轮形式行星减速机构，另一种是渐开线圆柱齿轮传输线形式的行星减速机构。这两种机构又分别由不同的部件组成。其中渐开线圆柱齿传输线行星减速机构中最关键的部件为齿轮轴和正齿轮。与渐开线圆柱齿传输线行星减速机构不同的是构成摆线针轮行星减速机构的关键部件和结构为摆线轮、转臂、支撑轴、支撑法兰等构成。这些关键部件在减速机构中分别起到不同的作用，从而实现整个系统的减速的功能：(1)输入齿轮轴：外部产生的功率及运动等需要通过输入齿轮轴传递到RV减速器结构上。(2)正齿轮：在结构上正齿轮与输入齿轮轴啮合，同时与转臂之间是固联。通过将整个正齿轮等分的分布在一个圆周上的方式来实现对输入齿轮轴上的输入功率分成了三份而达到分流的目的。分流后的功率通过结构中的曲柄轴部件而传送到RV摆线行星机构上。(3）转臂H：RV齿轮的自转及公转都是在轴臂H的作用下完成的，在结构上转臂作为连接正齿轮和支撑圆盘的中间结构。(4)摆线轮：也就是RV齿轮。RV齿轮是安装在曲柄轴也是我们所说的转臂上的。一般情况下是将两个RV齿轮按照偏心位置180°的方式分别安装的，为了使传动机构在径向产生的力是平衡的，安装的两个RV齿轮应该是相同规格和型号的。(5)支撑法兰与支撑轴：支撑法兰我们也叫做刚性盘，是用来固定相关的部件的。支撑轴也叫做输出盘是用来连接传动机构和外部的从动机构的。需要将支撑法兰和支撑轴相互配合连接，使之成为一个可以对运动或者产生的动力进行输出的一个装置。各个零件的安装位置如图2.1所示。因此，设计RV其中主要的任务就是完成上述各个零件的结构及尺寸设计，并给出规范可行的工艺要求。2.2分析RV减速机设计要求依据表2.1中显示的RV减速机的各项技术参数，包括不同输出转速时的速比值、输入转矩和输出转矩等对渐开线圆柱齿传输线行星减速机构的相关技术参数进行计算和确定。表2.1RV减速机的技术参数要求输出转速(r/min)5101520253040型号速比值输出转矩输入转矩输出转矩输入转矩输出转矩输入转矩输出转矩输入转矩输出转矩输入转矩输出转矩输入转矩输出转矩输入转矩轴转动(R)外壳转动NM(kgf⋅m)kWNM(kgf⋅m)kWNM(kgf⋅m)kWNM(kgf⋅m)kWNM(kgf⋅m)kWNM(kgf⋅m)kWNM(kgf⋅m)kWRV-320E81804.361(445)3.043.538(361)4.943.136(320)6.572.881(294)8.052.695(275)9.412.548(260)10.7101100118.5117.5129128141140171170185184此RV减速机中RV轮的齿数为39个，销针的数量是40个，因此可以判定摆线传动方式为一齿差传动（即），所以，RV减速机传动的速比值为：由任务书中PDF格式估测可得RV减速机渐开线圆柱齿传输线行星减速机构的中心距大致为63cm，由以上可绘制出RV减速机系列的齿轮参数表，如图2.2所示：图2.2.系列齿轮技术参数表通过查询表格中的相关信息，可以得到的数据是输入齿轮的齿轮数与行星轮的齿轮数相加后为84，m为齿轮的模数，其数值为1.5.中心距a的数值为63。通过查询到的相关参数可以对渐开线圆柱齿传输线行星减速机构的相关技术参数进行计算。经过确认可得相关结构的参数，其中正齿轮的厚度为11cm、RV齿轮的厚度为18cm、曲柄轴的长度为104cm、支撑法兰长度为35cm、支撑轴的轴向尺寸为90cm。2.3设计RV减速机核心零部件1.外壳：RV减速机外壳为针轮壳体，它是通过将减速机的机架和针轮通过固定连接组成的。减速机的针轮上共有40个针轮槽，每个针轮上上安装一个齿针，针轮上一共有40个针齿。外壳的大部分外形数据可以通过任务书中安装的相关尺寸进行确定。其中关键的尺寸RV传动的针轮针齿中心圆直径是RV减速机的关键尺寸，此尺寸的正确选择与RV的传动是否能够达到很高的精度密切相关。由于RV的安装尺寸是已知的，因此可以根据安装尺寸对中心圆直径进行确认，估测此数值（228毫米）与RV-250A减速器的针轮针齿中心圆直径（229毫米）非常接近，因此决定使用RV-250A型中心圆的直径作为RV减速机减速器的针轮针齿中心圆直径，即为229毫米。针轮针齿中心圆直径及安装的尺寸均是已知的。目前外壳的尺寸中只有D1,D2,D3,L1的数值还不确定。首先先确定D1和D2的尺寸，从图2.3可知，D1和D2是主轴承的外径，且D1与D2的尺寸相同。在这个RV传动中RV的结构很小，采用外径为250毫米的薄壁轴承就可以满足使用需求。因此可以确定D1的尺寸为250毫米，D2的尺寸也是250毫米。由图可以看出D3是使得轴和外壳之间可以达到密封状态的密封圈的直径。密封圈的尺寸可以通过查询规格书得到为274毫米。L1的尺寸为为两个轴承配合部位的尺寸，综合考虑滚针的固定等因素，将L1确定为29毫米。综上可知，外壳的所有尺寸都已确定。相关的精度可以通过需要根据相应的国家标准进行确定。几何精度直径偏差执行GB/T1800.4-99，形位公差执行GB/T1184-96。针齿销孔直径偏差精度等级H6，针齿销孔圆度、圆柱度精度等级6级，销孔中心园对轴承孔轴线的径向圆跳动精度等级6级。图2.3外壳设计尺寸2.转臂H：转臂也就是曲柄轴，摆线轮是以曲柄轴为中心轴公转旋转的，同时摆线轮也是在曲柄轴的支撑下进行的自转运动。在结构上曲柄轴的一端联接着的是正齿轮，另外一端联接的是支撑法兰及支撑轴。两个RV齿轮的中心为曲柄轴。因此，如果可以先对曲柄轴的尺寸进行确认，RV齿轮、正齿轮、支撑轴及支撑法兰的尺寸就会很快的得出。在对外壳进行设计的时候，针轮针齿中心圆直径是通过参考RV-250A系列的相关参数得出的。在对曲柄轴的中心距进行设计的时候，也是参考RV-250A得出，中心距e为2.2mm。对图2.4中的相关尺寸等进行分析可以得到L3,L4为曲柄轴的轴向长度，D3和D4是曲柄轴的径向尺寸。个轴向长度与RV轮的厚度有关，同时用于RV尺寸和曲柄轴之间的轴承为没有内圈及外圈的滚针轴承，通过规格书可以查出无内圈及外圈的滚针轴承的相关的参数，结合任务书中测量的相关尺寸，最终确定L3的尺寸为18mm，L4的尺寸也是18mm，D3与D4的尺寸相同，都是50mm。在图2.4中，D2与D5为圆锥滚子轴承的内径，是曲柄轴结构中与RV轮配合的部件。通过任务书的测量结果可以得出这个尺寸的数值约为30mm。通过查询国家标准GB/Y297-1944，圆锥滚子轴承为32006，其相关的规格参数为，圆锥滚子轴承的内径d为30mm，圆锥滚子轴承的外径D为55mm，圆锥滚子轴承的长度为17mm。因此可以确定曲柄轴中圆锥滚子轴承的内径D2和D5的尺寸为30mm。图2.4曲柄轴设计尺寸3.支撑法兰：曲柄轴是通过均匀分布在支撑法兰上面的轴承孔与支撑法兰连接的。在支撑法兰上共有三个轴承孔。同时，支撑法兰是使用内六角圆柱螺钉与支撑轴固定的，支撑轴和支撑法兰起到RV减速器的支撑作用。根据安装说明书上获得的尺寸，位于支撑法兰上的沉孔及销孔的相关尺寸和位置信息就可以得出。在本次设计中需要对支撑法兰的相关尺寸，包括其中心孔的直径D1及其外边的厚度L1进行确认，同时需要对支撑法兰与曲柄轴连接部位的孔径D3及挡圈沟槽的直径D2进行确认。支撑法兰与支撑轴固定位置的形状也需要进行确认和设计。法兰的厚度L1可以由前面的总图总体的情况进行确认为35mm。支撑法兰与支撑轴之间相互固定的时候，为了保证其稳定性，对两者相接触部位的粗糙度要求很高。由于在对部件进行加工的过程中要想对粗糙度进行更好的控制，其加工的难度会相对加大。使用凸台的结构对支撑法兰和支撑轴进行固定即可以使得加工更简便也可以达到稳定固定的作用。在对凸台进行设计的时候，使其形状与支撑轴与支撑法兰连接面的形状和尺寸一致。厚度L1为支撑法兰中主轴承的尺寸，其尺寸经过确定为16mm。支撑法兰中心孔的直径D1可以通过输入齿轮的直径与相关的测绘信息进行确认，输入齿轮的直径通过查询安装说明可知为46mm,中心孔的尺寸一定是比输入尺寸的直径46mm要大的，结合测绘结果却惹D1的尺寸为52mm.支撑法兰与曲柄轴连接部位的孔径D2可以根据曲柄轴及圆锥滚子轴承的相关信息进行确认。由于曲柄轴中使用的圆锥滚子轴承为32006，查询国家标准GB/Y297-1944可以得到圆锥滚子轴承的内径d为30mm，圆锥滚子轴承的外径D为55mm。结合曲柄轴及圆锥滚子轴承的尺寸可以确认D2应为55mm.D3为挡圈沟槽的尺寸，这个尺寸可以通过查询国家标准GB/T893.1-1986获得。经过确认D3为58mm。在本设计中支撑轴及法兰等部件使用的材料为20CrMnTi或20CrMo，对部件进行加工后需要进行热处理以使得材料的硬度在60-63HRC范围内。图2.5支撑法兰设计尺寸几何精度直径偏差执行GB/T1800.4-99，形位公差执行GB/T1184-96。两个曲柄轴承线平行度、对端面的垂直度、对回转中心对称度精度等级6级；曲柄支撑轴承孔圆度、圆柱度精度等级5级。4.支撑轴：支撑轴通过凸台的与支撑法兰固定在一起，对RV减速机起到支撑的作用。支撑轴一端与支撑法兰连接，中间通过三个均匀分布的用以固定曲柄轴的轴承孔，与RV减速机的传动机构相连接，并且RV齿轮及销针在轴向方向的位置等也是依靠支撑轴和支撑法兰完成的。因此，支撑轴与支撑法兰是整个设计结构中很关键的部件，其相互配合的尺寸和精度，对RV减速机的运行及安全起着非常关键的作用。本次设计的图纸中将支撑轴与支撑法兰的零件图配合给出技术要求，以达到设定的要求。支撑轴出去装配说明书中已知的尺寸外，这里只需要确定下图中给出的关键尺寸D1,D2,D3及L1,L2,L3,L4就可以。其中D1,D2,D3为已经确认的尺寸。图2.6支撑轴设计尺寸由图2.6可以看出，L1,L2为主轴承固定的位置。主轴承的宽度是已知的，为22mm。同时考虑到支撑轴与外壳之间的配合等因素，最终确定L1=24mm,支撑轴与外壳之间预留1mm作为配合间隙，因此L2=25mm。L3可以由曲柄轴已知的尺寸及圆锥滚子轴承的位置得出，L3=46mm.与支撑法兰组装后，L4的尺寸需要符合安装说明书中的相关要求，综合考虑以上的相关因素，将L4的尺寸确定为90mm。5.正齿轮：正齿轮的作用是将输入的功率分成了三份而达到分流的目的，分流后的功率通过结构中的曲柄轴部件而传送到RV摆线行星机构上。在结构上正齿轮与输入齿轮轴啮合，同时与曲柄轴之间是固联。如果要达到稳定分流的作用，需要通过将整个正齿轮等分的分布在一个圆周上，同时正齿轮与输入齿轮轴之间的齿轮啮合也是非常关键的一个参数。在机械设计中，单对于正齿轮来讲，它并不是一个复杂的设计。比较复杂的地方在于正齿轮需要与同时与输入齿轮及曲柄轴上的渐开线花键的齿形相啮合，为了使得连接后的正齿轮可以均匀的分流，设备可以稳定的运行，其啮合后的渐开线花键的齿形满足图中的对应关系。在本设计中正齿轮的相关参数包括外齿数、模数、分度圆的直径、内齿数、模数及内分度圆的直径。其数值分别为64，1.5，96mm，18，1.5及28.5mm。正齿轮的材料与支撑轴和支撑法兰的材料不同，为中碳合金钢40Cr或渗碳钢20CrNiMo；需要使用调制+渗碳淬火或碳氮共渗的方式进行热处理。图2.7正齿轮设计尺寸6.RV齿轮：也就是摆线轮。也就是RV齿轮。RV齿轮是安装在曲柄轴也是我们所说的转臂上的。一般情况下是将两个RV齿轮按照偏心位置180°的方式分别安装的，为了使传动机构在径向产生的力是平衡的，安装的两个RV齿轮应该是相同规格和型号的，两个RV齿轮唯一不同的为相位角不同，相差4.62度。方程为:=-(114.47-4.974/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*sin(0.02564*t)+(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*sin(1.02564*t)=(114.47-4.974/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(0.02564*t)-(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(1.02564*t)利用电子图版软件（CAXA）获得RV齿轮的轮廓曲线如图3.9所示，从而得出摆线轮分度圆直径D3为218.99mm。下面主要介绍RV齿轮的结构设计。图2.8RV减速机系列标准摆线齿廓材料方面通常选用高碳铬轴承，如GCr15或GCr15SiMn；需要对材料进行热处理，使其硬度在60-63HRC范围内；金相组织：隐晶马氏体+结晶马氏体+细小均匀渗碳体（马氏体小于等于3级）。几何精度等级参照JB/T10419-2005规定的5级精度，最低不能低于6级。图2.9RV齿轮设计尺寸

3RV减速器中摆线轮齿形设计3.1摆线轮修形的原因及其必要性因为标准摆线轮齿廓曲线存在：不能补偿制造误差、不能存贮润滑剂以保证润滑、不便于安装和拆卸等缺陷。实际使用的摆线轮齿廓应与与针轮齿之间留有必要的啮合间隙。因此，必须对摆线齿廓进行必要的修形。3.2摆线轮廓修形方法由国内外的资料与研究可以发现，根据RV减速器二级传动部分的加工原理，RV减速器的RV齿轮的齿廓修形方式有以下3种：3.2.1移距修形法采用移距修形法加工RV齿轮时，和加工标准齿形一样，加工过程所用到的相关参数基本是一样的，包括偏心之间的距离，磨轮齿形的半径尺寸和传动比的数值。不同的地方是RV齿轮的齿形没有标准齿形大。这是因为磨轮是向轮坯的中心进行了一定距离的移动，将这个移动的距离定义为，因此，针齿中心圆的半径将会从变化为-，这个过程会导致磨出的RV齿轮齿形减小。由于两个齿轮的齿形有一定的差异，导致两个齿轮进行啮合的时候会产生一定的啮合间隙。当磨轮向远离中心的位置进行移动的时候，也会产生一定的啮合间隙。3.2.2等距修形法当使用等距修形法对RV齿轮进行加工时，其加工的方法包括加工机床的程序等与对标准齿形的加工基本是一样的，与加工标准齿形不同的是加工磨轮圆弧的半径会由标准减小为-，这个圆弧半径的差异会导致RV齿轮与标准针轮进行啮合的时候，RV齿轮和标准针轮之间存在啮合间隙。3.2.3转角修形法在使用转角修形法对RV齿轮进行加工的时候，与加工标准齿形相比较，机床的相关的程序和参数等是基本相同的。需要注意的是在第一次加工完成标准齿形后，需要通过旋转摆线轮使摆线轮围绕着中心转动一个很小的角度，定义这个转动的角度为。这时再按照第一次的加工方法进行第二次加工。通过调整角度的转角修行法可以使加工出的齿轮厚度略微减小，同时会增大齿轮的齿槽。按照相关的理论，应用转角修形法加工出来的RV齿轮在与标准针轮进行啮合的时候，其啮合的方式为共轭齿形啮合。这种加工方式会具有更稳的传动。然后实际的情况与理论还有有一点点的差异，因为RV齿轮的齿顶与其齿根部分是属于无间隙接触的状态，这种状态是没有办法对径向尺寸链当中存在的制造误差进行补偿的。因此，为了使得齿轮啮合后可以达到更平稳的传动，需要将转角修形法与其他的加工方法互相配合使用才可以达到更好的效果。3.2.3摆线轮齿廓修形曲线方程式通过对三种不同齿形修形方法的分析，是可以单独使用移距修形法和等距修形法对RV齿轮进行加工的，同时这两种方法也可以和其他的方法进行配合使用对齿轮进行加工。与移距修形法和等距修形法不同的是，转角修形法一定需要配合其他的加工方法对齿轮进行加工。在实际的生产和加工中，最常使用的方法为将负等距与负移距组合的方式对齿轮进行加工。将摆线轮标准齿形方式中的以+代替、以+代替、K1以代替、以（+）代替，并建立坐标系，得到包含上述3种修形方法的摆线轮修形齿齿廓曲线方程式：式中--有移距修形时齿形的短幅系数；其余符号含义及单位同前；中间计算值：。3.3RV减速机摆线轮廓修形设计1.RV-320原始数据为：针轮分布圆直径=114.5mm，针轮齿数=40，摆线轮齿数=39。曲柄轴偏心距a=2.2mm，针齿半径=5mm。2.推算等距修形量根据RV-250A参考其等距修行量=-0.01mm<0;3.推算径向间隙=a++--/2=0.004mm;4.推算移距修形量由=-推算；=-=-0.014mm5.判断和的正负号，推断RV减速机系列减速机中应该选择使用负移距和负等距两种修正方法进行组合的方式对摆线轮进行的修形。6.有移距修形的短幅系数的计算当齿形具有移距修形时，其短幅系数=0.87637.计算中间计算值8.推算RV减速机系列组合修形的摆线轮齿廓曲线方程：=-(114.47-4.974/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*sin(0.02564*t)+(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*sin(1.02564*t)=(114.47-4.974/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(0.02564*t)-(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(1.02564*t)9．RV减速机系列组合修形的摆线轮齿廓如图：图3.1RV减速机系列标准摆线齿廓图3.2RV减速机装配图图3.3RV减速机三维模型4RV减速器的传动传动的几何回差4.1几何回差概念与角度传递误差的概念有所不同的是，当输入轴济宁反向转动的时候，会出现一种现象为输入轴上的运动要早于在输出轴上的运动，这种现象为回差。几何回差是回差现象中的一部分，为传动件几何尺寸及其几何形状等相关的因素产生的回差。对于RC齿轮的传动来说，其几何回差是由两部分组成的，一部分为渐开线行星传动产生的回差，另一部分为二级摆线针轮行星传动产生的回差。4.2RV减速器的几何回差分析4.2.1第一级渐开线直齿轮传动的回差分析1.公法线长度平均偏差引起的齿轮侧隙1.1太阳轮设、分别为太阳轮公法线平均长度的上偏差和下偏差，则太阳轮公法线长度平均偏差的均值为：;公法线长度平均偏差引起的圆周侧隙的均值为：；公法线长度平均偏差引起圆周侧隙均值的方差为：式中-渐开线齿轮传动的压力角，=20°。1.2行星齿轮设、分别为行星轮公法线平均长度的上偏差和下偏差，则行星轮公法线长度平均偏差的均值为：;公法线长度平均偏差引起的圆周侧隙的均值为：；公法线长度平均偏差引起圆周侧隙均值的方差为：2.中心距误差引起的齿轮侧隙设中心距的公差设计为对称公差，误差符合正态分布，则中心距误差引起的圆周齿隙的均值为：,方差为：。式中：-为换算系数，-为渐开线齿轮传动的齿合角(°)。3.齿圈径向圆跳动误差;引起的齿轮侧隙当齿轮和齿圈在径向跳动时会产生一定的误差，这个误差会导致齿轮的几何中心与回转中心不再重合，而是发生偏离。当几何中心与回转中心的偏心居的误差达到/2时，其径向分量对回差的影响与中心距误差的影响相类似，假定的分布方式符合正态分布的时候，那么齿轮和齿圈在径向因为圆跳动所导致的误差所引起齿轮的圆周侧隙的均值为。太阳轮和行星轮齿圈径向圆跳动误差引起圆周侧隙的方差分别为：3.1 太阳轮太阳轮齿圈径向圆跳动误差引起齿轮的圆周侧隙的方差为：3.2 星轮太阳轮齿圈径向圆跳动误差引起齿轮的圆周侧隙的方差为：4.渐开线行星传动（部分）的回差综合 渐开线行星齿轮传动几何回差的均值为：渐开线行星齿轮传动几何回差的公差为：式中：-渐开线齿轮传动侧隙公差； R-RV减速器的速比值；-太阳轮的分度圆半径（mm）。RV减速器由渐开线行星圆柱齿轮传动（部分）引起输出轴的回差：4.2.2摆线针轮传动部分的回差分析在实际的生产制造中无法避免的会产生一定的误差，如对摆线轮进行修形时产生的误差，传动零件在制造过程中产生的误差等，这些误差会导致摆线针轮行星传动时，没有办法达到理论上的当标准的摆线轮与标准的针轮啮合的时候，其相啮合的齿数应为针轮总齿数的一半。而且摆线轮齿和针齿啮合的时候两者之间不是无间隙啮合的状态。1.摆线轮修形对回差的影响由于在生产制造过程中不可避免的会产生一定的误差，对于摆线针轮传来说，为了使得其可以更方便的安装和拆卸等，因该在摆线轮齿与针轮齿之间的部分留有一定的间隙。可以通过对标准摆线轮齿形进行修形的方式来进行。在对摆线轮进行修形的过程中会导致RV传动回差的产生。为了使得修行的过程中产生的回差足够的小，需要选择合适的修形方式对摆线轮进行修形。如果选择采用等距修形与移距修形的方式同时对摆线轮进行修正，那么由于修形导致的侧隙则需要转过一个转角。通过等距修形与移距修形的方式对摆线轮进行修形时产生的回差可以表达为：式中：a偏心距（mm）；k1-变幅系数；-等距修形误差(mm)；-移距修形量（mm）。2．针齿中心圆半径误差引起的回差 摆线轮和针轮之间存在的啮合间隙是由于针齿中心圆半径存在的误差所导致的，这个啮合间隙会产生一定的回差，这个回差可以表达为：式中：针齿中心圆半径误差（mm）。3．针齿半径误差引起的回差由于针齿销半径对等距修形产生的影响与针齿销半径对回差影响类似，因此可以用针齿销半径误差对等距修形的计算方式对回差进行计算：式中： 针齿销半径误差（mm）。4．针齿与针齿孔的配合间隙对回差的影响由于针齿与针齿销孔的配合间隙对等距修形产生的影响与针齿与针齿销孔的配合间隙对回差影响类似，因此针齿与针齿销孔的配合间隙产生的回差可以表达为：：式中：针齿销与针齿销孔的配合间隙（mm）。5．摆线轮齿圈径向跳动误差引起的回差摆线轮齿圈径向圆跳动误差引起的最大回差：式中：摆线轮的齿圈径向圆跳动误差（mm）。6．针齿销孔圆周位置度误差引起的回差在实际的加工过程中，加工会产生一定的误差，这个误差导致针齿销安装在针齿圈上时会有一定的位置度误差，由这个位置度误差导致的回差为：式中：针齿销孔圆周位置度误差（mm）。7．摆线轮周节累积误差引起的回差摆线轮周节累积误差为时，消除该误差产生的啮合侧隙所引起的摆线轮的转角，即引起的回差为：式中：-摆线轮周节累积误差（mm）。8．修形误差和偏心距误差引起的回差在对摆线轮进行设计的时候会给出一个齿形修形量，然而这个修行量与实际生产中的修形量还是有一定的偏差，这是因为在实际的操作中对部件的装夹过程可能会有一定的误差，这些误差的积累所造成的偏差会导致对侧隙的影响。对公式按泰勒级数在处展开，并略去误差的平方以上的项，得等距修形误差、移距修形误差和偏心距误差引起的回差：式中：-为偏心距误差的权系数;-偏心距误差（mm）；-等距修形误差（mm）；移距修形误差（mm）；针齿中心圆半径（mm）9．摆线针轮传动（部分）的回差综合摆线轮的传动的回差的平均值表达为：，摆线针轮传动（部分）的回差公差为：式中：-第j项误差因素引起的回差公差rad值（j=1～8）；RV减速器摆线轮传动部分引起输出轴的回差为:4.2.3曲柄轴承间隙对回差的影响曲柄轴的承游隙引起的回差的平均值可以表达为：曲柄轴承游隙引起的回差的公差为：式中：-曲柄轴承的游隙均值（mm）；-曲柄轴承的游隙公差（mm）。RV减速器曲柄轴承游隙引起输出轴的回差为：4.2.4RV减速器的传动总回差RV减速器的回差的平均值可以表达为：RV减速器总几何回差的公差：RV减速器总几何回差表达： 经过分析RV减速机系列减速器均满足规定的回差要求。4.3RV减速机几何回差计算根据上述几何回差计算过程，得到RV减速机-129减速器的几何回差计算结果如表4.1所示：表4.1RV减速器的几何回差结果参数名称代号单位算例2太阳轮公法线平均长度上偏差Ewsamm-0.007下偏差Ewiamm-0.018公法线长度平均偏差引起的圆周侧隙的均值JE1amm0均值的方差D(JE1a)mm4.31E-05齿轮齿圈径向圆跳动误差ΔFramm0.012齿圈径向跳动误差引起圆周侧隙的均值JE3amm0均值的方差D(JE3a)mm3.67E-05行星轮公法线平均长度上偏差Ewsxmm0下偏差Ewixmm-0.032公法线长度平均偏差引起的圆周侧隙的均值JE1xmm0.017均值的方差D(JE1x)mm3.22E-05齿轮齿圈径向圆跳动误差ΔFrxmm0.016齿圈径向跳动误差引起圆周侧隙的均值JE3xmm0均值的方差D(JE3x)mm4.79E-06行星齿轮副中心距Amm63±IT6/2中心距误差δAmm0.01啮合角αnh(°)22.6897中心距误差引起的圆周侧隙JE2mm0圆周侧隙的方差D(JE2)1.87E-06速比值R129太阳轮半径ramm15行星齿轮几何回差均值ΔΦax(´)0.0470几何回差公差TΔΦax(´)0.106曲柄轴承最大游隙u-maxmm0.002最小游隙u-minmm0.001游隙公差TΦumm0.001游隙引起的回差均值ΔΦu(´)0.1432游隙引起的回差公差TΔΦu(´)0.0955行星轮齿数Zc40曲柄偏心距amm2.2偏心距误差δamm0.005偏心距公差Tδamm0.01针齿销孔中心圆直径F´d(JS5)mm229±0.0175中心圆半径误差δrpmm0中心圆半径公差Tδrpmm0.0035直径f´D(H6)mm10(H7)半径极限误差δRrpmm0.006半径公差TδRrpmm0.006针齿(套外圆)直径f´d(h6)mm10(h6)半径极限误差δrrpmm-0.004半径公差Tδrrpmm0.004针齿与套配合间隙平均间隙δj-avemm0.005间隙公差Tδjmm0.01等距修形量Δrrpmm-0.024等距修形量误差δΔrrp(±)mm0.001等距修形量公差TδΔrrpmm0.002移距修形量Δrpmm-0.03移距修形量误差δΔrp(±)mm0.003移距修形量公差TδΔrpmm0.006变幅系数k10.692等距修形与移距修形引起的回差ΔΦ1rad-0.0001针齿中心圆半径误差引起的回差ΔΦ2rad0针齿半径误差引起的回差ΔΦ3rad0.0002针齿与针齿销孔间隙引起的回差ΔΦ4rad0.0001摆线轮齿圈径向圆跳动误差ΔFr1mm0.005齿圈径向圆跳动公差TΔFr1mm0.01齿圈径向跳动误差引起的回差ΔΦ5rad6.94E-05针齿销孔圆周位置度误差δt∑mm0圆周位置度公差Tδt∑mm0.004圆周位置度误差引起的回差ΔΦ6rad0.0002摆线轮齿距累积误差ΔFpmm0.008齿距累积误差公差TΔFpmm0.008齿距累积误差引起的回差ΔΦ7rad-0.0002修形误差和偏心距误差引起的回差ΔΦ8rad-7.1E-05摆线传动部分的总回差ΔΦxc(´)0.78902摆线传动部分总回差的公差TΔΦxc(´)1.8295RV传动总几何回差均值ΔΦ∑(´)0.979总几何回差公差TΔΦ∑(´)1.835总几何回差的最小估计值ΔΦ∑-TΔΦ∑/2(´)0.0329总几何回差的最大估计值ΔΦ∑+TΔΦ∑/2(´)1.3478

总结摆线针轮行星传动置于低速级，其输入转速低，传动更加平稳；输出转臂W组件采用两端支承的尽可能大的刚性盘组合式框架结构，刚度大、抗冲击性能能力有很大提高。本设计是对RV减速机的设计，首先根据给定的设计条件，设计行星减速器的初步传动方案，接下来以设计方案为基础，对整体的结构等进行布局，依照设计的要求对相关的零部件进行设计及选择。外壳：RV减速机外壳为针轮壳体，它是通过将减速机的机架和针轮通过固定连接组成的。减速机的针轮上共有40个针轮槽，每个针轮上上安装一个齿针，针轮上一共有40个针齿。外壳的大部分外形数据可以通过任务书中安装的相关尺寸进行确定。用RV-250A型中心圆的直径作为RV减速机减速器的针轮针齿中心圆直径，即为229毫米。转臂H：转臂也就是曲柄轴，摆线轮是以曲柄轴为中心轴公转旋转的，同时摆线轮也是在曲柄轴的支撑下进行的自转运动。在对外壳进行设计的时候，针轮针齿中心圆直径是通过参考RV-250A系列的相关参数得出的。在对曲柄轴的中心距进行设计的时候，也是参考RV-250A得出，中心距e为2.2mm。支撑法兰：曲柄轴是通过均匀分布在支撑法兰上面的轴承孔与支撑法兰连接的。在支撑法兰上共有三个轴承孔。同时，支撑法兰是使用内六角圆柱螺钉与支撑轴固定的，支撑轴和支撑法兰起到RV减速器的支撑作用。支撑轴：支撑轴通过凸台的与支撑法兰固定在一起，对RV减速机起到支撑的作用。支撑轴一端与支撑法兰连接，中间通过三个均匀分布的用以固定曲柄轴的轴承孔，与RV减速机的传动机构相连接，并且RV齿轮及销针在轴向方向的位置等也是依靠支撑轴和支撑法兰完成的。正齿轮：正齿轮的作用是将输入的功率分成了三份而达到分流的目的，分流后的功率通过结构中的曲柄轴部件而传送到RV摆线行星机构上。在结构上正齿轮与输入齿轮轴啮合，同时与曲柄轴之间是固联。RV齿轮：也就是摆线轮。也就是RV齿轮。RV齿轮是安装在曲柄轴也是我们所说的转臂上的。一般情况下是将两个RV齿轮按照偏心位置180°的方式分别安装的，为了使传动机构在径向产生的力是平衡的，安装的两个RV齿轮应该是相