毕业论文 双摆线钢球行星传动减速器设计.doc

毕业设计（论文）毕业论文双摆线钢球行星传动减速器设计摘要随着机械制造业市场竞争的加剧，如何提高产品质量，加快产品的研发及缩短制造周期一直是机械制造业面临的一个问题当今计算机技术在机械设计和制造中发挥着重要的作用，多种设计软件在机械设计的各方面得到了广泛的应用 本课题在计算机辅助设计制造理论的指导下，对一种新型的“双摆线钢球减速器”进行了研究这种新型减速器与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点：(1) 传动比范围大，最大可达几千若制作成多级减速器，则更显示出本减速器的优点2) 结构简单、体积小、重量轻3)机械效率高由于用滚动摩擦代替了滑动摩擦，减少了摩擦，提高了传动效率这是别的许多减速器所不及的论文的主要内容包括：介绍了双摆线钢球行星传动减速器的结构特点和工作原理，选取一组设计参数进行了详细的设计，分析了影响减速器性能的参数根据减速器性能参数进行计算并运用CAD软件绘出减速器的装配图及零件图本文的研究结果为双摆线钢球行星传动减速器的设计和改进提供了重要的参考依据，也为新产品的开发提供了有效的方法与经验关键字：减速器，双摆线，CADABSTRACTAlong with the mechanical manufacturing market competition intensifies, how to improve product quality, speed up product development and reduce lead-time is always a problem with mechanical manufacturing industry. Today's computer technology in mechanical design and manufacturing plays an important role in variety of design software, all aspects of mechanical design has been widely used.This topic in computer aided design manufacture theory, under the guidance of a new kind of "double cycloidal steel ball reducer" is studied. This new type reducer and researches have been compared the gear reducer, has the following characteristics: (1) transmission range, the biggest can amount to several thousand. If make multistage speed reducer, criterion more show the advantages of this gear reducer. (2) simple structure, small volume, light weight. (3) mechanical high efficiency. With the rolling friction is substituted for sliding friction, reduce the friction and improve the transmission efficiency. This is as many other reducer. The paper introduced the main contents include: double cycloidal steel ball planetary gear reducer structure characteristics and working principle, selecting a group of design parameters for the detailed design, analysis the influence of gear reducer. Performance parameters According to the speed reducer is calculated and performance parameters of CAD software draw gear reducer and parts drawing assembly drawings.This research results for double cycloidal steel ball planetary gear reducer design and improve provides an important reference for the new product, also the development to provide effective methods and experience.Key words: double cycloidal reducer to, CAD目录摘要 1ABSTRACT 21.绪论 51.1课题目的背景及意义 51.2国内外现状 61.3主要研究的内容 71.3.1减速器几何参数的计算与选取 71.3.2减速器结构设计与计算 71.3.3绘制装配图和零件图 72. 减速器原理 72.1双摆线钢球行星传动机构的传动原理及结构 82.1.1行星传动的原理及结构类型 82.2摆线的形成 102.2.1按有无包心形成内外摆线 102.2.2按有包心形成内外摆线 122.3摆线齿廓的啮合原理 122.4双摆线的啮合传动 142.5传动比的分析计算 152.5.1直接分析法 152.5.2机构转化法 163.减速器几何参数的选择 193.1廓线方程的建立 193.2运动、几何参数的设计 193.2.1齿廓曲线参数的选择 203.2.2钢球数nd的选择 203.2.3滚圆半径r0的选择 223.2.4 k1值的选择 243.2.5结论 274.结构设计计算 284.1总体布局 284.2传动原理及特点 294.2.1工作原理 294.2.2机构特点 294.3减速器的失效分析及材料选择 294.3.1减速器可能出现的失效形式 294.3.2材料选择和热处理 304.4设计步骤的简要说明 304.5结构的初步设计 324.5.1参数选定及计算 324.5.2摆线盘尺寸的计算 344.5.3确定W机构的结构尺寸 355.结 论 36致谢 37参考文献 381.绪论1.1课题目的背景及意义能源紧缺成为世界难题已是不争的事实，尤其在近几年，各国因为能源问题引发的纷争不断升级，这一严峻问题已经引起了广泛的关注。

温家宝总理在政府工作报告中提出，缓解我国能源资源和经济社会发展的矛盾必须立足国内，显著提高能源资源利用效率，这说明提高能源效率已经成为解决能源短缺与经济社会发展矛盾的重要手段一般说来，一个传动系统中的机构越复杂，运动副越多，运动链越长，则各运动副中的摩擦损耗越大，传动效率必然较低要提高传动效率、节约能源，一方面应尽量简化机械传动系统，使功率传递通过的运动副数目越少越好；另一方面应设法减少运动副中的摩擦，如用滚动摩擦代替滑动摩擦等而现有的多数减速器都存在着消耗材料和能源较多的问题，对于大传动比的减速器，该问题更为突出由于减速装置被许多企业广泛使用，因此不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和穗能源）的节省CAD技术具有高智力、高效益、知识密集、更新速度快、综合性强等特点它是科技领域中的前沿课题之一CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技和工业现代化水平的重要标志之一CAD技术从根本上改变了过去的手工设计绘图，凭图样组织整个生产过程的技术管理方式，而变成了在计算机上交互设计，用数据文件定义产品。

在统一的数字化产品模型下进行产品的设计、分析计算、制订工艺规程、设计工艺装备、数控加工、质量控制等我国已充分认识到了CAD技术的重要地位，已经在大力推广国内很多软件商都以“甩掉图板”为口号促销其产品，造成很多初学者以为CAD不过是代替铅笔、圆规和直尺而已诚然CAD固然可以甩掉图板，大量减轻设计者手工设计和绘图的劳动量，但这只是CAD最基本的功能而己，CAD的实质不单是甩掉图板，更本质的是可以帮你省去繁重重复的工作，帮你进行各种复杂的数理分析，使设计的产品在还没生产出来之前就可以得知其合理性，避免造成生产上的损失，减少产品设计与制造的风险，缩短产品的开发周期，更快地将新产品打入市场，增强产品的市场竞争力，从而解决企业的根本问题——效率和效益本课题在计算机辅助设计制造理论的指导下，设计出一种新型的减速装置它是通过钢球在两摆线滚道内作纯滚动而实现减速传动的，具有效率高、重量轻、传动比大等一系列优点，在国内外市场中的潜力很大特别是我国小型减速器（如航空航天器、医疗器械等领域）大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超小型的减速器，完全可以填补国内市场的空白并将具有较大的经济效益和社会效益。

1.2国内外现状国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长但其传动形式仍然以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题也未解决好据最近报导，日本住友重机研制的摆线针轮高精度减速器，意大利STM公司研制的X系列减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的减速器当今的减速器正向着大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还应该在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，摆线钢球传动原理的出现就是一例该减速器主要是通过钢球在摆线滚道内作纯滚动而达到传动的目的，因而摩擦损耗小，传动效率很高，结构又相当简单如果用这种装置代替蜗杆传动，就能够节约大量的能源目前，超小型减速器的研究成果尚不多见在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是小型的减速器问题更加突出，使用寿命不长。

国内使用的小型减速器，多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求90年代初期，国内出现的摆线针轮减速器，也是一种摆线减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大，效率亦高但是摆线针轮减速器也存在针轮结构比较复杂，摆线轮加工困难的缺点国内有少数高等学校和厂矿企业也对双摆线钢球传动中的某些原理做了一些研究工作，发表过一些研究论文到目前，在我国减速器市场尚无此减速器，该项目将会填补此项空白1.3主要研究的内容1.3.1减速器几何参数的计算与选取双摆线钢球减速器具有传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等特点，但是如果相关参数选择不当同样会影响其减速性能本文讨论了确定摆线波形的基本设计参数nb、r0和kl，提出了各几何、运动参数的选择原则及其设。