外文文獻翻譯-兩齒差擺線行星齒輪傳動的設(shè)計【中文3031字】 【PDF+中文WORD】,中文3031字,PDF+中文WORD,外文文獻翻譯-兩齒差擺線行星齒輪傳動的設(shè)計【中文3031字】,【PDF+中文WORD】,外文,文獻,翻譯,兩齒差,擺線,行星,齒輪,傳動,設(shè)計,中文,3031,PDF 譯自：Design of cycloid planetary gear drives with tooth number difference of two 兩齒差擺線行星齒輪傳動的設(shè)計 Shyi-Jeng Tsai·Ling-Chiao Chang·Ching-Hao Huang 摘要：擺線行星齒輪減速器在自動化機械中有著廣泛的應(yīng)用。即使該減速器具有高傳動比、多齒 對嚙合、減震能力強等優(yōu)點，如何提高傳動裝置的功率密度仍然是當今擺線行星齒輪減速器發(fā)展 的重要課題。為此，提出了兩齒數(shù)差的概念。本文的目的是系統(tǒng)地分析這種擺線行星齒輪傳動的 載荷接觸特性，以評價其可行性。本文首先導出了擺線輪廓、齒面接觸和擺線階段比滑動的基本 方程。從建立的基于影響系數(shù)法的模型出發(fā)，提出了一種載荷齒接觸分析方法。通過算例，系統(tǒng) 地分析了設(shè)計參數(shù)對接觸特性的影響。所得出的這些結(jié)果也與傳統(tǒng)的齒數(shù)差為 1 的傳動裝置進行 了比較。分析結(jié)果表明，該概念具有較大的偏心率和較小的銷釘半徑，既能有效地擴大接觸比， 又能有效地減小比滑、載荷和接觸應(yīng)力。雖然軸承載荷的徑向部分也可以相應(yīng)地減小，但是利用 兩齒數(shù)差的概念不能有效地降低總周期時變軸承載荷。 1. 引言 擺線行星齒輪減速器是動力和精密運動傳動的重要傳動裝置。目前，設(shè)計為兩級偏心差速器 的齒輪機構(gòu)，即所謂的“RV-傳動”，在自動化機械中得到了廣泛的應(yīng)用。如圖 1 所示的結(jié)構(gòu)圖 所示，這種齒輪傳動類型由一個漸開線行星級傳動和一個兩個圓盤的擺線行星級傳動組成。每一 個漸開線行星都安裝在曲柄軸上，以產(chǎn)生擺線盤的旋轉(zhuǎn)運動。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)不僅具有齒輪比高的 優(yōu)點，而且由于多齒對的接觸，在分擔載荷和減震能力方面具有良好的性能。然而，目前齒輪減 速器設(shè)計的趨勢是除了對精密運動的要求外，還要增大功率密度。為此，必須減少接觸齒副和曲 柄上的載荷。 圖 1 擺線行星齒輪傳動結(jié)構(gòu) 在各種的措施中，通過采用較大的齒數(shù)差的這種設(shè)計理念可以為改善負載接觸特性提供一種 可能性。換句話說，擺線齒輪副的齒數(shù)差的可能選擇為兩種，而不是常規(guī)應(yīng)用中經(jīng)常使用的一 種。在實際應(yīng)用中，齒數(shù)差為 2(Δz=2)的齒輪傳動常用于小減速比的傳動，但是齒數(shù)差為 2 的 齒輪傳動在傳動比比較高的情況下則很少使用。因此，評價這種替代驅(qū)動概念的可行性是很有趣 的。本文探討了設(shè)計參數(shù)對加載接觸特性的影響，并與常規(guī)傳動進行了比較。 載荷分析的基本工作是導出幾何和運動學之間的關(guān)系。對擺線輪廓線數(shù)學模型的研究在許多 文獻中都有發(fā)現(xiàn)。根據(jù)齒輪傳動理論或運動學方法，也可以對齒輪嚙合進行分析，比如即時中心 方法。齒輪傳動的另一個評價標準是嚙合齒之間的滑動特性。例如齒側(cè)的損傷，如點蝕、磨損或 打分，這些可以用比滑動率來預測。然而，在有關(guān)擺線齒輪泵的相關(guān)研究文獻中，較少涉及擺線 齒輪減速器的研究。 此外，載荷分析也是評價Δz=2 齒輪傳動可行性的一個重要問題。擺線齒輪接觸應(yīng)力分析的 常用方法 是驅(qū)動器有限單元法?；谠摲治龇椒ǘ_發(fā)了另一種負荷分析方法。比如軋制作用 力的計算方法，該方法是為了支持在滾動作用力下的的擺線盤的軸承。也有著重研究了制造誤差 對傳輸負載和傳動誤差的影響。還有一些人基于齒面嚙合剛度假設(shè)，分析了加工誤差對動載荷行 為的影響。也有人進行了接觸應(yīng)力分析實驗，驗證了分析方法的理論分析結(jié)果。本文作者基于影 響系數(shù)法開發(fā)了一種數(shù)值加載的齒面接觸分析方法，該方法還成功地應(yīng)用于擺線齒對以及考慮軸 承剛度和摩擦力的全齒接觸分析。 因此，本文的目的是系統(tǒng)地研究設(shè)計參數(shù)對這種替代驅(qū)動概念的接觸和負載特性的影響。本 文首先導出了Δz=2 的擺線齒廓、齒面接觸和擺線階段比滑動的基本方程。擴展了一種新的載荷 分析方法。 從發(fā)展的數(shù)值加載的齒面接觸分析模型，進一步系統(tǒng)地分析了設(shè)計參數(shù)對接觸特性 的影響，即：接觸比、比滑動、載荷分擔、接觸應(yīng)力。 本文討論了周期時變軸承載荷并且將這 些結(jié)果與Δz=1 的常規(guī)驅(qū)動器進行了比較。 2 擺線行星齒輪傳動分析方法的基本原理 2.1 兩齒差擺線盤的構(gòu)造 基本齒廓的定義：Δz=2 行星擺線級的齒廓可以看作是兩個具有相同基座擺線廓線的兩個圓盤的 t 組合，其角度為tc ，其值等于基擺線輪廓的 擺線輪廓的基本設(shè)計參數(shù)如下： 螺距圓半徑為 Rc 的銷輪； 針的半徑 rp ； 曲柄的偏心度； 傳動的齒輪比 e，這里等于 Zp 。 Dz Co ，見圖 2。 2 圖 2 Δz=2 的擺線盤的構(gòu)造 jc u 2.2 齒輪嚙合分析 擺線齒輪嚙合的分析可以將圓片視為固定的,當銷輪的中心相對于曲柄軸角jc 圍繞盤的中心移動 時，銷輪本身也以角j（p = ）旋轉(zhuǎn)。相對運動可以用圖 3 所示的幾何關(guān)系來表示。 圖 3 Δz=2 的擺線盤齒面接觸的基本幾何關(guān)系 2.3 兩種齒數(shù)差的典型齒廓 由于基擺線輪廓由凹型和凸型組成，在Δz>1 的情況下，可以找到兩種輪廓類型，即凹型或 凹型一凸型。根據(jù)拐點位置與針尖指向之間的關(guān)系，對這兩種擺線輪廓進行了劃分。 凹型輪廓類型，qinf 3 qPt 凹型—凸型輪廓類型，qinf áqPt 。 一般情況下，凹面輪廓有利于齒面接觸，但接觸比也相應(yīng)降低。 3 數(shù)值算例綜述 為了分析設(shè)計參數(shù)的影響，在表 1 中列出了必要的齒輪數(shù)據(jù)。本文所考慮的設(shè)計參數(shù)是銷半 徑 rP 和偏心度 e，相應(yīng)的分析值列于表 2。這里不考慮更大的銷半徑，因為在銷輪上安裝銷的可 用空間是有限的。 表 1 數(shù)值分析中的基本齒輪傳動數(shù)據(jù) 名稱 數(shù)值 備注 銷輪的節(jié)圓半徑 162.5mm 擺線盤的齒數(shù) 78 銷輪齒數(shù) 80 減少比率(卡勒固定) 40 Zp/Δz 擺線盤厚度 31.5mm 軸承孔中心半徑 90mm 輸出扭矩 4000Nm 表 2 影響分析的設(shè)計參數(shù) 名稱 數(shù)值 針形半徑 3,4,5，（6） 偏心 2.5,3,3.5 4 設(shè)計參數(shù)的影響分析 4.1 齒廓與接觸比 設(shè)計參數(shù) e 和 rP 對尖端位置和接觸比率的影響表示在圖 4 中。由于齒面接觸比與齒形變量 qPt 呈線性相關(guān)，因此圖中的曲線同時說明了齒面接觸和齒形變量這兩個因素。 一般情況下，Δz=2 的擺線傳動具有較小的引腳和較大的偏心比，且具有較大的接觸比。在這種 情況下，擺線輪廓具有凸凹部分。另一方面，較大的銷釘半徑，例如， rP = 7 ，其降低了接觸比， 增加了偏心率。 4.2 比滑動 偏心 e（mm） 圖 4 電子和電子技術(shù)對針尖定位及觸點比的影響 圖 5 和圖 6 分別說明了針半徑 rP 和偏心 e 對比滑動的影響。擺線盤厚度xc 的比滑動遠大于針輪厚 度xP 。xP 的比滑動單調(diào)地從開始 A 增加到 E。相反，xc 的比滑動先單調(diào)下降，然后漸近于奇點附 近的一點，其中傳輸角g等于 15。當齒對進一步嚙合時，xc 從·無窮大減小到一個局部極限值。 圖 5 銷徑 rP 對比滑動的影響 圖 6 偏心率 e 對比滑動的影響 4.3 接觸齒對之間的共同載荷 因為活齒對的傳動角g是不同的，正常載荷在接觸齒對之間的分配也不均勻。銷半徑對載荷分配 的影響較小，相反，一個較小的偏心會導致不均勻地分擔負載。 5 與齒數(shù)差為 1 的擺線行星齒輪傳動比較 為了比較其傳動特性，使Δz=1 和 2 的減速器的偏心度 e 為相同的值，而使其銷半徑的值不 同。 6 總結(jié)和展望 為了提高高傳動比擺線行星齒輪傳動的傳動性能，提出了齒數(shù)差為 2(Δz=2)的概念。利用 建立的基于影響系數(shù)法的加載齒接觸分析模型，探討了該傳動方式的載荷接觸特性。分析了設(shè)計 參數(shù)對偏心率和銷徑的影響，并與Δz=1 的擺線行星齒輪傳動進行了比較。因此得到了一些結(jié)果， 分析結(jié)果使我們得出以下結(jié)論： （1）采用合適的設(shè)計參數(shù)可以提高Δz=2 的擺線行星齒輪傳動的理論接觸比，并期望采用較小 的針半徑和較大的偏心度。 （2）偏心率對比滑動有顯著影響。當偏心較大時，具有無限大比滑動xc 的點將向齒根方向移動， 即擺線輪廓，且xc 值減小， （3）Δz=2 載荷和接觸應(yīng)力的共同作用側(cè)翼，且在Δz=1 的情況下可以顯著地降低接觸應(yīng)力，小 數(shù)值的銷半徑和較大偏心度適合于這種傳動裝置的設(shè)計。 （4）ΔZ＝2 的側(cè)向載荷和接觸應(yīng)力的變化與循環(huán)漸開線齒輪傳動一樣，類似于漸開線直齒圓柱 齒輪傳動的現(xiàn)象。 （5）用Δz=2 的擺線齒輪傳動對于減小曲柄上的軸承載荷的效果不是很顯著，因為環(huán)向力的影 響要大得多。 然而，由于間隙存在的必要性，這種改進后的擺線廓形常被應(yīng)用于實際應(yīng)用中，而不是應(yīng)用 于理論中。因此為了進一步設(shè)計Δz=2 的擺線傳動的側(cè)面改進，本文得出了一些好的結(jié)果。同時， 本文提出的分析方法也是一種有效的工具。