20070403263-张继民-二齿差活齿减速器虚拟样机设计.doc

目 录 摘 要 3 ABSTRACT 4 1 前言 7 1.1国内外现状研究以及发展前景展望 7 1.2 本课题的研究意义和预期研究目标 8 1.2.1本课题的研究意义 8 1.2.2 本课题的预期研究目标 9 2 活齿传动的基础知识 10 2.1典型活齿传动结构的特点及原理 10 2.1.1 套筒活齿传动 10 2.1.2 摆动活齿传动 11 2.1.3 滚柱活齿传动 11 2.1.4 推杆活齿轮传动 12 2.1.5 平面滚珠传动 12 2.2 活齿传动的传动比的分析方法 13 2.2.1相对角速度法确定传动比 13 2.2.2 转角分析法确定传动比 14 3 二齿差活齿减速器的设计 17 3.1几何建模环境简介 17 3.1.1三维建模软件Solidworks简介 17 3.1.2 二维几何建模软件AutoCAD的简介 18 3.2二齿差活齿减速器的基本结构 19 3.2.1 双相激波器 19 3.2.2 活齿轮 20 3.2.3中心轮 21 4 二齿差活齿减速器零件的计算校核 22 4.1传动比的计算以及活齿和中心轮的数量的确定 22 4.1.1从动论转向的确定 22 4.1.2活齿齿数与中心轮齿数的确定 22 4.2 二齿差活齿传动的基本参数 22 4.2.1基本参数 22 4.2.2 电动机的选择 23 4.2.3传动装置运动、动力参数的计算 23 4.3 轴的设计﹑计算与校核 23 4.3.1高速轴的设计﹑计算与校核 23 4.3.2 低速轴的设计和计算 27 5二齿差减速器在Solidworks环境中的实体建模 31 5.1 输出轴的三维设计 31 5.2 输入轴和轴承的装配 32 6 结 论 34 参 考 文 献 35 致 谢 36  1 前言 1.1国内外现状研究以及发展前景展望 活齿传动是活齿少齿差行星齿轮传动的简称，又被称为活齿波动传动是一种用来传递两同轴间的回转运动的新型传动方式[1]。活齿减速器具有传动比大、传动效率高、转动平稳、体积小、重量轻、噪声小及寿命长等一系列优点。 活齿传动最初的结构型式是在20世纪30年代由德国人提出来的，到了40年代，他们就把活齿传动技术应用到汽车的转向机构中了[2]。第二次世界大战曾使活齿传动研究一度沉寂下来。50年代，苏联学者对活齿传动的一种型式“柱塞传动”进行了理论研究，提出了它的运动学和力的计算方法。美国学者提出了推杆活齿减速装置及少齿差减速机，分析了传动原理，对传动比和作用力进行了计算，分析了其传动性能。70年代，苏美两国积极开发活齿传动的新型式，苏联推出了“正弦滚珠传动”，美国推出了“无齿齿轮传动技术”，曾引起各国科技工作者的极大兴趣。英国推出的“滑齿减速器”形成了系列产品，并投入国际市场。到了80年代，国际上研究活齿传动更加积极，日本、英国、保加利亚、捷克斯治伐克等国先后公布了一些有关活齿传动的专利和发明。这表明，活齿传动的研究和应用，在国外已经成为行星齿轮研究中相当活跃的领域。后来伴随着新的金属加工工艺和数字加工设备的出现，这种传动形式获得了长足的发展，在有些国家已经形成了系列产品，并在机械、冶金、建筑、采矿等工业部门获得广泛的应用，活齿传动这一技术逐步的走向成熟。到了21世纪今天，经过这么多年的研究发展，国外的活齿减速器技术已经相当成熟，技术已经达到了相当高的层次，并已经基本形成了一套技术体系。目前仍在进一步完善之中。 与外国相比，出于各种客观原因，我国对活齿传动的研究起步较晚。从70年代起，我国的科技工作者才开始注意国外活齿传动的发展，并在条件简陋、资料及资金缺乏的条件下研究活齿传动技术，经十几年的开拓，在理论研究和产品开发方而都取得不少成绩，先后推出多种专利技术。1986年北航陈仕贤教授提出了推杆活齿针齿减速机，其结构与样机荣获国际大奖。1987年，周有强教授等人提出了另外一种新的活齿传动结构，摆动活齿减速机并个申报了国家专利。九十年代，江阴东亚减速机厂的严明工程师也提出一种新型结构的活齿传动-移位滚柱减速机，并获得国内和国际大奖。在这些活齿减速机中，推扦活齿减速机和滚柱(钢球)活齿减速机是最早开发出的典型结构，有的活齿减速机形成了工业生产能力，有的还在国际、国内获奖，活齿传动理论研究方面也取得不少成果。然而到目前为止，由于我国活齿传动的研究和开发时间短，基础薄弱，技术人员少且分散，生产经验积累不足，与先进国家相比，总体上仍存在较大差距。 经过世界各国机械工程技术人员的不懈努力的开发创新，已经成功研制出以下多种结构形式的活齿传动形式，其中发展比较成熟的有套筒活齿传动，平面滚珠传动，摆动活齿传动，滚柱活齿传动，推杆活齿传动等。从活齿传动诞生至今，已有多位机械专业的学者写了多篇文献,对活齿传动进行了广泛的研究[