采用瞬心法進(jìn)行擺線輪減速器擺線輪輪齒輪廓設(shè)計(jì)的研究
Joong-Ho Shin, Soon-Man Kwon
摘要：
擺線針輪減速器是一種轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)械設(shè)備。與其他減速器相比，擺線針輪減速器具有速比大、精度高、操作簡(jiǎn)單、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)。擺線輪是擺線針輪減速器的一個(gè)主要部分，本文通過(guò)在一般接觸機(jī)構(gòu)的齊次坐標(biāo)變換下的瞬心原則，提出了一種簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的擺線輪設(shè)計(jì)方法。在這次研究中，考慮了以下四種類型的擺線針輪減速器：外齒圈固定式外擺線減速器、外齒圈旋轉(zhuǎn)式外擺線減速器、外齒圈固定式內(nèi)擺線減速器和外齒圈旋轉(zhuǎn)式內(nèi)擺線減速器。利用模型模擬了這四種類型的擺線針輪減速器的運(yùn)行情況并利用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的電腦輔助程序驗(yàn)證了這項(xiàng)研究的可行性。
關(guān)鍵詞：擺線針輪減速器、外擺線輪、內(nèi)擺線輪、瞬心、齊次坐標(biāo)變換。
1、論文簡(jiǎn)介
減速器廣泛用于對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行變換的各種場(chǎng)合。其中，擺線針輪減速器由于其具有運(yùn)行平穩(wěn)、較高的運(yùn)行性能、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、體積小、超載能力突出、在滾動(dòng)接觸中零背隙等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用了數(shù)十年。因此在現(xiàn)在的某些場(chǎng)合，它具有很大的應(yīng)用價(jià)值，倍受人們的青睞。
擺線輪是擺線針輪減速器的主要部分，針輪包含多個(gè)針齒，在任意時(shí)刻的嚙合中，擺線輪都與針輪的所有針齒同時(shí)嚙合。一般的，按照擺線輪與針輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系擺線針輪減速器可分為外齒圈固定式外擺線減速器、外齒圈旋轉(zhuǎn)式外擺線減速器、外齒圈固定式內(nèi)擺線減速器和外齒圈旋轉(zhuǎn)式內(nèi)擺線減速器。
例如，外齒圈固定式外擺線減速器（如圖1所示）主要由三大運(yùn)動(dòng)部分組成：高速輸入機(jī)構(gòu)、擺線輪和低速輸出機(jī)構(gòu)。當(dāng)偏心輪旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，它帶動(dòng)擺線輪在外齒圈內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是所有的針輪繞著齒圈的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。當(dāng)針齒（擺線輪）繞著外齒圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，針齒本身也繞著自己的軸線在相反的方向慢慢的進(jìn)行著自傳。這就是說(shuō)高速輸入軸公轉(zhuǎn)一周時(shí)擺線輪也向相反的方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)擺線齒。一般來(lái)說(shuō)擺線輪的齒數(shù)比針輪齒數(shù)少1，故擺線針輪減速器的傳動(dòng)比等于擺線輪的齒數(shù)。經(jīng)擺線輪減速后的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)穿在擺線輪中的柱銷傳動(dòng)到低速輸出軸上(圖1未表示出來(lái)）。