连杆凸轮减速器仿真与设计.doc

题目连杆凸轮减速器仿真与设计学生姓名学号所在学院机械工程学院专业班级指导教师完成地点2009年6月日摘要—连杆凸轮减速器具有传动效率高,承载能力大,出轴形式灵活,刚性好,性价比高等特点。该减速器在一定程度上吸纳了渐开线齿轮减速器和摆线针轮减速器的优点。连杆凸轮减速器是在理论研究的基础上,通过样机设计、制造、台架试验和工业现场考核等环节开发而成的一种新型的机械传动装置。与摆线针轮减速器相比,省却了输出机构,曲柄轴承外移,对啮合副参数限制少,参数优化时选择余地大;摆线针轮减速器中,由于受到转臂轴承的限制,啮合副的承载能力不能充分发挥,连杆凸轮减速器更好地解决了这个问题;摆线针轮减速器输入、输出轴为外伸悬臂式,不适合横向载荷较大的场合,连杆凸轮减速器输入、输出轴均为简支布置,刚性好,适应面更宽。连杆凸轮减速器单级传动比可达,理论上有接近半数的凸轮廓线同时参与啮合,重合度大,传动平稳,结构紧凑,承载能力高。采用了连杆惯性力自平衡结构,延长了轴承寿命,提高了减速器的平稳性。该成果已通过陕西省科技厅组织的科学技术成果鉴定,结论为:该成果属国内首创,达到国际先进水平。该减速器传动效率高,承载能力大,出轴形式灵活,结构刚性好,性能价格比高,为国内减速器行业增加了一个新品种。并具有技术娴熟,可靠,产业化容易,经济效益高的特点,具有广泛的应用前景和推广价值。关键词:新型组合机构;连杆凸轮减速器;研制与实验;摆线针轮减速器;凸轮廓线—..,,,..,,,...,.:;;;目录第章绪论 课题的背景及其意义 课题研究的内容及要求 课题的研究方案 第章摆线形成原理及其摆线廓线的特性 摆线形成的几何原理 摆线上一点的数学性质 一阶导数 理论廓线上一点的切线方程 理论廓线上一点的法线方程 摆线上一点法线的特性 直线的方程 法线与线的交点 摆线上一点的压力角 由摆线形成原理构想出新型连杆凸轮组合机构 摆线形成机构的研究 传统方法形成摆线的机构 连杆凸轮组合机构的演化 两种摆线形成机构结构的比较 两种机构形成曲线方程的比较 第章新型连杆凸轮组合机构的基本原理及其数学特性 机构的创新过程及其传动原理 传动比计算 运动输入构件与输出构件的转向关系 传动比的计算 凸轮理论廓线的研究 凸轮上第一条廓线的方程 凸轮上理论廓线方程的通式 凸轮理论廓线方程的一阶导数 凸轮理论廓线的切线与法线方程及特性 啮合基本定律 凸轮理论廓线上的压力角 机构中主从动构件的力矩关系式 理论廓线与实际廓线的特点 第章连杆凸轮减速器的力分析及其轴的校核 第章连杆凸轮减速器的效率分析 第章基于在软件下的摆线生成方式 第章连杆凸轮减速器的立体建模 轴的立体建模 轴承的立体建模 轴承圈的建模 轴承的装配 轴和键的配合 主动轴上零件组装 从动轴上零件组装 两轴件和凸轮的组装 凸轮、轴、机座的装配 整体装配 致谢 参考文献 第章绪论课题的背景及其意义为了适应机械系统性能水平日益提高的新要求,实现传动系统小型轻量化,保证其产品的竞争能力,国内外仍在不断地研究和发展各种新型机械传动,探索传动装置的新形势和新种类,从传动装置的原理和结构上进行创新,不断创造出体积小、重量轻和承载能力高的新型传动装置。在背景技术中,减速器是原动机和工作机之间独立的封闭传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要。其中渐开线齿轮减速器在技术上最成熟,应用最广泛,占有主导地位。但由于啮合原理关系,不论是硬齿面还是软齿面,渐开线齿轮传动的单级传动比小重合度有限(°的正常齿制,标准齿轮传动的重合度最大为),因而影响了其减速效果和承载能力。摆线针轮减速器单级传动比大、重合度大(理论上有近半数的齿啮合)、啮合副为硬齿面,承载能力高,效率也可接受,应用越来越广。但摆线针轮减速器的结构刚性差,输出轴不宜承受较大的压轴力,限制了其应用范围;同时其承载能力又受到转臂轴承的限制,使啮合副的承载能力得不到充分的发挥。八十年代出现的渐开线三环减速器,具有结构简单、刚性好等优点,但缺点是承载能力较小,效率低,温升大,不能持续使用。九十年代又出现了一种“同步带双曲柄环板式针摆减速器”,这种减速器是将转臂外移的两套摆线针轮机构呈°配制而成,省去了输出机构,并采用了同步带将两套机构联系起来克服死点。本设计的目的是研制一种新型“连杆凸轮减速器”,提出新的连杆—凸轮组合机构的啮合传动原理和新的动力均载和啮合均载装置。连杆凸轮减速器具有传动效率高、承载能力大、出轴形式灵活、刚性好、性价比高等特点。该减速器在一定程度上吸纳了渐开线齿轮减速器和摆线针轮减速器的优点。连杆凸轮减速器是在理论分析的基础上,利用一齿差原理并借鉴了摆线针轮减速器、渐开线三环减速器的部分结构,经结构设计、样机试制等环节研发的一种新型的机械传动装置。可用于平行轴之间的减速或增速传动,可以替代圆柱齿轮