滚柱型轴承减速器结构创新方案的研究

论文摘要

众所周知，任何机械都要使用变速装置和支撑部件。传统上二者须分开设计，导致机械尺寸较大。轴承减速器是在谐波减速器和摆线针轮减速器的基础上演化、派生出的一种新型活齿减速器，它将变速装置和支撑部件结合在一起，兼有二者功能，实现了机电系统传动机构的微型化，具有重大的经济效益和社会效益。本文对现有不同活齿传动结构特点进行了全面分析，总结出了活齿传动的系统分类图，利用它今后可以方便地进行活齿传动新结构的设计。本文分析认为：一级轴承减速器独立使用适于精密传动，二级轴承减速器适于重载传动；“双波摆动式轴承减速器”最适合用于精密传动；“摆动式二级串联轴承减速器”适于大传动比重载条件。接下来对“双波摆动式轴承减速器”进行了较深入研究，包括其组成、结构、传动原理和等效机构；运动学分析，自由度、传动比的计算公式、从动轮转向的判定方法；中心轮的齿形方程求解；影响其传动性能的某些因素，如连续传动的条件、重合度和滑动率等；受力分析和强度计算。为获得大传动比，适应重载条件，本文提出并初步研究了以“双波轴承减速器”内部串联构成“二级轴承减速器”的技术方案。重点是“摆动式二级串联轴承减速器”，包括结构分析和传动比、传动效率的计算。我们还对轴承减速器的散热进行了初步分析，并提出改善其散热性能的措施。并对各构件进行了计算机辅助设计，并在CATIAV5软件平台上进行实体建模、虚拟装配设计。最后，基于谐波传动、链传动，利用活齿传动的系统分类图作者首次提出并理论计算和分析了一种全新结构的“滚柱型谐波减速器”，尝试从结构上解决传统谐波传动中柔轮的不耐久问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 1. 课题来源及意义
• 2. 轴承减速器发展现状
• 3. 工作原理及特点
• 4. 论文的主要工作
• 第一章 活齿传动分类方法及结构改进新思路的探索
• 1.1 结构组成
• 1.2 活齿传动分类
• 1.3 结构改进的新思路
• 1.3.1 一级活齿传动的研究重点
• 1.4 结构改进的新思路
• 1.4.1 一级活齿传动的研究重点
• 1.4.2 二级活齿传动的结构简图
• 1.5 轴承减速器自由度的计算
• 本章小结
• 第二章 轴承减速器的运动学分析
• 2.1 双波轴承减速器的等效机构
• 2.2 双波轴承减速器的组成结构及传动原理
• 2.2.1 双波轴承减速器的组成结构
• 2.2.2 双波轴承减速器的传动原理
• 2.3 双波轴承减速器的运动学分析
• 2.3.1 双波轴承减速器的自由度分析
• 2.3.2 双波轴承减速器的传动比计算
• 2.3.3 从动轮转向的确定
• 2.4 双波轴承减速器的齿形分析
• 2.4.1 齿形研究的两类基本问题
• 2.4.2 齿形综合正解
• 2.5 双波轴承减速器的传动性能
• 2.5.1 连续传动条件
• 2.5.2 重合度ε
• 2.5.3 滑动率ξ
• 2.6 双波轴承减速器的受力分析与强度计算
• 2.6.1 双波轴承减速器的受力分析
• 2.6.2 强度计算
• 本章小结
• 第三章 二级轴承减速器的研究
• 3.1 轴承减速器的二级结构
• 3.1.1 移动式二级轴承减速器
• 3.1.2 摆动式二级轴承减速器
• 3.2 二级轴承减速器传动比的计算
• 3.3 二级轴承减速器的转矩计算
• 3.4 二级轴承减速器传动效率的计算
• 3.5 轴承减速器的散热分析
• 3.5.1 轴承减速器散热计算
• 3.5.2 提高轴承减速器散热性能的方法
• 本章小结
• 第四章 轴承减速器的三维造型设计的研究
• 4.1 CATIA软件的概述
• 4.1.1 CATIAV5软件的发展
• 4.1.2 应用模块
• 4.2 双波轴承减速器的三维建模
• 4.2.1 激波器的三维造型
• 4.2.2 中心轮的三维造型
• 4.3 装配双波轴承减速器
• 4.4 优化设计
• 本章小结
• 第五章 滚柱型谐波减速器的研究
• 5.1 滚柱型谐波减速器结构组成及传动原理
• 5.2 滚柱型谐波减速器传动比的计算
• 5.3 设计实例计算
• 5.4 失效分析
• 5.4.1 失效形式
• 5.4.2 改进方案
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢