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双摆减速器的力学研究
发布日期：2011-06-10
双摆减速器的力学研究 发布时间：2011-6-4 90356　　　来源：本站 　　　　
　　1双摆线钢球减速器的结构特点及工作原理
　　双摆线钢球减速器的结构，其行星盘1端面上的外摆线槽、中心盘2端面上的内摆线槽在传动中组成一条封闭的空间循环滚道，当输入轴4转动时，其上的偏心段通过转臂轴承7驱动行星摆线盘1做公转运动，行星摆线盘上的摆线槽就推动钢球8运动，受中心摆线盘2的摆线槽约束，钢球8又反推行星摆线盘1运动，迫使行星摆线盘又做自转运动，从而形成行星摆线盘1的行星运动。在行星摆线盘1上的另一端面切出的环形槽和输出轴15端面上的环形槽也以钢球为中间介体，根据平行四边形原理，把行星摆线盘1的运动不变地传递给输出轴15，实现输出轴15的低速转动，达到减速的目的。
　　2行星盘力学模型的建立
　　2.1力学假设
　　为便于分析，作出如下假设：
　　（1）钢球与摆线槽接触时，负载垂直于接触表面，即接触处完全光滑而不存在摩擦力。
　　（2）相接触的两个物体之间只产生弹性变形，且变形服从虎克定律；除接触点外，摆线盘的变形忽略不计；钢球之间的节距保持不变。
　　（3）不考虑钢球的陀螺力矩及自旋。
　　（4）各传动件轴线方向位移不计，加工误差忽略不计。
　　（5）内、外摆线槽加工时采用标准短幅摆线，滚道截面采用单圆弧结构。
　　2.2行星盘力学模型的建立
　　在该种减速器中，行星盘（即内摆线盘）作行星运动，受力复杂，是一空间超静定力系，为此以行星盘为研究对象，对其进行力学分析，建立力学模型，如所示。根据摆线钢球减速器的结构和传动原理，行星盘上受到的作用力有以下三类：
　　（1）钢球对行星盘的作用力。根据减速器的传动原理，每个钢球对行星盘的作用力是一空间力用Fi表示，该空间力在接触点与钢球中心的连线上，为便于分析可把该空间力Fi分解为行星盘平面上的力（用Fixy表示）和与行星盘垂直的力即轴向力（用Fiz表示），各个力Fixy均通过行星盘的瞬心点，而轴向力Fiz可通过预紧装置的预紧力平衡。这样就把空间力系的问题转化为平面力系的问题，便于求解。当钢球半径小于球头铣刀(数控铣工作规程勘测辅助工装预设研讨)径rT时，钢球与实际摆线廓线之间为点接触，摩擦损耗小，通常采用此种情况。由图中关系可知（2）假设行星盘有逆时针转动的趋势即减速器的输出轴上有逆时针方向的转矩T，则行星盘上就会有一顺时针方向的转矩T.
　　（3）转臂轴承对行星盘有力的作用，该力通过行星盘的中心。
　　3行星摆线盘的力学分析与计算
　　根据双摆线钢球行星传动特点，内摆线盘有逆时针转动的趋势时，设内摆线盘向逆时针方向转过一个微小的角度，则在啮合点的法线方向产生一微小位同时各钢球中心相应地发生微小周向位移u，为第i个啮合点的法线到行星摆线盘转动中为第i个啮合点的法线到动点圆转动中心Ob的垂直距离，即图中线段为动点圆的半径。减速器结构确定时Rd是一确定的值。
　　根据虎克定律夹角即与y轴正向的夹角，称为法线角。定义i的正向为力Fi沿逆时针方向转到y轴正向的夹角。
　　在三角形O第i个啮合点处的动点圆半径与y轴的夹角。在三角形中根据余弦定理可得行星摆线盘上内摆线的短副系数，为内摆线的基圆半径。可得设内摆线盘转过为行星盘的波数）角，阻力距作功各钢球作用力对行星摆线盘中心Oa点产生转矩所作功的和设为W2，转臂轴承对内摆线盘的力R由于通过圆心Oa，故对行星摆线盘的功为零。不考虑功的损耗，由行星摆线盘的平衡条件可得行星摆线盘在转动的过程中，钢球对行星摆线盘的力所作功为一变化的值，因此用积分方法求W2.当行星摆线盘转过很小的角度d　ai时，一个钢球作用力根据内、外摆线的形成原理，如下关系成立因为y轴两边力的方向有所变化，所以各个钢球作用力所作功的和。
　　4结论
　　双摆线钢球行星传动减速器的力学模型属于空间超静定力系，计算过程复杂，文中根据减速器的受力特点把空间力系问题转化成为平面力系问题进行研究，利用功能原理法研究了减速器的关键零件行星盘的力学分析与计算方法，为该种减速器其它零、部件的力学分析与计算提供了研究方法，同时为减速器的设计提供了理论依据。
 
 

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