毕业论文
双摆线钢球行星传动减速器设计
摘要
随着机械制造业市场竞争的加剧，如何提高产品质量，加快产品的研发及缩短制造周期一直是机械制造业面临的一个问题。当今计算机技术在机械设计和制造中发挥着重要的作用，多种设计软件在机械设计的各方面得到了广泛的应用。
本课题在计算机辅助设计制造理论的指导下，对一种新型的“双摆线钢球减速器”进行了研究。这种新型减速器与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点：(1) 传动比范围大，最大可达几千。若制作成多级减速器，则更显示出本减速器的优点。(2) 结构简单、体积小、重量轻。(3)机械效率高。由于用滚动摩擦代替了滑动摩擦，减少了摩擦，提高了传动效率。这是别的许多减速器所不及的。论文的主要内容包括：介绍了双摆线钢球行星传动减速器的结构特点和工作原理，选取一组设计参数进行了详细的设计，分析了影响减速器性能的参数。根据减速器性能参数进行计算并运用CAD软件绘出减速器的装配图及零件图。
本文的研究结果为双摆线钢球行星传动减速器的设计和改进提供了重要的参考依据，也为新产品的开发提供了有效的方法与经验。
关键字：减速器，双摆线，CAD
ABSTRACT
Along with the mechanical manufacturing market competition intensifies, how to improve product quality, speed up product development and reduce lead-time is always a problem with mechanical manufacturing industry. Today's computer technology in mechanical design and manufacturing plays an important role in variety of design software, all aspects of mechanical design has been widely used.
This topic in computer aided design manufacture theory, under the guidance of a new kind of "double cycloidal steel ball reducer" is studied. This new type reducer and researches have been compared the gear reducer, has the following characteristics: (1) transmission range, the biggest can amount to several thousand. If make multistage speed reducer, criterion more show the advantages of this gear reducer. (2) simple structure, small volume, light weight. (3) mechanical high efficiency. With the rolling friction is substituted for sliding friction, reduce the friction and improve the transmission efficiency. This is as many other reducer. The paper introduced the main contents include: double cycloidal steel ball planetary gear reducer structure characteristics and working principle, selecting a group of design parameters for the detailed design, analysis the influence of gear reducer. Performance parameters According to the speed reducer is calculated and performance parameters of CAD software draw gear reducer and parts drawing assembly drawings.
This research results for double cycloidal steel ball planetary gear reducer design and improve provides an important reference for the new product, also the development to provide effective methods and experience.
Key words: double cycloidal reducer to, CAD
目录
摘要 (1)
ABSTRACT (2)
1.绪论 (5)
1.1课题目的背景及意义 (5)
1.2国内外现状 (6)
1.3主要研究的内容 (7)
1.3.1减速器几何参数的计算与选取 (7)
1.3.2减速器结构设计与计算 (7)
1.3.3绘制装配图和零件图 (7)
2. 减速器原理 (8)
2.1双摆线钢球行星传动机构的传动原理及结构 (8)
2.1.1行星传动的原理及结构类型 (8)
2.2摆线的形成 (10)
2.2.1按有无包心形成内外摆线 (10)
2.2.2按有包心形成内外摆线 (12)
2.3摆线齿廓的啮合原理 (12)
2.4双摆线的啮合传动 (14)
2.5传动比的分析计算 (15)
2.5.1直接分析法 (15)
2.5.2机构转化法 (16)
3.减速器几何参数的选择 (19)
3.1廓线方程的建立 (19)
3.2运动、几何参数的设计 (19)
3.2.1齿廓曲线参数的选择 (20)
的选择 (20)
3.2.2钢球数n
d
3.2.3滚圆半径r
的选择 (22)
值的选择 (24)
3.2.4 k
1
3.2.5结论 (27)
4.结构设计计算 (28)
4.1总体布局 (28)
4.2传动原理及特点 (29)
4.2.1工作原理 (29)
4.2.2机构特点 (29)
4.3减速器的失效分析及材料选择 (29)
4.3.1减速器可能出现的失效形式 (29)
4.3.2材料选择和热处理 (30)
4.4设计步骤的简要说明 (30)
4.5结构的初步设计 (32)
4.5.1参数选定及计算 (32)
4.5.2摆线盘尺寸的计算 (34)
4.5.3确定W机构的结构尺寸 (35)
5.结论 (36)
致谢 (37)
参考文献 (38)
1.绪论
1.1课题目的背景及意义
能源紧缺成为世界难题已是不争的事实，尤其在近几年，各国因为能源问题引发的纷争不断升级，这一严峻问题已经引起了广泛的关注。温家宝总理在政府工作报告中提出，缓解我国能源资源和经济社会发展的矛盾必须立足国内，显著提高能源资源利用效率，这说明提高能源效率已经成为解决能源短缺与经济社会发展矛盾的重要手段。
一般说来，一个传动系统中的机构越复杂，运动副越多，运动链越长，则各运动副中的摩擦损耗越大，传动效率必然较低。要提高传动效率、节约能源，一方面应尽量简化机械传动系统，使功率传递通过的运动副数目越少越好；另一方面应设法减少运动副中的摩擦，如用滚动摩擦代替滑动摩擦等。而现有的多数减速器都存在着消耗材料和能源较多的问题，对于大传动比的减速器，该问题更为突出。由于减速装置被许多企业广泛使用，因此不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和穗能源）的节省。
CAD技术具有高智力、高效益、知识密集、更新速度快、综合性强等特点。它是科技领域中的前沿课题之一。CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技和工业现代化水平的重要标志之一。CAD技术从根本上改变了过去的手工设计绘图，凭图样组织整个生产过程的技术管理方式，而变成了在计算机上交互设计，用数据文件定义产品。在统一的数字化产品模型下进行产品的设计、分析计算、制订工艺规程、设计工艺装备、数控加工、质量控制等。我国已充分认识到了CAD 技术的重要地位，已经在大力推广。
国内很多软件商都以“甩掉图板”为口号促销其产品，造成很多初学者以为CAD不过是代替铅笔、圆规和直尺而已。诚然CAD固然可以甩掉图板，大量减轻设计者手工设计和绘图的劳动量，但这只是CAD最基本的功能而己，CAD的实质不单是甩掉图板，更本质的是可以帮你省去繁重重复的工作，帮你进行各种复杂的数理分析，使设计的产品在还没生产出来之前就可以得知其合理性，避免造成生产上的损失，减少产品设计与制造的风险，缩短产品的开发周期，更快地将新产品打入市场，增强产品的市场竞争力，从而解决企业的根本问题——效率和效益。
本课题在计算机辅助设计制造理论的指导下，设计出一种新型的减速装置。它是通过钢球在两摆线滚道内作纯滚动而实现减速传动的，具有效率高、重量轻、传动比大等一系列优点，在国内外市场中的潜力很大。特别是我国小型减速器（如航空航天器、医疗器械等领域）大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超小型的减速器，完全可以填补国内市场的空白。并将具有较大的经济效益和社会效益。
1.2国内外现状
国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍然以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题也未解决好。据最近报导，日本住友重机研制的摆线针轮高精度减速器，意大利STM公司研制的X系列减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的减速器。当今的减速器正向着大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还应该在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，摆线钢球传动原理的出现就是一例。该减速器主要是通过钢球在摆线滚道内作纯滚动而达到传动的目的，因而摩擦损耗小，传动效率很高，结构又相当简单。如果用这种装置代替蜗杆传动，就能够节约大量的能源。目前，超小型减速器的研究成果尚不多见。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是小型的减速器问题更加突出，使用寿命不长。国内使用的小型减速器，多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90年代初期，国内出现的摆线针轮减速器，也是一种摆线减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大，效率亦高。但是摆线针轮减速器也存在针轮结构比较复杂，摆线轮加工困难的缺点。国内有少数高等学校和厂矿企业也对双摆线钢球传动中的某些原理做了一些研究工作，发表过一些研究论文。到目前，在我国减速器市场尚无此减速器，该项目将会填补此项空白。
1.3主要研究的内容
1.3.1减速器几何参数的计算与选取
双摆线钢球减速器具有传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等特点，但是如果相关参数选择不当同样会影响其减速性能。本文讨论了确定摆线波形的基本设
计参数n
b 、r
和k l，提出了各几何、运动参数的选择原则及其设计计算公式。
1.3.2减速器结构设计与计算
双摆线钢球减速器由壳体、输入输出轴、摆线盘、钢球和轴承几部分组成，该减速器机构设计的主要内容为：确定减速器的总体布局；确定摆线盘结构尺寸；确定W机构尺寸；确定壳体尺寸；选择轴承型号。
1.3.3绘制装配图和零件图
绘制装配图和零件图一项重要工作，其主要内容包括：分析减速器的整体机构；统计减速器各零件的尺寸；分析各零件之间的配合关系。最后绘制出装配图和零件图。
2.减速器原理
2.1双摆线钢球行星传动机构的传动原理及结构
2.1.1行星传动的原理及结构类型
在轮系中，如果其中有一个或几个构件的轴线的位置不是固定的，而可以绕其它齿轮的固定轴线回转，则这种轮系称为周转轮系。如在图2.1中，外齿轮1和内齿轮3均可绕固定轴线O 1O 2回转。套装在构件H 上的齿轮2既可以绕自身轴线O 2自转，又可随构件H 绕O H 公转。一般称齿轮1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件H 为系杆。
O
2O
1
O 3
.O
H
O 2
O
1
O 3
.O
H
P
A
图2-1周转轮系的基本结构
对于图2-1(a)自由度为F=3?4-2?4-2=2，称为差动轮系。2-1(b)自由度为F=3?3-2?3-2=1，称为形星轮系。
由图可以看出，基本的行星轮系有三个基本的构件，两个中心轮用K 表示，一个系杆用H 表示，简称2K-H 机构。在这种机构中，固定两个中心轮的任一个，则运动可由另一个中心轮和系杆随意输入、输出，实现传动的目的。按照行星传动机构组成的基本要求，可对基本的行星机构三个基本的构件作适当的演化。如在图2-1(b)中，取掉中心轮1、3的任一个，以系杆Ｈ和行星轮2作为主动件或从动件，亦可实现传动的目的。但因行星轮2作平面运动，动力必须通过能够传递平行轴之间的旋转运动的联轴器（偏心输出机构）来传递。一般用V 表示偏心输出机构，则
把这种行星轮系简称K-H-V 行星传动机构，如图2-2中所示。
O
1
V
2
3
P
O
2
H
O
3
图2-2 K-H-V 行星传动机构
行星轮系传动比的计算有好几种方法，如转化机构法、角位移变化分析法、列表法等。根椐速度瞬心法亦可方便的求出传动比。
对于图2-1中(b)所示的2K-H 机构，行星轮2沿固定齿轮3内圈作纯滚动，则啮合点P 就是行星轮２的速度瞬心。
轮1与轮2的啮合点A 的速度V a 为：
ωA P ωA O V 2
1
1
a
==
即
r 1
ω1=2r 2ω
2
轮2与系杆H 的联接点O 2的速度V 02为：
ω
O O ωO P V
H
2
1
2
2
02
==
即
ωω
H r r r )(212
2
+=
由几何结构关系：
r r r r 31
)(212+=+
联立以上各式解之：
r
r r i
H
H 1
3
1
1
1
+==
ωω
Z
Z 1
31+=
同理，对于图2-2所示的K-H-V 机构，轮2与系杆H 的联接点O 2的速度V 为：
ωO ωO O 22H 23P V ==
即
ωω2231)(r r r H =-
r r r i H H 2
2
3
2
2-==∴ω
ω
z
z z 2
2
3
-=
式中： r-----各轮半径 Z-----各轮齿数
由式（2-2）看出，中心轮和行星轮齿数差愈小，传动比愈大。与2K-H 机构相比较，K-H-V 行星传动机构结构简单，而且能获得较大的传动比，所以，K-H-V 行星传动机构得到广泛的应用。在K-H-V 行星传动机构的基础上，采用不同的结构形式啮合齿廓曲线就形成了不同的K-H-V 行星传动机构。如摆线针轮行星传动、链条圆弧齿传动，圆弧针齿传动等。
2.2摆线的形成
2.2.1按有无包心形成内外摆线
如图2-3，设两个大圆（定圆、基圆）O 1、O 2半径为R 1、R 2，两个小圆（动圆、滚圆）O 3、O 4半径均为r 0。当滚圆O 3在基圆O 1圆周外作纯滚动时，滚圆上点C 的轨迹称为外摆线，如图2-3(a)所示。当滚圆
O 4在基圆O 2圆周内作纯滚动时，
滚圆上点D 的轨迹称为内摆线，如图2-3(b)所示。
θ
1
O
3
C
r
P
1
n
1
o
3
C R
1
θ
3
o
1
o
2
R
2
P
2
n
2
（ａ）外摆线 （ｂ）内摆线
n
1
O
1
R
1
C
1
O
3
r
θ
3
θ
1
P
1
C 1
O
3
O
2
D
1
r
o
o
4
R
2
P
2
D 1
n
2
θ
4
θ
2
（ｃ）短幅外摆线 （ｄ）短幅内摆线
图2-3摆线的形成原理
从图中可以看出，摆线是以滚圆自转角θ3、θ4等于π2为周期的循环曲线。若令
n
r R o 111
= 、 n r
R o 2
2
2
=
。
那么，要在基圆上形成一条封闭的具有n 1、n 2个完整周期的摆线，则n 1、n 2
必须为整数，n 1、n 2称为内外摆线波数。
同时也可以看出，滚圆上任何其它的点都不可能形成和C 、D 的轨迹完全重合的摆线。这表明，按无包心形成内外摆线时，动点数C 、D 是唯一的。
若在滚圆内固结一点C 1(D 1)，并使k r D O r C O 1014013//==（短幅系数），这样当滚圆在基圆上作纯滚动时，C 1、D 1点的轨迹称为短幅摆线，如图（c ）、（d ）所示。
2.2.2按有包心形成内外摆线
如图2-4，设圆
O 1、O 2半径为R 1、R2；圆O 3、O 4半径分别为R 3、R 4．当滚圆
O 2在基圆O 1圆周外作纯滚动时，滚圆上点E 的轨迹称为外摆线，如图2-4（a ）所示。当滚圆O 3在基圆O 4圆周内作纯滚动时，滚圆上点F 的轨迹称为内摆线，如图
2-4(b)所示。
R
4
R
3
R
1
R
2
O
2
O
1
W
1
P
1
E
O
3
P 2
F
F
O
3
W
2
图2-4有包心形成内外摆线
同理，若在滚圆圆周外固结一点，则该点的轨迹称为短幅内外摆线。
2.3摆线齿廓的啮合原理
由上一节可知，摆线可按有包心和无包心两种方法形成，在满足一定条件时，两种形成法形成的摆线是等效的。
A
O 1
O
2
P
3
P
2
P
1
P
4
E
E
1
E
2
E
3
E
4
R
1
R
2
图2-5有包心形成外摆线的过程
在上图所示的有包心形成法形成外摆线的过程中，开始动圆上的E 点与基圆上的P 点重合，因动圆较大，那么在动圆上取一点E 1，并使动圆上的EE 1与等于基圆上的PP 1，则当动圆逆时针转动时，E 1一定与P 1重合，并且E 1点一定在E 点所形成的外摆线上。由此，在动圆上取若干点E 1、E 2、E 3、……，并使EE 1＝E 1E 2＝E 2E 4＝……。当动圆连续纯滚动时，E 1、E 2、E 3、……等点的轨迹是一致的，即形成一条连续的外摆线。这表明，按有包心形成外摆线时，E 1、E 2、E 3、……等点是等效动点。现设形成的外摆线的波数为n 1，动圆上的等效动点数为Z 1，则有
2ππ)2ππR R 2ππ
2ππpp 121
2
1
=-==?
A R
PP
2ππ
n 1
1
1
1=
=
(整数)
Z
πR EE
1
2
1
2=
PP EE 1
1
=
πA
πR
PP
πR EE
πR Z
22222
1
2
1
2
1
=
=
=∴
A
A R +=
1
=n 1+1
同理，设形成内摆线的动点数为Z 2，摆线的波数为n 2，则有Z 2＝n 2＋1这表明，n 波连续的一条封闭的摆线上有胜1n ±个等效动点。
从图2-5可以看出：（1）P 、P 1、P 2、……各点是一波摆线在基圆上的起、终点，它们均布于基圆上，等效动点E 1、E 2、E 3、……是动圆与所形成的各波摆线的交点，它们均布于动圆上。这里定义动圆为“动点圆”。（2）由等效点E 1、E 2、E 3、……等形成的摆线在这些点处的法线都通过基圆上的P 点，也就是说，过等效动点的法线必定交于同一点。动圆和基圆的连心线O O 21亦通过P 点，所以总有
R R o
o 212
1
/p /p =＝常数。因此，等效动点与摆线啮合能满足啮合基本定律的条件，
保证实现定传动比传动。
2.4双摆线的啮合传动
前面分析中，我们对等效动点的形状未加任何限制条件，因此它可以是任何曲线，据此，得到这样的结论：若用摆线作啮合轮廓，要保证获得定传动比传动，则与摆线按星形传动原理啮合的任何齿廓的动点圆应与摆线形成中的自身动点圆相重合，并且动点数相等。
O
3
r
O
4
O
1
O
2
动圆内摆线
外摆线
动点圆
R
3
R
1
图2-6双摆线的啮合过程
按此结论，一条内摆线与一条外摆线必能按行星转动原理进行啮合传动。如图2-6所示，其实现定传动比和连续传动的必要条件是：
Z Z
12
=
即
n 2-1=n 2+1 n 2-n 1=2
2
//0
1
2
=-r
R r R
式中：
r
——按无包心形成内外摆线时的动圆半径。
由式（1）、（2）可知，双摆线啮合是两齿差的行星传动。啮合过程的实质是：形成内外摆线的两基圆按偏心距为2r 0配制（相切）后，两基圆作纯滚动时，内外摆线各自的动点圆重合作平面运动。动点圆圆心位于两基圆连心线的中点。动点圆
的半径r n r n R R R 0
102210)1()1(2/)(+=-=+=。动点即为内外摆线的啮合点均布
于动点圆上，动点数11)/2(n n n n Z 12120+=-=+=
由图2-6也清楚地看出：内外摆线除啮合点（动点）处相切，还有若干相交点，因而在实际传动中，内外摆线发生严重的干涉。由此可知：内外摆线很难在同一平面内按行星传动原理进行啮合传动。为此，把内外摆线刻制在两个平盘的表面上，配制后组成一条循环滚道，按动点数放入滚动体（钢球），使内外摆线间接啮合。这样既解决了内外摆线啮合传动中的干涉问题，同时也减少内外摆线的磨损，增大接触面积，提高承载能力和传动效率。
2.5传动比的分析计算
2.5.1直接分析法
对图2-2建立如图2-4坐标系。定坐标系（XO 1Y ）固连于基圆，动坐标系（XO 2Y ）固连于动圆。
θ
1
X X
1
O
1
O
2
O
2
Y
1
Y
R
1
R
1
图2-7 公转与自转的关系
θ
2
为动圆绕基圆公转的转角，δ为动圆自转的转角。则各转角之间的关系为：
角速度之间的关系为： R
R 2
1
1
2
θθ= θ
θδ1
2
-=
θ
δ2
2
11R
R -=∴ θ2
2
1
2
n
n n -= θ
2
2
2
n
=
二级双摆线钢球减速器的设计与制造 摘要：通过分析双摆线钢球减速器的构造原理和类型，以双摆线钢球减速器的核心部件——摆线槽为重点来设计减速器。对这种减速器里面的摆线槽的构造、滚动式的排列方式、数控加工方法等方面做一系列的分析和设计，以便设计和制造出更好的新型二级双摆线钢球减速器。 关键字：双摆线；减速器；设计制造 科技的进步社会的发展，已经阻挡不了现代化的工业生产步伐，自动化的生产模式与水平渐渐的被提高，使得旧型的齿轮减速器逐渐的被某些更加高级更新新型的减速器所取代。就目前来说，在减速器研究方面，越来越重视减速器的体积、质量和其制造成本、使用成本，降低噪音污染等方面；在保证其正常工作和正常提供动力的基础之上，来增加减速器的效率，延缓减速器的使用期限。最近一段时间内，国内外的学者都对双摆线钢球减速器的研究很重视，发展也很快。本文就主要对双摆线钢球减速器的设计和制造做一些研究。 1.双摆线钢球减速器的构造 双摆线钢球减速器是目前的一种最新型的二齿差K-H-V行星传动设备，主要由以下部件组成：1 输入轴；2动摆线盘；3减速器的输入部分；4减速部分动摆线盘、输出轴；5转臂轴承；6 预压螺母；7动摆线盘、定摆线盘；8用开调节各啮合副间的配合间隙。动、定摆线盘上面刻制的用于内外摆线的沟槽会形成一条全封闭的循环轨道，当转动输入轴的时候，上面的偏心部分就会用过转臂轴承带动动摆线盘旋转，循环轨道上排列的钢球就被用过滚动使用，致使动摆线盘自转，形成行星轨迹运动。位于动摆线盘上的另一个球窝与输出轴上的球窝的刻制原理都是按照平行四边形来制作的，并且他们和多个钢球组成W型机构，在通过动摆线将动力传送给输出轴，从而就完成了输出轴的低速旋转。 双摆线钢球减速器通过钢球这种中间介质来传递同轴之间的动力和运动，这样就实现了结构简单紧凑、运转方便、制造简易、造价低，寿命长的预想；以钢球的滚动代替了传动的滑动，使得金属不易磨损，传动动力效率高，误差小，精确度高，质量轻便、体积小巧、传动效果明显等优点；比较适合在以传动为主又要求体积小巧、传动率较高的场所使用。所以在一些精密仪器中就会常用到双摆线钢球减速器，比如说一些测量比较精密的仪器，航空航天部门，医疗部门的测量机械、机器人等等。这都是由于双摆线减速器有着非常好的可靠性、稳定性和优秀的设计理念。 1.1摆线槽的外形设计 在设计双摆线减速器的过程中，主要会考虑到摆线槽如何制造会更加的使其结构简单化、方便加工、磨损减少、高效率、承载能力、灵活度等方面。滚动装置可以考虑使用钢球，短圆柱等各种滚珠。而摆线槽就可以采用直槽、V形槽、
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：教师： 姓名：学号： 专业：类别： 上课时间：年月至年月考生成绩： 卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院
1 简述3种常见的精密传动及其特点 精密传动是机械传动的一种形式，主要是应用在机器人、数控车床等需要实现高精度运动的要求。精密齿轮传动具有传递精度高、传动回差小、间隙小、系统响应快、结构比较紧凑等优点。精密传动的主要形式包括谐波传动、摆线钢球传动、RV传动。 1.1 谐波齿轮 谐波传动是50年代中期随着空间科学技术的发展，在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型传动技术，由于该传动具有运动精度高、回差小、传动比大、重量轻、体积小、承载能力大、并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作等优点，现在这种传动已经被成功的应用到能源、通讯、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、常规武器、纺织、冶金、印刷机构以及医疗器械等领域，谐波传动已成为应用最广泛的一种精密传动形式。该传动的基本原理由美国学者C.W.Musser于1955年提出，很快就引起世界各国学者的密切注意，并且积极的投入到该种传动更深入的理论研究中。我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作，并先后研制成多种类型的谐波齿轮传动装置。如传动误差小于9’’、回差小于4’’的高精度谐波齿轮传动装置、噪声小于45分贝的高灵敏度小型谐波齿轮传动装置、用于水下极光探测仪的谐波传动装置，以及用于导弹发射架、雷达传动系统中的动力谐波传动装置等，为我国谐波传动的研制、开发工作打下了坚实的基础。谐波齿轮特点如下：（1）结构简单、质量轻、体积小 （2）传动比范围大。单级谐波减速器传动比可在50—300 之间。 （3）同时啮合的齿数多、运动精度高、承载能力大。双波谐波减速器同时啮合的齿数可达30%，甚至更多些。对于直齿圆柱渐开线齿轮同时啮合的齿数只有1—2 对。多齿啮合的误差平均效应可以提高谐波的传动精度，啮合齿对的增加也使其承载能力大大增强。 （4）运动平稳，无冲击，噪声小。谐波减速器齿的啮入、啮出是随着柔轮的变形，逐渐进入和逐渐退出刚轮齿间的，啮合过程中齿面接触，滑移速度小，且过程平稳。 （5）齿侧间隙可以调整。柔轮和刚轮齿间齿侧间隙主要取决于波发生器长轴的最大尺寸，及两齿齿形误差，因此可以通过调节减小其传动回差，某些情况甚至可以是零侧隙。 （6）传动效率高、齿面磨损小而均匀。当正确选择齿形参数时，柔轮齿与刚轮齿将沿一条滑动路径很短的轨迹移动，加之柔轮齿的运动是靠波发生器产生的变形波来传递的，因而齿面的相对滑动速度低，并且由于啮合齿面高度同曲接近面接触，因此与相同速比的其它传动相比，谐波传动由于运动部件数量少，且啮合齿面的相对滑动速度低，因此齿面磨损小而均匀。并且效率很高，随速比的不同（i=60-250），效率约在65～96%左右。 （7）同轴性好通过特殊的结构设计，谐波齿轮减速器的高速轴、低速轴可位于同一轴线上。 1.2 摆线钢球传动 随着现代工业的发展，精密机械对其伺服传动机构的工作精度及其他传动性能的要求越来越高，为了适应这一发展要求，近年来国内外科研人员研发出了一种新型精密传动机构——摆线钢球行星传动机构。这种机构利用活动的钢球作为传动中介体代替齿轮的轮齿作无侧隙啮合传动，以传递同轴间的运动和动力，并完成运动速度的变换。该机构具有无回差传动、承载能力强、传动比范围广和结构紧凑等优点。 （1）无回差传动摆线钢球行星传动的结构组成是在行星盘和中心盘的端面上分别加工有内、外摆线封闭槽，在两摆线封闭槽的交错区域内等距放置钢球来传递运动和动力，由于其啮合副具有四点接触的无侧隙啮合结构，同时配以无隙等速输出机构和间隙调节机构，因此具有无回差传动的独特性能，在经常频繁往复工作的高精度传动机构中具有良好的应用前景。 （2）承载能力强摆线钢球啮合副具有空间四点接触的啮合结构，钢球与内、外摆线封
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一齿差摆线钢球行星传动的设计与分析 作者：陈厚军， 居志兰， 刘健， CHEN Hou-jun， JU Zhi-lan， LIU Jian 作者单位：陈厚军,居志兰,CHEN Hou-jun,JU Zhi-lan(南通大学机械工程学院,江苏,南通,226019)，刘健,LIU Jian(大连理工大学机械工程学院,大连,116023) 刊名： 机械设计与研究 英文刊名：MACHINE DESIGN AND RESEARCH 年，卷(期)：2011,27(2) 参考文献(9条) 1.Houjun Chen;Zhenyun Duan;Jian Liu Resear-ch on basic principle of moulding-surface conjugation[外文期刊] 2008(07) 2.杨作梅;安子军;张鹏基于空间啮合理论的摆线钢球行星传动根切研究[期刊论文]-农业机械学报 2009(10) 3.李晓鹏;陈兵奎;王淑妍新型摆线行星传动浮动盘研究[期刊论文]-现代制造工程 2008(02) 4.吴勤保双摆线钢球减速器齿廓曲线参数的选择[期刊论文]-机械设计 2007(07) 5.安子军;曲志刚;王广欣基于模糊理论的摆线钢球传动行星传动接触疲劳强度可靠性研究[期刊论文]-中国机械工程 2002(23) 6.于影;胡胜海摆线针轮行星减速器中短幅系数最佳值的确定方法[期刊论文]-哈尔滨工程大学学报 2002(03) 7.周建军摆线钢球行星传动 1996(02) 8.周建军;陈子辰采用陶瓷球的密珠摆线减速器设计与实验研究[期刊论文]-中国航空学报(英文版) 2001(04) 9.Qu Jifang;An Zijun Research on zero clearance cycloid ball transmission 1994(01) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/5d3504011.html,/Periodical_jxsjyyj201102008.aspx
行星摆线针轮减速机维护检修规程 1.总则 1.1适用范围 本规程适于卧式、立式行星摆线针轮减速机维护和检修。 1.2结构简述 行星摆线针轮减速机主要由输出轴、紧固环、机座、针齿销、针齿套、摆线轮，针齿壳、法兰盘、间隔环、销套、销轴、偏心轴、输入轴、电机等组成。 1.3技术性能 1.3.1输入功率：0.4～55KW。 1.3.2输入轴转速：1000～1500r/min。 1.3.3输入轴许用转矩：147～29430N.m。 1.3.4传动比 一级：11，17，25，29，35，43，59，87 二级： 121，187，289，385，473，595，731，841，1003，1225，1505，1849，2065，2537，3481，5133，7569 三级：2507～446571 2.完好标准 2.1零部件 2.1.1减速机及电机各零部件完整齐全。 2.1.2地脚螺栓及各连接螺栓，螺母紧固。基础、机座稳固可靠。 2.1.3仪表、仪器、信号、联锁和安全装置，按期校验，达到齐全、完整、灵敏、准确。 2.1.4防腐符合要求。 2.2运行性能 2.2.1设备润滑良好，润滑系统畅通，实行“五定”、“三级过滤”。 2.2.2无异常振动、松动、杂音等不正常现象，噪声 77Db(A)。 2.2.3各部温度，电流等运行参数符合要求。 2.2.4性能参数达到铭牌出力或查定能力。 2.3技术资料 2.3.1设备档案、检修及验收记录齐全，填写及时准确。 2.3.2有使用说明书，有总装图、易损配件图。 2.3.3设备运转有记录。 2.3.4设备操作规程、维护检修规程齐全。 2.4设备及环境 2.4.1机体清洁，外表无尘灰、油垢。 2.4.2基础及底座整洁、表面及周围无积水、废液，环境整齐、清洁。 2.4.3密封符合无泄漏要求。
厂设备维护检修规程 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期：
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摆线减速机检修规程 (4) 1 总则 ...... .. (4) 1.1 适用范围. .............................................. (4) 1.2 结构简述 (4) 1.3 技术性能 (4) 2 完好标准 (4) 2.1 零、部件 (4) 2.2 运行性能 (4) 2.3 技术资料 (4) 2.4 设备及环境 (4) 3 设备的维护 (4) 3.1 日常维护 (4) 3.2 定期检查 (5) 3.3 常见故障处理方法 (5) 3.4 紧急情况停车 (5) 4 检修周期及检修内容 (5) 4.1 检修周期 (5) 4.2 检修内容 (5) 5 检修方法与质量标准 (6) 5.1 拆卸顺序简述 (6) 5.2 机座 (6) 5.3 针齿壳 (6) 5.4 摆线齿轮 (7) 5.5 输出轴 (7) 5.6 橡胶密封圈 (7) 5.7 针齿套与针齿销 (7) 5.8 销轴与销套 (8) 5.9 滚动轴承 (8) 5.10 联轴器 (8)
5.11 润滑系统 (8) 6 试车与验收 (8) 6.1 试车前的准备工作 (8) 6.2 试车 (8) 6.3 验收 (9) 7 维护检修安全注意事项 (9) 7.1 维护安全注意事项 (9) 7.2 检修安全注意事项 (9) 7.3 试车安全注意事项 (9) 摆线减速机检修规程
1 总则 1.1 适用范围. 本规程适于卧式、立式行星摆线针轮减速机维护和检修。 1.2 结构简述 摆线针轮减速机主要由输出轴、紧固环、机座、针齿销，针齿套、摆线轮，针齿壳、法兰盘，间隔环、销套、销铂、偏心套、输入赖，电机等组成。 1.3 技术性能见下表1 2 完好标准 2.1 零、部件 2.1.1 减速机及电机各零部件完整齐全。 2.1.2 地脚螺栓及各连接螺栓，螺母紧固。基础、机座稳固可靠。 2.1.3 仪表、计器、信号、联琐和安全装置，按期技验，达到齐全、完整、灵敏、准确。 2.1.4 防腐将合要求。 2.2 运行性能 2.2.1 设备润滑良好，润滑系统畅通，实行“五定”、“三级过滤”。 2.2.2 无异常振动、松动、杂音等不正常现象，噪声≤77dB(A)。 2.2.3 各部温度，电流等运行参数符合要求。 2.2.4 性能参数达到铭牌出力或查定能力。 2.3 技术资料 2.3.1 设备档案、检修及验收记录齐全，填写及时、准确。 2.3.2 有使用说明书，有总装配图、易损配件图。 2.3.3 设备运转有记录。 2.3.4 设备操作规程、维护检修规程齐全。 2.4 设备及环境 2.4.1 机体清洁，外表无尘灰、油垢。 2.4.2 基础及底座整洁、表面及周围无积水、废液，环境整齐、清洁。 2.4.3 密封符合无泄漏要求。 3 设备的维护 3.1 日常维护 3.1.1 严格按操作规程进行操作，按时做好运行记录。 3.1.2 严格执行《设备润滑管理制度》，认真做到“五定”、“三级过滤”。3.1.3 随时检查轴承温度，轴承的最高温度不得超过?0℃，发现超温查找原因及时处理。 3.1.4 随时检查轴封处泄漏情况，如有滴漏及时处理。
减速机械（一）SEWK、F、R、S型螺旋伞齿轮减 速机CAD K型37 47 57 67 77 87 97 107 127 137 F型37 47 57 67 77 87 97 107 R型17 27 37 47 57 67 77 87 97 107 137 147 S型37 47 57 67 77 87 97 现货 4 DBY二级硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器南 高齿 DBY-160 180 200 224 250 280 315 DBY-355 400 450 500 560 共12 套 5 PM LQ JZQ技术性能及选用说明书 6 渐开线圆柱齿轮减速器共68 套 JZQ-250 350 400 500 650 750 850 1000 ZQ-250 350 400 500 650 750 850 1000 PM-250 350 400 500 650 750 850 1000 LQ-250 350 400 500 650 750 850 1000 ZD-10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 ZD-800 ZD-900 ZD-1000 ZD-1200 ZD-1600 ZL-25 35 42.5 50 60 65 70 75 85 100 115 130 ZS-50 65 75 82.5 95 110 125 145 165 单级硬齿面圆柱齿轮减速器重 型机械研究所 ZDY-80 100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 两级硬齿面圆柱轮减速器ZLY-112 125 140 160 180 200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 三级硬齿面圆柱齿轮减速器重型 机械研究所 ZSY-160 180 200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710十四套 全套图纸型号规格及名称每套 单价 序 号 全套图纸型号规格及名称 每套 单价 DCY三级硬齿面圆锥圆柱齿轮减速器 DCY-160 180 200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 共15套2 ZQD350 400 500 650 800 1000大速比减速器江苏现货 2 1 JB1799-76NGW型行星齿轮减速器 2 2 JB3722-84NGW-Z型星齿轮减速器 TD-610型减速机（皮带输送机专用）2 3 JB3723-84NGW-S型行星齿轮减速器 ZHQ-35型减速器大连起重运输机械厂2 4 JB3724-84NGW-L型行星齿轮减速器 ZH型减速器上海起重运输 机械厂 ZH-250 ZH-350 ZH-400 三套2 5 NGW行星齿轮减速器承载能力计算书 2 6 NGW行星齿轮减速器几何计算书 圆弧圆柱齿轮减速器共29套 ZDH-10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 ZLH-25 42.5 60 65 75 85 100 115 130 ZQH-25 30 35 40 50 65 75 85 100 2 7 NGW行星齿轮减速器编制说明书 2 8 NGW行星齿轮减速器选用说明书 2 9 NGW行星齿轮减速器一机部起重研究所 （全系列共27套） NGW11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121单级 减速机标准汇编
减速机工艺及难点
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车双端面打中心孔 超精加工两轴承内道沟及两偏心外圆 六、ＲV 减速机的技术方案 1、RV 减速机的技术路线 偏心轴 下料 正火 氮化处理 以花键定位精磨偏心外圆 粗车外圆调质处理 粗车偏心外圆 半精磨两端圆锥轴承位 研磨中心孔 花键滚齿 研磨中心孔 半精磨偏心外圆 在线检测 超声波清洗 精磨两端轴承内道沟 超声波清洗 磨花键 精磨两端圆锥轴承位 针齿壳 超声波清洗 在线检测 超精加工 精磨两端轴承外道沟 一次装夹磨上下角接触轴承位 针齿壳及内齿高频淬火 半精加工 调质处理 粗加工 正火 铸造 行 星 架 超声波清洗 超精分离加工 角接触轴承两处内道沟精加工 组合 三孔轴承外 道沟、角接触 轴承内道沟 高频淬火 刚性盘 输出盘 锻造 锻造 正火 正火 粗加工 粗加工 调质处理 调质处理 半精加工 半精加工 三孔轴承外 道沟、角接 触轴承内道 沟高频淬火 在线检测 振动光饰 半精磨两端面 半 精 磨 两 端 面 摆线 超精加工加工齿形，偏心轴承外道沟 在线检测 下料 振动光饰 打成对标记精加工摆线轮齿、中心孔及三个偏心轴承外道沟 深冷处理 时效处理10小时 回火 脉动淬火 粗加工 正火 锻坯 双端面精磨
大轮 双连轮 滚齿倒棱 磨双端面 锻坯 小轮 锻坯 正 火 正火 粗加工 粗加工 调质处理 调质处理 磨孔 滚齿倒棱 高频淬火 磨大齿轮齿 高频淬火 大小轮组合 磨齿 磨内孔 在线检测 输出盘与保持架、钢球装配 刚性盘 与钢球 装配 装配成对的摆线轮与滚针 检测组 合件A 的扭矩，确保其扭矩合格 针齿壳 与两处 角接触 外道沟 装配 打上锥度销组合在一起（简称组合件A ） 偏心 轴、保 持架、滚针、圆锥滚子轴承装配 （简称 组合件 B ） 组合一起检测扭矩，合格后拆卸刚性盘及刚性盘处外道沟 装入组合好的组合件B 重新装配刚性盘及外道沟 挠度试验、回差试验，振动、径跳、 噪音、温度试验 打上锥度销并按照规定扭矩力用螺栓紧固 RV 减速机装配成功 注入润滑脂，包装入库