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1、论摆线针轮减速叶剖面设计中心使用即时速度 Joong-Ho Shin, Soon-Man Kwon摘要：摆线针轮减速机是一种转速调节装置的机械。它具有较高的减薄率、精度高,容易调整传动比、较小的空间比任何其他种类的最佳方法。本文提出了一种简单、准确的叶剖面设计方法的摆线齿轮,这是板摆线减速器的重要组成部分,通过即时的原则,在一般的接触速度中心的机理和均匀坐标转换。它被认为是四种类型的摆线减速器的这项研究:固定齿轮减速机、旋转外圆滚线型齿轮减速机,固定外圆滚线型齿轮减速机、旋转圆内旋轮线型齿轮减速机圆内旋轮线类型。设计实例对这四类摆线减速器给出了模拟操作和验证该方法的可行性,利用计算机程序关键词
2、:摆线减速器齿轮, 圆内旋轮线; 外圆滚线 板板齿轮,立即速度中心;均匀坐标变换。1 介绍减速器广泛应用于转速和转矩的转换。其中,大型摆线减速器已被用于年由于其光滑、高性能、可靠性高、寿命长、体积小、非凡的过载能力,低通过 零反弹从事滚齿的联系机制,及其他优点。因此它使为有限的空间应用。大型摆线齿轮,这是摆线减速器的重要组成部分,在所有的牙齿或叶网格任何一个时间和滚子齿轮(或环形齿轮)由几轮的循环线。一般而言,分为四种类型的摆线驱动器的叶剖面的摆线针轮齿轮和辊齿板的运动:齿轮减速器的类型外圆滚线静止不动,旋转齿轮减速机,固定外圆滚线型齿轮减速机, 圆内旋轮线类型转动齿轮减速器的圆内旋轮线类型。
3、例如, 外圆滚线减速器齿轮式固定(见图1)基本上只有三个主要部件有:高速输入轴与整体安装偏心凸轮和辊轴承的装配对应的中心的距离滚子齿轮和摆线针轮板块之间齿轮,齿轮、板摆线速度慢的输出轴总成。作为偏心凸轮旋转时,它卷板摆线齿轮的内部圆周周围齿环静止不动。这样就会造成类似于车轮滚滚里面一个戒指的局面。就像车轮(摆线针轮板)围绕环形齿轮、轮胎本身慢慢转动轴的自身相反的方向。这是革命的,因为每个完整的高速轴的摆线针轮板齿轮转动一叶在相反的方向。一般来说,有一个较少的摆线齿在盘子里有滚子齿轮比固定齿环的住房,从而导致数值相等的比率是减少的数量在板加工外啮合非圆齿轮叶。减少齿轮旋转盘传播速度慢,而不是描绘
4、输出轴在图1, 图1。形成一种固定齿环型外摆线减速通过驾驶销和辊,与孔位于中间的行星齿轮。以作者的知识、从前发表的一些小的观点是可以分析和设计摆线减速器的。斯1Botsiber介绍和分析工作,很少理论的运作的传动机构摆线针轮。Malhotra和Parameswaran2的基础上进行了研究设计参数的影响,在军队中的各种元素摆线减速器作为理论的效率。布兰奇和杨3发展了一种解析模型摆线驱动器加工误差的影响,考察公差在加工的反作用和转矩脉动,他们4中也提出了计算机辅助分析方法验证了绩效摆线驱动器。Litvin和冯5用微分几何的齿轮共轭曲面的摆线针轮。最近,燕和莱6提出过一个几何设计概念的理论内圆滚线减
5、速机使用共轭曲面。最近,李缪群7已经推出了一个双曲柄环板式摆线针轮驱动的工作原理、优点和设计问题。 在本文中,我们提出一种精确的几何图案的摆线针轮不受干扰的摆线齿轮驱动原理,速度中心,瞬间齐次坐标变换技术。它被认为是四种类型的摆线减速器在这项研究中,固定齿环型外摆线减速,在第二节转动齿轮减速器的外摆线型三部、固定齿环型次摆圆减速机在第四节,最后在第五部分转动齿轮减速器的次摆圆类型。基于在提出的方法,对形状设计自动化程序已经获得c+语言。最后,给出了设计实例验证该方法的方法。2 外摆线减速器齿轮静止分析根据8-10奈特定理,3(瞬时速度中心共同严格。三个刚体彼此相对运动(是否连接)所有同处一条直
6、线。图二显示建设必须找到瞬时速度的中心。在图二连接2，3在直接接触。所有的支点(IC12 IC13)是永久的,瞬时速度中心。如果这个接触点不处在IC12-IC13的中心，这些切向分量将不会均等，存在滑动。因此当连件2，3相对运动可以在他们的在接触点是常见的切线方向,他们对相关旋转中心, IC23瞬间速度中心,必须在本身以及延长线上。然而,由奈特定理IC23瞬间速度中心IC12-IC13沿着线必须做辅助线。因此IC23瞬间速度中心处在十字交叉点的所在直线和IC12-IC13中心。图3是一个固定的示意图外摆线减速器齿轮式。该机构借用了曲柄来奉献外摆线装备板的中心(O1和轨道的输入由于偏心轴轴。同时
7、,对齿轮转动摆线针轮板它自己的中心(OC)的相反方向的轴,由于其与固定环齿轮。运动的结果是一个复合齿轮摆线针轮板块运动。我们可以考虑,它由三个环节相应的运动学:O1OR框架(这里是被连接到静止不动滚子齿轮连接1),O1OC偏心作为连接2、摆线齿板作为链接。由奈特定理,我们可以很容易的决定这三个瞬间速度中心,即一个点作为IC12 O1,点(OC)作为IC23和一个IC13一样, 如图所示,分别在 图3。在这里,我们将O1OC指示相应的偏心输入轴偏心轴承的O1M一样,是一个未知作为Q决定下, O1OR分别为R,(图4)。这个中心的距离(或曲柄长度)、辊N,滚子半径Rr,半径和滚子齿轮R通常指定的设
8、计参数。自定义的中心环节,两者之间的中心将分享相同的速度。图4中,角速度x2输入轴(连接2)和角速度的输出摆线盘三3)齿轮连接在同一方向(逆时针)的速度 V级的IC23 23点如图4所能确定意思是w2 ，w3方向相反。波利特意见不一致11展示如何找到的接触点之间的摆线齿轮(planetarygear板)和圆柱滚子组成的牙齿(太阳齿轮齿环静止)。 并对数量的滚筒(N)要求在太阳齿轮是多于档位(称为数量的叶,如下。N(1)。因此,一定角速度比mV定义为输出角速度除以输入角速度可以写成从这个规则的流速测定一般联络机制的中心,我们已经知道了正常的线段的IC13OR切线通过普通的接触点之间的联系外摆线板
9、(3)和滚子齿轮(连接)。因此,接触点的xCf Cfy在固定坐标系三藩市(xf车型、yf)。和相应的接触角度w可以从图5如下图所示我们可以在例五中看出它应该R /EN 1(或E R / N),否则接触角已经连续奇点在一些旋转角度(见图)。因此,我们可以获得有价值的信息的偏心凸轮的大小和输入轴的局限性和R / v。E 它提供了内部摆线齿盘卷上的固定齿轮不受干涉的自由转动。 之前的廓方程推导的外摆线的板,4坐标系统齿轮减速器相应应定义为如图7:静止参照系xf车型、yf(3)、移动参考系统(x2,y2 S2)、轻度(三)和S23、穗、y23 x23()。位置和定向的参考系统S2主要是由输入轴旋转角度
10、/ 2的连接2、和参考系统S3和S23是确定的摆线针轮板旋转连接的角度/连件3。 一般来说,坐标系统的起源不一致和定位系统是不同的。在这种情况下的坐标转换可能是基于齐次坐标的应用和44矩阵,分别描述旋转固定轴和位移的坐标系统的12。为均匀的接触点坐标变换的系统在Sf-reference在S23-reference系统的C23(OC)的起源,下面的矩阵方程的定义是:图22。设计实例为固定齿环型内摆线减速器:(一)叶剖面,(2)一模拟屏图22符合设计的一个例子内摆线减速器齿轮式静止不动.这个速度比等于1/15,R = 120毫米;Rr = 10毫米,15例,E = 5毫米。从图,我们能观察到所有辊
11、齿盘卷上的圆内旋螺线环形齿轮不受干涉的自由.最后,一个设计的一个例子圆内旋轮线减速器齿环型旋转在图23。这个速度比等于24/25,R = 150毫米;Rr = 9毫米,24例, E = 3毫米。这也显示了滚子齿轮上的齿环圆内旋轮线辊进行得很顺利。因此, 我们可以确认,经上述例子中,所提出的设计方法,为摆线针轮。图23。设计为例圆内旋轮线转动齿轮减速器类型:(一)叶剖面,(2)一模拟屏研究结论: 因为,在一切与轮啮合在任何一个时间,叶摆线减速器具有特有的叶剖面。在这项研究中,叶剖面的摆线减速器进行了分析瞬间速度中心和均匀的坐标变换技术。以下结论:1 叶剖面的对这四类摆线减速器考虑与分析。目前的结
12、果是很可靠，很容易理解的。2 这个中心的距离应少于R / N,在所有的情况下,它提供了条件,没有受到干扰。3 无论是否是环叶剖面方程得到相同的形式4 利用计算机相应程序的先进设计方法已成功地应用于大型摆线减速器,并给出了实例验证了算法的有效性。致谢：本研究由国立大学资助Changwon 2005年。作者也感谢韩国产业资源部和教育部你们的支持，大学的产学合作中心对此项目的支持。参考文献：1 D.W. Botsiber金斯顿、设计和性能的摆线减速器,机械设计28(1956)65 - 69页。2 S.K. Malhotra本科、硕士Parameswaran,摆线针轮减速机的分析、机理和机械原理18(
13、6) 491-499(1983年)。3 D.C.H.察,麦格罗希尔摆线针轮驱动机械加工误差的机制,ASME杂志,变速箱、自动化的设计337-344 111(1989)。4 D.C.H.杨罗希尔察、设计方法以及应用指南和加工误差摆线针轮驱动, 机制和机械原理25(5)(1990)487-501。5 P.H. F.L. Litvin Feng电脑设计的生成和摆线针轮传动装置、机制和机器的理论31(7)(1996)891-911。6 H.S. Yan, T.S. Lai, 几何设计基础和圆柱tooth-profiles行星齿轮、机制与机器37(8)(2002)757-767。7 X. Li, W.
14、He, L. Li, L.C. Schmidt,新摆线针轮驱动的高负荷的能力和高效率、美制的杂志对机械设计683-686 126(2004)。8 J.E. Shigley, J.J. Uicker Jr.,理论、机器和机制,1980年。9 J. Davidson, K.H. Hunt, Robots and Screw Theory, 机器人运动学和静力学的应用,牛津大学出版社,2004年。10 J.S. Dai, D.R. Kerr, 几何分析和对称机制优化处理,6-bar瓦特机械工程科学,IMechE 205(C1)(1991)275-280。11 E.P. Pollitt, 符合ASME
15、摆线针轮应用的机械设计工业工程学刊(1960年)的82 407-414。12 F.L. Litvin, 齿轮几何和应用理论、江正雍译,清华大学出版社,1994。Mechanism andMachine TheoryMechanism and Machine Theory 41 (2006) 596616 the lobe prole design in a cycloid reducer using instant velocity centerJoong-Ho Shin, Soon-Man Kwon *Department of Mechanical Design and Manufacturing, Changwon National University, 9 Sarim-dong, Changwon, Kyongnam 641-773, South KoreaReceived 31 January 2005; received in
