作用，而且在实际的生产当中变得越来越合理化和科学化。目前为止，市场上的摆线针轮行星传动的装置被些国外的公司的产品所垄断，而这些公司在这份面的技术随着时代的发展而不断的提高，随之生产的产品也成为了较高精度传动装置的标准。这类产品的发展方向是更高密的运动精度,更大的传递功率以及更广泛的传动范围。新型三片摆线针轮传动的装置的设计方向也是世界上目前该领域发展的风向标，它继承了原有的优点，比如工作的寿命提高了，转臂轴承的刚度强度提高了，机构体的尺寸变小了，材料使用了更轻的材料，在传动的过程中传递的能量效率提高了，工作的过程更加平稳了等。因为这些优越之处，该装置在工业中的运用更为宽广。这次课题的研究主要是在之前专家学者提出的观点的基础上改进发展演化而来的。主要分析新型的三片摆线针轮行星传动装置的传动原理，承受外在载荷的情况，并对自己设计的装置进行各个参数的选择和确定，并结合实际的工作情况在理论上进行验算和校核。国内外现状在国外，世纪年代，摆线类行星传动就已经被广泛应用的精密传动中。德国人劳伦兹布朗发明，德国赛古乐公司制造的摆线针轮行星传动减速器起始由于摆线轮工艺复杂，其内齿轮齿面难以实现硬化后的精加工，阻碍了摆线轮承载能力和传动精度的提高，而摆线针齿啮合的内齿轮由针销针套组装成之后，摆线针轮行星传动有了长足的发展。先后出现各种新型行星传动机构。摆线针轮行星传动机构是性能比较突出的固定齿刚性少齿差行星传动机构。目前国外技术已使得摆线行星传动过程中同时参加啮合的齿数多，重合度大，承载能力强，传动比大由于摆线轮齿形与针齿的平均啮合角小及针齿销和针齿套的传动，其传动效率较高但齿形加工困难针齿销均布要求高及转臂轴承寿命低。许多研究人员对摆线针轮行星传动以及其效率损耗进行了理论研究。随着加工技术的进步，摆线齿形的三大传动比大承载能力大刚度大二高运动精度高传动效率高小回差小以及与渐开线小齿差行星传动相比，无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等优势开始显露出来。在我国，近年来不少学者在摆线齿轮啮合传动和效率损失理论方面作了有益的工作。李力行等推导了综合考虑移距修形等距修形及转角修形的摆线轮齿形通用方程式。李建平归根据齿轮啮合原理运动学法推导了摆线齿轮泵的共轭啮合方程多段共轭齿形包络生成方法等。黄兴元等利用普通平面机构的速度瞬心的三心定理，通过针齿上啮合点的位置和坐标交换得到摆线轮的齿廓曲线方程。陈铁鸣根据曲面单参数的包络方法建立了摆线针轮传动的啮合方程。然而，上述研究局限于建立齿差摆线针轮传动的啮合方程及计算机实现对摆线传动效率损耗的研究，但未见摆线针轮少齿差行星传动统理论及关于啮合特性功耗损失的深入分析。主要研究的内容在之前设计的两片摆线针轮行星传动的装置里，其结构是将个完全相同的摆线针轮通过中心轴连接而成，二者分别通过度的偏心角布置，传动装置中的柱销承受了比较大的载荷，传递能量的转臂轴承具有比较快的转速，因此摆线针轮的齿轮与柱销套就要受到更大的力，相对的也就成为了装置中最薄弱的环节。这次研究的是由三个样的摆线针轮以度的偏心角均匀分布的传动装置，这种设计弥补了传统设计上的转臂轴承的缺陷。如此做法就可以使得传动机构的整体尺寸不变，在摆线轮轴的轴向上添加个摆线针轮的齿轮宽度，将机构中的各个零件进行优化，使得摆线轮在传递能量的过程中具有更高的提高，于此同时减小了传动装置整体尺寸，方便了生产大的空间要求。把以上的理论作为三片摆线轮传动的基础，对其进行载荷分布以及效率损耗的分析，在此基础上提出了新型三片摆线针轮行星传动装置的核心理论，便于以后的三维设计和建模。在它基础上研制成实用样机,并应用在实验台上进行测试,验证了其主要性能指标是否均达到国外产品水平。通过长期的实验总结和理论推导，这次的设计总结了以往设计者的优点，对不足之处减进行了改正，推导出更加合理的三片摆线针轮的传动装置。第二章三片摆线针轮传动三片摆线针触，受力也最大，产生最大的弹性变形。在计算中，令任意柱销受力后的弹性变形量为，经研究发现正比于力臂，得到以下公式由此可以得出判断传递扭矩的原则若，则柱销在该处不会产生扭矩反之，柱销在该处定会传递扭矩。经过上述理论的研究可得出结论求出最大变形量，就可以求解出摆线轮旋转周过程中，任意柱销传递转矩的角度范围以及这时刻同时传递柱销的数量。输出机构的柱销套与摆线轮间的作用力在传递力的过程中柱销套起到了重要的作用，所以定要减小起始时的间隙，故而柱销套和柱销孔之间的作用力正比于，令柱销套受到的最大力为，有下列关系其中表示柱销套与摆线轮上柱销孔沿接触点公法线方向上的接触变形其中表示柱销的弯曲变形,柱销采用悬臂梁结构。令这次设计的摆线轮的转矩从第个柱销传递到第个柱销，由此根据力矩平衡可以得到以下公式整理以上公式，同时满足，就有以下结论即这次设计的摆线轮所传递的转矩决定了摆线轮与柱销的受力。其中摆线轮中的数值是经过受力分析后得出的。摆线轮的悬臂输出机构如图图摆线轮的悬臂输出机构力矩的计算过程这次设计的摆线轮传动装置中的柱销采用的是悬臂式的，由于不样的结构，所以这三片摆线轮中的任意个柱销孔与柱销套的啮合力以及每片行星轮上的最大变形量均不尽相同。分析上式，不难发现这样的方程求解有较大的困难。故而在实际的计算当中，应采用迭代的方法来求解改方程。假定第个摆线轮所传递的转矩为定值，以上方程的求解过程如下令起初的最大的接触应力,带入公式得到，并求得带入公式得到,如此直迭代，直到，直到满足条件。转臂轴承的作用力计算在摆线轮转动的时候，转臂轴承上承受的力由两部分组成针齿的水平合力与垂直合力以及柱销上的作用合力。结合上述分析，现在只要计算在实际状况下的针齿作用力以及柱销的作用力。针齿的作用力的合力与的计算参看图图摆线轮的针齿从第个到第个进行传力，其中第个针齿的受力为,在坐标轴当中，与轴的夹角为，则有从,在水平和垂直方向上的合力分别为和，则有柱销作用力合力的计算分析以上的计算结果，传动中受到力作用的柱销从第个到第个，设第个柱销受到的接触力为，有径向力的计算转臂轴承的当量动载荷为其中表示动载系数,平稳载荷下,当时当,。转臂轴承的寿命计算查看相关的资料，依据转臂轴承的额定的载荷，在实际生产中的转臂轴承的工作寿命是在外载荷施加上计算的，可靠度达到的时候，转臂轴承能够工作的时间。其中表示的是滚子滚动体表示基本额定动载荷转臂轴承内外圈的相对的转速验算针齿及输出机构强度对于这次设计的三片摆线轮新型传动装置，需要达到以下几个条件，传动结构需要紧凑，强度需要达到定的程度，故而需要校核装置的零件的强度。查阅机械设计的相关资料，归纳出摆线轮行星传动的几个失效的主要形式在新型摆线轮传动过程中，齿轮和针齿啮合的时候，在齿面上会出现点蚀和胶合，这种失效的形式时最为常见的，主要发生在传递功率较大，生产制造有比较大的误差以及齿轮润滑环境不佳的时候。在传动的机构中的摆线轮销孔与销轴啮合传动过程中，由于长时间的接触则会发生例如胶合，疲劳点蚀以及柱销断裂。这种失效形式主要发生在载荷过重，工作制动经常间断的情形下，在这时的柱销通常最容易断裂。在传动机构上的载荷较为大或者持续工作较长时间的时候，转臂轴承也会发生疲劳断裂，由此便会导致传动机构的承载能力减少，轴承寿命也大大降低。机构在经常工作以及载荷过重的时候，机构的外壳会在受到外力作用下产生裂缝。以防上述情况的发生，需要对零件进行强度校核。齿面接触强度计算为防止点蚀和减少产生胶合的可能性,应进行摆线轮与针齿间的接触强度计算,齿面接触应力按下式计算其中表示针齿与摆线轮在位置啮合中的作用力,前面己求出。表示当量弹性模量，摆线轮和针齿的材料都是，所以有所以有表示当量曲率半径,可以按照上述公式计算。由于三片摆线轮的针齿的啮合点不相同，所以啮合过程中的作用力与当量曲率半径也不相同，在强度校核的时候，把在啮合传动中啮合齿轮中的最大值代入下列公式中其中表示许用接触应力，用制造的摆线轮和针齿硬度为，取。输出机构柱销的强度计算在三片摆线针轮传动的过程中，柱销的强度时最为重要的也是最容易断裂的，这次设计的柱销比齿轮的针齿要少，而且生产制造安装的误差影响到了柱销的回转中心，因此在实际生产中实际尺寸比理论尺寸要大，但是另方面摆线轮的壳体尺寸影响了轴销的尺寸，所以需要进行数据计算后扩大住校的尺寸，这样才能防止失效形式的产生，因此十分有必要对其进行校核强度。柱销销轴的弯曲强度计算这次设计的摆线轮传动机构中的柱销起到了输出能量的作用，相当于悬臂梁的作用，所以需要增加机构中柱销的长度，相比较来说越离摆线轮端部近的地方越是会产生比较大的弯曲应力，因此校核的工作就十分必要。柱销的弯曲应力可以通过以下公式计算其中表示柱销的最大受力和采用的悬臂梁长度,由前面求得,并且要对三片摆线轮分别进行强度计算。表示制造及安装误差对柱销载荷影响系数，通常情况下取表示许用弯曲应力,材料为，令柱销套与柱销孔的接触强度计算用下式计算摆线轮的柱销孔与柱销套的接触压力其中表示柱销套和柱销孔间的最大作用力，又上述计算得当量弹性模量，因摆线轮与柱销套为轴承钢，所以有，其中。由实际生产中发现，柱销套的接触强度比弯曲强度高的多，因此，柱销的直径主要满足弯曲强度。第四章三片摆线针轮行星传动装置的三维建模在这次设计的传动装置中,包括以下零件摆线轮针齿壳法兰端盖偏心套输出法兰针齿柱销柱销套挡环间隔环套环。建模的过程如下计算三片摆线轮的各零件的尺寸，然后使用和等软件构造出个零件的三维造型，将各个零件进行装配，得到设计的机构的三维造型，最后进行运动仿真。各个主要零件和装配体的三维造型摆线轮的三维建模首先进入的是草图绘制，绘制出导向套的二维草图，然后进行拉伸切除，生成头部的三维实体模型，需要注意的是要保证尺寸的准确性。针齿壳的建模首先应该选