双摆线钢球减速器摆线槽的设计及数控加工.doc

双摆线钢球减速器摆线槽的设计及数控加工 第24卷第10期 2007年10月 机械设计 JOURNALOFMACHINEDESIGN Vo1.24No.10 Oct.2007 双摆线钢球减速器摆线槽的设计及数控加工 吴勤保,冉朝,辛晓锋 (1.陕西工业职业技术学院数控系,陕西咸阳712000;2.陕西科技大学后勤集团,陕西西安710021) 摘要:以双摆线钢球减速器设计中的核心部分——摆线槽的设计及数控加工为主线,对这一新型减速器摆线槽的形 状,滚动体的排列方式,以及数控加工方法进行了分析,得出相应的结论,对新型减速器摆线槽的形状设计及加工具有一 定的参考价值. 关键词:双摆线;摆线槽;参数方程;数控加工 中图分类号:TH132.46文献标识码:A文章编号:1001—2354(2007)10—0068—03 双摆线钢球减速器是一种新型的K—H—V型行星传动装 置…,其结构及传动原理如图1所示.它是由输入轴1,转臂轴 承8和动摆线盘5组成减速器的输入部分;由两个端面分别刻 有内,外摆线槽的动摆线盘5,定摆线盘3和一定数量的钢球4 组成减速部分.当输入轴1转动时,其上的偏心段通过转臂轴 承驱使动摆线盘公转.2个摆线盘端面上刻制的内外摆线沟槽 组成一条封闭的循环滚道,循环滚道中的钢球4作纯滚动,迫 使动摆线盘在公转的同时又绕自身轴线自转,从而形成行星运 动.动摆线盘的另一端面上制作有直径为2e(e为偏心距)的 环形槽,输出轴14的相对端面刻有一定数量的钢球窝,嵌入钢 球后组成w输出机构.环形槽和钢球窝是根据平行四边形机 构原理设计的,保证运动传递的正确性.在钢球的运动下,将 动摆线盘的运动传递到输出轴,从而实现输出轴的低速转动. 该减速器的结构紧凑,运转灵活,制造成本低,使用寿命长.通 过制作样机,样机的实际运行和专业机构的检验测试,测试结 果表明:它的传递效率高,承载能力强,传动误差小.适宜于要 求体积小,传动比大且以传递运动为主的场合. 4 图1一级双摆线钢球减速器装配图 文中对该减速器设计和制造中的核tL,部分——摆线槽的 设计及数控加工进行分析. 1摆线槽的形状设计及滚动体的 排列方式 1.1摆线槽的形状设计 在设计及制造过程中,摆线沟槽的形状设计主要从结构简 单,加工方便,减少磨损,提高效率,增加承载能力,运转灵活等 方面来考虑.滚动体可采用钢球,短圆柱,双锥滚柱3种形式. 其摆线沟槽可采用直槽形,V形,单弧球形,双弧球形.经过反 复研究认为: (1)采用直槽形配以短圆柱时,摆线沟槽与短圆柱为线接 触,加工方便,承载能力较高.但圆柱端面与沟槽底面接触大. 摩擦大,阻力大. (2)采用V形槽配以双锥滚柱时,可形成线接触;也可配 以钢球,形成点接触.其结构简单,加工也较为方便,但对加工 精度要求高. (3)采用单弧球形配以钢球时,可形成面接触.不足之处 为加工摆线沟槽要受到球刀规格的限制. (4)采用双弧球形配以钢球时,加工摆线沟槽不太方便. 通过分析比较,样机采用单弧球形配以钢球,底部再开一 小直槽,以便贮油润滑. 1,2滚动体的排列方式 可采用以下2种方案: (1)滚动体均匀间隔排列. 滚动体均匀间隔排列如图2所示.这种方案,在运转过程 中滚动体容易产生靠拢现象,影响正常的啮合传动.为此,可 设计一个隔离环,用于解决这个问题. 根据图2有: , 日目/ {粤+孚:了Dbi日(1) a=Dbsin(目/)一db 式中:两滚动体球心之间的夹角; —— 滚动体的个数; dh——滚动体直径; o——两滚动体之间的间隙; Db——滚动体分布圆直径. (2)滚动体满排. 滚动体满排时,有: db=Dhsin(目/)(2) 收稿日期:2007-03—28;修订日期:2007—07—18 作者简介:吴勤保(1956一),男,陕西西安人,硕士,副教授,研究方向:机械设计,机械CAD/CAM,发表论文16篇. 2007年10月吴勤保,等:双摆线钢球减速器摆线槽的设i十及数控加工 对于方案(1)没计隔离环隔开滚动体,既防止_『滚动体的 相互碰撞,又起到了甩油环的作用.但其结构稍为复杂,制造, 装配均麻烦,且在传动比一定时,其径向尺寸加大.方案(2)结 构简单,工作可靠.但滚动体之间易产生碰撞,增加磨损.为此, 在设计中采用在滚动体之间留一定的圆周间隙a,如图3所示. t7 图2滚动体均匀问隔排列图3滚动体满排 从图3中可以看出,a的大小直接影响到传动过程.为了简 化计算过程,引入了球径系数,有: K2=Dbsin(/Hb)/db(3) 建议的取值范围为:1≤≤1.15. 2摆线槽的数控加工 2.I内,外摆线的参数方程 根据摆线的定义及摆线连续啮合条件: bne+1nh—l 式中:n——外摆线轮的波数; n一内摆线轮的波数. 推导出其内外摆线的参数