下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985中 文 摘 要本論文闡述了調(diào)研機(jī)器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)傳動技術(shù)的過程，并深入研究了 RV 傳動的原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，仔細(xì)鉆研 RV 傳動的設(shè)計約束，掌握了 RV 減速器的設(shè)計方法，完成了 RV-320E 的運(yùn)動設(shè)計、總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(三維和二維)和施工圖設(shè)計，詳細(xì)介紹了 RV-320E 系列減速器的設(shè)計過程，給出了合理的方案設(shè)計、 標(biāo)注齊全的施工圖設(shè)計、規(guī)范、合理的生產(chǎn)工藝；并對 RV-320E 系列減速器產(chǎn)品參數(shù)反求設(shè)計，解析了 RV 傳動幾何回差的影響因素，分析計算了 RV-320E 系列六個產(chǎn)品的機(jī)械效率，深入研究 RV 傳動擺線輪齒廓標(biāo)準(zhǔn)方程、修形方法、修形曲線方程。關(guān)鍵詞 RV-320E 減速器 方案設(shè)計 圖紙設(shè)計 齒廓修形下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985外 文 摘 要Title RV-320E Heavy robot joint development planetary gear transmission AbstractThis paper describes the research robot rotating joint drive technology process and in-depth study of the principles of RV transmission, structural features, etc., carefully studying RV drive design constraints, mastered the RV reducer design, complete RV-320E sports design, the overall structure of the program design (3D and 2D) and construction design, detailing the RV-320E series reducer design process, gives a reasonable design, marked complete construction design, specification, reasonable production technology; and RV-320E series reducer product parameters reverse design, analytic geometry factors affecting RV transmission backlash, analysis and calculation of the mechanical efficiency of the RV-320E series of six products, in-depth study of RV transmission cycloidal profile standard equation, modification methods, repair curve equation.Keywords RV-320E reducer Design Design drawings Tooth profile modification下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985目錄前言 .1第一章 RV 減速器總體介紹 .21.1 RV 行星擺線傳動的原理 21.2 RV 行星擺線傳動裝置的傳動比 .31.3 RV 行星擺線傳動特點(diǎn) .31.3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 31.3.2 性能特點(diǎn) 3第二章 RV 減速器設(shè)計難點(diǎn)分析 .52.1 嚴(yán)格控制擺線輪的加工誤差 .52.2 保證組件的精度要求有很高的關(guān)聯(lián)度 .52.3 曲柄組件應(yīng)滿足安裝條件 .62.4 支撐軸承有較高的預(yù)緊要求 62.5 相關(guān)組件的安裝的配合要求應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn) 6第三章 RV-320E 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 73.1 核心零部件介紹 73.2 分析 RV-320E 設(shè)計要求 83.3 設(shè)計 RV-320E 核心零部件 9第四章 RV 減速器中擺線輪齒形設(shè)計 .174.1 擺線輪修形的原因及其必要性 .174.2 擺線輪廓修形方法 .174.2.1 移距修形法 .174.2.2 等距修形法 .174.2.3 轉(zhuǎn)角修形法 .174.2.4 擺線輪齒廓修形曲線方程式 .184.3 RV-320E 擺線輪廓修形設(shè)計 .18第五章 RV 減速器的傳動傳動的幾何回差 205.1 幾何回差概念 .205.2 RV 減速器的幾何回差分析 20下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855.2.1 第一級漸開線直齒輪傳動的回差分析 .205.2.2 擺線針輪傳動部分的回差分析 .225.2.3 曲柄軸承間隙 對回差的影響 245.2.4 RV 減速器的傳動總回差 245.3 RV-320E-129 減速器幾何回差計算 .25第六章 RV 減速器的傳動效率計算 286.1.計算假設(shè) 286.2 公式建立 .286.3RV-320E 減速器傳動效率計算 29第七章 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) .31參考文獻(xiàn) 32致謝 33下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 1 頁 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 2 頁 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 3 頁 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 4 頁 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 5 頁 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 6 頁 前言RV 傳動與諧波傳動相比較，其突出優(yōu)點(diǎn)為保證運(yùn)動精度壽命高，扭轉(zhuǎn)剛度大、彈性回差小，在很多高精度機(jī)器人中使用廣泛。因為 RV 減速器具有其它減速器不可替代的優(yōu)勢，是機(jī)器人行業(yè)中減速器的主流。日本帝人公司早已實現(xiàn)了 RV 減速器的規(guī)模化生產(chǎn)，歐美等國家在 RV 減速器的技術(shù)研究方面也已較為深入。然而，到目前為止，國內(nèi)關(guān)于 RV 減速器的研究還不夠透徹，存在許多問題需要解決。國內(nèi)的 RV 減速器目前依然依賴于進(jìn)口。南京康尼機(jī)電新技術(shù)有限公司把握市場需求，擬開展機(jī)器人關(guān)鍵核心部件 —RV 傳動裝置的研制和生產(chǎn)。公司和南京工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院有著長期產(chǎn)學(xué)研合作的優(yōu)良傳統(tǒng)，在此契機(jī)下再度合作。在機(jī)械工程學(xué)院課題組成員的辛苦努力以及公司密切配合下，已成功完成了 RV-20E 型號減速器的研制工作，并取得了突出的成績。學(xué)院秉著“學(xué)以致用”的辦學(xué)宗旨，為充分發(fā)揮學(xué)生的應(yīng)用能力，加強(qiáng)學(xué)生的實用能力訓(xùn)練，將 RV 減速器 E 系列的設(shè)計任務(wù)落實到學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計選題中。本次畢業(yè)設(shè)計的課題為 RV 減速器 E 系列中的 RV-320E機(jī)器人重型關(guān)節(jié)行星擺線減速傳動裝置研發(fā)。本畢業(yè)生即將離開學(xué)校，走向工作崗位，此次畢業(yè)設(shè)計是一個充分了解產(chǎn)品研發(fā)過程的絕佳機(jī)會，不僅可以鍛煉自己對產(chǎn)品的整體把控能力、產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計能力，更是對自己四年大學(xué)生活的一個測試、一次總結(jié)。畢設(shè)小組首先通過討論決定，從原理出發(fā)，充分了解了 RV 傳動原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并進(jìn)行了方案的設(shè)計與論證。隨后，多次前往南京康尼機(jī)電新技術(shù)有限公司參觀 RV 產(chǎn)品、實地請教經(jīng)驗豐富的設(shè)計師們，最終圓滿的完成了 RV-320E 機(jī)器人重型關(guān)節(jié)行星擺線減速傳動裝置研發(fā)任務(wù)。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 7 頁 第一章 RV 減速器總體介紹1.1 RV 行星擺線傳動的原理RV減速機(jī)是日本帝人公司在雙曲柄少齒差行星減速機(jī)（大功率擺線針輪傳動）的基礎(chǔ)上，開發(fā)的一種用于機(jī)器人的新型擺線減速傳動裝置，從機(jī)構(gòu)學(xué)角度看，屬于曲柄式封閉差動輪系，又稱作RV傳動機(jī)構(gòu)。其是由一級漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)和一級雙（或三）曲柄偏擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分組合而成的二級減速傳動。漸開線行星輪Zx 與曲軸 H剛性聯(lián)接為一個運(yùn)動構(gòu)件（稱為行星曲柄，下同）作為第二級擺線針輪傳動部分的輸入，如圖1所示。圖 1.1 RV 傳動機(jī)構(gòu)原理圖太陽輪 將電機(jī)輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給2個（或3個）均布的行星輪Z并按齒數(shù)a比進(jìn)行減速，實現(xiàn)第一級減速傳動。當(dāng)轉(zhuǎn)臂 固定（作機(jī)架）時，2個（或3個）W行星曲軸作定軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并帶動擺線輪 （也稱RV齒輪）在平行四邊形機(jī)構(gòu)bZ和 的導(dǎo)引下，繞曲軸H的旋轉(zhuǎn)中心，沿半徑為e的圓周平動。同時ABCD?在擺線輪 和針輪 的嚙合作用下，針輪 沿與曲軸 H的相反方向做慢速旋cZp p轉(zhuǎn)運(yùn)動，實現(xiàn)第二級減速傳動。當(dāng)針輪 固定時，2 個行星曲軸繞針輪 的ZpZ中心（與太陽輪 中心相同）一邊公轉(zhuǎn)一邊自轉(zhuǎn)，并將公轉(zhuǎn)運(yùn)動通過轉(zhuǎn)臂 a輸出，實現(xiàn)第二級減速傳動。W下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 8 頁 1.2 RV 行星擺線傳動裝置的傳動比第一級行星傳動轉(zhuǎn)化輪系的速比值： 第二級擺線傳動轉(zhuǎn)化輪系的速比值：以針輪 固定（作機(jī)架） 、太陽輪 作輸入構(gòu)件、轉(zhuǎn)臂 做輸出構(gòu)件的情況pZaZW作為RV減速機(jī)的典型使用情況，其速比值：當(dāng)擺線傳動為一齒差（即 ）時，RV 傳動的速比值為：1-p?CZ axp/1ZR???減速比為速比值的倒數(shù)：i =1/ R 。輸出轉(zhuǎn)速=輸入轉(zhuǎn)速× i 。1.3 RV 行星擺線傳動特點(diǎn)1.3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)擺線針輪行星傳動置于低速級，其輸入轉(zhuǎn)速低，傳動更加平穩(wěn)；輸出轉(zhuǎn)臂W 組件采用兩端支承的盡可能大的剛性盤組合式框架結(jié)構(gòu)，剛度大、抗沖擊性能能力有很大提高。其次轉(zhuǎn)臂 W 組件通過向心推力軸承安裝于針輪殼體內(nèi)，支撐剛度大、承載能力強(qiáng)；另外，擺線傳動機(jī)構(gòu)置于轉(zhuǎn)臂的支承主軸承跨距之內(nèi)，軸向尺寸小。除此之外，與傳統(tǒng)擺線針輪傳動不同，RV 傳動采用 2 個（或 3 個）曲柄軸 H 組件，實現(xiàn)功率分流傳動，曲柄 H 軸的軸承個數(shù)增多且內(nèi)外環(huán)相對轉(zhuǎn)速下降，軸承壽命大大提高。1.3.2 性能特點(diǎn)RV 傳動的主要性能特點(diǎn)可以概括為“三大” 、 “兩高” 、 “一小” 。1. 傳動比范圍大、可實現(xiàn)的減速級數(shù)多：單級擺線傳動的可以做到十幾到幾十甚至于過百，加上一級減速，即使擺線齒輪數(shù)不變，只改變漸開線齒數(shù) 和 的齒數(shù)，就可以得到很多的速比。RV 減速機(jī)的速比值可達(dá)aZx到 R=31~171axwxZnR??awcpxpxwZnR??w cpZR??wx??cpaxpaw ZR?/1下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 9 頁 2. 承載能力大、瞬時過載和耐沖擊能力強(qiáng)：框架式輸出轉(zhuǎn)臂 W 的結(jié)構(gòu)，使得 RV 減速機(jī)的承載能力以及瞬時過載和耐沖擊能力，較之傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的擺線傳動有較大提高。簡單舉例，如 RV-20E，允許力矩可達(dá) 90kgf·m瞬時最大允許力矩可達(dá) 180kgf·m；輸入功率可達(dá) 0.92kw（輸出轉(zhuǎn)速為60rmp 時） 。a．傳統(tǒng)單曲柄擺線針輪傳動的功率流b．RV傳動的功率分流功率分流情況對比3. 剛度大：RV減速機(jī)主軸承使用向心推力軸承支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，力矩剛性和剛度系數(shù)較大。如RV-20E，力矩剛性（代表值）可達(dá)38kgf·m/arc.min；彈簧常數(shù)（代表值）可達(dá)38kgf·/arc.min。4. 傳動效率高：RV傳動的效率可達(dá) =85%~92%。由文獻(xiàn)知道傳動比R=80、?輸出扭矩N=600N·m的RV減速機(jī)，效率測試值為 =88.4%。?5. 運(yùn)動精度高：RV減速器傳動可以獲得和好的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和較低噪聲。6．回差?。篟V傳動的回差較小。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 10 頁 第二章 RV 減速器設(shè)計難點(diǎn)分析2.1 嚴(yán)格控制擺線輪的加工誤差擺線輪的加工誤差是RV傳動的最敏感的誤差源之一，加工擺線輪需要專用設(shè)備，擺線輪的廓形誤差對RV減速機(jī)來說，是最敏感的誤差源之一，加工精度要求嚴(yán)格控制，如果RV減速器不能大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品成本相當(dāng)高。2.2 保證組件的精度要求有很高的關(guān)聯(lián)度擺線輪、轉(zhuǎn)臂W和曲柄H的精度要求關(guān)聯(lián)度高，由圖2.1分析可知，平行四邊形ABCD和 的兩條長邊分別是擺線輪 和轉(zhuǎn)臂 W上倆個曲柄H的中心距尺DCBA? cZ寸，兩條短邊分別屬于兩個曲柄H上的偏心距尺寸，兩條長邊和兩條短邊的“尺寸等同性”要求很高。否則，就“單路”RV傳動來講，不能保證擺線輪相對于轉(zhuǎn)臂 W作平動。cZ圖 2.1 相關(guān)分析進(jìn)一步地，即便平行四邊形機(jī)構(gòu)的長短邊的“尺寸等同性做的很好” ，當(dāng)“半中心距”相對于其幾何中心的“對稱性”不好，或者是倆組曲柄軸H 組件的“相位不同步”即存在“相角誤差”的話，倆組平行四邊形機(jī)構(gòu)ABCD和引導(dǎo)的倆個擺線針輪 成180°相差相對于轉(zhuǎn)臂 W作“平動”的需求得不DBCA? cZ到保證。“尺寸等同性誤差”和曲柄軸“相角誤差”二者共同作用，可能會導(dǎo)致RV下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 11 頁 傳動部分就“轉(zhuǎn)鼓不起來”或是“裝起來就動不起來了”的情況。即便是裝配后能夠“動起來” ，也會引起較大的附加載荷，從而影響RV傳動的承載能力以及使用壽命。2.3 曲柄組件應(yīng)滿足安裝條件曲柄H組件必須滿足“安裝條件”和“同相位角條件” ， 行星輪 和曲柄HxZ通過花鍵聯(lián)接成為一個運(yùn)動構(gòu)件。其既是第一級漸開線傳動的運(yùn)動輸出構(gòu)件，同時又是第二級擺線傳動的運(yùn)動輸入構(gòu)件。那么，它就必須同時滿足第一級行星傳動所要求的安裝條件，和第二級擺線傳動平行四邊形機(jī)構(gòu)的同相位角條件。2.4 支撐軸承有較高的預(yù)緊要求支撐軸承沒有消隙措施和預(yù)緊措施，曲柄H組件通過兩個圓錐滾子軸承支撐在轉(zhuǎn)臂W組件內(nèi)，其上設(shè)置兩個調(diào)整墊片，第一個作用是用于調(diào)整兩個圓錐滾子軸承的軸向預(yù)緊，第二個作用是調(diào)整曲柄軸承與擺線輪的軸向位置。轉(zhuǎn)臂W組件通過兩個向心推力軸承支撐在針輪的殼體內(nèi)，該支撐軸承應(yīng)該有預(yù)緊要求，預(yù)緊量通過“修磨轉(zhuǎn)臂W組件接合面”來保證。2.5 相關(guān)組件的安裝的配合要求應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)曲柄H組件支撐軸承與W組件支撐軸承安裝要求，RV裝配時，應(yīng)首先保證轉(zhuǎn)臂W組件在針輪的殼體內(nèi)正確安裝，即首先通過“修磨轉(zhuǎn)臂W組件接合面”來保證轉(zhuǎn)臂W組件支撐軸承的預(yù)緊量；其次，通過“修磨”兩個調(diào)整墊片來保證曲柄H組件與轉(zhuǎn)臂W組件的相對位置，以及支撐曲柄H組件的兩個圓錐滾子軸承的預(yù)緊量。應(yīng)保證倆個調(diào)整墊片的“厚度之和”是用于調(diào)整倆個圓錐滾子軸承的預(yù)緊量的，單個墊片的厚度尺寸用于調(diào)整曲柄H與擺線輪相對位置。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 12 頁 第三章 RV-320E 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 核心零部件介紹圖 3.1 RV裝配總圖RV減速器主要由漸開線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)和擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成。其中漸開線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)部分主要由齒輪軸、正齒輪（行星輪）組成；擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)主要由曲柄軸、轉(zhuǎn)臂軸承、擺線輪、針輪、支撐軸及支撐法蘭等零部件組成。其中，核心零部件的作用如下：(l）輸入齒輪軸：齒輪軸用來傳遞輸入功率和運(yùn)動，是RV減速器的一級減速部分，且與漸開線正齒輪互相嚙合。(2）正齒輪（行星輪）：正齒輪與轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）固聯(lián)，三個正齒輪均勻地分布在一個圓周上，起功率分流的作用，即將輸入功率分成三路傳遞給曲柄軸，并通過曲柄軸傳遞給RV擺線行星機(jī)構(gòu)。(3）轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）H：曲柄軸是RV齒輪的的旋轉(zhuǎn)軸。它的一端與正齒輪相聯(lián)接，另一端與支撐圓盤相聯(lián)接，它可以帶動RV齒輪產(chǎn)生公轉(zhuǎn)，而且又支撐RV齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。（4）擺線輪（RV 齒輪）：為了實現(xiàn)徑向力的平衡在該傳動機(jī)構(gòu)中，一般應(yīng)采用兩個完全相同的RV 齒輪，分別安裝在曲柄軸上，且兩RV齒輪的偏心位置相互成 180°。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 13 頁 （5）外殼：針輪殼體由與機(jī)架固連在一起的針輪組成，在針輪上安裝有40個針齒，通過針齒與RV齒輪嚙合。（6）剛性盤（支撐法蘭）與輸出盤（支撐軸）：支撐軸是 RV 型傳動機(jī)構(gòu)與外界從動工作機(jī)相聯(lián)接的構(gòu)件，支撐軸與支撐法蘭相互聯(lián)接成為一個整體，而輸出運(yùn)動或動力。在剛性盤上均勻分布兩個曲柄的軸承孔，而曲柄的輸出端借助于軸承安裝在這支撐法蘭上。各個零件的安裝位置如圖3.1所示。因此，設(shè)計RV其中主要的任務(wù)就是完成上述各個零件的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計，并給出規(guī)范可行的工藝要求。3.2 分析 RV-320E 設(shè)計要求根據(jù)任務(wù)書中RV-320E安裝尺寸可以獲得RV-320E的外形尺寸，其中外殼的重要尺寸基本確定，支撐軸及法蘭的外形尺寸大部分確定，需要確定的尺寸有RV齒輪的厚度，漸開線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)的中心距，中心距可根據(jù)任務(wù)書中的七個系列，以及已知的外形尺寸進(jìn)行反求計算。首先，確定漸開線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)主要參數(shù)：根據(jù)任務(wù)書中給出的RV-320E 的技術(shù)參數(shù)要求如圖3.2所示。圖 3.2 RV-320E 的技術(shù)參數(shù)要求又RV-320E系列中RV輪齒數(shù)為39，而銷針數(shù)為四十，所以該擺線傳動為一齒差傳動（即 ） ，所以，RV-320E 傳動的速比值為：1-p?CZ axp/1ZR???下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 14 頁 由任務(wù)書中PDF格式估測可得RV-320E漸開線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)的中心距大致為63cm，由以上可繪制出RV-320E系列的齒輪參數(shù)表，如圖3.3所示：圖 3.3RV-320E系列的齒輪參數(shù)表由表可知，RV-320E系列輸入齒輪與行星輪的齒數(shù)和為84，齒輪模數(shù)為1.5，中心距為63cm。漸開線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)基本確定。其次，確定各個零件的軸向尺寸，由已知的RV-20E的軸向尺寸已經(jīng)已知任務(wù)書中PDF文檔測量可確定正齒輪的厚度為11cm、RV齒輪的厚度為18cm、曲柄軸的軸向總長為104cm、支撐法蘭軸向長度為35cm、支撐軸的軸向尺寸為90cm。到此,RV-320E的裝配圖總體尺寸大部分確定。3.3 設(shè)計 RV-320E 核心零部件1.外殼：RV-320E外殼由針輪和機(jī)架固連在一起而成為針輪殼體，在針輪上安裝有40個針齒，針輪殼內(nèi)有四十個針輪槽。根據(jù)任務(wù)書中安裝尺寸可獲得外殼的大部分外形數(shù)據(jù)。其中關(guān)鍵的尺寸RV傳動的針輪針齒中心圓直徑 決定了RV傳動的精度，屬于RVpd減速器的核心，帝人公司已經(jīng)將針輪針齒中心圓直徑 以及外圍輪廓尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。由pRV-320E安裝尺寸反推其針輪針齒中心圓直徑 ，并對比已知的RV-250A減速器發(fā)現(xiàn)，估測的針輪針齒中心圓直徑pd（ 228毫米）與RV-250A減速器的針輪針齒中心圓直徑 （229毫米）僅僅相pd差1毫米，因此決定采用RV-250A減速器的針輪針齒中心圓直徑 作為RV-320E減速器的針輪針齒中心圓直徑 ，即為229毫米。pd下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 15 頁 確定了針輪針齒中心圓直徑 ，及安裝尺寸中已知的尺寸，目前外殼剩下pd的未知尺寸如圖所示。其中，尺寸D1和尺寸D2為主軸承的外徑，因為RV體積較小，所以主軸承采用薄壁軸承，根據(jù)安裝說明書可知薄壁軸承的外徑為250毫米，所以尺寸D1與D2均為250毫米。尺寸D3為外殼與軸之間的密封圈尺寸，查閱密封圈規(guī)格可確定D3為274毫米。因為RV減速器的特殊性，滾針上面沒有齒套，針齒在針輪上固定為“全長度”支撐，因此，L1的尺寸應(yīng)該與兩個主軸承間的尺寸配合，保證銷針和RV齒輪的軸向固定，綜合考慮后，可確定其尺寸為29毫米。綜上可知，外殼的所有尺寸都已確定。幾何精度直徑偏差執(zhí)行GB/T 1800.4-99，形位公差執(zhí)行GB/T 1184-96。針齒銷孔直徑偏差精度等級H6，針齒銷孔圓度、圓柱度精度等級6級，銷孔中心園對軸承孔軸線的徑向圓跳動精度等級6級。圖 3.4外殼設(shè)計尺寸2. 轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）H：曲柄軸是擺線輪的旋轉(zhuǎn)軸。它可以帶動擺線輪產(chǎn)生公轉(zhuǎn)，而且又支撐擺線輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。它的一端與正齒輪相聯(lián)接，中間穿過倆個RV齒輪，兩端分別與支撐法蘭和支撐軸相聯(lián)接。所以確定了曲柄軸的尺寸，可下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 16 頁 以對快速確定其他零部件的尺寸有很大的幫助。前面介紹外殼設(shè)計的時候提到針輪針齒中心圓直徑 參考RV-250A的設(shè)計計pd算，因此，此后的曲柄軸的偏心距同樣參考RV-250A的設(shè)計，取e=2.2.mm；分析圖中的各個尺寸可知L3等于L4，都與RV輪的厚度相關(guān)，并且在RV齒輪和曲柄軸之間是通過無內(nèi)外圈的滾針軸承配合鏈接，查閱無內(nèi)外圈滾針軸承規(guī)格表與測繪任務(wù)書中所得尺寸綜合分析后，取曲柄軸的軸向尺寸L3=L4=18mm、徑向尺寸D3=D4=50mm。尺寸D2與尺寸D5為曲柄軸在RV輪中配合的圓錐滾子軸承的內(nèi)徑，由任務(wù)書中測繪結(jié)果可知徑向的尺寸大致為30毫米左右，查閱圓錐滾子軸承的標(biāo)準(zhǔn)系列，確定取曲柄軸兩端的圓錐滾子軸承為GB/Y 297-1944中的32006，內(nèi)徑d=30mm，外徑D=55mm，長度T=17mm=由以上尺寸可以確定D2=D5=30mm。尺寸D5參照圓錐滾子軸承的長度17mm以及內(nèi)嵌的附著體支撐軸與支撐法蘭的長度定為22mm。到此曲柄軸出去漸開線花鍵部分，其他的關(guān)鍵尺寸都已確定。漸開線花鍵參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3478.1-2008，30°圓齒根，取齒數(shù)為18，模數(shù)為1.5，大徑基本尺寸為28.5mm。尺寸L1為與曲柄軸配合的正齒輪的厚度，由之前的總圖總體設(shè)計可知L1=11mm。尺寸D1為正齒輪兩端軸用擋圈的溝槽深度，軸用彈性擋圈選用國家標(biāo)準(zhǔn)系列，根據(jù)GB/T 894.1-1986確定溝d=26.6mm，D1=d=26.6mm。長度L根據(jù)上述已經(jīng)確定的尺寸，并留出退刀槽的長度，確定長度L=104mm。幾何精度直徑偏差執(zhí)行GB/T 1800.4-99，形位公差執(zhí)行GB/T 1184-96。兩曲柄外圓的直徑偏差精度等級為Js5，支撐軸頸外圓面的直徑偏差精度等級k5，外圓面圓柱度精度等級6級。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 17 頁 圖 3.5曲柄軸設(shè)計尺寸3.支撐法蘭：在剛性盤（支撐法蘭）上均勻分布三個轉(zhuǎn)臂的軸承孔，而曲柄軸的輸出端借助于軸承安裝在這個支持法蘭上。另外，法蘭與支撐軸通過內(nèi)六角圓柱螺釘鏈接在一起，支撐整個RV減速器。根據(jù)安裝說明書上獲得的尺寸，可以確定支撐法蘭的沉孔的位置和大小，以及銷孔的位置和尺寸。本畢業(yè)設(shè)計主要需要確定的是支撐法蘭中心孔的大小D1，支撐法蘭邊沿厚度L1，與曲柄軸鏈接的孔大小D3，孔用擋圈溝槽大小D2，以及與支撐軸連接的凸臺的基本形狀。由前面的總圖總體設(shè)計可知，支撐法蘭的厚度為35mm，因為與支撐軸連接面對粗糙度有很高的要求，為了減少加工難度，應(yīng)盡量減少與支撐軸的接觸面積，在這里采取凸臺的設(shè)計方法，凸臺的大小與支撐軸的連接面形狀相同，這里就不在做介紹，在下面支撐軸介紹中可查閱到。尺寸L1是主軸承的軸向固定尺寸，在支撐法蘭與外殼配合后，軸承的軸向一側(cè)定位完全依靠于L1方向的尺寸，綜合分析后，獲得L1尺寸為16mm。中心孔尺寸D1，根據(jù)安裝說明中給出的輸入齒輪的直徑d=46mm，因此推斷中心孔尺寸應(yīng)該大于46mm，另外，根據(jù)PDF測繪結(jié)果，確定中心直徑為52mm。曲柄軸裝配孔尺寸D3，根據(jù)前面確定的曲柄軸尺寸，及其選取的標(biāo)準(zhǔn)圓錐滾子軸承GB/Y 297-1944中的32006，內(nèi)徑d=30mm，外徑D=55mm，可知 ，D2=55mm。確定了尺寸D2后查閱國家標(biāo)準(zhǔn)孔用擋圈，根據(jù)GB/T 893.1-1986選取孔用擋圈，確定孔內(nèi)溝槽的基本尺寸為58mm，所以確定D3=58mm。材料選用20CrMnTi或20CrMo，熱處理后硬度60-63HRC。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 18 頁 圖 3.6支撐法蘭設(shè)計尺寸幾何精度直徑偏差執(zhí)行GB/T 1800.4-99，形位公差執(zhí)行GB/T 1184-96。兩個曲柄軸承線平行度、對端面的垂直度、對回轉(zhuǎn)中心對稱度精度等級6級；曲柄支撐軸承孔圓度、圓柱度精度等級5級。4.支撐軸：輸出盤（支撐軸）：支撐軸是RV型傳動機(jī)構(gòu)與其他裝置聯(lián)接的構(gòu)件，支撐軸與支撐法蘭相互聯(lián)接成為一個整體，而輸出運(yùn)動或動力，本次畢業(yè)設(shè)計RV-320E中，外殼作為RV減速器的輸出部分。在支撐軸上均勻分布三個曲柄軸的軸承孔，而轉(zhuǎn)臂的輸出端借助于軸承安裝在此支撐軸上。另外支撐軸與支撐法蘭配合定位兩個主軸承，并且由于RV齒輪，銷針的軸向定位均依靠支撐法蘭與支撐的作用，所對支撐法蘭與支撐軸裝配的尺寸要求比較高，因此在，本次設(shè)計的圖紙中將支撐軸與支撐法蘭的零件圖配合給出技術(shù)要求，以達(dá)到設(shè)定的要求。支撐軸出去裝配說明書中已知的尺寸外，這里只需要確定下圖中給出的關(guān)鍵尺寸即可。中心孔D1尺寸，參考支撐法蘭給出的孔徑52mm，這里也同樣去D1=52mm。曲柄軸與支撐軸的配合孔，根據(jù)支撐軸查閱的國家標(biāo)準(zhǔn)圓錐滾子軸承GB/Y 297-1944中的32006，內(nèi)徑d=30mm，外徑D=55mm，可知 ，D2=55mm。根據(jù)GB/T 893.1-1986選取孔用擋圈，確定孔內(nèi)溝槽的基本尺寸為58mm。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 19 頁 圖 3.7支撐軸設(shè)計尺寸尺寸L1與尺寸L2為主軸承的軸向固定處，已經(jīng)確定主軸承的寬度為22mm，并根據(jù)支撐軸與外殼配合綜合考慮后確定L1=24mm、L2=25mm，中間空出的1mm為與軸承配合時空隙。尺寸L3根據(jù)曲柄軸已經(jīng)確定的尺寸，定位圓錐滾子軸承的位置，從而給出L3=46mm。尺寸L4應(yīng)保證與支撐法蘭配合后滿足安裝說明書中的要求，從而可以確定L4=90mm。材料選用20CrMnTi或20CrMo，熱處理后硬度60-63HRC。5.正齒輪：正齒輪（行星輪）：與轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）固聯(lián)，三個行星輪均勻地分布在一個圓周上，起到功率分流的作用，即將輸入功率分成三路傳遞給擺線針輪行星機(jī)構(gòu)。其在設(shè)計過程中不僅要考慮到齒輪嚙合的主要參數(shù)要求，同時，還應(yīng)該考慮到三個正齒輪分布應(yīng)滿足同心和鄰接條件，另外，還要保證其安裝條件。即：必須保證三個裝有行星輪的曲柄是“平行”的，在工藝上，應(yīng)考慮使用“專用心軸”精加工外齒輪的齒面。對于正齒輪其結(jié)構(gòu)設(shè)計并不復(fù)雜，主要的難點(diǎn)在于正齒輪除了與輸入齒輪嚙合外，還與曲柄軸通過漸開線花鍵嚙合，并且漸開線花鍵的齒形與齒輪的齒形應(yīng)滿足如圖的對應(yīng)關(guān)系，不然，將使得三個行星輪與中心配合時，出現(xiàn)相角偏差較大的情下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 20 頁 況，使得功率分流不均勻。本次畢設(shè)提供的正齒輪外齒齒數(shù)為64，模數(shù)為1.5，分度圓直徑為96mm，與曲柄軸嚙合的內(nèi)齒齒數(shù)為18，模數(shù)為1.5，分度圓直徑為28.5mm。另外在正齒輪上打了倆個M6的螺紋孔，方便在去正齒輪時使用。材料選用中碳合金鋼40Cr或滲碳鋼20CrNiMo；熱處理方法調(diào)制+滲碳淬火或碳氮共滲。圖 3.8正齒輪設(shè)計尺寸6.RV齒輪（擺線輪）：為了實現(xiàn)徑向力的平衡在該傳動機(jī)構(gòu)中，采用兩個完全相差一個相位角的RV齒輪，分別安裝在曲柄軸上，且兩個RV齒輪成180°偏心安裝，不過本畢業(yè)設(shè)計中由于有三個曲柄軸存在，而且RV齒輪在安裝過程中兩個齒輪的齒頂與齒底應(yīng)該相互錯開，所以設(shè)計過程中應(yīng)設(shè)計兩個參數(shù)完全相同，但是相位角相差一個4.62度的兩個RV輪。由于其他尺寸結(jié)構(gòu)均相同，只是相位角不同，這里只介紹其中一個RV輪的設(shè)計。RV輪的擺線設(shè)計部分為RV設(shè)計中的核心部分，其擺線修形較為復(fù)雜，畢設(shè)中單獨(dú)列出章節(jié)詳細(xì)介紹，這里直接使用其優(yōu)化后的擺線方程。經(jīng)過優(yōu)化后的擺線輪廓方程為:=-(114.47-4.974/sqrt(1.59105-cx?1.5376*cos(t)))*sin(0.02564*t)+(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 21 頁 1.5376*cos(t)))*sin(1.02564*t)=(114.47-4.974/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(0.02564*t)-cy?(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(1.02564*t)利用電子圖版軟件（CAXA）獲得RV齒輪的輪廓曲線如圖3.9所示，從而得出擺線輪分度圓直徑D3為218.99mm。下面主要介紹RV齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。確定了擺線輪的輪廓之后，RV齒輪上面只剩了三個與曲柄鏈接的孔、中心孔以及支撐軸穿過的孔。當(dāng)然，與曲柄軸相配合的孔尺寸D2依據(jù)無內(nèi)外圈滾針軸承的外徑想配合，可以確定D2=58mm。中心孔尺寸D1參考前面的中心孔尺寸52mm，不過由于擺線在運(yùn)動過程中會存在一個擺線區(qū)域，這里考慮到干涉問題，最終確定擺線輪中心孔尺寸D1=52mm。厚度尺寸L1，由總圖設(shè)計可知定為18mm。另外，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，在RV齒輪相對配合表面切出凹面，也給加工帶來方面。圖 3.9 RV-320E系列標(biāo)準(zhǔn)擺線齒廓材料方面通常選用高碳鉻軸承，如GCr15或GCr15SiMn；熱處理硬度為：60-63HRC；金相組織：隱晶馬氏體+結(jié)晶馬氏體+細(xì)小均勻滲碳體（馬氏體小于等于3級） 。幾何精度等級參照J(rèn)B/T 10419-2005規(guī)定的5級精度，最低不能低于6級。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 22 頁 圖 3.10 RV齒輪設(shè)計尺寸第四章 RV 減速器中擺線輪齒形設(shè)計4.1 擺線輪修形的原因及其必要性因為標(biāo)準(zhǔn)擺線輪齒廓曲線存在：不能補(bǔ)償制造誤差、不能存貯潤滑劑以保證潤滑、不便于安裝和拆卸等缺陷。實際使用的擺線輪齒廓應(yīng)與與針輪齒之間留有必要的嚙合間隙。因此，必須對擺線齒廓進(jìn)行必要的修形。4.2 擺線輪廓修形方法由國內(nèi)外的資料與研究可以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)RV減速器二級傳動部分的加工原理，RV減速器的RV齒輪的齒廓修形方式有以下3種：4.2.1 移距修形法采用移距修形法加工RV齒輪時，和加工標(biāo)準(zhǔn)齒形一樣，加工過程所用到的偏心距、磨輪（切齒刀具〕齒形半徑（相當(dāng)于針齒套外圓半徑） 、傳動比都基本相同。所不同的是將磨輪向輪坯中心移動一個距離(稱負(fù)移距） ，使針齒中心圓半徑由標(biāo)準(zhǔn)的 縮小為 - 。 因此，磨出的RV齒輪齒形比標(biāo)準(zhǔn)齒形要小，prpr?這樣，在嚙合時，嚙合間隙自然就產(chǎn)生在RV齒輪與標(biāo)準(zhǔn)針輪之間。與之的正移距，是當(dāng)磨輪遠(yuǎn)離工作臺中心像正方向方向移動。4.2.2 等距修形法等距修形法加工RV齒輪時，同加工標(biāo)準(zhǔn)齒形基本相同，加工機(jī)床工位的調(diào)整和程序的設(shè)定，基本保持不變，不同的是將磨輪圓弧半徑增大，由標(biāo)準(zhǔn)增大為 - 。雖然磨出的RV齒輪齒形短幅系數(shù) K1保持不變，但它與標(biāo)準(zhǔn)rprp?齒形是同一短幅外擺線等距值不相同的兩條等距曲線。與標(biāo)準(zhǔn)針輪嚙合時，這樣磨出的輪齒小于標(biāo)準(zhǔn)齒形輪齒，會產(chǎn)生嚙合間隙。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 23 頁 ??????????????????? ???????????????? ?? HrpppHrppc iKzraiKr cos,1cos,y 114.2.3 轉(zhuǎn)角修形法轉(zhuǎn)角修形法加工RV齒輪時，機(jī)床的參數(shù)設(shè)定、工位的調(diào)整和加工標(biāo)準(zhǔn)齒形保持一樣。需要改變的是在第一次磨出標(biāo)準(zhǔn)齒形以后，將分齒機(jī)構(gòu)與偏心機(jī)構(gòu)的聯(lián)系脫開，然后撥動分齒機(jī)構(gòu)齒輪，使擺線輪坯繞其中心轉(zhuǎn)一微小角度 ，?改變擺線輪在磨削時的初始位置，按原來方法進(jìn)行第二次磨削，這會使擺線輪的整個齒的厚度稍薄，齒槽稍有增大。理論上說，將用轉(zhuǎn)角修形法加工出來的RV齒輪與標(biāo)準(zhǔn)針輪嚙合仍屬于共軛齒形嚙合，而且同時齒合的齒數(shù)比較多多、振動比較小、傳動平穩(wěn)，側(cè)隙均勻。但RV齒輪齒頂和齒根部分依然是無間隙接觸，因而，不能補(bǔ)償徑向尺寸鏈的制造誤差和滿足潤滑要求，所以說轉(zhuǎn)角修形法應(yīng)該與其他加工方法配合使用。 4.2.4 擺線輪齒廓修形曲線方程式綜合分析以上三種齒形修形方法，除轉(zhuǎn)角修形法應(yīng)該與其他加工方法配合使用外，其他兩種修形方法既可單獨(dú)使用，也可與其他方法聯(lián)合使用。目前廣泛使用的修形方法，多以負(fù)等距與負(fù)移距組合修形為主。 將擺線輪標(biāo)準(zhǔn)齒形方式中的 以 + 代替、 以 + 代替、K1以prp?rprp?代替、 以（ + ）代替，并建立坐標(biāo)系，得到??pp1r/zaK???? ?HiH?包含上述3種修形方法的擺線輪修形齒齒廓曲線方程式：式中 --有移距修形時齒形的短幅系數(shù)；其余符號含義pp1/zaK??及單位同前；中間計算值： 。21/11-K????4.3 RV-320E 擺線輪廓修形設(shè)計1.RV-320原始數(shù)據(jù)為：針輪分布圓直徑 =114.5mm，針輪齒數(shù) =40，擺線輪prpz齒數(shù) =39。曲柄軸偏心距a=2.2mm，針齒半徑 =5mm。cz rp2.推算等距修形量 rp?根據(jù)RV-250A參考其等距修行量 =-0.01mm0;rp3.推算徑向間隙 j?? nnx 1下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 24 頁 =a+ + - - /2=0.004mm;j?prDrpdc4.推算移距修形量 ?由 = - 推算； = - =-0.014mmrpprj?5.判斷 和 的正負(fù)號，推斷RV-320E系列減速機(jī)擺線輪的修形方法是：負(fù)移距和負(fù)等距組合修形。6.計算有移距修形的短幅系數(shù)有移距修形時齒形的短幅系數(shù) =0.8763??pp1r/zaK?????7.計算中間計算值 ?????cos2,111- K????8.推算RV-320E系列組合修形的擺線輪齒廓曲線方程：=-(114.47-4.974/sqrt(1.59105-cx?1.5376*cos(t)))*sin(0.02564*t)+(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*sin(1.02564*t)=(114.47-4.974/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(0.02564*t)-cy?(2.2044-3.8238/sqrt(1.59105-1.5376*cos(t)))*cos(1.02564*t)9．RV-320E系列組合修形的擺線輪齒廓如圖：圖 4.1 RV-320E系列標(biāo)準(zhǔn)擺線齒廓下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 25 頁 第五章 RV 減速器的傳動傳動的幾何回差5.1 幾何回差概念與角度傳遞誤差 的概念不同，回差是指輸入軸反向轉(zhuǎn)OUTinerR????/動時，輸出軸在運(yùn)動上滯后于輸入軸的現(xiàn)象。根據(jù)回差產(chǎn)生的原因不同為三大類：溫度回差：是指由于溫度變形所產(chǎn)生的回差；彈性回差：是指傳動件在工作時，由于在負(fù)載的作用下存在彈性變形而產(chǎn)生的回差。幾何回差：是指單純由于傳動件幾何尺寸、形狀方面的原因所產(chǎn)生的回差。由于RV傳動是由一級漸開線齒輪行星傳動和二級擺線針輪行星傳動組成的封閉差動輪， 因此，RV傳動總的幾何回差是由漸開線行星傳動引起的回差和擺線針輪行星傳動部分引起的回差兩部分的合成。二級傳動部分的回差是直接體現(xiàn)在輸出軸上，此部分的回差不容忽視。第一級行星齒輪傳動對整機(jī)回差的影響還要考慮一個傳動比的折減，即對整機(jī) 的影響要除以 ，因而其影響cbxZR?相對要小許多。5.2 RV 減速器的幾何回差分析5.2.1 第一級漸開線直齒輪傳動的回差分析RV傳動第一級漸開線直齒圓柱齒輪傳動部分中，影響回差的主要因素有：① .保證補(bǔ)償制造引起的誤差和潤滑后的嚙合游隙；下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 26 頁 ② .公法線平均長度偏差引起的齒輪間隙；③ .中心距誤差引起的齒輪側(cè)隙；④ .齒輪徑向綜合誤差引起的齒輪側(cè)隙。此外，還有軸線平行度誤差，滾動軸承偏心，齒輪與軸的配合間隙等也不同程 度影響回差，但它們的影響通常比較小。1.公法線長度平均偏差引起的齒輪側(cè)隙1.1太陽輪 az設(shè) 、 分別為太陽輪 公法線平均長度的上偏差和下偏差，則太陽wsEiaz輪 公法線長度平均偏差 的均值為： ;公法線a wE????2/MwiawsawaEE???長度平均偏差引起的圓周側(cè)隙的均值為： ；公??cosjI ??法線長度平均偏差引起圓周側(cè)隙均值的方差為： ??????9/cos2/jD2EIa ????wiasE式中 -漸開線齒輪傳動的壓力角， =20°。?1.2 行星齒輪 xz設(shè) 、 分別為行星輪 公法線平均長度的上偏差和下偏差，則行星wsxixz輪 公法線長度平均偏差 的均值為： ;公法線zwaE????2/MwixswxEE???長度平均偏差引起的圓周側(cè)隙的均值為： ；??cosjI ??公法線長度平均偏差引起圓周側(cè)隙均值的方差為： ??????9/cos2/jD2EIx ????wixs2.中心距誤差 引起的齒輪側(cè)隙aF設(shè)中心距的公差設(shè)計為對稱公差，誤差符合正態(tài)分布，則中心距誤差引起的圓周齒隙的均值為： ,方差為： 。0jE2????9/tanjD2E2?KF??式中： -為換算系數(shù)，?sin/Ka?-為漸開線齒輪傳動的齒合角(°)。??3. 齒圈徑向圓跳動誤差 ;引起的齒輪側(cè)隙rF?齒輪齒圈徑向圓跳動誤差的存在使得齒輪幾何中心偏離回轉(zhuǎn)中心，取當(dāng)量偏心 距誤差為 /2，其徑向分量對回差的影響與中心距誤差的影響相類似，r假定 符合正態(tài)分布，則齒輪齒圈徑向圓跳動誤差引起齒輪的圓周側(cè)隙的均rF?值為 。 太陽輪 和行星輪 齒圈徑向圓跳動誤差引起圓周側(cè)隙的方0jE3?azx差分別為：3.1 太陽輪 a