【毕业论文】工业机器人专用减速器毕业设计说明书

摆线针轮传动与普通渐开线齿轮或蜗轮传动相比的主要优点有高传动比和高效率，级减速时传动比范围是，两级减速时的传动比范围是同轴输出机构重量轻和体积小传动平稳且噪音低因为针摆传动同时啮合的齿数要比渐开线齿轮传动同时啮合的齿数多，所以承载能力较大，啮合效率较高。

本课题的研究意义减速器是各种机械设备中最常见的部件，它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速，摆线针轮行星减速器由于具有减速比大体积小重量轻效率高等优点，在许多情况下可代替二级三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。

摆线针轮行星减速器作为重要的机械传动部件具有体积小重量轻传动效率高的特点。

本设计在全面考虑多齿啮合运转平稳轮齿均载等运动学和动力学的要求，现高承载能力高传递效率高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造装配和检修，设计了该具有合理结构的摆线针轮行星减速器。

课题国内外研究现状及发展趋势针摆齿轮传动与普通渐开线齿轮或蜗轮传动相比的优点有传动比高和高效率高同轴输出结构体积小和重量轻传动平稳和噪声低。

因为摆线针轮传动同时啮合的齿对数要比渐开线齿轮传动同时啮合的齿对数多，所以承载能力更大，啮合效率更高由于摆线轮以及针轮轮齿均可精磨淬硬，比渐开线少齿差传动内齿轮的被加工性好，齿面硬度要更高，因而使用寿命更长摆线轮的加工技术已经成熟，专业加工设备齐全，因此摆线轮已纳入通用件，在国内已做到通用化大批量生产，生产成本下降，因此摆线针轮专用减速器当前得到广泛应用。

摆线针轮减速技术到现在，虽在品种规格等许多方面做了改进，但在本质原理上没有创新。

现如今摆线针轮减速机，其原理和结构依然是年德国的原型。

无锡太湖学院学士学位论文图摆线针轮减速器的应用目前，摆线针轮减速器的研究在国内外都得到了积极发展，从年开始，住友机械株式会社在系列的基础上推出最新样本的摆线针轮减速器，它的机型由种扩大到种，传动比由种扩大到种。

我国对日本提高摆线针轮减速器性能的主要措施已进行较深入的分析，并且在赶超世界水平的同时也有了自己的创新成果，如与工程实际相符的摆线轮与输出机构受力分析以及对摆线轮齿形的优化设计等。

摆线针轮减速器所能传递的最大功率为，输入轴的最高转速为。

美国研发直升飞机传动装置所做的摆线针轮传动装置试验样机，采用的是四片摆线轮，可以达到输入轴动平衡的新结构，输入转速达到，传动功率达到。

这些年来国内对摆线针轮传动的研究直在不断发展，并且也取得了些成果。

主要如下中国农业大学何胜勇对行星摆线针轮减速机虚拟样机的建造与有限元分析进行了研究哈尔滨工业大学于影，于波，陈建新对摆线针轮行星减速器进行优化设计天津工程师范学院的戚厚军建立的型摆线针轮行星减速器的动力学模型是以型摆线针轮行星减速器为研究对象，在不改变减速器的外形尺寸及结构的情况下，分析了摆线轮修形和短幅系数对摆线轮齿啮合刚度的影响规律，和传动系统中的各种零件的刚度及针径系数对机器整机振动性能的影响大连交通大学何卫东教授主持的国家自然科学基金资助的项目高承载能力高传动效率高可靠性新型针摆行星传动的研究的科研成果双曲柄四环板针摆行星传动于年月通过鉴定浙江大学吕方教授开发了种新型的传动机械长幅外摆线针轮行星传动减速机大连铁道学院张动生采用非线性有限元分析软件建立了摆线轮与各受力齿接触模型首次对针齿和摆线轮齿面接触进行静态有限元分析，得出了摆线轮和针齿间的接触状态四川大学张流俊在首次应用有限元法取代传统的经验法进行摆线针轮减速器的结构设计，并提供了个通用的摆线针轮减速机结构设计计算软件包。

大连铁道学院关天民和万朝燕对新型摆线针轮传动进行理论及受力分析大连铁道学院关天民教授提出了种较为准确的针摆轮行星传动销孔式输出机构的受力分析理论，利用此理论可以得到整个工作过程中输出机构和柱销的受力情况鞍山钢铁学院高兴蚊黄秋波对具有双面支撑输出机构以及多齿差齿形摆线针轮行星传动的齿廓曲线形状和啮合特性进行了理论分析。

摆线针轮减速器的发展趋势是达到更高的运动精度，更高的传递功率和更广的传动范围。

自世纪年代以来来，在工业专用机器人回转装置选择中。

摆线轮传动作为种比较理想的传动形式应用其中。

如日本住友重机械工业株式会社研发成功的机器人用列，系列及系列产品均采用了摆线针轮传动结构形式，由于采用了最新的设计理论。

从而产品外型美观大方结构合理传递功率得到提高。

工业机器人专用减速器的设计近年来出现了数种在摆线针轮行星传动基础上的新型传动型式，使其能够更好适应高精度的运动传递和控制，用于机器人关节驱动精密机床等高精度摆线轮传动技术的研究，其中常用的有以下几种摆线轮连续切削出摆线齿廓来。

用专用的摆线齿滚刀在普通滚齿机上滚齿这种加工方法是在普通的滚齿机上，利用特殊设计制造的摆线齿形滚刀以展成方法来进行摆线轮的摆线齿廓加工的。

其原理及具体操作与普通滚齿机加工渐开线齿轮完全相同。

它看似种简单易行的方法并有较高的生产效率和加工精度，但其摆线齿形滚刀通用性很差，每种参数的摆线轮就须把专门的滚刀，因此要求滚刀数量很多，特别是对于批量小，规格多的厂家，将大大地提高成本。

同时对于齿数少齿距大的滚刀，在设计制造上，目前尚存在定困难。

在摆线磨床上磨齿磨床的工作原理是模拟摆线针轮行星减速器的传动原理，砂轮相当与针齿工作台上的工件相当于做行星运动的摆线轮。

在加工过程中，砂轮对工件的切削运动就相当于个针齿与摆线轮的啮合运动，砂轮表面修整成针齿半径的圆弧，磨削时砂轮除转动外，还做上下往复运动，因此形成摆线的展成运动是由工作台的行星运动来实现的。

针齿壳的加工工艺路线根据针齿壳的技术要求确定针齿壳的加工工艺如下铸造清沙人工时效粗车二次人工时效精车钻镗铰针齿销孔钻孔及攻螺纹铣内摆线或车内孔去毛刺。

在整个针齿壳的机械加工过程中，针齿销孔的加工最为重要。

它的加工精度高低将直接影响摆线针轮行星减速器传动性能的好坏，因此，它就成为针齿壳机械加工工艺中的关键。

另外，针齿壳内摆线的加工也是比较困难的，因为它的加工无法在普通机床上完成，需要在专用设备上加工。

目前针齿壳针齿销孔的加工方法很多，主要有以下几种卧式双向加工立式双向加工立式单向深孔加工卧式单向深孔加工。

输出轴加工工艺根据输出轴的技术要求，确定其加工工艺路线如下备料锻造正火粗车调质处理研磨中心孔精车磨削铣键槽镗轴承孔钻镗滚压柱销孔钻斜孔去毛刺。

在输出轴加工中，柱销孔的加工是其关键所在，柱销孔加工精度的高低将直接影响摆线针轮行星减速器的传动质量和性能。

输出轴柱销孔的加工工艺规程为钻孔粗镗孔精镗孔滚压。

输出轴柱销孔的加工方法有两种卧式专用机床加工与立式钻床加工。

对于机型号的输出轴可在机床上直接钻孔，然后粗镗，精镗柱销孔工业机器人专用减速器的设计对机型号以上的输出轴可先用砖模钻孔，然后在专用机床上粗镗精镗销孔，最后对柱销孔冷挤压即滚压加工。

粗镗柱销孔的切削参数为镗刀转速进给量加工余量机型号的输出轴为以上机型的输出轴为。

精镗柱销孔的切削参数为镗刀转速进给量加工余量刀具材料为硬质合金。

滚压加工的有关工艺参数为滚压余量实际压入量经滚压加工后，其表面粗糙度可减小级以上。

在立式钻床上加工柱销孔，需在工作台上配置纵向滑板，滑板上装夹具体，用以上同样方式安装夹紧，利用分度盘进行柱销孔的分度。

立式钻床加工柱销孔的工艺参数为钻头转速进给量粗镗镗刀转速进给量加工余量精镗镗刀转速进给量加工余量镗刀刀头材料为硬质合金。

偏心套加工工艺偏心套的材料通常采用优质中碳钢，其中尤以优质碳素钢最为常用。

对于强度高尺寸小或者有其他特殊要求的偏心套，也可采用合金钢。

根据偏心套的技术要求，确定其加工工艺路线如下下料粗车调质精车内孔插键槽精车双偏心外圆精镗双偏心外圆。

在偏心套的整个机械加工过程中，其双偏心外圆的加工是关键所在。

它的加工精度将直接影响到摆线针轮行星减速器的传动质量和性能。

偏心套双偏心外圆多采用偏心的中心孔心轴在车床上和外圆磨床上进行加工的。

当偏心距大于时，采用有双偏心中心孔的心轴，利用两个偏离心轴中心线对称分布的两个中心孔，分别加工偏心套的双偏心外径。

无锡太湖学院学士学位论文当偏心距小于时，只能用有个偏心中心孔的心轴。

加工偏心套时，可在加工完个偏心外圆时，从心轴上取下偏心套，将其调转重新装入心轴上再加工另个偏心外圆。

为了保证调头时定位的准确性，可采用圆柱销做为定位工业机器人专用减速器的设计结论与展望结论做完这次毕业设计课题，通过理论学习及设计计算我能得到些结论以前学的知识是远远不够的，要完成毕业设计是需要许多广泛而系统的知识的除了要熟悉巩固以往学过的基础知识外，还要自己去学习掌握新的知识，虚心向他人请教通过图书馆等广泛查阅相关资料。

使我明白要完成项设计是需要花费许多功夫的。

摆线针轮传动同渐开线少齿差行星传动样，具有减速比大结构紧凑体积小重量轻效率高等优点，被广泛用于冶金机械食品工业军工矿山等领域。

此外，与渐开线少齿差行星传动相比，由于它有近半数的齿同时啮合，因此，它的承载能力更大，使用寿命更长同时，它无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题，具有更大的适应性，越来越受世界各国重视。

它的主要弱点是工艺复杂，加工成本较高但现在以有所改善。

在摆线针轮减速器装置的设计中为使摆线轮的承载能力最大，建立了数学模型，并用计算机求解，选择了最优的齿顶修形参数在针齿壳的设计中，采用了三支点式的齿销，控制了针齿的弯曲变形在装置的布置中，两片摆线轮成布置，这样能使轴的受力平衡，减少机构中轴承的受力，提高该轴承的寿命。

展望虽然在毕业设计的整个过程中存在各种困难，但在导师跟同学的帮助下最终克服了各种困难完成了毕业设计，并且学到了许多有用的只是知识。

所以我坚信通过这次锻炼，我们在不久的将来将更加轻松地找到我们满意的工作。

无锡太湖学院学士学位论文致谢在完成摆线针轮减速器的设计之时首先向辛勤指导我的许菊若老师致以衷心的感谢和崇高的敬意，许老师丰富的专业知识严谨的治学态度和科学的指导方法使我终身受益，让我学到很多科学的设计研究的方法。

治学之外，许老师也在生活中给予无微不至的关心，教我很多有益的人生道理。

在此表示感谢，衷心祝愿许老师身体健康工作顺利生活愉快，同时我