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諧波齒輪減速器設(shè)計
目 錄
摘 要 1
Abstract 1
第一章 緒論 2
1.1研究諧波齒輪傳動的背景及意義 2
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)況 2
1.3 諧波齒輪傳動原理 3
第二章 總體設(shè)計 5
2.1設(shè)計要求 5
2.2 傳動方案的選定 5
2.3 傳動比及齒數(shù)的計算 7
2.4材料選定 7
2.4.1 柔輪材料 7
2.4.2 剛輪材料 9
2.4.3 凸輪輪材料 9
2.5波發(fā)生器的形式及幾何參數(shù)的選定 9
2.6 傳動模數(shù)的初步確定 11
第三章 主要幾何尺寸計算 13
3.1 選定主要嚙合參數(shù)（，，，） 13
3.1.1 基準齒形角 13
3.1.2 變位系數(shù) 13
3.1.3 徑向變形量系數(shù) 13
3.1.4 齒廓工作段高度 14
3.2 柔輪和剛輪的主要幾何尺寸 14
3.3 齒廓嚙合干涉驗算 15
3.4 保證傳動正常的條件 16
第四章 主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 17
4.1 柔輪和剛輪 17
4.2波發(fā)生器 20
4.2.1 柔性軸承的結(jié)構(gòu) 20
4.2.2 保持器 22
4.2.2 凸輪 22
4.3低速軸的設(shè)計 23
第五章 設(shè)計驗算與校核 24
5.1柔輪的疲勞強度驗算與穩(wěn)定性校核 24
5.2柔性軸承的壽命計算 25
5.3傳動效率估算 26
結(jié) 論 28
參考文獻 29
致?謝 30
3
摘 要
諧波傳動是五十年代中期出現(xiàn)的一種新型傳動，它隨著空間技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來。由于諧波傳動具有傳動比大、體積小、傳動精度高的特點，一開始就被運用在火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等飛行器中，實現(xiàn)了他的優(yōu)越性。目前這種傳動技術(shù)已由航天飛行器，飛機中的應(yīng)用迅速推廣到原子能、雷達、通訊、造船、冶金、汽車、坦克、機床、儀表、防止、建筑、起重運輸、醫(yī)療器械等各個部門。
本文首先分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)況，再根據(jù)設(shè)計參數(shù)選定適合此次設(shè)計要求的方案，接著對諧波齒輪減速器各主要部件，包括剛輪、柔輪、凸輪、柔性軸承、軸等進行了詳細設(shè)計與校核，然后才有Pro/E三維設(shè)計軟件對該諧波齒輪減速器進行三維設(shè)計，最后用AutoCAD軟件繪制了其裝配圖和主要零件圖。
關(guān)鍵詞：諧波傳動，齒輪，減速器
Abstract
Harmonic drive is a new drive appears mid-fifties, which along with the development of space technology and developed rapidly. Since the harmonic drive with transmission ratio, small size, high transmission accuracy, beginning to be used in rockets, missiles, satellites, aircraft, and realized his superiority. Currently this transmission technology has been spacecraft, aircraft applications quickly extended to atomic energy, radar, communications, shipbuilding, metallurgy, automobiles, tanks, machine tools, instrumentation and prevent various departments construction, material handling, medical equipment. This paper analyzes the current research status at home and abroad for the design requirements of the program and then selected based on design parameters, then the harmonic gear reducer for all major components, including just wheels, flexible wheel, cam, flexible bearings, shafts, etc. detailed design and verification, and then have Pro / E design software for three-dimensional three-dimensional design of the harmonic gear reducer, finally drawn its main assembly drawing and parts drawing using AutoCAD software.
Key words: Harmonic Drive; Gear; Reducer
第一章 緒論
1.1研究諧波齒輪傳動的背景及意義
諧波齒輪傳動是50年代末隨著空間科學(xué)、宇航尖端技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。在諧波出現(xiàn)后的短短幾十年中，世界各工業(yè)比較發(fā)達的國家都集中了一批研究力量致力于這類新型技術(shù)的研究。它是建立在彈性變形理論基礎(chǔ)上的一種新型傳動技術(shù)。1959年美國學(xué)者C·W·麥塞爾（Musser）取得該項技術(shù)的發(fā)明專利后，于1960年正式展出了實物[1]。
諧波齒輪傳動技術(shù)于1961年由上海紡織科學(xué)研究院的孫偉工程師引入我國。此后，我國也積極引進并研究發(fā)展該項技術(shù)，1983年成立了諧波傳動研究室，1984年“諧波減速器標(biāo)準系列產(chǎn)品”在北京通過鑒定，1993年制定了GB/T 14118-93諧波傳動減速器標(biāo)準，并且在理論研究、試制和應(yīng)用方面取得了較大的成績，成為掌握該項技術(shù)的國家之一[2]。到目前為止，我國已有北京諧波傳動技術(shù)研究所、北京中技克美有限責(zé)任公司、燕山大學(xué)、鄭州機械研究所、北方精密機械研究所等幾十家單位從事這方面的研究和生產(chǎn)，為我國諧波傳動技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用打下了較堅實的基礎(chǔ)諧波齒輪傳動是利用柔性構(gòu)件的彈性變形波進行運動或動力傳遞的一種新型傳動裝置，諧波齒輪減速器一般是由波發(fā)生器、柔輪和剛輪所組成的[4]。
其優(yōu)點有:
(1) 結(jié)構(gòu)簡單，零件少，體積小，重量輕。與傳動比相當(dāng)?shù)钠胀p速器比較，其零件約減少50%，體積和重量均減少1/3.
（2) 傳動比大，傳動比范圍廣。單級諧波減速器傳動比可在50～300之間，雙級諧波減速器傳動比可在3000～60000之間，復(fù)波諧波減速器傳動比可在100～140000之間。
（3）由于同時嚙合的齒數(shù)多，齒面相對滑動速度低，使其承載能力高，傳動平穩(wěn)且精度高，噪聲低。
（4）諧波齒輪傳動的回差較小，齒側(cè)間隙可以調(diào)整，甚至可以實現(xiàn)零側(cè)隙傳動。
（5）在采用如電磁波發(fā)生器或圓盤波發(fā)生器等結(jié)構(gòu)型式時，可獲得較小的轉(zhuǎn)動慣量。
（6）諧波齒輪傳動還可以向密封空間傳遞運動和動力，采用密封柔輪諧波傳動減速裝置，可以驅(qū)動工作在高真空、有腐蝕性及其它有害介質(zhì)空間的機構(gòu)。
（7）傳動效率較高，且在傳動比很大的情況下，仍具有較高的效率。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)況