封閉型擺線包絡精密減速器

封閉型擺線包絡精密減速器第一頁，共三十頁，2022年，8月28日內容提要3244擺線包絡行星傳動的應用擺線包絡行星傳動的研究基礎封閉型擺線包絡減速器1背景、需求分析及現(xiàn)狀第二頁，共三十頁，2022年，8月28日

一、課題立項的必要性分析習近平總書記6月9日在兩院院士大會上的講話中提到“我們不僅要把我國機器人水平提高上去,而且要盡可能多地占領市場?！惫ば挪?013年底《關于推進工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展的指導意見》要求，到2020年，工業(yè)機器人高端產品市場占有率提高到45%以上，機器人密度(每萬名員工使用機器人臺數(shù))達到100以上?！秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》和《863計劃先進制造技術領域發(fā)展綱要》中也指出，開展工業(yè)機器人領域關鍵技術及產業(yè)化研究是國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃的目標。一、背景、需求分析及現(xiàn)狀第三頁，共三十頁，2022年，8月28日

一、課題立項的必要性分析機器人擁有量：我國僅有美國和德國的三分之一，日本的五分之一未來發(fā)展空間巨大國際機器人聯(lián)合會預測：中國工業(yè)機器人的市場需求會在2014年開始爆發(fā)，2016年中國將成為最大的市場機器人在國內的產業(yè)化發(fā)展契機已經逐步成熟一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第四頁，共三十頁，2022年，8月28日我國機器人產業(yè)發(fā)展趨勢政策：“十二五”以來，各省對機器人及智能裝備制造產業(yè)關注和支持力度不斷升溫，機器人企業(yè)涌現(xiàn)；資本：資本市場涌現(xiàn)如“沈陽新松”、“深圳瑞凌”、“科大智能”等機器人概念股市場：隨著中國工業(yè)自動化進程的持續(xù)推進，隨著產業(yè)結構調整和轉型升級的推進，中國市場對工業(yè)機器人的需求將穩(wěn)步增長。機器人產業(yè)是未來貫穿十年的主要投資標的，行業(yè)的發(fā)展將呈現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展速度和態(tài)勢。

一、課題立項的必要性分析一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第五頁，共三十頁，2022年，8月28日政策：智能制造工業(yè)園

一、課題立項的必要性分析一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第六頁，共三十頁，2022年，8月28日精密傳動是以高精度傳遞運動為主要目的的一類機械傳動形式，在機器人、航空與航天、數(shù)控機床、武器裝備等領域應用十分廣泛，是制造裝備業(yè)和國防工業(yè)極其重要的基礎件?，F(xiàn)有同軸傳動的精密減速器形式主要有諧波傳動和擺線類精密傳動等。擺線類精密傳動的基本原理是擺線針輪行星傳動，主要包括RV傳動、Twinspin、Dojen等。國內開展了關于RV減速器相關的研究，但僅研制出RV減速器樣機，總體性能與國外同類減速器有較大差距，并且沒有形成生產能力。因此國內使用的RV精密減速器完全依賴進口。Dojen擺線減速器Twinspin擺線減速器

諧波傳動三大件

RV傳動

一、

背景、需求分析及現(xiàn)狀第七頁，共三十頁，2022年，8月28日二、封閉型擺線包絡減速器該封閉型擺線包絡減速器第一級采用漸開線圓柱齒輪行星減速機構，第二級采用擺線包絡減速機構第八頁，共三十頁，2022年，8月28日二次包絡嚙合副結構樣機40E結構樣機20C結構樣機經測試，樣機效率脂潤滑大于80%，傳動精度3角分，相對于帝人同規(guī)格減速器額定載荷，具有4倍以上過載能力。二、封閉型擺線包絡減速器第九頁，共三十頁，2022年，8月28日擺線包絡減速器的嚙合可以采用一次包絡嚙合副，也可以采用二次包絡嚙合副擺線包絡嚙合副嚙合副外齒輪之擺線齒輪基于傳動精度保持和承載能力優(yōu)化的齒廓修形，經濟加工精度低、傳動精度易保證和承載能力高與轉臂軸承一體化設計，即將擺線輪的內孔直接作為軸承的滾道，有利于減小減速器尺寸第十頁，共三十頁，2022年，8月28日擺線包絡嚙合副嚙合副內齒輪之雙圓弧槽結構增大了針齒銷的彎曲強度，提高了減速器的承載能力；針齒定位更可靠，且工況下嚙合副中針齒的滾動效果更加明顯，有利于提高傳動效率；雙圓弧針齒槽頂部留有儲油部位，改善了嚙合副的潤滑狀況；經濟加工精度降低，易裝配且更易保證嚙合的傳動精度；第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日擺線包絡嚙合副嚙合副內齒輪之二次包絡結構內齒輪齒廓為擺線齒輪齒輪的包絡齒面，在一定嚙合范圍內單齒出現(xiàn)二類接觸點，與擺線針齒嚙合副相比，承載能力更大第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日雙偏心軸類零件，與轉臂軸承一體化設計，采用滿裝圓柱滾子結構。曲柄軸承載能力大、結構緊湊第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日行星架外伸凸爪與減速器右端端盤通過螺釘及定外銷聯(lián)接一整體構成減速器的輸出機構行星架輸出機構的支撐軸承采用圓柱交錯滾子軸承，且將軸承內外滾道分別集成于行星架、針齒殼，可同時承受軸向力和徑向力，結構緊湊、體積小第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日三、擺線包絡行星傳動的研究基礎建立擺線包絡行星傳動的嚙合基礎理論；完成擺線包絡嚙合副的一次作用和二次作用理論的推導；得到了擺線包絡嚙合的齒廓方程和嚙合方程；研究了擺線包絡嚙合副的齒廓特性。嚙合方程：M12為轉換矩陣內齒輪齒廓方程由確定嚙合理論第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日擺線包絡行星精密傳動裝置的嚙合副構造1)、二次包絡(去一類點)結構的嚙合副構造2)、一次/二次包絡結構的嚙合副構造3)、半埋齒結構的嚙合副構造

第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日雙圓盤簡支滾針浮動盤結構的擺線包絡行星傳動機構

該傳動機構可以承受純扭矩，二次包絡嚙合副具有大的承載能力，因此，該機構能實現(xiàn)精密重載傳動的效果。第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日雙圓盤簡支滾針銷軸式結構的擺線包絡行星精密傳動機構

第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日漸開線-擺線二包兩級封閉式精密傳動樣機

（RV結構）第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日一次包絡擺線針輪嚙合副有限元模型及接觸應力分析嚙合副有限元模型接觸對局部放大圖一次包絡應力云圖一次包絡各齒齒面接觸應力最大齒面接觸應力為821.303MPa第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日二次包絡應力云圖齒面雙線接觸區(qū)各齒齒面接觸應力對比圖最大齒面接觸應力為769.751MPa。二次包絡擺線行星傳動嚙合副有限元模型和有限元分析相同的幾何設計參數(shù)和工況下：二次包絡擺線嚙合副最大齒面接觸

應力比一次包絡擺線嚙合副小大部分輪齒齒面接觸應力比一次包絡

擺線嚙合副小第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日浮動盤結構擺線包絡行星精密傳動動力學模型通過虛擬樣機的仿真分析，系統(tǒng)在第1、2、3、5階模態(tài)即分別在80Hz、180Hz、600Hz、3900Hz時系統(tǒng)響應值最大，符合計算得到虛擬樣機理論固有頻率值。擺線包絡行星精密傳動裝置的動力學分析第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日影響可靠性的關鍵零部件：擺線輪、轉臂軸承、聯(lián)接銷軸。擺線輪的可靠度為：99.99738％；轉臂軸承的可靠度為：99.9999917％

；聯(lián)接銷軸的可靠度為：99.996286％

。

新型擺線二次包絡精密傳動裝置可靠度:新型擺線二次包絡精密傳動可靠性分析第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日復雜共軛曲面精密磨削CBN砂輪擺線齒輪連續(xù)軌跡數(shù)控坐標磨床雙圓盤簡支滾柱浮動盤結構傳動裝置關鍵零件圖關鍵制造技術研究第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日浮動盤式精密傳動裝置系列樣機漸開線-擺線二包兩級封閉式精密傳動樣機（RV結構）樣機的設計制造及實驗研究第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日試驗測試專用儀器開發(fā)研究針對現(xiàn)有精密減速器傳動精度、傳動效率、承載能力、扭轉剛度及回差測試效率低、可靠性差等現(xiàn)狀，開展精密減速器整體式綜合性能測試儀器的開發(fā)傳動效率及承載能力測試儀扭轉剛度及回差測試儀第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日一次包絡齒廓二次包絡齒廓效率試驗試驗裝置>75%第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日剛度測試環(huán)境轉角-扭矩曲線經測試：傳動比為159的試驗樣機，空回誤差35角秒，扭轉剛度34000(N·m)/rad。樣機剛度測試第二十八頁，共三十頁，2022年，8月28日自準直儀式傳動誤差測試裝置傳動比為159的傳動樣機測試傳動精度為46角秒。傳動誤差測試第二十九頁，共三十頁，2022年，8月28日四、擺線包絡行星傳動的成果及應用