基于proe的RV减速器的设计

青岛黄海学院本 科 毕 业 设 计（论 文）中文题目：基于 Pro/E 的 RV 减速器的设计英文题目： The Design of RV Reducer Based on Pro/E学 院：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化 1 班学生姓名：徐杨超学 号：1201111163指导教师： 宋慧职 称：讲师二一六年六月毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本人签名：_ 日期：_毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛黄海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。本人签名：_导师签名：_日期：_摘 要基于摆线针轮行星传动的 RV 传动的研究，设计出应用于工业机器人关节的 RV 减速器。该减速器采用一级渐开线行星齿轮和二级摆线针齿轮的组合设计，其传动主要是通过一级渐开线行星齿轮传动来带动二级摆线齿轮的传动。这样的传动设计有着提高传动的可靠性，精度及强度的特性。该减速器具有结构紧凑，传动比大，以及在一定条件下具有自锁功能，且振动小，噪音低，能耗低等特点。阐述了国内外的 RV 减速器的现状，以及国内在技术方面存在的缺陷。在了解 RV 减速器的原理上，确定 RV 减速器的结构方案。在传动比的计算过程中，计算出摆线齿轮与行星齿轮的主要参数，并对相关零件进行了受力分析和强度校核。另外，采用了三维 Pro/E 软件进行了实体的造型设计，运用到软件中的约束条件与参数化设计，使得设计更加便捷。对后续的 RV 减速器的研究，提供相关的数据参考。关键词：RV 传动；两片摆线轮；差齿；Pro/EAbstractBased on the research of the RV drive of the planetary gear transmission, the RV reducer should be used in the joint of the industrial robot is designed. The reducer adopts the combination of the first stage of involute planetary gear and the two stage gear, the transmission is mainly through the first level of involute planetary gear transmission to drive the two level gear transmission. Such drive design has the characteristic of improving the reliability, precision and strength of the transmission. The gear reducer has the advantages of compact structure, large transmission ratio, and has the characteristics of small vibration, low noise, low energy consumption and low noise, and the like, and has the advantages of small vibration, low noise and low power consumption. This paper describes the present situation of RV reducer at home and abroad, as well as the defects of domestic technology. In understanding the principle of RV reducer, determine the structure of the RV reducer. In the calculation of the transmission ratio, the main parameters of the gear and the planetary gear are calculated, and the stress analysis and strength check of the relevant parts are carried out. In addition, three dimensional Pro/E software is used to carry out the modeling design of the entity, and the constraint conditions and parametric design of the software are used to make the design more convenient. For the follow-up study of RV reducer, to provide relevant data reference.Key words: RV Drive; Two Piece of the Gear; Differential Gear; Pro/E目 录第一章 绪论 .11.1 国内外 RV 减速器的发展史 .11.2 课题研究目的 .21.3 实际应用价值 .21.4 将取得的进展和突破 .2第二章 RV 减速器的方案的设计 .22.1 减速器的理论 .22.2 减速器的结构方案 .32.3 采用 RA16013 轴承 .4第三章 RV 减速器的结构设计 .53.1 设计要求 .53.2 二级减速器的传动比 .53.3 摆线齿轮的计算 .73.4 一级行星齿轮的结构设计 .9第四章 零件的分析和校核 .94.1 零件的受力分析 .94.2 零件的校核 .114.2.1 摆线的齿轮面接触勉强强度计算 .114.2.2 中心齿轮轴强度校核 .12第五章 RV 减速器的 Pro/E 的设计 .125.1 三维 Pro/E 软件的介绍 .125.2 三维 Pro/E 设计特点 .135.2.1 参数化设计和特征功能 .135.2.2 单一数据库 .135.3 三维实体造型 .135.3.1 参数化直齿圆柱齿轮造型 .135.3.2 参数化摆线齿轮造型 .145.3.3 曲柄轴与行星大齿轮的组装 .155.3.4 总体三维图 .17第六章 结论 .17参考文献 .18致 谢 .19青岛黄海学院 2016 届毕业设计（论文）0第一章 绪论1.1 国内外 RV 减速器的发展史1926 年，行星传动在德国率先起步，并提出少差齿的行星传动机构。在这种机构里，是由一个外摆线和两个啮合齿轮组成的。以后的推广中，业界普遍将此称为摆线针轮行星齿轮传动。1931 年，德国人率先创建了 RV 减速器的公司，这是第一家主要从事摆线减速器的制造和销售方面的公司。后期日本看中这项技术，并将摆线减速器技术引进日本国内。1939 年日本国内对减速器传动有了一定规模化的生产与制造。由于生产制造装备的落后，基本的知识储备不足，劳动的环境大大制约了生产。1940 至 1950 年期间，日本向德国购买先进的制造技术，在具备一定的技术制造后，公司有能力提供更好的摆线减速器，这为以后日本的发展提供了有利的条件。1950 年后期，技术的积累和制造装备的升级，从而整体提升了整个装备制造的便捷，高效性，摆线减速器的制造推升到了一个新台阶。1990 年，日本推出了“90 系列”的产品，不仅使摆线针轮减速器的机型数目发生了巨大的变化，由此前的 15 种变成了 21 种，同时传动比从 8 种变成了 16 种，这大大促进了产品的规模，而且该公司从内部结构改造，传递功率也有所提高 1。对于欧洲，针摆减速器的设计和加工制造取得更大的发展。1986 年，法国专利局提出 RV 减速器的基本构造，即是摆线和渐开线两种齿形的行星减速器的设计。1980 年后，日本帝人株式会社率先提出了 RV 传动的概念。由于日本在技术，制造上的领先性，以及在这么多年的知识积累，使日本出现了一批批具有影响力的企业，他们占据了全球大部分市场，以其高的品质获得市场赞扬，例如日本住友。直到现在，日本的住友重机公司作为国际上制造摆线针轮减速器的最大规模的企业之一，基本上已经垄断了国外摆线减速器的市场，使得日本在 RV 减速器方面的技术领先全球。在国外社会的减速器取得巨大的成功后，国内也开始积极布局 RV 减速器的产业链。1950 年后，我国启动了研究行星齿轮传动装置计划。1960 年代，我国开始从国外引进技术，为我国的制造基础和技术储备打下基础。1960 年后期，郑州工学院率先从国外引入了摆线针轮行星传动的相关基础知识。1978 年，二齿差摆线针轮减速器首次由辽阳制药机械厂研制成功。在“九五”时期，RV传动就已被我国列为了关键技术攻关项目，1990 年，上海减速器厂成功研制了汽车专用的 2K-V 型摆线针轮行星齿轮减速器。何卫东等人借助于 1997 年的国家 863 项目“机器人用新结构高精度摆线针轮传动设计理论与方法研究”，2002 年，姚文席等人分析了摆线轮的精度问题。2005 年，关天民等人提出摆线轮“反弓”齿廓的概念并进行了齿廓的优化设计。青岛黄海学院 2016 届毕业设计（论文）11.2 课题研究目的通过本次的课程研究，对机械手 RV 减速器有了深刻的了解和认识，在以前产品的基础上开拓创新，制作出新的产品，从而为工厂等提供一个更加高效，经济的方法，来达到节约成本、易维护的目的，从而创造更多的经济效益。1.3 实际应用价值随着现代化加工技术的发展，人口密集型的加工车间越来越少，机械化、现代化的加工车间逐渐的被广泛应用。中国的制造业正在抛弃传统的人密集型的车间，中国制造业的升级不断的加速。机械手，在现代化加工的过程起到了重要的作用。告别了长久以来的大量人力工作，低效率的生产的现状。从而更好的提高企业的盈利，减轻工作人员的压力，获得更好的市场需求，满足客户和消费者的需求。希望从而改变整个社会的现状，一种新生产力诞生。1.4 将取得的进展和突破对于目前的市场上，工业生产使用的减速器主要分为 RV 减速器、谐波减速器两种。其中，由于减速器的复杂性，技术研发成本高，市场知识储备不足等因素，工业化的发展在我国取得进度比较慢。工业机器人的核心技术在产业中起到重要的作用，对于目前国内关键部件严重依赖进口的现状，对于产业的长期发展是极为不利的，必须结合自身实际寻求突破。在国家开发的高度支持下，以及中国高校积极加入的研发，在以技术创新，人才升级的大环境中，机器人的产业将得到更高的发展，同时将推动高精度 RV 减速器的国产化和产业化研究方面将取得伟大的进步。第二章 RV 减速器的方案的设计2.1 减速器的理论RV 减速器分别是由一级渐开线行星齿轮传动、一级摆线针轮传动两个传动机构而构成。在传动的过程中，输入主动轴和被安装在曲轴上的从动轴主要通过齿轮啮合传动，称为一级传动。通过曲轴动作来驱动摆线轮的运动被称作是行星运动。为了使个个物件间受力均衡，在整个设计上用二排摆线轮方案。摆线轮和针齿销相啮合时起到减速运动效果，通过曲轴带动输出盘转动。见图1，RV 减速器主要是一级 RV 结构和二级摆线结构相啮合。行星齿轮和曲柄轴I 一个整体部分，同时，输出盘 I 和曲柄轴也作为一个整体，这两个部分构成了两级摆线针轮传动输入。在传动时，要是中心轮按着顺时针方向旋转，而行星齿轮不仅可以实现公转的转向，还可以实现逆时针角度的自转功能，曲柄轴主要带动摆线轮作平面运动。此时，摆线摆动因与针轮之间的啮合抑制，轴线绕针轮轴线不仅能实现自身的公转，而且还能达到反方向自转的功能，在两级青岛黄海学院 2016 届毕业设计（论文）2减速实现后，此时减速器的输出盘与输出轴相连接并逆时针方向转动 2。图 1 减速器的结构简图1中心轮；2行星轮；3曲柄轴；4摆线轮；5针齿；6输出盘；7中间支撑；8针齿壳；9针齿；10摆线轮；11曲柄轴；12输出盘；2.2 减速器的结构方案见图 2，所示的结构图中，具体描述 RV 减速器的传动原理：5 中心小齿轮与电机使用联轴器作为传动轴，传递出顺时针扭矩。5 中心小齿轮转动将动力传递给啮合的二个 4 行星大齿轮上。在此，小齿轮轴作为连接所有部件的核心部分，并将物体安装在机壳中心。4 大齿轮的一端固定在 3 轴承架上，使整个大齿轮保持稳定。通过将 6 双向圆柱滚子、3 轴承架、1 左端盖、8 中间端盖几个部件相组合，使其构成双向滚道，使 4 大齿轮连同 3 轴承架是可以绕着机构回转中心旋转。图 2 RV 减速器简图青岛黄海学院 2016 届毕业设计（论文）31左端盖； 2油封；3.轴承架；4行星大齿轮；5中心