封闭型摆线包络精密减速器

封闭型摆线包络精密减速器第一页，共三十页，2022年，8月28日内容提要3244摆线包络行星传动的应用摆线包络行星传动的研究基础封闭型摆线包络减速器1背景、需求分析及现状第二页，共三十页，2022年，8月28日

一、课题立项的必要性分析习近平总书记6月9日在两院院士大会上的讲话中提到“我们不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占领市场。”工信部2013年底《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》要求，到2020年，工业机器人高端产品市场占有率提高到45%以上，机器人密度(每万名员工使用机器人台数)达到100以上。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》和《863计划先进制造技术领域发展纲要》中也指出，开展工业机器人领域关键技术及产业化研究是国家中长期科学和技术发展规划的目标。一、背景、需求分析及现状第三页，共三十页，2022年，8月28日

一、课题立项的必要性分析机器人拥有量：我国仅有美国和德国的三分之一，日本的五分之一未来发展空间巨大国际机器人联合会预测：中国工业机器人的市场需求会在2014年开始爆发，2016年中国将成为最大的市场机器人在国内的产业化发展契机已经逐步成熟一、

背景、需求分析及现状第四页，共三十页，2022年，8月28日我国机器人产业发展趋势政策：“十二五”以来，各省对机器人及智能装备制造产业关注和支持力度不断升温，机器人企业涌现；资本：资本市场涌现如“沈阳新松”、“深圳瑞凌”、“科大智能”等机器人概念股市场：随着中国工业自动化进程的持续推进，随着产业结构调整和转型升级的推进，中国市场对工业机器人的需求将稳步增长。机器人产业是未来贯穿十年的主要投资标的，行业的发展将呈现出不同于传统制造业的发展速度和态势。

一、课题立项的必要性分析一、

背景、需求分析及现状第五页，共三十页，2022年，8月28日政策：智能制造工业园

一、课题立项的必要性分析一、

背景、需求分析及现状第六页，共三十页，2022年，8月28日精密传动是以高精度传递运动为主要目的的一类机械传动形式，在机器人、航空与航天、数控机床、武器装备等领域应用十分广泛，是制造装备业和国防工业极其重要的基础件。现有同轴传动的精密减速器形式主要有谐波传动和摆线类精密传动等。摆线类精密传动的基本原理是摆线针轮行星传动，主要包括RV传动、Twinspin、Dojen等。国内开展了关于RV减速器相关的研究，但仅研制出RV减速器样机，总体性能与国外同类减速器有较大差距，并且没有形成生产能力。因此国内使用的RV精密减速器完全依赖进口。Dojen摆线减速器Twinspin摆线减速器

谐波传动三大件

RV传动

一、

背景、需求分析及现状第七页，共三十页，2022年，8月28日二、封闭型摆线包络减速器该封闭型摆线包络减速器第一级采用渐开线圆柱齿轮行星减速机构，第二级采用摆线包络减速机构第八页，共三十页，2022年，8月28日二次包络啮合副结构样机40E结构样机20C结构样机经测试，样机效率脂润滑大于80%，传动精度3角分，相对于帝人同规格减速器额定载荷，具有4倍以上过载能力。二、封闭型摆线包络减速器第九页，共三十页，2022年，8月28日摆线包络减速器的啮合可以采用一次包络啮合副，也可以采用二次包络啮合副摆线包络啮合副啮合副外齿轮之摆线齿轮基于传动精度保持和承载能力优化的齿廓修形，经济加工精度低、传动精度易保证和承载能力高与转臂轴承一体化设计，即将摆线轮的内孔直接作为轴承的滚道，有利于减小减速器尺寸第十页，共三十页，2022年，8月28日摆线包络啮合副啮合副内齿轮之双圆弧槽结构增大了针齿销的弯曲强度，提高了减速器的承载能力；针齿定位更可靠，且工况下啮合副中针齿的滚动效果更加明显，有利于提高传动效率；双圆弧针齿槽顶部留有储油部位，改善了啮合副的润滑状况；经济加工精度降低，易装配且更易保证啮合的传动精度；第十一页，共三十页，2022年，8月28日摆线包络啮合副啮合副内齿轮之二次包络结构内齿轮齿廓为摆线齿轮齿轮的包络齿面，在一定啮合范围内单齿出现二类接触点，与摆线针齿啮合副相比，承载能力更大第十二页，共三十页，2022年，8月28日双偏心轴类零件，与转臂轴承一体化设计，采用满装圆柱滚子结构。曲柄轴承载能力大、结构紧凑第十三页，共三十页，2022年，8月28日行星架外伸凸爪与减速器右端端盘通过螺钉及定外销联接一整体构成减速器的输出机构行星架输出机构的支撑轴承采用圆柱交错滚子轴承，且将轴承内外滚道分别集成于行星架、针齿壳，可同时承受轴向力和径向力，结构紧凑、体积小第十四页，共三十页，2022年，8月28日三、摆线包络行星传动的研究基础建立摆线包络行星传动的啮合基础理论；完成摆线包络啮合副的一次作用和二次作用理论的推导；得到了摆线包络啮合的齿廓方程和啮合方程；研究了摆线包络啮合副的齿廓特性。啮合方程：M12为转换矩阵内齿轮齿廓方程由确定啮合理论第十五页，共三十页，2022年，8月28日摆线包络行星精密传动装置的啮合副构造1)、二次包络(去一类点)结构的啮合副构造2)、一次/二次包络结构的啮合副构造3)、半埋齿结构的啮合副构造

第十六页，共三十页，2022年，8月28日双圆盘简支滚针浮动盘结构的摆线包络行星传动机构

该传动机构可以承受纯扭矩，二次包络啮合副具有大的承载能力，因此，该机构能实现精密重载传动的效果。第十七页，共三十页，2022年，8月28日双圆盘简支滚针销轴式结构的摆线包络行星精密传动机构

第十八页，共三十页，2022年，8月28日渐开线-摆线二包两级封闭式精密传动样机

（RV结构）第十九页，共三十页，2022年，8月28日一次包络摆线针轮啮合副有限元模型及接触应力分析啮合副有限元模型接触对局部放大图一次包络应力云图一次包络各齿齿面接触应力最大齿面接触应力为821.303MPa第二十页，共三十页，2022年，8月28日二次包络应力云图齿面双线接触区各齿齿面接触应力对比图最大齿面接触应力为769.751MPa。二次包络摆线行星传动啮合副有限元模型和有限元分析相同的几何设计参数和工况下：二次包络摆线啮合副最大齿面接触

应力比一次包络摆线啮合副小大部分轮齿齿面接触应力比一次包络

摆线啮合副小第二十一页，共三十页，2022年，8月28日浮动盘结构摆线包络行星精密传动动力学模型通过虚拟样机的仿真分析，系统在第1、2、3、5阶模态即分别在80Hz、180Hz、600Hz、3900Hz时系统响应值最大，符合计算得到虚拟样机理论固有频率值。摆线包络行星精密传动装置的动力学分析第二十二页，共三十页，2022年，8月28日影响可靠性的关键零部件：摆线轮、转臂轴承、联接销轴。摆线轮的可靠度为：99.99738％；转臂轴承的可靠度为：99.9999917％

；联接销轴的可靠度为：99.996286％

。

新型摆线二次包络精密传动装置可靠度:新型摆线二次包络精密传动可靠性分析第二十三页，共三十页，2022年，8月28日复杂共轭曲面精密磨削CBN砂轮摆线齿轮连续轨迹数控坐标磨床双圆盘简支滚柱浮动盘结构传动装置关键零件图关键制造技术研究第二十四页，共三十页，2022年，8月28日浮动盘式精密传动装置系列样机渐开线-摆线二包两级封闭式精密传动样机（RV结构）样机的设计制造及实验研究第二十五页，共三十页，2022年，8月28日试验测试专用仪器开发研究针对现有精密减速器传动精度、传动效率、承载能力、扭转刚度及回差测试效率低、可靠性差等现状，开展精密减速器整体式综合性能测试仪器的开发传动效率及承载能力测试仪扭转刚度及回差测试仪第二十六页，共三十页，2022年，8月28日一次包络齿廓二次包络齿廓效率试验试验装置>75%第二十七页，共三十页，2022年，8月28日刚度测试环境转角-扭矩曲线经测试：传动比为159的试验样机，空回误差35角秒，扭转刚度34000(N·m)/rad。样机刚度测试第二十八页，共三十页，2022年，8月28日自准直仪式传动误差测试装置传动比为159的传动样机测试传动精度为46角秒。传动误差测试第二十九页，共三十页，2022年，8月28日四、摆线包络行星传动的成果及应用