连杆凸轮减速器的设计与动力学仿真

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1、连杆凸轮减速器的设计与动力学仿真[摘要]基于连杆凸轮减速器成熟的理论和技术，分析与研究了连杆凸轮减速器的工作原理和结构，在搞清楚新型连杆凸轮减速器的传动原理和其零部件结构的基础上，利用CAD/CAE软件绘制该减速器的三维零件模型和仿真。为该减速器的应用和推广进行了一些基础性的工作。[关键词]连杆凸轮减速器；凸轮；摆线针轮；PRO/E三唯建模；参数化建模；运动仿真。CAM-LINKAGEREDUCERMOTIONSIMULATION　Abstract:Basedonthematuritytechniquesandtheorieso

2、fthecam-linkagereducer,analysisandresearchofthecam-linkagereducerworksandstructuralfeatures,onthesebases,figureoutthenewclearlinkcamreducerdriveprincipleandstructureofallparts.UsetheCAD/CAEsofttodrawthree-dimensionalmodeloftheallreducerpartsandsimulate.Doanumberofbas

3、icworksforthePromotionanduseofthereducer.Keywords:cam-linkagereducer,cam,Cycloidalgear,pro/ethreedimensionmodelbuilding,parametricmodeling，motionsimulation.目录1引言11.1概述11.2减速器的类型及综合评价指标21.2.1减速器的分类21.2.2综合评价指标21.3减速器的现状及发展趋势31.4计算机辅助技术在制造业中的应用和发展现状41.4.1计算机仿真41.4.2CAD

4、/CAE研究现状及发展趋势42连杆凸轮减速器的原理和结构62.1机构的传动原理分析62.1.1机构的组成62.1.2机构的传动原理分析62.2机构的传动比计算72.2.1运动输入构件与输出构件的转向关系72.2.2传动比的计算72.3连杆凸轮减速器性能试验结果82.4连杆凸轮减速器的机构设计102.4.1凸轮的理论廓线方程102.4.2理轮廓线的数学性质142.5连杆凸轮减速器的结构192.5.1主动曲柄202.5.2连杆推杆（带滚子的环板）212.5.3从动曲柄222.5.4凸轮222.5.5输出轴232.5.6箱壳232.5

5、.7惯性力的自平衡结构232.5.8弹性均载环节243减速器基本零件建模253.1Pro/ENGINEER简介253.2输出轴模型的建立263.3卡板模型的建立263.4闷盖模型建立273.5其余基本零件模型图274减速器的装配和仿真30I4.1减速器的装配304.1.1连板组件的装配304.1.2输入轴组件的装配334.1.3第三轴组件的装配334.1.4中间轴组件的装配344.1.5减速器总装364.2基本仿真过程374.2.1运动分析工作流程37致谢42总结43附录46I1引言原动机、传动机和工作机（执行机）是机械系统的三

6、大基本构成。原动机提供基本的运动和动力。工作机是机械具体功能的执行系统，随机械功能的不同，工作机的运动方式和结构形式千差万别。由于原动机运动的单一性、简单性与工作机运动的多样性、复杂性之间的矛盾，需用传动机将原动机的运动和动力，如速度、力或力矩的大小和方向等进行转换并传递给工作机，以适应工作机的需要。可见，只要原动机的运动和动力输出不能满足工作机的要求，传动机的存在就是必然的。目前在工程实际中，广泛使用的传动装置有齿轮传动机构，链传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动等。在普通齿轮传动中，单级传动比小，且由于重合度的限制，其承载能力受到一

7、定的影响，因此研究一种新型，高性能的传动装置显得十分必要。在传动装置中，国内外大多采用的是齿轮传动及其变形，同时摆线针轮减速器等相继研制成功并推广使用。与齿轮减速器相比，连杆凸轮减速器的单级传动比大；借助一齿差原理大幅度提高了重合度，因而承载能力提高；高副处为滚动摩擦因而摩擦力小，机械效率高。采用的是一齿差原理，是一种传动比大，承载能力大，机械效率高的传动装置。在摆线针轮减速器中转臂轴承受力较大，其转速又高于高速轴的转速，而且转臂轴承的尺寸又受到限制，故转臂轴承成为薄弱环节。为克服上述减速传动的缺点并保留其优点，实现机械传动装置

8、的高性能、低成本和小型轻量化，从传动原理上创新了一种新型的连杆凸轮减速器，该减速器与近年来成功研制的双曲柄环板针摆行星减速器类似，不仅保留了环板式传动可省去输出机构而输出轴刚性好；转臂轴承由行星轮内移至行星轮外，尺寸不再受限制，从而传递的转矩可以较现有的摆线针轮