SolidWorks摆线针轮减速器原理与设计(2)
４ 有限元分析 23
４.１ 输入轴的有限元分析 24
4.1.1 载荷和约束 24
４.１.２ 算例结果 24
4.2 输出轴有限元分析 27
4.3 摆线轮有限元分析 29
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 34
１ 引言
在科学技术发展的今天，产品的设计已经进入了一种全新的三文虚拟现实的设计环境中,从前的那种以二文平面设计模式为代表的设计方式已经逐渐退出历史舞台，取而代之的是各种先进的数字化三文设计技术。它的应用和发展引起全了社会和生产的巨大变革。
减速器是各种机械设备中最常见的部件之一，它的功能是将电动机转速降低或提高到机械设备所需要的转速, 摆线针轮减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可替代普通的二级、三级齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器，所以它的使用越来越普及，并被世界各国愈加的重视。
１.１ 摆线针轮减速器研究的背景和意义
摆线针轮行星传动,简称摆线针轮传动。它与渐开线少齿差行星传动一样，同属于K-H-V型行星齿轮传动，其工作原理和结构基本相同。所不同者，摆线针轮行星传动的行星齿轮的齿廓曲线不是渐开线，而是采用变幅外摆线的内侧等距曲线（其中用短幅外摆线的内侧等距曲线较普通）；中心轮齿廓是与上述曲线共轭的圆。组成这种传动的主要零部件的形状见图1－1。
图１．１ 摆线针轮行星传动的主要零部件
摆线针轮减速器是一种一齿差行星传动机构，它采用摆线针齿啮合、行星式传动原理。摆线针轮减速器全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个滚柱轴承，形成Ｈ机构，两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿轮相啮合，以组成少齿差内啮合减速机构，（为了减少摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制的原因，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向上转过一个齿差从而得到减速，再借助Ｗ输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速［９］。摆线针轮减速器可以广泛的应用于石油、环保、化工、水泥、输送、纺织、制药、食品、印刷、起重、矿山、冶金、建筑、发电等行业，作为驱动或减速装置[１０]。比起其他种类的减速器，摆线针轮减速器拥有它们没有的优势：传动比大和效率高；同轴输出，结构体积小和重量轻；传动平稳和噪音低；由于摆线针轮传动同时啮合的齿数要比渐开线外齿轮传动同时啮合的齿数多，它的承载能力更大，啮合效率更高。因此，摆线针轮减速器在各个行业和领域被广泛地使用，颇有前景。
１.２ 摆线针轮行星传动的特点
与普通减速器比较，摆线针轮行星传动和少齿差行星传动一样，也具有结构紧凑、体积小、重量轻等优点。若把摆线针轮行星传动和少齿差行星传动进行比较，摆线针轮行星传动具有如下优点。
（1） 转臂轴承载荷只有渐开线齿形的60％左右，即寿命约提高5倍左右。因为转臂轴承是一齿差行星传动的薄弱环节，所以这是一个很重要的优点。