摘 要：在分析現(xiàn)有擺線輪齒形修形理論的基礎(chǔ)上， 根據(jù)擺線嚙合副的嚙合原理和擺線輪的加工實(shí)踐，采取 A 種修形方式優(yōu)化組合，對(duì)三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器擺線輪齒形進(jìn)行修形，為擺線針輪嚙合副齒廓設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。 通過(guò)Visval和Basic對(duì)Sollidworks進(jìn)行開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了擺線輪模型的參數(shù)化設(shè)計(jì).
       關(guān)鍵詞: 擺線針輪行星傳動(dòng); 三環(huán)減速器; 參數(shù)化設(shè)計(jì)
       三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器是一種新型的傳動(dòng)機(jī)械.它由高速偏心輸入軸,低速擺線輪輸出軸,針輪行星環(huán)板以及箱體等組成三相擺線針輪行星傳動(dòng)系統(tǒng), 該傳動(dòng)系統(tǒng)輸出與輸入軸平行配置,通過(guò)一個(gè)雙曲柄機(jī)構(gòu)引導(dǎo)針輪行星環(huán)板做圓周平動(dòng),既具有平行軸圓柱齒輪減速器的特性,又具有少齒差行星傳動(dòng)特征。三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)的擺線輪齒廓曲線采用短副外擺線的等軸曲線!因此三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器兼具環(huán)式減速器和擺線針輪減速器的特點(diǎn)，傳動(dòng)比范圍大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，承載和過(guò)載能力強(qiáng)，且行星軸承的尺寸不受限制，適應(yīng)性廣、質(zhì)量輕、裝拆維修方便。
      擺線輪齒形是影響傳動(dòng)效率和質(zhì)量的重要幾何因素，因此擺線輪齒形設(shè)計(jì)是擺線針輪行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分。
 1    擺線輪的標(biāo)準(zhǔn)齒形
       由擺線副共軛齒廓形成的原理可知!與針齒共軛且無(wú)嚙合間隙的擺線輪齒形取決于針輪齒數(shù) !7"擺線輪齒數(shù) !)"針齒套外圓半徑 "+7"針齒中心圓半徑"7"偏心距 #$ 如果以擺線輪的幾何中心作為直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)!則擺線輪的標(biāo)準(zhǔn)齒形方程如下：
       
       
  2   擺線輪的齒形修正
       三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器傳動(dòng)時(shí)!為了便于裝配和拆卸!補(bǔ)償溫升引起的熱膨脹和制造誤差!擺線輪齒和針齒之間應(yīng)有一定的齒側(cè)間隙!否則將使嚙合摩擦損失增大!齒面易產(chǎn)生膠合#為了使輪齒間得到間隙!需將標(biāo)準(zhǔn)齒形進(jìn)行修形。
       由于三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)輸出軸上的擺線輪需要同時(shí)與 3塊環(huán)板上的針輪正確嚙合!為了獲得理想的齒側(cè)間隙!使 3 個(gè)環(huán)板針輪與擺線輪受力均勻!傳動(dòng)平穩(wěn)!根據(jù)擺線針輪行星傳動(dòng)的嚙合與加工原理!采用移距修正法、等距修正法、轉(zhuǎn)角修正法、齒厚修形法、齒高修形法等 5 種方法的組合來(lái)對(duì)擺線輪的齒形進(jìn)行修形。
     （1）移距修形 將砂輪中心向工作臺(tái)中心移動(dòng)一個(gè)距離""7! 使針齒中心圓半徑由標(biāo)準(zhǔn)的 "7縮小為 "7:""7!因此!新的短副系數(shù)大于標(biāo)準(zhǔn)齒形的短副系數(shù)# 由于修形后的輪齒小于標(biāo)準(zhǔn)齒形!與標(biāo)準(zhǔn)針輪嚙合!自然會(huì)產(chǎn)生嚙合間隙#移距修形量為""!減少為正，增加為負(fù)。
     （2） 等距修形 砂輪半徑由標(biāo)準(zhǔn)的 "+7加大至"+7=""+7# 這樣磨出的輪齒小于標(biāo)準(zhǔn)齒形的輪齒!與標(biāo)準(zhǔn)針輪嚙合時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚙合間隙。
     （3）齒高修形 機(jī)床主軸偏心距由標(biāo)準(zhǔn)的 ! 增加到 ! )!!"這種修形方式使擺線輪齒全高的變化
最顯著。
     （4）轉(zhuǎn)角修形 磨出標(biāo)準(zhǔn)齒形后 ，調(diào)節(jié)分齒機(jī)構(gòu)"使擺線輪工件轉(zhuǎn)動(dòng)一微小角度 !"改變擺線輪在磨削時(shí)的初始位置，再進(jìn)行磨削。 通過(guò)減小齒的厚度來(lái)得到嚙合間隙。
     （5）齒厚修形 將擺線輪加工到標(biāo)準(zhǔn)齒廓后 "保持 ",不變" 使砂輪向 ! 個(gè)相反的方向橫向進(jìn)給"從而使擺線輪兩側(cè)被磨掉一層"使加工出的擺線輪變小# 齒厚修形量為         
           取三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)齒形參數(shù) $06 ##" $,6#9"",6:! ;;"% 6* ;;"".,6< ;;" 修形參數(shù)( !",6"’=;;" !".,6"’= ;;" !% 6"’= ;;"! 6"’"=" !# 6"’=;;"利用 $31>?& @?130 編程計(jì)算模擬"可以得到線輪的標(biāo)準(zhǔn)齒形和修形后齒形"如圖 1 所示。理論和實(shí)踐證明，采用正等距)負(fù)移距等 + 種修形方法優(yōu)化組合"可得到理想的修形結(jié)果# 它們可使齒形傳動(dòng)平穩(wěn)"嚙合齒數(shù)多"并可得到所需的側(cè)隙和徑向間隙"能夠補(bǔ)償制造安裝誤差和滿足潤(rùn)滑要求。
                  
  3   擺線輪模型參數(shù)化設(shè)計(jì)
       主流三維 ABC 軟件 D%&3EF%.G1 功能強(qiáng)大"操作簡(jiǎn)便"故采用 D%&3EF%.G1 進(jìn)行擺線輪模型參數(shù)化設(shè)計(jì)# 由于 D%&3EF%.G1 軟件不具有函數(shù)生成自由曲線的 功 能 " 因 此 " 需 要 應(yīng) 用 $31>?& @?130 編 程 對(duì)D%&3EF%.G1 BHI 進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)# 應(yīng)用 $31>?& @?130程 序 設(shè) 計(jì) 生 成 擺 線 輪 齒 形 曲 線 時(shí) " 首 先 運(yùn) 行D%&3EF%.G1"新建一個(gè)零件"然后選擇J工具K/J宏K/J新建K菜單命令"新建宏文件"如 0>.LM’1N,"打開(kāi) $@ 編程界面"編寫(xiě)如下主要程序：
       
         
         程序編寫(xiě)好后" 保存并返回 D%&3EF%.G1# 選擇J工具K/J宏K/J運(yùn)行K菜單命令"運(yùn)行宏文件 0>.LM’1N,"輸入擺線輪齒形參數(shù)并確定"即可在 D%&3EF%.G1 中繪制出擺線輪齒形曲線"利用草圖實(shí)體轉(zhuǎn)換功能即可得到 D%&3EF%.G1 草圖# 草圖經(jīng)拉伸基體)拉伸切除等 D%&3EF%.G1 特征操作后"得到擺線輪三維參數(shù)化模型"如圖 2 所示
                    
  4  結(jié)語(yǔ)
      利用 7"$&89"+:; <=> 函數(shù)!通過(guò) -&;?@$ A@;&) 編程實(shí)現(xiàn)了在 7"$&89"+:; 進(jìn)行函數(shù)曲線繪制的功能!為 7"2&89"+:; 的實(shí)體零件參數(shù)化建模的多樣性和復(fù)雜性提供了草圖繪制基礎(chǔ)" 采用 -&;?@$ A@;&) 對(duì)7"$&89"+:; 進(jìn)行開(kāi)發(fā)!編程思路簡(jiǎn)潔!曲線的繪制精度較高!實(shí)現(xiàn)了 -A 與7"$&89"+:; 的無(wú)逢銜接" 三環(huán)擺線針輪行星傳動(dòng)減速器擺線輪參數(shù)化設(shè)計(jì)使擺線輪的設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確!有效地縮短設(shè)計(jì)周期。