双滚柱摆动副的原理

hyfjy

双滚柱摆动副的原理
近期从某生产企业在拆开日本某企业生产的用于机器人关节传动的摆动副组件时，意外地发现其中没有摆线轮，而是用二组不同直径的滚柱，进行装配。最终仍然可以获得与摆线针轮副相同的回差，且传动比也较大，拆开的一组中，摆轮是59针，固定针轮是60针二组摆针轮，结构与二组摆线轮几乎完全相同。
示意图如下：
% o- @  D8 V3 Q) V% ?8 P! ~

: E! u7 I! O6 a! h" w

! J" @2 D1 k; G; y/ g1 o8 w8 h1 p" l对于较大传动比的一齿差摆线针轮传动副，通过用软件对不同传动比的摆线针轮副进行摆线轮齿形分析的结果，当摆线轮齿数超过一定数量后，摆线轮齿顶部分的曲线很接近于纯圆形，分析误差小于0.001mm。可见用圆柱代替摆线是完全有可能的。
做了个动画，示意出双滚针摆动副的传动原理。
$ V0 t/ |" e- u( t" L
双滚针摆动副.part1.rar (1.43 MB, 下载次数: 71)

2014-8-6 17:18 上传

点击文件名下载附件

双滚针摆动副.part2.rar (796.64 KB, 下载次数: 35)

2014-8-6 17:18 上传

点击文件名下载附件

3 l/ r! w' E& h
4 f# N1 r% {( o* e! |4 y3 h0 X
9 V) {3 q) \3 U! N0 a9 W9 m: b/ Y
- v% Y( G6 q% Q- z! I. I2 ]
& w" Y  J! B9 s

hyfjy

我们近期对这种类型的传动器效率进行了认真的检查，验收，发现其效率较摆线针轮要差，作得好，大约在50%左右。

zhaowei2014

源程序也上传来，不是我要的，而是让大家学习。反正我已在兆威电脑里留了备份。

jianing045

这个不就是谐波减速器嘛，老师傅研究的很深啊，受教了。对于这个，我只知道齿差是1，减速比范围很大，画起来无从下手啊。

hyfjy

jianing045 发表于 2014-8-6 22:35
这个不就是谐波减速器嘛，老师傅研究的很深啊，受教了。对于这个，我只知道齿差是1，减速比范围很大， ...

- L( q" a4 @# w2 d* x/ ~这不是谐波机构，谐波机构最大的特点是有柔性轮，而这套机构中全是钢性体，用的是近似摆线的方法进行设计的，数学模型已基本弄清。待出精确模型。感谢关注。

240995912

看上去很深奥的样子，我是外行人看热闹

凡淚承江

感谢费工分享，支持您！

hyfjy

今天把模型通过精确计算得到了各配合的尺寸，作成了以下的运动仿真图：
# _+ h: g' k8 K0 Z& x1 w) `& q


9 Q2 E1 `7 E' Q+ F


3 I; i* y' X3 N9 j. h
) l. V3 G2 J: Q' V1 ?
6 S& G; M! P5 `/ l- `



, J" d8 |7 c4 [* P. Y; P$ W+ @! W3 ?5 q



+ K* @. l' g6 T4 [

hyfjy

这样的结构才是谐波齿轮组件：
1 c$ \+ H/ e: r" T1 ?, g# M! `% A

! h) p& s% M, e

8 K1 V. ~5 M2 E% u# w

; I, X9 m& i4 {


% h: _* a4 q3 e$ A( I: ~

hyfjy

双滚柱摆动机构的优势分析如下：用简单的结构代替了较为复杂的摆线轮，滚柱的加工在轴承行业早已不是难题，要求高精度的滚柱，高硬度且高精度，直径在0.001mm的公差内也都是可以实现的，而摆线轮的磨制却有闯不过去的困难，硬度也比不上滚柱，剩下的只是孔的精度了，通过高精度的加工中心，我想也是不难实现的，这种机构是国内的热门，而日本企业却用较为简单的办法，代换了一个结构性的产品，回差仍然是相当不错的，国内的企业能否重视一下，改变一下观念，也关注一下这一新的进展情况呢？
) }' Y! `3 l: [0 V1 ^! E' b: V* s在全运动过程中，并不追求所有的齿，在所有的时间内都参与啮合，只留下部分齿进行啮合，啮合的平稳性从慢动画中可以看得很清楚，啮入及啮出都是平稳的。新的结构会引起某一方面新的革命性成长，这是不以人的意志为转移的，如果我们这个人口大国在机器人生产上有所突破，就是新的一种机遇了。

hyfjy

这类摆线副中间会不会有公共“圆形齿条”，也就是说某一摆线正好内廓是外滚子组的共轭线，而外廓又是内滚子组的共轭线呢，根据外圈的圆柱分布，做了个相应的摆线，放入后发现，这条线无法形成二组圆柱的公共齿条，作图如下：
% v; B" q+ z! P2 t0 y$ b7 c( I# f


- j* f) Y! B# k, K' i, y+ N+ u
可以看到内组的圆柱是与这条摆线干涉的，故这条线不是公共的齿条线。

2 E6 Q# A: C1 u6 T再推下去，内组滚子相应的摆线，（也就是说摆线是60齿的，与59齿的滚子啮合），这条摆线我做不出来，有没有高手可以做出这条摆线，放在图中再看一下啊，也许是因为内转子在动，故外转子形成的摆线无法与内转子啮合呢？
3 {; Q$ L+ ^; F4 G. c1 t) _
内转子基本参数：滚子分布圆直径为89.096，滚子数为59，滚子直径为2.994，编心距为0.47，高手能否根据这参数做出60齿的摆线轮廓线，也发上来看看呢？谢谢了。
  v  t% L( v/ j% k8 K" z