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隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，精密機(jī)械的應(yīng)用更加廣泛。其伺服機(jī)構(gòu)的性能決定了精密機(jī)械的傳動(dòng)精度，特別是往復(fù)工作的機(jī)械尤為如此。端面嚙合擺線鋼球行星傳動(dòng)是利用活動(dòng)鋼球作為傳動(dòng)介體的一種新型精密機(jī)構(gòu)。它以端面無(wú)隙嚙合副實(shí)現(xiàn)同軸間的傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)無(wú)回差，摩擦小，傳動(dòng)效率高。在精密測(cè)量?jī)x器、機(jī)器人及自動(dòng)生產(chǎn)線等精密機(jī)械傳動(dòng)中具有很好的應(yīng)用前景。對(duì)嚙合副的結(jié)構(gòu)、齒形綜合和運(yùn)動(dòng)分析。文獻(xiàn)研究了等速輸出機(jī)構(gòu)及間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本研究對(duì)受力分析、應(yīng)力計(jì)算和接觸應(yīng)力變化等動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行強(qiáng)度分析研究。
圖所示為端面嚙合擺線鋼球行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，1為輸入軸，2，4，10，11為軸承，8為輸出軸，9為殼體，13為間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。中心盤(pán)3左端面加工出波數(shù)為：1、截面為錐形的外擺線封閉槽。行星盤(pán)6右端面加工出波數(shù)、截面為錐形的內(nèi)擺線封閉槽。在上面兩槽相交錯(cuò)的區(qū)域內(nèi)裝有減速鋼球5。其中：z-z-2，鋼球5數(shù)為(z1+z2)/2。構(gòu)件3.6和5組成擺線槽嚙合副，如圖所示。在盤(pán)6左端面和盤(pán)8右端面均布有相同數(shù)量的并且截面為半月?tīng)畹沫h(huán)形槽。在各對(duì)環(huán)形槽交錯(cuò)的區(qū)域里，各放置一個(gè)鋼球7。構(gòu)件6.7和8組成環(huán)形槽嚙合副，如圖所示。主動(dòng)偏心軸1以等速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)盤(pán)6作行星運(yùn)動(dòng)，其上的內(nèi)擺線槽推動(dòng)鋼球5運(yùn)動(dòng)。在盤(pán)3上外擺線槽的約束下，鋼球5反推盤(pán)6以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)等速輸出機(jī)構(gòu)由輸出盤(pán)8輸出。由于嚙合副結(jié)構(gòu)和間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用，該鋼球傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)回差傳動(dòng)。
為研究方便，分析中不考慮摩擦。根據(jù)該傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)原理，擺線槽嚙合副為多齒嚙合并且每個(gè)鋼球均為四點(diǎn)接觸的空間受力狀態(tài)。在初始狀態(tài)，由于間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)預(yù)緊力的作用，全部鋼球各點(diǎn)的法向作用力No相等。而在傳動(dòng)過(guò)程中，如圖所示，其中半數(shù)鋼球A,B兩點(diǎn)為傳力接觸，其法向作用力為N，另兩點(diǎn)A,B為非傳力接觸，其法向作用力為零。而另半數(shù)鋼球A,B兩點(diǎn)為傳力接觸，另兩點(diǎn)A,B為非傳力接觸，因此各鋼球5對(duì)盤(pán)6的作用力分別為NZ利用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法，盤(pán)6和盤(pán)3的運(yùn)動(dòng)分別轉(zhuǎn)化為相對(duì)固定偏心軸1的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖所示為擺線槽嚙合副受力情況。
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