高承载能力双曲柄环板针摆行星传动的研究
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摘要
本文对高承载能力双曲柄环板针摆行星传动减速器进行了精确
的受力分析，效率分析及参数优化设计。
基于传统的针摆行星传动受力分析，建立了准确的双曲柄环板
针摆行星传动力分析数学模型，研制了受力分析的CAD软件，同
时对转臂轴承及曲柄轴支撑轴承进行了精确的寿命计算。
应用行星轮系效率计算的普遍式，推导出该传动的效率计算
公式，并计算了该种减速器的效率。计算值与实验值基本吻合。
对给定的机型，以影响摆线针轮行星传动承载能力的主要参
数—偏心距a、针齿套半径r_(rp)和针齿销半径r_(sp)为设计变量，使其
满足十一项约束条件，以整机能够承受的输出轴传递的额定转矩T
最大为目标函数进行参数优化设计。
The precise force analysis, efficiency analysis and optimization
design of the parameters of high carrying capacity double crank ring-
plate-type cycloid reducer are completed in this thesis.
Having the aid of conventional cycloid gear force analysis method,
established accurate force analysis mathematics model of the double
crank ring-plate type cycloid reducer. Furthermore, the CAD software
of force analysis is developed and the precise life calculation of the
bearings is carried out.
Applying the general formular of the planet wheels efficiency
calculation, reasoning the efficiency calculating formular of this kind
of transmition,the efficiency of this kind of reducer is calculated. The
calculation value corresponds with the test value basically.
For the given model of the cycloid drive, the optimization of the
parameters is made, which is taking the main parameters affecting the
load-carrying ability of the cycloid drive棗the eccentricity A, the
radius of the roller r1~ and the radius of the pin ~ as the design
variables which satisfy 10 principles constrain, and the largest rated
torque T transmitted by the output shaft as the objective function.
的受力分析，效率分析及参数优化设计。
基于传统的针摆行星传动受力分析，建立了准确的双曲柄环板
针摆行星传动力分析数学模型，研制了受力分析的CAD软件，同
时对转臂轴承及曲柄轴支撑轴承进行了精确的寿命计算。
应用行星轮系效率计算的普遍式，推导出该传动的效率计算
公式，并计算了该种减速器的效率。计算值与实验值基本吻合。
对给定的机型，以影响摆线针轮行星传动承载能力的主要参
数—偏心距a、针齿套半径r_(rp)和针齿销半径r_(sp)为设计变量，使其
满足十一项约束条件，以整机能够承受的输出轴传递的额定转矩T
最大为目标函数进行参数优化设计。
The precise force analysis, efficiency analysis and optimization
design of the parameters of high carrying capacity double crank ring-
plate-type cycloid reducer are completed in this thesis.
Having the aid of conventional cycloid gear force analysis method,
established accurate force analysis mathematics model of the double
crank ring-plate type cycloid reducer. Furthermore, the CAD software
of force analysis is developed and the precise life calculation of the
bearings is carried out.
Applying the general formular of the planet wheels efficiency
calculation, reasoning the efficiency calculating formular of this kind
of transmition,the efficiency of this kind of reducer is calculated. The
calculation value corresponds with the test value basically.
For the given model of the cycloid drive, the optimization of the
parameters is made, which is taking the main parameters affecting the
load-carrying ability of the cycloid drive棗the eccentricity A, the
radius of the roller r1~ and the radius of the pin ~ as the design
variables which satisfy 10 principles constrain, and the largest rated
torque T transmitted by the output shaft as the objective function.
引文
[1] 李力行编，《机械设计手册》第24篇、轮系，机械工业出版 社，1991年。
[2] 李力行，洪淳赫。摆线针轮行星传动中摆线轮齿通用方程式 的研究，《大连铁道学院学报》，1992(3) 。
[3] 李力行，摆线针轮行星传动的齿形修正及受力分析，《机械工 程学报》，1986(3) 。
[4] 李力行，论摆线针轮行星传动新产品开发，《大连铁道学院学 报》，1992(1) 。
[5] 徐永贤、何卫东，RV传动输出机构的刚性误差分析，《大连 铁道学院学报》，1996(4) 。
[6] 何卫东、李力行、徐永贤，RV传动受力分析及效率计算，《机 械工程学报》，1996(8) 。
[7] 李力行、关天民、王子孚，大型摆线针轮行星传动的合理结 构和齿形，《机械工程学报》，1988(3) 。
[8] 李力行、薛嘉庆，对摆线针轮行星减速器摆线齿形修正方式 的分析方法，《东北工学院学报》，1981(1) 。
[9] Li Lixing etc．The computer aided design of cycloid drive，CHINESE JOURNAL of MECHANICAL ENGINEERING，1990，3(2) ．
[10] Li Lixing etc．The optimum tooth profile on the cycloid gear and the computer aided design of cycloid drive，NINTH WORLD CONGRESS ON THE THEORY of MACHINES AND MECHANISISMS，August 29，1995．
[11] 万朝燕、李力行，摆线针轮行星传动的参数优化，《大连铁 道学院学报》，1992(3) 。
[12] 关天民、李力行，摆线轮双棒量法尺寸的确定方法，《大连铁道学院学报》，1989(2) 。
[13] 吴序堂，齿轮啮合原理，机械工业出版社，1980年。
[14] 徐灏主编，《机械设计手册》，机械工业出版社，1991年。
[15] 江耕华编，《机械传动手册》，煤炭工业出版社，1990年。
[16] 戴曙编，《机床滚动轴承应用手册》，机械工业出版社，1993 年。
[17] 蔡春源主编，《新编机械设计实用手册》，学苑出版社，1992 年。
[18] 张国瑞、张展编著，《行星传动技术》，上海交通大学出版社， 1986年5月。
[19] 饶振纲编著，《行星传动结构设计》，国防工业出版社， 1979． 3。
[20] 刘学厚、黎巨泉编著，《行星传动技术》，北京工业学院出版 社，1988。
[21] 郑州工学院编。摆线针轮行星传动。科学出版社。
[22] 王洪，《机器人用新结构高精度摆线针轮传动设计理论与方 法研究》，大连铁道学院硕士学位论文，1997年。
[23] 郝宁，《机器人用RV250减速器的刚度分析与回差计算》，大 连铁道学院硕士学位论文，1998年。
[24] 盛鸿亮编。精密机构与结构设计。北京理工大学出版社，1993， 2。
[25] 李茹贞、赵清慧译，日本机械学会《齿轮强度设计资料》， 机械工业出版社，1984年。
[26] 朱孝录、鄂中凯等著，《齿轮承载能力分析》，高等教育出版 社，1992年。
[27] 周承高编。优化方法及其程序设计。中国铁道出版社，1986年。
[28] 陈立周编。机械优化设计方法。冶金工业出版社，1991年。
[29] 伏尔默著。连杆机构。机械工业出版社，1989年。
[30] 潭浩强、田淑清著，《FORTRAN语言》，清华大学出版社，1990 年。
[31] 徐士良编，《FORTRAN常用算法程序集》，清华大学出版社， 1992年。
[32] 何卫东、李力行、李军，机器人用RV传动中摆线轮受力分 析，《大连铁道学院学报》，1999第20卷第2期。
[33] 何卫东、李力行，高精度RV减速器中摆线轮齿形的优化齿 形，《大连铁道学院学报》，1999第20卷第2期。
[34] Li Lixing，He Weidong， Li Xin STUDY ON DOUBLE CRANK RING-PLATE-TYPE CYCLOID DRIVE TENTH WORLD CONGRESS ON THE THEORY OF MACHINES AND MECHANISMS Oulu，Finland，June 20-24，1999
[35] 张光辉、韩杰林、龙慧，三环减速器内齿环板应力分析，《机 械工程学报》1994年，第2期。
[36] 黄文振，三环减速器振动问题研究，《机械工程学报》，1994 年，第2期。
[37] 刘伟强、张启先、雷天觉，SH型三环减速器采用固体润滑 初探，《机械工程学报》，1995年，第3期。
[38] 刘伟强、张启先、雷天觉，SH型三环减速器载荷均衡的研 究，《机械工程学报》，1995年，第4期。
[39] 应海燕、杨锡和K-H型三环减速器的研究，《机械传动》，1992 年，第4期。
[2] 李力行，洪淳赫。摆线针轮行星传动中摆线轮齿通用方程式 的研究，《大连铁道学院学报》，1992(3) 。
[3] 李力行，摆线针轮行星传动的齿形修正及受力分析，《机械工 程学报》，1986(3) 。
[4] 李力行，论摆线针轮行星传动新产品开发，《大连铁道学院学 报》，1992(1) 。
[5] 徐永贤、何卫东，RV传动输出机构的刚性误差分析，《大连 铁道学院学报》，1996(4) 。
[6] 何卫东、李力行、徐永贤，RV传动受力分析及效率计算，《机 械工程学报》，1996(8) 。
[7] 李力行、关天民、王子孚，大型摆线针轮行星传动的合理结 构和齿形，《机械工程学报》，1988(3) 。
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[18] 张国瑞、张展编著，《行星传动技术》，上海交通大学出版社， 1986年5月。
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[20] 刘学厚、黎巨泉编著，《行星传动技术》，北京工业学院出版 社，1988。
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[22] 王洪，《机器人用新结构高精度摆线针轮传动设计理论与方 法研究》，大连铁道学院硕士学位论文，1997年。
[23] 郝宁，《机器人用RV250减速器的刚度分析与回差计算》，大 连铁道学院硕士学位论文，1998年。
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[25] 李茹贞、赵清慧译，日本机械学会《齿轮强度设计资料》， 机械工业出版社，1984年。
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[30] 潭浩强、田淑清著，《FORTRAN语言》，清华大学出版社，1990 年。
[31] 徐士良编，《FORTRAN常用算法程序集》，清华大学出版社， 1992年。
[32] 何卫东、李力行、李军，机器人用RV传动中摆线轮受力分 析，《大连铁道学院学报》，1999第20卷第2期。
[33] 何卫东、李力行，高精度RV减速器中摆线轮齿形的优化齿 形，《大连铁道学院学报》，1999第20卷第2期。
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[37] 刘伟强、张启先、雷天觉，SH型三环减速器采用固体润滑 初探，《机械工程学报》，1995年，第3期。
[38] 刘伟强、张启先、雷天觉，SH型三环减速器载荷均衡的研 究，《机械工程学报》，1995年，第4期。
[39] 应海燕、杨锡和K-H型三环减速器的研究，《机械传动》，1992 年，第4期。
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