本文在对新型超小型摆线针轮行星传动减速器的基本结构进行分析的基础上，确定

　　了齿形参数和结构尺寸的选择方法。在转臂轴承的选用上，采用结构尺寸较小的微型轴

　　把传统的摆线针轮行星传动系统受力分析和强度校核理论，应用于这种两级超小型

　　摆线针轮行星传动减速器的受力分析和强度校核，同时对其转臂轴承的寿命进行了精确

　　根据现有的理论知识基础，加上大量相关资料的阅读，设计了这种超小型两级摆线

　　针轮行星传动减速器，确定了主要结构参数。采用Pro/E工程软件进行三维实体造型，

　　近几年，小型及微型机械作为一种节能、低耗和技术密集型的高新技术，已成为人

　　们在小型及微型范围内认识和改造普通机械传动的一种新型工具，由于小型及微型机械

　　具有超小外形、 操作尺度极小和传动精度高的特点， 所以， 小型及微型机械现已被列入”

　　今后十年工业科技大改观的关键技术之一”，现今已收到工业发达国家及发展中国家科

　　技界、产业界及政府部门的广泛重视，并已投入了大量的人力和财力进行研究开发，并

　　欧美等工业发达国家政府为了满足未来经济和社会发展的需要，利用军事技术等方

　　面的优势，已将小型及微型机电系统作为战略性的研究领域之一，纷纷投入巨资进行专

　　美国国家自然科学基金。先进研究计划中心。国防部等投资 1.4 亿美元进行小型及

　　微型机电系统（MEMS）技术研究，美国国家自然科学基金会预言：小型及微型机械将

　　成为新兴的大规模产业，将能引起一场新的产业革命。美国的大学、国家实验室和公司

　　已有大量的MEMS 研究小组，并有几种实用化的MEMS 产品进入市场。欧共体为了加

　　强各国之间的组织和合作，成立了多功能小型及微型系统研究合作机构（NEXUS）组

　　织。德国制定微机械系统技术计划，并发展了一种用于小型及细微加工的LIGA 技术。

　　我国小型及微型系统研究起步也不晚，已经建立了一些较为先进的基础实验设施，

　　并在基础研究和相关技术方面取得了一些有特色的成果，有些已经达到国际先进水平。

　　2002 年，国家投入数亿元人民币进行 MEMS 研究与开发，逐步建立起我国MEMS 研发

　　体系和产业化基地，提高我国在MEMS 领域的核心竞争力，为推动MEMS 的可持续发

　　展和产业化打下良好的基础，并在某些方面进入国际领先水平，随着中国经济的高速发

　　展，在航天小型及微型技术、生物医学工程等领域，比如：微型传感器、小型及微型执

　　行机构、 超小动力传递系统、 手术机器人关节驱动等系统的应用越来越广泛在家电产品、

　　汽车附件、办公设备、住宅设备、高级玩具等自动化、智能化等方面的要求也日趋提高，

　　功率为几瓦到几十瓦的减速器应用场合越来越多。在日本，住友重机株式会社每年生产

　　大量的小型摆线针轮减速器用于如复印机、银幕卷动机、窗帘自动收放机以及高级电动

　　玩具等小型及微型场合。可以预见，随着计算机技术、网络技术的进一步发展，随着人

　　口老龄化趋势对自动化、智能化要求的加强，家用的小型及微型减速器的应用也将会大

　　为提高。小型摆线针轮行星传动减速器，不仅具有结构紧凑、传动比范围大、寿命长等

　　摆线传动的特点，而且具有重量轻、震动噪声低、价格低廉以及外表美观等特点，可以

　　目前已获得日益广泛使用的行星传动机构是动力传递机构之一，行星齿轮传动机构

　　使用了多个行星轮来进行功率分流，从而有效地提高了其承载能力，同时还具有良好的

　　同轴性。多年来，人们一直把行星传动机构看作是一种结构紧凑、质量小、体积小，且

　　能传递较大扭矩的传动机构，当然，这是将它与普通的齿轮传动机构相比较而言。近几

　　本课题以研究超小型摆线针型行星传动减速器为主要目标，了解国内外的行星传动

　　技术，以及发展方向。掌握传统型针摆传动的工作原理，根据当前掌握知识及学习分析

　　1）分析并确定  SMC2­187  型摆线针轮行星传动减速器的总体结构，完成方案设计

　　2）通过进行理论分析和设计计算，合理选择  SMC2­187  超小型摆线针轮行星传动

　　5）将Pro/E 三维图转化为二维工程图，并通过 AUTOCAD 完善工程图。

　　摆线针轮行星传动，通常是由一个针轮、一个系杆和一个传递摆线轮自转的偏心输

　　出机构所构成。由于摆线轮与针轮的齿数通常相差为一个齿，所以称为一齿差摆线针轮

　　行星传动。它主要由转臂、摆线轮、针轮和输出机构四部分组成。摆线针轮行星传动与

　　1）传动比范围大，单级摆线针轮行星传动传动比为  11­119，这要比普通机械传动

　　的传动比范围大的多，两级摆线针轮行星传动的传动比为  121­14161，如果多级传动，

　　2）同时啮合齿数多，理论上啮合齿数可以有总齿数的二分之一，运转平稳，传递

　　3）传动效率高，由于是滚动接触，所以摩擦损失小，所以传动效率要比其他传动

　　构，输出采用传动的销轴式  W  机构股体积明显偏大。与通用摆线针轮行星传动相比，

　　小型摆线针轮行星传动由于其使用场合的特殊性，要求他体积小、重量轻，并具有较强

　　扭矩传递能力。本课题研究的超小型两级摆线针轮行星传动减速器，要求具有极小的轴

　　向尺寸，并能实现大传动比的传动，其次该减速器的驱动具有稳定大扭矩输出的特性，

　　针对这些要求，本课题结合通用摆线针轮行星传动减速器具有传动比大、输出扭矩大、

　　效率高、运转平稳的特点，综合其传动优势，决定采用两级摆线针轮行星传动。根据超

　　小型两级摆线针轮行星传动减速器的特殊要求，重新进行了结构设计，具体技术措施如

　　2）根据相对运动原理，人为地将输出柱销从原来的输出轴上移动到摆线轮上，并

　　取消柱销套，而销孔则设计在输出轴上，这样设计即有利于零件的加工，又有利于整体

　　3）内齿针齿轮取消针齿结构形式，采用圆弧齿廓，这样可以保证细微加工精度，

　　由于和通用的摆线针轮行星传动减速器相比，采用圆弧齿廓内齿轮结构，即针齿和

　　针齿壳做为一体，和传统的二支点，三支点结构相比，可以完全避免圆弧内齿廓的弯曲

　　破坏和弯曲刚度过低引起的破坏。由于取消了针齿套，所以传动效率稍有降低。另外，

　　4）由于传动部分所占重量比例不大，因此增加了和电动机直接相连的壳体，壳体

　　5）超小型摆线针轮行星传动减速器其他主要零件三维造型图如图 2-3 至图 2-5 所

　　图 2-3 二级超小型摆线针轮行星传动减速器摆线 二级超小型摆线针轮行星传动减速器法兰的结构图

　　根据上述对超小型两级传动摆线针轮行星传动减速器的结构分析，初步绘制出超小

　　1、输出法兰II  2、端盖  3、微型轴承  4、微型轴承  5、微型轴承  6、偏心体

　　一级摆线针轮行星传动可以实现传动比范围为 11 至 119。当传动比小于 17 时，可

　　以根据要求采用二齿差结构，传动比大于等于  43  时，针齿可以采用抽齿结构。两级小

　　型摆线针轮行星传动减速器的外形尺寸和一级传动相比较体积并没有增加多少，而输出

　　转速又可以达到用户的需要，减速比从121 到 14161 之间均可以实现。由于电机尺寸较

　　小，电机的输出转速比较大而用户要求减速后输出的转速较小，因此在工程使用上，两

　　级传动的应用更为普遍。本课题是设计传动比为187 的二级超小型摆线针轮行星传动减

　　摆线轮和针轮要实现连续正确地啮合，两轮节圆上的齿距必须相等。摆线轮的实际

　　初步选择宁波江北轴承有限公司生产的MF117 微型轴承，详细参数见表3­4

　　摆线轮和针轮要实现连续正确地啮合，两轮节圆上的齿距必须相等。摆线轮的实际

　　初步选择宁波江北轴承有限公司生产的MF118 微型轴承，详细参数见表3-8

　　设计超小型两级摆线针轮行星传动减速器时，为了确定齿面的接触强度、输出机构

　　销轴的弯曲强度和转臂轴承的寿命等，都需要计算摆线轮上所受的力，以保证机器的正

　　同时设计超小型两级摆线针轮行星传动减速器时，既要保证减速器的尺寸尽量小，

　　摆线针轮行星传动中标准的摆线轮和针齿啮合时没有间隙，理论上有半数针齿与摆

　　线轮同时啮合传力，但实际上，为了补偿尺寸链误差、保持合理的侧隙便于润滑、保证

　　拆装方便，更为了获得传动所需要的合理齿廓，对标准的摆线轮必须进行修形，修形后

　　的实际摆线轮要比理论摆线轮少小些，本设计采用正等距+负移距的组合修形方法对摆

　　摆线轮在工作中主要受三种力：内齿轮圆弧齿廓与摆线轮轮齿啮合的作用力；输出

　　机构销孔对摆线轮的作用力；转臂轴承对摆线轮的作用力（作用力中一般不计摩擦力）。

　　由于摆线轮与内齿轮在啮合传动过程中是多齿啮合，因此，摆线轮轮齿与各圆弧齿

　　廓之间、以及摆线轮上柱销与输出机构上销孔之间的载荷分布较复杂。除了受接触变形

　　影响意外，还受制造误差、啮合间隙等的影响。为了便于分析，假定传动中没有装配间

　　在标准齿形摆线轮与针轮处于理论上的无隙啮合时，同时啮合的齿数约为摆线轮齿

　　利用式(4­4  4­6)，分别求出 与 作用时，受力最大的这对齿在接触点公法

　　其中， 为摆线轮与针轮齿材料的泊松比，二者材料相同均为GCr15， 。 为