外摆线针轮行星传动系的设计与加工[外文翻译].doc

附件C：译文

外摆线针轮行星传动系的设计与加工
頼大溪
（国立虎尾科技大学 车辆工程系 台湾 虎尾云林63208）

摘要 本文提出了一种设计外摆线针轮行星传动系的数学模型和设计方法，它是基于坐标变换理论，包络线理论以及共轭曲面理论，由此推导出齿轮啮合方程，同时根据等距曲线原则得到加工刀具的路径。此外，还开发了一个程序以处理求解啮合方程和共轭曲面方程。由此，我们可以就得到外摆线的轮廓。然后，这些数据就可以用来通过AutoCAD和Pro/E(一种计算机辅助设计软件) 分别来绘制和构建外摆线行星齿轮的二维图形和三维实体模型。这些CAD数据就可以用来生成加工代码，在本文中我们采用线切割机。已加工成型的零件表明这种设计方法和加工过程是可行的。该设计方法和加工过程适合于应用CAD和CAM技术的工业领域。
关键词：CAD，摆线传动，几何设计，实体造型
1. 引言
摆线针轮行星传动系由于其比行星齿轮系具有承载能力高，重量轻，大传动比等特点，以及其在单级减速器中优越的机械性能，使得它在19世纪30年代至今一直是被普遍使用的减速器装置[1]。摆线针齿轮行星传动在工业中广泛应用于速度和转矩变换以及精确指向方面，因为在这些应用中，单级减速器具有高效率，高传动比和结构紧凑等优点。然而，由于加工过程中的误差，致使摆线针轮行星传动会产生齿侧间隙，这就降低了其稳定性，固有频率和抗振性能，特别是在高速运行中这种现象尤为明显[2]。如果将摆线针轮制造成理想尺寸，就不会有齿侧间隙产生，所以在摆线针轮加工中保证制造精度显得尤为重要。外摆线行星齿轮是摆线针轮传动系中的一个关键的部件，由于它具有形状复杂的表面，必须通过特种加工方法加工，诸如电火花加工，数控机床加工或者其他一些现代加工方法。此外，对于一个复杂的零部件，最好使用具有强大信息技术功能的加工工具和先进的制造技术进行加工制造。本文就介绍了基于这种方法用于几何设计和计算机辅助设计制造工作所取得的成果。
在齿轮设计和生成共轭啮合单元中最需要关注的是共轭曲面的几何形状，齿轮啮合原理和共轭曲面的生成理论在此前已经有相关研究[4-8]。包络理论已经应用于齿轮驱动系统和啮合单元的研究。Litvin和Feng[13]使用微积分几何学生成了摆线