活齿传动是一种由K-H-V少齿差行星传动演化而成的新型齿轮传动。滚柱活齿减速器是在谐波减速器和摆线针轮减速器的基础上演化、派生出的一种新型减速器。由于其独特的原理和优越性能,有关活齿减速器问题的研究得到了普遍的重视。本文对活齿传动的文献进行了分析和综述,对滚柱活齿减速器的传动性能进行了研究,为实现大传动比提出串接多级滚柱活齿减速器的设想。对于某些较大传动比要求的减速器,可以通过增加较少的轴向尺寸,而大大缩短径向尺寸,满足不同结构的设计需要。双级减速器除了存在单级的传动问题以外,还有外形尺寸协调、传动比分配、功率流分流及机构平衡等问题。为了解决上述问题,对双级滚柱活齿减速器进行了理论推导与研究,用优化理念设计出一台双级滚柱活齿减速器。 本文根据齿轮啮合原理对活齿减速器齿形理论及运动作了分析,推导了偏心轮、活齿及中心轮接触线的啮合方程。对中心轮齿形曲线的特性进行了分析,并推导了中心轮内齿圈相对速率方程,简化了减速器设计过程。本文还对减速器的受力性能进行了研究,对各构件的受力状况进行了一系列分析,提出来各主要零件的应力计算公式和强度计算公式,并探讨其最佳受力状态,为后面双级活齿减速器的设计奠定了基础。 对双级滚柱活齿减速器进行了理论研究,分析了其各种连接形式,并推导出各种不同连接形式减速器的传动比、传动效率和受力的计算公式。应用功率流方法对双级滚柱活齿减速器功率分流情况及其对效率的影响进行了分析。 研究了双级滚柱活齿减速器的优化设计问题。给出优化设计数学模型及优化设计方法。尺寸确定以后,对各构件进行了计算机辅助设计,在三维软件平台上进行实体建模,并提出了建造虚拟样机的设想。为解决加工中的实际问题,本文对加工难度最大的中心轮重点进行了计算机辅助设计,首次在数控机床上完成中心轮齿廓曲面的加工程序编写,突破了传统的加工方法需要专用机床和夹具的限制。 总之,本文在整个研究过程中本着设计为先、生产制造可行的原则,对双级滚柱活齿减速器机构的主要设计问题给予论证,并对其加工制造方法进行了探讨,为深入进行此项研究奠定了一定的基础。