機械專業外文文獻翻譯-外文翻譯--采用表面微加工技術制造微型行星齒輪減速器

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附錄  附錄一  英文材料   a in in  is so of is of To of of   is is in is to 62:1 is an of in a   a b c d n of of  of  of  of   he in to in it is to a of on a a an of 1]. is so to 2 et [2] to a or a to by  be is to [3] to a 00, be of by 4] is in is of a of a [5]. to it is in by 5]in to a of of be at of of it to 7]et [7] an 2:1. of a 2,985,984:1 at of at is in It be to of of of in of An of to is to or  of at as 1]. of is  000,  is 1]). of is of a, b, c, d, of is An is a, by to d, is as an if in b, at at in in to b, c, d, is so a 3K 1]. he of  of an 4].  is be by is of  is a 5 is  , 1]). in is is to  c,  a,  c, is in to is to is so 2]. of is to a is to to is to of on at to of is is to  is on of  to so is to  is of in he is as of of a 10:1 an of in be to  of a of of or of be of of P (). ,   is of a, b, c, d in a of ], 2, 29, 69, 2 62:1 2). et [7] a 12:1 is of of et [7] to be in an of an of is of of a is .  of 162n, 7], 12n, as a of  n. is in so of in a of is of 500 m2 in a he by an in an of of to is be 62:1 in be in be of is 7]. a a of to be of  is to be by he r. ui to . K., A., “53- 60 (1991). 2. K., T., M., Y., “ 4., 3, 2861999). 3. H., K., N., N., “a  31702000). 4. “ (2000) 5. T. W., J. J., M. S., S., J. J., “, 999 (1999). 6. J. J., S. L., G. F., M. S., P. J., “by  178(1996). 7. M. S., S. S., S., G. F., “ of 4561998). . of  . A of . of as a of of 中文翻譯           采用表面微加工技術制造微型行星齒輪減速器  摘要  這篇文章論述了一種結構緊湊、傳動比高的微型行星齒輪減速機構。這種機構的加工方法采用桑迪亞國家實驗室研發的過度平面的多極微機電系統技術去除整體結構的冗余部分，而且這種設計原理已經得到承認。為了充分利用表面微加工技術，我們在設計加工這種行星減速齒輪時，需要使用安裝在芯片上的微電機。我們將計算這種齒輪預期的減速比，并 把它與傳統的鏈傳動和齒輪傳動相比較。在這篇論文中演示的微行星輪占用較少的空間，消耗較少的材料，減速比卻有望達到 162： 1。這比以前的論文中設計的減速器的傳動比要高的多，簡直是一個神話。  關鍵字：微機電   行星齒輪   減速器    表面微加工    過度平面的多極微機電系統的加工（簡稱為 ）  術語：  定）  轉）  ? 介紹  在微機 電系統中的齒輪結構通常希望用來在微小的體積內產生較大的扭矩。但是沒有較大重量的減速器，往往是很難達到這樣的目的。研究發現擁有微行星齒輪的減速機構能夠在狹小的空間內增加扭矩，這好像有點自相矛盾。這是因為微行星齒輪系統能在每單位體積內產生更大的傳動比。然而它的結構是如此的復雜，以至于我們很少嘗試將齒輪系統微型化。 及他的小組成員曾經用類似的行星齒輪結構來驅動一個機器人，并使它在  直徑為一寸的鋼管里前后移動。他們利用一個馬達來驅動高傳動比的齒輪機構，通過微電線的放電加工技術能夠實現這種齒輪機構的精 確加工。但是這些部件應該在裝配驅動馬達之前安裝在齒輪箱上。 人也用這種技術制造了微行星齒輪。他們建議用特殊的含陶合金和高碳鋼作為最佳選擇材料。當這種齒輪系統的傳動比達到 200的時候，才可以安裝馬達并使之驅動。為了實現用芯片的方法來實現行星齒輪的驅動，在研究中我們采用 方法來加工微行星齒輪。 過程是唯一可以實現 對于總數為五層 (其中一層為地平面 )的硅中釋放四層的鑄造過程由于這個原因，它經常被用來通過安裝在芯片上的電子執行器來驅動復雜的齒輪機構。然而 , 在許多情形 ,微 電機不可能提供充足的轉力矩來驅動機械負荷 ,因為它們的靜電梳的典型驅動只產生幾十微牛頓的力。幸運的是 ,這些引擎能容易地達到每分鐘幾萬轉的速度。這就使將轉矩轉化為速度變成是可行的。羅杰等人設計了二個傳動比為 12： 1的雙重的水平齒輪。如此六個這樣的模組的傳輸集合在以占據極大的空間為代價的前提下可以達到 2,985,984:1的傳動比。為了達到結構緊湊，同時達到高傳動比的目的少比 , 行星齒輪系統將被作為研究對象。根據作者的認識，它將會是第一個使用表面微加工原理設計的行星齒輪結構。我們還將闡述行星齒輪的操作規則，加工過 程和希望達到的行星齒輪系統的性能。  操作原則  使用齒輪傳輸轉矩的其它可行的方法是將一個或者多個的齒輪 ,也就是 , 行星齒輪 ,在另一個齒輪的外面旋轉 ,也就是太陽輪。按照傳統的尺寸設計的行星齒輪減速器是使整體結構緊湊的常用的傳輸系統。圖 1是上述的行星齒輪的示意圖。自從用 以來 ,圖（ 1）可以通過軟件自動產生 (附 [1])。一個完整的行星齒輪系統是由六個齒輪組成的 : 一個太陽齒輪  a，三 個行星齒輪  b，一個固定的內齒圈  c,一個旋轉的內齒圈  d,和一個輸出齒輪  e。除了行星齒輪之外 ,每個齒輪的齒數都不相同。  太陽齒輪  與微引擎連接的機械手驅動。內齒圈  d,被視為輸出齒輪。舉例來說 ,如果機械手驅動太陽輪按照順時針方向方向旋轉 , 那么行星輪  b, 將繞著它們自己的軸按照逆時針方向宣戰，同時也將繞著太陽輪按照順時針方向的方向旋轉，這樣就形成了行星運動。  由于多個行星齒輪 以旋轉的內齒圈 也被叫做 3 加工過程和結構 測試  程序的特征體現了硅層結構、電解聚乙烯 , 以及傳統的集成電路處理等技術水平的四個層次。 技術尤其適應于齒輪機構。行星齒輪機構由芯片上的微引擎驅動，而且這也是采用 技術的另一個理由。  因為桑迪亞程序是一款眾所周知的程序  ,所以我們只簡要的作些解釋。圖 2是圖  1的截面視圖 ,也是由 1]設計產生的，其中截面中的不連續的部分是為了鉆孔而設置的。聚乙烯 1(灰色 )用來制造輪轂以及固定的內齒圈c,太陽齒輪 a,旋轉的內齒圈  c,而輸出齒輪是由聚乙烯 2制造 的。圖  設計軟件產生的行星齒輪機構的視圖  附錄  [2]是描述測試結構的圖形。因為這篇文章的主旨是介紹一種齒輪減速機構 ,所以我們將整個行星齒輪系統分解成各個組成部分，以檢測它的性能。第一個測試結構是驅動太陽齒輪的機械手 ,如前述，這個機械手是由芯片上的引擎驅動的，所以機械手的角速度是由引擎的輸出速度決定的。  第二個測試結構描述的是太陽輪和行星輪與固定的內齒圈嚙合的點。因為事實上內齒圈是固定的 , 所以行星輪將太陽輪輸入的轉矩傳到固定的內齒圈，因此這個過程并沒有經過行星運動。也就是說，行星輪 只繞它自己的軸轉動，而沒有繞太陽輪轉動。第三個測試結構是旋轉的內齒圈，它安裝在固定的內齒圈的頂端上，行星輪開始繞太陽輪旋轉，這樣就可以實現行星傳動。因此 ,一但輸出齒輪被安裝到旋轉的內齒圈，也就是最后一個測試結構，整個減速系統完成。將行星齒輪成拆解成三個測試結構的過程中允許齒輪系統存在極微小的誤差。  解決程序和預期的表現  傳動比被定義為驅動輪和被驅動輪之間的角速度之比。高傳動比意味著將速度轉化為轉矩。舉例來說 , 一個傳動比為 10:1的齒輪可以按照一定的數量級增加轉矩。因為行星輪系的齒輪要保證相互之間嚙合，除了 行星齒輪，所以齒輪模數的設計應該遵從一定得限制。舉例來說，太陽輪的齒數加上固定的或者旋轉的內齒圈的齒數應該等于行星輪齒數的整數倍星，  P(可以為 1)。 果 P=2,應該首先觀察 P=1的情況  。  N 是對應齒輪的齒數。   N s c ( 1 ) (2) 行星輪系的齒輪 a、 b、 c、  這是可以與現在的齒輪減速器相比較的模數，而齒數分別是 12,29,69,和 72。因此根據等式（ 2）可知，輪系的傳動比為 162:1。根據羅杰等人的報告，他們設計出傳動比為 12:1的減速器，但是要比行星輪系減速器的傳動比小一個數量級。雖然羅杰等人設計的減速器尺寸大約達到   2  但是本文的行星齒輪減速器設計大約可以達到 2 因此 , 行星齒輪減速器設計的傳動比能夠達成更高的數量級，同時占用更少的空間。因為減速器是由數個部分組成，所以圖 3充分顯示了使用行星齒輪系統的優點。  圖 3利用數字的功能來顯示本文提議的行星齒輪機 制，也就是  與桑迪亞齒輪系統，也就是 之間的比較?？v坐標以較大的比例單位作圖來顯示兩者之間的區別是很顯然的。  舉例來說 , 在一個由 5個部分構成的組件中，兩組之間的區別大約達到 610 。此外 ,在這個由五個部分組成的減速器因為采用了行星輪系，面積減少了 8500   。  結論和討論  我們首先討論了利用表面微加工技術制造的行星齒輪減速系統，它是由 芯片上的引擎驅動的。這種減速器系統在傳動比方面比早先設計減速器提高了一個數量級。然而 ,由于表面的摩擦和反作用力在齒輪制造加工過程中是不可避免的。11??所以在實際情形中，減速器的傳動比可能比  162:1 要小。即使在實際情形中一些可能的損失被考慮 ,減速器的傳動比還是應該比以前的設計提高一個數量級，而占據的空間會小很多。作者在設計過程中學習了許多關與微表面加工有關的知識，而且發現許多設計需要再研究和改正。當畫這些設計得截面視圖時，這些知識已經變得很熟悉了。因為我們利用了基于 的先進的設計工具軟件包并確定 了設計規則 ,行星齒輪的設計為制造加工做好了準備。我們希望這種行星齒輪減速器能夠被研究人員繼續更新、完善。