三環(huán)減速器的結構原理

《三環(huán)減速器的結構原理》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《三環(huán)減速器的結構原理（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、三環(huán)減速器設計 第一章緒 論 三環(huán)減速器是少齒差行星齒輪傳動中的一種。 它由一個外齒輪與一個內齒輪組成一對內嚙合齒輪 畐y,采用的是漸開線齒形，內外齒輪的齒數(shù)相差很小(通常為 1、2、3或4),故簡稱為少齒差傳動。 三環(huán)減速器是由重慶鋼鐵設計院陳宗源高級工程師在 1985年申請的發(fā)明專利，它以其適用與一切功 率、速度范圍和一切工作條件的優(yōu)點而受到了廣泛關注。 1.1三環(huán)減速器的概況： 齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著， 是一種不可缺少的機械傳動裝置。 當前減速器普遍 存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本 處于領先地位，

2、特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動 形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報導，日本住友重工研制的 FA型 高精度減速器，美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動原理和結構上與本項目類似或相 近，都為目前先進的齒輪減速器。當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及 使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構 上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的岀現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結構，也是大力開拓 的形式，并已生產(chǎn)多種結構形式和多種功率型號的產(chǎn)品。 目前

3、，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。 在醫(yī)療、生物工程、機器人等領域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動 機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應用前景遠大。 1.3課題研究意義： (1 )減速比大，三環(huán)式單級減速比為 11到99,雙級傳動比達9801。普通外嚙合齒輪減速器單級減速比最 大為10。 (2) 體積小重量輕，外嚙合齒輪只在一點捏合，接觸應力是影響傳動的瓶頸，三環(huán)式三點嚙合，接觸處兩 齒輪曲率半徑在同側，尺寸接近，接觸面積大，接觸應力小，設計是用不著核算接觸應力，只要彎曲 應力夠就行了，由于三環(huán)式中間外齒輪齒數(shù)較多，其抗變曲性能也較，據(jù)有關資

4、料介紹同扭矩的減速 器，三環(huán)式重量只有普通減速器的 1/3，體積只有1/4。這里無疑有巨大的經(jīng)濟效益。 (3) 承載能力高，軸承壽命長。由于采用少齒差內嚙合傳動，三環(huán)式除了三點嚙合外，在過載時由于齒的 彈性變形，會有很多齒同時工作，所以齒輪的承載能力較高；另外由于接觸應力小，有利于潤滑，三 根軸上的載荷都呈120度角均勻分布，轉臂軸承位于內齒圈外，起布置空間大，所以軸的彎曲應力小， 主軸承載小，有利于承受過載載荷，因而轉臂軸承的壽命較高，可達到 2萬小時以上。 (1 ) 4）制造容易、成本低，由于對接觸強度及彎曲強度都要求不高，軸的應力也較一般的低，所以對材質、 熱處理無特殊要求

5、，調質就可以了，齒輪精度一般為 8 級，能生產(chǎn)原少齒差的制造廠都能生產(chǎn)。對于 采用 7 級精度齒輪的這種減速器，其傳動誤差可在 1左右。 5）精度高。由于三片內齒輪同時與外齒輪嚙合，誤差可以相互彌補，所以整機精度高。 6）適應性廣。根據(jù)不同的應用場合，可以制成臥式，立式，法蘭聯(lián)結式等各種結構形式。 7）軸向尺寸小，徑向尺寸大。有兩根高速軸，可以單軸輸入，也可以雙軸輸入。輸入軸與輸出軸平等， 而且中心距與齒輪參數(shù)無關，根據(jù)需要設計。 第二章 三環(huán)減速器的建摸與分析 三環(huán)減速器是一種利用三相并列雙曲柄機構來克服死點的少齒差行星齒輪減速器，具有傳動比 大、適用范圍廣、承載能力強、重量輕、傳動

6、效率高、軸承受力小、壽命長等許多獨特的優(yōu)點，在各 行業(yè)得到了廣泛的應用。但是由于三環(huán)減速器問世時間短，缺乏全面完整的理論分析和實驗研究，在 設計中只能以類比法或借助于簡化模型進行計算，使得產(chǎn)品的性能不穩(wěn)定，設計參數(shù)偏大，造成材料 沒有得到最充分的利用，影響了這種傳動形式的進一步發(fā)展。本文應用位移協(xié)調原理，從系統(tǒng)變形的 角度，建立了三環(huán)減速器的動力分析精確模型，并對三環(huán)減速器進行求解，研究了各種因素對其動力 特性的影響，為正確設計三環(huán)減速器提供了科學的理論依據(jù)。 2.1 三環(huán)減速器的傳動原理 2.1.1 三環(huán)減速器的組成及工作原理 三環(huán)減速器是由平行四邊形機構和內嚙合齒輪機構組成的復合傳動

7、機構。 圖 2-1 和圖 2-2 是偏置 式三環(huán)減速器的結構和傳動簡圖。兩根互相平行且各具有三個偏心軸頸的高速軸 2和 3，動力通過其 中任一或兩軸同時輸入，有動力輸入的曲柄軸稱為輸入軸 2 ，無動力輸入的曲柄軸稱為支承軸 3。平 行四邊形機構的曲柄 6 和 7 一般制成偏心套的形式，其結構見圖 2-3 ，平行四邊形機構的連桿上帶有 內齒輪，稱為內齒環(huán)板 1，圖 2-4 是它的結構圖。 輸出軸 4和外齒輪 5 通常制造成為一體成為齒輪軸。 當輸入軸 2旋轉時，由偏心套曲柄 6 和7 帶動的行星輪內齒環(huán)板 1 不是作擺線運動， 而是通過一雙曲 柄機構（ 具有偏心軸頸的高速軸 ） 引導作圓周平

8、動，三片并列的連桿行星齒板（即內齒環(huán)板 1）通過軸 承裝在高速軸 2 和 3 上且與外齒輪 5 相嚙合輸出動力，嚙合的瞬間相位差為 120。 2.3 三環(huán)減速器的變形協(xié)調原理 三環(huán)減速器的整機結構中存在著過約束，運動鏈不滿足靜定條件，機構受力無法用剛體力學方 法完全確定，必須通過引進機構的變形協(xié)調條件，將機構轉化為受力、變形等效的結構件，建立起三 環(huán)減速器的動態(tài)分析模型才能求解全部的未知量。 研究三環(huán)減速器各相機構之間的位移協(xié)調原理，就是找出各相機構之間的位移滿足的關系。取 整個機構為研究對象，把它看作是具有廣義間隙的多相子機構系統(tǒng)組成的閉環(huán)彈性機構。將高速軸、 低速軸看作剛體，將行星軸承、內齒環(huán)板等看作彈簧組成一彈性傳力系統(tǒng)，若將各構件用彈簧代替， 則該閉環(huán)彈性機構可表示為彈簧系統(tǒng)模型，如圖 2-11 所示。各軸是理想的剛性軸，為便于理解可用 等效并聯(lián)彈簧系統(tǒng)圖 2-12 來表示。 3 )