三環(huán)減速器設(shè)計(jì)CAD圖紙和說明書

資源目錄里展示的全都有預(yù)覽可以查看的噢，，下載就有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：11970985 可咨詢交流】====================喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：197216396 可咨詢交流】==================== 一． 三環(huán)式變速傳動(dòng)設(shè)計(jì)介紹 我們所設(shè)計(jì)的三環(huán)減速器是一種新型通用的減速裝置，是屬于K-H型少齒差行星齒輪傳動(dòng)中外置偏心軸形式的一種。 本發(fā)明提供了一種減速(或增速)傳動(dòng)裝置，本發(fā)明專利獨(dú)創(chuàng)了“平行軸——?jiǎng)虞S”傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其產(chǎn)品由一根低速軸、二根高速軸和三片傳動(dòng)環(huán)板構(gòu)成。兩根高速軸保持三片環(huán)板呈 120°相位差作平面運(yùn)動(dòng)，并與低速軸上的齒輪內(nèi)接，通過多對(duì)齒與齒或針銷與齒相嚙合，形成大的傳動(dòng)比，同時(shí)能經(jīng)受較高的荷載與過載。該專利的通用產(chǎn)品，簡(jiǎn)稱三環(huán)減速器，同現(xiàn)有的減速器相比，比相同承載能力的普通多級(jí)圓柱齒輪減速器的體積小1／3～1／2；質(zhì)量輕1／2～1／3；比相同體積的擺絲針輪減速器的承載能力多50%；比相同功率蝸桿減速器效率高10～35%；比硬齒面減速器造價(jià)低50%以上。此種減速器是節(jié)材、節(jié)能的新型通用減速器 ，其構(gòu)造原理正確，結(jié)構(gòu)新穎。該裝置采用“平行軸”——?jiǎng)虞S”傳動(dòng)，兼有二者的主要優(yōu)點(diǎn)，具有承載能力高、傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量輕、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、可以由幾個(gè)軸端同 時(shí)傳遞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn) 。 該型減速器的基本型構(gòu)造組成如下圖所示，其中兩根互相平行且各具三個(gè)偏心的高速軸1為輸人軸，動(dòng)力通過其中任一軸或兩軸同時(shí)傳輸，三片傳動(dòng)內(nèi)齒圈2通過轉(zhuǎn)臂軸承6裝在兩根高速軸上，一根帶齒的低速軸3(輸出軸)與高速軸平行，各軸均通過軸承4支承在機(jī)體5上，內(nèi)齒圈與低速軸的外齒嚙合運(yùn)動(dòng)，形成大傳動(dòng)比。三片內(nèi)齒圈同時(shí)與低速軸嚙合，嚙合的瞬時(shí)相位差呈120度角。高速軸與低速軸的回轉(zhuǎn)方向相反。 二．傳動(dòng)原理 其基本型主要由一根低速軸，二根高速軸，和三片傳動(dòng)環(huán)板構(gòu)成。各軸均平行配置。相同的兩根高速軸帶動(dòng)三片傳動(dòng)環(huán)板呈1200相位差作平面運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)環(huán)板內(nèi)圓與低速軸的外圓內(nèi)接，通過齒與齒或針銷與齒相嚙合，形成大傳動(dòng)比。各軸的軸端可以單獨(dú)或同時(shí)傳輸動(dòng)力。該傳動(dòng)裝置因采取簡(jiǎn)巧獨(dú)特的“平行軸-動(dòng)軸”三環(huán)式傳動(dòng)原理，基本構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)和受力均衡，又充分地運(yùn)用了功率分流和多齒內(nèi)嚙合，故具有外形小，傳動(dòng)比大，承載能力強(qiáng)、過載性能好，效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)及多軸端傳輸動(dòng)力，制造與維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。 三環(huán)減速器基本型的工作原理如圖所示，由一根具有外齒輪套接的低速軸1、二根由三個(gè)互呈120度偏心的高速軸2和三片具有內(nèi)齒輪的環(huán)板3組成。減速時(shí)，高速軸2作為輸入軸，帶動(dòng)環(huán)板3上的內(nèi)齒輪做平面運(yùn)動(dòng)，靠?jī)?nèi)齒輪與低速軸1上的齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)大速比。齒型一般為漸開線齒型，各輸入軸的軸端可單獨(dú)或同時(shí)輸入動(dòng)力。 如要求增速，則軸1（外齒輪軸）作輸入軸，軸2作輸出軸。其傳動(dòng)比的計(jì)算公式為： i＝- z2／(z2-z1) 式中 zl——外齒輪齒數(shù)； z2——內(nèi)齒輪齒數(shù)； 負(fù)號(hào)表示回轉(zhuǎn)方向相反，三片內(nèi)齒圈類似于3個(gè)行星輪，因由外齒輪直接輸出，故沒有一般行星齒輪傳動(dòng)的行星架或少齒差傳動(dòng)的輸出機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，卻仍保留了同軸線動(dòng)軸傳動(dòng)減速器的傳動(dòng)比大和結(jié)構(gòu)緊揍的特點(diǎn)。 如圖，中間是節(jié)圓直徑為dl的外齒輪，軸線是固定的，外齒輪只能繞ol抽回轉(zhuǎn)，與外齒輪嚙合的是節(jié)圓直徑為d2的內(nèi)齒環(huán)，內(nèi)齒環(huán)用滾動(dòng)軸承裝在兩根倔心軸上，兩根偏心軸的軸線在o2和o3兩點(diǎn)，兩軸的偏心距相同為r2＝d3／2，偏心的方向也相同，內(nèi)齒環(huán)和兩根偏心軸組成平行四連桿機(jī)構(gòu)如圖，當(dāng)偏心軸回轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)齒環(huán)作平動(dòng)，齒環(huán)上任何一點(diǎn)都有相同的軌跡和速度，內(nèi)外齒輪直徑與偏心距之間有下列關(guān)系： d3＝d2一d1 但外置偏心軸少齒差行星傳動(dòng)，各參致限制條件較多，計(jì)算極為復(fù)雜，如果參數(shù)選擇不當(dāng)，不能滿足全部的限制條件，就會(huì)發(fā)生種種干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致三環(huán)減速器質(zhì)量差、壽命短。為了保證內(nèi)嚙合傳動(dòng)的強(qiáng)度和正確嚙合，避免內(nèi)齒輪副干涉，必須通過大量計(jì)算、比較來選擇得到最佳的方案。 ηa－三環(huán)減速器的嚙合效率 ηa=1/(1+|(1-i)|(1-ηg)) ηg---定軸輪系漸開線少齒差內(nèi)齒輪副的嚙合效率 ηg=1-πfg(1/z1-1/z2)(ε2f+ε2a+1-εf –εα) 取fg=0.05, 嚙入重合度εf=z2(tg a’- tg a2)/(2π) 嚙入重合度εf=z1(tg a1- tg a’)/(2π) 三． 結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn) N型內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理 　　漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)按傳動(dòng)形式可分為N型（KH型）和NN型（2KH雙內(nèi)嚙合型）兩類，N型內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)形式之一——三環(huán)減速器，如圖1所示:兩根互相平行且各具有3個(gè)偏心軸頸的高速軸3，動(dòng)力通過其中任一軸或兩軸同時(shí)傳輸，3個(gè)傳動(dòng)內(nèi)齒輪1通過軸承2裝在軸上，外齒輪7的軸4為低速軸，其軸線與高速軸3的軸線平行，低速軸通過軸承5支承在機(jī)架6上，3個(gè)內(nèi)齒輪1與外齒輪7嚙合，嚙合瞬時(shí)相位差呈120°。其傳動(dòng)原理為輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星輪(內(nèi)齒輪1)不是作擺線運(yùn)動(dòng)，而是通過一雙曲柄機(jī)構(gòu)(具有偏心軸頸的高速軸)引導(dǎo)作圓周平動(dòng) 。 圖 1 四． 設(shè)計(jì)約束條件 1、內(nèi)齒輪頂圓應(yīng)大于基圓 2、齒頂不變尖 3、內(nèi)外齒圈不產(chǎn)生過渡曲線干涉 4、切制內(nèi)齒圈不產(chǎn)生頂切現(xiàn)象 5、內(nèi)嚙合齒輪副的置合度約束條件 6、不發(fā)生齒廓重疊干涉的約束條件（下頁(yè)圖） 7、齒輪模數(shù)的約束條件： 按模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列取值(從數(shù)據(jù)庫(kù)中選取)。 8、強(qiáng)度約束條件：在三環(huán)減速器少齒差行星傳動(dòng)中，由于內(nèi)齒田與低速釉的外齒為內(nèi)接觸，其兩齒康的曲率中心在同一方向，而且兩曲率半徑相差甚小，因此相互的接觸面積大，接觸應(yīng)力較小。所以，對(duì)于三環(huán)減速器，其主要的失效形式一股為輪齒折斷和轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞破壞，而不會(huì)產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕破壞，故在此僅需進(jìn)行齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算和轉(zhuǎn)臂軸承壽命計(jì)算，不需要驗(yàn)算其齒面接觸強(qiáng)度。 五． 單軸輸入時(shí)的受力分析 三片內(nèi)齒圈在嚙合過程中相位差僅為120度角，在一周范圍內(nèi)其受力情況是完全一樣的，故只分析其中的一片即可。取單片內(nèi)齒圈為隔離，其受力如圖2.A軸為輸入軸，任意轉(zhuǎn)角為ψ時(shí)，A軸通過轉(zhuǎn)臂軸傳遞給內(nèi)齒圈的力有FAr ，F(xiàn)At ，B軸通過轉(zhuǎn)臂軸承傳給內(nèi)齒圈的力只有FB， 方向如圖2所示，伏在同國(guó)外齒輪傳給內(nèi)齒圈的力FB ，F(xiàn)B切于基圓，指向嚙合點(diǎn)，因內(nèi)齒圓做勻速平動(dòng)，根據(jù)平面物體的靜力平衡方程可列出： ΣX = FA r cosψ+ FA t cos(90 o-ψ) + FB cosψ+Fn sin(ψ-α’) = 0 （1） ΣY = FA r sinψ+ FA t sin (90 o+ψ) + FB sinψ- Fn cos(ψ-α’) = 0 （2） ΣMA= FB sinψ×2 l + Fn sin(ψ-α’)×sin(ψ-α’) ×r b – Fn cos(ψ-α’)×[l-l*bcos(ψ-α’)] = 0 （3） 從（3）式可解得：FB=(Fn/2sinψ) ×[cos(ψ-α’) - r b/ l　] 將FB值帶入(1)(2)式得 FA t= Fncosα’ FA r= Fnsinα’ - FB = (Fn/2sinψ)·[r b/ l - cos(ψ+α’)] 當(dāng) cosα’= r b/ l 時(shí)，在ψ=0點(diǎn)，F(xiàn)B 、FAr為不定值。 從上面 FA r 、 FB的表達(dá)式可以看出若Fn為常數(shù)，當(dāng)ψ= 0 o （或360 o），180 o時(shí)， sinψ= 0 ，則FA r 、 FB趨于無窮大，此時(shí)不能傳遞力距。因而單向內(nèi)齒圈 在一周范圍內(nèi)由外齒輪傳遞給它的力Fn也是變化的。只有當(dāng)sinψ趨于零， Fn也趨于零時(shí)，才有可能使FA r 、 FB在ψ= 0 o （或360 o），180 o時(shí)取得某一定值。而判斷這些特殊點(diǎn)的極值是否存在桌需求出FA r 、 FB即可。 六． 設(shè)計(jì)計(jì)算 這種三環(huán)減速器的原動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)速是1500r/min，額定功率是8.66kw,總傳動(dòng)比是969。 分兩級(jí)傳動(dòng)，按照級(jí)數(shù)系列選?。? 一級(jí)傳動(dòng)中：i1=17 二級(jí)傳動(dòng)種：i2=57 1.一級(jí)傳動(dòng)計(jì)算 （1） 首先計(jì)算兩齒輪的齒數(shù) 按公式 Z1=I(Zb-Zg)=17×3=51 一級(jí)傳動(dòng)采用三齒差行星齒輪傳動(dòng)減速，有 Z2=Z1+3=51+3=54 又查表，按齒數(shù)差ZP=3，初選嚙合角α‘=32O,齒頂高系數(shù)ha=0.75, h*2=0.8 （2） 按此三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)尺寸，選用d2=240,從而 m===4.44 按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，選=4.5 (3)壓力角=200 （3） 標(biāo)準(zhǔn)中心距a=(z2-z1)= (54-51)=6.75 （4） 中心距a’=a=*6.75=7.48 取a’=7.5 (5)精確計(jì)算嚙合角 =cos-1(cos) =cos-1(cos200) =32.2504790 =32015’ (6)由計(jì)算法得 x1=-0.156 于是齒，根據(jù)無側(cè)隙嚙合方程可求得內(nèi)齒輪的變位系數(shù)： x2=(inv-inv)+x1 =（inv32.2504790-inv200）+(-0.516) =(0.068084-0.014964)+(-0.156) =0.063166 (7)中心距分離系數(shù) y===0.166667 (8)齒頂高變動(dòng)系數(shù) =X2-X1-Y=0.063166-(-0.156)-0.166667=0.052499 (9)分度圓直徑 d1=mz1=4.551=229.5 d2=mz2=4.554=243 (10)基圓直徑 db1=d1cos=229.5cos200=215.6594565 取db1=215.659 db2=d2cos=243·cos200=228.3453069 取db2=228.345 (11)齒頂圓直徑 da1=d1+2m(h+x1)=229.5+9(0.75-0.156) =234.846 da2=d2-2m(h-x2)=236.368 (12)齒頂壓力角 =cos-1=23.3212450=23019’ = cos-1=14.97090=14058’ (13)驗(yàn)算重合度 =[(z2-z1)tg+z1tg- z2tg] =1.502>1 (14)驗(yàn)算齒廓不重疊干涉系數(shù) 由于 cos===0.0698596 =1.5008797rad cos===0.1328702 =82.364520=1.437532rad inv=inv23019’=0.0240602 inv=0.00610828 inv=0.068084 Gs=z1(inv+)-z2(inv+)+(z2-z1)inv =0.01961178>0 由以上計(jì)算可知，所選參數(shù)完全符合要求 (15) 根據(jù)對(duì)三環(huán)減速器效率分析表查得 zp=3 =32.250 =0.9899 =0.98487 =·=0.9899·0.98487=0.975 2.對(duì)于二級(jí)傳動(dòng)采用一齒差減速 （1） 計(jì)算兩齒輪的齒數(shù) 按公式z1=i (zb-zg)=571=57 z2=z1+1=58 再查表,據(jù)齒數(shù)差zp=3初選嚙合角=530 齒頂高系數(shù)h=0.75 h=0.8 (2)據(jù)此三環(huán)減速器結(jié)構(gòu)尺寸，選用d2=400 m==6.89 按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列選取m=7 (3)壓力角=200 (4)標(biāo)準(zhǔn)中心距a=(z2-z1)=3.5×(58-57)=3.5 中心距a’=a=×3.5=5.47 取a’=5.5 (5)精確計(jì)算嚙合角 =cos-1(cos)=53.2741930=53016 (6)由計(jì)算法得 x1=-0.197 于是，根據(jù)無側(cè)隙嚙合方程可求得內(nèi)齒輪的變位系數(shù) x2=(inv-inv)+x1=(inv53016’-inv200)-0.197=0.346163 (7)中心距分離系數(shù) y===0.285714 (8)齒頂高變動(dòng)系數(shù) =x2-x1-y=0.346163+0.197-0.285714 =0.257449 (9)分度圓直徑 d1=mz1=7·57=399 d2=mz2=7·58=406 (10)基圓直徑 db1=d1cos=399·cos200=374.9373557=374.937 db2=d2cos=406·cos200=381.515204=381.515 (11)齒頂圓直徑 da1=d1+2m(h+x1)=399+2·7（0.75-0.197） =406.742 da2= d2-2m(h-x2)=406-2·7（0.8-0.346163） =399.646 (12)齒頂壓力角 = cos-1=22049‘ =cos-1=17019’ (13)驗(yàn)證重合度 =[(z2-z1)tg+z1tg- z2tg] =1.15＞1 （14）驗(yàn)算齒廓不重迭干涉系數(shù) 由 cos===-0.652986 所以=130。7671=2.282316rad cos===-0.637056 =129.5726230=2.261469rad 所以inv=inv22049’=0.0224776 inv=inv17019’=0.0095518 inv=inv53016’=0.410294 所以Gs=z1(inv+)-z2(inv+)+(z2-z1)inv=0.064>0 由以上計(jì)算得知，所選各參數(shù)完全符合要求 （15）根據(jù)我們對(duì)三環(huán)減速器效率分析表查得 當(dāng)zp=1 =53.270時(shí) =0.97745 =0.9601 ==0.97745×0.9601=0.9384 (16)確定各零件尺寸 1） 選42CrMo調(diào)質(zhì)處理，查表得 b=750Mpa []-1=75Mpa 2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初選軸的最小直徑查表得 A=95 d≥A=168.64 取d1=170mm 由于d2要裝外齒輪并且要裝滾動(dòng)軸承 d2=180mm d3=200mm 3．校核計(jì)算 一級(jí)傳動(dòng) 1選定齒輪傳動(dòng)類型.精度等級(jí).材料.熱處理方式.確定需用應(yīng)力。 此傳動(dòng)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，材料選用45鋼，利用調(diào)質(zhì)熱處理方式。擦《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（張建中編）（簡(jiǎn)稱（機(jī)基）） 表7-7 =647MPa =373Mpa HBS=229—286 由表7-9按7級(jí)精度制造 查圖7-34（a）知=1600Mpa =850Mpa 取一般可靠度SH.SF為1 故 ［］==850Mpa ［］==1600Mpa 2校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 m 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）Z1=51 Z2=54 =0.7 (表7-13) 2） T1=48.01KN.m 3） 計(jì)算載荷系數(shù)K KA=1 (表7-10) 出故V’=1m/s V’ =1*=0.51 KV=1.15 (圖7-28(a)) =[1.88-3.2(+)]cos =[1.88-3.2()]*1=1.76 K=0.9 查（圖7-29） K=1.12查（圖7-30） K=KAKVKK=1*1.15*0.9*1.12=1.16 4)查取復(fù)合齒形系數(shù)YFS Y=3.85 Y=3.5 查（圖7-32） 5） 算大小齒輪的并進(jìn)行比較 = 6)計(jì)算重合度系數(shù)Y Y=0.25+=0.25+=0.676 7)m==4.63 取m=4.5 3 幾何尺寸計(jì)算 d1=mz1=51*4.5=229.5 d2=mz2=54*4.5=243 a=(z2-z1)=(54-51)=6.75 b=0.7*229.5=160.65 b1=b2-(5--10)=150.65 4 角和齒面接觸疲勞強(qiáng)度 Z ZE=189.8(表7-11) ZH=1.5 (圖7-31) Z=864 =189.5*1.5*0.864 =849Mpa[]=850Mpa 接觸疲勞強(qiáng)度足夠 二級(jí)傳動(dòng) 1選擇齒輪傳動(dòng)類型、精度等級(jí)、材料、熱處理方式、確定需要應(yīng)力。 直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 此減速器的功率中等,可以大小齒輪都選用硬齒面。選大小齒輪的材料均為45鋼滲碳淬火，硬度為56-62HRC齒輪按8級(jí)精度制造 =900Mpa =650Mpa SH=1.6 SH=1 YX= (圖7-35) 故[]===900Mpa []===650Mpa 2按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè) 按式（7-39）計(jì)算齒輪的模數(shù) m 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1> z1=57 z2=58 =0.8 2> T1=4.801107N·M 3> KA=1.5 (7-10) 初估 V’=6m/s V’=6=3.42 KV=1.65 <> (表7-28（a）) =1.76 K=1.2 <> (圖7-29) K=1.25 <> (圖7-29) K= KA KV K K=1.5·1.65·1.2·1.25=3.71 4> 查得 YFS1=4.25 YFS2=3.98 <> (圖7-32) 5> ==0.007>==0.001 6> 計(jì)算Y Y=0.25+=0.25+=0.676 7> 設(shè)計(jì)計(jì)算 m=8.46 取m=8 3 幾何尺寸計(jì)算 d1=mz1=456mm d2=mz2=464mm a=m/2(z2-z1)=4mm b=d1=0.8·456=364.8mm 取b2=364mm b1=b2-(5-10)mm=(354-359)mm 取 b1=354mm 4 校核接觸疲勞強(qiáng)度 Z ZE=189.8(表7-11) ZH=3 (圖7-31) Z=864 =189.5*3*0.864 =898Mpa[]=900Mpa 接觸疲勞強(qiáng)度足夠 七． 效率分析及計(jì)算 現(xiàn)在來分析三環(huán)減速器的效率，三環(huán)減速器的效率主要有兩部分組成，即嚙合效率及轉(zhuǎn)臂軸承的效率。因三環(huán)減速器的嚙合效率同一般少齒差行星傳動(dòng)的嚙合效率完全一樣，在此就不再贅述。主要分析轉(zhuǎn)臂軸承的效率。 1、轉(zhuǎn)臂軸承的效率分析 三連減速器的內(nèi)齒圈每片通過兩個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承與輸入軸相連，用偏心套形成轉(zhuǎn)臂，三片的效率是完全一樣的，設(shè)A軸承受力FA=C1·Famax .B軸承受力 FB=C2·Fbmax ，由于轉(zhuǎn)臂軸承只隨轉(zhuǎn)軸作偏心運(yùn)動(dòng)，本身不自轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)臂軸承的轉(zhuǎn)速即為輸入軸的轉(zhuǎn)速為ω1，設(shè)軸承內(nèi)徑為r，滾動(dòng)磨擦系數(shù)為f,因摩擦而損耗的功率：  九． 設(shè)計(jì)總結(jié) 一、國(guó)內(nèi)外內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器的現(xiàn)狀 1.國(guó)外減速器現(xiàn)狀 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(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。 國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。 最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。 當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。 減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。 目前，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(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。 2.國(guó)內(nèi)減速器現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。 60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn) 。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。 90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。 北京理工大學(xué)研制成功的"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)外，還有著大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。 國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開展了一些工作。 二、平動(dòng)齒輪減速器工作原理簡(jiǎn)介 平動(dòng)齒輪減速器是指一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，一個(gè)齒輪在平動(dòng)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)下作平面平行運(yùn)動(dòng)，通過齒廓間的嚙合，驅(qū)動(dòng)另一個(gè)齒輪作定軸減速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)的作用。平動(dòng)發(fā)生器可采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，或正弦機(jī)構(gòu)或十字滑塊機(jī)構(gòu)。本成果采用平行四邊形機(jī)構(gòu)作為平動(dòng)發(fā)生器。平動(dòng)發(fā)生器可以是虛擬的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，也可以是實(shí)體的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)。 有實(shí)用價(jià)值的平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)為內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)，因此又可以分為內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)兩種情況。 外平動(dòng)齒輪減速機(jī)構(gòu)，其內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)外齒輪并作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。該機(jī)構(gòu)亦稱三環(huán)（齒輪）減速器。由于內(nèi)齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心設(shè)置在內(nèi)齒輪的齒圈外部，故其尺寸不緊湊，不能解決體積較大的問題。 內(nèi)平動(dòng)齒輪減速，其外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。由于外齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心能設(shè)置在外齒輪的齒圈內(nèi)部，大大減少了機(jī)構(gòu)整體尺寸。 由于內(nèi)平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高、體積小、輸入輸出同軸線，故由廣泛的應(yīng)用前景。 三、本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù) 1.本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn) 本新型的"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"與國(guó)內(nèi)外已有的齒輪減速器相比較，有如下特點(diǎn)： （1）傳動(dòng)比范圍大，自I=10起，最大可達(dá)幾千。若制作成大傳動(dòng)比的減速器，則更顯示出本減速器的優(yōu)點(diǎn)。 （2）傳遞功率范圍大：并可與電動(dòng)機(jī)聯(lián)成一體制造。 （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。比現(xiàn)有的齒輪減速器減少1/3左右。 （4）機(jī)械效率高。嚙合效率大于95%，整機(jī)效率在85%以上，且減速器的效率將不隨傳動(dòng)比的增大而降低，這是別的許多減速器所不及的。 （5）本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。 2.本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù) 由圖2可知，"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"是由內(nèi)齒輪Z2、外齒輪Z1和平行四邊形機(jī)構(gòu)組合而成的。它的傳動(dòng)原理是：電機(jī)輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外齒輪作平行移動(dòng)，其圓心的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓，與之嚙合的內(nèi)齒輪則作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)橥恺X輪作平行移動(dòng)，所以稱謂平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)。齒輪的平行移動(dòng)需要有輔助機(jī)構(gòu)幫助實(shí)現(xiàn)的，可采用（6~12副）銷軸、滾子作為虛擬輔助平動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以采用偏心軸作為實(shí)體輔助平動(dòng)機(jī)構(gòu)。 內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝是組成平行四邊形構(gòu)件的尺寸計(jì)算及其要求的加工精度、輪齒主要參數(shù)的選擇。這些因數(shù)都將影響傳動(dòng)的能力和傳動(dòng)的質(zhì)量?？偟恼f，組成本減速器的各零部件都要求有較高的精度，它們將決定著減速器的整體傳動(dòng)質(zhì)量。 3.本項(xiàng)目的概況 本項(xiàng)目已獲得中國(guó)實(shí)用新型專利，專利號(hào)：ZL95227767.0 。 本項(xiàng)目自1995年試制出第一臺(tái)樣機(jī)（功率2.5kW，傳動(dòng)比I=32）后，陸續(xù)與一些廠礦合作，設(shè)計(jì)了下面幾種不同功率、不同傳動(dòng)比的減速器。 （1）電動(dòng)推拉門用減速器，功率550W，傳動(dòng)比I=26，與電機(jī)連成一體。 （2）攪拌機(jī)用減速器，功率370W，傳動(dòng)比I=17。 （3）某軍品用的兩種減速器，一種功率370W，傳動(dòng)比I=23.5；另一種功率370W，傳動(dòng)比I=103的二級(jí)傳動(dòng)減速器。 （4）鋼廠大包回轉(zhuǎn)臺(tái)減速器，功率7.5kw，傳動(dòng)比I=64。 （5）鋼廠輥道減速器，功率7.5kw，傳動(dòng)I=11。 在本專利的基礎(chǔ)上，已研制出一種新型超大型減速器，功率可達(dá)1000kw，目前正在研制超小型（外型尺寸為毫米級(jí)）的微型減速器。 四、市場(chǎng)及效益分析 1.市場(chǎng)需求前景 同平動(dòng)齒輪減速器由于體積小，重量輕，傳動(dòng)效率高，將會(huì)節(jié)省可觀的原料和能源。因此，本減速器是一種節(jié)能型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，也是減速器的換代產(chǎn)品。 本減速器可廣泛應(yīng)用于機(jī)械，冶金、礦山、建筑、航空、軍事等領(lǐng)域。特別在需要較大減速比和較大功率的各種傳動(dòng)中有巨大的市場(chǎng)和應(yīng)用價(jià)值。 2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 現(xiàn)有的各類減速器多存在著消耗材料和能源較多，對(duì)于大傳動(dòng)比的減速器，該問題更為突出。而本新型減速器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 由于減速裝置在各部門中使用廣泛，因此，人們都十分重視研究這個(gè)基礎(chǔ)部件。不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長(zhǎng)使用壽命和提高承載能力以及降低成本等等方面，有所改進(jìn)的話，都將會(huì)促進(jìn)資源（包括人力、材料和動(dòng)力）的節(jié)省。 可以預(yù)見，本新型減速器在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中的潛力是很大的，特別是我國(guó)超大型減速器（如水泥生產(chǎn)行業(yè)，冶金，礦山行業(yè)都需要超大型減速器）大多依靠進(jìn)口，而本減速器的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)就是可以做超大型的減速器，完全可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空白，并將具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。