【正文】 有關(guān)，還與輸出機(jī)構(gòu)的形式有關(guān)。日本于 1978 年設(shè)計(jì)并制造出一臺(tái)理論重合度為 的少齒差減速器，實(shí)踐證明，該機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，國(guó)內(nèi)曾制造出過(guò) 5KN 的電動(dòng)葫蘆，采用一齒差齒輪副 Z1=41， Z2=42， m=3， 重合度為，雖然重合度小于 1，但經(jīng)幾萬(wàn)次的負(fù)載起吊試驗(yàn)，符合使用要求。當(dāng)齒數(shù)較多而齒數(shù)相差又很少時(shí)更是如此，類(lèi)似于齒輪聯(lián)軸器。39。? 的另一個(gè)原因。因 此加工時(shí)徑向干涉的嚴(yán)重性就下降了，而嚙合時(shí)如果存在徑向干涉，只是給徑向裝配帶來(lái)問(wèn)題，可以采用軸向裝配。? 也增大，這也是少齒差傳動(dòng)需要較大的嚙合角的原因之一。在漸開(kāi)線少齒差傳動(dòng)中，過(guò)渡曲線干涉次于其他干涉，通常不會(huì)發(fā)生，可以省略校核。21122 c o s 2aaaa arrr? ?? ?? 綜合上述的各種干涉分析可以得出如下幾點(diǎn) ： （ 1） 過(guò)渡曲線干涉是齒輪的齒頂與其相嚙合的齒輪或者齒刀的齒根部分的過(guò)渡曲線發(fā)生干涉。1 1 1 2 2 2 2 1( ) ( ) ( ) 0G s Z inv a Z inv a Z Z inv? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 38） 式中 ： 2 39。39。2 2 0 0 211 ( ) ( ) ( )2 ta n )(in v in vx z z z z in v in v?? ? ???? ? ? ? ? 39。12 c o s*2 c o sma zz ????； *11 )(2 i y mma h a xzr ??? ? ?，將 1ar ， 2ar 和 a 的值帶入式（ 35）可得： *39。39。 00 0 1 1 0 1 1 4 ( h a )( ta n ta n ) ( ta n ta n ) 0s in 2 xazz? ? ? ? ??? ? ? ? ? （ 26） c． 用插齒刀插制外齒輪時(shí)的根切 只要保證插齒刀齒頂圓與公法線的交點(diǎn) K1 為嚙合極限點(diǎn)，不進(jìn)入公切線（見(jiàn)圖 8）就不會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象。 02 2 0 2 0 2 4 ( h a )( ta n ta n ) 0 ( ta n ta n )s in 2a xzz ? ? ? ? ??? ? ? ? （ 23） b． 用插齒刀插制外齒輪時(shí)的頂切 用插齒刀插制外齒輪時(shí)，外齒輪齒頂圓與公法線 N0N1 的交點(diǎn) B1 為嚙合極限點(diǎn)（如圖 15）， N0B1 為插齒刀參與嚙合的最小漸開(kāi)線半徑 ： 39。2 2 00 0 0 200+ta n ta n ta nzb a zzzz? ? ??? （ 22） 式中 0b? 為對(duì)應(yīng)的 過(guò)度角。 圖 13 圖 14 用齒條刀具滾切插齒刀的情況如圖 13 所示，齒條刀具刀頂與公法線交點(diǎn) K0 為過(guò)渡點(diǎn)； N0K0 為插齒刀漸開(kāi)線 齒廓 的最小曲率半徑， N0K0= 0 0 0 0t a nbg N P K Pr ? ??。 39。0 2 0222 0 2z z zta n ta n 0 ta nzzg a? ? ??? （ 16） 插制的內(nèi)齒輪與外齒輪嚙合的情況如圖 12 所示，外齒輪齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)B2 為極限嚙合點(diǎn)，內(nèi)齒輪在該店的壓力角為 2b? ； N1B2 為內(nèi)齒輪齒廓參與嚙合的最大漸開(kāi)線曲率半徑 ： 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 第 １１ 頁(yè) 共 37 頁(yè) N1B2= 39。39。2 2 12ta n ( ) ta nb b ba rrr???? （ 10） 其中 k? 為外齒輪在極限嚙合點(diǎn)的壓力角， 39。過(guò)渡曲線干涉有以下三種情況： a． 內(nèi)齒輪與插齒外齒輪根部過(guò)渡曲線干涉 用插齒刀插制外齒輪如圖 8 所示， K1 為過(guò)渡點(diǎn)，被切齒輪齒廓上的最小漸開(kāi)線半徑為： N1K1= 0 1 1 1 0 1 0 1 2 0 1 0 039。 這種傳動(dòng)形式，根據(jù)赤露 1與齒輪 4選用的齒數(shù)不同可以預(yù)設(shè)輸入與輸出的轉(zhuǎn)向相同或不同，并且可以將齒輪搭配以使（ 24 13**Z Z Z Z? ）的很小，從而獲得比 K— H— V減速裝置大得多的傳動(dòng)比。 如圖 6 所示的傳動(dòng)形式 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 第 ８ 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 6 外齒輪 1 固定，即 ω 1=0，內(nèi)齒輪 2 與行星外齒輪 3 連為一個(gè)整體，即 ω 2=ω 3，內(nèi)齒輪 4 輸出，計(jì)算 4Hi ， 1 2 21 2 22 2 1 111 ,1H HHHH ZZii Z Zi ???? ???? ? ???， 3 2 2 4344 4 4 311H H HH H HH iZi ? ? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? 4 24313241Z*( ) 1 1HH ZZi ZZi ?? ? ? ?, 4 242 4 1 3***H ZZZZZZi ? ?(5),式中（ Z4Z3） 0, (Z2Z1)0。 圖 4 12 21 H 2211 1 ZH HH Zii ????? ???? 2 1 2 1221 ZZZHi ??? ? , 2 221ZZH Zi ??? （ 3） 由公式（ 3）可以看出， 2Z 越大， 21Z Z? 越小，則獲得的傳動(dòng)比越大，此時(shí)輸入軸與輸出軸 轉(zhuǎn)速同向。 — H— V 型（ N 型）減速裝置的傳動(dòng)比計(jì)算 如圖 3 表示 K— H— V（ N型） 減速裝置的傳動(dòng)原理，設(shè)行星外齒輪 1 的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω 1，內(nèi)齒輪 2 的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω 2，高速轉(zhuǎn)臂（偏心軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω H。 （三）按安裝類(lèi)型 安裝類(lèi)型有臥式和立式兩種。 （ 5）雙曲柄式 高速軸減速后帶動(dòng)行星齒輪，動(dòng)負(fù)荷小。 （ 2） 十字滑塊式 這種結(jié)構(gòu)形式較簡(jiǎn)單，加工方便，但是承載能力及效率較銷(xiāo)軸式低， 常用于小功率、只有一個(gè)行星齒輪的結(jié)構(gòu)中。 結(jié)構(gòu)形式 少齒差減速器的結(jié)構(gòu)型式較多，常見(jiàn)的型式 有兩類(lèi)，一類(lèi)是 K— H— V 型漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置，只有一對(duì)內(nèi)嚙合齒副，又稱(chēng)為 N 型減速裝置；另一類(lèi)是 2K— H型雙內(nèi)嚙合正號(hào)機(jī)構(gòu) 漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置，它有兩對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副，又被稱(chēng)為 NN 型減速裝置。整個(gè)傳動(dòng)部分包括：輸入，減速，輸出三個(gè)部分。把構(gòu)件 V 固定，轉(zhuǎn)臂 H 主動(dòng)，中心輪ｂ輸出，如圖 2（ｂ）所示。 綜上所述，少齒差行星齒輪傳動(dòng)就國(guó)內(nèi)水平來(lái)講，其性能已達(dá)到擺線針輪減 速器的水平，其精度已與諧波減速器相仿，而且加工方便，結(jié)構(gòu)形式多，速比范圍廣，能適應(yīng)各種機(jī)械的需要，是一種很有發(fā)展前景的傳動(dòng)裝置。這種傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比范圍大，制造成本低、機(jī)械性能好，有廣闊的應(yīng)用前景。依產(chǎn)品來(lái)劃分，可將其分為通用系列減速器和專(zhuān)用配套型（或?qū)Ｓ谬X輪裝置）兩種。 直 到 70 年代少齒差減速裝置才得到較多單位的研制，制造和使用。例如通信設(shè)備，導(dǎo)彈與火箭發(fā)射裝備等等。 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、承載能力大 由于是內(nèi)嚙合傳動(dòng)，兩嚙合輪齒一為凹齒、一為凸齒，兩者的曲率中心在同一方向，曲率半徑又接近相等， 因此接觸面積大， 使輪齒的接觸強(qiáng)度大為提高 ；又因采用短齒制，輪齒的彎曲強(qiáng)度也提高了。對(duì)于 2K— H雙嚙合正號(hào)的減速裝置，其傳動(dòng)比可達(dá) 50～ 1000,或者更大。 對(duì)少齒差行星齒輪減速器的研究具有重要的實(shí)際意義，普通的齒輪減速器傳動(dòng)比小、體積大、機(jī)械性能差而且工作壽命 較短，相比之下，研究設(shè)計(jì)少齒差行星齒輪減速器對(duì)提高傳動(dòng)裝置的總體機(jī)械性能、機(jī)械效率非常重要，更 進(jìn) 一步說(shuō)，會(huì)帶來(lái)較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效 益。 目前，國(guó)內(nèi)外的減速器種類(lèi) 繁多，但普通的圓柱齒輪減速器由于 體積大，機(jī)構(gòu)笨重，而且在傳遞大的傳動(dòng)比時(shí)效率較低等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，因此，設(shè)計(jì)研究具有體積小、效率高、重量輕的新型減速器就呈現(xiàn)在各國(guó)工程技術(shù)人員面前。如今已在國(guó)防，冶金，礦山，紡織，食品，輕工，儀表制造，起重運(yùn)輸以及建筑工程等工業(yè)部門(mén)中得到廣泛的應(yīng)用 ，但是我國(guó)的這種新型傳動(dòng)技術(shù)的水平與國(guó)際上一些工業(yè)科技水平發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，還有很大差距，主要是由于我國(guó)從事該項(xiàng)技術(shù)研究設(shè)計(jì)及應(yīng)用的單位和個(gè)人比較少，同時(shí)，相關(guān)的書(shū)籍和資料也比較欠缺。 選題背景 研究意義 隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求，普通減速器由于種種缺點(diǎn)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，而研制新型高性能傳動(dòng)元件是機(jī)械行業(yè)中重要的課題之一，因此，具有傳動(dòng)比大、體積較小等優(yōu)點(diǎn)的行星減速器得到廣泛的關(guān)注和研究，在眾多研究課題之中，少齒差行星齒輪減速器就是其中的一種。 傳動(dòng)比范圍大 對(duì)于單級(jí)的 K— H— V傳動(dòng)形式的漸開(kāi)線少齒差行星齒輪減速器，其傳動(dòng)比范圍是 10～ 100，兩級(jí)單聯(lián)的減速器傳動(dòng)比可達(dá) 100～ 10000。 結(jié)構(gòu)形式多、應(yīng)用范圍廣 由于其輸入 軸與輸出軸可在同一軸線上，也可以不在同一軸線上， 所以能適應(yīng)各種機(jī)械的需要。 并于上世紀(jì) 80 年代應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)軍事裝備中。第一臺(tái)用于工業(yè)的產(chǎn)品是在 1960 年制造的，是一臺(tái)傳動(dòng)比為 ，功率為 16kw 的二齒差減速裝置，安裝在橋式起重機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)中，至今情況良好。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今的少齒差減速裝置開(kāi)始向著小型化 、高效率、低噪音等方向發(fā)展。我國(guó)也有研制成功且已用于膠印機(jī)的小型雙曲柄單偏心及雙偏 心兩種減速器產(chǎn)品，年需量目前 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 第 ３ 頁(yè) 共 37 頁(yè) 已達(dá) 1200 臺(tái)套。 m，從 1985 年起，已陸續(xù)投入批量生產(chǎn)與使用。當(dāng)中心輪ｂ固定，轉(zhuǎn)臂 H 主動(dòng)，構(gòu)件 V 從動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比為 / ( )g b gHg Z Z Zi ? ? ? 。 上述 K— H— V 行星齒輪傳動(dòng)中， K 是指有一個(gè)中心齒輪即內(nèi)齒輪； H 是指行星架（或稱(chēng)為轉(zhuǎn)臂）， V是指一個(gè) 帶 W機(jī)構(gòu)的輸出裝置。 c．輸出 從結(jié)構(gòu)上保證行星齒輪上的銷(xiāo)孔與銷(xiāo)軸套直徑大兩倍偏心距，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中使銷(xiāo)軸套始終與行星外齒輪對(duì)應(yīng)的銷(xiāo)孔壁接觸，從而使行星外齒輪繞內(nèi)齒輪的平動(dòng)不傳遞給銷(xiāo)軸，僅將繞偏心套中心的低速轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)銷(xiāo)軸套傳遞給輸出軸 ，實(shí)現(xiàn)與輸入軸 相反的減速運(yùn)動(dòng) 。 銷(xiāo)軸是懸臂梁式，銷(xiāo)軸的固定端與輸出軸緊配合，懸臂梁端相應(yīng)的插入行星外齒輪端面的銷(xiāo)孔內(nèi)，雖然結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，但銷(xiāo)軸受力情況不好，并且磨損不均勻。 （ 4） 零齒差式 零齒差式輸出機(jī)構(gòu)的零件數(shù)量要少一些，結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便 。 （ 2）雙級(jí)減速器 將兩個(gè) K— H— V 型機(jī)構(gòu)串聯(lián)，傳動(dòng)比可以從幾十到一萬(wàn)多，如果要傳動(dòng)的傳動(dòng)比比單級(jí)的大比雙級(jí)的小，可采用單級(jí) K— H— V 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)與一級(jí)定軸齒輪串聯(lián)或與 2K— H型機(jī)構(gòu)串聯(lián)。我們這里采用比 較簡(jiǎn)單的相對(duì)速度計(jì)算方法計(jì)算單內(nèi)嚙合的 K— H— V型，雙內(nèi)嚙合的 2K— H型錐齒少齒差 減速裝置的傳動(dòng)比。 當(dāng)內(nèi)齒輪輸出時(shí)的傳動(dòng)比計(jì)算 輸出軸固定，高速軸（轉(zhuǎn)臂）輸入，內(nèi)齒輸出（圖 4）這時(shí)行星外齒輪輪徑只做平動(dòng)， 不做轉(zhuǎn)動(dòng)即ω 1=0，計(jì)算傳動(dòng)比 2Hi 。 3 4 33443311H H HHH ZZii??? ? ?? ??? ? ? ? ?? ； 3 431H ZZi ?? ； 1 111112122 3 3H H HH H HH iZi ? ? ? ?? ? ? ? ??? ??? ? ?； 31 112 2 411 3*( ) 1 *HH Z Z ZiZ Z Zi ? ? ? ?? 1 132 4 1 3***H ZZZ Z Z Zi ?? ?（ 4） 式中（ Z4Z3） 0,(Z2Z1)0,從（ 4）式中可以看出，當(dāng)齒數(shù)差確定后，可以調(diào)整齒輪 1 與 3 或齒輪 2 與 4 的齒數(shù)來(lái)獲得所需要的傳動(dòng)比，輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)向相反。內(nèi)齒輪 1做低速輸出，其傳動(dòng)比的計(jì)算公式與公式（ 4）相似，即 ： 1 1324 13***H ZZZ Z Z Zi ?? ? (6) 式中（ Z4Z3） 0,(Z2Z1)0 。 過(guò)渡曲線干涉 用滾刀加工或插齒刀切制齒輪時(shí)，刀頂和嚙合線 PN 有一個(gè)交點(diǎn) K，此點(diǎn)稱(chēng)為漸開(kāi)線的極限嚙合點(diǎn)，切制出來(lái)的齒形在 K 點(diǎn)以上的齒廓為漸開(kāi) 線， 在 K點(diǎn)以下的齒根部分為非漸開(kāi)線稱(chēng)為過(guò)渡曲線， K 點(diǎn)為過(guò)渡點(diǎn)， KN 對(duì)應(yīng)的角α g 為過(guò)度角，當(dāng)一齒輪與被加工的齒輪相嚙合時(shí)，如齒頂嚙合線的交點(diǎn)在過(guò)渡點(diǎn) K以下，則齒頂?shù)臐u開(kāi)線將與相嚙合的曲線干涉，導(dǎo)致不能正常嚙合傳動(dòng)。ta n ta nta n zzg az z z??? ??? （ 9） 插制的外齒輪和內(nèi)齒輪的嚙合情況如圖 9 所示，內(nèi)齒輪齒頂與嚙合線 N1N2的交點(diǎn)為 K2， K2 為極限嚙合點(diǎn)外齒輪參與嚙合的漸開(kāi)線的最小曲率半徑為： ￣ 1 1 12 2 22t a nb kN K N K N Nr ?? ? ?= 39。2 2 1