【正文】 星減速裝置的傳動(dòng)比計(jì)算 雙內(nèi)嚙合 2K— H 型（ NN 型）行星減速裝置的傳動(dòng)比 計(jì)算可以分為一下三種情況。 12121221 1i H HHHZi Z?????? ? ?? ? ? 1 2 12H221i Z Z ZZZ?? ? ? 2H221iZZZ? ? （ 3） 圖 3 由公式（ 3）可以看出 Z2越大 Z2 Z1越小，則獲得的傳動(dòng)比越大。 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 3）。對(duì)行星的上述構(gòu)件都加上同一個(gè)角速度 ω H， 則ω 1變?yōu)棣?1H=ω 1ω H；ω 2H=ω 2ω H， 漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置的傳動(dòng)比計(jì)算 第 7 頁(yè) 共 42 頁(yè) 而ω H則變?yōu)棣?HH=ω Hω H=0 從而將 行星輪系轉(zhuǎn)化為一定軸輪系，可得 （ 1） 當(dāng)內(nèi)齒輪固定時(shí)的傳動(dòng)比計(jì)算 內(nèi)齒輪固定即將ω 2=0，高速軸 （轉(zhuǎn)臂） 圖 2 輸入，行星外齒輪低速 自轉(zhuǎn)輸出，計(jì)算傳動(dòng)比為 iH1 由 （ 2） 從公式 2 可以看出，為了獲得大的傳動(dòng)比 Z1越大越好，內(nèi)外齒數(shù)差越少越好，當(dāng)Z1 一定時(shí)，則 Z2 Z1=1 時(shí)，傳動(dòng)比最大少齒差減速器可以按實(shí)際需要做成一、二或三、四齒差形式。我們這里采用比較簡(jiǎn)單明了的相對(duì)速度計(jì)算方法單內(nèi)嚙合的 K— H— V 型，雙內(nèi)嚙合的 2K— H型及錐齒少齒差減速裝置的傳動(dòng)比。 B． 2K— H 型減速裝置 2K— H 型減速裝置由兩對(duì)漸開(kāi)線少齒差齒副組成，它們共同承擔(dān)減速任務(wù)，它不需要其它的輸出機(jī)構(gòu)，由內(nèi)齒輪或齒輪軸直接輸出，由于這種減速裝置有兩個(gè)中心齒輪，因此它不屬于 K— H— V傳動(dòng)，而屬于 2K— H 型雙嚙合正號(hào)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。 按減速器級(jí)數(shù)分為： a． 單級(jí)減速器 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 42 頁(yè) 傳動(dòng)比從 9~100 左右，這種形式應(yīng) 用最普遍； b．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型機(jī)構(gòu)傳動(dòng)與一級(jí)定軸圓柱齒輪串聯(lián)或與 2K— H 型機(jī)構(gòu)串聯(lián)。 c．波紋管 W 機(jī)構(gòu)輸出 由于波紋管較薄，行星外齒輪的平動(dòng)將由波紋管補(bǔ)償，但波紋管的扭轉(zhuǎn)剛度較好，不能補(bǔ)償行星外齒輪的低速轉(zhuǎn)動(dòng)，只能傳遞給內(nèi)齒輪輸出。這種減速裝置由于放置了同步嚙合的定軸輪系，經(jīng)減速后再將運(yùn)動(dòng)傳遞給少齒差輪系，因而可以獲得較大的傳動(dòng)比。 b．內(nèi)齒輪輸出 （ 1）內(nèi)齒輪連同機(jī)殼輸出， W 輸出機(jī)構(gòu)的銷(xiāo)軸固定不動(dòng)，行星外齒輪只能做平動(dòng)而不能做轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使內(nèi)齒輪連同卷筒輸出，這是常見(jiàn)的卷?yè)P(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式。通常，零齒差的齒輪副的內(nèi) 齒輪與行星外齒輪作成一體，而外齒輪與輸出軸連接，把行星外齒輪的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)零齒差齒輪副的外齒輪傳遞出去，這種輸出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，制造也比較簡(jiǎn)單，適用于一齒差減速裝置。 （ 3）浮動(dòng)盤(pán)式，折中結(jié)構(gòu)新穎，加工容易，使用效果好，為了減少摩擦損失，在插入浮動(dòng)盤(pán)的銷(xiāo)子上套著可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷(xiāo)套或者轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。銷(xiāo)軸的受力情況更為改善，加工時(shí)要求銷(xiāo)軸兩端的支承孔同心度及分度精度較高，否則安裝有難度。 在銷(xiāo)軸懸臂端加均載環(huán)式，經(jīng)試驗(yàn)證明，銷(xiāo)軸的受力情況大大改善，加均載環(huán)的銷(xiāo)軸最大應(yīng)力比不加的將近小一半。 按輸出機(jī)構(gòu) a．內(nèi)齒輪固定低速軸輸出 常見(jiàn)的有下列幾種形式 （ 1）銷(xiāo)軸式，這種減速器使用歷史較長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣，效率也較高，但他要求銷(xiāo)孔的加工精度較高，銷(xiāo)軸式的結(jié)構(gòu)有以下三種形式。一類(lèi)為 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)為 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，他有兩對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副又稱(chēng)為NN 型減速裝置。 c．輸出 從結(jié)構(gòu)上保證行星外齒輪上的銷(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)與輸入軸方向相反的減速運(yùn)動(dòng)。 a．輸入 圖 1 電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)輸入軸，輸入軸上裝有偏心套，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)輸入軸上的偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)做為輸入。 K 是指有一個(gè)中心齒輪 即內(nèi)齒輪； H 指有個(gè)行星架（或稱(chēng)為轉(zhuǎn)臂）， 在這里 為一個(gè)偏心軸； V指一個(gè)帶 W 機(jī)構(gòu)的 輸出裝置。 國(guó)外目前主要有俄國(guó)、日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、瑞士等國(guó)從事該方面的研制工作，產(chǎn)品主要用于小功率的傳動(dòng)。 m ,已于 1985 年起陸續(xù)投入批量生產(chǎn)與應(yīng)用。 K— H 型三環(huán)減速器 ,系重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究院的專(zhuān)利產(chǎn)品 ,由浙江平陽(yáng)機(jī)械制造廠、重慶冶金機(jī)械制造廠等生產(chǎn) ,是 1990 年獲國(guó)家優(yōu)秀專(zhuān)利的新型通用減速裝置。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 ,年需量目前已達(dá)1200 臺(tái)。目前大部分的少齒差行星傳動(dòng)前言 第 3 頁(yè) 共 42 頁(yè) 都屬于 K— H— V型和 2H— H 型。1989 年我國(guó)的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 3~4 萬(wàn)臺(tái)，大多用于力的傳動(dòng)。目前已應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)記憶國(guó)防等許多部門(mén)，顯示出體積小。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。 國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展 自 20 世紀(jì) 40 年代末，蘇聯(lián)的學(xué)者解決咯額漸開(kāi)線少齒差避免齒廓重疊干涉的計(jì)算方法以后，少齒差行星傳動(dòng)才得到廣泛的應(yīng)用。并于上世紀(jì) 80 年代應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)軍事裝備中。 4. 加工方便、成本較底 這種采用 漸開(kāi)線齒形的減速裝置，由于齒輪副的加工不需要特殊的刀具與專(zhuān)用設(shè)備，普通的漸開(kāi)線齒輪刀具和齒輪機(jī)床就可以完成加工制造，材料也可以選用通用的齒輪材料，因此加工方便，制造成本低。對(duì)于 2K— H 雙嚙合正號(hào)機(jī)構(gòu)的減速裝置，其傳動(dòng)比可達(dá) 50~1000，或更大。 少齒差減速器的特點(diǎn)及應(yīng)用前景 1. 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 42 頁(yè) 由于漸開(kāi)線少齒差行星傳動(dòng)裝置采用的是內(nèi)嚙合，以及結(jié)構(gòu)緊湊 的 W 型輸出機(jī)構(gòu)，因此使得整體傳動(dòng)裝置體積小、重量輕。擺線針輪減速器雖能滿(mǎn)足以上提出的要求 ,但其成本高 ,需要專(zhuān)用設(shè)備制造 。減速器的種類(lèi)雖然很多 ,但普通的圓柱齒輪減速器的體積大、結(jié)構(gòu)笨重 。國(guó)內(nèi)外的動(dòng)力齒輪傳動(dòng)正沿著 小型化，高速化，標(biāo)準(zhǔn)化，小振動(dòng)，低噪音的方向發(fā)展，而行星齒輪傳動(dòng)和少齒差及零齒差內(nèi)輪副的應(yīng)用是當(dāng)代齒輪傳動(dòng)的一大特征，是齒輪傳動(dòng)小型化的一個(gè)典型標(biāo)志，行星傳動(dòng)把定軸傳動(dòng)改為動(dòng)軸傳動(dòng)，采用功率分流，并合理的采用內(nèi)嚙合及均載裝置，使行星傳動(dòng)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比范圍大結(jié)構(gòu)承載能力強(qiáng)，效率高等。前言 第 1 頁(yè) 共 42 頁(yè) 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 前言 少齒差行星傳動(dòng)技術(shù)是一種新型的機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，由于它具有一系列特點(diǎn)：體積小，重量輕，傳動(dòng)比范圍大，效率高，能適應(yīng)特種條件下的工作，已引起國(guó)內(nèi)外工程界的重視，在國(guó)防，冶金，礦山，化工，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)中取得廣泛的應(yīng)用，但是我國(guó)在這種新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)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，還有很大的差距，主要由于我國(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)籍和資料也相當(dāng)?shù)那啡薄? 目前，國(guó)內(nèi)外的減速機(jī)構(gòu)種類(lèi)繁多，但普 通的圓柱齒輪減速器大多體積和結(jié)構(gòu)比較笨重，普通的渦輪減速器在大的傳動(dòng)比時(shí)效率低。 1．選題背景 研究意義 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 ,機(jī)械化和自動(dòng)化水平 的不斷提高 ,各工業(yè)部門(mén)需要大量減速器 ,并要求減速器的體積小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高、承載能力大、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠以及壽命長(zhǎng)等。普通的蝸輪減速器在大傳動(dòng)比時(shí) ,效率較低 。而少齒差行星減速器不但基本上能滿(mǎn)足以上提出的要求 ,并可用通用刀具在插齒機(jī)上加工 ,因而成本較低。當(dāng)傳動(dòng)比相同時(shí)，它與同功率的定軸圓柱齒輪減速器相比，體積和重量可以減少將近一半 2. 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。 3. 效率高 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的單級(jí)漸開(kāi)線少齒差行星減速器的效率一般為 ~；設(shè)計(jì)合理，制造精度較高的可以達(dá)到 。 漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置由于具有上述特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于化工、輕工、食品、冶金、紡織、建筑、起重運(yùn)輸?shù)炔块T(mén)。例如通信設(shè)備、導(dǎo)彈與火箭發(fā)射裝備等等。我 國(guó)對(duì)少齒差行星傳動(dòng)的研制開(kāi)始與 1956 年首先由太原工學(xué)院進(jìn)行的。直到 70 年代少齒差傳動(dòng)裝置才得到較多單位的研制，制造和使用。效率高等優(yōu)點(diǎn)。一產(chǎn)品劃分，可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。 2K— V 型的曲柄式少齒差行星傳動(dòng) ,在原蘇聯(lián)早已用于采煤機(jī)械。這種傳動(dòng)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。多年的使用情況表明 ,其技術(shù)性能優(yōu)越 ,制造成本低 ,過(guò)載能力強(qiáng) ,大、中、小功率都適用 ,其輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá) 71kN 綜上所述 ,少齒差行星傳動(dòng)就國(guó)內(nèi)水平來(lái)講 ,其傳動(dòng)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)展前途的傳動(dòng)裝置。 裝置傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)形式 傳動(dòng)原理 如圖 1 所示 K— H— V漸開(kāi)線少齒差行星 減速器的傳動(dòng)原理圖。整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括：輸入，減速， 輸出三個(gè)部分。 少齒差行星減速器的設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 42 頁(yè) b．減速 當(dāng)偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)是，由于內(nèi)齒輪與機(jī)座固定不動(dòng)，迫使行星外齒輪既繞內(nèi)齒輪做公轉(zhuǎn)又繞偏心套中心做低速自轉(zhuǎn)，從而達(dá)到減速的目的。 結(jié)構(gòu)形式 少齒差行星減速裝置的結(jié)構(gòu)形式較多，可分為兩大類(lèi)。 A． K— H— V型漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置 K— H— V 型漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置通常按輸出機(jī)構(gòu)的形式、 減速器的級(jí)數(shù)以及使用安裝的形式進(jìn)行分類(lèi)。 銷(xiāo)軸是懸臂量式，銷(xiāo)軸的固定端與輸出軸緊配合，懸臂梁端相應(yīng)的插入行星外齒輪的端面的銷(xiāo)孔內(nèi)，這種結(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。 前言 第 5 頁(yè) 共 42 頁(yè) 銷(xiāo)軸是簡(jiǎn)支梁式的。 （ 2）十字滑塊式，這種結(jié)構(gòu)形式較為簡(jiǎn)單，加工方便但承載和效率均較低，常用于小功率范圍。 （ 4）零齒差式，他的特點(diǎn)是一對(duì)零齒差的齒輪副將行星外齒輪的反向低轉(zhuǎn)速傳遞給輸出軸，零齒差是指齒輪副的內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相同，但內(nèi)外齒輪的齒間間隙較大。對(duì)于二、三齒差傳動(dòng)，由于偏心距增大要求零齒差齒輪副的齒間間隙，將增加振動(dòng)噪聲，降低傳動(dòng)效率。 （ 2）雙曲柄式，高速軸通過(guò)定軸輪系減速后帶動(dòng)行星外齒輪，然后通過(guò)內(nèi)齒輪輸出，雙曲柄機(jī)構(gòu) 不是 W 輸出機(jī)構(gòu)，而是代替了轉(zhuǎn)臂 H，并使 W 機(jī)構(gòu)省略。如在相同的總傳動(dòng)比的情況下，它的傳動(dòng)平穩(wěn)性有所提高，但結(jié)構(gòu)的尺寸將稍有增大。這種機(jī)構(gòu)以波紋管的形變能損失替代了摩擦損失，可以獲得較高的機(jī)械效率。 c．按安裝類(lèi)型分 安裝類(lèi)型有臥式和立式兩種。 按其輸出機(jī)構(gòu)不同可分為兩類(lèi) ： a．外齒輪輸出 b．內(nèi)齒輪輸出 c．錐齒少齒差減速裝置 2．漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置的傳動(dòng)比計(jì)算 漸開(kāi)線少齒差行星減速裝置的一個(gè)重要特點(diǎn)是是傳動(dòng)比范圍大，他的傳動(dòng)比可以用多種方法計(jì)算，例如直觀推算法、作圖法、以及相對(duì)速度等方法求得。 K— H— V 型（ N 型）減速裝置的傳動(dòng)比計(jì)算 圖 2 表示 K— H— V型（ 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 。公式前的負(fù)號(hào)表示輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速相反。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 iH2 。此時(shí)，輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速同向。 如圖 4 所示的傳動(dòng)形式 內(nèi)齒輪 4 固定，即ω 4=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，外齒輪連同低速軸輸出， 計(jì)算 iH1 33 411ii 334 34 ZHH H ZHH? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ?? 41i3 3ZH Z?? 1i1 1 1 2i12 1i 3123 ZH H HH ZHHH? ? ? ?? ? ? ??? ?? ? ? ?? ? ? 圖 4 ? ? *2 2 41 1 1ii13 *1 1 3Z Z ZHHZ Z Z? ? ? ? ?