上海卓藤減速機有限公司

  少齒差行星傳動的發(fā)展及其特點 少齒差行星齒輪傳動是行星傳動中的一種，它由一個外齒輪與一個內(nèi)齒輪組成一對內(nèi)嚙合 輪子副，內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相差很小，故簡稱為少齒差傳動。少齒差傳動的類型很多，德國人首先提出擺線針輪行星齒輪傳動原理，三十年代后期日本開始研制生產(chǎn)這 種傳動，由于當(dāng)時工藝條件落后，齒形加工精度很低，因而產(chǎn)量不高，直到六十年代擺線磨慶的出現(xiàn)，從工藝上保證了擺線齒形的精度，才促進了這種傳動的發(fā)展， 擺線針輪傳動是少齒差傳動中應(yīng)用廣泛，基本的一種類型，在此基礎(chǔ)上還發(fā)展了二齒差傳動，復(fù)合齒形、行星軸承與偏心套合并等新結(jié)構(gòu)。擺線針輪傳動承載能 力高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，效率高，壽命長。但加工精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 漸開線少齒差傳動的原理與擺線少齒差傳動基本相同，其區(qū)別在于內(nèi)外齒輪的齒廓曲線采 用漸開線，其輪齒結(jié)構(gòu)簡單、嚙合接觸應(yīng)力小，承載能力高，可以采用軟齒面，加工也容易得多。但，由于當(dāng)內(nèi)嚙合的一對漸七線齒輪齒數(shù)差很小時，極易產(chǎn)生各種 干涉，在設(shè)計過程中選擇齒輪幾何參數(shù)的計算十分復(fù)雜。早在1949年，蘇聯(lián)學(xué)者就從理論上解決了實現(xiàn)一齒差傳動的幾何計算問題，但直到六十年代以后，隨著 電子計算機的普及運用，漸開線少齒差傳動才得到了較專迅速的發(fā)展。目前有柱銷式、零齒差、十字滑塊、浮動盤等多種形式。 漸開線少齒差傳動的特點是齒輪用普通的漸開線齒輪刀具和齒輪機床就可以進行加工，不需要特殊的刀具與專用設(shè)備，材料也可采用普通齒輪材料，因此加工方便、制造成本較低。但其傳動效率不如擺線少齒差傳動高。 在六十年代，國外就開始探討圓弧少齒差傳動，到七十年中期，日本已開始乾地圓弧少齒 差行星減速器的系列化生產(chǎn)。這種傳動的特點在于行星輪的齒廓曲線凹圓弧代替了擺線，輪齒與針齒在嚙合點的曲率方向相同，形成兩凹凸圓弧的內(nèi)嚙合，從而提高 了輪齒的接觸強度和嚙合效率，其針齒不帶齒套，并采用半埋齒結(jié)構(gòu)，既提高了變曲強度又簡化了針齒結(jié)構(gòu)。此外，圓弧形輪齒的加工無需專用機床，精度也易保 證，而且修配方便。這種傳動目前在國內(nèi)也有研制。 近幾十年來，又相繼出現(xiàn)了一些新的少齒差傳動形式，其中發(fā)展較快的有活齒少齒差傳 動，錐齒少齒差傳動，雙曲柄輸入式少齒差傳動，以及利用彈性變形來傳遞運動的諧波傳動。實踐表明，少齒差傳動與適用工況相同的其它機械傳動形式相比較，具 有許多顯著優(yōu)點：體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比范圍大、效率高等。 國內(nèi)是五二年始從事少齒差傳動研究的。1958年開始研制擺線針輪減速器，六十 年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，目前已形成系列，制定了相應(yīng)的杯準。并廣泛用于各類機械設(shè)備中。1960年制成臺二齒差漸開線行星齒輪減速器，其傳動比 37.5，功率為16KW，用于橋式重機的提升機構(gòu)中。1956年我國的機械學(xué)家朱景梓教授根據(jù)雙曲柄機構(gòu)的原理提出了一種新型少齒差傳動機構(gòu)，其特 點是當(dāng)輸入軸旋轉(zhuǎn)時，行星輪不是作擺線運動（高速公轉(zhuǎn)與低速自轉(zhuǎn)的合成），而是通過雙曲柄機構(gòu)導(dǎo)引作圓周平動。這種獨特的“雙曲柄輸入少齒差傳動機構(gòu)”得 到當(dāng)時國內(nèi)外同行的高度平價。1963年未景梓教授在太原工學(xué)院學(xué)了上發(fā)表了“齒數(shù)差Zd=1的漸開線K-H-V型行星齒輪減速器 及其設(shè)計”一文，詳細闡述了漸開線少齒差傳動的原理和設(shè)計方法。他所從事的這些創(chuàng)造性工作，為少齒差行星齒輪傳動在我斬草除根推廣應(yīng)用起了重要的指導(dǎo)作 用。雙曲柄輸入少齒差傳動的優(yōu)點是能使行星軸承的載荷下降，而且當(dāng)內(nèi)齒板作為行星輪時，行星軸承的徑向尺寸可不受限制，從而提高了行星軸承的壽命。另外， 這種傳動不需要輸出機構(gòu)，還可實現(xiàn)平行軸傳動，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，適用性強。但是，由于歷史原因，雙曲柄輸入式少齒差傳動一直沒有得到應(yīng)用的發(fā)展，直到近 十年才逐漸為人們所重視。1985年，冶金工業(yè)部重慶鋼鐵設(shè)計院陳宗源工程師提出了平行軸式少齒差內(nèi)齒行星齒輪傳動——三環(huán)減速器，并于同年以“三環(huán) 式減速（或增速）傳動裝置”申請了國家發(fā)明專利。英國在1989年也出現(xiàn)了類似的少齒差傳動裝置。但是，按這種原理設(shè)計出來的減速器，一根曲軸上要安狀三 片內(nèi)齒板，不得不制成偏心套結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工分度精度要求高，而且在工作過程中，偏心套受交變扭矩的作用，在與曲軸聯(lián)結(jié)的表面產(chǎn)生微動磨損，導(dǎo)致發(fā) 熱；另外，三套互為120°相位差的雙曲柄機構(gòu)之間存在多次過約束，由于加工及裝配誤差容易導(dǎo)致附加沖擊載荷，引起振動和噪聲。1987年，捷克人 Soulek·Josef提出一塊齒板上布置三個曲柄軸的內(nèi)齒行星傳動，并申請了專利。但他提出的結(jié)構(gòu)方案由于工藝性很差而不能實用。1993年重慶大學(xué) 博士研究生催建昆提出一種新型軸銷式少齒差行星齒輪傳動，并對其進行了理論分析。 1.2  連桿行星齒輪傳動 隨著少齒差傳動應(yīng)用日益廣泛，國內(nèi)外學(xué)者在齒形分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、接觸分析、結(jié)構(gòu)強 度、動態(tài)性能、傳動效率、運動精度等方面進行了大量的研究，取得了許多有價值的成果，并成功地開發(fā)出不少新少齒差行星傳動形式。目前，我國正在研究、生產(chǎn) 很熱門的一種連桿行星齒輪傳動——平行軸式少齒差內(nèi)齒行星齒傳輸線傳動。該類傳動是以連桿內(nèi)齒輪（齒輪）為行星齒輪，采用雙曲柄輸入，且元輸出機構(gòu)。主要 有一齒環(huán)（一片連桿行星齒板）=、二齒環(huán)（二片連桿行星齒板）、三環(huán)（三片連桿行星齒板）及四環(huán)（四片行星齒板）等結(jié)構(gòu)形式的減速器。圖1-1是三環(huán)減速 器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理簡圖。兩根互相平行且各具有三個偏心軸頸（或偏心套）的高速軸2，動力通過其中任一軸或兩軸同時輸入，三片連桿行星齒板（內(nèi)齒 輪）1通過軸承裝在高速軸上，外齒輪3的軸為低速軸，其軸線與高速軸2軸線平行，高、低速軸均通過軸承支承在機體上。三片齒板1與外齒輪3嚙合，嚙合的瞬 時相位差呈120°角。