三环式少齿差行星齿轮减速器的内啮合变位研究.pdfVIP

三环式少齿差行星齿轮减速器 的内啮合变位的研究 黄华梁 戴 杜 龙有亮 广西大学机械工程学院 南宁 530004 摘要 三环式少齿差行星齿轮减速器是具有很多优点的一种新型少齿差传动 对三环减速器的振动 噪声 均载 润滑 变形协调条件 动力分析和动态特性等已有一些研究 而对其质量起着重要作用的内啮合变 位的研究 尚未见有报导 提出用 CAD 法研究三环式少齿差减速器设计的关键问题 内外齿轮必须采 用变位传动的设计 并研究在求解少齿差内啮合的重合度和齿廓重叠干涉系数方程组的迭代计算中选用功 能强大的数学软件MATHCAD 进行数值计算的方法 关键词 三环式减速器 少齿差 行星齿轮传动 内啮合 齿轮变位 CAD 法 0 前言 三环式减速器是一种新型的少齿差行星齿轮传动减速器 它具有承载能力强 传动比大 结构 简单 紧凑 加工制造简单 成本低 适应性广的优点[1,2] 对三环减速器的振动 噪声 均载 润 滑 变形协调条件 动力分析和动态特性等已有一些研究[3~6] 而对其质量起着重要作用的内啮合变 位的研究 尚未见有报道 提出用CAD 法研究三环式少齿差减速器设计的关键问题 内 外齿轮 必须采用变位传动的设计 研究在求解少齿差内啮合的重合度和齿廓重叠干涉系数方程组的迭代计 算中选用功能强大的数学软件MATHCAD 进行数值计算的方法 计算速度快且准确 1 三环式少齿差内啮合行星齿轮减速器 1.1基本原理 1.1.1 传动比 三环式少齿差内啮合行星齿轮减速器的传动原理简图如图 1 所示 动力由偏心轴输入 两根偏 心轴和环板实际上形成了一个双曲柄机构 共有三个环板 其相位差为 120 环板上的内齿圈 3 和输出外齿轮4 啮合 内齿圈3 的齿数Z3 和外齿轮4 的齿数Z4 相差很小 形成少齿差行星传动 P 点为行星传动内 外齿轮瞬 图1 少齿差内啮合行星齿轮传动原理简图 图2 两条限制曲线的交点 时啮合节点 故有 vP3 = vP4 设图中的速度逆时针转向为正 则外齿轮作以O4 为圆心的转动 有 ’ ’ vP4 =r4 4 内齿环板作平动 有 vP3 = ɑ 1 则传动比为 ’ ’ 1 r4 r4 r4 z4 z4 i = = ’ = ’ ’ = = = (1) 4 ɑ r3 r4 r3 r4 z3 z4 zP ’ 式中 4 z4 r4 r4 外齿轮角速度 齿数 节圆半径 分度圆半径 ’ 3 z3 r3 r3 内齿环板角速度 齿数 节圆半径 分度圆半径 ’ ɑ 内齿行星轮与外齿轮之间的中心距 zP 内齿行星轮与外齿轮的齿数差 由式 1 可知 减速器的输入轴与输出轴的转动方向相反且传动比i 的大小受内 外齿轮齿数 的直接影响 当z =z z =1 时 传动比具有最大值 P 3 4 1.1.2 轮齿的干涉 上述分析表明 增加外齿轮齿数z4 并减少齿数差zP 可以增大传动比 但是齿数的增加会使减速 器尺寸增大 而减少齿数差zP 将使内齿行星轮与外齿轮的直径相差很小 于是就会出现啮合区的齿 顶相碰 或齿面干涉现象 使减速器无法工作 为了避免这种干涉现象 可以采用大压力角 短齿 及角度变位等办法 但是由于