第1章 緒論
1.1 引言
工作機(jī)依靠原動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力才能工作，但原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（或速度）和運(yùn)動(dòng)形式比較單一，而工作機(jī)（包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)）則需滿足多種工作要求。大多數(shù)情況下，工作機(jī)的轉(zhuǎn)速不等于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，運(yùn)動(dòng)形式也不相同。為此，必須在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間，用傳動(dòng)裝置（傳動(dòng)）來協(xié)調(diào)。傳動(dòng)的功用是：減速、增速或變速，同時(shí)改變力或力矩；改變運(yùn)動(dòng)形式；傳動(dòng)還可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)若干相同或不相同速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)是機(jī)械的重要組成部分，機(jī)械的工作性能、可靠性、質(zhì)量和成本，在很大程度上取決于傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和制造的優(yōu)劣。
機(jī)械傳動(dòng)是傳動(dòng)的一種重要形式，齒輪傳動(dòng)由于其恒功率輸出的特性，又是機(jī)械傳動(dòng)的一種主要傳動(dòng)形式，它具有速比范圍寬、功率范圍廣、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中，也是現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，在一定程度上標(biāo)志著機(jī)械工程技術(shù)的水平被公認(rèn)為工業(yè)和工業(yè)化的象征。為此，國內(nèi)外對(duì)齒輪傳動(dòng)的研究不斷深入。中所占比重最大的一種傳動(dòng)形式。行星齒輪傳動(dòng)的功率和速度范圍寬，應(yīng)用條件廣，一直倍受各國的企業(yè)家和學(xué)者的關(guān)注，也成為各國機(jī)械傳動(dòng)方面的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。漸開線齒輪行星傳動(dòng)（周轉(zhuǎn)輪系）是一種具有動(dòng)軸線的齒輪機(jī)構(gòu)，它是由一系列互相嚙合的漸開線齒輪所組成，并且在傳動(dòng)時(shí)至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線是繞另一個(gè)齒輪的固定幾何軸線回轉(zhuǎn)的。行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)功率大、承載能力高、工作可靠、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比大等一系列優(yōu)點(diǎn)。常被用作減速器、增速器、差速器和換向機(jī)構(gòu)以及其它特殊用途，是世界各國機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)。己被廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、輪船、汽車、電工機(jī)械、儀器及儀表、化工機(jī)械、輕工機(jī)械、冶金機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械等許多領(lǐng)域。
三環(huán)式齒輪減速器是在普通行星減速器技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型傳動(dòng)裝置，屬于少齒差行星齒輪傳動(dòng)的范疇。本文所研究的同步帶為一級(jí)傳動(dòng)的油膜浮動(dòng)均載的兩級(jí)三環(huán)傳動(dòng)是筆者為解決三環(huán)減速器在工作中存在著振動(dòng)大、各環(huán)板的載荷不均勻系數(shù)大、溫升高及軸承壽命較短等實(shí)際問題而提出的一種新型三環(huán)減速器，本文的研究涉及到同步帶傳動(dòng)理論、平面機(jī)構(gòu)平衡理論、少齒差傳動(dòng)理論、行星傳動(dòng)的均載原理、摩擦學(xué)原理、機(jī)械振動(dòng)理論、非電量測(cè)試技術(shù)及信號(hào)處理原理等多個(gè)學(xué)科，下面對(duì)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展概況作簡(jiǎn)要的回顧和展望。
1.2 少齒差行星傳動(dòng)及三環(huán)減速器的研究
行星傳動(dòng)是把傳統(tǒng)的定軸齒輪傳動(dòng)改為動(dòng)軸傳動(dòng)，采用功率分流并合理應(yīng)用內(nèi)嚙合，以及采用合理的均載裝置，使行星齒輪傳動(dòng)具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。少齒差行星傳動(dòng)又是行星齒輪傳動(dòng)中的一種，代表著行星傳動(dòng)的一個(gè)發(fā)展方向。下面作一簡(jiǎn)要回顧。
我國關(guān)于行星傳動(dòng)的研究開始于50年代，工業(yè)化生產(chǎn)始于六十年代。少齒差傳動(dòng)類型較多，按行星輪齒可劃分為：擺線少齒差傳動(dòng)、漸開線少齒差傳動(dòng)、圓弧少齒差傳動(dòng)、活齒少齒差傳動(dòng)和錐齒少齒差傳動(dòng)五種類型。最早出現(xiàn)的是以外擺線作為行星輪齒的齒廓曲線的傳動(dòng)方式，由于其中的一個(gè)齒輪采用針輪的形式，故稱擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)。它是一種應(yīng)用行星傳動(dòng)及擺線針輪滾動(dòng)嚙合原理的減速器，是少齒差傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛、最基本的一種類型。漸開線少齒差傳動(dòng)的原理與擺線少齒差傳動(dòng)的原理基本相同，其區(qū)別在于：前者的內(nèi)、外齒輪的齒廓曲線為漸開線，而后者的齒廓曲線是外擺線。盡管漸開線齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、嚙合接觸應(yīng)力小，承載能力高，又可以采用軟齒面、加工容易、制造成本低，但由于齒輪幾何參數(shù)計(jì)算十分復(fù)雜，故未得到發(fā)展。直到60年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和應(yīng)用，漸開線少齒差傳動(dòng)才得以迅速的發(fā)展。國外首先開展?jié)u開線少齒差傳動(dòng)的研究，前蘇聯(lián)學(xué)者1953年在文獻(xiàn)中，研究了齒數(shù)差為l的漸開線內(nèi)嚙合的嚙合計(jì)算和加工問題，奠定了漸開線少齒差傳動(dòng)的基礎(chǔ)，隨后，該作者又在文獻(xiàn)中討論了避免內(nèi)齒輪干涉的設(shè)計(jì)問題，解決了漸開線少齒差傳動(dòng)發(fā)展中的難題。在我國，漸開線少齒差傳動(dòng)的研制工作開始于50年代，1960年首臺(tái)二齒差漸開線少齒差齒輪減速器研制成功，并用于橋式起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)中。圓弧少齒差傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式與擺線少齒差傳動(dòng)基本相同，其特點(diǎn)在于行星輪的齒廓曲線采用凹圓弧代替了擺線，輪齒與針輪在嚙合點(diǎn)的曲線方向相同并形成兩段凹凸圓弧的內(nèi)嚙合，且曲率半徑相差很小，從而提高了輪齒的接觸剛度和嚙合效率。這種傳動(dòng)在日本己形成系列化生產(chǎn)，我國也有研制�；铨X少齒差傳動(dòng)是近十幾年來出現(xiàn)的新的少齒差傳動(dòng)形式，其特點(diǎn)是固定齒圈上的齒形制成圓狐或其它曲線，行星輪上的各輪齒改用單個(gè)的活動(dòng)構(gòu)件（如滾珠）代替，當(dāng)主動(dòng)偏心盤驅(qū)動(dòng)時(shí)，它們將在輸出軸盤上的徑向槽孔中活動(dòng)，該傳動(dòng)的效率為0.86～0.87。錐齒少齒差傳動(dòng)是采用一對(duì)少齒差的錐齒輪，以軸線運(yùn)動(dòng)的錐齒輪與另一固定錐齒輪嚙合產(chǎn)生擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)代替了原來行星輪的平面運(yùn)動(dòng)。另外還有雙曲柄輸入式少齒差傳動(dòng)等形式。
本文所研制的兩級(jí)三環(huán)減速器屬漸開線少齒差傳動(dòng)形式，有必要重點(diǎn)討論一下漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)。當(dāng)漸開線內(nèi)嚙合圓柱齒輪副的內(nèi)齒輪和外齒輪齒數(shù)差很少時(shí)（一般為1～4個(gè)）所組成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，稱為少齒差行星齒輪傳動(dòng)。如圖1-l所示的K-H-V型（也稱N型）是其主要形式，K-H-V型傳動(dòng)，其內(nèi)齒圈b固定，轉(zhuǎn)臂H是輸入軸。由于它的轉(zhuǎn)動(dòng)和內(nèi)齒圈的限制，行星輪g作平面運(yùn)動(dòng)，即行星輪既繞內(nèi)齒圈軸線作圓周平移運(yùn)動(dòng)，又繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再用輸出機(jī)構(gòu)W把行星輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給輸出軸，從而起到減速作用。
理論分析和應(yīng)用實(shí)踐證明漸開線少齒差行星傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕；2.傳動(dòng)比大；3.運(yùn)載平穩(wěn)、噪聲小、承載能力大；4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、成本低；5.輸入軸與輸出軸在同一軸線上，安裝和使用方便。同時(shí)，漸開線少齒差行星傳動(dòng)還存在以下缺點(diǎn)：1.行星輪轉(zhuǎn)臂軸承受力較大，使用壽命較短；2.需要有輸出機(jī)構(gòu)，造成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜；3.有些結(jié)構(gòu)需加平衡塊；4.傳動(dòng)效率一般也不夠高。
在K-H-V型行星齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的RV傳動(dòng)和雙曲柄式少齒差行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在工程上得到了較好地應(yīng)用。圖1-2所示為RV傳動(dòng)原理圖。
它是由一級(jí)行星傳動(dòng)部分和二級(jí)偏心差動(dòng)式少齒差傳動(dòng)部分組合而成的兩級(jí)減速傳動(dòng)裝置。電機(jī)的高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過輸入齒輪軸上的直齒輪Z1和曲柄軸上的行星輪Z2的嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)第一級(jí)減速傳動(dòng)。行星齒輪Z2通過曲軸H，使擺線針輪Za做偏心運(yùn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)殼固定時(shí)，擺線針輪Za。繞針輪一邊公轉(zhuǎn)一邊自轉(zhuǎn)，通過輸出圓盤（行星架）輸出其自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了第二級(jí)減速傳動(dòng)。其傳動(dòng)比的公式為：
RV傳動(dòng)作為一種新型傳動(dòng)，由于具有良好的動(dòng)、靜態(tài)特性，對(duì)其進(jìn)行的研究和應(yīng)用較為廣泛。雙曲柄式少齒差行星傳動(dòng)則將輸入運(yùn)動(dòng)和輸出運(yùn)動(dòng)分別由中心輪和行星輪承擔(dān)，如圖1-3所示。該機(jī)構(gòu)一方面省取了輸出機(jī)構(gòu)W，避免了由輸出機(jī)構(gòu)所帶來的弊病，另一方面用一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)（雙曲柄）代替了轉(zhuǎn)臂H，設(shè)置了同步嚙合的定軸齒輪副，經(jīng)減速后再將運(yùn)動(dòng)輸送給少齒差輪系，這樣可獲得更大的速比，使機(jī)構(gòu)更為緊湊和有效；當(dāng)總速比相同時(shí)，動(dòng)軸上齒輪的轉(zhuǎn)速較低、運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)、動(dòng)載荷和噪音較小。
三環(huán)減速器就是應(yīng)用平行曲柄機(jī)構(gòu)的原理在普通行星減速器基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型傳動(dòng)裝置，屬于少齒差行星齒輪傳動(dòng)的范疇，它是能實(shí)現(xiàn)平行軸傳動(dòng)的一種新穎實(shí)用的傳動(dòng)形式，可在許多場(chǎng)合替代多級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)，效益明顯，有較大的發(fā)展前景。自我國首臺(tái)以雙曲柄機(jī)構(gòu)和少齒差行星傳動(dòng)為原理的三環(huán)減速器于1985年在重慶專用機(jī)械制造公司問世以來，這種傳動(dòng)在國內(nèi)發(fā)展比較快，出現(xiàn)了包括三環(huán)減速器在內(nèi)的多種結(jié)構(gòu)形式。1987年的國家發(fā)明專利“三環(huán)式減速（或增速）傳動(dòng)裝置”提出了高速軸對(duì)稱或非對(duì)稱配置在低速軸齒圈一側(cè)或兩側(cè)、臥式或立式、動(dòng)力源從一軸或多軸同時(shí)輸入的三環(huán)減速器，由于雙曲柄機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置的存在，在只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臂的條件下，對(duì)稱型和偏置型三環(huán)傳動(dòng)要求環(huán)板至少三塊。1989年的實(shí)用新型專利“浮動(dòng)式齒差減速器”提出了一種外齒輪作圓周浮動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)齒輪，由齒差作用，將動(dòng)力傳到輸出軸的減速器。1990年的實(shí)用新型專利“雙曲柄單齒環(huán)少齒差行星減速器”提出了一種能克服死點(diǎn)的單齒環(huán)少齒差減速器，它由輸入軸和支承軸上的兩個(gè)傳動(dòng)齒輪和輸出軸上的空套過橋齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)輸入，克服死點(diǎn)。1992年的實(shí)用新型專利“雙曲柄雙齒環(huán)少齒差行星減速器”提出了環(huán)板的偏心距在同一軸上的相位差為180°的對(duì)稱型少齒差減速器，它由輸入軸和支承軸上的兩個(gè)傳動(dòng)齒輪和輸出軸上的空套過橋齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)輸入，克服死點(diǎn)，輸入軸和輸出軸可以同軸或不同軸。1992年三環(huán)減速器被列為國家級(jí)重點(diǎn)科技推廣項(xiàng)目。1998年的實(shí)用新型專利“全對(duì)稱平移連桿減速箱”提出了將環(huán)板對(duì)稱布置的同一軸上的偏心相位差為180°的對(duì)稱型少齒差減速器，雙曲柄機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)采用帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)來克服。
由于三環(huán)減速器問世時(shí)間不長，在使用過程中存在振動(dòng)、沖擊、發(fā)熱、軸承早期損壞等諸多問題，大大影響了其性能的發(fā)揮。因而，在功率較大時(shí)只能采用價(jià)格較昂貴的低速電機(jī)。三環(huán)減速器受力情況的好壞直接影響其產(chǎn)品性能，為此，許多學(xué)者除對(duì)三環(huán)傳動(dòng)的傳動(dòng)理論、傳動(dòng)效率、裝配條件和功率分流等理論問題進(jìn)行系統(tǒng)研究外，還重點(diǎn)對(duì)三環(huán)減速器的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。在假設(shè)嚙合過程中每塊環(huán)板受力情況相同，嚙合力恒定或符合某一變化規(guī)律的前提下，文獻(xiàn)借助粗略的模型，按一般剛體力學(xué)方法對(duì)考慮重力、慣性力和嚙合力的環(huán)板的動(dòng)態(tài)受力進(jìn)行了分析；由于三環(huán)減速器機(jī)構(gòu)中存在虛約束，運(yùn)動(dòng)鏈不滿足靜定條件，用一般剛體力學(xué)方法無法對(duì)其精確求解的實(shí)際，文獻(xiàn)從平面連桿機(jī)構(gòu)組成原理出發(fā)，提出了考慮運(yùn)動(dòng)副的接觸變形和環(huán)板、軸的整體變形，并利用構(gòu)件剛性位移和運(yùn)動(dòng)副接觸變形建立了機(jī)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)條件，從而建立和求解了有過約束三相并列雙曲柄三環(huán)減速器在瞬時(shí)嚙合力恒定和瞬時(shí)嚙合力不恒定的受力分析模型；文獻(xiàn)提出了考慮環(huán)板拉壓變形的變形協(xié)調(diào)條件，建立了三環(huán)減速器的受力平衡方程，得到其受力。由于其未考慮三環(huán)減速器輸入、輸出軸的變形，故其簡(jiǎn)化計(jì)算過于粗略。考慮到輪齒過程中各構(gòu)件的變形，尤其是環(huán)板的拉壓變形和曲柄軸的彎曲變形是主要的變形形式這一事實(shí)，文獻(xiàn)提出了考慮環(huán)板的拉壓變形和曲柄軸的彎曲變形的變形協(xié)調(diào)方程，作為進(jìn)行三環(huán)減速器力分析的補(bǔ)充方程。該文分別求解了對(duì)稱型、星型和偏置型三環(huán)減速器的受力情況，結(jié)果表明：在相同的傳動(dòng)技術(shù)參數(shù)下，對(duì)稱型受力性能最佳。但由于該文將環(huán)板處理成等截面的圓柱桿，這與實(shí)際相差較大，影響了其計(jì)算精度。三環(huán)傳動(dòng)的受力分析表明：在相同工況下，對(duì)稱型較偏置型三環(huán)減速器的力學(xué)性能要優(yōu)。
在三環(huán)減速器的設(shè)計(jì)中，文獻(xiàn)用有限元方法計(jì)算內(nèi)、外齒輪的接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力；文獻(xiàn)用有限元方法確定齒輪沿接觸線的載荷分配、齒向偏差和應(yīng)力等。文獻(xiàn)分析了刀具的類型和幾何尺寸對(duì)齒輪應(yīng)力大小的影響，指出：優(yōu)化刀具尺寸是減小齒輪應(yīng)力的重要手段。文獻(xiàn) 利用I-DEAS軟件對(duì)偏置型內(nèi)齒環(huán)板的應(yīng)力和變形進(jìn)行了有限元計(jì)算，文獻(xiàn)還用該軟件對(duì)對(duì)稱型內(nèi)齒環(huán)板、外齒輪和偏心套的應(yīng)力和變形進(jìn)行了有限元計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明：采用對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)方案可減小有內(nèi)齒輪嚙合力的彎、剪作用產(chǎn)生的應(yīng)力，改善三環(huán)減速器的工作條件。文獻(xiàn)運(yùn)用有限元方法此對(duì)齒輪應(yīng)力進(jìn)行了研究，在能量定理的基礎(chǔ)上，把有限元解法與傳統(tǒng)的分析方法有機(jī)地結(jié)合起來。
對(duì)三環(huán)減速器有關(guān)問題進(jìn)行研究，找出產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲大、溫升較高的等制約三環(huán)減速器優(yōu)越性發(fā)揮的原因和影響因素，提出解決問題的方法和措施十分重要。研究表明，雙曲柄機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置對(duì)輸入軸和輸出軸產(chǎn)生的沖擊、和對(duì)齒輪副造成的沖擊以及嚙合沖擊是引起三環(huán)減速器振動(dòng)和噪聲的三個(gè)主要激勵(lì)源；SHQ630型三環(huán)減速器的箱體和環(huán)板的振動(dòng)分析和實(shí)驗(yàn)研究，也得出環(huán)板過死點(diǎn)產(chǎn)生的沖擊力在箱體上產(chǎn)生的與嚙合力成正比的不平衡沖擊力偶是造成整機(jī)振動(dòng)的根源，其研究結(jié)果還顯示，高速軸雙側(cè)布置較單側(cè)布置的振動(dòng)要小。文獻(xiàn)提出“外界負(fù)載和環(huán)板平面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的附加慣性力”和“輪齒間的擠油功率損耗”是三環(huán)減速器產(chǎn)生熱量的主要根源；文獻(xiàn)采用紅外熱成像技術(shù)對(duì)三環(huán)減速器箱體及環(huán)板的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了測(cè)試分析，證明三環(huán)減速器支撐及環(huán)板高速軸軸承是主要的發(fā)熱源，其中，高速輸入軸發(fā)熱更為嚴(yán)重，振動(dòng)和溫升均源于高速軸的惡劣承載條件，特別是過大的死點(diǎn)沖擊；文獻(xiàn)對(duì)三環(huán)減速器環(huán)板的振動(dòng)進(jìn)行了研究。由此可以得出結(jié)論：動(dòng)態(tài)載荷是三環(huán)減速器振動(dòng)、發(fā)熱和噪聲的產(chǎn)生根源。采取措施降低或消除它的影響對(duì)推廣三環(huán)減速器意義重大。文獻(xiàn)分析計(jì)算了三環(huán)減速器的擺動(dòng)力和擺動(dòng)力矩，揭示了三環(huán)減速器動(dòng)力矩的不平衡性，并提出了平衡擺動(dòng)力矩的方法。由于沖擊力與嚙合力成正比關(guān)系，而傳動(dòng)中過程中各環(huán)板的上作用的實(shí)際嚙合力又不等，采用均載裝置，改善三環(huán)減速器的均載效果可達(dá)到減振的目的。文獻(xiàn)采用在SH175型三環(huán)減速器的輸出軸和其支承軸承之間加入聚四氟乙烯襯套的均載方式來提高均載效果，試驗(yàn)樣機(jī)的理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明：采用均載機(jī)構(gòu)能明顯地改善三環(huán)減速器載荷分配不均的問題，傳動(dòng)平穩(wěn)性增強(qiáng)。改進(jìn)型機(jī)（加上聚四氟乙烯襯套）的載荷分配不均勻系數(shù)較原型機(jī)（未加聚四氟乙烯襯套）有較大的降低。文獻(xiàn)提出了在SH145三環(huán)減速器的輸出軸軸承外圈和軸承座之間加裝彈性均載環(huán)的均載方案，試驗(yàn)結(jié)果表明：加裝均載環(huán)后，三環(huán)減速器均載效果明顯。文獻(xiàn)將彈性均載環(huán)分別加裝在其設(shè)計(jì)的的兩級(jí)三環(huán)減速器HITSH145 的輸出軸和一級(jí)輸入軸的軸承外圈和軸承座孔之間，彈性均載環(huán)的變形實(shí)現(xiàn)了輸出軸和一級(jí)輸入軸上的外齒輪浮動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了三環(huán)減速器的均載，樣機(jī)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果顯示，HITSH145原型機(jī)（未加均載環(huán)）的載荷分配不均勻系數(shù)由1.314降低為改進(jìn)型機(jī)（加上均載環(huán)）的1.073，均載效果顯著。另外，有些文獻(xiàn)還研究了三環(huán)減速器的多齒嚙合問題，少齒差內(nèi)嚙合傳動(dòng)參數(shù)，彈性均載環(huán)的設(shè)計(jì)以及傳動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)等諸多問題。
由于三環(huán)傳動(dòng)是我國的發(fā)明，且研究的較為全面，國外尚未有有關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)道。
盡管我國在三環(huán)減速器的研究方面取得了許多令人矚目的成果，但由于三環(huán)減速器的研發(fā)時(shí)間較短，對(duì)有些問題研究的還不夠深入，生產(chǎn)中存在的一些實(shí)際問題還未從根本上得到解決，制約了這種新裝置的推廣使用。我國開發(fā)的三環(huán)減速器的基本型結(jié)構(gòu)主要有兩種，一是兩高速軸對(duì)稱布置于輸出軸兩側(cè)的對(duì)稱型三環(huán)減速器，如圖1-4所示，另一種是兩高速軸布置于輸出軸同側(cè)的偏置型三環(huán)減速器。
三環(huán)減速器是以內(nèi)齒環(huán)板作為行星輪，并利用三相并列平行雙曲柄機(jī)構(gòu)來克服死點(diǎn)而傳遞動(dòng)力的，而單相雙曲柄機(jī)構(gòu)的最大缺點(diǎn)就是存在死點(diǎn)位置，即當(dāng)曲柄與連桿共線時(shí)，機(jī)構(gòu)處于運(yùn)動(dòng)不確定位置，此時(shí)傳動(dòng)角為零，機(jī)構(gòu)無法運(yùn)動(dòng)�？朔䴔C(jī)構(gòu)死點(diǎn)的辦法主要有：1.雙曲柄軸動(dòng)力同步輸入；2.多相并列雙曲柄機(jī)構(gòu)；3.多曲柄機(jī)構(gòu)。目前主要用的是采用多相并列雙曲柄機(jī)構(gòu)。在三環(huán)減速器的研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)其存在的主要問題表現(xiàn)在：
1.在三環(huán)減速器中，每個(gè)內(nèi)齒環(huán)板都相當(dāng)于雙曲柄機(jī)構(gòu)中的連桿，由輸入軸帶動(dòng)作高速曲線平動(dòng)，慣性力和嚙合力呈周期性變化，使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。
2.由于三個(gè)完全相同的內(nèi)齒環(huán)板并列地呈120°相位差運(yùn)轉(zhuǎn)，慣性力理論上是平衡的，但是慣性力偶矩是不平衡的。尤其在中高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，慣性力偶矩就成為三環(huán)減速器產(chǎn)生振動(dòng)的重要激振源。三相互為120°相位差的雙曲柄機(jī)構(gòu)之間存在過約束和死點(diǎn)沖擊，由于其本身的原因以及制造安裝誤差導(dǎo)致了附加沖擊動(dòng)載荷，引起機(jī)體振動(dòng)和噪聲。
3.由于不可避免的制造和安裝誤差，以及零件受力變形，致使三個(gè)完全相同的內(nèi)齒環(huán)板工作時(shí)不能均勻受載，既增大了振動(dòng)，又嚴(yán)重地影響其功率分流式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的充分發(fā)揮。
從目前的理論分析、試驗(yàn)研究的文獻(xiàn)和實(shí)際應(yīng)用都證實(shí)和發(fā)現(xiàn)，三環(huán)減速器振動(dòng)普遍較大，并隨著原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高、傳動(dòng)比增大及功率增加而加劇，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致內(nèi)齒環(huán)板斷裂、軸承發(fā)熱失效，縮短了整機(jī)使用壽命，降低了三環(huán)減速器的優(yōu)越性，嚴(yán)重地影響三環(huán)減速器的實(shí)際推廣應(yīng)用。此外，對(duì)于功率較大的三環(huán)減速器，必須采用低速電機(jī)以降低其振動(dòng)，這又增大了電機(jī)的成本。
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