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發(fā)布時間：2020-08-11 13:23
擺線針輪減速器傳動效率是衡量傳動質量的重要指標之一。
基于變換機構法，通過分析銷擺的嚙合效率、旋轉臂的軸承效率和輸出機構的效率，計算出變螺距擺線針輪減速器的傳動效率。在傳動過程中，兩齒廓之間存在相對滑動和滾動，產(chǎn)生滑動摩擦和滾動摩擦。由于針齒套與擺線輪齒之間的滾動摩擦力很小，可以忽略不計。為了便于計算，本文只考慮擺線針輪減速器銷軸與銷套之間的滑動摩擦損失。行星擺線針輪減速器與變換機構的嚙合效率關系，變換機構的嚙合效率不等于行星機構的嚙合效率。為了分析它們之間的具體關系，以簡單的行星機構K-H-V傳動為研究對象，傳動為H，行星輪系和變換機構如下圖所示。以行星機構為研究對象，由外力矩平衡得到的MA MH MB=0（1）行星機構和變換機構的原理圖在變換機構中沒有改變外力矩，但MA和XHA相反，MB和XHB在同一方向，因此A是被動P。藝術和B是活躍的部分。因此，在maxha mbxhbgh=0（2）型行星機構中，GH變換機構的嚙合效率為mbma=-xha b gh=-ibgh（1）式（3）表明該行星機構中的mhma=-1-mbma=ihabgh-1（4），h為主動，a為驅動。其嚙合效率gbhagbha=-maxbamhxbh=gh（1-ihab）gh ihab（5）僅適用于K-H-V傳動，H作為主內(nèi)齒輪作為固定件。轉換機構減速器中的針輪和擺線齒輪的嚙合效率為ZP。轉換機構中的銷齒數(shù)為ZP，主動順時針旋轉。角速度是xb。兩齒差擺線齒輪的齒數(shù)為za，角速度為xa。首先，當銷齒直徑很小時，對其進行了分析。如圖所示，如果針齒作用在擺線輪上的力為fi，則fi=fmaxlira=fmaxsinui1 k21-2k1cosi（6），其中l(wèi)i=rqsinui1 k21-2k1cosi（7）fmax=4tak1zarz（8），在擺線輪上，nmmrz針齒的中心半徑和一個針齒相對于旋轉和手臂上的齒輪。動態(tài)速度vi為vi=rz1 k21-2k1cosi（xa xb）（9）。因為xa xb=xb zp za za，對于兩齒之差，zp za=2，vi=2rzxbza1 k21-2k1cosi（10）在實際產(chǎn)品中不是尖頭，具有一定的直徑。無針套時，針齒半徑設為Rz。此時，一針輪與擺線輪之間的相對滑動速度vi約為vi=2rzxbza（1-rzrz）1 k21-2k1cosi（11）。當有銷齒輪套時，銷齒輪套的半徑應為Rz，銷齒輪銷的半徑應為Rzc（Rzc）。減速器優(yōu)化改造后的受力分析結果表明，一級減速器擺線齒輪與銷輪的嚙合齒數(shù)為6齒（16齒）?？梢钥吹矫總€齒的接觸力和相應的旋轉角度。表2：擺線齒輪與針輪同時嚙合的齒數(shù)為7齒（28齒）。xwd擺線針輪減速機是采用K-H-V少齒差行星式傳動原理及擺線針齒嚙合的新穎傳動機構，廣泛應用于各種傳動機械中的減速機械，如“紡織印染、輕工食品、冶金礦山、石油化工、起重運輸及工程機械等領域中的驅動和減速裝置。各齒的接觸力及相應的旋轉角度如表3所示。齒廓間滑動摩擦系數(shù)為常數(shù)f=0.01<5>。
擺線針輪減速器機機座結構分析
機座是機器的基礎部件之一。擺線針輪減速器機座結合了箱體和支架的特點。是整臺機器裝配和調整基準件，它將軸、套、傳動輪等零件組裝在一起，使各零件之間保持正確的位置關系，以滿足機器或部件的工作性能要求。主要加工表面不但有一些固定聯(lián)結各部件的平面，還有許多精度較高的軸承孔需要加工。除此之外，還有許多精度要求較低的緊固孔和螺紋孔需要加工。機體的底面作為裝配的基準面，其它各面和孔的軸心線應以該面作為基準，保持一定的加工尺寸精度和相互位置精度。下圖為擺線針輪減速器機座毛坯圖。擺線針輪減速機組裝的重難點1）擺線輪的安裝標識必須確保得到正確安裝，本例中兩片擺線輪鋼號面朝向輸出軸，且相互錯開180°。
機座的主要技術要求
擺線針輪減速器機座結合了箱體和支架的特點。箱體的技術要求比支架更周全、更典型。其主要技術要求如下：
(1) 軸孔精度 軸孔的尺寸精度和形狀精度對軸承的配合質量有很大關系，因而也對軸的回轉精度、傳動平穩(wěn)性、噪音、軸承壽命等起重大影響。因此對機座上軸孔的公差、光潔度、形狀精度都有一定的要求，對兩個軸承孔Ф80尺寸精度為標準公差IT8級，表面粗糙度值為1.6μm，圓度應在0.01mm左右。3裝配時切記兩個擺線齒輪的標記字頭（互成180°對成或上下重合）。
(2) 聯(lián)接平面 機座上的固定聯(lián)接平面是確定機座上各零部件相對位置的重要表面。為了保證機座和所有聯(lián)接零部件結合面的緊密貼合，保證密封性，防止工作時潤滑油漏出，其粗糙度要求為3.2μm。與軸心線的垂直度公差為0.02mm。3、傳動特點:ａ．減速比大：一級減速比i可由1/9～1/87，兩級減速比i范圍在1/121～1/5133。機座下底面是固定聯(lián)接平面在加工過程當中作為定位基準面，直接影響軸孔的加工精度，因此，其表面粗糙度值為6.3μm。與軸孔中心線平行度在140mm長度上公差為0.1mm。
可見，機座的主要加工面為孔和平面，由于其尺寸不大，剛性較好，所以平面加工一般沒有多大困難，但在加工軸孔時，因為其刀具（例如鉆頭和鏜桿）的尺寸都受到孔徑尺寸的限制，不能過大，因而容易變形，影響加工質量。此外，任何軸孔的加工不但要保證軸孔本身的尺寸精度和同軸度，而且還要照顧它和其他平面的位置精度，所有這些情況都說明加工孔比較困難，它是機座加工中的關鍵。XLD系列擺線針輪減速機是依照少齒差行星傳動原理，擺線針齒嚙合實現(xiàn)減速的一種機械。
擺線針輪減速機的發(fā)展
1926年德國人L．Braren發(fā)明了擺線針輪減速器，他是在少齒差行星傳動結構上，首先將變幅外擺線的內(nèi)側等距曲線用作行星輪齒廓曲線而把圓形作為中心輪齒廓曲線，和漸開線少齒差行星傳動模式一樣，保留z—X—F類N型行星齒輪傳動。擺線針輪傳動較之普通漸開線齒輪或蝸輪傳動的優(yōu)點是：高傳動比和；同軸輸出，結構體積小和重量輕；傳動平穩(wěn)和噪聲低。由于擺線針輪傳動同時嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒輪傳動同時嚙合的齒數(shù)多，因而承載能力較大，嚙合效率要高；還由于擺線輪和針輪的輪齒均可淬硬、精磨，較漸開線少齒差傳動中內(nèi)齒輪的被加工性能要好，齒面硬度更高，因而使用壽命要長；加上擺線輪的加工技術已經(jīng)過關，專業(yè)加工設備齊全，擺線輪已納入專業(yè)通用件，在國內(nèi)已做到通用化批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本下降，因此擺線針輪傳動的減速器當前廣為應用。擺線針輪減速技術至今，雖在品種、規(guī)格等方面做了不少改進，但再沒有作本質、原理上的創(chuàng)新?，F(xiàn)今擺線針輪減速器，其原理和結構還是1926年德國的原型。據(jù)科學分析了擺線輪齒面的接觸受力情況,指出:(1)齒面與針齒套之間存在著柔性沖擊和滑動摩擦,認為接觸處完全為純滾動的認識是不夠全的面的。
目前，擺線針輪的研究在國內(nèi)外都在積極發(fā)展，日本住友重機械株式會社的“80系列”極大提高了性能，從1990年開始，住友機械株式會社在“80系列”的基礎上推出新“90樣本”的擺線針輪減速器，它的機型由15種擴大為21種，傳動比由8種擴大為16種。我國對日本提高擺線針輪減速器性能的主要技術措施已進行較深入的分析，而且在趕超世界水平方面也有自己的創(chuàng)新成果，如符合工程實際的對擺線輪與輸出機構受力進行分析及擺線輪齒形的優(yōu)化設計等。3、立式安裝行星擺線針輪減速機要嚴防油泵斷油，以避免減速機的部件損壞。
擺線針輪減速機所傳遞的大功率為132KW，輸入軸轉速為1800r/min。美國在研究直升飛機傳動裝置時所做的擺線針輪傳動試驗樣機，采用四片擺線輪，可以保證輸入軸動平衡的新結構，輸入轉速達2000r/min，傳動功率達205KW。
