1、 新型環(huán)式減速機的基本結構與傳動(dòng)機理
針對目前環(huán)式
減速機在高速大功率工況下振動(dòng)噪聲超標；其曲軸采用偏心套方式，不僅存在微動(dòng)磨損，發(fā)熱導致軸承早期破壞，而且曲軸加工分度精度要求高等問(wèn)題，提出了一種新型平行動(dòng)軸少齒差環(huán)式減速機。該減速機是由一級普通圓柱齒輪傳動(dòng)和一級雙環(huán)減速傳動(dòng)構成，其中一級普通圓柱齒輪由三個(gè)相互嚙合的大齒輪、小齒輪構成，其中兩個(gè)大齒輪安裝在兩根互相平行且各具有兩個(gè)偏心軸頸的曲軸上，兩個(gè)傳動(dòng)環(huán)板（內齒輪）通過(guò)軸承1安裝在偏心曲軸上，偏心曲軸通過(guò)軸承3安裝在箱體上，外齒輪的軸為輸出（低速）軸，其軸線(xiàn)與偏心曲軸軸線(xiàn)平行，輸出軸通過(guò)軸承2支承在箱體上，兩個(gè)傳動(dòng)環(huán)板（內齒輪）與外齒輪嚙合，嚙合瞬時(shí)相位差呈180°。動(dòng)力從輸入軸輸入，通過(guò)一級普通圓柱齒輪（大齒輪、小齒輪）將功率分流到兩偏心曲軸上，實(shí)現雙曲柄軸同步輸入，傳動(dòng)環(huán)板（內齒輪）與輸出外齒輪嚙合，實(shí)現功率合流輸出。
從上述結構形式可以看出，該新型平行動(dòng)軸少齒差環(huán)式減速機既保留了目前環(huán)式減速機結構簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大和承載能力強的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)因采用一級圓柱齒輪傳動(dòng)進(jìn)行減速后再進(jìn)入環(huán)式減速傳動(dòng)，故克服了目前環(huán)式減速機不適宜高速傳動(dòng)這一不足。兩根偏心曲軸互成180°的兩個(gè)偏心曲拐采用一根曲軸加工，以保正曲軸偏心量的精度，去掉了偏心套，克服了微動(dòng)磨損.輸出軸采取懸臂安裝方式，輸入軸通過(guò)軸承支承在輸出軸上，使結構更為緊湊，一級普通圓柱齒輪傳動(dòng)的大齒輪起到攪油的作用，可降低減速機潤滑油的液位。
2、新型環(huán)式減速機的受力分析
新型環(huán)式
減速機轉臂軸承受力較大，是系統中的薄弱環(huán)節。利用I2DEAS軟件建立各零/部件實(shí)體幾何模型并進(jìn)行虛擬裝配，在小齒輪、大齒輪、環(huán)板和輸出軸的軸承處建立鉸鏈約束，只有一個(gè)旋轉自由度；在輸入軸、偏心曲軸和外齒輪的軸承處建立彈性約束，在大齒輪和輸出軸的軸承處的鉸鏈上施加運動(dòng)；在傳動(dòng)環(huán)板（內齒板）與輸出外齒輪嚙合點(diǎn)處建立一“無(wú)質(zhì)量旋轉點(diǎn)”，將嚙合力的徑向力Fr和軸向力Ft施加在這“無(wú)質(zhì)量旋轉點(diǎn)”上。在定義約束及各連接副后，導入ADAMS軟件中，建立整個(gè)減速機傳動(dòng)系統剛體動(dòng)力學(xué)模型，。采用修正Newton2Raphson迭代法求解。仿真時(shí)間設為0108s，得出一偏心曲軸上轉臂軸承和箱體軸承受力情況，另一偏心曲軸上轉臂軸承和箱體軸承受力情況基本相同，相位相差180°。
同一偏心曲軸上兩個(gè)轉臂軸承的載荷大小及變化趨勢基本相同，相位相差180°，最大值為9500N左右，最小值為5000N左右。同一根偏心曲軸上的兩箱體軸承的載荷大小及變化趨勢也基本相同，相位相差180°，軸承載荷變化相對較平緩，沒(méi)有大的突變，表明該減速機有效地克服了死點(diǎn).
3、試驗研究
根據前面的設計制造出的新型同軸式雙環(huán)減速器樣機，功率為515kW，輸入轉速為1440r/min，在齒輪傳動(dòng)實(shí)驗臺上對所研究的樣機進(jìn)行傳動(dòng)性能及振動(dòng)測試試驗。
?。?） 新型環(huán)式減速機的跑合試驗
將新型環(huán)式減速機的箱體內零/部件按傳動(dòng)結構裝配，在裝配上箱體之前，用手轉動(dòng)一級輸入軸半聯(lián)軸器，看其是否轉動(dòng)靈活，支承軸承是否對心。如果轉動(dòng)卡死，首先考慮外齒輪裝配是否正確。裝配好后，空載跑合4h，正轉和反轉分別跑合2h；然后加載20跑合2h，加載50跑合2h，最后加載100跑合2h.跑合試驗后，將原來(lái)加入的潤滑油放出，并清理箱體底部；然后重新注入潤滑油，為以下的性能試驗作準備。
?。?）新型環(huán)式減速機的效率試驗
新型同軸式雙環(huán)減速機傳動(dòng)的效率試驗采用分級、逐步加載完成，額定轉速和轉矩下，高速軸齒輪每齒應力循環(huán)數達到3×106后，將輸入轉速分為750r/min、1000r/min、1500r/min三擋，輸出轉矩按占額定輸出轉矩的百分比為60、80、100三擋。在恒定轉速變轉矩和恒定轉矩變轉速兩種工況下，進(jìn)行傳動(dòng)效率測試。
從測試出的傳動(dòng)效率曲線(xiàn)可以看出，傳動(dòng)效率隨輸出轉矩的增加而增加，隨輸入轉速的增加而降低。
在額定轉矩下，傳動(dòng)效率隨輸入轉速的增加而緩慢降低，在額定轉速和額定轉矩下，其傳動(dòng)效率達到96.
4 、結語(yǔ)
環(huán)式減速機具有結構簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大、承載和過(guò)載能力強等優(yōu)點(diǎn)，但在使用過(guò)程中存在振動(dòng)大、溫升高和軸承早期破壞等問(wèn)題，制約了該產(chǎn)品推廣進(jìn)程。本文在研究現有平行動(dòng)軸少齒差環(huán)式減速機結構特點(diǎn)、傳動(dòng)原理及存在問(wèn)題的基礎上，提出了一種新型平行動(dòng)軸小齒差環(huán)式減速機，對該減速機的結構形式、傳動(dòng)原理進(jìn)行了分析，對其性能進(jìn)行了理論研究和試驗測試。結果表明該種新型環(huán)式減速機不僅傳動(dòng)比大，且結構緊湊、簡(jiǎn)單；用一根曲軸加工，再一分為二的工藝方法，保證了曲軸偏心量的精度，安裝精度也容易保證；去掉了偏心套，克服了微動(dòng)磨損；額定功率下效率可達到96.振動(dòng)達國家B級水平。
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