[发明专利]外三环减速器内齿环板轮齿相位无干涉安装的设计方法

说明书

【技术领域】：

本发明属于减速器技术领域，特别涉及一种外三环减速器内齿轮相位角的确定方法及实用数据。

【背景技术】：

目前国内外普遍应用的减速器除了蜗轮、蜗杆类减速器外，大致可以分为两大类：第一类是普通圆柱齿轮减速器；第二类是行星减速器，其中包括摆线针轮减速器。圆柱齿轮减速器属于平行轴传动，其输入轴和输出轴相互平行，并且轴线固定不动。它的优点是结构简单、维修方便；缺点是传动比小，相对质量大，承载能力弱。行星减速器属于同轴动轴传动，其输入轴和输出轴在同一中心线上、行星轮轴是运动的。它的优点是传动比较大、相对质量轻；相应的缺点是结构复杂、承载能力较弱、制造和维修较困难。

由重庆钢铁设计院陈宗源教授发明了一种新一代的变速传动技术——即三环变速技术。

由于其技术的先进性，目前已在矿山、石油、化工、橡塑、工程起重、运输、轻工、冶金、船舶等行业中广泛推广应用。一般可替代行星减速器、摆线针轮减速器、多级圆柱齿轮减速器。

三环式减速器属于平行轴动轴传动，其平行轴吸取了圆柱齿轮减速器的特点，而动轴则吸取了行星减速器的特点。由此，三环式减速器带来了许多明显的优越性，同时，又避开了圆柱齿轮减速器和行星齿轮减速器的缺陷。在所有减速器中，三环式减速器是一种传动路线最短的减速器，由于它有3片传动内齿环板，所以取名叫三环减速器。

三环减速器的主要特点为：

(1)承载能力强、使用寿命长、输出转矩大。

(2)传动比大、分级密集。

(3)运转平稳，噪声小。

(4)结构紧凑、体积小、重量轻。

(5)装拆与维修方便、加工制造简单、成本低、无需特殊材料及热处理。

(6)装配型式及派生系列繁多、适用范围宽广。

外三环减速器的工作原理

外三环减速器的工作原理如图1所示，中间是分度圆直径为d₁的外齿轮，其轴线是固定的，外齿轮只能绕O₁轴回转；与外齿轮啮合的是分度圆直径为d₂的内齿环板上的内齿轮，内齿环板用滚动轴承装在两根偏心轴(曲轴)上，构成回转铰副，两根偏心轴的轴线为O₂和O₃，两回转副的铰心分别为A₂及A₃。两根偏心轴的偏心距(即回转副的铰心与偏心轴的回转中心距离)均为r₃＝d₃/2，其偏心的方向相同。内齿环板和两根偏心轴组成平行四连杆机构，如图2所示。由平行四连杆机构的运动学关系可知，当偏心轴回转时内齿环板作平动，内齿环板上任意一点都有相同的轨迹和速度。内、外齿轮分度圆直径与偏心轴的偏心距之间有下列关系：

r₃＝d₃/2＝(d₂-d₁)/2                          (1)

在偏心轴回转时，内齿环板与外齿轮始终处于啮合状态。如图1所示，设偏心轴顺时针回转，角速度为ω₁；偏心轴上的回转副铰心A₂及A₃点的线速度为V，有

V＝ω₁*d₃/2                                  (2)

在啮合点A₁处内齿环板的线速度也是V。内齿环板通过啮合推动外齿轮逆时针回转，无论偏心轴转到什么位置内齿环板始终在啮合点(啮合点是顺时针转动的)处以线速度V推动外齿轮逆时针回转。设外齿轮角速度为ω₂，则有

V＝ω₁*d₃/2＝-ω₂*d₁/2                       (3)

将(1)式及d₁＝mz₁，d₂＝mz₂代入(3)式，有：

i＝-ω₁/ω₂＝-d₁/(d₂-d₁)＝-z₁/(z₂-z₁)        (4)

式中m-为齿轮模数；

z₁、z₂-为外齿轮、内齿轮齿数；