減速器傳動(dòng)技術(shù)

在游星式傳動(dòng)方案中，各個(gè)齒輪間的相對(duì)位置與定軸輪系差不多，不過(guò)它的一個(gè)中心輪是不動(dòng)的。而中間輪用軸裝在與輸出軸聯(lián)接在一起的游星架上，繞中心旋轉(zhuǎn)，因此，中間輪改稱游星輪，既作自轉(zhuǎn)，又作公轉(zhuǎn)。

游星式傳動(dòng)方案分為單游星式傳動(dòng)方案和重游星式傳動(dòng)方案。

這種游星式傳動(dòng)方案的輸入與輸出軸的轉(zhuǎn)向是相同的。它具有尺寸小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高等優(yōu)點(diǎn)，故常用于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)上。但須注意的是，由于游星架的轉(zhuǎn)，離心力所加給游星齒輪軸承的載荷可達(dá)其總載荷的80%左右，并且過(guò)高的轉(zhuǎn)速還會(huì)引起游星架的風(fēng)阻和攪拌潤(rùn)滑等損失，致使整個(gè)減速器效率急劇下降，故而游星架的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大 。

在差動(dòng)式傳動(dòng)方案中，各個(gè)齒輪間的相對(duì)位置與游星輪系和定軸輪系的差不多，它在游星輪系基礎(chǔ)上，去掉對(duì)固定齒輪的約束，使其成為可轉(zhuǎn)動(dòng)的中心輪，從而與游星架形成了差動(dòng)旋轉(zhuǎn)，共同成為該傳動(dòng)方案的輸出端。

差動(dòng)式傳動(dòng)方案分為單游星差動(dòng)式傳動(dòng)方案和重游星差動(dòng)式傳動(dòng)方案。

在徑向尺寸相同時(shí)，雙槳差動(dòng)重游星式方案的傳動(dòng)比較單槳重游星式方案的大得多。

雙槳傳動(dòng)方案中，內(nèi)軸軸承的安排是比較困難的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)它的型式與位置確定必須予以仔細(xì)考慮。

如果將差動(dòng)式雙槳傳動(dòng)方案與單槳游星式方案比較，當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，前者徑向尺寸小，重量輕、齒輪嚙合的相對(duì)速度小、磨損小、效率高;游星齒輪的離心力小，軸承壽命容易保證，無(wú)扭矩傳給機(jī)匣。然而，由于要使雙槳的轉(zhuǎn)速確定，減速器的構(gòu)造和操縱系統(tǒng)較復(fù)雜。當(dāng)用兩個(gè)變距螺槳時(shí)，需要兩個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。如果兩螺槳扭矩相差大，那么還需采用不同的螺槳(扭矩差不大時(shí)，采用不同的安裝角即可) 。

齒輪減速器是航空發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺槳和旋翼必不可少的部件，它是渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)和直升機(jī)旋翼傳動(dòng)系統(tǒng)的組成部分。它的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子或動(dòng)力渦輪相聯(lián)，另一端與螺槳或旋翼相接。

盡管減速器的傳動(dòng)方案是多樣的，但是它們不外乎為簡(jiǎn)單式、游星式、差動(dòng)式三種基本形式，以及它們的不同組合。航空發(fā)動(dòng)機(jī)減速器傳動(dòng)方案取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的型式與傳動(dòng)對(duì)象。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)減速器通常設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的前面，渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)體減的部位主要取決于直升機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的總體安排，有的在前，有的在后，有的甚至設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的中間 。

簡(jiǎn)單傳動(dòng)是由一對(duì)齒輪嚙合而成，可以是外嚙合的，也可以是內(nèi)嚙合的，一般情況下，它們的輸入軸與輸出軸均呈平行的，有時(shí)稱為平行軸式，如果要使輸入軸與輸出軸呈同心式的，那么它們的轉(zhuǎn)軸數(shù)起碼有三根?？梢?jiàn)，它是由兩級(jí)簡(jiǎn)單傳動(dòng)串聯(lián)而成，這種同心的簡(jiǎn)單式傳動(dòng)又稱為定軸傳動(dòng)輪系，它由兩個(gè)中心輪與若干個(gè)中間輪組成，有時(shí)稱為恒星型式。它能實(shí)現(xiàn)多路并聯(lián)的傳動(dòng)，減少每對(duì)嚙合齒的受力。

同樣外廓尺寸時(shí)，內(nèi)外嚙合傳動(dòng)可以獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)比，但因采用了內(nèi)齒輪，在加工和中間軸的支承方面都是比較復(fù)雜的。

渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)體減的傳動(dòng)比不太大，但轉(zhuǎn)速卻很高，為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和效率高，趨于采用外嚙合的簡(jiǎn)單式傳動(dòng) 。

組合式傳動(dòng)方案是將簡(jiǎn)單式、游星式與差動(dòng)式傳動(dòng)方案按不同順序與方式組合而成，從而獲得各種各樣復(fù)雜的傳動(dòng)方案。

常見(jiàn)的有簡(jiǎn)單-游星組合的雙極傳動(dòng)方案、兩個(gè)單游星組合的雙極傳動(dòng)方案、封閉差動(dòng)式傳動(dòng)方案和封閉差動(dòng)雙槳傳動(dòng)方案 。

在選定傳動(dòng)方案后，需要確定各齒輪的齒數(shù)與模數(shù)。齒數(shù)的確定除了不允許在加工時(shí)齒根出現(xiàn)過(guò)度切削以外，對(duì)于同心式減速器，還應(yīng)滿足以下四個(gè)條件:

(1)保證實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比。

(2)保證與若干個(gè)中間輪(或游星輪)嚙合的兩個(gè)中心輪的軸線重合，即滿足同心條件。

(3)保證各中間輪(或游星輪)能夠均勻地裝人兩中心輪之間，即滿足安裝條件。

(4)保證各中間輪(或游星輪)不致互相碰撞，即滿足鄰接條件。

此外，為了改善輪齒的嚙合工作條件，對(duì)于相互嚙合的齒輪，它們的輪齒數(shù)目最好沒(méi)有公約數(shù) 。2100433B

杯型系列諧波傳動(dòng)減速器

帽型系列諧波傳動(dòng)減速器

超薄型系列諧波傳動(dòng)減速器

高扭矩型系列諧波傳動(dòng)減速器

圖冊(cè)《最簡(jiǎn)單的諧波減速器》第一張圖表示出一種最簡(jiǎn)單的諧波傳動(dòng)減速器基本結(jié)構(gòu)，第二張圖表示諧波傳動(dòng)工作原理圖。

它主要由三個(gè)基本構(gòu)件組成：

（1）帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪）；

（2）帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）；

（3）波發(fā)生器H。

作為減速器使用，通常采用波發(fā)生器主動(dòng)、剛輪固定、柔輪輸出形式。

波發(fā)生器H是一個(gè)桿狀部件，其兩端裝有滾動(dòng)軸承構(gòu)成滾輪，與柔輪1的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性形變的薄壁齒輪，其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的長(zhǎng)軸。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件。當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長(zhǎng)軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開(kāi)。周長(zhǎng)上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過(guò)渡狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器沿圖示方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開(kāi)、再嚙入……，周而復(fù)始地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)柔輪相對(duì)剛輪沿波發(fā)生器H相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，固定剛輪，由電機(jī)帶動(dòng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，柔輪作為從動(dòng)輪，輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。在傳動(dòng)過(guò)程中，波發(fā)生器轉(zhuǎn)一周，柔輪上某點(diǎn)變形的循環(huán)次數(shù)稱為波數(shù)，以 n 表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動(dòng)的柔輪應(yīng)力較小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于獲得大的傳動(dòng)比。故為應(yīng)用最廣的一種。

諧波齒輪傳動(dòng)的柔輪和剛輪的齒距相同，但齒數(shù)不等，通常采用剛輪與柔輪齒數(shù)差等于波數(shù)，即

z2－z1=n

式中 z2、z1--分別為剛輪與柔輪的齒數(shù)。

當(dāng)剛輪固定、發(fā)生器主動(dòng)、柔輪從動(dòng)時(shí)，諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為

i=-z1/(z2-z1)

雙波傳動(dòng)中，z2－z1=2，柔輪齒數(shù)很多。上式負(fù)號(hào)表示柔輪的轉(zhuǎn)向與波發(fā)生器的轉(zhuǎn)向相反。由此可看出，諧波減速器可獲得很大的傳動(dòng)比。

1．承載能力高 諧波傳動(dòng)中，齒與齒的嚙合是面接觸，加上同時(shí)嚙合齒數(shù)（重疊系數(shù)）比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。

2．傳動(dòng)比大 單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，可達(dá) i=70～500。

3．體積小、重量輕。

4．傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)。

5．傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊，無(wú)噪音，運(yùn)動(dòng)精度高。

6．由于柔輪承受較大的交變載荷，因而對(duì)柔輪材料的抗疲勞強(qiáng)度、加工和熱處理要求較高，工藝復(fù)雜。

諧波減速器在國(guó)內(nèi)于六七十年代才開(kāi)始研制，已有不少?gòu)S家專門(mén)生產(chǎn)，并形成系列化。廣泛應(yīng)用于電子、航天航空、機(jī)器人等行業(yè)，由于它的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在化工行業(yè)的應(yīng)用也逐漸增多。