结 论
本文在对三环减速机结构设计、性能分析和均载减振研究文献进行全面分析和综合的基础上,提出了一种惯性力完全平衡的新型两级三环减速机,并且采用金属弹性环作为均载减振机构;进行了两级三环减速机的受力分析、结构设计、均载机构的研究及传动性能、载荷均衡和振动的实验研究。
本文提出的新方法及创造性工作归纳如下:
1.在三环减速机变形分析的基础上,提出了一种新型三环减速机相应的变形协调方程;建立了三环减速机传动系统过约束超静定机构一多相并列平行双曲柄的受力分析模型;计算分析了对称A型、对称B型和偏置型三环减速机以及星型少齿差减速机内齿环板转臂偏心轴承的受力情况。对比分析得出:在相同的传动技术参数条件下:对称A型三环减速机的受力性能最佳,中间环板和两侧环板偏心之间的相位差为180°的三环减速机的受力性能优于相位差为120°的三环减速机。
2.在深入分析三环减速机的制造安装误差和载荷分配的基础上,结合行星传动均载的原理,提出了一种新型的利用零件弹性变形的均载机构一金属弹性均载环;分别用弹性力学和有限元方法计算了均载环的刚度、强度和动态特性,表明所选用的均载环具有适宜的刚度、足够的强度,能够满足位移均载的要求且具有很高的固有频率。利用I-DEAS软件,考虑三环减速机的等效制造安装误差,提出了一种应用间隙单元法计算载荷分配不均匀系数KP的理论方法,并且对内齿环板偏心之间的相位差分别为120°和180°的两种三环减速机进行实例计算,结果表明:后者的载荷分配不均匀系数KP明显小于前者。
3.推导了用插齿刀加工的少齿差内啮合变位系数的牛顿迭代公式,不仅保证了给定的重合度和齿廓不重迭干涉系数的要求,保证了标准顶隙,而且迭代得到的啮合角较小;对三环减速机的关键零件一内齿环板和偏心套进行有限元分析,对三环减速机多齿啮合的载荷分配进行定量分析,用于指导结构设计。
4.对设计试制的两级三环减速机HITSH145样机进行传动性能、载荷均衡和振动的实验研究,实验采用微机采集数据和处理信号。结果表明:样机具有较高的传动效率,可达92.9%;载荷均衡效果明显,载荷分配不均匀系数KP由原型机(未加装弹性均载环,下同)的1.314降为改进型机(加装弹性均载环,下同)的1.073;箱体振动明显降低,尤其是输出轴轴承座的径向振动加速度由原型机的26.6m/s2降为改进型机的3.35m/s2,振动有效速度由原型机的9.40m/s降为改进型机的1.19m/s。
上述减速机已于今年八月份通过省科委组织的鉴定,结论是“达到国内领先水平”。由于所研制的三环减速机具有优良的性能,可作为一般通用减速机的换代产品,显著降低成本和价格,带来可观的经济效益和社会效益。希望在三环减速机制造工艺、弹性均载环低成本加工方面开展进一步的工作,并进行工业性实验以及完成减速机的系列化和商品化的工作。
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