结论
本文在对三环减速器的结构设计、性能分析和均载等研究文献进行分析和综述的基础上,分析了振动产生的主要原因;为解决三环减速器振动大、各环板的载荷不均匀系数大、温升高和转臂轴承使用寿命短等生产中迫切需要解决的问题,本文进行了下列有创造性的研究工作。
1.依据功率分流、油膜浮动均载、机构平衡和同步带缓冲及吸振原理,提出了一种具有一级圆弧齿同步带的完全平衡、均载减振,偏心相位差为180°的新型两级三环减速器。在受力分析和油膜浮动均载研究的基础上,研制出了油膜浮动两级三环减速器样机,分析了影响三环减速器性能的主要因素。
2.在分析传动变形的基础上,改进了考虑高速轴弯曲变形和内齿环板拉压变形的三环减速器变形协调方程,并给出了变形协调方程各系数的计算公式,导出了基本型三环减速器各环板啮合力的计算公式;建立了双轴输入式完全平衡三环减速器的受力分析模型,并给出了实例的计算结果。对比分析得出:在传动技术参数相同的条件下,双轴输入式完全平衡三环减速器的结构设计合理、受力性能最佳;环板间偏心相位差为180°。的三环减速器的受力性能优于相位差为120°的三环减速器。
3.在分析了影响三环减速器精度的几种主要制造安装误差的基础上,根据行星传动均载原理并结合三环减速器的实际工况,提出了一种适合三环减速器的利用厚油膜弹性变形进行均载的机构一油膜浮动均载机构;分析了三环减速器油膜浮动均载机理;提出了不同于一般滑动轴承的偏心转动和动载荷工况的油膜浮动两级三环减速器的流体动力润滑方程,首次建立了该工况下的三环减速器油膜浮动的流体动力模型,为动力学研究奠定了基础;用多重网格方法和Simpson 积分公式计算了油膜浮动时的承载能力,结果表明:油膜浮动时的承载能力能够满足工作要求。
4.对研制的两级三环减速器样机的振动性能进行了研究,分析了油膜浮动两级三环减速器的减振机理,依据振动理论,建立并求解了油膜浮动两级三环减速器的祸合振动方程和用于抽油机的三环减速器的动力学模型,由于用于抽油机的减速器其所受的激振力是复杂的周期函数,本文采用周期函数的傅立叶级数展开原理,将复杂的激振力分解成为多个频率成整数倍关系的简谐激励函数,导出了动态响应表达式。结果表明:新型两级三环减速器的减振效果十分明显。
研究工作还包括:对笔者设计的新型两级三环减速器DQSH145样机进行传动性能、载荷不均匀系数和振动性能的试验研究。试验结果表明:样机具有较高的传动效率,可达92.3%;油膜浮动均载机构的载荷均衡效果也十分明显,载荷分配不均匀系数由原型机(未加油膜浮动装置)的1.34降到改进型机(加油膜浮动装置)的1.07;箱体的振动也明显降低,箱体上垂直方向的最大加速度仅1.32m/s2。
本项目已于1999年8月通过了省科委组织的技术鉴定,结论为“达到国内领先水平”,并获国家实用新型专利。由于新型三环减速器具有优良的机械性能,可作为一般通用减速器的换代产品,显著降低制造成本,这必将为生产企业带来可观的经济效益和社会效益。
不足和建议:
新型两级三环减速器有着较好的应用前景,但还存在一些问题,今后需在以下方面开展研究工作:1.油膜动态参数的测试和均载装置用润滑油的供给和过滤功能的实现;2.产品的系列化设计和工业化实验;3.用滑动轴承取代环板用滚动轴承若用内啮合,以降低三环减速器的成本;4.抽油机上应用的减速器的功率较大,若用内啮合的两级三环减速器取代在用的外啮合的双圆弧减速器,将大大减小减速器的质量,同时,可选用高转速的电机,在保证传动性能的基础上,可降低传动系统的成本;5.三环减速器的制造工艺有待于进一步完善。
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