CN102797797B - 高承载力三环减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及现有三环板少齿差减速技术领域，一种高承载力三环减速器，由机体、输出轴及轴承、三环板、二输入轴及轴承、偏心轴承、摆线轮及针轮组成，中间环板厚为两侧等厚环板之和，中间环板偏心轴承与两侧环板偏心轴承相位差180°，其特征在于：(1)偏心轴承由双列或两只单列组合圆锥滚子轴承与偏心套组成，轴承径向游隙控制在0.003-0.01；(2)环板中心孔装有针齿圈，针齿圈加工出均布针销孔后再将中心孔车大成为半埋孔，针销不带套与半埋孔动配合，(3)输出轴上装有摆线轮。有益效果：(1)承载力为SH型2-3倍；(2)运转平稳；(3)减速119-179时毋须抽齿；(4)机加工艺性能好。

Description

高承载力三环减速器

技术领域本发明涉及现有三环板少齿差减速技术领域，一种高承载力三环减速器。

背景技术自1985年重庆钢铁设计院《三环减速传动装置》(85106692)之后，三环减速器专利申请未有间断，如：(1)大连交通大学《同步带双曲柄环板式针摆减速器》96207312与《双曲柄环板式针摆行星减速器》02231994；(2)上海应用技术学院《内齿板式行星齿轮传动装置》200420107933；(3)天津天重中直科技工程公司《销除三环减速器齿轮啮合冲击的仿法》200810053910；(4)辽宁工业大学《全平衡双驱动三环减速器》200920012531等等。背景技术的主要问题是：运转时产生振动，以至“和日本当代最先进的传统针摆线针轮行星减速器进行比较，其传递的功率与扭矩可以增加1倍以上。这一成果预期在21世纪可以成为钢铁、石油、化工、起重运输、建筑、机床、橡胶塑料、水处理、食品及国防等工业领域的先进减速传动装置。”的《双曲柄环板式针摆行星减速器》未能如愿而放弃实用新型专利权。

发明内容本发明目的提供去振动、大减速比，一种高承载力三环减速器。

朱孝录《齿轮传动设计手册》6页、《齿轮手册》上1-12页：摆线效率η＝0.9～0.98≈0.94与NGWη＝0.96(二级)、0.94(三级)相同，因而可取代NBD、NCD行星减速器。

技术方案：(A)研究发现，产生振动最主要因素是背景技术环板输入轴均采用圆柱滚子轴承。刘泽九《滚动轴承应用手册》720页：“实际使用中轴承径向游隙将影响到轴承载荷分布、振动、噪声、摩擦力矩和寿命。”，724页表4-45圆柱滚子轴承径向游隙：轴承孔65-160时，游隙0.04-0.12(mm)。因而消除振动最佳方案是将圆柱滚子轴承改进为双列圆锥滚子轴承或两只单列圆锥滚子轴承背对背组合，通过精确计算隔圈厚度将径向游隙控制到接近零；

(B)加大减速比、提高承载力的技术方案：将在三环板中心加工出渐开线内齿改进为环板中心孔紧配一半埋齿针轮，渐开线外齿改为摆线齿，简化了机加工工艺，提高了承载能力：

(B-1)半埋齿针齿壳：根据王文斌《机械设计手册》卷3.174-129页：“RV…针齿半埋在针齿壳的针销孔内，基本上没有弯曲变形”，半埋齿是将已加工出销孔的针齿壳内孔车大至D_Z-dz+4e+(0.2-0.4)而得到的，针销不带套，半埋孔开口处两侧尖角修钝，既提高尖角强度又利于进油，针销与半埋孔动配合，既实现与摆线轮齿滚动啮合；

(B-2)理论计算表明，针销与半埋孔的接触应力仅为许用值的6-8％，因而可保证针齿壳能够长期使用，不带针套使润滑更好，单级减速比大到179时毋须抽齿。500型计算例如下：

N＝62kW，n₁＝1000rpm，i＝143，T₂＝136000Nm，Rz＝325，e＝1.50，K₁＝0.6646，K₂＝1.5755、Y₁max＝1.350、b＝48、针销rz＝ρ₁＝4.50、半埋孔ρ₂＝4.509，于是：销-齿的作用力Fmax＝2000T/(K₁RzZa)＝4403(N)，针销与半埋孔及针销与轮齿接触应力分别为：

σ_Jmax＝0.418{FE(ρ₁ ^-1-ρ₂ ^-1)/b}^0.5＝38.3(MPa)(钢-铸铁[σ_H]＝633(MPa))

σ_Jmax＝(8914/Rz)(YmaxT/b)^0.5＝(8914/325)(1.35×68000/48)^0.5＝1199≈[σ_H]＝1200(MPa)

有益效果：比照现有SH三环减速器，本发明的创造性在于：(1)承载能力为SH型的2-3倍；(2)运转平稳、效率高；(3)单级减速比119-179时毋须抽齿；(4)机加工工艺性能好。

附图说明图1，本发明实施例结构示意图

具体实施方式下面结合附图对本发明详加描述：

参照图1.一种高承载力三环减速器，由机体1、输出轴3及两端支承轴承2、18、三片环板、两平行输入轴12、14及两端支承轴承A、B、装在两平行输入轴上偏心轴承、摆线轮及针轮组成，所述三片环板中的中间环板10厚为两侧等厚环板9之和，所述三片环板两侧的孔分别与两平行输入轴12、14上相应的偏心轴承配合，所述两平行输入轴上中间环板的两只偏心轴承与两侧环板偏心轴承的相位角差180°，所述针轮由针齿圈及均布在针齿圈上针销组成，其特征在于：

(I)两侧环板9的偏心轴承由一只双列圆锥滚子轴承7与偏心套8组成，偏心套8装在轴承7内孔，中间环板10的偏心轴承由二只双列圆锥滚子轴承7与二只偏心套11组成，偏心套11装在轴承7内孔，所述两平行输入轴12、14上的四只相同双列圆锥滚子轴承7分别通过精确计算三只隔圈a、b、c宽度及输入轴轴肩厚度将轴承径向游隙控制在0.003～0.01mm；

(II)两侧环板9与中间环板10中心孔内分别装有第一、二针齿圈5、6，所述第一、二针齿圈5、6加工出均布针销孔后再将针齿圈中心孔车大至D_Z-dz+4e+0.2～0.4mm，使均布的针销孔破口，理论上称为半埋孔，所述半埋孔开口指向针齿壳中心线，半埋孔开口处两侧尖角修钝，所述半埋孔中分别均布第一、二针销16、17，所述第一、二针销16、17不带套，针销16、17与半埋孔动配合，使针销与摆线轮齿如同针套与摆线轮齿一样的滚动啮合，计算表明，针销与半埋孔接触应力仅为接触应力许用值的6-8％，因而针齿壳可长期使用，减速比由89增到179而毋须抽齿，式中：Dz-针销中心圆直径，dz-针销直径，e-偏心距；

(III)输出轴3上装的中间摆线轮13轮宽为两侧等厚摆线轮4之和，比输入轴上整体摆线轮工艺性能好，中间摆线轮13可以由二等厚摆线轮组成。

所述高承载力三环减速器，其特征在于：所述每只双列圆锥滚子轴承7由两只背靠背单列圆锥滚子轴承组合而成，所述背靠背是指两轴承外圈小孔端靠紧。

所述高承载力三环减速器，其特征在于：第一、二针销16、17为金属薄壁弹性管，管内装有尼龙材料内芯，既减轻又具有良好的吸振功能，采用金属薄壁弹性管的目的主要是应用于7-15小减速比。

Claims (3)

1.一种高承载力三环减速器，由机体(1)、输出轴(3)及两端支承轴承(2、18)、三片环板、两平行输入轴(12、14)及两端支承轴承(A、B)、装在两平行输入轴上偏心轴承、摆线轮及针轮组成，所述三片环板中的中间环板(10)厚为两侧等厚环板(9)之和，所述三片环板两侧的孔分别与两平行输入轴(12、14)上相应的偏心轴承配合，所述两平行输入轴上中间环板的两只偏心轴承与两侧环板偏心轴承的相位角差180°，所述针轮由针齿圈及均布在针齿圈上针销组成，其特征在于：

(I)两侧环板(9)的偏心轴承由一只双列圆锥滚子轴承(7)与偏心套(8)组成，偏心套(8)装在轴承(7)内孔，中间环板(10)的偏心轴承由二只双列圆锥滚子轴承(7)与二只偏心套(11)组成，偏心套(11)装在轴承(7)内孔，所述两平行输入轴(12、14)上的四只相同双列圆锥滚子轴承(7)分别通过精确计算三只隔圈(a、b、c)宽度及输入轴轴肩厚度将轴承径向游隙控制在0.003～0.01mm；

(II)两侧环板(9)与中间环板(10)中心孔内分别装有第一、二针齿圈(5、6)，所述的第一、二针齿圈(5、6)加工出均布针销孔后再将针齿圈中心孔车大至D_Z-dz+4e+0.2～0.4mm，使均布的针销孔破口，理论上称为半埋孔，所述的半埋孔开口指向针齿壳中心线，半埋孔开口处两侧尖角修钝，所述的半埋孔中分别均布第一、二针销(16、17)，所述的第一、二针销(16、17)不带套，针销(16、17)与半埋孔动配合，式中：D_Z-针销中心圆直径，dz-针销直径，e-偏心距；

(III)输出轴(3)上装的中间摆线轮(13)轮宽为两侧等厚摆线轮(4)之和。

2.根据权利要求1所述的高承载力三环减速器，其特征在于：所述每只双列圆锥滚子轴承(7)由两只背靠背单列圆锥滚子轴承组合而成，所述背靠背是指两轴承外圈小孔端靠紧。

3.根据权利要求1或2所述的高承载力三环减速器，其特征在于：第一、二针销(16、17)为金属薄壁弹性管，管内装有尼龙材料内芯。