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三環(huán)減速機(jī)是中國科技人員發(fā)明的一種少齒差內(nèi)嚙合行星齒輪傳動裝置,其傳動原理新穎,具有傳動比大、承載、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉和適應(yīng)性廣等諸多優(yōu)點(diǎn),在很多已廣泛應(yīng)用。 三環(huán)傳動在足夠大的載荷作用下,實(shí)際嚙合齒數(shù)會大于理論嚙合齒數(shù),使得三環(huán)減速器中齒輪副的承載能力提高。
我們將齒輪嚙合過程中因多齒嚙合而導(dǎo)致齒輪副承載能力提高的現(xiàn)象稱為多齒嚙合效應(yīng)。但是目前的各減速器制造廠家在這一設(shè)計階段尚未考慮這一效應(yīng),其產(chǎn)品設(shè)計表中公布的減速器承載能力遠(yuǎn)低于實(shí)際承載能力,造成浪費(fèi)。
因此,考慮三環(huán)傳動中的多齒嚙合效應(yīng)對于揭示三環(huán)蝸桿減速器大承載能力的本質(zhì)、提高三環(huán)減速器的承載能力、縮小設(shè)計尺寸、降低制造成本具有重要的意義。 另外,三環(huán)減速器屬于過約束機(jī)構(gòu),其受力情況比較復(fù)雜,各個構(gòu)件尤其是連接部件內(nèi)齒板的變形對系統(tǒng)的力學(xué)性能會產(chǎn)生較大的影響。
到目前為止,對三環(huán)減速器受力特性的研究尚不深入,對三環(huán)減速器力學(xué)特性的認(rèn)識也不夠深刻,許多學(xué)者在對三環(huán)減速器進(jìn)行理論研究時都做了一些假設(shè),甚至是不合理的假設(shè),這就導(dǎo)致了研究結(jié)果與實(shí)際情況相差較大,得出的結(jié)論也不盡相同。

針對三環(huán)減速器以上兩點(diǎn)的不足之處,本文將對以下兩方面進(jìn)行分析: 首先,本文以三環(huán)減速器齒輪副有限元模型為研究對象,利用有限單元法對三環(huán)減速器多齒嚙合效應(yīng)進(jìn)行分析,三環(huán)減速器傳動時的實(shí)際接觸齒數(shù)、嚙合齒載荷分配以及Von Mises應(yīng)力變化規(guī)律。

其次,本文計及三環(huán)減速器整機(jī)所有構(gòu)件的彈性,建立三環(huán)減速器整體的有限元模型,并利用該模型進(jìn)行三環(huán)減速器整機(jī)靜力學(xué)分析。計算了三環(huán)減速器一個傳動周期內(nèi)各構(gòu)件的應(yīng)力、變形,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了有限元模型的正確性。

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