專利名稱：消除三環(huán)減速器齒輪嚙合沖擊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是消除三環(huán)減速器齒輪嚙合沖擊的方法。
技術(shù)背景圖1是三環(huán)減速器全剖俯視圖；圖2是圖1內(nèi)其中一個內(nèi)齒環(huán)板傳動 原理圖。如圖l所示，三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)包括箱體7;在箱體內(nèi)設(shè)置有兩根互 相平行的各有三個偏心軸徑的第1高速軸2和第2高速軸6;裝配在第1高 速軸2和第2高速軸6三個偏心軸徑位置的三個帶內(nèi)齒行星輪的內(nèi)齒環(huán)板 la、 lb、 lc;同時位于三個內(nèi)齒環(huán)板la、 lb、 lc內(nèi)具有寬齒的外齒輪5。所 述第1高速軸2和第2高速軸6上的三個偏心軸徑的相位差均為120°;三個 內(nèi)齒環(huán)板la、 lb、 lc成片狀，通過軸承套裝在第1高速軸2和第2高速軸6 上。外齒論5與低速軸4固聯(lián)，其軸線與第1高速軸2和第2高速軸6的軸 線平行。第1高速軸2、第2高速軸6和低速軸4均通過軸承支撐在箱體上。 三個內(nèi)齒環(huán)板la、 lb、 lc同時與寬齒外齒輪5嚙合，嚙合的瞬時相位差成 120度角。上述三環(huán)減速器的傳動原理如下如圖2所示，當動力從第1高速軸2輸入時，支承在第1高速軸2和第 2高速軸6上的內(nèi)齒環(huán)板la做平面平動(內(nèi)齒環(huán)板la上的每一點的軌跡都 是以高速軸偏心軸徑的偏心距為半徑的圓)，并驅(qū)動與之嚙合的低速軸4上 的外齒輪5，使動力從低速軸4輸出，從而實現(xiàn)了大速比減速。如圖1、圖2所示，第1高速軸2和第2高速軸6上的偏心軸徑與三個 內(nèi)齒環(huán)板'la、 lb、 lc形成了 3個平行雙曲柄機構(gòu)。根據(jù)平行雙曲柄機構(gòu)的 運動特性，當單軸輸入時，每一片行星輪在0。和180。位置時，是不能傳遞運 動和扭矩的，所以必須要用三片以上的內(nèi)齒行星輪才能正常的工作。在三環(huán) 減速器中選擇三個內(nèi)齒環(huán)板la、 lb、 lc作行星輪，三環(huán)機構(gòu)就屬于三相并列平行雙曲柄機構(gòu)。而單相雙曲柄機構(gòu)最大的缺點就是存在死點位置，即當曲柄與連桿共線 時，機構(gòu)處于運動不確定狀態(tài)，此時傳動角為零，機構(gòu)無法運動。三相并列 平行雙曲柄機構(gòu)可以使機構(gòu)沖過死點，在機構(gòu)過死點位置時，內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪5處于正常嚙合狀態(tài)。在0。和180。位置上，內(nèi)齒環(huán)板和外齒輪均受嚙合 力的作用，過死點瞬時，由于嚙合力的影響，三環(huán)機構(gòu)本身將產(chǎn)生一個很大 的瞬間沖擊，死點位置嚙合的輪齒將承受機構(gòu)的這一沖擊作用，沖擊力使得 三環(huán)機構(gòu)在運轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生極大的振動，使轉(zhuǎn)臂軸承以及其它承載軸承帶來振 動，直接影響了軸承的使用壽命；機構(gòu)的嚙合沖擊也大大增加了機構(gòu)運轉(zhuǎn)過 程中產(chǎn)生的噪音，造成環(huán)境污染。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種三環(huán)減速器內(nèi)傳動機 構(gòu)在沖過死點瞬時，能消除齒輪之間嚙合力帶來沖擊的消除三環(huán)減速器齒輪 嚙合沖擊的方法。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是 一種消除三環(huán)減速器齒輪嚙合沖擊的 方法，所述方法按照如下步驟進行-(1 ).按照三環(huán)減速器各尺寸及位置關(guān)系畫出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪嚙合過 程機構(gòu)原理圖；(2).在上述機構(gòu)原理圖上找出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合區(qū)； (3).確定內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合的死點位置；(4).計算內(nèi)齒環(huán)板嚙合 區(qū)所對應(yīng)角度；(5).對內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度的內(nèi)齒進行修復。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能有效的消除或減弱三環(huán)減速器內(nèi)部傳動機構(gòu)自身因嚙合力而產(chǎn)生的沖擊，—同時小影響flWHWm^率。通過對內(nèi)齒環(huán)板死點位置嚙合區(qū)的修形，有效降低了機構(gòu)的死點沖擊，使機構(gòu)運轉(zhuǎn)更加 平穩(wěn)，很大程度降低了機構(gòu)的沖擊振動，具體效果如下1. 由于傳動機構(gòu)自身嚙合沖擊的大幅度降低，傳動機構(gòu)中轉(zhuǎn)臂軸承運轉(zhuǎn) 趨于平穩(wěn)，振動明顯降低，受力趨于平衡，軸承壽命提高了40%。2. 三環(huán)減速器內(nèi)潤滑油的溫升得到了有效的降低，從而也相應(yīng)的提高了減速器中密封件的使用壽命。3.使用本發(fā)明方法的三環(huán)減速器噪聲小，減少了噪聲污染，改善了工作 環(huán)境。本法明只對內(nèi)齒環(huán)板死點位置輪齒進行修形，未改變內(nèi)齒環(huán)板和外齒的 齒數(shù)，不影響機構(gòu)的傳遞速比，所以機構(gòu)的傳遞效率未受到影響。


圖1是三環(huán)減速器全剖俯視圖；圖2是圖1的內(nèi)齒環(huán)板la傳動原理圖；圖3、圖4是三環(huán)減速器中內(nèi)齒環(huán)板lb、 lc單相平面四桿機構(gòu)運動簡圖； 圖5是三環(huán)減速器中三相并列平面四桿機構(gòu)疊加運動簡圖； 圖6是三環(huán)減速器內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪嚙合過程機構(gòu)原理圖； 圖7是標準規(guī)定公法線測量方法和嚙合區(qū)所對應(yīng)角度示意圖； 圖8是內(nèi)齒環(huán)板內(nèi)齒修形圖。 《附圖序號說明》la、 lb、 lc:內(nèi)齒環(huán)板 4:低速軸， 7:箱體02:分度圓Z2的圓心 Zl:為內(nèi)齒環(huán)板la的分度圓 Z2:為內(nèi)齒環(huán)板lb的分度圓Z:外齒輪分度圓a: MMIf頓距P:修磨區(qū)具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進一步詳述。本發(fā)明提供一種消除三環(huán)減速器齒輪嚙合沖擊的方法，所述方法按如下步驟進行2:第l高速軸 3:轉(zhuǎn)臂軸承5:外齒輪 6:第2高速軸Ol:分度圓Zl的圓心 03:分度圓Z3的圓心Z3:為內(nèi)齒環(huán)板lc的分度圓 0:外齒輪分度圓圓心 e:偏心距d:內(nèi)齒環(huán)板的內(nèi)齒輪分度圓直徑(1 ).按照三環(huán)減速器各尺寸及位置關(guān)系畫出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪嚙合過程機構(gòu)原理圖；如圖2所示，由平面四桿機構(gòu)運動特性可知，內(nèi)齒環(huán)板la與外齒輪5 構(gòu)成一內(nèi)嚙合齒輪副，齒輪副中心距a與第1高速軸2、第2高速軸6的偏 心距e相等。圖5是三環(huán)減速器中三相并列平面四桿機構(gòu)疊加運動簡圖，圖中 ABidD-Z,是內(nèi)齒環(huán)板la平面四桿機構(gòu)運動軌跡；AB2C2D-Z2是內(nèi)齒環(huán)板 lb平面四桿機構(gòu)運動軌跡；AB3C3D-Z3是內(nèi)齒環(huán)板lc平面四桿機構(gòu)運動軌 跡。如圖5所示，當三環(huán)傳動中任一平面四桿機構(gòu)AB,dD-Z,處于死點位置 時，AB!QD四點成一水平直線，其余AB2C2D-Z2和AB3QD-Z3兩個平面四桿機構(gòu)處于與水平直線成120度位置。圖3是內(nèi)齒環(huán)板lb所構(gòu)成的平面四桿機構(gòu)運動軌跡。如圖3所示，在 AB2C2D-Z2平面四桿機構(gòu)中，圓Z2為內(nèi)齒環(huán)板lb的分度圓，且IAB2l叫C2D卜a 。 所述a是內(nèi)齒環(huán)板lb與外齒輪5構(gòu)成一內(nèi)嚙合齒輪副中心距。圖4是內(nèi)齒環(huán)板lc所構(gòu)成的平面四桿機構(gòu)運動軌跡。如圖4所示，在 AB3C3D-Z3平面四桿機構(gòu)中，圓Z3為內(nèi)齒環(huán)板lc的分度圓，且 |AB3|=|C3D|=a 。所述a是內(nèi)齒環(huán)板lc與外齒輪5構(gòu)成一內(nèi)嚙合齒輪副中心距。如圖5所示，過分度圓Z2的圓心02點做直線平行于AB2，與AD交于O點，以O(shè)點為圓心做圓Z同時與分度圓Zi、分度圓Z2、分度圓Z3內(nèi)切。 如圖6所示，圓Z即為外齒輪5的分度圓。圖6即為三環(huán)減速器齒的三片內(nèi)齒環(huán)板la、 lb、 lc與外齒輪5嚙合的機構(gòu)原理圖。(2).在上述機構(gòu)原理圖上找出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合區(qū)； 根據(jù)三環(huán)機構(gòu)運動特性可知，在機構(gòu)運轉(zhuǎn)過程中任一瞬時三片內(nèi)齒環(huán)板la、 lb、 lc是同時與外齒輪5嚙合的，現(xiàn)只針對處于死點位置的平面四桿機構(gòu)AB^,D-Ch分析其嚙合區(qū)。如圖6所示，上述外齒輪5的分度圓Z與內(nèi)齒環(huán)板la的分度圓Z,相 內(nèi)切，切點為M，在切點M兩側(cè)區(qū)域即為嚙合區(qū)。在分度圓Z,嚙合區(qū)上取 兩點K、K'，K和K，關(guān)于分度圓Z,的水平中心線對稱，ZKO,K'-ei, 91為內(nèi)齒 環(huán)板la嚙合區(qū)所對應(yīng)的角度。同理ZKOK^e， e為外齒輪5嚙合區(qū)上所對 應(yīng)的角度。(3) .確定內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合的死點位置；圖6所示，根據(jù)平行雙曲柄機構(gòu)運動特性，當機構(gòu)運動至0。和1S0。位置 時，機構(gòu)不能傳遞扭矩，處于運動不確定狀態(tài)，平面四桿機構(gòu)AB,QD-O, 就處于0。死點位置，M點即為機構(gòu)的0。死點。(4) .計算內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度；圖7是標準規(guī)定公法線測量方法和嚙合區(qū)所對應(yīng)角度示意圖。 如圖7所示，根據(jù)齒輪嚙合定律，圖7中W為公法線長度，e為內(nèi)齒環(huán)板la嚙合區(qū)所對應(yīng)角度，三環(huán)減速器中齒輪為標準齒型，齒形角a-20。，參與嚙合的齒數(shù) k=az/180°+0.5-------------公式(1)將c^20。代入上式得出k=z/9+0.5 -------------公式(2)上述公式(1)弓閱2002年1月第四版的《機械設(shè)計手冊》中表14-1-24的公式。公式(1)中z為內(nèi)齒輪齒數(shù)；嚙合區(qū)所對應(yīng)角度為e=2rck/Z ———公式(3) 將公式(2)帶入公式(3)，得出嚙合區(qū)所對應(yīng)角度: e= (z/9+0.5) *2tt/z ----------公式(4)(5) .對上述內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度的內(nèi)齒進行修復。 圖8是內(nèi)齒環(huán)板內(nèi)齒修形方案圖。如圖8所示，是內(nèi)齒環(huán)板la所構(gòu)成的平面四桿機構(gòu)AB,C,D-O,上的內(nèi) 齒修形方案，圖8中陰影部分P即為修磨區(qū)；S為修磨厚度；S為內(nèi)齒的弦 齒厚。根據(jù)經(jīng)驗，其修磨厚度S、弦齒厚S按如下公式計算 5= (0.01 0.03) S ---------------公式(5)S=mzsin(7i/2z-2%tan20o/z)-----------公式(6)上述公式(6)弓l用2002年1月第四版的《機械設(shè)計手冊》中表14-1-30 的公式。公式(6)中m為內(nèi)齒輪模數(shù)，z為內(nèi)齒輪齒數(shù)，x為內(nèi)齒輪變位系數(shù)。 將公式(6)代如公式(5)，得出修磨厚度的經(jīng)驗公式 S= (0.01 0.03) mzsin(7t/2z-2xtan207z) S具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)內(nèi)齒輪的實際參數(shù)計算。上述對內(nèi)齒環(huán)板la的0。死點位置內(nèi)齒的修形，與對180。死點位置內(nèi)齒 的修形方法相同。同樣，應(yīng)對另兩套內(nèi)齒環(huán)板lb所構(gòu)成的平面四桿機構(gòu) AB2C2D-02,及內(nèi)齒環(huán)板lc所構(gòu)成的平面四桿機構(gòu)AB3C3D-03在死點位置的 內(nèi)齒作同樣的修形。通過對內(nèi)齒合理的修形，破壞了死點位置嚙合的狀態(tài)，使內(nèi)齒環(huán)板與外 齒輪在死點位置不再接觸，從而消除或減弱了嚙合力的作用，基本消除了嚙 合的沖擊，使機構(gòu)運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，這種方法已通過我公司的產(chǎn)品實踐檢驗， 并取得了非常明顯的效果。8
權(quán)利要求
1.一種消除三環(huán)減速器齒輪嚙合沖擊的方法，其特征在于，所述方法按照如下步驟進行(1).按照三環(huán)減速器各尺寸及位置關(guān)系畫出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪嚙合過程機構(gòu)原理圖；(2).在上述機構(gòu)原理圖上找出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合區(qū)；(3).確定內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合的死點位置；(4).計算內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度；(5).對內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度的內(nèi)齒進行修復。
全文摘要
本發(fā)明公開一種消除三環(huán)減速器齒輪嚙合沖擊的方法，所述方法按照如下步驟進行按照三環(huán)減速器各尺寸及位置關(guān)系畫出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪嚙合過程機構(gòu)原理圖；在上述機構(gòu)原理圖上找出內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合區(qū)；確定內(nèi)齒環(huán)板與外齒輪的嚙合的死點位置；計算內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度；對內(nèi)齒環(huán)板嚙合區(qū)所對應(yīng)角度的內(nèi)齒進行修復。本發(fā)明有益效果是能消除或減弱三環(huán)減速器自身因嚙合力而產(chǎn)生的沖擊，通過對內(nèi)齒環(huán)板死點位置嚙合區(qū)的修形，有效降低機構(gòu)的死點沖擊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低沖擊振動，不影響機構(gòu)的傳遞速比，軸承壽命提高了40％，也提高了減速器中密封件使用壽命。三環(huán)減速器噪聲小，減少了噪聲污染，改善了工作環(huán)境。
文檔編號F16H37/12GK101324266SQ200810053910
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者趙永生 申請人:天津天重中直科技工程有限公司