專利名稱：三環(huán)內(nèi)擺線減速機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新型的減速機-三環(huán)內(nèi)擺線減速機
背景技術(shù)：
眾多減速機中，一級傳動的傳動的傳動比達到100，傳動效率超過0.95 的傳動裝置只有少齒差傳動器中的三環(huán)減速器和擺線減速器。三環(huán)減速器由于使用了簡 支梁機構(gòu)，因而實現(xiàn)了大功率傳動。所有的漸開線齒輪(包括各種行星減速器，少齒差減 速器，如三環(huán)減速器)的齒輪都有齒間滑動，因此效率低下。而擺線針輪實現(xiàn)了齒間純滾 動，但使用了 W機構(gòu)拄銷傳動，無法 使用簡支梁機構(gòu)，因此效率更加低下，無法實現(xiàn)大功率 傳動。W機構(gòu)就是輸入軸傳動擺線輪，再通過輸出軸上的銷盤上的銷軸傳動輸出軸，由于銷 軸的直徑比輸出軸的直徑小得多，又不是直接傳動，造成效率低下，不能傳動大功率是必然 的。擺線針輪的針齒容易彎曲，容易與針套膠合。漸開線齒輪也存在齒彎曲。機械傳動中 最理想的狀態(tài)是齒輪的齒不存在彎曲，齒間為純滾動，無滑動，甚至在每個齒輪的齒間安裝 軸承。同時用簡支梁的形式將動力輸入輸出。只有將擺線減速器W柱銷機構(gòu)除掉后才能提 高傳動效率。擺線針輪傳動和三環(huán)傳動都不能作增速傳動。目前，世界上一級傳動比超過 25，傳動效率超過0. 8的增速器，尤其是大功率的增速器還沒有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要發(fā)明一種適用于大中小各種功率和傳動比，既有三 環(huán)減速器的簡支梁傳動，大功率的優(yōu)點，又有擺線針輪的純滾動，低噪音的優(yōu)點。既沒有漸 開線內(nèi)齒輪不能磨齒，齒間滑動，震動，噪音，又沒有擺線針輪的W柱銷機構(gòu)。即可減速，也 可增速，傳動路線短，重量輕，造價低的減速器。發(fā)明一種齒輪的輪齒之間可安裝軸承，無滑 動，純滾動，不存在彎曲。輪齒可以磨銷。傳動效率達到百分之九十九，傳動比可以超過一百 的減速器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的將二環(huán)，三環(huán)，四環(huán)或多環(huán)減速器中的環(huán)板上的內(nèi)漸 開線齒改為短幅內(nèi)擺線齒，將太陽輪改為針輪。因此，將這里的減速器的環(huán)板上的短幅內(nèi)擺線齒定義為環(huán)擺齒，其具有環(huán)擺齒的 環(huán)板稱為環(huán)擺，其傳動稱為環(huán)擺傳動。環(huán)擺上的環(huán)擺齒的齒數(shù)比針輪上的針孔數(shù)必須至少大于1。環(huán)擺是內(nèi)齒輪，針輪 安裝在環(huán)擺齒內(nèi)。針輪上的針齒由滾針組成，針輪上環(huán)擺之間多數(shù)情況下安裝隔環(huán)。滾針 與針孔之間可以安裝半滾針軸承或滾針。如果不安裝隔環(huán)，并且在針孔中安裝整根滾針，就 必須做到環(huán)擺的齒數(shù)與個數(shù)相同，否則，雖然可以傳動，但環(huán)擺齒與滾針之間將產(chǎn)生滑動摩 擦，引起效率低下。擺線針輪傳動與環(huán)擺傳動的原理與設(shè)計是兩個不同的體系。環(huán)擺傳動不存在滾針 彎曲，因此只對齒面接觸強度進行計算，并可作成硬齒面。因為滾針及半滾針軸承是標(biāo)準(zhǔn) 件，可更換。因此，環(huán)擺齒面需作得更硬一些，并需要磨削和表面熱處理。按照環(huán)擺理論設(shè) 計的環(huán)擺磨削后在一般的配合下，無論是間隙配合，過度配合，還是過盈配合都不會產(chǎn)生根 切，同時不要轉(zhuǎn)角修形。平行高速曲軸可以是兩根，三根，四根或多根。使用兩根平行高速軸有死點，因此 傳動不平穩(wěn)。使用三根以上平行高速軸無死點，傳動平穩(wěn)，有利于動平衡，環(huán)擺可以安裝兩 塊，三塊，四塊或多塊。


附圖1為裝配圖，附圖2為環(huán)擺的零件圖，圖3為針輪的零件圖，附圖4為壓環(huán)，附圖5為一個針輪，多個壓環(huán)方案。具體實施例如下在圖1中，有以下零件1_低速軸，2-端蓋，3-針輪(如圖3)，4-端板，5-壓環(huán)，6-環(huán)擺(如圖2)，7-端蓋，8-平行高速軸，9-箱體，10-端蓋，11-端蓋， 12-隔環(huán)，13-平行高速軸。其中，平行高速軸(8)和(13)是一根整體的曲軸，曲軸上的三個偏心距都是A，互 相相差120度，中間的曲軸直徑比兩端的曲軸直徑大，約大于或等于4A，也可以使用由偏心 套和鍵組成曲軸的老技術(shù)。三塊環(huán)擺(6)安裝在兩根平行高速軸(8)和(13)上，中心穿入針輪(3)，針輪(3) 與低速軸(1)固定安裝，環(huán)擺(6)如圖2所示，針輪(3)如圖3所示，其兩端安裝端板(4)， 端板(4)用彈性卡環(huán)(B7)做軸向固定。環(huán)擺(6)之間安裝壓環(huán)(5)，針輪(3)的針孔中安 裝主滾針(B5)，主滾針(B5)安裝在副滾針(B8)上，(B8)之間安裝隔環(huán)(12)。隔環(huán)(12)可 以是一個環(huán)，也可以是若干片。將以上零件安裝在箱體(9)上，并用端蓋(7)，(10)，(11)， (2)固定。本專利中的低速軸(1)形成的簡支梁機構(gòu)，沒有擺線針輪的W柱銷機構(gòu)，因此 在傳動功率上是同樣尺寸的擺線針輪幾十倍，傳動效率也比擺線針輪高，可以達到0. 99以 上，這就為多級傳動準(zhǔn)備了條件，三級傳動的總效率仍然在0. 97以上。在所有減速器中，除本專利外，只有三環(huán)減速器實現(xiàn)了大傳動比大功率傳動。但是 它的環(huán)板中心的內(nèi)齒輪與中心齒輪嚙合的齒數(shù)只有很少的幾個齒嚙合，而環(huán)擺傳動中的環(huán) 擺齒全部在嚙合狀態(tài)，每塊環(huán)擺有半數(shù)在動力傳動狀態(tài)，半數(shù)在脫離狀態(tài)。例如內(nèi)齒輪齒數(shù) 為87，中心齒輪齒數(shù)為86的三環(huán)減速器只有7個齒在嚙合狀態(tài)。而環(huán)擺輪齒數(shù)為87，針輪 針齒為86的環(huán)擺減(增)速器有43個針齒與其中一塊環(huán)擺在動力嚙合傳動狀態(tài)，三塊環(huán) 擺共有129個針齒處在嚙合狀態(tài)，是老產(chǎn)品的中心齒輪與內(nèi)齒輪嚙合齒數(shù)的十七倍。中心 齒輪的圓柱漸開線齒存在彎曲折斷，而環(huán)擺傳動不存在環(huán)擺齒彎曲，因此同樣尺寸的環(huán)擺 齒的強度是十倍于三環(huán)減速器。將針輪(3)與低速軸(1)做成一體，則其直徑是同樣尺寸 的擺線減速器中的W柱銷機構(gòu)的直徑的數(shù)倍，因此其傳動功率和轉(zhuǎn)矩也是同樣尺寸的擺線 減速器的百倍。目前三環(huán)減速器的最大功率不超過兩千千瓦，擺線減速器最大功率二百千 瓦。美國在直升飛機傳動裝置時采用四片擺線輪以保證輸入軸動平衡，傳動功率205kw，轉(zhuǎn) 速2000r/min。而環(huán)擺傳動采用三片各自相差120度的環(huán)擺用于保證動平衡，其功率可達數(shù) 千千瓦。其相同功率的三環(huán)內(nèi)擺線減速器，是目前直升飛機上使用的主減速器重量的十分 之一，這對于直升飛機的飛行性能將大為改觀。我國正在制造的米-26直升飛機的功率是 2X7500千瓦，我們還不能掌握主減速器的核心技術(shù)秘密，而三環(huán)內(nèi)擺線減速器可輕而易舉 地超過這一功率，并且重量只是原設(shè)計的十分之一。同樣，將其應(yīng)用在我國正在制造的商用 大飛機也可得到良好的效果。在飛機的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的風(fēng)扇與低壓壓氣機，低壓渦輪之 間安裝一個上萬千瓦的三環(huán)內(nèi)擺線減速器，(見《航空知識》2009年第一期36頁)使風(fēng)扇 與低壓壓氣機，低壓渦輪均工作于最佳轉(zhuǎn)速，就可低油耗，高效率，減輕重量等。三環(huán)內(nèi)擺 線減速器既可以做成盤狀，安裝在直升飛機上，也可以做成筒狀，尤其是中間可提供一個空 的管狀空間，可供飛機的渦扇發(fā)動機的內(nèi)外涵道使用。國產(chǎn)擺線減速器最大功率不超過45 千瓦。如果使用環(huán)擺傳動技術(shù)，就可超過國外最先進技術(shù)。我們知道，圓柱齒輪的內(nèi)齒輪是 不能磨銷加工，因此精度較差。由于行星齒輪各組成零件不可避免地存在加工誤差，裝配誤差和運轉(zhuǎn)中受力變形等因素的影響，各行星輪的受載實際上是不一樣的。隨著制造精度的 提高，合理均載機構(gòu)的采用后，各行星齒輪受載不均有所改善，但仍或多或少的存在，尤其 是高速旋轉(zhuǎn)時，甚至無法運行。在環(huán)擺傳動中，全部滾針都在動力嚙合狀態(tài)，每一塊環(huán)擺有 一半滾針在動力傳動狀態(tài)，在這一半滾針中，那些直徑較大的滾針承受的傳動力多一些，反 之，則少一些。經(jīng)過一段時間的磨合，就會使?jié)L針直徑和環(huán)擺齒更均勻受力，可以說，越磨越 均勻，當(dāng)間隙小一些時，更可得到金屬變形的補償，達到非常理想的間隙配合。滾針是廉價 的標(biāo)準(zhǔn)件，磨損后可以更換，非常方便，經(jīng)久耐用。三塊環(huán)擺無需均載機構(gòu)即可達到動平衡， 尤其在高速旋轉(zhuǎn)時表現(xiàn)更出色。將其在艦船上使用會得到很好的效果。將其在潛艇上使 用，就可因噪音很小因而不易被監(jiān)測到。風(fēng)力發(fā)電之所以造價昂貴主要是沒有合適的增速 器，和上述的直升飛機一樣，只能使用兩級行星齒輪減速機增速，制造比較困難，造價較高。 即使這樣，一般減速機企業(yè)也無法制造，只能用最原始的三級定軸傳動減速器，使得減速器 的成本，體積，重量都比較大。如果使用環(huán)擺技術(shù)，只需一級傳動便可解決這一難題，而且體 積，重量，成本都很低。說明書附圖1是最常見的立式三環(huán)內(nèi)擺線減速器。圖2是環(huán)擺(6)，圖3是針輪 (3).由以上的三環(huán)內(nèi)擺線減速器的結(jié)構(gòu)可以看出，它是所有一級減速器中在傳動功 率，傳動效率，傳動比方面都是最高的，噪音是最低的。三環(huán)內(nèi)擺線減速器可以作成臥式，也可作成立式。使用三根平行曲軸時可以有效地消除死點，使得傳動更平穩(wěn)。
權(quán)利要求
一種新型的減速器——三環(huán)內(nèi)擺線減速器，它由低速軸(1)，端板(4)，幾個端蓋(7)，(10)，(11)，和(2)和箱體(9)組成，其特征是它還由幾個針輪(3)，壓環(huán)(5)，數(shù)根平行高速軸(8)和(13)，幾個環(huán)擺(6)，幾塊隔環(huán)(12)，環(huán)擺(6)的周圍安裝在數(shù)根平行高速軸(8)和(13)上，其中部的環(huán)擺齒與針輪(3)上的滾針嚙合傳動，并且環(huán)擺(6)在外，針輪(3)在內(nèi)，針輪(3)的針孔內(nèi)安裝主滾針(B5)和副滾針(B8)，主滾針(B5)就是針輪(3)的齒，針輪(3)，主滾針(B5)和副滾針(B8)的端部之間安裝隔環(huán)(12)，環(huán)擺(6)的齒數(shù)大于針輪(3)的齒數(shù)，針輪(3)的兩端用端板(4)或其他方式做軸向固定，端板(4)用卡環(huán)(B7)或其他零件，如螺母進行軸向固定，針輪(3)與低速軸(1)固定安裝，平行高速曲軸(8)輸入，并且與平行高速軸(13)共同傳動環(huán)擺(6)作平動，環(huán)擺(6)與針輪(3)嚙合減速傳動，并通過低速軸(1)減速輸出，也可以從低速軸(1)和針輪(3)輸入，針輪(3)與環(huán)擺(6)增速嚙合傳動，并通過平行高速曲軸(8)高速輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，該裝置其特征是可以臥式安裝，也可以立式安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是環(huán)擺的個數(shù)與環(huán)擺的齒數(shù)相等時也可以不 安裝隔環(huán)(12)，同時在針輪(3)的每個針孔中使用一整根主滾針(B5)和整根副滾針(B8)， 以及使用一個針輪(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是也可以使用半滾針軸承代替副滾針(B8).
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是利用數(shù)根平行高速軸(8)和(13)即可實現(xiàn) 與低速軸(1)同軸輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是三個針輪(3)用一個較長的針輪(3)代替 時，針輪(3)開槽，槽內(nèi)安裝隔環(huán)(12)。
全文摘要
將三環(huán)減速器中的環(huán)板上的內(nèi)齒輪的漸開線齒改為短幅內(nèi)擺線齒中的一種新型齒——環(huán)擺齒，中心的太陽輪改為針輪，環(huán)擺齒與針輪上的滾針齒互相嚙合傳動。這樣就形成了一種新型的減速器——三環(huán)內(nèi)擺線減速器。漸開線齒輪的輪齒間存在滑動，彎曲，不能安裝軸承。環(huán)擺齒之間沒有滑動，沒有彎曲，并且可安裝滾針。因此，它在傳動大功率，傳動效率，低噪音的數(shù)據(jù)指標(biāo)是減速器中的第一名，超過三環(huán)減速器和擺線針輪減速器，它傳動路線短，體積小，制造成本低，可靠性高，維修性好，壽命高，是減速器中最好的。它的一級傳動比可達到120，最大功率超過萬千瓦，傳動效率超過0.97，所用滾針是標(biāo)準(zhǔn)件，可經(jīng)常更換，它可廣泛用于汽車，飛機，箭船，風(fēng)力發(fā)電，海洋發(fā)電，潛水艇，冶金，化工，輕工，國防等諸多領(lǐng)域。
文檔編號F16H1/32GK101813166SQ20091014873
公開日2010年8月25日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者魏九洲 申請人:魏九洲