少齿差行星齿轮减速器毕业设计文献综述

本科毕业设计（论文）

文献综述

院（系）：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：机械设计制造及其自动化姓名：学号:

201 年月日

本科生毕业设计（论文）文献综述评价表

少齿差行星齿轮减速器的设计

文献综述

1 少齿差行星齿轮减速器的特点

随着现代工业的高速发展，机械化和自动化水平的不断提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器体积小，重量轻，传动比范围大，效率高，承载能力大，运转可靠以及寿命长等。减速器的种类虽然很多，但普通的圆柱齿轮减速器的体积大，结构笨重；普通的蜗轮减速器在大的传动比时，效率较低；摆线针轮行星减速器虽能满足以上提出的要求，但成本较高，需要专用设备制造；而渐开线少齿差行星减速器不但基本上能满足以上提出的要求，并可用通用刀具在插齿机上加工，因而成本较低。能适应特种条件下的工作，在国防，冶金，矿山，化工，纺织，食品，轻工，仪表制造，起重运输以及建筑工程等工业部门中取得广泛的应用。

渐开线少齿差行星减速器具有以下优点：

1.结构紧凑、体积小、重量轻由于采用内啮合行星传动，所以结构紧凑；当传动比相等时，与同功率的普通圆柱齿轮减速器相比，体积和重量均可减少三分之一至三分之二；

2.传动比范围大 N型一级减速器的传动比为10～100以上；二级串联的减速器，传动比可达一万以上；三级串联的减速器，传动比可达百万以上。NN 型一级减速器的传动比为100～1000以上；

3.效率高 N型一级减速器的传动比为10～100时，效率为80～94％；NN 型当传动比为10～200时，效率为70～93％.效率随着传动比的增加而降低。

4.运转平稳、噪音小、承载能力大由于式内啮合传动，两啮合齿轮一位凹齿，一为凸齿，两齿的曲率中心在同一方向。曲率半径接近相等，因此接触面积大，使轮齿的接触强度大为提高，又采用短齿制，轮齿的弯曲强度也提高了。此外，少齿差传动时，不是一对轮齿啮合，而是3～9对轮齿同时接触受力，所以运转平稳，噪音小，并且在相同模数的情况下，其传递力矩臂普通圆周齿轮减速器大。

5.结构简单、加工方便、成本低；

6.输入轴和输出轴在同一轴线上，安装和使用较为方便；

7.运转可靠、使用寿命长。

但是，这种减速器还存在以下缺点：

1.计算较复杂当内齿轮与行星轮的齿数差小于5时，容易产生各种干涉，为了避免这些干涉，需采用变位齿轮，所以计算较复杂。

2.转臂轴承受力较大，寿命较短由于齿轮变位后啮合角较大，所以转臂轴承上径向载荷较大；并且轴承转速还稍高于输入轴转速，所以转臂轴承是减速器的薄弱环节，因而使高速轴传递的功率受到限制。

3.有的结构需加平衡块NN型及某些N型减速器，需要仔细地进行动平衡，否则会引起较大的振动。

2 国内外研究现状、水平、发展趋势和本课题的意义

当内啮合的两渐开线齿轮齿数差很小时，极易产生各种干涉，因此在设计过程中选择齿轮几何参数的计算十分复杂。早在1949年，苏联学者就从理论上解决了现实一齿差传动的几何计算问题。直到1960年以后，渐开线少齿差传动才得到迅速的发展。目前有销轴式、零齿差、十字滑块、浮动滑块等多种形式。

上个世纪60年代，国外就开始探讨圆弧少齿差传动，到70年代中期，日本已开始进行圆弧少齿差行星减速器的系列化生产。这种传动的特点在于：行星轮的论过曲线用凹圆弧代替了摆线。轮齿与针齿在啮合点的曲率方向相同，形成两凸圆弧的内啮合，从而提高了轮齿的接触强度和啮合效率，其针齿不带吃套，并采用半埋齿机构，既提高了弯曲强度又简化了针齿结构。此外，圆弧形轮齿的加工无需专用机床，精度也易保证，而且修配方便。

1956年我国著名的机械学家朱景梓教授根据双曲柄机构的原理提出了一种新型少齿差传动。该机构的特点式出入轴旋转时=时，行星轮不是坐摆线运动高速公转与低速自转的合成，而是通过双曲柄机构导引作圆周平动。这种独特的“双曲柄输入少齿差传动机构”的到了国内外同行的高度评价。1958年开始研制摆线针轮减速器。60年代投入工厂化生产，目前已形成系列，制定了相应的标准，并广泛用于各类机械中。1960年制成第一台二齿差渐开线行星齿轮减速器，其传动比37.5，功率为16kw，用于桥式起重机的提升机构中。

1963年朱景梓教授在太原学院学报上发表了《少齿差渐开线K-H-V型行星齿轮减速器及其设计》一文，详细阐述了渐开线少齿差传动的原理和设计方法。这些创造性的工作，为少齿差行星齿轮传动在我国的推广应用起了重要的指导作用。

双曲柄输入少齿差行星齿轮传动的优点是：能使行星轴承的载荷下降，而且当内齿板作为行星轮时，行星轴承的径向尺寸可不受限制，从而提高了行星轴承的寿命。另外，这种传动不需要输入机构，还可实现平行轴传动。效率高，使用性强。但是，由于历史原因，栓曲柄输入式少齿差传动一直没有得到应有的发展，直到近十几年来才逐渐为人们所重视。1985年重庆钢铁设计院提出了平行轴式少齿差内齿啮合齿轮传动——i环减速器，但是这种减速器的一根曲轴上要安装

三片内齿板，需要制成偏心套机构，。存在着机构复杂加工分度精度要求高、曲轴联接结构表面产生微动磨损、三套互为120 的双曲柄机构之间存在国约束等问题。1993年重庆大学博士崔建昆提出新型轴销式少齿差行星齿轮传动，并对其进行了理论分析。

随着少齿差行星齿轮传动研究的深入，已成功地开发处不少新的渐开线少齿差行星齿轮传动形式。目前，我国研究出一种连杆行星齿轮传动——平行轴式少齿差内齿行星齿轮传动。该类传动是以连杆内齿轮（齿板）为行星轮。采用双曲柄输入，并且无输出机构，主要有一齿环（一片连杆行星齿板）、二齿环（两片连杆行星齿板）、三齿板及四环等机构形式的减速器。

国内外学者在齿形分析、结构优化、接触分析、结构强度、动态性能、传动效率、运动精度方面进行了大量的研究。利用计算机技术进行减速器各主要不见的是他建模、仿真、干涉检查等，缩短了产品的研发这怄气，并应用到了产品的设计中，取得了许多有价值的成果。N型内齿行星齿轮传动的基本机构式——环式减速器的传动机理进行了分析研究，建立了环视减速器系统受力分析模型，得处目前环式减速器存惯性力矩不平衡的结论。对平行动轴少齿差传动多齿接触问题动平衡进行了研究，以有限单元弹性接触分析理论为基础，建立了平行动轴少齿差传动多齿接触问题时的有限单元分析模型，提出了一种对研究平行动轴少齿差内齿轮副内核过程中实际接触齿对数、齿间载荷的分配及齿面载荷分布的分析计算方法。为平行动轴少齿差内啮合齿轮传动的承载能力的计算、齿轮几何参数的确定及几何零部件的强度分析计算提供了理论依据。通过优化后的少齿差传动装置具有较小的体积和较好的传动性能。

我国在这种新型的传动机构的技术水平与国际上一些工业科技水平发达的国家相比，还有很大的差距，主要由于我国从事该项技术研究设计及应用的单位和个人比较少，同时相关的书籍和资料也相当的欠缺。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特殊在材料和缔造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，利用寿命长。但其传动格式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。日本研制的FA型高精度减速器和美国Alan-Newton公司研制的X-Y 式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。但是我相信，在不久的将来我们做这种新型的减速器性能和构造等能赶上外国先进水平的。

目前，少齿差减速器在设计和制造过程中，还存在一些问题，如输出机构精度要求较高，对大功率减速器无实践经验，一些计算方法和图表还很不完善等等。有待今后将对以上问题进一步进行实验研究，以求改进和提高。

齿轮传动技术是机械工程技术的重要组成部分，在一定程度上标志着机械工