创新实例分析-三环减速器
三环减速器的力学分析
个， 即
（ 垂 直于转动 方 向） ， 环 板在 Ｃ处 与外齿轮 啮合 ， 其 所
１ 三 环 减 速 器 结 构 及 工 作 原 理
常规的行星齿轮结构 为内齿齿 轮做中心轮 ， 外齿齿 轮做行 星轮。内齿行 星齿 轮 的结 构 刚好相 反 ， 其 把外 齿齿 轮 做 中心 轮， 内齿齿轮做行 星轮 ， 再添加一个偏 心套 ， 便得 到本文 所要研
所 以各环板 的受力表达式可以综合为 ：
行 星齿 轮传 动结 构中， 输入轴 Ａ 和支 承轴 Ｂ 各有 ３ 个相位差为 １ ２ ０ 。 的偏心套 ， 输 出轴 Ｃ位于输 入轴 Ａ 和支承轴 Ｂ 的一侧 ， 我
一 ｃ 。 ＋ Ｇ ｃ 。 ｓ （ ＋ （ ～ １ ） ）
一
（ ７ ）
ｓ ｎ ｅ ｊ ｉ ｖ ｕ Ｆ ｅ ｎ ｘ ｉ ！ 量 坌 堑 鍪
三 环 减 速 器 的力学 分析
崔云 峰
（ 上海 先惠 机械 有 限公 司 ， 上海 ２ ０ １ ６ １ ４ ） 摘 要： 以偏置 式三 环减速 器 为例 ， 详细介 绍 了三 环减 速器 的结构 和 工作 原 理 ， 结合 实 际情 况 中遇 到 的 问题 ， 对 三 环减 速 器建 立 相 应 的力学 模型 并进 行力 学分 析 。 关 键词 ： 三 环减 速器 ； 内齿 行星 齿轮 ； 转臂 轴承 ； 受力 分析
撑， 因此 ， 开展 对 这种 新 型传 动 的研 究 ， 就 显 得 十 分 迫 切 和
必要了。
图 ２ 原 理 图
所 示 。环 板 的 重 力 为 Ｇ， 惯 性 力 为 Ｐ， 作 用 于 质 心 ｏ。当 输 入 轴 转动时 ， 环 板 在 Ａ 处 受 到 的 力 有 ２个 ， 分 别 为 （ 相 切 于 转 动 方 向） 和 （ 垂直 于转 动方 向 ） ， 环 板 在 Ｂ处 受 到 的力 只 有 １
基于Pro／E的三环减速器装配的参数化设计
基于 Ｐｏ Ｅ的三环减速器装配的参数化设计 ｒ／
蔡 玉强 田海 英 孟 宪举 （ 河 北理 工大 学 机 械工 程 学院 ，唐 山 ０ ３ ０ ） ６ ０ ９ （ 煤炭 科学 研究 总院 唐 山分 院 ，唐山 ０ ３ １ ） ６ ０ ２
Ｔｈ ａ ａ ｔ ｒ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｅ —ｒ ｇ ｇ ａ ｅ ｕ ｅ ｓ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｇ ｆｔ ｒ ｅ— ｉ ｅ ｒｒ ｄ ｃ ｒ ｄ ｎ
１ 刖 吾
典型三环传动的基本原理如图 １ 所示 ，它 由平行 四边形机 构和齿轮机构组成 。平行 四边形机构的连杆上带有 内齿轮 ，称 为 内齿板。输 出轴 和外齿轮为一体 ， 通过 内、 外齿轮的啮合 ， 由 输出轴输 出动力 。 为了克服机构在死点位置的运动不确定 ， 最常用的方法是采 用三相平行四边形机构并列布置 ， 各相机构之间互 成 １０ 相位 ２啪 角。 采用这种并列方式 ， 不仅可以利用多相机构共 同承担载荷， 还
三雏 实体 图形 ， 然后 建立各 个零件 的族表 ， 给定 的各种型 号的减速 器 的零 件尺寸在族表 中建立 多个 按 例证 。最后通过使 用程 序搭 配族表 来实现装 配 图中零件 的不 同例 证 间的替换 ， 而 实现装 配图的参数 从
化设计 。
关键 词 ：三环 减速 器 ； 参数 化 ； 设计
ｔ ｌ ｉ ｔｂｓｍ ｎ ａｙｉｕｔ ｔ ｎ．Ｒａｉ ｐａｅ ｎ ｅ ｅｎｔ ｉｅ ｎ ｉｕｔ ｔ ｎｏ ｅ ｎ ｂ ｓ ｉｅ ｍ ａ ｅ ｎｅ ａｌｈ ｔ ｎ ｌ ｒ ｉ ｌｓａｏ ｓ ｅｌｅｔ ｒ ｌ ｍ ｔ ｔ ｅ ｄ ｒ ｌ ｒ ｉ ｅｍ ｔ ｚ ｈ ｅ ｃｅ ｂ ｗ ｅ ｅ ｈ ｆ ｅ ｌｓａｏ ｆ ｌ ｔ ｅ
航空机电作动器用三环少齿差减速器多体动力学研究
航空机电作动器用三环少齿差减速器多体动力学研究航空机电作动器用三环少齿差减速器多体动力学研究引言：航空机电作动器在航空领域发挥着重要的作用，其稳定和精确的运动控制对飞行安全至关重要。
而减速器作为作动器中的核心部件之一，其设计与性能直接影响作动器的运动特性。
本文将围绕航空机电作动器的应用需求，对三环少齿差减速器的多体动力学进行研究。
通过分析减速器中三环结构的工作原理和几何特征，以及多体动力学的各项参数，旨在为航空机电作动器的性能提升和设计优化提供理论依据。
一、三环少齿差减速器的工作原理及几何特征三环少齿差减速器是一种常用于航空机电作动器中的传动装置。
其主要由内外齿圈和中间环组成。
通过内外齿圈相对旋转，中间环则通过滚针与内外齿圈相互传递力矩和转速。
相较于传统的行星齿轮传动装置，三环减速器具有径向尺寸小、承载能力强、传递力矩平稳等优势。
二、多体动力学模型的建立为了研究三环减速器在航空机电作动器中的运动特性，需要建立减速器的多体动力学模型。
多体动力学模型能够描述减速器内部各部件之间的力学关系和运动状态，对于分析减速器的载荷分配、扭振特性和动力响应等具有重要的意义。
在建立多体动力学模型时，需要考虑减速器的刚度、质量和阻尼等因素。
通过对减速器中各组件的质心计算和质量分配，可以得到减速器系统的质心位置。
同时，根据减速器结构的几何参数计算刚度矩阵和阻尼矩阵。
三、多体动力学分析与优化基于建立的多体动力学模型，可以进行减速器的运动和载荷分析。
通过对减速器内部各组件的位置、速度和加速度等参数的计算，可以得到减速器的动力学响应。
同时，可以分析减速器在不同负载和转速下的载荷分布情况，进而评估减速器的承载能力和工作稳定性。
在多体动力学分析的基础上，可以进行减速器的性能优化。
首先，可以通过改变减速器的结构参数和材料特性，优化减速器的刚度和阻尼特性，以提高减速器的承载能力和抗振性能。
其次，可以对减速器中的滚针和齿轮组件进行优化设计，以减小传动误差和摩擦损失，从而提高减速器的传动效率。
浅谈三环减速器及内齿环板的结构
动 比最 高 可达９ ０ 。 ８１
五（ Ｎ ・ Ｋ ｔ Ｊ
４ ８ ３ ２ ６ ３ ２ ５ ７ ６ ４ ６ ３
（） 载能力高。 ２ 承 三环减速器是一种少齿差内啮合行星传 动装置， 齿面接触应力小， 同时存在多齿弹性啮合效应， 因而 具 有很高承载能力。 研究表明， 三环减 速器中单相 内齿板 的
ｆ 设 计 理 论 缺乏 。 三 减 速机 问世 时 间短 ， １ ） 二环 对其 受 力状 况和动力学特性的研究还有待深入， 前还缺乏完善的设计 目
理论。
ｆ 没有充分挖掘减速器的承载能力。 ２ ） 三环减速器在传动 中存在 多齿 弹性 啮合现象， 可使齿轮的承载能力大大提高。 但 目前各减速器制造厂家在设计 阶段尚未考虑这一效应， 其 产 品系列 表 中公布 的减 速器 承 载能 力远低 于 实际 承 载能 力， 造 成 浪费。 ｆ 偏置式传动性能较差。 ３ ） 和传统的普通齿轮减速器和行 星齿轮减速器相比， 偏置式三环减速器在使用中存在较强的 振动和噪声。 尤其在高速 、 重载条件下， 振动 、 噪声更大， 其 合， 由输 出轴输 出动力。 噪声水平 远远超 过普 通齿 轮减速器 和行星齿轮减 速器 。 另外， 该型减 速器在使用中发热现象严重， 尤其是在环板高速轴承 ／ …、 处， 使得行星轴承早期损坏， 制约了减速器性能的发挥。 虽然 ／ ｌ 偏置式减速器已经逐步被对称式取代 ， 但是由于历史原 因， 在建筑和冶金行业仍有应用。 ｆ应用范围有待推广、 前三环减速器一般应用于建筑 、 ４ ） 目 冶金等行业， 并且大多工作在低速、 精度要求很低的情况— 但是 ， 三环 减 速 器 的实 际 性 能不止 于此 ， 有很 大 的提 升 空 具 间， 有望代替普通减速器用于中、 低速和一般精度的场合。 图卜 １ 三环 减 速 器 的基 本 结 构 图 卜２ 环 减 速 器 的 传 动原 理 三 ３ 三环减 速器 内齿环 板 的结 构 、 ２ 三环 减 速器的优 点及主要 问题 、 ３１ ． 内齿 环板 材料及 热处 理 方式 与普通齿轮减速器及行星齿轮减速器相 比， 三环减速器 内齿环 板 是 三环 减 速 器 的重要 部 件， 内齿 环板 的材 料选 具 有一系列 的优 点 。 用４ ＣＭ 调质 处 理 。 ２ ｒｏ ｆ 传动比大。 环减速器的传动比为： １ ） ３ ． ２内齿环板 的结 构 尺寸 （ １ １ ） － 对称式Ｓ ６ 型三环减速器内齿板 的主要参数如表３ １ Ｈ１０ — 式中，ｌ， ２ ｒ ｎ分别为输人轴与输出轴 的转速； Ｚ分别为外、 Ｚ ，２ 所示 。 内齿轮的齿数。 三环减速器中， 外齿轮的齿数差很小 （ 内、 一 表３１三环 减速器 主要 参数 表 － 般为１ ４ ， ～ ） 故单级传 动的传动比可达 １～ ９ 两级传 动的传 １ ９， 输 出转 矩 传动 比 药 轮 模 数 内齿 轮 齿 数 纠啮 轮 齿 数
创新实例分析-三环减速器
机械创新设计
平动齿轮传动装置的创新设计案例分析
一、机构封闭组合： 基本机构：差动齿轮；附加机构：平行四边形 机构，行星轮与连杆并接封闭组合。由于外齿轮Z1
随同连杆做平动，称为平动齿轮传动机构。
动画
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机械创新设计
传动比计算：
周转轮系1-2-H
i 21
H
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
2 H 1
H
z1 z2
i2 H i2 A
z1 z 2 z2
结论：当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的减速 机构。但是大内齿轮平动，惯性力很大。
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机械创新设计
三、相对运动原理的应用：
采取外齿轮做平动，内齿轮输出，可得到下图
的平动齿轮机构。
动画
z 2 z1 z2
i2 A
结论：当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的 减速机构。还是存在惯性力，不能平衡。
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机械创新设计
四、并联组合原理的应用：
采用三套互成120º的平动齿轮机构并联组合，
可得到三环减速器。但结构庞大。
动画
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机械创新设计
五、机构演化与变异原理应用：
缩短机架尺寸，可得到下列机构。
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机械创新设计
结构创新：用偏心轴代替平行四边形机构
动画
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机械创新设计
实用机构爆炸图
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机械创新设计
小结： 该装置具有传动比大、体积小、结构紧凑、传动 效率高等特点。
三环减速机的力学分析
三环减速机的力学分析三环减速机的力学分析-本文摘自机械设计手册2.1引言三环减速机由于其原理的独特性，引起了人们的广泛关注。
为了便于进一步研究这种传动形式，解决实际应用中的各种问题，因此有必要对这种新型传动形式的受力情况进行研究。
本章主要求解本文提出的两级三环减速机的二级少齿差传动部分的受力。
三环减速机采用三相并列平行双曲柄机构-一种自由度小于1的过约束机构，属于超静定问题，机构受力无法用平面刚体力学方法完全确定，必须建立变形协调条件补充受力方程，才能求解机构受力。
为此，本章首先进行了三环减速机的运动分析和机构分析，然后根据结构力学求解超静定问题的位移法，结合三环减速机的传动特性，提出了相应的变形协调条件，建立了对称A型、对称B型、偏置型三环减速机和星型减速机内齿环板的受力分析模型，分别求解四种形式机构的受力，并且分析比较了在相同的传动技术参数条件下，不同形式的三环减速机的受力性能。
2.2三环减速机的基本原理及机构分析2.2.1三环减速机的基本原理三环减速机是在普通减速机技术的基础上，为适应现代机械设备对传动机构的要求而开发的一种新型传动装置。
三环减速机的基本结构如图2一1所示，a）是对称型三环减速机传动，b）是偏置型三环减速机传动。
它由两根高速偏心输入轴1、低速输出轴2、三片内齿环板3和输出外齿轮4构成。
三片内齿环板3偏心安装在两根高速输入轴1上，为了平衡内齿环板的惯性力和惯性力偶矩，两侧环板与中间环板偏心之间的相位差为180°，且中间环板的厚度为两侧环板厚度的两倍，它们都与外齿轮4相啮合。
外齿轮4安装在低速输出轴2上，各轴均平行配置，可以单独或同时传输动力。
在本文研究的三环减速机中，为了克服死点及降低高速偏心轴的转速，采用两级传动实现双轴驱动，带动三片内齿环板作曲线平动，每片内齿环板都相当于一相平行四边形双曲柄机构的连杆，环板上每一点的轨迹都都是以偏心轴的偏心距为半径的圆。
两侧环板与中间环板以1800圆心角的间隔与外齿轮相啮合，形成大速比，通过输出轴传递运动和转矩。
基于Pro／E3.0的三环减速器的虚拟装配及运动仿真
优化设计 、 缩短新产品的开发周期 ， 从而提高企业
的效益 。
（１ ）
１三环减速器 的三维 实体建模
下面采用某 型号三环 减速器作 为实例 ，该三环
减速器 属于二级传动 ，一级 传动是外啮合 ，二级 传
一２）
动 是 内啮合 ，结构 比较复 杂 ，零件较 多 ，这里只详
维普资讯
２０ 年 期 总第３卷 ０８ 第３ ５
计 算机 应用 技术
・ ７・ ２
基 于 ＰｏＥ ． 三环 减 速 器 的 ｒ／ ３０的
虚拟装配及运动仿真
孙洪 吉 ，魏延 刚
（ 连 交 通 大 学 机 械 工 程 学 院 ，辽 宁 大 连 ｌ６ ２ 大 １０ ８）
关键词 ：三环减速器 ； ｒ／３ ；虚拟装配 ；运动仿真 Ｐｏ ． Ｅ ０ 中图 分类 号： Ｐ９ Ｔ ３１ 文献 标识码：Ａ 文 章编 号：１０ — ３６２０ ） — ０７ ０ ０６ ０ １（ ８ ３ ０ ２ — ３ ０ ０
Ｖｉ ｔ ａ ｓ ｅ ｂ ｙａ ｄ ｍ ｏ ｉ ｎ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ ｒ ｎ ｅ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ Ｐ ｏ Ｅ３ ０ ｒ ｕ ｌ ｓ ｍ ｌ ｎ ｔｏ ｉ ｌ ｔｏ ｆ ｈ ｅ － ｉ ｇ ｒ ｄ ｃ ｒｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ／ ． ａ ｔ
ｐ ｏ ｕ ｔｄ ｓｇ ａ ｅ ｏ ｔ ｚ ， ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ｏ ｓ ｏ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔｃ ｎ ｂ ｈ ｒ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｃ ｎ ｂ ｒ ｄ ｃ ｅ ｉ ｎ ｃ ｎ ｂ ｐ ｉ ｍｉ ｅ ｔ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｐ ｒ ｄ ｆ ｎ ｗ ｒ ｄ ｃ ａ ｅ ｓ ｏ ｅ ｈ ｉ ｔ ｎ ｈ ｒ ｄ ｃ ｅｉ ｉ ｔ ａ ｅ ａ ｉ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｎ ｒａ ｅ ．
新型内三环减速器的建模与运动仿真分析
将 建好 的模 型导人 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ软件 中 ，并 对模 型施 加 约束 ， 其步 骤如 下 ： １ 于 对 从 Ｓ ｌ ｗ ｒｓ导 人 的构 件 来 说 是 没 有 １由 ｏ ｄ ｏｋ ｉ 任何 质量 信息 的 ， 需要 用户 为各个 构件指 定材 质信 息 ，
１ 把 装配好 的模 型另存 为 ｐ ｒｓｌ ） ａａｏ ｄ格 式 。 ｉ 文件 名
和保存 路径 不能 出现 中文 字符 。
２ １在 Ａ ＭＡ Ｄ Ｓ中 的 ｉ ｐ ｒ 对 话 框 中选 择 之 前 另 ｍ ｏｔ
由 于 减 速 器 装 配 体 造 型 比 较 复 杂 ， 直 接 在
Ａ Ａ Ｄ ＭＳ里建模 比较 困难 ， 以选择 先 在 Ｓ ｌ ｗ ｒｓ 所 ｏ ｄ ｏｋ 里 ｉ
由 于 Ａ ＡＭＳ提 供 的 模 型 数 据 交 换 接 口 有 Ｄ Ｐ ｒｓｌ 、Ｔ Ｐ Ｉ Ｅ 、Ａ 、 Ｘ ａａｏｉ Ｓ Ｅ 、Ｇ Ｓ Ｓ Ｔ Ｄ Ｆ和 Ｄ ｄ ＷＧ等格 式， 把在 Ｓｌ ｗ ｒｓ里 建 好 的模 型 保 存 成 格 式 为 Ｐ ｒｓｌ ｏｉ ｏｋ ｄ ａａｏ ｄ文 ｉ 件 ． Ｐ ｒｓｌ 以 ａａｏｉ ｄ格式 从 Ｓ ｌ ｗ ｒｓ ｏｉ ｏｋ 导人 Ａ Ａ ｄ Ｄ ＭＳ后 。 两 者 的模型 不会 出现 任何误 差 ， 最多颜 色有 些偏 差 。
对 内 三 环 减 速 器 在 设 计 中存 在 的 问题 并 根 据 实 际 需要 ， 多动 力 学理 论 的 基 础 上 ， 用 Ｃ Ｄ Ｃ Ｅ软 件 Ｓ ｌ Ｗｏｋ 、 在 利 Ａ ／Ａ ｏｉ ｒ ｓ ｄ
Ａ Ａ Ｓ构 建 了仿 真 平 台 ， Ｄ Ｍ 并在 此 基 础 上 对 内三环 减 速 器进 行 了初 步 的 性 能仿 真
三环减速机原理
三环减速机原理三环减速机基本型的工作原理如图所示，由一根具有外齿轮套接的低速轴1、二根由三个互呈120度偏心的高速轴2和三片具有内齿轮的环板3组成。
减速时，高速轴2作为输入轴，带动环板3上的内齿轮做平面运动，靠内齿轮与低速轴1上的齿轮啮合实现大速比。
齿型一般为渐开线齿型，各输入轴的轴端可单独或同时输入动力。
如要求增速，则轴1（外齿轮轴）作输入轴，轴2作输出三环机工作原理简单介绍采用行星齿轮内啮合方式传递动力。
根据火车头采用的“四杆机构”的原理，同步旋转二根曲轴，带动相互平行的、嵌有内齿轮的三只环片，在空间作平面圆周运动，内齿轮都围绕一只输出轴齿轮旋转，呈现“多层齿圈”围绕一个中心轮、作行星式“流转啮合”的布局。
对比同类产品，［三环减速器］的主要优点：1.传动比大，单级［i］＝11-99，二级［i］＝50-10000；2.利用“动率分流”和“内齿多齿接触”的优势，承载能力较强；3.结构较简单、零件少、体积小、重量轻；4.效率较高，单级效率［η］＝92%-96%；5.不需要特殊材料和特殊加工工艺制造成本低；6.机组齿轮线速度较低；7.传动比范围大，可省去常规齿轮传动中所用大齿轮；8.采用内啮合方式，有多对齿同时啮合，不发生接触疲劳破坏；三环机的性能、适用范围：输出扭矩范围：0.12KN.m≤［T］≤469KN.m减速比范围：单级减速之场合：［i］min＝9-12；［i］max＝90-120双级减速之场合：［i］max＝500-10000SH三环机可制成卧式、立式及各种安装方式与使用条件下的“派生形式”，可应用于所有动力设备需要减速的场合，特别适用于要求高安全系数的环境，是一种高档减机。
/2007-7/200771085923.htm。
三环减速器的PATRAN-NASTRAN接触有限元分析探讨
（ 贵州大学 机械工程学 院， 贵州 贵 阳 ５００ ） ５ ０ ３
摘
要 ： 用Ｕ Ｈ Ｐ Ｒ Ｓ 、 Ａ Ｒ Ｎ 、 Ａ Ｔ Ａ 利 Ｇ、 Ｙ Ｅ ＭＥ Ｈ Ｐ Ｔ Ａ Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ等软件联合仿 真 ， 分析 了某型三环减速 器轮齿啮合传动接 触
状况， 分析 结果和 实际工况吻合 ， 验证 了这套联合仿真 的可行性 ， 为建立高效、 合理 的有 限元 分析 模型提供 了参考 ，
０ 引 言
施加 很 大 的分 离力 和无 相 对 滑动 的 Ｇｕ 功 能实 现 ， ｌｅ 计
三环减速器 ， 是一种应用平行轴少齿差 内啮合行 星 齿 轮 传 动 的减 速 器 类 型 。其 最 大 的 优 点 是 多 点 啮 合、 柔性 传动 。在大载荷传动下 ， 际接触 的齿轮齿 实 数， 会大于理论上所按重合度算 出来的啮合齿数。正 因为这种少齿差 内啮合齿轮传动 ， 啮合齿与不啮合齿 ， 其内外齿轮的齿廓工作面的间隙非常小。在重载荷 的
１ 理论 背景
算时会将接触约束 自动施加进方程组中。这种粘合并 不要 求公共 边 界上单 元 节点 的一一 对应 。
２ 应 用 实例
以某型号的三环减速器为例 ， 计算其弹性啮合效
应 及 校核 齿 轮强 度 。已知 几 何参 数 ： 出外 齿 轮 齿数 输 ｚ６， １ ６ 内齿环 板齿 数 ｚ ６ ， 轮副 的模 数 ／＝ ｍ， ＝ ２ ７齿 ＝ ／ ９ｍ 齿 ／ 顶 高 系 数 选 择 ｈ ＝ ． 齿 形 压 力 角 ＝０。 系 系 数 Ｏ６ ， ２ ， 顶 ｆ＝０２ 齿 宽 系 数 ＝０３ 输 出 齿 轮 的 齿 宽 占＝ ．５， ．５， 。
式 中： ｕ Ａ 为 点增 量位 移 向量 ；为 单位 法 向量 ； ｎ Ｄ为
三环减速器的结构原理
三环减速器设计第一章绪论三环减速器是少齿差行星齿轮传动中的一种。
它由一个外齿轮与一个内齿轮组成一对内啮合齿轮副，采用的是渐开线齿形，内外齿轮的齿数相差很小（通常为1、2、3或4），故简称为少齿差传动。
三环减速器是由重庆钢铁设计院陈宗源高级工程师在1985年申请的发明专利，它以其适用与一切功率、速度范围和一切工作条件的优点而受到了广泛关注。
1.1三环减速器的概况：齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。
当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。
国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。
最近报导，日本住友重工研制的FA型高精度减速器，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。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。
减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。
在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。
1.3 课题研究意义：（1）减速比大，三环式单级减速比为11到99，双级传动比达9801。
普通外啮合齿轮减速器单级减速比最大为10。
（2）体积小重量轻，外啮合齿轮只在一点捏合，接触应力是影响传动的瓶颈，三环式三点啮合，接触处两齿轮曲率半径在同侧，尺寸接近，接触面积大，接触应力小，设计是用不着核算接触应力，只要弯曲应力够就行了，由于三环式中间外齿轮齿数较多，其抗变曲性能也较，据有关资料介绍同扭矩的减速器，三环式重量只有普通减速器的1/3，体积只有1/4。
基于Pro／E的三环减速器外齿轮及内齿板的精确建模
采用 正角 度变 位 ， 经过 齿 廓 重 叠 干 涉 ， 重合 度 ， 渐 开线干 涉 ， 向干 涉 ， 径 过度 曲线 干涉 等一 系列 内啮
Ｒ ｄ ｃｒＢ ｓｄｏ ｒ ／ ｅ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ Ｐ ｏ Ｅ
ＦＡＮ Ｙｕ— ｚ ｈｅ， ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕ ｎ
（ ｌ ｇ ｆ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｎ ｌ ｃ ｒ ａ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｓ ａ ｎ ｉ Ｃｏ ｌ ｅ ｏ ｃ ａ ｉａ ｄ Ｅ ｅ ｔｉ ｌＥ ｇ ｎ ｅ ｉ ， ｈ ａ ｘ ｉ ｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｘｉ ａ １ ０ １ Ｃ ｉ ａ ｅ ａ ｃ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｈ ｎ ）
泛 的应用 。内齿 环 板 是 减 速器 中 的重 要 构 件 ， 轮齿 啮合 处更是 应力 、 变 和位移 最 主要产 生处 ， 应 也是设
计 时最主要 考 虑 的地 方 ， 以齿 轮 齿形 的精 确 程度 所
文 章编 号 ： ０ １— ２ ７ ２ ０ ） ９ ０ ７一 ２ １ ０ ２ ５ （ ０ ８ ０ —０ ７ Ｏ
１ 外齿 轮 及 其 内齿 环 板 的建模 过 程
由参 考 文献 Ｅ Ｊ Ｓ ｚ 知 ＨＱ４ 的一 组参 数 ， 在 ０型 并
此基 础上对 齿 轮 的变 位 系 数 加 以确 定 ， 而 确 定 齿 从
０ 引 言
三环减 速器 是 一种平 行轴 少齿 差 内啮合行 星 齿
轮 的各项 参数 ， 以此 来 生成 精确 的三维 模 型 。 Ｓ ＨＱ４ ０型 的基本 参数 ：＝２ ， １ ０ Ｚ —６ ， ｉ ０ Ｚ —６ ， ２ ３ ｍ＝４ ｍｍ， 一 ２ 。Ｂ一 ３ ， １ ０ ｏ ０， ｔ ０ Ｌ —４ ０ｍｍ（ 出轴 与 输 输 入轴之 间 的距离 ） Ｌ 一２ ０ｍｍ（ 出轴 与支撑 轴 ， １ 输 之 间 的距 离 ） 。
机械创新设计实例分析
输入运动的位移函数 非线性函数 非线性函数
第二十八页，共46页。
表9-3 根据(gēnjù)输出运动函数的数学性质划分原动机的类型
原动机类型 线性原动机 非线性原动机
输出运动的位移函数 线性函数
非线性函数
举例 普通直流马达，普通交流马达
步进马达，伺服马达
二、凸轮机构的主动控制(kò ngzhì)
将控制(kò ngzhì)系统与凸轮机构结合起来，融合其优点， 改善凸轮机构的动态特性，并使凸轮机构标准化，为凸轮机 构的发展开辟出新的途径。
主动。
i
K HG
1 iHGK
1 zG zG zK
zK zK zG
（3）外齿中心轮的齿形综合 （4）外激波摆动活齿传动的优缺点
第二十页，共46页。
第二十一页，共46页。
1）省掉了少齿差传动中的W输出机构 2）提高了摆动活齿与激波器高副的接触强度 3）外齿中心轮K的特点 4）外激波器的尺寸大，动平衡性能差 2．带传动的选择 图9-14a所示为带传动的一种从动带轮结构。如图9-14b所 示，齿轮(chǐlún)副合状态和轴承4的受力状态都得到改善，取得 极好效果。称这种结构的带轮为卸荷带轮。带传动的从动带轮仍 采用卸荷结构。
能传递运动和扭矩的，所以必须要用三片以上的内齿轮才能正常
地工作。
3．运动学分析
iHGK
zK zG zK
4．外平动齿轮传动的特点 （1）传动比大、分级密集，单级传动比在11~99之间，双级传动比
可达9801。 （2）承载能力大 啮合时几乎是面接触，齿面赫兹应力小。单个转
臂轴承变换为多个转臂轴承分担载荷，转臂轴承的寿命可达两万 小时，且转臂轴承等基本(jīběn)构件不受内齿轮尺寸的限制，可 以按强度要求确定，利于按强度进行优化设计。
基于Pro／E的三环减速器参数化设计系统开发与研究
中图分 类号 ：Ｈ１７ 文献 标识 码 ： Ｔ ３ Ａ
１ 引言
ＰｏＥ Ｇ Ｎ Ｅ ｒ／Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ软件 以使 用方 便 、参数化特征 的三维造型 而著称 ， 但是由于它是通用的设计 软件 ， 没有对特定 的产 品设计 提供专用的开发模块 ， 因而不能有效利用 以前的设计资源。 若企
１ ． 输入轴
图 １三环减速器机构示意图
泛， 并且 已经系列化生产 。三环减速器 的零件虽然不是很多， 但
其设计计算较复杂 。 由于三环减速器部分零件属于标准件 ， 各组 件之间的接 口为标准接 口，同时其非标准件的外型变化程度不
３三环减速器参数化设计 系统设计 思想
根据三环减速器 的结构特点与工作 原理 ，现为 了满足企业 的设计要求 、检验设计 图纸是否合理以及快速对三环减速器进 行三维建模等需要 开发三环减速器参数化系统 。此系统能快速
Ｋｅ ｒ ｓ Ｔｈ ｅ － ｉ ｇ ｇ ａ ｅ ｕ ｅ ； ｒ ｍ ｅ ｒ ｃ ｄ ｓｇ Ｐｒ ， ｏＬＫＩ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｅ ｒ ｎ ｅ ｒ ｒ ｄ ｃ ｒ Ｐａ ａ ｔ ｉ ｅ ｉ ｎ； Ｏ Ｔｏ Ｔ；Ｐｒ ／ ＮＧＤ ＯＥ ＥＥＲ
ｑｕａ ｒ ｃ ｅ ｐ ｏｉａ ｉ 环板 内齿轮 ． ５轴承 ． ６ ． 箱体
业想要发挥 Ｐｏ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ软件 的作用 、 ｒ／ Ｇ Ｎ Ｅ Ｅ 提高 工作效率 ， 必须根 据 企业产 品的特征 和形状 对 Ｐｏ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ软 件进 行二 次开 ｒ／ Ｇ Ｎ Ｅ Ｅ
发， 加入产品设计的专用模块 。 三环减速器是一种常用的机械传动方式 ，它的应用 日益广
ＨＵＡＮＧ ａ — ｏ ｇ Ｚ Ｘｉ ｏ ｌｎ ， ＨＡＮＧ Ｚ － ｉ ｇ ｉ ｂｎ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｂ ｉｎ ｓ ｔｄ ｆ ｃ ｉ ｒ， ｅ ｉｇ１０ ８ ，ｈｎ） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅｉ ， ｅ ｉｇＩ ｔｕ ｅｏ ｈｎ ｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ５ ｉａ ｍ ｏ Ｍｅ ａＥ ｎ ｊ ｎｉ Ｍａ ｅ ｊ Ｃ
三环减速机工作原理
三环减速机工作原理一、齿轮传动原理三环减速机采用齿轮传动原理，通过两个或多个齿轮的啮合来传递动力和运动。
齿轮传动具有高效率、高可靠性、高耐用性和低噪音等优点，因此在许多机械传动系统中得到广泛应用。
二、减速器结构三环减速机主要由输入轴、中间轴、输出轴、齿轮、轴承和箱体等部分组成。
输入轴通过中间轴将动力传递到输出轴，同时通过齿轮的啮合实现减速。
三、齿轮啮合过程齿轮的啮合过程是齿轮传动的基本原理。
当两个齿轮咬合时，它们的齿面接触并产生摩擦力，从而传递动力。
在三环减速机中，齿轮的啮合过程通过多个齿轮的连续啮合来实现，从而实现动力的连续传递和减速。
四、减速器润滑为了确保三环减速机的正常运行和使用寿命，需要对其进行定期润滑。
润滑油或润滑脂通过油孔注入减速器内部，润滑各个摩擦面，减少摩擦和磨损。
五、减速器冷却在运行过程中，三环减速机会产生热量，如果热量控制不当，会导致零部件磨损和热膨胀等问题。
因此，需要采取冷却措施来降低减速器的温度。
常见的冷却方式包括自然冷却、强制风冷和强制水冷等。
六、减速器效率三环减速机的效率取决于多个因素，包括齿轮的制造精度、装配精度、润滑情况、轴承的磨损情况等。
为了提高三环减速机的效率，需要确保齿轮和轴承的制造和装配精度，并定期检查和维护设备。
七、齿轮磨损与失效齿轮在长期运行过程中会发生磨损和失效。
磨损主要是由于摩擦和磨损引起的，而失效则可能是由于疲劳断裂、胶合或塑性变形等原因引起的。
为了确保三环减速机的正常运行和使用寿命，需要定期检查和维护设备，及时发现并解决齿轮磨损和失效等问题。
八、维护与保养为了确保三环减速机的正常运行和使用寿命，需要进行定期维护和保养。
具体包括：1.定期检查齿轮和轴承的磨损情况，及时更换磨损严重的零部件。
2.定期清洗减速器内部，保持清洁和润滑。
3.定期检查润滑系统，确保润滑油或润滑脂的供应和质量。
4.定期检查冷却系统，确保冷却效果良好。
5.定期进行设备振动和噪音检测，及时发现并解决潜在问题。
三环减速器的设计
①初选ha*=0.6、=28.5、=20。三环减速器所选择的齿顶高系数可在0.5~0.8的范围内由设计者根据实际情况选定[55]，没有统一的规定。但是应该考虑到采用变位与短齿相结合的方式才是避免干涉出现的最好办法。研究表明[54]，为了提高行星轮轴承寿命和啮合效率，齿顶高系数应该选择合适的数据，啮合角也就随之降低。
死点位置是运动的不确定位置，即平行四边形连杆机构运动到与曲柄共线的位置（0和180），此时机构的运动是不确定的。为了避免机构在死点位置运动的不确定性，最常用的方法是用三块内齿环板并列并且各相环板之间互成120的相位角选用的方法是并列布置三相平行四边形结构。也就是，当某一相平行四边形机构运动到死点位置时，动力由其它两相机构传递，从而克服死点位置运动的不确定性。采用这种并列方式，载荷可以由多相结构共同承担，并且使结构在运动平面内，保持平衡。
（1）避免发生齿顶干涉，必须使内啮合齿轮副的重合度>1
（2）保证齿廓重叠干涉系数GS> 0，使齿廓重叠干涉现象不发生，按啮合中心距a装配时，：；
由公式（3-2）可知：变位系数的函数是啮合角，选择变位系数x1、x2，实质上是决定三环减速器是否可以消除干涉现象。在、z1、z2一定时，啮合角的大小由变位系数x1和x2决定。对于一对啮合齿轮，可把变位系数x1、x2视为自变量，然后把自己确定的参数作为常量，所以，可以得出限制条件是变位系数的函数。因此，满足两个主要限制条件的问题便是求解合适的变位系数的问题。
3.3.3 三环减速器变位系数的确定
独立变量是变位系数x1、x2，中间变量啮合角，变位系数x1、x2的值可以计算方程组以得出。下面用逐步逼近的迭代方法来求得同时满足两个限制条件的变位系数计算，避免超越方程的许多限制条件，直接求解变位系数是非常困难或是不能求解的现象。
三环减速机内部结构
三环减速机内部结构在工业领域中，减速机是一种非常重要的传动设备，而三环减速机则是其中的一种常见类型。
本文将详细介绍三环减速机的内部结构，帮助读者更好地了解其工作原理和特点。
一、三环减速机的概述三环减速机是一种行星齿轮传动装置，其名称为“三环减速器”，也被称为“三环减速箱”或“三环减速器”。
它主要由三个环形的行星齿轮、三个环形的太阳齿轮以及支撑行星齿轮的轴承组成。
由于其具有高传动效率、高承载能力、低噪音、低振动等优点，因此在矿山、冶金、石油、化工等领域得到了广泛应用。
二、三环减速机的内部结构1.行星齿轮行星齿轮是三环减速机中的重要组成部分，其主要作用是传递功率。
行星齿轮通过支撑轴承安装在箱体上，并且可以围绕太阳齿轮进行旋转。
行星齿轮的数量一般为3个，也有一些特殊类型的三环减速机采用了4个或更多的行星齿轮。
2.太阳齿轮太阳齿轮是另一种重要的齿轮，其主要作用是接收输入功率并将功率传递给行星齿轮。
太阳齿轮的数量也为3个，它们被安装在箱体上并固定不动。
太阳齿轮的设计和制造精度对整个三环减速机的性能有着至关重要的影响。
3.轴承轴承是支撑行星齿轮的关键部件，它能够承受较大的径向和轴向载荷。
在三环减速机中，通常采用滚动轴承来支撑行星齿轮。
这些轴承需要承受较大的载荷，因此需要选用高精度、高刚度的轴承。
4.箱体箱体是三环减速机的外壳，它承载了所有的齿轮和轴承。
箱体的设计需要考虑到强度、刚度和重量等方面的因素。
在制造过程中，箱体需要经过精密的加工和装配，以确保其精度和稳定性。
三环减速机作为一种常见的传动设备，其内部结构十分精密和复杂。
除了上述的行星齿轮、太阳齿轮、轴承和箱体之外，还包括其他一些重要部件。
5.密封件密封件是三环减速机中不可或缺的部件，其主要作用是防止润滑油泄漏和外部杂质进入减速机内部。
密封件需要具备耐高温、耐磨损和耐腐蚀等性能，以确保长期稳定的工作。
6.润滑系统润滑系统是保证三环减速机正常运转的重要部分，它能够为齿轮和轴承提供充足的润滑油，减少摩擦和磨损。
基于ANSYS的三环减速器内齿板模态分析
第29卷 第4期河北理工大学学报(自然科学版)Vol129 No14 2007年11月Journa l of Hebe i Polytechn ic Un iver sity(N atur a l Science Editi on)Nov.2007文章编号:167420262(2007)0420056204基于ANSYS的三环减速器内齿板模态分析齐家璋,孟宪举(河北理工大学机械工程学院,河北唐山063009)关键词:三环减速器;模态分析:内齿板;ANSYS摘 要:三环减速器的剧烈振动问题是制约三环减速器推广使用的主要原因,其中的振动有很大一部分来源于内齿板。
运用A NSY S软件,建立了三环减速器内齿板的参数化模型,介绍了A N SYS的模态分析方法并对内齿板进行了模态分析,获得了内齿板固有频率及振型特征,为进一步研究三环减速器的振动问题提供理论参考。
中图分类号:T H132146 文献标识码:A0 引言三环减速器是我国首创的一种新型齿轮传动装置,与现有各种主要齿轮传动形式相比,具有结构简单、体积小、重量轻、传动比大、传动效率高、承载能力强、制造成本低等优点,在很多领域已得到广泛应用。
但由于三环减速器应用时间不长,目前的设计及系列化工作只能靠简单的类比进行,缺乏可靠的理论依据,在使用过程中普遍存在严重的振动、冲击和噪声,在重载、高速、大传动比情况下问题更为突出,影响了其推广进程。
开展对三环减速器振动的研究,找出振动产生的原因、部位及随转速和载荷变化的规律,为正确设计三环减速器,减小其振动噪声具有重要的理论意义和实际应用价值。
三环减速器中的内齿板是传动系统中结构最复杂而且受力也最复杂、柔性最大的构件,所以要想搞清三环减速器的振动特性,对三环减速器的内齿板进行模态分析是非常有必要的。
模态分析是属于动力学的一部分,也是动力学分析的起点,它为动力学分析中的瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析提供了最基本的分析数据。
三环减速器设计
毕业设计(论文)题目名称：行星学生姓名： 汪 超平(系)： 专业班级：702指导教师：辅导教师：时 间：2010年11至2011年6目录目录毕业设计任务书 (Ⅰ)开题报告 (Ⅱ)指导教师审核意见 (Ⅲ)评阅教师评语 (Ⅳ)答辩会议记录 (Ⅴ)中外文摘要 (Ⅵ)毕业设计正文1. 前言 (1)1.1 三环传动原理与形式 (1)1.2 三环传动的特点 (3)1.3 选题背景 (3)2. 传动系统的设计计算 (5)2.1 传动方案的确定 (5)2.2 电动机的选择 (5)2.3 分配传动比 (6)2.4 传动装置的动力和运动参数 (7)3. 锥齿轮传动的设计计算 (8)3.1 计算齿轮的主要参数 (8)3.2 锥齿轮传动的结构设计 (21)4. 三环传动机构的设计计算 (27)4.1 计算齿轮的主要参数 (27)4.2 三环传动机构受力及转矩计算 (33)4.3 三环减速器的结构设计 (36)5. 润滑方式的选择 (53)5.1 润滑方法 (53)5.2 润滑油的选择 (53)6. 总结 (54)致谢 (55)参考文献 (56)中外文摘要SHZ组合型三环减速器设计学生：高波长江大学机械工程学院指导教师：周传喜长江大学机械工程学院[摘要] 三环减速器是一种少齿差内啮合行星传动装置，具有传动比大、承载能力强、体积小、结构紧凑等诸多优点，在很多领域已得到广泛应用。
本文介绍了三环减速器的工作原理、特点及SHZ型三环减速器的主要零部件的设计过程。
首先根据已知条件及SHZ型三环减速器的结构特点确定了传动方案，选择了合适的电动机；其次是对其传动装置进行了总体设计计算，分配各级传动比，计算出传动装置的运动和动力参数；然后是传动零件的设计计算，分为锥齿轮传动和三环传动两个部分，三环传动设计的关键问题——内外齿轮必须采用变位传动的设计，选择变位系数时，应使其既满足啮合方程，又满足并重合度和齿廓重叠干涉系数的限制条件，并对锥齿轮、内齿环板、输入轴、支承轴、输出轴、偏心套等进行了受力分析和强度校核，该部分比较复杂和繁琐，需要仔细的计算；然后设计了SHZ型三环减速器的整体结构，并选择了合适的润滑方式和润滑油；最后根据计算得到的尺寸和参数绘制了装配图和主要零件图。
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i2 H i2 A
z1 z2 z2
结论：当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的减速 机构。但是大内齿轮平动，惯性力很大。
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机械创新设计
三、相对运动原理的应用：
采取外齿轮做平动，内齿轮输出，可得到下图
的平动齿轮机构。
动画
i2 A
z2 z1 z2
结论：当二轮齿数差较小时，可获得大传动比的 减速机构。还是存在惯性力，不能平衡。
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实用机构爆炸图
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机械创新设计
小结： 该装置具有传动比大、体积小、结构紧凑、传动 效率高等特点。
研制过程中使用了机构的封闭组合原理、并联组
合原理、相对运动原理、演化与变异原理以及机
构创新等创新方法。是机械创新设计的典型案例
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H 21
A
2
齿轮1平动 1 0
i2 H i2 A
H A
得增速机构，应用Байду номын сангаас到限制。
z1 z2 z2
结论：平行四边形机构与外啮合齿轮封闭组合后，可获
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机械创新设计
二、平行四边形机构与内啮合齿轮的封闭组合
传动比计算：
2 H z1 i 1 H z2
BUCT
机械创新设计
平动齿轮传动装置的创新设计案例分析
一、机构封闭组合： 基本机构：差动齿轮；附加机构：平行四边形 机构，行星轮与连杆并接封闭组合。由于外齿轮Z1
随同连杆做平动，称为平动齿轮传动机构。
动画
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机械创新设计
传动比计算：
周转轮系1-2-H
2 H z1 i 1 H z2
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机械创新设计
四、并联组合原理的应用：
采用三套互成120º的平动齿轮机构并联组合，
可得到三环减速器。但结构庞大。
动画
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机械创新设计
五、机构演化与变异原理应用：
缩短机架尺寸，可得到下列机构。
动画
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机械创新设计
结构创新：用偏心轴代替平行四边形机构
动画