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差減速機(jī)已廣泛的應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織、冶金、石油等各部門，充分顯示出了優(yōu)越性。但是這種減速機(jī)在大功率小速比(i=6-17)范圍的使用過程中，常常因?yàn)橥瑫r(shí)接觸齒數(shù)少、面齒作用力大和齒面相對滑動速度大等原因而導(dǎo)致產(chǎn)生齒面膠合。為了解決齒面膠合問題，國內(nèi)外先后研制開發(fā)了多齒差擺線針齒行星減速機(jī)。多齒差擺線針齒行星傳動由于避免了早期破壞和齒面膠合，并提高了整機(jī)的傳動扭矩，得到了較好的應(yīng)用。但是，由于多齒差擺線針齒輪的形成原理，既多齒差擺線輪的齒廓是由多條不完整的齒廓曲線交叉構(gòu)成，故齒頂為尖頂。使其齒廓頂部的強(qiáng)度不足為提高傳動性能，對尖頂需要進(jìn)行必要的修正(簡稱修頂)。同時(shí)，因?yàn)辇X面受力較為復(fù)雜，因此要對其齒面受力情況進(jìn)行力學(xué)分析，同時(shí)對齒面強(qiáng)度也要進(jìn)行分析。這里就是對多齒差擺線針輪進(jìn)行強(qiáng)度分析和初步探討。
擺線針齒行星傳動一般為一齒差傳動(即針齒與擺線輪的齒數(shù)差為1)，而實(shí)際上，只要在節(jié)圓上相差整數(shù)周節(jié)倍數(shù)就可實(shí)現(xiàn)多齒差傳動。多齒差擺線針齒行星傳動的齒形原理圖。它實(shí)際是由針齒和擺線輪相嚙合的一組傳動與由針齒和擺線輪相嚙合的另一組傳動組合而成的。擺線輪是由兩組齒廓構(gòu)成，這兩組齒廓彼此干涉，最后留下不干涉部分而構(gòu)成多齒差(二齒差)擺線輪的齒廓。因此該傳動的擺線輪齒數(shù)為12齒、針齒齒數(shù)為14齒。因此可知，一齒差擺線輪的齒廓為整枝曲線，而多齒差擺線輪的齒廓不是完整的曲線。值得注意的是，將一些差傳動改用多齒差傳動其速比并不改變。多齒差的傳動比i可用下式表示：i=輸入軸轉(zhuǎn)速/輸出軸轉(zhuǎn)速=Zz/Zz式中：Z-多齒差傳動擺線輪實(shí)際齒數(shù)；多齒差傳動針齒實(shí)際齒數(shù)。
從擺線針輪行星傳動的結(jié)構(gòu)分析得知，該傳動可能的破壞形式主要有三種，一是擺線輪和針齒之間的膠合或點(diǎn)蝕破壞，應(yīng)校核齒面的接觸強(qiáng)度。二是出現(xiàn)轉(zhuǎn)臂軸承的壽命不足現(xiàn)象，應(yīng)校核其額定工作壽命。三是出現(xiàn)溫升過高，應(yīng)進(jìn)行熱平衡校該。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式中需要校核的針齒的彎曲強(qiáng)度、針齒的彎曲剛度、柱銷的彎曲強(qiáng)度等指標(biāo)由于結(jié)構(gòu)上的變化也只需要做一般驗(yàn)證。無論做什么方面的驗(yàn)證，擺線輪和針齒之間的接觸力，柱銷和柱鎖孔之間的接觸力計(jì)算都是必不可少的。理論齒形擺線輪和針齒分析如圖所示，設(shè)輸入扭矩為M，減速比為i，z，傳動效率為T，由于取消了針齒套和柱銷套增加了磨擦，所以傳動效率一般小于80%。設(shè)輸出扭矩M，則輸出扭矩M，(1)設(shè)擺線輪的理論齒數(shù)為Z，針輪的理論齒數(shù)為Z，擺線輪的實(shí)際齒數(shù)為Z，針輪的實(shí)際齒數(shù)為Zz。實(shí)際的擺線輪和針齒嚙合時(shí)，由于制造和安裝要求不可能滿足理論嚙合條件，必須對擺線輪進(jìn)行合理的修形以便于裝拆和合理潤滑。修形后變小的擺線輪和針齒嚙合時(shí)，受力區(qū)域?qū)蟠鬁p少，精確的受力分析計(jì)算可參見文獻(xiàn)。受力區(qū)域參數(shù)可根據(jù)有關(guān)具體公式來驗(yàn)算擺線輪和針齒齒面的接觸強(qiáng)度。
實(shí)踐表明，擺線輪和針齒面的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕和膠和。齒輪嚙合齒面的應(yīng)力、滑動速度、潤滑和零件制造精度，都是影響齒面產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕和膠和的因素。為了防止產(chǎn)生點(diǎn)蝕和膠和的可能性，應(yīng)進(jìn)行擺線輪和針齒間的強(qiáng)度計(jì)算。齒面接觸應(yīng)力應(yīng)按下試計(jì)算可以看出：一齒差標(biāo)準(zhǔn)嚙合擺線針輪行星傳動減速器計(jì)算結(jié)果與相同參數(shù)的二齒差減速器相比較，按理論計(jì)算，齒面的最大接觸應(yīng)力，二齒差是一齒差的95.9%，按實(shí)際計(jì)算，二齒差是一齒差的97%。一齒差標(biāo)準(zhǔn)嚙合擺線針輪行星傳動減速器計(jì)算結(jié)果與相同參數(shù)的三齒差減速器相比較，按理論計(jì)算，齒面最大接觸應(yīng)力，三齒差是一齒差的88.9%，按實(shí)際計(jì)算，三齒差是一齒差的89.7%。說明多齒差結(jié)構(gòu)可以有效地增加齒面的承載能力，將相對速度大的齒不參加傳力，從而也提高了整機(jī)的抗膠合能力，提高了強(qiáng)度。
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