三環減速機為重慶鋼鐵設計研究院開發的一種新型傳動裝置 ,它突破了傳統減速器構思原理 ,結合了傳統的動軸傳動減速器與定軸傳動減速器的優點 ,是一種新型高效的傳動裝置。該項目 1995年被聯合國世界知識產權組織與中國專利局聯合授予“中國專利金獎” ,國家科委將其列為“國家科技成果重點推廣計劃”項目。目前該設備已在冶金、水利、建筑等重型傳動機構上逐步采用 ,處于廣泛推廣的應用時期

三環減速器是中國科技人員發明的一種少齒差內嚙合行星齒輪傳動裝置,其傳動原理新穎,具有傳動比大、承載能力強、結構緊湊、成本低廉和適應性廣等諸多優點,在很多領域已得到廣泛應用。 三環傳動在足夠大的載荷作用下,實際嚙合齒數會大于理論嚙合齒數,使得三環減速器中齒輪副的承載能力大大提高。我們將齒輪嚙合過程中因多齒嚙合而導致齒輪副承載能力提高的現象稱為多齒嚙合效應。但是目前的各減速器制造廠家在這一設計階段尚未考慮這一效應,其產品設計表中公布的減速器承載能力遠低于實際承載能力,造成浪費。因此,考慮三環傳動中的多齒嚙合效應對于揭示三環減速器大承載能力的本質、提高三環減速器的承載能力、縮小設計尺寸、降低制造成本具有重要的意義。 另外,三環減速器屬于過約束機構,其受力情況比較復雜,各個構件尤其是連接部件內齒板的變形對系統的力學性能會產生較大的影響。到目前為止,對三環減速器受力特性的研究尚不深入,對三環蝸輪蝸桿減速機力學特性的認識也不夠深刻,許多學者在對三環減速器進行理論研究時都做了一些假設,甚至是不合理的假設,這就導致了研究結果與實際情況相差較大,得出的結論也不盡相同。 針對三環減速器以上兩點的不足之處,本文將對以下兩方面進行分析: 首先,本文以三環減速器齒輪副有限元模型為研究對象,利用有限單元法對三環減速器多齒嚙合效應進行分析,得到三環減速器傳動時的實際接觸齒數、嚙合齒載荷分配以及Von Mises應力變化規律。 其次,本文計及三環減速器整機所有構件的彈性,建立三環減速器整體的有限元模型,并利用該模型進行三環減速器整機靜力學分析。計算了三環減速器一個傳動周期內各構件的應力、變形,并與試驗結果進行了對比,驗證了有限元模型的正確性。

以單級圓柱直齒輪減速器為研究對象,運用優化設計軟件MATLAB優化設計了減速器,運用有限元分析軟件ANSYS對設計的主動齒輪進行了動力學模態分析,設計了滿足工作要求且體積相對較小的齒輪減速器,為齒輪傳動系統的最優化設計奠定了基礎.

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