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三環原理、結構介紹

      基本型的三環傳動機構主要由一根安裝有外齒齒輪的低速軸,兩根具有三個互呈120º偏心軸頸的高速軸即偏心曲軸和三片帶有內齒結構的環板組成,而各軸相互平行(見圖一、二)。

圖三是三環傳動機構一副環板的傳動簡圖,兩根以簡支梁方式布置的偏心曲軸支承著環板,在同一平面上由環板、偏心曲軸構成四連桿機構,內齒圈設置在環板上,環板相當于四連桿機構的連桿,偏心曲軸作為輸入軸支承并驅動環板(連桿),環板的幾何中心圍繞低速軸軸線做圓平動,環板齒圈實現了行星運動,通過少齒差內嚙合,將扭矩傳遞給輸出齒輪,輸出齒輪類同于行星機構的太陽輪套裝在機構的低速軸即輸出軸上,而輸出軸采用的同樣也是簡支梁結構。整個三環傳動機構傳動鏈極短,結構緊湊,通過少齒差傳動直接輸出扭矩,不必附加輸入、輸出機構,可靠性大為增強。少齒差內嚙合采用短齒傳動,避免了干涉,效率高達0.91~0.98。

三環傳動機構將行星減速器傳動軸的懸臂結構改為平行軸簡支梁傳動軸,通過結構的優化實現平行軸動軸傳動。三環傳動機構其輪輻運動屬于動軸輪系,具少齒差行星傳動特征,而其輸入與輸出軸為平行軸簡支梁結構,又具有平行軸圓柱齒輪的傳動特征。傳動機構既采用了少齒差傳動原理又集圓柱齒輪減速器、行星減速器優點于一身,那么選用軟齒面結構,獲得大速比、大扭矩也成為了可能,這就是三環傳動機構結構的獨特之處。

由于單一四連桿機構在運行過程中存在死點,即當曲柄與內齒環板中心線共線時,其傳動角為零,機構處于運動不定狀態,即機構遭遇“死點”,無法傳遞動力。三環傳動機構采用的是三相并列雙曲柄機構克服“死點”,傳動機構并列安放三塊齒數相同的內齒環板,在與輸出齒輪的嚙合過程中,其相位差始終呈120°,內齒環板相當于四連桿機構的連桿,當其中一相的雙曲柄機構運動至“死點”位置時,另外兩相的雙曲柄機構可以克服“死點”,傳遞動力。三相并列雙曲柄機構不僅可以通過多相并列克服“死點”,還可以通過雙曲柄雙輸入克服“死點”。內齒環板三相并列,相位差120°,輸出軸受到的軸向合力為零,解決了四連桿機構軸向動平衡的問題,同時三相并列和雙輸入又實現了功率分流。少齒差內嚙合并且三相并列,使得三塊環板在與輸出齒輪的內嚙合過程中同時進入嚙合區的接觸齒的總齒對數多達9~18對,且嚙合齒齒面曲率半徑相近,法線方向相同,每對嚙合齒接觸面積大為增加,嚙合接觸應力較平行軸圓柱齒輪減速器外齒輪下降兩個數量級,極大提高了三環減速器的承載能力和過載能力。

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