油膜浮動(dòng)均載的完全平衡兩級(jí)三環(huán)減速器的研究
博士研究生：辛紹杰
導(dǎo)師：李華敏教授
副導(dǎo)師：李向久教授
申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士
學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械設(shè)及理論
所在單位：大慶職工大學(xué)
答辯日期：2002年6月
授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
摘要
三環(huán)減速器是在漸開線少齒差行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型傳動(dòng)裝置。由于其具有獨(dú)特的原理和優(yōu)越的性能，因此，有關(guān)三環(huán)減速器的問題研究得到了普遍重視。本文對(duì)三環(huán)減速器的研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析和綜述，為解決三環(huán)減速器振動(dòng)大、內(nèi)齒環(huán)板的載荷不均勻系數(shù)大、溫升高和軸承使用壽命短等生產(chǎn)中迫切需要解決的問題，依據(jù)功率分流、平面機(jī)構(gòu)平衡、油膜浮動(dòng)均載減振和同步帶緩沖及吸振原理，提出了一種具有圓弧齒同步帶傳動(dòng)的完全平衡、均載減振，偏心相位差為180°的新型兩級(jí)三環(huán)減速器，并對(duì)其完全平衡、均載減振等問題進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。
本文對(duì)三環(huán)減速器受力性能進(jìn)行了研究，在三環(huán)減速器傳動(dòng)變形分析的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了考慮高速軸的彎曲變形和內(nèi)齒環(huán)板的拉壓變形的三環(huán)減速器變形協(xié)調(diào)方程，并給出了變形協(xié)調(diào)方程中各系數(shù)的計(jì)算公式；建立了雙軸輸入式完全平衡三環(huán)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)過約束超靜定機(jī)構(gòu)一多相并列平行雙曲柄機(jī)構(gòu)的受力分析模型，并給出了實(shí)例的計(jì)算結(jié)果。對(duì)比分析可得出：在傳動(dòng)技術(shù)參數(shù)相同的條件下，雙軸輸入式完全平衡三環(huán)減速器的受力性能最佳；環(huán)板偏心之間的相位差為180°的三環(huán)減速器的受力性能優(yōu)于相位差為120°的三環(huán)減速器。
在兩級(jí)三環(huán)減速器的油膜浮動(dòng)均載減振機(jī)構(gòu)的研究中分析了影響三環(huán)減速器性能的幾種制造安裝誤差，結(jié)合三環(huán)減速器的實(shí)際工況，提出了一種適合三環(huán)減速器的油膜浮動(dòng)均載機(jī)構(gòu)：分析了三環(huán)減速器油膜浮動(dòng)均載機(jī)理，導(dǎo)出了浮動(dòng)量的關(guān)系式；提出了不同于一般滑動(dòng)軸承的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)載荷工況的油膜浮動(dòng)兩級(jí)三環(huán)減速器的流體動(dòng)力潤(rùn)滑方程，建立了該工況下的三環(huán)減速器油膜浮動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)模型，為動(dòng)力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)；用多重網(wǎng)格方法計(jì)算了油膜浮動(dòng)時(shí)的承載能力，結(jié)果表明：油膜浮動(dòng)時(shí)的承載能力能夠滿足工作要求。
從平面機(jī)構(gòu)平衡理論出發(fā)，本文提出了慣性力完全平衡三環(huán)減速器設(shè)計(jì)的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)方案；對(duì)油膜浮動(dòng)兩級(jí)三環(huán)減速器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了同步帶和三環(huán)傳動(dòng)以及油膜浮動(dòng)均載機(jī)構(gòu)；分析了影響三環(huán)減速器性能的因素。
對(duì)三環(huán)減速器的振動(dòng)性能進(jìn)行了研究，分析了油膜浮動(dòng)兩級(jí)三環(huán)減速器的減振機(jī)理；依據(jù)振動(dòng)理論，建立了油膜浮動(dòng)兩級(jí)三環(huán)減速器的耦合振動(dòng)方程，并進(jìn)行了求解。
提出了一種用于抽油機(jī)的兩級(jí)三環(huán)減速器，建立了該減速器的振動(dòng)模型，采用疊加原理將復(fù)雜的周期激勵(lì)展成Fourier 級(jí)數(shù)，得到若干簡(jiǎn)諧激勵(lì)，求得了動(dòng)態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明：用于抽油機(jī)的兩級(jí)三環(huán)減速器振動(dòng)性能較好。
對(duì)油膜浮動(dòng)均載的兩級(jí)三環(huán)減速器DQSH145 樣機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)性能、勻系數(shù)和振動(dòng)的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：樣機(jī)具有較高的傳動(dòng)效率；載荷不均油膜浮衡效果明顯，且使箱體振動(dòng)明顯降低。
關(guān)鍵詞 三環(huán)減速器；油膜浮動(dòng)均載機(jī)構(gòu)；完全平衡；振動(dòng)分析
