近年來(lái)，由于硬齒面齒輪減速機(jī)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。減速機(jī)的發(fā)展方向是：“六高、三化、二低”，即：高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率；標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、小型化；低噪聲、低成本。如何在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上提升擺線針輪減速機(jī)的承載能力，值得進(jìn)一步探討。

　　通過(guò)對(duì)比中外大量的減速機(jī)產(chǎn)品及設(shè)計(jì)理論，發(fā)現(xiàn)國(guó)外的減速機(jī)更注重在基礎(chǔ)工藝、加工及材質(zhì)方面做更深入的研究與改進(jìn)，如硬齒面技術(shù)等，而產(chǎn)品大部分卻采用最傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加以高水平的模塊化設(shè)計(jì)與嚴(yán)格、成熟的企業(yè)管理，憑借先進(jìn)的齒輪設(shè)計(jì)與制造技術(shù)及穩(wěn)定的材料性能組合成高品質(zhì)的產(chǎn)品牢牢地占領(lǐng)著我國(guó)減速機(jī)的高端市場(chǎng)，如SE，F(xiàn)IENDER等著名公司。國(guó)內(nèi)的大部分減速機(jī)企業(yè)只是仿造，在品質(zhì)上很難超越。但在中低端市場(chǎng)，這些企業(yè)卻憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)，具有很好的市場(chǎng)占有率。此外，國(guó)內(nèi)也有一些產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的減速機(jī)廠家生產(chǎn)的新產(chǎn)品，如星輪減速機(jī)、RV減速機(jī)、三環(huán)減速機(jī)等，雖然在提升減速機(jī)承載能力上各有所長(zhǎng)，但都存在一個(gè)共同的弱點(diǎn)，即過(guò)于注重理論和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新而導(dǎo)致工藝性復(fù)雜、加工困難，缺乏良好的性價(jià)比和最佳選用性，有些產(chǎn)品甚至存在理論上的先天不足，產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)不是非常突出。這也是這些產(chǎn)品形式雖然新穎卻長(zhǎng)期不能被市場(chǎng)廣泛認(rèn)同，得不到較大發(fā)展和推廣的主要原因。目前發(fā)現(xiàn)大部分“發(fā)明”均處在理論研究層面，缺乏可操作性。目前國(guó)內(nèi)有些中小型企業(yè)處于產(chǎn)品品牌、質(zhì)量、價(jià)格的市場(chǎng)中間位置，企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力大大降低。它的前提是在明顯提升產(chǎn)品性能的同時(shí)，盡量不打亂現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝、盡量減少現(xiàn)有零件的變動(dòng)、盡量保持現(xiàn)有主打產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)以節(jié)約成本。這就需要從現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中尋找不足。首先是在現(xiàn)有理論上進(jìn)行了分析、提出傳統(tǒng)擺線針輪減速機(jī)采用的孔銷式W機(jī)構(gòu)，由于其柱銷為懸臂結(jié)構(gòu)，造成左右擺線輪傳遞功率嚴(yán)重不均衡，導(dǎo)致減速機(jī)效率較低，并極大限制了輸出轉(zhuǎn)矩的提高的論點(diǎn)。在中，根據(jù)柱銷的懸臂結(jié)構(gòu)，從左右柱銷受力變形和變形協(xié)調(diào)條件出發(fā)，全部導(dǎo)出并建立了各柱銷受力、左右擺線輪傳遞轉(zhuǎn)矩的計(jì)算方法，并計(jì)算出了傳遞轉(zhuǎn)矩不均衡的準(zhǔn)確值。

　　1均載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析1.1均載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)均載機(jī)構(gòu)（如所示）是在傳統(tǒng)孔銷式W機(jī)構(gòu)的右側(cè)加了一均載環(huán)而構(gòu)成的。均載環(huán)上環(huán)形布置的孔與柱銷右端的軸臺(tái)一一對(duì)應(yīng)，緊密配合，將全部柱銷連接成整體。因此理論上均載環(huán)將與輸出軸做同步剛f作塍介拽謙（-、男，天津人間級(jí)工程師主要i從（事減速機(jī)設(shè)計(jì)和制造Allrightsreserved，h邱://www體平面運(yùn)動(dòng)。

　　為（人輸入軸端看）左右擺線輪對(duì)柱銷傳動(dòng)原理圖。圖中，當(dāng)擺線輪沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，W機(jī)構(gòu)在反時(shí)針?lè)较蜃饔糜跀[線輪上一個(gè)阻力矩此時(shí)，左擺線輪在軸右邊及右擺線輪在軸左邊的柱銷孔與柱銷）有離開的趨勢(shì)，所以在它們之間沒(méi)有作用力存在；左擺線輪在軸左邊及右擺線輪在軸右邊的柱銷孔與柱銷（套）間有作用力和反作用力存在。左擺線輪的柱銷孔作用于粒置柱銷的力Qi必然是接觸點(diǎn)的法線方向，即y向。在僅考慮傳動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，各柱銷變形相當(dāng)于輸出軸相對(duì)于擺線輪產(chǎn)生了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了一個(gè)微小的的角位移（此時(shí)不考慮均載環(huán)作用）其y向變形最大值在=90°時(shí)，即水平位值，為凡AA（凡為柱銷中心分布圓半徑）。并有：上式即處于不同位置各柱銷在y向的變形協(xié)調(diào)條件。可見處于水平位置的柱銷y向變形最大，因此受力也最大。

　　左右擺線輪對(duì)柱銷傳動(dòng)原理圖的y向分量將等于0即不受垂直方向的力，因此不傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩。

　　由此可見，均載環(huán)的作用就是將各柱銷相對(duì)固定，其在y向的剛度將產(chǎn)生反作用力于柱銷端點(diǎn)3（見表1），通過(guò)均載環(huán)，使受力較小的柱銷幫助受力較大（變形也應(yīng)較大賺刪、變形，使端點(diǎn)支承作用，因此受力趨于均衡。這就是均載環(huán)起到均載作用的理論基礎(chǔ)。

　　但是由于結(jié)構(gòu)中每一柱銷已不是懸臂梁結(jié)構(gòu)，使求解的未知數(shù)大大增加，計(jì)算將極為復(fù)雜；另一方面，由于制造和裝配誤差不可忽視的影響，將使理論計(jì)算與實(shí)際產(chǎn)生較大誤差，因此，文中僅做理論分析，探討求解方法。

　　1.2均載環(huán)作用下各柱銷受力分析1.21各柱銷端點(diǎn)的位移由于均載環(huán)相對(duì)于輸出軸并不是剛性結(jié)構(gòu)，因此在輸出軸負(fù)載作用下，由于柱銷傳力變形，各柱銷右端點(diǎn)3也將產(chǎn)生相應(yīng)撓度。處于不同a角的柱銷受力大小不同，因此均載環(huán)（假設(shè)為剛體，由于兩端面受約束，因此僅做剛體平面位移）相對(duì)于擺線輪將產(chǎn)生相對(duì)位移。均載環(huán)中心點(diǎn)理論上將有3個(gè)位移分量：AyAyAa（設(shè)為順時(shí)針）。由于均載環(huán)強(qiáng)制使各柱銷右端變形后仍在均載環(huán)的相應(yīng)配合孔內(nèi)，因此各柱銷端點(diǎn)的4‘必然是該3個(gè)位移分量的函數(shù)。對(duì)第i個(gè)柱銷，端點(diǎn)位移為：由于柱銷在端點(diǎn)3受均載環(huán)的強(qiáng)制變形，必然在該點(diǎn)上對(duì)柱銷產(chǎn)生QlxSQlyi的作用力。

　　1.22各柱銷受力和變形立通用計(jì)算模型，在此取柱銷數(shù)為8由于柱銷剪切變形均小一數(shù)量級(jí)，故本計(jì)算僅考慮彎曲變形。表1為計(jì)算圖，分析步驟如下：23點(diǎn)分別作用一單位力，求出其在1，23點(diǎn)上的變形量。這由材料力學(xué)可直接導(dǎo)出：（功能互等定理）的力學(xué)意義為：在i點(diǎn)作用一單位力是在點(diǎn)引起的變形量。

　　順序求出各梁在圖示載荷作用下，在1，2因?yàn)樵趶椥粤W(xué)范圍內(nèi)，載荷對(duì)任一點(diǎn)引起的變左右擺線輪約束的對(duì)稱性，使處于對(duì)稱位置（如2與8全部柱銷在123點(diǎn)的受力和變形計(jì)算圖形與該載荷成比例；各載荷對(duì)同一點(diǎn)引起的總變形也可疊加。故根據(jù)每一柱銷的圖形，即可方便地寫出在各點(diǎn)的變形方程（見表1）找出與全部未知載荷數(shù)量相等的變形協(xié)調(diào)條件，以便聯(lián)立求解。

　　該算例的8個(gè)柱銷共有29個(gè)未知載荷，因此需要29個(gè)獨(dú)立的變形協(xié)調(diào)條件。因?yàn)楦髦N變形受左右擺線輪和均載環(huán)約束；同時(shí)通過(guò)全部柱銷的受力形成輸出轉(zhuǎn)矩，故其變形協(xié)調(diào)條件并不難求出，其中：左右擺線輪對(duì)柱銷15在向有=故可得到5個(gè)方程。

　　3與74與6）的左柱銷和右柱銷在2點(diǎn)的向變形相等，因此可得到3個(gè)方程。

　　柱銷15各y向變形由式（2）可得到4個(gè)方程。

　　各柱銷右端，即第3點(diǎn)在，y向受均載環(huán)約束，即式（3）和式（4）可得到16個(gè)方程。注意：這些方程中都有均載環(huán)中心點(diǎn)的3個(gè)未知數(shù)，它們可用任選柱銷變形的3個(gè)分量方程代入（例如：“，y8，4）即可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)力的函數(shù)。

　　最后一個(gè)變形協(xié)調(diào)條件可由Q1Qd形成的力矩等于減速機(jī)輸出力矩得到。

　　柱銷編號(hào)計(jì)算圖各柱銷在123點(diǎn)變形方程公式編號(hào)f1 =人11Q1一人21Q6十人通過(guò)以上步驟，將得到29個(gè)方程。全部方程均為柱銷直徑4銷孔分布圓半徑氏，以及減速機(jī)輸入功率QiQs的線性方程可用矩陣表示為：N轉(zhuǎn)速n和速比i的函數(shù)，均為已知，因此可以求解。

　　求解的方法分為兩步：（1）消元，將矩陣消元為上三角矩陣；然后迭代：將Q代回i=28行求出，然后再代入上一行求Q27如此繼續(xù)可將全部載荷求出。這一過(guò)程工e矩陣中各系數(shù)和Ki均為結(jié)和sh作量太大不可能用手工完碟頁(yè)計(jì)算機(jī)程序求解。

　　高速切削時(shí)刀屑摩擦區(qū)的熵產(chǎn)生邵芳，劉戰(zhàn)強(qiáng)，萬(wàn)熠（1.山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山東濟(jì)南25⑴61）壽命己成為切削領(lǐng)域研宄的重要課題之一。文中用熱力學(xué)的方法推導(dǎo)了高速切削時(shí)刀屑摩擦區(qū)的熵產(chǎn)生模型，對(duì)熵產(chǎn)生的特點(diǎn)進(jìn)行了分類探討。結(jié)果表明：切削速度的變化對(duì)熵產(chǎn)生的影響最大，但該函數(shù)模型無(wú)極值，無(wú)法預(yù)測(cè)效率最高時(shí)的最佳切削用量，研宄結(jié)果可對(duì)切削過(guò)程的優(yōu)化和刀具材料的選擇提供。

　　金屬切削的過(guò)程本質(zhì)上就是被切削的金屬層受前刀面擠壓作用而剪切滑移的過(guò)程，同時(shí)工件對(duì)刀具也存在強(qiáng)烈作用，造成刀具變形、摩擦、磨損和破損等1.刀具承受的切削力可以高達(dá)2~3GP3切削溫度可達(dá)700~800C乃至1 000而切削速度又通常在幾十米~幾百米的數(shù)量級(jí)。這樣的高壓、高速和高溫環(huán)境，使切削刀具的工作條件比一般機(jī)械零件的工作條件要嚴(yán)酷得多，因而使切削過(guò)程中的摩擦問(wèn)題具有顯著的特性，刀具磨損更為劇烈。刀具磨損是受多種非線性、強(qiáng)耦合因素作用的過(guò)程，熱力學(xué)提供了對(duì)多因素非線性相互作用的系統(tǒng)分析方法。因此，用熱力學(xué)的理論和方法來(lái)研究摩擦、磨損過(guò)程是合理可行的12.文中用熱力學(xué)的理論和方法建立刀屑摩擦區(qū)的熵產(chǎn)生模型，以期對(duì)切削過(guò)程的優(yōu)化和刀具材料的選擇提供。

　　2均載機(jī)構(gòu)對(duì)提升擺線針輪減速機(jī)承載能力的實(shí)際效果經(jīng)過(guò)大量的加載試驗(yàn)，以及大批用戶對(duì)該產(chǎn)品的實(shí)際使用，證明帶均載環(huán)結(jié)構(gòu)的擺線針輪減速機(jī)可提升承載能力20%以上、降低溫升20%以上。對(duì)提升擺線針輪減速機(jī)的承載能力有明顯的效果，是一個(gè)成功的改進(jìn)。所以在提升擺線針輪減速機(jī)的承載能力的解決方法中力推均載機(jī)構(gòu)，并非認(rèn)為它是最好的方案，而是認(rèn)為它是目前最適合現(xiàn)有擺線針輪減速機(jī)產(chǎn)品的方案。該結(jié)構(gòu)的實(shí)用性是：工藝性、經(jīng)濟(jì)性好，僅對(duì)減速機(jī)的輸入法蘭盤、銷軸、輸出軸等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單改動(dòng)以騰出均載環(huán)的安放空間，未牽扯其標(biāo)準(zhǔn)木型、鑄件的改動(dòng)。成本加極少，減速機(jī)的外形及安裝尺寸絲毫未變，卻能明顯地提升承載能力。達(dá)到了企業(yè)對(duì)老產(chǎn)品升級(jí)改造的初衷與要求。

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