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徑差子減變速器傳動(dòng)領(lǐng)域創(chuàng)新變革論- B5 U& y% ]9 A3 A2 i
減速器為機(jī)械行業(yè)最基礎(chǔ)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),,行星減速減器發(fā)明后無(wú)大的變革,,諧波與擺線針輪有小的突破但其專(zhuān)利也失效了,,也沒(méi)其它象樣的減速器出現(xiàn),。& @! _6 ]: i9 U0 Z; U
現(xiàn)咱們了解一下當(dāng)下主要的機(jī)械減變速器優(yōu)弊:
* g$ h6 @" s8 j6 e2 ~/ U傳動(dòng)變速,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,傳比小與體積龐大等就不一一論述,;齒輪傳動(dòng)最大的特點(diǎn)為圓周運(yùn)動(dòng),,但傳動(dòng)過(guò)程為點(diǎn)線接觸因而須硬齒面與高硬齒面來(lái)抗應(yīng)力變形,再說(shuō)外接圓傳動(dòng),,傳動(dòng)多為是一兩個(gè)齒嚙合,,這樣就談不上背隙與回差控制了,傳動(dòng)時(shí)為保證精度與抗沖擊力往往須斜齒增加其嚙合量,。
" U# N: C. S* v" l$ R/ C2 v行星減速器的傳動(dòng)原理:行星輪與太陽(yáng)輪和外環(huán)齒輪為雙齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),,行星輪并與行星架為傳動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu),一內(nèi)接圓一外接圓傳動(dòng)即為雙傳一聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),。其結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單,、工藝成熟、標(biāo)準(zhǔn)的齒輪傳動(dòng)傳輸功率大,,但其傳動(dòng)比不大,,一般最大也只有9:1再大就無(wú)太大的實(shí)用價(jià)最值,加之有外接圓傳動(dòng)精度與傳輸功率受限,。
/ h V+ v& |/ k4 L諧波減速器的傳動(dòng)原理:凸輪與柔齒杯為凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),,柔齒杯與外環(huán)齒輪為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),柔齒杯變形輸出聯(lián)動(dòng),,即為雙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或雙傳動(dòng)一聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu),。諧波減速器的傳動(dòng)為內(nèi)接圓傳動(dòng)多齒嚙合,傳動(dòng)精度較高,,凸輪傳動(dòng)只能做到雙齒與三齒,,傳動(dòng)比較大但傳動(dòng)比范圍小,柔性軸承,、凸輪,、柔性齒杯與交差滾子軸承均非主流標(biāo)準(zhǔn)零件(基本定義為垃圾設(shè)計(jì)),,工藝復(fù)雜性能差,導(dǎo)致其精度不高與抗沖擊差,,(日本Harmonic Drive諧波減速器,,能做到高精度,那人家在最難的試題上能考滿分),。' u' _. J4 q4 @; E: A3 Q N2 ~+ r
擺線針輪減速器的傳動(dòng)原理:曲軸與擺線齒輪為凸輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu),,擺線齒輪與外環(huán)齒輪為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),擺線齒輪與針輪(輸出架輪)為凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),,即為三級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),;RV擺線針輪減速器的傳動(dòng)原理:擺線針輪減速器與行星減速器之混合體,行星減速器為輸入解決四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)從面也解決了輸出為凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之弊端,,即為四級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),;擺線針輪減速器與RV擺線針輪減速器傳動(dòng)為內(nèi)接圓傳動(dòng)多齒嚙合,傳動(dòng)精度較高,,其中曲軸聯(lián)動(dòng)為杠桿原理,,也就相當(dāng)于杠桿支點(diǎn)吧,其會(huì)受到載荷杠桿原理放大作用于曲軸產(chǎn)生應(yīng)力,,因而雖為單齒差但傳動(dòng)比也不能設(shè)計(jì)得過(guò)大,,同時(shí)傳輸功率受到極大限制。
6 X/ W; z J- V2 |諧波減速器,、擺線針輪減速器與RV擺線針輪減速器等減速器,,結(jié)構(gòu)原理上沒(méi)有大突破,機(jī)構(gòu)也不成熟與理想,,只是僅僅能實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比,。' v4 y" I/ `; f
徑差子減速器的傳動(dòng)原理:徑差子與差子架聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)并與輸出動(dòng)輪為齒輪傳動(dòng),輸出動(dòng)輪與參照定輪為聯(lián)動(dòng)傳動(dòng),,所以當(dāng)小傳比時(shí)是一聯(lián)動(dòng)一傳動(dòng),,大傳比時(shí)為雙聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),稱(chēng)之雙連動(dòng)機(jī)構(gòu)較為準(zhǔn)確,;徑差子減速器傳動(dòng)為內(nèi)接圓傳動(dòng)多齒嚙合,,其結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單、工藝成熟,、標(biāo)準(zhǔn)的齒輪傳動(dòng)傳輸功率大,,全內(nèi)接圓傳動(dòng)傳輸功率極大,結(jié)構(gòu),、機(jī)構(gòu),、工藝與性能均相當(dāng)理想。: T9 N7 ^) E1 {$ v! W3 }! S6 A1 `% o
攻克相對(duì)速度變速理論) Z" }1 X u, V) u9 v4 ?4 H5 ^
本人二十余年來(lái)一直對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與無(wú)極變速感興趣,從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)十多年,,不時(shí)改良設(shè)計(jì),,以滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝、設(shè)備和技術(shù)要求,。近年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人,,有著對(duì)大傳比減速器改良的想法并總結(jié)當(dāng)下減速器的弊端,;如何獲得大傳動(dòng)比,?當(dāng)下徑差比理論試過(guò)本人愚笨走不下去,相對(duì)速度變速理論被同一驅(qū)動(dòng)器所驅(qū)動(dòng)的兩輪,,速度差越小傳動(dòng)比就越大(也就是1:1至無(wú)窮大傳動(dòng)均能實(shí)現(xiàn)),,如何獲得這個(gè)速度差?這是我想突破的目標(biāo),;于是設(shè)計(jì)出一款鏈偶減速器,,但是由于是鏈傳動(dòng)精度不高;一日無(wú)意打翻了個(gè)玻璃杯,,一個(gè)玻璃杯圓錐形,,那么它的滾動(dòng)軌跡就是扇形,為何為滾動(dòng)軌跡就是扇形,?就是有速度差,,呵呵得來(lái)全不費(fèi)功夫,設(shè)如果玻璃杯兩端都有直軌道,,固定大頭的軌道,,小頭的軌道是怎樣運(yùn)動(dòng)?這可考倒大遍博士后,,對(duì)了是往前運(yùn)動(dòng),;同樣固定小頭的軌道,大頭的軌道是往后運(yùn)動(dòng),,設(shè)將兩軌道想象為圓環(huán)不就是一款新的減變速器,,當(dāng)設(shè)計(jì)完成后,傻眼了,,不會(huì)吧,,就這么簡(jiǎn)單,怎么會(huì)沒(méi)人想到呢,?總之本人一周內(nèi)找不到北,,過(guò)了一個(gè)月再想,只要現(xiàn)在行星減速器,、諧波減速器,、擺線針輪減速器與RV擺線針輪減速器都在且均為主流,而它們的各項(xiàng)性能均不及徑差子減速器,為何我這個(gè)徑差子就不是款創(chuàng)新型減速器,?相對(duì)速度變速理論之詮釋是發(fā)明,!一定是發(fā)明專(zhuān)利,在電子申請(qǐng)專(zhuān)利第三天,,專(zhuān)利局153號(hào)審核師通過(guò)我的咨詢電話找到我工作的公司要求我交時(shí)審費(fèi),,哈哈國(guó)家終于看懂了這個(gè)徑差子減速器啦。
9 e( L% [9 q% X2 n y徑差子減速器$ p* }+ Y0 O4 {( J+ W7 W
RV擺線針輪,、擺線針輪與諧波是取消行星減速器中的行星輪而獲得的,!
# }0 o( F+ s, r4 X# ~, k 由于它們都是過(guò)于粗暴與牽強(qiáng)地取消行星輪,導(dǎo)致其輸出機(jī)構(gòu)不理想,,擺線針輪是針孔配合輸出且曲軸有杠桿原理產(chǎn)生的應(yīng)力,,所以其傳輸功率不高,象汽車(chē)坦克等是不能用的,;諧波是柔杯變形輸出(彈性變形,,如汽車(chē)的彈性變形能產(chǎn)生車(chē)震是件好事,設(shè)備運(yùn)行震動(dòng)可是危險(xiǎn)的哦),,柔杯強(qiáng)度過(guò)低(不抗沖擊),,還有交差滾子軸承(會(huì)有高頻共振),當(dāng)然其工藝也是相當(dāng)復(fù)雜的不然國(guó)內(nèi)外都做不好,,只有小日本的能用(各國(guó)的機(jī)器人基本上都選用哈默納克的諧波,,指高端點(diǎn));RV擺線針輪是行星與擺線針輪的混合體,,行星解決了四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)與平衡運(yùn)動(dòng),,特點(diǎn)近擺線針輪,加結(jié)構(gòu)較為龐大,、復(fù)雜與重量較大等等,;沒(méi)有行星輪可獲大傳動(dòng)比同時(shí)徑差比理論也讓其失去小傳動(dòng)比,傳動(dòng)基于凸輪傳動(dòng)類(lèi)型,。9 S3 p* l! r% B
徑差子減速器是取消行星減速器中的中心輪所獲得的,!相對(duì)運(yùn)動(dòng)變速理論傳動(dòng)比不受限制,無(wú)窮大,、單差與1:1均能實(shí)現(xiàn),,傳動(dòng)基于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)非常理想與成熟。所以認(rèn)同徑差子減速器的都說(shuō)諧波是垃圾,、RV與擺線針輪是腦殘,,行星是發(fā)育不良!諧波與擺線針輪與行星等減速器被取代是遲早的事,;
* H2 ~' r" f( @7 _% ?傳動(dòng)效率
# @ R( N; X, c8 E機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中無(wú)其它突破時(shí)越是簡(jiǎn)單越好,,機(jī)械傳動(dòng)中連動(dòng)效率最高,,有傳動(dòng)比的傳動(dòng)算鏈輪傳動(dòng)效率最高其次是齒輪傳動(dòng)次之同步輪傳動(dòng)......然而鏈輪為多邊形運(yùn)動(dòng)精度所限用,當(dāng)然同步輪傳動(dòng)日趨完善,;7 M% [( F6 J5 W" [3 s
RV擺線輪也就利用鏈輪改進(jìn)而成傳動(dòng)效率得到提升,,然而輸入還是行星齒輪傳動(dòng)且還是外接圓傳動(dòng),多級(jí)還含外接圓傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)效率如何談,。5 G t; J% K& t. ^$ | g
諧波柔性軸承,,柔杯變形齒傳動(dòng)加之交差滾子軸承等變形的功耗會(huì)小么?交差滾子軸承轉(zhuǎn)動(dòng)效率會(huì)高么稍為不留精神就動(dòng)不了,,不信大家拿哈默納克的諧波測(cè)測(cè),,二千傳保持在45至50度,國(guó)內(nèi)的50至60度,,行星無(wú)論如何也沒(méi)這么水,?小日本反而說(shuō)得神乎其神的還給大家洗腦,;行星減速器是中心輪與行星輪是外接圓傳動(dòng),,行星輪與外環(huán)輪是內(nèi)接圓傳動(dòng),行星架與行星輪是連動(dòng),,也就是雙傳一連動(dòng)(含外接圓傳動(dòng)),;相同的工藝與能與RV擺線輪的傳動(dòng)效率抗衡么?
2 f* G4 v1 B* d$ C8 ?: j" T 徑差子減速器,,差子架與徑差子是連動(dòng)(如行星架與行星輪是連動(dòng)),,徑差子與輸出動(dòng)環(huán)輪是內(nèi)接圓齒輪傳動(dòng),當(dāng)無(wú)窮大時(shí),,徑差子與輸出動(dòng)環(huán)輪是連動(dòng)關(guān)系,,也就是說(shuō)徑差子減速器是一連一傳過(guò)度到雙連動(dòng)機(jī)構(gòu),相信行家還有誰(shuí)當(dāng)心徑差子減速器傳動(dòng)效率,?* u' m+ l8 {3 J0 ?1 S' h8 c7 L. u
不難理解,,徑差子減速器為雙連動(dòng)機(jī)構(gòu)是目前最簡(jiǎn)單最高效的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一。徑差子減速器為發(fā)明專(zhuān)利(初定國(guó)家級(jí)再定世界級(jí)),,專(zhuān)業(yè)人士看完資料當(dāng)然大多會(huì)認(rèn)同理解,,非專(zhuān)業(yè)人士認(rèn)為謬論本人也可以理解,必竟中國(guó)人在世界級(jí)的重大發(fā)明與理論鉆研了出成果的少之又少,。
4 T6 [6 k# U/ G; _' f# |$ A: P理論,、動(dòng)畫(huà)仿真、原理結(jié)構(gòu):扣叁七四八四壹八七七 空間圖片與視頻,。2 R( Z/ B" m9 k' T
徑差子變速器2 Q: V( q( ?* d
徑差子減速器可以簡(jiǎn)單看著兩個(gè)沒(méi)有中心輪的行星減速器,,將它們的行星輪同軸緊固一起,其中兩沒(méi)中心輪的行星減速器各自可有自己的嚙合與傳動(dòng)比,,同軸緊固行星輪就是徑差子是獲取兩沒(méi)中心輪的行星減速器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,,這個(gè)與汽車(chē)的差動(dòng)器原理近,,徑差子減速器也可視為制靜式離合器,離合時(shí)齒是永遠(yuǎn)嚙合就不須要用到同步器,、分離器等,,當(dāng)多個(gè)沒(méi)有中心輪的行星減速器以同樣的方式組合就是徑差子變速器,通過(guò)參照輪的設(shè)定即傳動(dòng)比差值設(shè)定,,即輸出軸可獲正轉(zhuǎn),、反轉(zhuǎn)、大傳動(dòng)比與小傳動(dòng)比,,變速級(jí)也可隨意增減,,以上按行星減速器來(lái)說(shuō)明大家可能會(huì)更容易理解。
2 H1 C* G4 \+ ?8 B1 A) s相對(duì)速度變理論. J0 n* ?1 S# p3 j2 q8 u
你可以將行星減速器的外環(huán)輪取消保留中心輪,,不就又一款減變速器,;同樣的你也可以將徑差子改為鏈條同步帶等并讓鏈條同步帶同時(shí)嚙合大小不一的輪,汽車(chē)差動(dòng)器同樣也能改動(dòng)創(chuàng)新,,類(lèi)傘齒也可開(kāi)發(fā)無(wú)極變速等等,,同行的工程師已經(jīng)開(kāi)始著手大力投入研發(fā),相信不久還會(huì)有更加優(yōu)秀的減速器問(wèn)世,。
* K/ M% f7 V" e; O3 r產(chǎn)業(yè)化前景與應(yīng)用展望
- a9 G# p6 [5 v% `5 Y8 b徑差子減(變)速器讓機(jī)器人有中國(guó)人的關(guān)節(jié),,汽車(chē)有中國(guó)人的發(fā)明無(wú)離合變速箱,目前汽車(chē)變速器(箱),,部分由行星減速器所開(kāi)發(fā),,變速器過(guò)程因不斷變化輸入輸出軸,須同步器分離器等導(dǎo)至其體積龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜變速傳動(dòng)效率不高,;行星變速器為徑重疊,,導(dǎo)至重疊連動(dòng)性差,制約其變速級(jí)數(shù)少,,因面得不到廣泛應(yīng)用,;當(dāng)下汽車(chē)變速器(箱)為了獲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單變速級(jí)數(shù)多與提高傳動(dòng)效率均采用最原始的傳動(dòng)變速,但其也是變速傳動(dòng)比小,、體積大,,雖有CVT無(wú)級(jí)變速器,其體積比不大(鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)),,但因?yàn)槠錇閯?dòng)態(tài)離合機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率低,;為獲高效穩(wěn)定的離合器性能,當(dāng)離合器也有趨向于雙離合變速發(fā)展,,其也雙離合變速性能可靠逐步得以推廣應(yīng)用,。徑差子變速器是唯一成功解決了目前汽車(chē)變速器所有這些問(wèn)題。徑差子離合過(guò)程,,參照輪不分離的離合過(guò)程使結(jié)構(gòu)高度抗沖擊,、傳動(dòng)效極高,,變速級(jí)數(shù)不受制約其結(jié)構(gòu)極緊湊體積比極小重量極輕;徑差子減(變)速器用于汽車(chē),、車(chē)床,、冰箱、空調(diào),、洗衣機(jī),、數(shù)控機(jī)械、太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電,、天文與啟重機(jī)等就,,其無(wú)離合換檔、結(jié)構(gòu)極緊湊重量輕取代當(dāng)下所有減(變)速器是必然趨勢(shì),。結(jié)構(gòu)極緊湊重量輕也就等于慣量小,,何為慣量?例如:人們跑一公里如果你是穿著5公斤重?zé)捁Φ男虼┢胀ǖ呐懿叫�,,哪么煉功的鞋的功耗就大多了,,也就是說(shuō)徑差子變速器可輕易取代混合動(dòng)力組合式汽車(chē)的節(jié)能效果,可視即使駕駛坦克也如開(kāi)電動(dòng)車(chē)般輕盈,。徑差子變速器用于超級(jí)航母或超級(jí)工程機(jī)械設(shè)備(巨無(wú)霸)等更能發(fā)揮其超級(jí)載荷,、高度抗沖擊與結(jié)構(gòu)極緊湊重量輕等卓越性能,,視為游刃有余不過(guò),。 s( h' q! \0 ?9 e9 L, O7 C
致中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)基礎(chǔ)技術(shù)研究院,試想如果咱們把直升機(jī)旋翼中的轉(zhuǎn)軸換成徑差子變速器,,也就是徑差子變速器視為翼軸,,哪么旋翼可以做成多翼共軸,且有正專(zhuān)反轉(zhuǎn),,高速低速等,,可利用高低速消繞流與嘈音,呵呵沒(méi)敢沒(méi)膽教國(guó)人如何如何地做直升飛機(jī),,僅僅只是提供一個(gè)我的新的思路而已,,大家看成不,好了不多說(shuō)了,。0 g) H% P" F- z) m% d
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