博一建材讯：1、新型三环减速器结构、工作原理及特点1.1结构及工作原理新型减速器1。其工作原理为，电机轴上的小带轮通过啮合传动，带动同步带运动，同步带再通过啮合传动，带动两大带轮同步旋转，实现一级减速、均载和功率分流。相同的大带轮使三环减速器的曲柄轴同步旋转，传动环板上的内齿圈与输出轴上的外齿轮相啮合，形成了大传动比，实现了二级减速及动力传递。三环减速器轮齿啮合的均载由弹性均载环实现。采用平顶圆弧齿同步带传动作为一级减速的目的是进行功率分流并形成双轴输入以克服死点，同时还可增加减速器的传动比，并使内齿环板的运动速度下降，这样，能够使减速器在重载高速的条件下，环板引起的振动较小。1.2结构特点及用于抽油机应注意的问题我们设计新型三环减速器由于在结构上采用了对称布置的承载能力高（多齿啮合）的内啮合传动，并利用了内齿环板上的内齿圈的空间体积，使完全相同（5和7可看作为一块）的两块内齿环板均匀地分担输出轴外齿轮上的载荷，这使每个轮齿所受的负荷较小。减速器是机械采油用抽油机的重要部件，目前，主要采用双圆弧齿轮减速器，该部件采用的是两级外啮合传动，传动过程中的啮合齿数较小，单齿受力较大，一级传动轮齿易发生破坏。同时，啮合使得减速器的体积和重量大。安装在输出轴轴承外圈和轴承孔座之间的弹性均载环的弹性变形使得输出轴上的外齿轮浮动，可以补偿减速器的制造、安装误差和传动中的变形，实现三环减速器的均载和减振。针对抽油机的工况，我们认为，带有同步带传动的完全平衡均载减振的新型三环减速器完全可用于抽油机，一级同步带传动既能实现三环传动所需的同步输入，又可通过调整大小两同步带轮的尺寸比例（调一级传动比），实现调整抽油机的冲次，满足生产需要。刹车装置布置在输入轴无带轮一侧。输出轴处在减速器的中心，两根曲柄分别对称安装在输出轴的两外伸端上，这使得减速器受力合理。为避免曲柄转动时与输入轴端的同步带轮相碰，应使输出轴的外伸端向外伸出长一些。2、抽油机曲柄轴受力分析（1）对于应用较多的曲柄平衡的抽油机，其曲柄轴转矩（2）作用在抽油机曲柄与连杆联接点上力（3）水平分力（4）连杆力（5）游梁摆动角加速度其表达式详见文献。3、振动分析3.1动力学模型抽油机曲柄轴的弯曲和扭转刚度较高，而设计的弹性支撑的刚度较低，又由于重载工况下，内啮合时，啮合的齿数较多，啮合刚度波动小，可看成定值，且啮合刚度远高于弹性支撑刚度，故曲柄轴可简化成水平布置的轴对称刚性转子在两个完全相同的弹性支撑中回转的形式，且轮齿的啮合点受到啮合力的作用。设弹性支撑的刚度和阻尼分别为k和c，输出轴与曲柄和平衡块构成的转子的主中心轴惯性矩为H，赤道惯性矩为B，质量为Q，R为中心对回转轴线的偏心距，L为中心到支撑点的距离，左右弹性支撑上相应两点的坐标。依据牛顿第二定律和惯性中心运动的理论以及在相对运动中对于惯性中心的力矩理论方程中的惯性矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵均为非对角阵，故该方程是一个相互耦合的二阶常微分方程组。3.2激振力的处理方程右端的激振力是复杂周期函数，依据傅里叶级数展开原理，可将非简谐的周期性激振力展成多个频率成整倍数关系的简谐激振力函数之和。由前面分析知，连杆力分力、惯性力和曲柄轴扭矩均为曲柄转角的函数，由于曲柄轴转速恒定，故激振力为时间的函数，设为pl（t）（l=1，2，3，4），其周期为T，考虑到激振力函数复杂且连杆力中的悬点载荷W难以用数学表达式描述，积分难以实现，采用求和的方法求系数更为有效，以n0作为一个周期的等分区间数（一般取n0=36），时间区间为t=Tn0，则它的傅里叶级数。上式中的各系数可通过自编的简单计算机求和程序求得，均分网格n0越多，计算精度越高，取n0=36时的计算精度已足够高。3.3动态响应的求解方法假如新型三环减速器的均载机构均载效果好，均载系数接近对于对称的新型三环减速器，观察方程。将上述关系代入式根据叠加原理，对上式求解可得系统在x和y方向的总响应分别。若均载效果较差时，则需考虑Κ1，Κ2，Κ3，Κ4的影响，即使均载较好，均载系数的影响也是不可忽略的，这时需要对方程进行以复模态为基础的复模态分析。3.4几点讨论（1）固有频率的变化安装弹性均载环后，系统的质量不变，但是系统的刚度较安装均载环前降低许多，由Ξn=2kQ知，系统无阻尼固有频率也随之降低，即弹性作用降低了冲击力的幅值，使振动减弱。（2）同步带传动的影响新型三环减速（国产减速机重点工程挑大梁）器增加了一级同步带传动，带的弹性作用可有效地吸收部分高速轴运动时产生的振动，同时实现了两曲柄轴的扭矩分布均匀，克服了单轴输入时的高速轴受到的水平方向的双向冲击，这使得新型三环减速器的受力合理，传动效率高，产生的冲击力变小。（3）新型结构对振动的影响采用一级传动后，二级传动的输入轴的转速降低，二级传动中的单片内齿环板所产生的惯性力和惯性力矩较原三环减速器的要小的多（仅为一级带传动比的平方分之一），整机的惯性力和惯性力矩为零，使得惯性力（力矩）引起的振动减弱。4、结论本文依据功率分流、弹性环均载减振、同步齿形带缓冲及吸振和机构动力平衡原理，设计出了一种具有圆弧齿同步带传动的完全平衡、均载减振，偏心相位差为180（的新型三环减速器。依据振动理论建立了具有弹性支撑的输出轴的动力学分析模型，采用周期函数的傅里叶级数展开，将复杂的激振力分解成为多个频率成整倍数关系的简谐激励函数，其系数采用在区间内均分后再求和的方法得到。依据牛顿第二定律和惯性中心运动的理论以及在相对运动中对于惯性中心的力矩理论，导出了相互耦和的运动微分方程，并给出了动态响应表达式，结果表明，输出轴两端支撑同步，保证了轮齿的良好啮合。样机的传动效率达93以上，载荷分配不均匀系数小于1.1，振动加速度值也小于同等传动能力的一般三环减速器。该新型减速器可用作抽油机的传动装置。
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