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三环减速机的工作原理是什么?

发布时间:2025-08-28
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三环减速机(又称‌三环齿轮减速机‌或‌三环式少齿差减速机‌)是一种基于‌少齿差行星传动‌原理的高效减速装置,其核心特点是利用‌内啮合齿轮副‌和‌偏心轴驱动‌实现大速比、高扭矩输出。以下是其详细工作原理及结构特点:
‌一、核心结构组成‌
‌输入轴(偏心轴)‌
带有‌双偏心段‌(相位差180°),通过轴承安装两个‌高速齿轮环‌(通常为内齿轮)。
‌三片齿轮环(内齿轮)‌
三个相同的环形齿轮,通过轴承套在偏心轴上,齿数与‌输出齿轮(外齿轮)‌相差1~4齿(少齿差设计)。
‌输出机构(W机构)‌
由‌输出轴‌和‌销轴式浮动盘‌组成,将齿轮环的摆动转化为匀速旋转输出。
‌机壳与固定内齿圈‌
固定不动的外齿圈(或机壳内齿),与齿轮环形成内啮合副。
‌二、工作原理详解‌
‌1. 偏心轴驱动齿轮环摆动‌
电机驱动‌输入轴‌旋转,偏心轴带动三个齿轮环作‌平面摆动运动‌(非纯旋转)。
由于偏心距的存在,齿轮环的中心轨迹为圆形,但其齿与固定内齿圈(或输出齿轮)的啮合点不断变化。
‌2. 少齿差内啮合传动‌
齿轮环与固定内齿圈的齿数差为‌1~4齿‌(例如:齿轮环40齿,内齿圈41齿)。
每转一圈,齿轮环相对于内齿圈‌反向移动1个齿距‌,形成‌减速比‌:
\text{减速比} = \frac{\text{内齿圈齿数}}{\text{齿数差}} \quad (例:41/(41-40)=41)
减速比= 
齿数差
内齿圈齿数
 (例:41/(41−40)=41)
‌3. 运动转换(W机构)‌
齿轮环的摆动通过‌销轴与浮动盘‌传递至输出轴,转化为‌单向匀速旋转‌。
‌W机构的作用‌:消除偏心运动的高频振动,保证输出平稳。
‌三、动态过程演示‌
‌输入轴旋转‌ → 偏心段推动齿轮环摆动。
‌齿轮环齿与固定齿圈啮合‌ → 每摆动一周,齿轮环反向微转(齿差效应)。
‌浮动盘销轴捕获齿轮环运动‌ → 输出轴获得低速高扭矩旋转。
‌四、核心特点‌
‌高减速比‌
单级传动比可达‌10~100‌,无需多级串联。
‌紧凑结构‌
三环并列布局,体积比传统行星减速机小30%以上。
‌高承载能力‌
多齿同时啮合(3个齿轮环分担载荷),抗冲击性强。
‌低噪音‌
内啮合传动,振动小于外齿轮减速机。
‌五、典型应用场景‌
‌重工业‌:冶金轧机、矿山破碎机。
‌工程机械‌:盾构机、港口起重机。
‌能源设备‌:风力发电偏航驱动。
‌六、与普通行星减速机的区别‌
‌特性‌ ‌三环减速机‌ ‌行星减速机‌
‌传动原理‌ 少齿差内啮合 + 偏心摆动 行星轮均布 + 太阳轮驱动
‌减速比‌ 单级可达100 单级通常3~10
‌承载能力‌ 更高(多环分担载荷) 依赖行星轮数量
‌体积‌ 更紧凑 需多级串联实现大速比
‌七、常见问题‌
‌磨损问题‌:偏心轴承需定期润滑,否则易失效。
‌精度要求‌:齿轮加工精度需达ISO 5级,否则易产生振动。
三环减速机通过‌少齿差+多环协同‌的创新设计,实现了大速比与高刚性的平衡,适用于重载、低速、高精度传动场景。
SHCZP型三环减速机

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