1 章動現(xiàn)象及基本原理

    在桌面上旋轉(zhuǎn)一枚直立硬幣時（其軸線與桌面的法線成90°），硬幣由旋轉(zhuǎn)到擺動直至最后停止的全過程(guò chéng)就包含章動過程。齒輪減速電機1、R系列同軸式斜齒輪減速機結(jié)合國際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量2、節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，功率可達(dá)132KW; 3、能耗低，性能優(yōu)越，減速機效率高達(dá)95%以上；4、振動小，噪音低，節(jié)能高；5、選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理；6、經(jīng)過精密加工，確保軸平行度和定位軸承要求，形成斜齒輪傳動總成的減速機配置了各種類電機，組合成機電一體化，完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特性。設(shè)R為轉(zhuǎn)動硬幣的半徑，θ為硬幣軸線與桌面法線的夾角。硬幣的軸線垂直于硬幣的表面且過硬幣中心，桌面的法線是垂直于桌面的任意法線。嚴(yán)格地講，硬幣章動過程中，其邊緣上與桌面接觸點的軌跡是一個螺旋線，極限狀態(tài)是以硬幣半徑R為其半徑的圓（此時硬幣處于停止?fàn)顟B(tài)）.由此可知，硬幣在章動過程中，它的軸線與桌面法線之間的夾角θ，即章動角是不斷變化的（90°→0°）.
    由以上可以看出，硬幣的每次章動，都相應(yīng)地伴隨著一個微量的旋轉(zhuǎn)運動。其轉(zhuǎn)動角度（angle)！值的大小僅取決于章動角θ，當(dāng)θ很小時也很小，因此，如果參數(shù)選擇得當(dāng)，章動運動就完全可以被運用于減速機構(gòu)。章動齒輪機構(gòu)也正是利用這個原理工作的。
    2 章動齒輪（Gear）機構(gòu)（organization)結(jié)構(gòu)簡圖的提出
    2.1 基本型章動齒輪（Gear）機構(gòu)（organization)
    章動理論的原理可應(yīng)用于領(lǐng)域進(jìn)行降速。齒輪減速電機1、R系列同軸式斜齒輪減速機結(jié)合國際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量2、節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，功率可達(dá)132KW; 3、能耗低，性能優(yōu)越，減速機效率高達(dá)95%以上；4、振動小，噪音低，節(jié)能高；5、選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理；6、經(jīng)過精密加工，確保軸平行度和定位軸承要求，形成斜齒輪傳動總成的減速機配置了各種類電機，組合成機電一體化，完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特性。如果我們在硬幣邊緣上做出內(nèi)錐齒，桌面用一個固定(fixed)外錐齒輪（Gear）代替，就構(gòu)成了一個最基本的章動齒輪機構(gòu)（organization)。如果使“硬幣”齒輪作章動運動（即擺動），由前面的討論可知，它就會產(chǎn)生一個繞其軸線的微量自轉(zhuǎn)運動?，F(xiàn)在限制“硬幣”齒輪繞其軸線的自轉(zhuǎn)運動，而將“桌面”齒輪制成可轉(zhuǎn)，則由相對運動可知，硬幣齒輪的自轉(zhuǎn)將會傳給“桌面”齒輪，從而輸出運動，實現(xiàn)常規(guī)的機械。這一點從前也可以看出，當(dāng)∮=0時，也就是剛體沒有自轉(zhuǎn)，并且章動角θ為一常量時，利用剛體繞定點運動過程(guò chéng)中章動與進(jìn)動的關(guān)系，我們就可進(jìn)行章動齒輪機構(gòu)的設(shè)計。
    實質(zhì)上，章動齒輪（Gear）系就是大軸角錐齒輪裝置，其中一個錐齒輪進(jìn)行章動而非轉(zhuǎn)動。硬齒面齒輪減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。隨著減速機行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)運用到了減速機。一個齒輪相對另一固定齒輪的章動而引起的旋轉(zhuǎn)是由于齒輪齒數(shù)的不同，而不是舉例(sample)硬幣邊長的不同。章動齒輪機構(gòu)的主要零件由一對內(nèi)、外錐齒輪組成。內(nèi)錐齒輪作章動而外錐齒輪作為輸出元件。
    2.2復(fù)合型章動齒輪機構(gòu)
    一對齒輪（Gear）產(chǎn)生的減速比不夠大，同時考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題(Emerson)，在這里提出用兩對齒輪嚙合來實現(xiàn)更大的比。這種章動齒輪機構(gòu)稱為復(fù)合式章動齒輪機構(gòu)。
    3 章動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 章動齒輪反向與同向安裝型式
    漸開線直齒章動中錐齒輪是軸向相互擠壓嚙合的，要實現(xiàn)正常嚙合，兩對錐齒輪它們的節(jié)錐角之和保證相等，并接近180°（即章動角很?。@樣使得齒輪在嚙合過程中，瞬間有多對輪齒參與嚙合。復(fù)合型章動齒輪機構(gòu)（organization)簡圖可以設(shè)計兩種形式的章動構(gòu)的結(jié)構(gòu)。一種是反向安裝結(jié)構(gòu)。另一種是同向安裝結(jié)構(gòu)。
    3.2 反向與同向安裝型式的結(jié)構(gòu)比較
    章動齒輪反向與同向安裝型式的結(jié)構(gòu)從原理上來說都能實現(xiàn)減速的目的。但從安裝調(diào)整的角度來說同向安裝的結(jié)構(gòu)形式更便于安裝調(diào)整。從兩種結(jié)構(gòu)形式都不難看出，章動的理想裝配(assemble)條件是兩個嚙合的內(nèi)外錐齒輪的錐頂點要重合于一點，而且兩個章動齒輪要共軸，兩個軸向齒輪也必須共軸，同時在嚙合過程中為了保證精度（精確度），還要防止齒輪的軸向偏移。為了滿足上述條件，對整個機構(gòu)的裝配都提出了比較高的要求，其中包括齒輪等關(guān)鍵零部件的加工精度和裝配過程中的調(diào)整。由于反向安裝結(jié)構(gòu)中兩對嚙合齒輪重合的錐頂點不重合，要保證內(nèi)外錐齒輪頂點的重合，這給調(diào)整工作帶來很大的難度（difficulty)。由于第一對齒輪嚙合中外錐齒輪的固定只能通過(tōng guò)改變輸入軸的位置來實現(xiàn)內(nèi)外錐齒輪頂點的重合。第二對齒輪嚙合的內(nèi)外錐齒輪頂點的重合則要通過改變輸入軸的位置來實現(xiàn)。在嚙合過程中一旦輸入軸的位置改變則必然使兩對錐齒輪的嚙合頂點產(chǎn)生錯位，使整個機構(gòu)的工作受到影響。整個機構(gòu)對輸入拐軸的位置十分敏感，而在工作過程中輸入拐軸受軸向力作用十分強烈，因此，保證整個機構(gòu)的正常工作比較困難。
    同向安裝章動齒輪（Gear）減速機(Retarder)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是將兩個章動齒輪同向安裝，將兩對齒輪進(jìn)行鑲套，這樣可以將整個機構(gòu)（organization)的軸向尺寸減小，縮小整個機構(gòu)的整體尺寸。從此結(jié)構(gòu)可以看出章動的理想裝配條件是四個嚙合的內(nèi)外錐齒輪的錐頂點要重合于一點，而且兩個章動齒輪要共軸，兩個軸向齒輪也必須共軸，同時在嚙合過程(guò chéng)中為了保證精度，還要防止齒輪的軸向偏移。同向安裝章動齒輪的結(jié)構(gòu)在安裝時容易保證這四個齒輪的錐頂點重合。在各零件加工精度保證的前提下將整個裝配分為兩部分。章動外錐齒輪可用螺栓(組成:頭部和螺桿組成)連接并裝入圓錐滾子軸承(bearing)。兩個章動外錐齒輪固定(fixed)連接后再將其分裝入斜軸的軸頸。將圓錐滾子軸承、軸承套杯、套筒、圓螺母、前箱體等安裝上，形成前箱體安裝總成。保證兩個章動外錐齒輪錐頂點的重合。
    4 結(jié)語
    根據(jù)章動減速原理設(shè)計章動齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)也是研究（research)章動齒輪機構(gòu)的重要網(wǎng)站內(nèi)容。設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、便于制造的結(jié)構(gòu)形式對于章動齒輪機構(gòu)的研究和應(yīng)用都有重要的意義