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徑差子減變速器傳動(dòng)領(lǐng)域創(chuàng)新變革論
( ~; f& Y5 z( W U4 K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)明后無大的變革，諧波與擺線針輪有小的突破但其專利也失效了，也沒其它象樣的減速器出現(xiàn)。
3 ]. [$ {- A8 l" A( ^現(xiàn)咱們了解一下當(dāng)下主要的機(jī)械減變速器優(yōu)弊：/ D8 d8 |5 c- |
傳動(dòng)變速，結(jié)構(gòu)簡單可靠，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)過程為點(diǎn)線接觸因而須硬齒面與高硬齒面來抗應(yīng)力變形，再說外接圓傳動(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。
( [/ I* x! d+ J% |+ i行星減速器的傳動(dòng)原理：行星輪與太陽輪和外環(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。
8 K. p6 L4 Q' V" 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）。
% C, y) C& F) a! D0 X g. B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)得過大，同時(shí)傳輸功率受到極大限制。$ f/ I0 {9 b# H# `& Z. F1 o
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。
# A, U5 U4 c; A6 B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。6 w. f; E7 o0 t- Q
攻克相對(duì)速度變速理論
7 s1 C" H- J! ^5 i5 Z# }本人二十余年來一直對(duì)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與無極變速感興趣，從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)十多年，不時(shí)改良設(shè)計(jì)，以滿足國內(nèi)生產(chǎn)工藝、設(shè)備和技術(shù)要求。近年設(shè)計(jì)開發(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，就這么簡單，怎么會(huì)沒人想到呢？總之本人一周內(nèi)找不到北，過了一個(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)明專利，在電子申請(qǐng)專利第三天，專利局153號(hào)審核師通過我的咨詢電話找到我工作的公司要求我交時(shí)審費(fèi)，哈哈國家終于看懂了這個(gè)徑差子減速器啦。6 ^' P- ]/ b* j
徑差子減速器7 c/ K, R- h) c
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 t. G4 |! o+ T' A9 B* T5 E Y 由于它們都是過于粗暴與牽強(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，象汽車坦克等是不能用的；諧波是柔杯變形輸出（彈性變形，如汽車的彈性變形能產(chǎn)生車震是件好事，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)雜的不然國內(nèi)外都做不好，只有小日本的能用（各國的機(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)類型。( a5 g3 @; s3 v- [* V/ M, j
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；( q6 R" _' n2 A/ m2 P7 n0 g
傳動(dòng)效率2 g3 T3 F p6 C0 m) j" Z4 b
機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中無其它突破時(shí)越是簡單越好，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；5 q$ v* S1 }) J* Z" v$ C$ U
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。0 W' V# P/ |' A4 S& n b
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測，二千傳保持在45至50度，國內(nèi)的50至60度，行星無論如何也沒這么水？小日本反而說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？' o6 d7 y6 e' t8 J! V" K
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，也就是說徑差子減速器是一連一傳過度到雙連動(dòng)機(jī)構(gòu)，相信行家還有誰當(dāng)心徑差子減速器傳動(dòng)效率？
% P" j# F; U6 s- P9 v不難理解，徑差子減速器為雙連動(dòng)機(jī)構(gòu)是目前最簡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)明專利（初定國家級(jí)再定世界級(jí)），專業(yè)人士看完資料當(dāng)然大多會(huì)認(rèn)同理解，非專業(yè)人士認(rèn)為謬論本人也可以理解，必竟中國人在世界級(jí)的重大發(fā)明與理論鉆研了出成果的少之又少。
; P" i' d3 }' x# W4 l. w% M( @) f理論、動(dòng)畫仿真、原理結(jié)構(gòu)：扣叁七四八四壹八七七 空間圖片與視頻。+ L" k" h5 n: p% w$ ^( }9 b
徑差子變速器, I( b2 X" R, t' m
徑差子減速器可以簡單看著兩個(gè)沒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說明大家可能會(huì)更容易理解。
" u, F! J/ N: S! J+ m相對(duì)速度變理論& ]' s" {4 g( l! y5 k# g, I: }5 a# y
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，汽車差動(dòng)器同樣也能改動(dòng)創(chuàng)新，類傘齒也可開發(fā)無極變速等等，同行的工程師已經(jīng)開始著手大力投入研發(fā)，相信不久還會(huì)有更加優(yōu)秀的減速器問世。! F4 L: \4 m* b1 l* C' O) y1 x
產(chǎn)業(yè)化前景與應(yīng)用展望
! f6 V/ E% Z) T6 B徑差子減(變)速器讓機(jī)器人有中國人的關(guān)節(jié)，汽車有中國人的發(fā)明無離合變速箱，目前汽車變速器（箱），部分由行星減速器所開發(fā)，變速器過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)下汽車變速器（箱）為了獲結(jié)構(gòu)簡單變速級(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變速器所有這些問題。徑差子離合過程，參照輪不分離的離合過程使結(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、車床、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、數(shù)控機(jī)械、太陽能風(fēng)力發(fā)電、天文與啟重機(jī)等就，其無離合換檔、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呐懿叫拿礋捁Φ男墓木痛蠖嗔耍簿褪钦f徑差子變速器可輕易取代混合動(dòng)力組合式汽車的節(jié)能效果，可視即使駕駛坦克也如開電動(dòng)車般輕盈。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。
" L o' i) N" ?' @0 \# N* M& |致中國航空工業(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，且有正專反轉(zhuǎn)，高速低速等，可利用高低速消繞流與嘈音，呵呵沒敢沒膽教國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，好了不多說了。
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發(fā)表于 2014-9-30 21:25:37
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