漸開線少齒差伺服減速器與普通圓柱齒輪減速器、蝸輪減速機(jī)相比，具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高、承載能力大、運(yùn)行可靠和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；與擺線針輪行星減速器相比，除具有上述優(yōu)點(diǎn)以外，在加工方面，可利用通用刀具在通用齒輪加工機(jī)床上加工．因而具有成本較低等優(yōu)點(diǎn)。而在承載能力方面是怎樣呢?本文就利用有限元法對(duì)二齒差伺服減速器齒輪承載能力進(jìn)行分析討論。
少齒差行星減速器是內(nèi)嚙合傳動(dòng)。一般認(rèn)為，它的一對(duì)嚙合齒面分別為凸齒面和凹齒面，兩者的曲率中心在齒面同一側(cè)，齒面凹向相同，曲率半徑差很小，接觸變形致使接觸面積較大。因此，使得輪齒接觸應(yīng)力大大減小，接觸強(qiáng)度相應(yīng)提高。同時(shí)，還可以通過減小齒頂高來(lái)降低彎曲應(yīng)力，從而提高彎曲強(qiáng)度。此外，由于齒差數(shù)小，在理論嚙合點(diǎn)左右，具有多對(duì)接近嚙合的小間隙齒面，輪齒受力產(chǎn)生的微小變形使得這些小間隙消失，導(dǎo)致這些對(duì)齒面相互接觸，因而也進(jìn)入嚙合狀態(tài)：如果這種判斷符合實(shí)際情況，那么就會(huì)出現(xiàn)多對(duì)輪齒同時(shí)嚙合，顯然可以大大降低傳動(dòng)沖擊，使得運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)、噪音更小。此外，當(dāng)模數(shù)相同時(shí)，傳動(dòng)能力與普通外嚙合圓柱齒輪減速器相比應(yīng)當(dāng)有明顯提高：在工程實(shí)際中已有應(yīng)用實(shí)例證實(shí)了該判斷。
較小的模數(shù)傳遞較大的功率，這就是漸開線少齒差行星減速器的價(jià)值所在。然而，確定多齒嚙合與一齒嚙合相比究竟能提高多大承載能力便成為關(guān)鍵。如上所述，承載能力的提高，主要是由于多對(duì)輪齒參與嚙合。而各對(duì)齒的受力是怎樣分配的，是一個(gè)超靜定問題，不可能找出解析解。因此，傳統(tǒng)的算法只得還是按照一對(duì)齒嚙合進(jìn)行計(jì)算。盡管充分考慮了齒形等諸多因素，但無(wú)法考慮多對(duì)齒嚙合帶來(lái)的變化，因而這樣的計(jì)算結(jié)果大大地偏于保守，開發(fā)不出多齒嚙合所具有的承載潛力。利用有限元分析軟件COSMOSDesign—STAR進(jìn)行計(jì)算，可以很好地解決這一問題：本文介紹用有限元方法，通過比較當(dāng)最大應(yīng)力相等時(shí)，一對(duì)齒嚙合和多對(duì)齒嚙合的承載大小，來(lái)說明二齒差行星減速器分別按一對(duì)齒嚙合計(jì)算和按多對(duì)齒嚙合計(jì)算的承載能力的差別。
