近年來(lái)，由于硬齒面齒輪減速機的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)競爭日趨激烈。減速機的發(fā)展方向是：“六高、三化、二低”，即：高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率；標準化、多樣化、小型化；低噪聲、低成本。如何在現有產(chǎn)品的基礎上提升擺線(xiàn)針輪減速機的承載能力，值得進(jìn)一步探討。

　　通過(guò)對比中外大量的減速機產(chǎn)品及設計理論，發(fā)現國外的減速機更注重在基礎工藝、加工及材質(zhì)方面做更深入的研究與改進(jìn)，如硬齒面技術(shù)等，而產(chǎn)品大部分卻采用最傳統的結構加以高水平的模塊化設計與嚴格、成熟的企業(yè)管理，憑借先進(jìn)的齒輪設計與制造技術(shù)及穩定的材料性能組合成高品質(zhì)的產(chǎn)品牢牢地占領(lǐng)著(zhù)我國減速機的高端市場(chǎng)，如SE，FIENDER等著(zhù)名公司。國內的大部分減速機企業(yè)只是仿造，在品質(zhì)上很難超越。但在中低端市場(chǎng)，這些企業(yè)卻憑借價(jià)格優(yōu)勢，具有很好的市場(chǎng)占有率。此外，國內也有一些產(chǎn)、學(xué)、研相結合的減速機廠(chǎng)家生產(chǎn)的新產(chǎn)品，如星輪減速機、RV減速機、三環(huán)減速機等，雖然在提升減速機承載能力上各有所長(cháng)，但都存在一個(gè)共同的弱點(diǎn)，即過(guò)于注重理論和結構的創(chuàng )新而導致工藝性復雜、加工困難，缺乏良好的性?xún)r(jià)比和最佳選用性，有些產(chǎn)品甚至存在理論上的先天不足，產(chǎn)品優(yōu)勢不是非常突出。這也是這些產(chǎn)品形式雖然新穎卻長(cháng)期不能被市場(chǎng)廣泛認同，得不到較大發(fā)展和推廣的主要原因。目前發(fā)現大部分“發(fā)明”均處在理論研究層面，缺乏可操作性。目前國內有些中小型企業(yè)處于產(chǎn)品品牌、質(zhì)量、價(jià)格的市場(chǎng)中間位置，企業(yè)產(chǎn)品的競爭力大大降低。它的前提是在明顯提升產(chǎn)品性能的同時(shí)，盡量不打亂現有的生產(chǎn)工藝、盡量減少現有零件的變動(dòng)、盡量保持現有主打產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)以節約成本。這就需要從現有產(chǎn)品的設計中尋找不足。首先是在現有理論上進(jìn)行了分析、提出傳統擺線(xiàn)針輪減速機采用的孔銷(xiāo)式W機構，由于其柱銷(xiāo)為懸臂結構，造成左右擺線(xiàn)輪傳遞功率嚴重不均衡，導致減速機效率較低，并極大限制了輸出轉矩的提高的論點(diǎn)。在中，根據柱銷(xiāo)的懸臂結構，從左右柱銷(xiāo)受力變形和變形協(xié)調條件出發(fā)，全部導出并建立了各柱銷(xiāo)受力、左右擺線(xiàn)輪傳遞轉矩的計算方法，并計算出了傳遞轉矩不均衡的準確值。

　　1均載機構的結構設計和受力分析1.1均載機構的結構均載機構（如所示）是在傳統孔銷(xiāo)式W機構的右側加了一均載環(huán)而構成的。均載環(huán)上環(huán)形布置的孔與柱銷(xiāo)右端的軸臺一一對應，緊密配合，將全部柱銷(xiāo)連接成整體。因此理論上均載環(huán)將與輸出軸做同步剛f作塍介拽謙（-、男，天津人間級工程師主要i從（事減速機設計和制造Allrightsreserved，h邱://www體平面運動(dòng)。

　　為（人輸入軸端看）左右擺線(xiàn)輪對柱銷(xiāo)傳動(dòng)原理圖。圖中，當擺線(xiàn)輪沿順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)時(shí)，W機構在反時(shí)針?lè )较蜃饔糜跀[線(xiàn)輪上一個(gè)阻力矩此時(shí)，左擺線(xiàn)輪在軸右邊及右擺線(xiàn)輪在軸左邊的柱銷(xiāo)孔與柱銷(xiāo)）有離開(kāi)的趨勢，所以在它們之間沒(méi)有作用力存在；左擺線(xiàn)輪在軸左邊及右擺線(xiàn)輪在軸右邊的柱銷(xiāo)孔與柱銷(xiāo)（套）間有作用力和反作用力存在。左擺線(xiàn)輪的柱銷(xiāo)孔作用于粒置柱銷(xiāo)的力Qi必然是接觸點(diǎn)的法線(xiàn)方向，即y向。在僅考慮傳動(dòng)負載轉矩時(shí)，各柱銷(xiāo)變形相當于輸出軸相對于擺線(xiàn)輪產(chǎn)生了逆時(shí)針旋轉了一個(gè)微小的的角位移（此時(shí)不考慮均載環(huán)作用）其y向變形最大值在=90°時(shí)，即水平位值，為凡AA（凡為柱銷(xiāo)中心分布圓半徑）。并有：上式即處于不同位置各柱銷(xiāo)在y向的變形協(xié)調條件?？梢?jiàn)處于水平位置的柱銷(xiāo)y向變形最大，因此受力也最大。

　　左右擺線(xiàn)輪對柱銷(xiāo)傳動(dòng)原理圖的y向分量將等于0即不受垂直方向的力，因此不傳動(dòng)輸出轉矩。

　　由此可見(jiàn)，均載環(huán)的作用就是將各柱銷(xiāo)相對固定，其在y向的剛度將產(chǎn)生反作用力于柱銷(xiāo)端點(diǎn)3（見(jiàn)表1），通過(guò)均載環(huán)，使受力較小的柱銷(xiāo)幫助受力較大（變形也應較大賺刪、變形，使端點(diǎn)支承作用，因此受力趨于均衡。這就是均載環(huán)起到均載作用的理論基礎。

　　但是由于結構中每一柱銷(xiāo)已不是懸臂梁結構，使求解的未知數大大增加，計算將極為復雜；另一方面，由于制造和裝配誤差不可忽視的影響，將使理論計算與實(shí)際產(chǎn)生較大誤差，因此，文中僅做理論分析，探討求解方法。

　　1.2均載環(huán)作用下各柱銷(xiāo)受力分析1.21各柱銷(xiāo)端點(diǎn)的位移由于均載環(huán)相對于輸出軸并不是剛性結構，因此在輸出軸負載作用下，由于柱銷(xiāo)傳力變形，各柱銷(xiāo)右端點(diǎn)3也將產(chǎn)生相應撓度。處于不同a角的柱銷(xiāo)受力大小不同，因此均載環(huán)（假設為剛體，由于兩端面受約束，因此僅做剛體平面位移）相對于擺線(xiàn)輪將產(chǎn)生相對位移。均載環(huán)中心點(diǎn)理論上將有3個(gè)位移分量：AyAyAa（設為順時(shí)針）。由于均載環(huán)強制使各柱銷(xiāo)右端變形后仍在均載環(huán)的相應配合孔內，因此各柱銷(xiāo)端點(diǎn)的4‘必然是該3個(gè)位移分量的函數。對第i個(gè)柱銷(xiāo)，端點(diǎn)位移為：由于柱銷(xiāo)在端點(diǎn)3受均載環(huán)的強制變形，必然在該點(diǎn)上對柱銷(xiāo)產(chǎn)生QlxSQlyi的作用力。

　　1.22各柱銷(xiāo)受力和變形立通用計算模型，在此取柱銷(xiāo)數為8由于柱銷(xiāo)剪切變形均小一數量級，故本計算僅考慮彎曲變形。表1為計算圖，分析步驟如下：23點(diǎn)分別作用一單位力，求出其在1，23點(diǎn)上的變形量。這由材料力學(xué)可直接導出：（功能互等定理）的力學(xué)意義為：在i點(diǎn)作用一單位力是在點(diǎn)引起的變形量。

　　順序求出各梁在圖示載荷作用下，在1，2因為在彈性力學(xué)范圍內，載荷對任一點(diǎn)引起的變左右擺線(xiàn)輪約束的對稱(chēng)性，使處于對稱(chēng)位置（如2與8全部柱銷(xiāo)在123點(diǎn)的受力和變形計算圖形與該載荷成比例；各載荷對同一點(diǎn)引起的總變形也可疊加。故根據每一柱銷(xiāo)的圖形，即可方便地寫(xiě)出在各點(diǎn)的變形方程（見(jiàn)表1）找出與全部未知載荷數量相等的變形協(xié)調條件，以便聯(lián)立求解。

　　該算例的8個(gè)柱銷(xiāo)共有29個(gè)未知載荷，因此需要29個(gè)獨立的變形協(xié)調條件。因為各柱銷(xiāo)變形受左右擺線(xiàn)輪和均載環(huán)約束；同時(shí)通過(guò)全部柱銷(xiāo)的受力形成輸出轉矩，故其變形協(xié)調條件并不難求出，其中：左右擺線(xiàn)輪對柱銷(xiāo)15在向有=故可得到5個(gè)方程。

　　3與74與6）的左柱銷(xiāo)和右柱銷(xiāo)在2點(diǎn)的向變形相等，因此可得到3個(gè)方程。

　　柱銷(xiāo)15各y向變形由式（2）可得到4個(gè)方程。

　　各柱銷(xiāo)右端，即第3點(diǎn)在，y向受均載環(huán)約束，即式（3）和式（4）可得到16個(gè)方程。注意：這些方程中都有均載環(huán)中心點(diǎn)的3個(gè)未知數，它們可用任選柱銷(xiāo)變形的3個(gè)分量方程代入（例如：“，y8，4）即可轉換成相應力的函數。

　　最后一個(gè)變形協(xié)調條件可由Q1Qd形成的力矩等于減速機輸出力矩得到。

　　柱銷(xiāo)編號計算圖各柱銷(xiāo)在123點(diǎn)變形方程公式編號f1 =人11Q1一人21Q6十人通過(guò)以上步驟，將得到29個(gè)方程。全部方程均為柱銷(xiāo)直徑4銷(xiāo)孔分布圓半徑氏，以及減速機輸入功率QiQs的線(xiàn)性方程可用矩陣表示為：N轉速n和速比i的函數，均為已知，因此可以求解。

　　求解的方法分為兩步：（1）消元，將矩陣消元為上三角矩陣；然后迭代：將Q代回i=28行求出，然后再代入上一行求Q27如此繼續可將全部載荷求出。這一過(guò)程工e矩陣中各系數和Ki均為結和sh作量太大不可能用手工完碟頁(yè)計算機程序求解。

　　高速切削時(shí)刀屑摩擦區的熵產(chǎn)生邵芳，劉戰強，萬(wàn)熠（1.山東大學(xué)機械工程學(xué)院，山東濟南25⑴61）壽命己成為切削領(lǐng)域研宄的重要課題之一。文中用熱力學(xué)的方法推導了高速切削時(shí)刀屑摩擦區的熵產(chǎn)生模型，對熵產(chǎn)生的特點(diǎn)進(jìn)行了分類(lèi)探討。結果表明：切削速度的變化對熵產(chǎn)生的影響最大，但該函數模型無(wú)極值，無(wú)法預測效率最高時(shí)的最佳切削用量，研宄結果可對切削過(guò)程的優(yōu)化和刀具材料的選擇提供。

　　金屬切削的過(guò)程本質(zhì)上就是被切削的金屬層受前刀面擠壓作用而剪切滑移的過(guò)程，同時(shí)工件對刀具也存在強烈作用，造成刀具變形、摩擦、磨損和破損等1.刀具承受的切削力可以高達2~3GP3切削溫度可達700~800C乃至1 000而切削速度又通常在幾十米~幾百米的數量級。這樣的高壓、高速和高溫環(huán)境，使切削刀具的工作條件比一般機械零件的工作條件要嚴酷得多，因而使切削過(guò)程中的摩擦問(wèn)題具有顯著(zhù)的特性，刀具磨損更為劇烈。刀具磨損是受多種非線(xiàn)性、強耦合因素作用的過(guò)程，熱力學(xué)提供了對多因素非線(xiàn)性相互作用的系統分析方法。因此，用熱力學(xué)的理論和方法來(lái)研究摩擦、磨損過(guò)程是合理可行的12.文中用熱力學(xué)的理論和方法建立刀屑摩擦區的熵產(chǎn)生模型，以期對切削過(guò)程的優(yōu)化和刀具材料的選擇提供。

　　2均載機構對提升擺線(xiàn)針輪減速機承載能力的實(shí)際效果經(jīng)過(guò)大量的加載試驗，以及大批用戶(hù)對該產(chǎn)品的實(shí)際使用，證明帶均載環(huán)結構的擺線(xiàn)針輪減速機可提升承載能力20%以上、降低溫升20%以上。對提升擺線(xiàn)針輪減速機的承載能力有明顯的效果，是一個(gè)成功的改進(jìn)。所以在提升擺線(xiàn)針輪減速機的承載能力的解決方法中力推均載機構，并非認為它是最好的方案，而是認為它是目前最適合現有擺線(xiàn)針輪減速機產(chǎn)品的方案。該結構的實(shí)用性是：工藝性、經(jīng)濟性好，僅對減速機的輸入法蘭盤(pán)、銷(xiāo)軸、輸出軸等結構進(jìn)行了簡(jiǎn)單改動(dòng)以騰出均載環(huán)的安放空間，未牽扯其標準木型、鑄件的改動(dòng)。成本加極少，減速機的外形及安裝尺寸絲毫未變，卻能明顯地提升承載能力。達到了企業(yè)對老產(chǎn)品升級改造的初衷與要求。

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