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差減速機(jī)已廣泛的應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織、冶金、石油等各部門，充分顯示出了優(yōu)越性。但是這種減速機(jī)在大功率小速比(i=6-17)范圍的使用過程中，常常因?yàn)橥瑫r(shí)接觸齒數(shù)少、面齒作用力大和齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大等原因而導(dǎo)致產(chǎn)生齒面膠合。為了解決齒面膠合問題，國內(nèi)外先后研制開發(fā)了多齒差擺線針齒行星減速機(jī)。多齒差擺線針齒行星傳動(dòng)由于避免了早期破壞和齒面膠合，并提高了整機(jī)的傳動(dòng)扭矩，得到了較好的應(yīng)用。但是，由于多齒差擺線針齒輪的形成原理，既多齒差擺線輪的齒廓是由多條不完整的齒廓曲線交叉構(gòu)成，故齒頂為尖頂。使其齒廓頂部的強(qiáng)度不足為提高傳動(dòng)性能，對(duì)尖頂需要進(jìn)行必要的修正(簡(jiǎn)稱修頂)。同時(shí)，因?yàn)辇X面受力較為復(fù)雜，因此要對(duì)其齒面受力情況進(jìn)行力學(xué)分析，同時(shí)對(duì)齒面強(qiáng)度也要進(jìn)行分析。這里就是對(duì)多齒差擺線針輪進(jìn)行強(qiáng)度分析和初步探討。
擺線針齒行星傳動(dòng)一般為一齒差傳動(dòng)(即針齒與擺線輪的齒數(shù)差為1)，而實(shí)際上，只要在節(jié)圓上相差整數(shù)周節(jié)倍數(shù)就可實(shí)現(xiàn)多齒差傳動(dòng)。多齒差擺線針齒行星傳動(dòng)的齒形原理圖。它實(shí)際是由針齒和擺線輪相嚙合的一組傳動(dòng)與由針齒和擺線輪相嚙合的另一組傳動(dòng)組合而成的。擺線輪是由兩組齒廓構(gòu)成，這兩組齒廓彼此干涉，最后留下不干涉部分而構(gòu)成多齒差(二齒差)擺線輪的齒廓。因此該傳動(dòng)的擺線輪齒數(shù)為12齒、針齒齒數(shù)為14齒。因此可知，一齒差擺線輪的齒廓為整枝曲線，而多齒差擺線輪的齒廓不是完整的曲線。值得注意的是，將一些差傳動(dòng)改用多齒差傳動(dòng)其速比并不改變。多齒差的傳動(dòng)比i可用下式表示：i=輸入軸轉(zhuǎn)速/輸出軸轉(zhuǎn)速=Zz/Zz式中：Z-多齒差傳動(dòng)擺線輪實(shí)際齒數(shù)；多齒差傳動(dòng)針齒實(shí)際齒數(shù)。
從擺線針輪行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)分析得知，該傳動(dòng)可能的破壞形式主要有三種，一是擺線輪和針齒之間的膠合或點(diǎn)蝕破壞，應(yīng)校核齒面的接觸強(qiáng)度。二是出現(xiàn)轉(zhuǎn)臂軸承的壽命不足現(xiàn)象，應(yīng)校核其額定工作壽命。三是出現(xiàn)溫升過高，應(yīng)進(jìn)行熱平衡校該。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式中需要校核的針齒的彎曲強(qiáng)度、針齒的彎曲剛度、柱銷的彎曲強(qiáng)度等指標(biāo)由于結(jié)構(gòu)上的變化也只需要做一般驗(yàn)證。無論做什么方面的驗(yàn)證，擺線輪和針齒之間的接觸力，柱銷和柱鎖孔之間的接觸力計(jì)算都是必不可少的。理論齒形擺線輪和針齒分析如圖所示，設(shè)輸入扭矩為M，減速比為i，z，傳動(dòng)效率為T，由于取消了針齒套和柱銷套增加了磨擦，所以傳動(dòng)效率一般小于80%。設(shè)輸出扭矩M，則輸出扭矩M，(1)設(shè)擺線輪的理論齒數(shù)為Z，針輪的理論齒數(shù)為Z，擺線輪的實(shí)際齒數(shù)為Z，針輪的實(shí)際齒數(shù)為Zz。實(shí)際的擺線輪和針齒嚙合時(shí)，由于制造和安裝要求不可能滿足理論嚙合條件，必須對(duì)擺線輪進(jìn)行合理的修形以便于裝拆和合理潤(rùn)滑。修形后變小的擺線輪和針齒嚙合時(shí)，受力區(qū)域?qū)?huì)大大減少，精確的受力分析計(jì)算可參見文獻(xiàn)。受力區(qū)域參數(shù)可根據(jù)有關(guān)具體公式來驗(yàn)算擺線輪和針齒齒面的接觸強(qiáng)度。
實(shí)踐表明，擺線輪和針齒面的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕和膠和。齒輪嚙合齒面的應(yīng)力、滑動(dòng)速度、潤(rùn)滑和零件制造精度，都是影響齒面產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕和膠和的因素。為了防止產(chǎn)生點(diǎn)蝕和膠和的可能性，應(yīng)進(jìn)行擺線輪和針齒間的強(qiáng)度計(jì)算。齒面接觸應(yīng)力應(yīng)按下試計(jì)算可以看出：一齒差標(biāo)準(zhǔn)嚙合擺線針輪行星傳動(dòng)減速器計(jì)算結(jié)果與相同參數(shù)的二齒差減速器相比較，按理論計(jì)算，齒面的最大接觸應(yīng)力，二齒差是一齒差的95.9%，按實(shí)際計(jì)算，二齒差是一齒差的97%。一齒差標(biāo)準(zhǔn)嚙合擺線針輪行星傳動(dòng)減速器計(jì)算結(jié)果與相同參數(shù)的三齒差減速器相比較，按理論計(jì)算，齒面最大接觸應(yīng)力，三齒差是一齒差的88.9%，按實(shí)際計(jì)算，三齒差是一齒差的89.7%。說明多齒差結(jié)構(gòu)可以有效地增加齒面的承載能力，將相對(duì)速度大的齒不參加傳力，從而也提高了整機(jī)的抗膠合能力，提高了強(qiáng)度。
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