4 样机设计制造与台架试验研究
4.1 机新风参数与设计
为了便于与传统的摆线针轮减速器、三环减速器对比分析传动性能、承载能力等特性，本研究选择了平行轴摆线针轮减速器的基本参数见表4.1。

表4.1 平行轴摆线针轮减速器样机的基本参数

短幅系数	偏心距e（mm）	针齿数Zp	摆线轮齿数Zc	中心距a（mm）
0.6606	3	18	17	175

对齿形进行参数优化，其结果见表4.2
表4.2 齿形参数优化结果

由此可计算出平行轴摆线针轮的主要参数，见表4.3
表4.3 平行轴摆线针轮的主要参数

根据表中的参数，设计出平行轴摆线针轮减速器的样机，见图4.1。

图4.1 平行轴摆线针轮减速器的结构图

4.2 主要零件的制造工艺
平行轴摆线针轮减速器的主要优点之一就是工艺性能好，可采用传统的制造工艺，一般的机床加工出摆线轮与环板针轮。减速器中的主要零件是摆线轮、针齿环板、输入轴等，下面给出了它们的加工工艺流程与主要技术要求。

表4.4 摆线轮的加工工艺卡片

零件名称		摆线轮	材料	GCr15
工序号	工种	加工内容及技术要求		备注
1	热处理	锻胚退火HB＜207
2	车	1）车夹位，粗车内孔
		2）精车内外圆，留磨量0.5mm
		3）车端面，留磨量0.4mm
3	插	以内孔定位插齿，留磨量0.3mm
4	铣	铣装配标记位
5	钳	打装配标记“A”，两件互成180°
6	热处理	淬火HRC57～61，金相组织为隐晶马氏体、 细小结晶马氏体、细小均匀渗碳体7级
7	磨	磨两端面
8	磨	磨内孔，打表校正内孔
9	磨	磨齿，齿廓用正等距、负移距修正法，用顶 根距、棒距、顶顶距三座标法进行综合检查		摆线磨齿机
10	探伤	磁粉探伤，探伤后退磁处理
11	钳	外齿倒角

每台减速器上有两个摆线轮，且成180°的相位差布置。为了保证加工和装配的精度，对摆线轮磨削时，采取成对加工的方案。

表4.5 环板的加工工艺卡片

每台减速器上有两块连杆环板，且成180°的相位差布置。为了保证加工和装配的精度，对环板钻孔、镗孔时，将两块环板按轴承孔定位夹紧，可使针销孔良好的一致性和匹配性。

表4.6 输入轴的加工工艺卡片

4.3 样机的试验研究

现已成功地研制出第一台平行轴摆线针轮减速器，见图4.2。

图4.2 （连杆式）平行轴摆线针轮减速器实物

按照JB/T 5077-91通用齿轮装置型式试验的行业标准对其进行了试验研究。减速器试验装置为电力闭式机械传动试验台，示意图见图4.3。

图4.3 电力封闭式机械传动试验台示意图

所研制的样机额定功率P=14kw，额定转矩T=1500N·m。

被试减速器的输入轴和输出轴分别装有一台JC系列转矩转速传感器，并与JW扭矩仪联接，同时在被试件上还装有CY系列压电加速度传感器、嵌装式铂电阻温度传感器和HS5660声级计。输入轴与驱动电动机相连，输出轴与电力加载器相连。进行加载试验时，采用分级加载。载荷分别为该平行轴摆线针轮减速器额定载荷1500 N·m的25%，50%，75%，100%每级载荷分别加载1h，并每隔30min记录一次转速、转矩、效率、噪声和振动等数据，每级载荷测一次温升，试验结果见下表所示。

图4.4 被试减速器噪声测量的声级计位置图

在减速器的噪声测量中（见图4.4），分别对减速器空间九个特定点^*，在A计权网络下测量其声压级的大小，表4.7中的数据为该减速器的平均声压级；在减速器的振动测量中，主要对输入和输出轴进行振动（位移、速度、加速度）测量以及分析，下表中的数为该减速器的最大位移量，即输入轴的。

表4.7 平行轴摆线针轮减速器试验结果

室内温度:20℃

本底噪声:68dB（A计权网络）

图4.5 减速器效率与输出转矩曲线

图4.5为减速器的传动效率与输出转矩的关系曲线。从图4.4可以看出，该减速器的传动效率随着转矩的增大而增大，开始时增加较快，随着转矩的不断增大而趋于平缓。在额定工况时，齿面达到热平衡时温升仅为45°。
试验结果表时：所研制的平行轴摆线针轮减速器传递的转矩达到了额定转矩1500Nm，传动效率可达到92.74%，其各项技术性能指标均超过同样尺寸的以渐开线为齿形的环板式减速器；比同样针齿中心圆直径的高性能通用摆线针轮行星减速器的额定功率（13Kw）有所提高。从测得油温参数来看，与其它的通用减速器相比是比较低的。

通过对该减速器的振动噪声测量与分析，可以看出减速器的输入轴的振动较大，且随着负载的增加而增大，其振动频率基本与输入转速频率吻合。由试验与我们所作的理论分析说明当减速器单向输入时，平行四杆机构运动在一条线上，从动曲柄运动在不确定的位置，从动曲柄需要同步与主动曲柄外加转矩。

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