现代机械设计手册·第3卷（第二版）

摆线针轮传动属于K-H-V型行星齿轮传动。变幅摆线的等距曲线（其中短幅外摆线的等距曲线较普遍）和圆柱面构成共轭啮合副。组成这种传动的主要零部件的形状见图14-7-1。

摆线针轮行星传动的机构简图如图14-7-2所示。电动机带动转臂1旋转，使两个摆线轮2产生偏心运动；当针轮3固定（与机架连成一体）时，摆线轮2一边随转臂产生公转，一边绕着自身轴线产生自转。最后，摆线轮的角速度通过输出机构4等速传递到输出轴上，从而实现减速。

图14-7-1　摆线针轮行星传动的主要零部件

1—输入轴；2—双偏心套；3—转臂轴承；4—摆线轮；5—柱销；6—柱销套；7—针齿销；8—针齿套；9—输出轴

图14-7-2　摆线针轮行星传动机构简图

1—输入轴；2—摆线轮；3—针轮；4—输出机构

摆线针轮行星传动的特点如下。

①结构紧凑、体积小、重量轻。采用少齿差行星传动机构，结构紧凑，与同功率的普通齿轮传动相比，体积可减小1/2～2/3，重量约减轻1/3～1/2。

②传动比范围大。单级传动比可达6～119；两级传动比可达121～7569；三级传动比最高可达658503。

③传动效率高。由于针齿套和摆线轮齿之间，摆线轮和偏心套之间，以及柱销套和摆线轮之间都是滚动摩擦，而且各零件加工和安装精度较高，所以其传动效率较高。一般单级传动效率可达0.90～0.95。

④运转平稳，噪声低。在运转中同时啮合的齿数多，重合度大，啮入啮出平稳；承载能力大，振动和噪声低。

⑤传动精度高。由于多齿同时啮合，误差平均效应显著，且没有柔性构件，扭转刚度大。

⑥工作可靠，使用寿命长。

由于上述优点，该减速器在许多情况下可以取代两级、三级普通圆柱齿轮减速器及蜗轮蜗杆减速器，在石油、化工、建筑、冶金、矿山、起重运输、纺织、工程机械、食品工业以及国防工业等部门得到广泛的应用。近年来在机器人、航空航天等精密传动以及电动汽车、混合动力汽车等领域也得到了广泛的关注。

转臂轴承是摆线针轮行星传动的薄弱环节，因转臂轴承受力大，相对转速高，所以为保证转臂轴承的寿命，往往需采用加强型的滚子轴承。

目前，摆线针轮行星传动多用于高速轴转速nH≤1500～1800r/min，传递功率P≤132kW的场合。在国外传递功率可达P=200kW。

摆线针轮行星减速器的典型结构如表14-7-1所示。

表14-7-1　摆线针轮行星减速器的典型结构

当电动机驱动转臂H转动时，输出件摆线行星轮g以绝对角速度ωg转动，从而实现减速。但是摆线轮g的轴线是在半径等于偏心距e的圆周上运动，为了把摆线轮g的运动以等速比传递到与输入轴H位于相同轴线的输出件V上去，必须加一个传动比等于1的等角速度传动机构，即W机构。

目前较常用的输出机构主要形式有销轴式、十字滑块式、浮动盘式和零齿差式输出机构等。其结构形式、特点及应用如表14-7-2所示。

表14-7-2　常用输出机构的结构形式、特点及应用

表14-7-3　摆线针轮行星传动几何要素代号

表14-7-4　摆线轮齿廓曲线通用方程式

当式（14-7-1）和式（14-7-2）中的zb-zg=1时，即可得到一齿差摆线针轮行星传动的齿廓曲线，该曲线还可通过表14-7-5所示两种方法得到：两圆外啮合形成法和两圆内啮合形成法。

表14-7-5　摆线轮齿廓曲线的外啮合和内啮合形成法

实际中运用较广泛的摆线针轮少齿差行星传动（包括针轮与摆线轮为正、负一齿差，二齿差等），运用一次包络摆线轮行星传动的统一理论对三种典型传动进行分析，可得到少齿差摆线针轮行星传动的摆线轮齿廓方程。若zb-zg=1，则zd=zg，ze=zb，代入摆线齿廓曲线通用方程式（14-7-6）即可得到一齿差摆线针轮行星传动的摆线轮齿廓曲线方程；若zb-zg=2，则zg，zb代入式（14-7-6），即可得到二齿差摆线针轮行星传动的摆线轮齿廓曲线方程；若zb-zg=-1，zd=-zg，ze=-zb代入式（14-7-6），且式（14-7-7）等号右边取负号即可得到负一齿差摆线针轮行星传动的摆线轮齿廓曲线方程见表14-7-6。

表14-7-6　典型摆线轮齿廓方程

为了保证摆线轮与针轮齿之间有一定的啮合间隙，以便于拆装和补偿制造误差，并形成润滑油膜，实际应用的摆线轮不能采用标准齿形，都必须修形。

根据摆线针轮传动的啮合与展成法切削加工原理，摆线轮的齿形有以下三种基本修形方法，见表14-7-7。

表14-7-7　修形方法

根据微分几何的公式，可求得摆线轮理论齿廓曲线的曲率半径ρ0，即

　　（14-7-9）

式中　

ρ0为正值，曲线向内凹；ρ0为负值，曲线向外凸［见图14-7-3（a）］。

摆线轮实际齿廓曲线的曲率半径为

　　（14-7-10）

对于外凸的理论齿廓（ρ0|ρ0|时［图14-7-3（b）］，理论齿廓在该处的等距曲线就不能实现，即等距曲线成交叉齿廓，这种情况称为摆线齿廓的“顶切”（干涉），严重的顶切会破坏连续平稳的啮合，是不允许的；当rz