摆线针轮减速器传动效率是衡量传动质量的重要指标之一。
基于变换机构法，通过分析销摆的啮合效率、旋转臂的轴承效率和输出机构的效率，计算出变螺距摆线针轮减速器的传动效率。在传动过程中，两齿廓之间存在相对滑动和滚动，产生滑动摩擦和滚动摩擦。由于针齿套与摆线轮齿之间的滚动摩擦力很小，可以忽略不计。针齿中心圆直径De≤270mm为GCr15轴承钢，De＞330mm为GCr15SiMn轴承钢，不允许用低于GCr15轴承钢的其他材料代用。为了便于计算，本文只考虑摆线针轮减速器销轴与销套之间的滑动摩擦损失。行星摆线针轮减速器与变换机构的啮合效率关系，变换机构的啮合效率不等于行星机构的啮合效率。为了分析它们之间的具体关系，以简单的行星机构K-H-V传动为研究对象，传动为H，行星轮系和变换机构如下图所示。以行星机构为研究对象，由外力矩平衡得到的MA+MH+MB=0（1）行星机构和变换机构的原理图在变换机构中没有改变外力矩，但MA和XHA相反，MB和XHB在同一方向，因此A是被动P。艺术和B是活跃的部分。因此，在maxha+mbxhbgh=0（2）型行星机构中，GH变换机构的啮合效率为mbma=-xha b gh=-ibgh（1）式（3）表明该行星机构中的mhma=-1-mbma=ihabgh-1（4），h为主动，a为驱动。其啮合效率gbhagbha=-maxbamhxbh=gh（1-ihab）gh ihab（5）仅适用于K-H-V传动，H作为主内齿轮作为固定件。转换机构减速器中的针轮和摆线齿轮的啮合效率为ZP。转换机构中的销齿数为ZP，主动顺时针旋转。角速度是xb。两齿差摆线齿轮的齿数为za，角速度为xa。首先，当销齿直径很小时，对其进行了分析。如图所示，如果针齿作用在摆线轮上的力为fi，则fi=fmaxlira=fmaxsinui1+k21-2k1cosi（6），其中li=rqsinui1+k21-2k1cosi（7）fmax=4tak1zarz（8），在摆线轮上，nmmrz针齿的中心半径和一个针齿相对于旋转和手臂上的齿轮。动态速度vi为vi=rz1+k21-2k1cosi（xa xb）（9）。因为xa xb=xb zp za za，对于两齿之差，zp za=2，vi=2rzxbza1+k21-2k1cosi（10）在实际产品中不是尖头，具有一定的直径。无针套时，针齿半径设为Rz。此时，一针轮与摆线轮之间的相对滑动速度vi约为vi=2rzxbza（1-rzrz）1+k21-2k1cosi（11）。当有销齿轮套时，销齿轮套的半径应为Rz，销齿轮销的半径应为Rzc（Rzc）。减速器优化改造后的受力分析结果表明，一级减速器摆线齿轮与销轮的啮合齿数为6齿（16齿）。可以看到每个齿的接触力和相应的旋转角度。表2：摆线齿轮与针轮同时啮合的齿数为7齿（28齿）。各齿的接触力及相应的旋转角度如表3所示。齿廓间滑动摩擦系数为常数f=0.01<5>。
吴桥县伟鑫减速机厂现搬迁德州，现名德州旭睿传动设备有限公司
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摆线针轮减速机的发展
1926年德国人L．Braren发明了摆线针轮减速器，他是在少齿差行星传动结构上，首先将变幅外摆线的内侧等距曲线用作行星轮齿廓曲线而把圆形作为中心轮齿廓曲线，和渐开线少齿差行星传动模式一样，保留z—X—F类N型行星齿轮传动。摆线针轮传动较之普通渐开线齿轮或蜗轮传动的优点是：高传动比和；同轴输出，结构体积小和重量轻；传动平稳和噪声低。由于摆线针轮传动同时啮合的齿数要比渐开线外齿轮传动同时啮合的齿数多，因而承载能力较大，啮合效率要高；还由于摆线轮和针轮的轮齿均可淬硬、精磨，较渐开线少齿差传动中内齿轮的被加工性能要好，齿面硬度更高，因而使用寿命要长；加上摆线轮的加工技术已经过关，加工设备齐全，摆线轮已纳入通用件，在国内已做到通用化批量生产，生产成本下降，因此摆线针轮传动的减速器当前广为应用。摆线针轮减速技术至今，虽在品种、规格等方面做了不少改进，但再没有作本质、原理上的创新。现今摆线针轮减速器，其原理和结构还是1926年德国的原型。中心论针轮壳上装有针齿销7，通常针齿销7上还装有针齿套8以组成针轮。
目前，摆线针轮的研究在国内外都在积极发展，日本住友重机械株式会社的“80系列”极大提高了性能，从1990年开始，住友机械株式会社在“80系列”的基础上推出新“90样本”的摆线针轮减速器，它的机型由15种扩大为21种，传动比由8种扩大为16种。用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。我国对日本提高摆线针轮减速器性能的主要技术措施已进行较深入的分析，而且在赶超世界水平方面也有自己的创新成果，如符合工程实际的对摆线轮与输出机构受力进行分析及摆线轮齿形的优化设计等。
摆线针轮减速机所传递的大功率为132KW，输入轴转速为1800r/min。美国在研究直升飞机传动装置时所做的摆线针轮传动试验样机，采用四片摆线轮，可以保证输入轴动平衡的新结构，输入转速达2000r/min，传动功率达205KW。