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三环减速器是一种新型齿轮传动装置。齿轮传动部分采用的齿板上的内齿轮和齿轮轴上的外齿轮相啮合的内啮合方式，由于相啮合齿轮的齿数差很少，一般是1/4齿差，在机械传动过程中同时有多对齿相接触，单个齿受力小而使整机承载能力高，过载性能好。与功率相同的圆柱齿轮传动相比，该型减速器由于特殊的结构而具有整机体积小、重量轻、传动的功率范围广等优点，在机械、石油化工等行业得到越来越广泛的应用。在对机械产品的设计计算时，对机械结构进行有限元分析是一个重要步骤。本文以工程应用为目的，基于ANSYS软件，对二级三环减速器的重要传动部件内齿环板进行强度和刚度分析，根据得出的结果对内齿环板的结构进行改进设计。
本减速器采用二级传动。第一级采用一对斜齿轮传动；第二级为少齿差内啮合齿轮传动，输入轴、支承轴和输出轴3根轴的轴线互相平行且处于水平位置，采取输入轴和支承轴在同侧，而输出轴在另一侧的偏置式布置方式。动力由斜齿轮通过输入轴单轴输入，由偏心套带动3片内齿环板以及内齿环板上的内齿轮和输出轴上外齿轮的啮合，由输出轴输出动力。为防止由偏心套和内齿环板等组成的曲柄连杆机构在曲柄和连杆共线时运动的不确定性，采用啮合瞬时相位差为120°的3片内齿环板。箱体采用上下水平剖分结构。图1为该减速器的实体模型。
采用ANSYS软件的具体建模步骤见文献，ANSYS虽然也有建模功能，但对于复杂零件选用功能强大的Pro/E进行建模能起到事半功倍的效果。本环板实体模型采用Pro/E建模，利用ANSYS内置的接口实现从Pro/E的模型导入。单元设置：Main Menu-Preprocessor- Element TypeCAdd-Edit-Delete，单击Add按钮，选择带有20个节点的单元Solid95单元，单击OK，Close按钮。设置材料属性：Main Menu-Preprocessor-MaterialProps-Material Models，双击Material Model Available列表框中的StructurahLinear-Elastic-Isotropic选项。在EX和PRXY文本框分别输入2.09e11及0.269。单击OK按钮，然后执行Material-Exit命令，完成材料属性设置。设置网格的尺寸大�。篗ain Menu-Preprocessor-Size Cntrls-Global-Size命令。在Element edgelength文本框中输入50，单击OK按钮。采用自由网格划分单元：执行Main MenuPreprocessor-Mesh-Areas-Free命令，单击"Pick all”按钮，单击OK按钮，生成网格，如图所示。
施加约束命令，将轴承内孔全部约束，选择ALL DOF选项，单击OK。内齿环板上的轮齿所受的载荷随工况转角的变化规律见图所示。由图可以看出：3块内齿环板上的轮齿所受载荷以360°为周期变化且规律完全相同，只是各环板分别相隔120°相位差。当工况角为85°时，某块内齿环板的轮齿所受载荷有最大值：P=1.98698xe4N，假设有5对齿同时啮合且每个齿受力均等，则每个齿所受载荷大小为最大载荷的1/5。因此，加载时选择最危险工况下的最大载荷平均施加于以工况角为85°对称分布的5个轮齿上。施加载荷命令，假设有5对齿啮合，在危险工况角度拾取对称的5个渐开线齿廓，单击OK按钮，在Load PRES value文本框中输入载荷值，单击OK。求解：Main Menu-Solution-Solve-Current LS命令。出现一个Solution is done对话框时单击Close按钮完成求解运算。
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