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三環減速器是一種新型的少齒差內嚙合行星齒輪傳動裝置，具有傳動比大、承載能力高、結構簡單、制造成本低等優點，主要應用于礦山、冶金、建筑機械等行業。三環減速器傳動部分屬于超靜定系統，在分析其力學行為時，必須考慮各構件的彈性變形協調關系，而準確建立三環傳動系統的變形協調條件往往有很大難度。因此，眾多文獻在分析三環減速器的力學特性時，都做了一些假設或簡化，而這些假設或簡化在不同程度上影響了有限元分析的精度。
本文采用有限元方法對三環減速器整機進行分析，避開了建立變形協調條件的難題。對構件傳動過程中各個構件的應力、變形分析，以確定各構件在不同傳動位置時應力分布以及傳動系統所受約束反力，尤其是每個構件的最大應力的大小和位置。靜力分析的結果對確保三環減速器整體性能具有非常重要的意義，也是三環減速器優化設計的重要依據。三環減速器是由多個零部件組成的齒輪連桿傳動系統，其裝配：由支座、輸入曲柄軸、。其工作原理環板、輸出軸柄軸等主要部分組成。為了克服死點位置、支撐曲實際使用中采用三相環板并列布置，各環板之間互成120°相位角。
為便于比較，本文以實驗用三環減速器為例進行受力分析。其基本參數為
減速器中心距a=160 mm。輸入軸直徑35.0 mm，長度235.5 mm，材料40Cr，彈性模量2.11Xe11 Pa。支撐軸直徑35.0 mm，長度190.0 mm。內齒板厚度35.0 mm，材料45，彈性模量2.09Xe11 Pa。3個內齒板之間的間隙5.0 mm。偏心套偏心距2.0。行星軸承內徑50.0 mm，外徑90.0 mm，厚度35.0 mm，彈性模量3.0577Xe10 Pa。所有材料的泊松比為0.3，密度為7.8 Xe3 kg/m3。輸入扭矩40.0Xe3 Nm。
本文綜合考慮各個構件，建立了內齒板、高速軸、偏心套、行星軸承、高速軸上的支承軸承組成的傳動系統的有限元分析模型。建模時，忽略內齒板上的輪齒，對于軸承，忽略其結構細節，用一個力學能相似的彈性空心圓柱體代替，構件之間的連接關系利用自由度耦合的概念處理。考慮到三環減速器內齒板、偏心套等實體的表面為曲面，實體形狀不很規則，ANSYS選擇單元類型為SOLID186單元。箱體對支撐軸承的約束，處理為外側表面節點的固定約束。輸出軸對內齒板的約束，處理為內齒輪齒根尺寸范圍內的節點沿切線方向的固定約束。本文通過將扭矩換算為周向節點力的方法施加扭矩載荷。通過有限元分析，得到一個周期內，各個主要承力構件的應力變化情況。
三環減速器在運轉過程中作用于箱體支座的X方向反力要遠大于Y方向反力，這也是引起箱體橫向振動的主要原因。
一個運動周期內，三環減速器的內齒板所受的載荷(齒輪嚙合力)是變化的，各相相位差接近120°，減速器總的輸出力矩也呈周期性波動。
分析表明齒板上的最大Von mises應力發生在齒嚙合位置處(本文作為約束位置)，第1相和第2相內齒板30°位置角時的應力分布云圖。
對1臺三環減速器實驗樣機的承載能力進行了實測，經計算輸出扭矩的均值為2319.2 Nm。有限元分析的扭矩最大值為2262.81 Nm，與實驗扭矩之間的誤差為2.439000。
本文對1個三環減速器的傳動系統進行了有限元靜力分析，通過數據和云圖得出了一些分析結果。
(1)進行有限元建模時，用一個力學性能相似的彈性空心圓柱體代替軸承，考慮其彈性變形對傳動系統靜力的影響。
(2)構件之間的連接關系采用自由度耦合的概念處理，進一步接近實際工作情況。
(3)將有限元靜力分析的結果與試驗數據對比，結果表明有限元分析的結論與實驗結果很吻合。說明本研究分析的有限元模型是符合實際工況的研究模型。
(4)本研究的結果將為三環減速器的優化設計奠定良好的基礎。
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