1.详情
所谓“少齿差”传动,系由一双齿数差很少(每每Z2-Z1=1、2、3或4)的渐开线内啮合齿轮副构成的K-H-V型行星齿轮传动。一双内啮合齿轮就可以得到很大的传动比。由传动比公式iH1=nH/n1=-Z1/(Z2-Z1)知,当两齿轮的齿数差愈少(譬喻Z2-Z1=1),传动比愈大,而产生干与的也许性也愈大。是否完结无干与的一齿差传动呢?在上世纪四十岁月初仍然被人们抵赖的。洪量的打算和推行证实:齿顶高系数h*a=1、压力角α=20°的一双准则内齿轮副(当内齿轮Z2≤58时)要举行径向安装,其两齿轮的齿数差最少要15齿;若轴向举行囊配,其齿数差也得要8齿之多。当齿数差过少时,将会产生齿廓堆叠干与和节点对方干与,无奈举行囊配和运行。为此,人们采取减少齿顶高(h*a=0.6-0.8),采取大变位系数(x1.5)或大压力角(α20°)来收拾齿轮传动的干与题目。
渐开线少齿差行星齿轮传动具备体积小、原料轻、机关简捷、成本低、传动比大、噪声低和效率较高的长处。精深运用于煤油、化工、农机、轻工、冶金、矿山、建造板滞行业,有着广漠的前程。在某些方面的传动可取代蜗杆箱,节流有色金属、好加工、效率较高,应予鼎力推行哄骗。
自从二十世纪20岁月末德国最先呈现渐开线少齿差行星传动以来,于今已有半个多世纪的史籍。在初期,寰宇上很多驰名学者对一齿差是否完结持抵赖立场,直到年苏联H?A?斯科沃尔佐夫(CKOBOPЦOB)在B?A?加夫里连科(ГABPИЛЕHKO)教学的指点下完结副博士论文,从理论上收拾了齿廓堆叠干与等困难,并制成了什物后,产业发财国度才最先了少齿差行星传动的研发,并运用在各样各类的产物上。理应指出,年日本信州大学两角宗晴教学的做事,使少齿差的安排打算在理论上更为系统和缜密。年两角宗晴教学又写了一册“遊星齿车と差动齿车の安排打算法”,对少齿差传动的安排和制做做了进一步的叙述。
2.运用详情
运用和研讨渐开线少齿差行星齿轮传动的史籍,在我国可究查到上世纪50岁月,年太道理工大学副校长朱景梓教学(年逝世)发布的“齿数差Zd=1的渐开线K-H-V型行星齿轮放慢器及其安排”的论文,详细叙述了这类放慢器的啮合道理和安排法子,以及奇特的双曲柄输出机构,这项科学研讨是他在上世纪50岁月完结的。年他应清华大学特邀做了这方面的学术汇报。年在他赴苏联侦察期间向同业讲解了这一成就,遭到好评。他的这些做事对我国粹习和推行这类新式传动起到了启发和指点效用。今朝从事这方面做事的有上海华东化工学院张文照教学、上海交通大学张国瑞教学、上海化工板滞二厂张焕武总工、上海水工板滞厂张展教学级高工、上海化工安排院沈丕然高档工程师等。他们几位在年写出了我国第一册“渐开线少齿差行星齿轮放慢器”(张展任主编),该书对我国渐开线少齿差行星齿轮传动的推行起了增进和指点效用。此中张文照教学在这方面做了深入研讨,并做了多齿来往测试,证实有4对以上轮齿来往,这并不即是同时有这么多齿对相啮合。于是,安排时仍期盼重合度εα1,以保证传动的连气儿性。
其它沈阳电工板滞厂在这方面也做了不少做事,在自行配套方面临盆了良多典型少齿差行星齿轮放慢器;上海医工安排院、上海化工安排院在这方面也做了不少推行做事。
由于制作前提和用处不等同因为,这类传动的今朝罕用的机关型式也各不雷同。就其输出机构而言,大略可分为下列几种:1)销轴式,2)浮动盘式,3)滑块式,4)少齿差式(也称双啮合式),5)零齿差式,6)涟漪管式,7)双曲柄式,8)单销单键槽滑移式。此中今朝罕用的犹下列几种:
1)销轴式输出机构(见图1)
图1销轴式少齿差构造图
按其外齿轮直径的巨细,销轴数也不雷同,通常实用中外齿轮(平分孔中镶衬套)直径小于Φmm时用6孔,Φ-mm时为8孔,Φ-mm时选10孔,Φ-mm时选12孔。由于销轴数量多、传动安稳、受力匀称。但销孔的均布平分精度请求高,材料较好,销轴、销套通常用GCr15钢占多数,加工的工艺响应繁杂一些。通常重载均采取此种机构,哄骗牢靠。
2)浮动盘式输出机构(见图2)
图2浮动盘式少齿差构造图
由于浮动盘自身有四个平分槽口,传达转矩时,齿轮上的两销轴幸免位于一向线上,匀称地将力效用在浮动盘上,浮动盘的另两个槽口也幸免将力匀称地传达给低速轴的另两销轴。于是,这类机关没有受力不匀的毛病。零件较少、工艺简捷。但销轴和销套间是滑动磨擦,在输入轴转速高于r/min,传动转矩大于N?m时轻易产生销轴、滚套、浮动盘等零件胶合或烧伤。
3)滑块式输出机构(见图3)
滑块式的机关简捷零件较少,唯有在外齿轮端面和低速轴端面各开一条尺寸恰当、表面光滑的槽,之顶用一个两面带十字凸台的滑块(欧式联轴器)勾结便可。但其输出转速以不超出0r/min为好。用于低转速、传达转矩不大的形势,效率较低。
图3滑块式少齿差构造图
4)零齿差式输出机构(见图4)
零齿差输出地机关简捷,体积能够做得很小,是一种很有进展出路的机关型式。
图4双啮合传动的外齿轮输出和零齿差式构造图
今朝,据开端会见说明,我国渐开线少齿差行星放慢器已具备批量临盆,年临盆量珍稀万台。传达功率P=10KW下列占绝大大都,尤以不超出P=5.5KW的占多数,最小的惟独几十瓦。用于30吨桥式起重机的主吊放慢器,传达功率为P=45KW(国内最大),哄骗了10年,于年因摆设革新而停用;用于渔轮的上彀锚机放慢器,功率为P=14.7至21.6KW,转速n1=-0r/min,哄骗已达7年。传动比多为i=14-,个其余达i=。由实验说明,效率在0.8下列的都是由于安排或制作上有不够之处,通常景况下,应为η=0.8-0.94,这类放慢器的长处为人们所共知。我国的学术做事者近来用电子打算机收拾了少齿差好多参数打算方面的研讨做了良多做事,以啮合效率为目的函数的参数优化做事也很有成就。
3.输出机构的罕用典型
K-H-V(N)型少齿差行星齿轮传动,须要一个输出机构,才略把行星轮的低速自转疏通变成低速轴的绕定轴动弹。此输出机构又称平行轴间的联轴器。用单个行星轮时为单偏爱,此时必要在偏爱对方加一均衡重(图5,a)。用两个行星轮时为双偏爱,两个雷同的行星轮互相错开安装(图5,b)。上述两种只可做到静均衡,又有惯性力偶矩存在。若采取(图5,c)所示的安顿,能够做到动均衡,但偏爱轴机关繁杂,工艺性差,迄今尚无运用实例。
图5行星轮的三种安顿计划1-行星轮2-偏爱轴(转臂,亦称行星架)3-均衡块输出机构有下列几种罕用的典型。
(1)浮动盘式输出机构
用浮动盘式输出机构的少齿差行星齿轮放慢器如图6所示。这类机构在单偏爱时,即用一个行星轮时,靠浮动盘把行星齿轮与输出轴联起来。而在双偏爱,即用两个行星轮时,在两个行星轮之间也须要加一个浮动盘,这类输出机构哄骗史籍较短,它传达的功率,国内最大为10KW。海外有英国Varatio-strateline公司的系列产物,功率达50马力。
浮动盘输出机构如图7所示。在互相笔直的方位开四个平槽,高低两槽与一端的零件上的圆销来往,左右两槽与另一端的零件上的圆销来往。安排时则应在圆销外加销套,由销套与平槽来往,云云在磨损后唯有退换销套便可。
图6用浮动盘式输出机构的放慢器(上海化工安排院)图7浮动盘输出机构
浮动盘输出机构以其机关简捷和安装便利而遭到关心。今朝有尽管优先采取的趋向。
放慢器效率实测值列于表1。做家依照表1和什物举行剖析以为,加工精度和安装精度对效率的影响最大。加重输出机构的滑动磨擦的法子也非常急迫。参数抉择、某些机关尺寸以及光滑情况都对效率有必要的影响。上述主张对其余方法输出机构的少齿差放慢器也实用。今朝我公有部份少齿差放慢器效率不高的紧要因为是加工精度题目。
表1浮动盘输出机构放慢器效率实测值
(2)销轴式输出机构
用销轴式输出机构的放慢器如图8所示。什物均采取双偏爱。这类输出机构是哄骗史籍最长且运用至多的一种方法。其传达的功率,国内最大到45KW。
图8用销轴式输出机构的放慢器
表2销轴式输出机构放慢器的效率实测值
在图8中,两个行星齿轮一上一下,也便是互相错开°。行星轮上有均布的巨细相等的孔,称为销孔。孔数最少用六个。销轴稳固在低速轴上,销轴数量及其散布圆半径均与销孔的雷同。销轴外加装销套,以便于毁坏后退换。销孔直径应当比销套外径大,其理论尺寸是大两倍中央距,以便使行星轮在转到最高及最低地位(现实上也是任何地位)时,销孔都刚好与销套来往。然而必要把销孔、销轴以及销套的加工差错和安装差错约莫在内。是以安排时应把销孔直径加以强调,强调的量称为赔偿尺寸。
销轴式输出机构,行星轮及输出轴的平分孔须要有较高的精度,此中尤以孔的平分精度请求最高。在成批临盆时,最佳是安排专用的夹具加工平分孔。假使平分孔的平分精度不高,将产生震荡及噪声,低速轴的转速也不匀称。
用销轴式输出机构的放慢器效率实测值列于表2。
(3)十字滑块式输出机构
这类输出机构采取十字滑块联轴器把行星轮与低速轴连接起来,假使双偏爱,还须要把两个行星轮用十字滑块连接。机关图见图9。通常以为这类方法机构的效率低,是以较少采取。究竟上也有用率较高的实例。今朝国内哄骗的最大功率为几千瓦,六十岁月从日本引进的产物最大功率P=11KW。
对于此种方法机构的效率值,讲解甚少。我公有一台传动比i=41的二齿差放慢器,实测效率为79%。日本刊物对此类产物的讲解中报导,效率达90%左右。若要抬高这类方法机构的效率,应从滑块的材料抉择、加工精度的抬高以及产生杰出的光滑形态诸方面入手。对于抬高滑块式输出机构的效率,是很有也许完结的。
图9用十字滑块式输出机构的放慢器(上海轻产业安排院)(4)零齿差式输出机构
用零齿差式输出机构的少齿差行星传动,与NN型少齿差行星传动的差别是,前者只用一双少齿差内啮合齿轮,而另一双为零齿差内啮合齿轮。零齿差内啮合只起输出机构的效用,并不转变传动比。这类放慢器的机关见图10。输出端可于是内齿轮,也可于是外齿轮。
零齿差内啮合的好多相关详见参考文件[1]。
对于这类放慢器的效率实测值的讲解未几,现把几项实测完毕列于表3,略供读者参考。
表3零齿差式输出机构放慢器的效率实测值
图10用零齿差式输出机构的放慢器
(5)双曲柄式输出机构
用以上四种输出机构构成的传动安装,转臂是高速轴,于是动载荷大。而如图11所示的双曲柄式输出机构,高速轴经甲第放慢后成为转臂的转速,于是加重了动载荷。总传动比的打算由下式:
式中Z5及Z3离别为第甲第通常传动主、从动轮的齿数。
图11用双曲柄输出机构的少齿差放慢器(太原工学院,现为太道理工大学)4.渐开线少齿差行星放慢器
我国渐开线少齿差行星放慢器尚未产生国度准则系列,今朝惟独各单元依照产物自行配套用的部份系列,现列于表4,供众人参考。
表4渐开线少齿差行星齿轮放慢器部份系列产物
国内一些单元对K-H-V(N)型传动安装举行效率实测,测得完毕列于表5。表5K-H-V型渐开线少齿差行星放慢器实测效率今朝,渐开线少齿差行星齿轮传动中存在的题目是:于今还没有统一的系列准则;今朝国内大大都是自行安排制作,产生参数破例,机座无交换性的形势。
转臂(行星架)轴承是放慢器中的薄弱关节,与摆线针轮放慢器相仿。于是安排时切忌部分探索体积小,格外是径向尺寸大一些,可增大销轴散布圆的半径,对抬高输出机构的传动效率是有益处的。自然,依照不同的哄骗功况,抉择正当的输出机构也是相当急迫的。
为了广泛抬高各行业制作的渐开线少齿差行星放慢器的传动效率,还须要正当的抉择参数,正当的机关安排,正当的抉择变位系数,正当的制作精度,正当的采用光滑剂也是相当急迫的。
咱们还要不停翻新,技以新为贵,商以信为重,业以人为本,人以德为光。为了使渐开线少齿差行星放慢器产生中华民族的品牌,须要众人共通勉力。
参考文件
[1]张展:渐开线少齿差行星齿轮传动安装,北京:板滞产业出书社
[2]朱景梓:齿数差Zd=1的渐开线K-H-V型行星齿轮放慢器及其安排太原工学院学报,年第4期
[3]编写组(张展任主编),渐开线少齿差行星齿轮放慢器,板滞产业出书社
做家
上海板滞传动学会张展
江苏上齿团体有限公司曾建峰
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