行星齒輪減速機(jī)齒輪法運(yùn)算摹擬方法研討
1虛擬變位原理所謂虛擬變位,是指對(duì)于一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(Gear),當(dāng)中心距略有變動(dòng)使非工作齒面沿公法線方向產(chǎn)生齒側(cè)間隙,而虛擬對(duì)其變位達(dá)到無(wú)側(cè)隙(或一對(duì)變位齒輪,中心距略有變動(dòng)產(chǎn)生這種側(cè)隙而虛擬對(duì)其進(jìn)一步變位達(dá)到無(wú)側(cè)隙),從而應(yīng)用無(wú)側(cè)隙"嚙合(niè hé) "理論加以研究(research)。齒輪減速機(jī)是我國(guó)廣泛運(yùn)用在華東地區(qū)、華東地區(qū)、用于塔引入式起重機(jī)機(jī)械的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。即是說(shuō),以虛擬變位保證無(wú)側(cè)隙,用無(wú)側(cè)隙嚙合理論研究側(cè)隙的計(jì)算。
2標(biāo)準(zhǔn)齒輪(Gear)A > A0時(shí)的法向齒側(cè)間隙C n一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪,齒數(shù)為z 1,z 2,模數(shù)為m.當(dāng)實(shí)際中心距A = A 0(A 0為標(biāo)準(zhǔn)中心距),"嚙合(niè hé) "角為= 0(0為分度圓壓力角),非工作齒面理論上是無(wú)側(cè)隙的;當(dāng)A > A 0,即實(shí)際中心距略變大時(shí),> 0,非工作齒面沿公法線方向產(chǎn)生側(cè)隙C n.虛擬以此中心距A對(duì)該對(duì)齒輪采用正使其達(dá)到無(wú)側(cè)隙嚙合,如中的虛線齒廓位置(position )。
A > A 0時(shí),虛擬變位為正,兩輪輪齒鄰側(cè)齒厚沿設(shè)輪2某齒和輪1某齒間相對(duì)于連心線O 1 O 2對(duì)稱(chēng)(symmetry),兩輪齒鄰側(cè)齒厚沿公法線增量之和為C n,由于對(duì)稱(chēng),另一側(cè)也應(yīng)是C n.
則有:C n =(x 1 + x 2)msin 0(1)其中:x 1,x 2是兩輪的虛擬變位系數(shù)。行星齒輪減速機(jī)相對(duì)其他減速機(jī),行星減速機(jī)具有高剛性,高精度(單級(jí)可做到1分以?xún)?nèi)),高傳動(dòng)效率(單級(jí)在97%-98%),高的 扭矩/體積比,終身免維護(hù)等特點(diǎn)。
由式可知,齒輪(Gear)正變位后,齒厚沿刀具法線方向的增量,即沿傾斜角為0的法線方向齒厚增量為:xmsin 0,但此時(shí)所用的應(yīng)是沿傾斜角為的法線方向齒厚增量,考慮(consider)到變位前后的齒廓是同一基圓生成的漸開(kāi)線,而同一基圓生成的兩同向漸開(kāi)線法線距離處處相等。行星齒輪減速機(jī)又稱(chēng)為行星減速機(jī),伺服減速機(jī)。在減速機(jī)家族中,行星減速機(jī)以其體積小,傳動(dòng)效率高,減速范圍廣,精度高等諸多優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)等傳動(dòng)系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動(dòng)的前提下,主要被用來(lái)降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比。所以,沿傾斜角為的法線方向齒厚增量數(shù)值也等于xmsin 0.則兩輪相鄰輪齒沿傾斜角為的公法線方向鄰側(cè)齒厚增量之和應(yīng)如式。位置(position )的前提下,未虛擬變位前,將2輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角,此時(shí)左側(cè)齒廓接觸而相當(dāng)于工作齒廓,右側(cè)齒廓沿公法線N 1 N 2方向的距離為側(cè)隙C n = K 1 K 2.式可作為一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪中心距略變大時(shí),法向齒側(cè)間隙的計(jì)算公式。實(shí)際應(yīng)用時(shí)選擇(xuanze)何式,應(yīng)根據(jù)已知條件使用者的興趣而定。
3變位齒輪(Gear)A > A 0時(shí)的法向齒側(cè)間隙C n一對(duì)變位齒輪,齒數(shù)為z 1,z 2,模數(shù)為m,變系數(shù)為x 1,x 2.當(dāng)進(jìn)行無(wú)側(cè)隙安裝時(shí),中心距為A 0,"嚙合(niè hé) "角為0;當(dāng)實(shí)際中心距A略變大,即A > A 0時(shí),非工作齒面沿法線方向?qū)a(chǎn)生側(cè)隙C n.設(shè)此時(shí)"嚙合(niè hé) "角為。
與以上研究(research)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(Gear)同理,利用虛擬變位原理,該側(cè)隙C n可以看成在此中心距下兩輪變位系數(shù)x 1增至x 1,x 2增至x 2后達(dá)到無(wú)側(cè)隙時(shí),兩輪對(duì)應(yīng)輪齒鄰側(cè)齒厚沿"嚙合(niè hé) "線增量之和的兩倍。
式可作為外"嚙合(niè hé) "變位齒輪(Gear)實(shí)際中心距略大于無(wú)側(cè)隙中心距時(shí)齒側(cè)間隙的計(jì)算公式。實(shí)際應(yīng)用中如何選定和標(biāo)準(zhǔn)齒輪情況(Condition)相同,但有必要指出,作為研究(research),為保持問(wèn)題(Emerson)的完整和全面性,文中給出了式,由于該二式中的一些壓力角必須用弧度值進(jìn)行計(jì)算,較為復(fù)雜,其它諸式用的是漸開(kāi)線函數(shù),會(huì)更方便些,請(qǐng)使用者應(yīng)予注意(attention)。此外,上述公式在齒輪設(shè)計(jì)時(shí),給出變位系數(shù)之和與法向齒側(cè)間隙可以確定中心距;或給出中心距與法向齒側(cè)間隙可以確定變位系數(shù)之和。
4與貝洛格斯特雷塞公式的一致性貝洛格斯特雷塞公式。
5結(jié)論從與貝洛格斯特雷塞公式的一致性上看,本文結(jié)果的正確性是毋庸置疑(不必懷疑、沒(méi)有懷疑的余地)的。但此論述方法要簡(jiǎn)明得多,而且又便于掌握(熟知并能運(yùn)用) 。