NN型少齿差行星传动的应用

   2020-09-01 互联网中国铸造网12600
核心提示:1.概述。  (1)是同功率普通圆柱齿轮减速器的一半左右;(2)少齿差行星传动的单级传动速比可达10~1000
1.概述。
  (1)是同功率普通圆柱齿轮减速器的一半左右;(2)少齿差行星传动的单级传动速比可达10~1000以上;(3)效率较高;(4)加工方便,成本较低(因为可用普通插齿机加工);(5)由于采用输入轴和输出轴同轴,安装和使用都较为方便;(6)运行可靠,寿命长,运转平稳,噪音小,承载能力大。
  但少齿差行星传动也有其难以克服的缺点:计算较复杂,特别当齿差小于5时,易产生干涉,因此须变位。
  2实际设计中的实例。
  某一极化转台,要求整个工作台重量轻,易于搬动,且转台中心到地面的距离为140cm左右,以便于拆装发射元件。再加上对稳定性的考虑,故发射转台的减速机构应愈小愈好,愈轻图1NN型内齿轮输出结构示意图愈好。同时要求电机到工作件的速比为3600左右,并能自锁,但承载的力矩较小。
  根据实际情况分析,初步确定设计一速比为900左右的少齿差传动减速器,再加上一级速比为4的普通圆柱齿轮传动,即可满足要求。具体设计如下。
  21结构形式及参数选择。
  1,结构形式:选用NN型少齿差传动内齿轮输出机构。
  2,参数选择。
  (1)共同参数齿差数模数压力角啮合角中心距齿顶高系数Z2-Z1maha*112054.030.8000.8(2)齿轮参数的选择。
  参数选择。
  齿轮第一对啮合齿轮第二对啮合齿轮外齿轮1内齿轮2外齿轮3外齿轮4齿数Z61625758变位系数x00.57700.577跨齿数k7878公法线长度Wk20.043223.404019.987223.3480重合度1.121.11齿廓重迭干涉GS0.1300.132.22传动比的计算。
  对内齿轮输出,根据相对速度法,可推出如下公式。
  iH4=Z1!Z4Z1!Z4-Z2!Z3.将Z1=61,Z2=62,Z3=57,Z4=58代入上式得。
  iH4=61586158-6257=8845.23效率计算。
  231啮合效率。
  先算潜在机构的啮合效率。根据分析,两对齿轮啮合的节点在啮合线外,故应用如下公式进行计算。
  g=1-!!fg!(1Z1-1Z2)!
  l1 l0pn式中磨擦系数取fg=0.05,而l0pn=Z12!!(tan-tana1)
  l1pn=Z22!!(tan-tana1)。
  (1)对第一对啮合齿轮。
  a1=arccosrb1ra1=arccosr1!cosm!(Z12 h*a x1)
  a2=arccosrb2ra2=arccosr2!cosm!(Z22 h*a x1)。
  代入数值计算得。
  a1=23.6982a2=18.8263故有l0pn=612!!(tan5403-tan236982)=102323l1pn=622!!(tan5403-tan188263)=91159H12=1-0.05!!!(161-162)!(102323 91159)=099920.(2)对第二对啮合齿轮。
  a3=arccosrb3ra3=arccosr3!cosm!(Z32 h*a x1)
  a4=arccosrb4ra4=arccosr4!cosm!(Z42 h*a x1)。
  代入数值计算得。
  a3=23.9309a4=18.7421故有l0pn=572!!(tan5403-tan239309)=84741l1pn=622!!(tan5403-tan187421)=95873H34=1-0.05!!!(157-158)!(84741 95873)=099914.所以,总潜在机构的啮合效率为。
  H14=H12!
  H34=099834行星减速器的总速率H4=11 |1-iH4|!(1-H14=11 |1-884.5|(1-0.99834)
  =0.40541.232转臂轴承的效率。
  对2KH内齿轮输出,根据公式。
  b=11 b!dnm!Zd!cos!
  Z1 Z3|Z1-Z3|=11 0.0022011cos20
  61 574=0.44332233减速器的总效率57石辉NN型少齿差行星传动的应用=H4!b=0.18一般来说,对于行星传动,正向效率小于0.5,机构就能自锁。该减速器的效率=0.18,能满足自锁要求。
  24齿廓重迭干涉验算。
  对于齿数差很小的内啮合齿轮,按设计的中心距安装时,可能会发生齿廓重迭干涉。若存在干涉,不仅影响一对齿轮的正确啮合,而且不能安装。因此必须防止这种干涉的出现。故在一般的小齿差数内啮合的少齿差传动设计中,必须进行齿廓重迭干涉的验算。
  不产生齿廓重迭干涉的条件为。
  GS#0而GS=Z1!(inva1 #1) (Z2-Z1)!inv-Z2!(inva2 #2)(1)
  cos#1=r2a2-r2a1-a22!ra1cos#2=r2a2-r2a1-a22!ra2inv=tg-(2)。
  241不考虑加工误差的影响。
  用到的参数如下表所示:齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数Z61625758顶圆压力角a23.698218.826323.930918.7421顶圆半径ra31.330.77729.328.777中心距a0.8啮合角54.03.将用到的数据代入公式(2)得。
  #1=2.29304#2=2.27353#3=2.29370#4=2.27285inva1=0.02532inva2=0.012365inva3=0.02611inva4=0.0119inv=0.43490将以上数据代公式(1)得。
  GS1=0.12968>0GS2=0.13175>0.由计算结果可知,文献[1]中提供的少齿差内啮合的齿轮传动,在不考虑加工误差时,是不会产生干涉的。
  242考虑加工误差的影响。
  在实际应用中,虽然严格按照手册或书上所提供的少齿差参数设计少齿差减速器,但由于加工误差的影响,往往还会出现轻微的干涉现象,使减速器的噪音增大,效率下降。下面就以齿圈径向跳动为例来研究误差对干涉的影响。
  四个齿轮均采用7级精度,其径向跳动Fr=0.036.这个误差将影响到内啮合的实际中心距。假设实际中心距为a,则a=aFr.众所周知,中心距愈大,则啮合角愈大,即不易产生干涉。所以只要验证中心距a=a-Fr时的状态是否干涉即可。
  a=a-Fr=0.764cosa=aa!cosa代入数据计算得。
  a=52.04530inv=0.37367#1=2.33372#2=2.31578将相关数据代入式(1)。
  GS1=61(0.02532 2.33372) 0.37367-62(0.01236 2.31578)
  =-0.06957<0.由以上计算可知,由于齿圈径向跳动的存在,就可能使原本不干涉的少齿差内啮合产生齿廓重迭干涉。所以,为了确保少齿差内啮合的传动质量,今后有必要就加工误差对齿廓重迭干涉的影响进行专题研究。对齿廓重迭干涉影响较大的加工误差,除了齿圈径向跳动外还有中心距偏差和齿顶圆直径偏差。在通常的设计中,中心距偏差一般为正负偏差,负偏差时使GS变小,易产生干涉。反之,正偏差时,使GS变大,不易产生干涉。所以对少齿差内啮合来讲应该采用正的中心距偏差。同理,齿顶圆直径偏差对内齿轮来说应取正偏差,对外齿轮来说应取负偏差,相当于齿顶高进一步缩短,可使GS变大,不易产生干涉。所以上例中的少齿差减速器可以采用中心距正偏差(甚至可以把齿圈径向跳动的影响直接加到中心距上,即取中心距a=a Fr的正偏差),齿顶圆偏差加大的办法来弥补齿圈径向跳动对干涉的影响。
  3结语。
  由于少齿差传动具有大速比,高效率,体积小,承载力大等的优点,在现代工业中被越来越广泛地应用。但在少齿差减速器的设计中,应考虑方方面面的因素,如上述实例中提到的加工误差对齿廓重迭干涉的影响。只有这样,才能设计出理想的少齿差减速器。
 
 
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