行星減速機(jī)銷軸式輸出機(jī)構(gòu)分析研究

為適應(yīng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)上對(duì)高科技領(lǐng)域的需要,盡快提高我國(guó)擺線針輪行星傳動(dòng)的技術(shù)水平,主要做了以下幾個(gè)方面的工作:對(duì)行星減速機(jī)傳動(dòng)的傳動(dòng)原理及嚙合原理進(jìn)行了深入研究,介紹了擺線針輪行星傳動(dòng)的四種輸出機(jī)構(gòu),其中重點(diǎn)介紹了銷軸式輸出機(jī)構(gòu)。分析了擺線針輪行星傳動(dòng)銷軸式輸出機(jī)構(gòu)的柱銷受力的計(jì)算方法,以及柱銷和柱銷套的強(qiáng)度計(jì)算方法。運(yùn)用三維軟件UG對(duì)擺線輪進(jìn)行參數(shù)化建模,并對(duì)行星減速機(jī)樣機(jī)的各個(gè)零部件進(jìn)行建模并裝配得到減速機(jī)裝配圖;利用機(jī)械系統(tǒng)軟件ADAMS建立了減速機(jī)的樣機(jī)運(yùn)動(dòng)模型,結(jié)果驗(yàn)證了銷軸式輸出機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能。運(yùn)用UG建立了擺線針輪行星減速機(jī)樣機(jī)的簡(jiǎn)化模型,導(dǎo)入ABAQUS中,通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)化模型創(chuàng)建材料、定義和賦予截面特性、設(shè)置分析過(guò)程、進(jìn)行網(wǎng)格劃分、施加邊界條件和載荷,得到了減速機(jī)樣機(jī)有限元模型,對(duì)輸出機(jī)構(gòu)的柱銷和柱銷套進(jìn)行了應(yīng)力分析,得出了有參考價(jià)值的結(jié)論。圖1孔銷式W機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)期設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),由于柱銷呈懸臂梁結(jié)構(gòu),左右柱銷套磨損嚴(yán)重不均勻,導(dǎo)致減速機(jī)整機(jī)效率下降,一定程度上限制了減速機(jī)的許用輸出轉(zhuǎn)矩,特別是在大功率減速機(jī)中此問(wèn)題尤為突出。

因?yàn)?V、4V經(jīng)常出現(xiàn)倒坯現(xiàn)象，只得反轉(zhuǎn)退鋼，反轉(zhuǎn)時(shí)，兩軸的軸向力方向都指向傘齒小端，被動(dòng)軸由于重力作用已經(jīng)在下端位置，所以主動(dòng)軸螺傘就向內(nèi)移動(dòng)，主動(dòng)齒凸面接觸區(qū)域就會(huì)向齒頂和大端移動(dòng)，而且輪齒接觸的法向側(cè)隙會(huì)降低，由于軸承軸向間隙太大，所以齒側(cè)隙甚至可能會(huì)為0，這種情況特別危險(xiǎn)，會(huì)造成斷齒現(xiàn)象。綜上所述，建議將螺旋傘齒輪支承改為兩個(gè)單列圓錐滾子軸承背靠背布置，這樣既可以承受大的軸向力，而且徑向、軸向間隙可調(diào)整，并且背靠背布置軸向熱膨脹互相抵銷。利用ANSYS技術(shù)對(duì)齒輪強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析，同時(shí)對(duì)齒面形及導(dǎo)程修整，以減低齒輪嚙合的沖擊和噪音，增加齒輪系的使用壽命。

隨著該國(guó)國(guó)家安全戰(zhàn)略深入實(shí)施，領(lǐng)域的機(jī)械為了擺脫外國(guó)的制約，轉(zhuǎn)而更多地面向國(guó)內(nèi)企業(yè)，包括民營(yíng)企業(yè)。諸如用于領(lǐng)域的重載型齒輪箱、精密定位傳動(dòng)裝置等核心部件國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率今年以來(lái)飛速上升。據(jù)悉，該市已有民營(yíng)減速機(jī)生產(chǎn)企業(yè)獲得了數(shù)億元的齒輪箱訂單。近年來(lái)國(guó)家已經(jīng)將能源戰(zhàn)略更側(cè)重于海洋。因此用于海洋鉆井平臺(tái)的提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置等海工機(jī)械齒輪箱市場(chǎng)發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率近年以來(lái)飛速上升。據(jù)中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械工業(yè)總體低迷的形勢(shì)下，2013年該國(guó)用于海洋工程的齒輪箱等傳動(dòng)機(jī)械貨值達(dá)到了300億元，較2012年增長(zhǎng)21%，且在今后數(shù)年內(nèi)仍將保持高速穩(wěn)定的增長(zhǎng)勢(shì)頭。對(duì)比分析的結(jié)果表明,優(yōu)化設(shè)計(jì)所選擇乘除法和可行性枚舉法計(jì)算出的結(jié)果在增大了行星減速機(jī)減速器重合度的同時(shí)也減小了減速機(jī)的體積,既提高了減速機(jī)的傳動(dòng)平穩(wěn)性也為曳引機(jī)的安裝節(jié)約了空間。

能夠把輸出端完全固定，輸入端順的時(shí)針在逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，因此就會(huì)使輸入端出現(xiàn)額定扭矩 -2%扭矩時(shí)候，減速機(jī)的輸入端會(huì)有一個(gè)微小角位移，這種角位移就是回程間隙，單位為分,也就是說(shuō)一度的六十分之一，也有人稱它為背隙。運(yùn)用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，能夠把電機(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)減速到我們多需要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并切是可以得到比較大轉(zhuǎn)矩機(jī)構(gòu)。F0為齒對(duì)間的理論嚙合力，與齒形修正無(wú)關(guān)，其計(jì)算方法見(jiàn)文獻(xiàn)<。在使用傳遞動(dòng)力還有運(yùn)動(dòng)減速機(jī)機(jī)構(gòu)當(dāng)中，與此同時(shí)行星減速機(jī)是屬于精密型的減速機(jī)。