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增加行星减速机承载力的方法
发布时间:2022-06-16 14:11:19 点击次数:710

在现代的行星传动中,为达到大负荷工况(外直径要小)的工作特性,但在行星传动中,齿轮传动的薄弱环节常常是齿轮的传递,因此,要提高减速机承载力,必须在重载情况下改善其工作性能,以适应重载要求。在重型齿轮传动中,无论是内、外啮合齿轮都要满足其强度和啮合品质的要求,常规的设计无法满足其应用需求。本文结合生产实践,提出如下建议:

1、增加齿的宽度

在相同的外径条件下,通过适当增大内齿轮的宽度,可以有效地增大齿轮的承载能力,并提高其承载力矩。同时,在恒定力矩的情况下,能够降低单位载荷。并能有效地减小齿轮的弯曲,减小噪音的激发,从而达到减小传动噪音的目的。大的齿宽系数会使小齿轮产生较大的刚度、较大的变形,从而产生较大的齿宽偏差,从而影响到啮合的精度。一般情况下,圆柱齿轮的齿宽系数在0.4-0.8之间。

2、圆弧齿形圆柱齿轮驱动装置

圆弧齿轮是一种斜齿圆柱齿轮,它是一种具有较高的承载能力、较低的生产成本、加工方法和使用寿命。在模数为0.8,输入转速、工作条件、寿命、宽度等条件下,β=15°的斜齿轮比一般圆柱齿轮高约1.36倍。

3、增加齿轮模数和增加齿形角

为了保证整机的外径尺寸,增加载荷,可以通过适当增加齿轮的模数和减少齿数来达到。大模数齿轮能够有效地改善齿轮的弯曲强度,而弯曲强度则是齿轮的主要性能指标。此外,还可以使齿轮啮合角度 a’增加,增加齿轮的整体曲率半径,减小赫兹应力,从而改善其承载性能。

4、增加齿圈的接触应力

在行星减速器中,内齿圈的硬度通常低于外齿圈,且材质不同,加工和热处理过程存在差异。行星减速器的校核强度一般是对太阳轮-行星轮传动的接触应力进行校核(其啮合应力应小于太阳轮行星轮许载荷);太阳轮-行星轮的弯曲应力(小于允许的弯曲应力);行星轮-内齿轮的啮合应力(其啮合应力小于行星轮的允许弯曲应力)。首先发生破坏的是环形齿轮的接触应力。因此,为了提高轴承的承载能力,必须确保齿圈的接触应力。

5、齿轮修整

在大载荷作用下,轮齿在啮合过程中会发生较大的弯曲变形。由于变形,主动轮参与啮合齿的基础节变短,随动轮对应的齿节变长,从而在进、退啮合过程中出现干扰,并出现在齿顶和齿根,对重负荷的齿轮,通常在齿端进行修形可以避免因齿向误差造成的齿端超载。采用修边、修根和齿端修形是提高重负荷齿轮传动性能的有效途径。齿顶修边值与负载的大小有很大的关系,合理的修边能确保在啮合(啮合和啮合)时的平稳,减少动载、噪音,改善弯曲和接触强度。

6、选择润滑

润滑脂的使用是造成齿轮损坏的一个重要因素。润滑脂的选择与齿轮的负荷、转速、齿轮的形式、工作温度有关,选择合适的润滑方法和润滑油脂,能有效地延长齿轮的使用寿命。

7、齿根喷丸的强化

齿轮的弯曲强度与齿根面的情况有很大的关系。尤其是在齿根处出现了脱碳层等缺陷,这使得齿根处的压应力很难得到保证,从而导致了齿根处的弯曲疲劳强度下降。这时,通过对齿根面的喷丸去除缺陷,能保证齿根的抗弯强度,并能提高其疲劳强度。

8、综合调节设计参数

行星减速机上,根据载荷的大小,对模数、中心距、齿宽等进行了分析。齿的中心间距、齿宽度与啮合强度、齿数、螺旋角、重合度、啮合角、加工精度、变位系数等都有一定的关系。在这些因素中,位移因子是一个非常关键的因素,对许多其它的因素都有直接的影响。在设计过程中,可以通过调节变形因子,提高其弯曲强度、提高啮合质量和凑合中心距,从而提高了齿轮的使用寿命。

9、调节变位因子

要提高齿轮的受力性能,就需要对其失效原因和失效模式进行分析,找到其主要矛盾,进而确定其选用的基本原理。行星减速机通常使用的是硬齿面(HB<350).硬齿面闭合齿轮的主要危害是齿根处的疲劳裂纹在循环应力的作用下逐步扩大,从而导致齿根断裂。然而,在实际应用中,由于齿面磨损剥落,硬齿面齿轮的工作性能下降。因此,在此情况下,应尽可能增加传动机构的啮合角度 a (也就是使总位移系数最大),既能增加接触强度,又能增加齿形系数值,增加齿根弯矩。如果需要,也可以合理地配置变位因子,使得两个齿轮的齿根弯曲强度基本相同。合理选用齿轮传动机构,可以提高传动机构20~30%的载荷。

10、齿轮的精度和误差

齿面强度不但与齿形精度水平相关,还与齿节的绝对误差密切相关。如果齿轮的基础误差最大,那么轮齿受到的滚压也就越大,造成的点蚀失效也就越严重。所以,必须要严加管束。

11、降低输入速度

减速器的输出负载力矩与输出速度之间存在着一定的关系,在保证其使用寿命的前提下,输出转速和负载扭矩都很低;输出速度较慢,负载扭矩较大。高转速下,齿轮的啮合次数越多,则疲劳时间越短,而疲劳时间越长。

12、选用齿轮材料

对重型齿轮,应根据其工作特性选用合适的材质,以保证其表面的硬度、金属的耐磨、铁芯的韧性。要达到上述条件,最适合的是渗碳和淬火的齿轮。对重型齿轮,通常选用含碳小于0.2%的合金钢,而合金成分主要是铬、镍、钼、钛等。结果表明,上述成分对提高淬透性、细化晶粒、提高耐磨性、延性等均有明显的效果。在进行结构设计时,应从强度、工艺等方面进行综合考虑。


文章来源:http://www.twpnk.com/


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