行星減速機的結(jié)構(gòu)原理
一、組成零件
本體、出力軸、出力軸油封、出力軸承、太陽螺帽、行星架、內(nèi)齒環(huán)、行星齒輪、階段齒輪、滾針軸、太陽齒輪、C型扣環(huán)、入力軸承、入力軸油封、入力法蘭、O型環(huán)、透氣塞、鍵、墊圈、內(nèi)六角螺絲等。
二、傳動原理
行星減速機之傳動結(jié)構(gòu)為目前齒輪減速機效率最高之組合,其基本傳動結(jié)構(gòu)為四個部分:
1、 太陽齒輪 2、行星齒輪(組合于行星架)
3、內(nèi)齒輪環(huán) 4、階段齒輪
驅(qū)動源以直接連接的方式啟動太陽齒輪,太陽齒輪將組合于行星齒輪架上的行星齒輪帶動運轉(zhuǎn)。整組行星齒輪系統(tǒng)沿著外齒輪環(huán)自動運行轉(zhuǎn)動,行星架連接出力軸輸出達到加速目的。更高減速比則需要由多組階段齒輪與行星齒輪倍增累計而成。
三、減速特性
1、 高扭力、耐沖擊:行星齒輪之機構(gòu)形同于傳統(tǒng)平行齒輪的傳動方式。傳統(tǒng)齒輪僅依靠兩個齒輪間極少數(shù)點接觸面擠壓驅(qū)動,所有負荷集中于相接觸之少數(shù)齒輪面,容易產(chǎn)生齒輪間摩擦與斷裂。而行星齒輪減速機具有六個更大面積與齒輪接觸面360度均勻負荷,多個齒輪面共同均勻承受瞬間沖擊負荷,使其更能承受較高扭矩力之沖擊,本體及各軸承零件也不會因高負荷而損壞破裂。
2、 體積小、重力輕:傳統(tǒng)齒輪減速機的設計皆有多組大小齒輪偏向交錯傳動減速,由于減速比須由兩個齒輪數(shù)之倍數(shù)值產(chǎn)生,大小齒輪間更要有一定之間距咬合,因此齒箱容納空間極大,尤其高速比的組合時更需要由兩臺以上減速齒箱連接組合,結(jié)構(gòu)強度相對減弱,更使齒箱長度加長,造成體積與重量極為龐大。行星減速機的結(jié)構(gòu)可依需求段數(shù)重復連接,單獨完成多段組合,體積小,重量輕、外觀輕巧,相形使設計更有價值感。
3、 高效率、低背隙:由于齒輪減速機每一組齒輪減速傳動時只有單齒面咬合接觸,當傳動相等扭力時需要更大的齒面應力,因此齒輪設計時必須采用更大之模數(shù)與厚度,齒輪模數(shù)越大將造成齒輪間偏轉(zhuǎn)公差值變大,相對形成較高齒輪間隙,各段減速比間的累計背隙隨之增加。而行星齒輪組合中特有的多點均勻密合,外齒輪環(huán)的圓弧包洛結(jié)構(gòu),使外齒輪環(huán)與行星齒輪間緊密結(jié)合,齒輪間密合度高,除了提升極高之減速機效率之外,設計本身可達到高精度定位作用。
四、安裝方法
在減速機家族中,行星減速機以其體積小,傳動效率高,減速范圍廣,精度高等諸多有點,而被廣泛應用于伺服、步進、直流等傳動系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動的前提下,主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負載/電機的轉(zhuǎn)動慣量比。正確的安裝,使用和維護減速機,是保證機械設備正常運行的重要環(huán)節(jié)。因此,在安裝行星減速機時,請務必嚴格按照下面的安裝使用相關(guān)事項,認真地裝配和使用。
1、安裝前確認電機和減速機是否完好無損,并且嚴格檢查電機與減速機相連接的各部位尺寸是否匹配,這里是電機的定位凸臺、輸入軸與減速機凹槽等尺寸及配合公差。
2、旋下減速機法蘭外側(cè)防塵孔上的螺釘,調(diào)整PCS系統(tǒng)夾緊環(huán)使其側(cè)孔與防塵孔對齊,插入內(nèi)六角旋緊。之后,取走電機軸鍵。
3、將電機與減速機自然連接。連接時必須保證減速機輸出軸與電機輸入軸同心度一致,且二者外側(cè)法蘭平行。如同心度不一致,會導致電機軸折斷或減速機齒輪磨損。
注意:嚴禁用鐵錘等擊打,防止軸向力或徑向力過大損壞軸承或齒輪。一定要將安裝螺栓旋緊之后再旋緊緊力螺栓。安裝前,將電機輸入軸、定位凸臺及減速機連接部位的防銹油用汽油或鋅鈉水擦拭凈。在電機與減速機連接前,應先將電機軸鍵槽與緊力螺栓垂直。為保證受力均勻,先將任意對角位置的安裝螺栓旋上,但不要旋緊,再旋上另外兩個對角位置的安裝螺栓最后逐個旋緊四個安裝螺栓。最后,旋緊緊力螺栓。所有緊力螺栓均需用力矩板手按標明的固定扭力矩數(shù)據(jù)進行固定和檢查。減速機與機械設備間的正確安裝類同減速機與驅(qū)動電機間的正確安裝。關(guān)鍵是要必須保證減速機輸出軸與所驅(qū)動部分軸同心度一致。
四、公式及范例
1、HP=716.2 (HP馬力、T扭矩、N、轉(zhuǎn)速)
2、行星減速機扭矩=9550×電機功率÷電機功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)×速比×使用效率(95%)
3、范例:(1)已知出力軸回轉(zhuǎn)數(shù)為90rpm,入力軸回轉(zhuǎn)數(shù)為1800rpm,求其減速比?
R=90=20 即:減速比=20
(2)入力傳動馬力為1HP,減速比為20:1,設計傳動效率為100%,求其輸出扭矩?
HP=716.2 得:T=1800=0.3979kg–m