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作者:an888    发布于:2024-03-18 04:13   

  首页*万和城娱乐*首页UG强大的建模能力和ADAMS专业的仿真能力,还有UG和ADAMS的接口的完美配合,使得实验数据的可靠性得到保证。在用UG绘制零件并装配后,需要对减速器整体进行间隙干涉检查,保证解雇设计的合理性。由实验数据分析可知,转速相同的情况下,重力越大则齿轮啮合力幅值越大。最后可以得到结论:行星齿轮减速器在转动过程中,重力影响因素对齿轮啮合力的影响较大。

  行星齿轮减速器:主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈。行星轮减速其实就是齿轮减速的原理,它有一个轴线位置固定的齿轮叫中心轮或太阳轮,在太阳轮边上有轴线变动的齿轮,即既作自转又作公转的齿轮叫行星轮,行星轮有支持构件叫行星架,通过行星架将动力传到轴上,再传给其它齿轮.它们由一组若干个齿轮组成一个轮系.只有一个原动件,这种周转轮系称为行星轮系.行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速。

  最后,通过具体的实验操作,采取一组具体的齿轮参数进行建立模型,同时得到最终的设计参数,经过计算可知进行优化设计后的体积比原来减少了46. 4%。实验结论证明该优化设计可靠可行。

  行星齿轮减速器广泛应用于化工、采油、纺织、冶金等工程机械上。其使用工况往往复杂恶劣,所以针对其工作条件,需要减速器本身具有高可靠性,高寿命,大功率,体积小等特点。一般可以得到三个条件,作为构建优化模型的约束:传动比条件、邻接条件、同心条件、装配条件。

  在以往的行星齿轮减速器的设计过程中,其优化方法多种多样,下面就其中主要的几种加以介绍:

  第一种,可以采用UG针对减速器进行三维建模,得到行星齿轮减速器的实体模型,然后将模型导入ADAMS软件中进行分析,在重力因素不同的条件下得到不同的运动仿真分析结果,比较不同情况下齿轮啮合力的大小,从而进行分析得到所需的实验结果。此外,此仿真过程中齿轮的转速也是也是自变量之一,在不同的转速下要分组进行实验,得到实验数据进行分析。

  减速器技术的发展始于20世纪70年代,成熟于20世纪80年代。在减速器发展初期,产品以高可靠性,高速化,被大规模推广应用。在80年代,各项技术在国外都逐渐成熟,且重量有所减轻、传动噪声低等目标也得到较好的实现。在国内,改革开放后,积极汲取国外的先进技术并引进加工设备,使得我国在齿轮加工方面有了大幅度的进步,得到了高精度,高速并可用于大功率装置的齿轮,这为我国的减速器的发展打下了坚实的基础。

  结论:对齿轮的精度有所影响的误差来源中,主要是来源于两大类误差:固有误差和装置误差。其中固有误差来自于齿轮本身,这类误差不可避免。另外一种误差装置误差来源于安装过程中的各个构件之间的位置安装不合理,主要有间隙误差、偏心误差和箱体误差。对于这三种误差,间隙误差可以使得回程误差变大或变小,但是安装完毕后,间隙误差对于回程误差的影响就完全确定;偏心误差主要是指安装中轴和齿轮之间轴线不一致引起的,不易消除,只能通过严格控制各配合处的安装来控制;箱体误差和偏心误差相似也要严格控制安装过程。 此外还有因温度变化和弹性变形引起的变形误差,不过此类误差对回程误差的影响比较小,此种误差可以通过增加齿轮轴的刚度来减小对回程误差的影响。 各级行星齿轮对回程误差的影响大小不同,一般是末级最大,直到输入级逐级减小,所以减小回程误差的有效办法就是优先控制末级及其临级的回程误差,可以最大化的调节减小回程误差。传动比则是对传动链回程误差影响较大,且传动比对传动链的回程误差的影响在某一值后开始减弱,可以通过增大各级传动比和减小传动链的级数来减小传动链回程误差,传动比不可大,受到体积的限制。

  减速器在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置,通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,并传递更大的转矩。目前成熟并标准化的减速器有:圆柱齿轮减速器、涡轮减速器、行星减速器、行星齿轮减速器、RV减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器。相比于谐波减速器,RV减速器具有更高的刚度和回转精度。因此在关节型机器人中,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置;而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部;行星减速器一般用在直角坐标机器人上。

  (1)针对行星齿轮减速器的某些零部件进行精密加工,使其达到较高的精度,或者对直接的整个传动链进行高精度加工。

  (2)针对回程误差的计算综合式可得,应用优化办法合理的分配各级行星齿轮的回程误差,达到整体回程误差最小的效果。这种办法,不会使得生产成本增加,故应用该方法。使用该方法就是按照修正系数的大小,调整各部分的行星齿轮的回程误差,在这里末级的行星齿轮回程误差所占的比例较大,所以一般要优先调节末级齿轮副的回程误差,使其减小,其它级数按此依次进行。

  对于行星齿轮减速器,最关键的就是其传动比的分配,所以优化行星齿轮减速器可以主要针对传动比进行优化分配。齿轮减速器的应用十分广泛,其传动效率高,输出的扭矩、减速比较大,可靠性优良。针对多级行星齿轮减速器,一般主要的设计参数有:模数,螺旋角,齿数,齿宽,各级传动比。

  行星齿轮减速器优化方法介绍:通过前面的计算可以知道,本行星齿轮减速器的数学模型建立过程是通过多个约束条件和离散、连续变量确立的目标函数,最重要求解的还是一个离散变量优化的过程,这里采用离散复合形方法、随机网络搜索方法等方法相互借鉴结合,最终形成了混合离散复合形方法,应用此方法对原模型进行优化,从而得到最优的数学模型,解出最优解。该方法是使用给定一些初始点的情况下,通过比较迭代的方法,移动给出的离散点,使得各点想最优点的位置移动,最后得到满足一定收敛条件的一组最优的数据点,建立最优数学模型。

  正是因为这些优点,行星齿轮传动技术在我国得到了快速的发展,得到了广泛的应用,目前其产品种类丰富,承载能力等性能也基本都达到了国际同类产品的先进水平。不过目前大多的厂家是仿制国外同类产品,我国仍应大力进行齿轮减速机的改革创新,早日完成高新技术的转型。目前广泛在华东地区、华北地区,被应用于广泛的工业场合。其中行星齿轮减速器中的行星齿轮的套数和回程间隙是两个非常重要的参数。

  齿轮圆周侧隙和回程误差之间的联系:圆周的侧隙为线性值,回程误差为角度值,两者前者为固定值, 后者随着分度圆的半径改变,所以当圆周侧隙换算到各轴的回程误差值不同,所以一般规定选择换算到从动轴。

  行星齿轮侧隙与回程误差的联系:行星齿轮减速器由多个行星齿轮、太阳轮、内齿圈和传动轴组成,其中将各级行星齿轮的回程误差折算到太阳轮上,然后统一计算。

  1.1行星齿轮的套数:因一套行星齿轮往往无法满足所需求的较大的传动比,经常需要两套或者三套来满足工作所需的较大的传动比的要求.这就增加了行星齿轮的数量,因此2级、3级减速机的长度增加,传动效率会下降。

  1.2行星齿轮的回程间隙:输出端被固定,输入端进行顺时针和逆时针方向旋转,输入端将产生额定扭矩-2%的扭矩,此时减速机输入端会有一个微小的角位移,该角位移就是回程间隙.单位是分。也可称之为背隙。

  5.1设计变量的确定:行星齿轮个数确定,各轮的齿数,齿宽,模数等待定,这些变量决定了行星齿轮减速器的体积。这里太阳轮的齿数是独立的变量。

  5.2目标函数的确定:优化目标是使得行星齿轮减速器在承受相同载荷的情况下,达到体积最小。其中载荷、工作条件、齿轮材料都已知的前提下,进行太阳轮和行星轮的体积之和的计算。

  1.4行星减速器的内部齿轮相关参数。行星减速器的内部齿轮采用20CrMnTi渗碳淬火并且磨齿具有使用寿命长、体积小、承载能力高、重量轻、性能安全、运转平稳,噪声低、速比大、输出扭矩大、效率高的特点。兼具功率分流和多齿啮合独用的特性。行星齿轮减速器是一种具有广泛通用性的新型减速机,其最大输入功率可达104kW。可以广泛适用于医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、起重运 输、工程机械、建筑机械、轻工纺织、冶金、矿山、石油化工、兵器和航空航天等方面。

  6.1系统精度的分析:影响传动精度的误差主要有两种,一种是回程误差,另一种是传动误差(单向)。目前在行星齿轮减速器的制造过程中主要是针对回程误差进行改进,这里重点研究回程误差。对于整个系统而言,回程误差是各级齿轮传动的回程误差叠加得到,因此研究回程误差要从各级齿轮的回程误差来进行。各级齿轮副的回程误差主要有三种:(1)固有误差:齿轮加工过程中的误差,是齿轮回程误差的主要来源,具体有齿轮的齿宽,齿厚等,这个误差是不可避免的,所有的齿轮中都会存在。(2)装置误差:在行星齿轮减速器装配过程中产生的误差,主要有齿轮与轴,轴与轴承,箱体之间的装配误差,这些误差中最大的就是中心距偏差,此误差在在精密齿轮传动要重点考虑 。(3)其他误差:这类误差是在行星齿轮减速器的运行过程中,由于温升和弹性变形引起的的,这类误差在采取措施后可避免。

  5.3建立约束条件:齿面接触强度、齿根弯曲疲劳强度、模数大于 2 mm等。 优化方法的选择:采用离散变量的组合型法,因为需要优化的变量是离散的变量。最后经过优化计算可以得到所需要的结论。

  行星齿轮减速器在传动精度方面必须得到保证,如果不能保证传动精度,那么齿轮的输出就不能保证,得到的运动就并不是我们想要的。齿轮传动的精度影响因素主要有侧隙和装配、制造、弹性变形、温度变化引起的变形等之间数学关系等两个方面。这里针对这两个方面进行数学上的定量分析,得到一个解决方案,根据所得结果可以在设计行星齿轮减速器确定设计参数过程中,提供一个可供参考的衡量标准。

  (1)行星齿轮回程误差的综合式:在太阳轮作为输出,内齿圈被固定,行星齿轮作为输出的情况下,一般先将回程误差折算到太阳轮的回程误差上,求出太阳轮的回程误差后,在考虑温升,州的受扭矩变形情况。

  (2)行星齿轮传动链的回程误差的综合式:该回程误差其实就是各级行星齿轮的回程误差之和,在计算的过程中要考虑各级行星齿轮的实际情况,根据其固有参数,计算分配相应的修正系数,通过修正系数把各级的行星齿轮的回程误差累加起来,叠加到一根传动轴上,然后针对这一根传动轴进行相关的计算,最后得到传动链的回程误差。

  1.3行星齿轮的行星齿轮结构:随着减速机行业的不断发展,减速机的应用越来越广泛,行星减速机作为其中的一种工业产品,并且是比较重要的一种传动机构,其结构是由一个内齿环紧密结合于箱体上,在环齿中心处是一个使用外部动力所驱动的太阳齿轮,两者之间是一组由三颗齿轮等分组合于托盘上的行星齿轮组,该组行星齿轮由出力轴、内齿环及太阳齿支撑着;当外界动力驱动太阳齿时,行星齿轮依循着内齿环之轨迹沿着中心公转,且本身自转,行星齿轮旋转带动出力轴旋转从而输出动力。利用齿轮的速度转换器,可减速电机的回转数到所要的回转数,并得到较大输出转矩。行星减速机在通用的传递动力与运动的减速机机构中,属精密型减速机,其减速比可以精确到0.1转-0.5转/分钟。

  4.2邻接条件:为起提高机构承载能力作用,需在太阳轮和内齿圈之间添加多个均匀布置的行星轮,这样可同时减小机构的尺寸,并同时可以通过均匀布置行星轮达到力学的平衡。这里存在一个问题就是如何保证相邻的两个行星轮之间不能发生碰撞。两行星轮之间的最小距离就是所谓的邻接条件,两行星轮之间的最小间隙值取决于行星齿轮减速器运行期间的冷却条件,还有就是在齿轮间相互啮合时,齿间润滑油的搅动损失。

  4.3同心条件:在行星齿轮减速器的工作过程中,其结构的特点是输入的轴线和输出的轴线是同一轴线。各行星轮的旋转轴线和中心轮的轴线重合可以保证各级齿轮之间的正确啮合,从而实现运动的可靠性。其几何表示就是中心轮和所有各个行星轮之间的中心距都相等。

  4.4装配条件:装配条件是在有多个行星轮的时候需要满足的一个几何关系,当第一个行星轮与中心轮的装配关系确定以后,其他的行星轮和中心轮之间必须满足一定的装配关系才能让行星齿轮减速器正常准确的运行,即第一个行星齿轮和中心轮的中心距固定下来以后,其他的行星轮和中心轮的中心距也就确定下来了,和第一个中心距相等。还有就是两相邻行星齿轮所夹的中心角在第一个行星轮确定以后转配过程就可以直接计算得到并应用于装配过程,来保证装配的可靠性。

  行星齿轮传动特点是机构配合紧凑、工作载荷较大,在舰船、汽车、自行火炮、航空等工业领域都有广泛的应用,我国之前一直处于运动和仿形设计阶段,目前应对我国航空的高端机械工程领域的大力发展趋势,这些已经远远不能满足工业制造上的需要。在精度控制上,必须加快进入动态设计的研究方法阶段,Leabharlann Baidu而实现在加工精度上的提高。