圓形活齒行星齒輪減速器設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 06:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 形的齒輪與給定針輪的基本嚙合方程。為系統(tǒng)、精確地研究這類傳動奠定了基礎(chǔ)。齒輪與針輪的基本嚙合方程建立坐標(biāo)系如圖 所示，為固定坐標(biāo)系，為與齒輪固連的轉(zhuǎn)動坐標(biāo)系，兩坐標(biāo)原點與重合。為與針輪固連的轉(zhuǎn)動坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點在固定坐標(biāo)系軸上，齒輪中心與針輪中心的距離為。設(shè)齒輪1的齒廓曲線L的方程為 （3—1）式中—齒廓曲線自變參數(shù)。齒廓曲線L的起點在軸上，曲線是光滑的，存在連續(xù)的一階導(dǎo)數(shù)，切線斜率為 （3—2）齒輪齒廓的位置由確定，為齒輪齒廓曲線起始點位置角，即軸與軸的夾角。針輪針齒中心為，在軸上，針齒廓半徑為，針齒中心圓半徑為，針齒中心位置角為，即軸與軸的夾角。齒輪齒廓與針輪齒廓在接觸區(qū)域內(nèi)滿足處處相切接觸。如果在圖示位置時輪齒與針齒嚙合，則嚙合點的公法線為的延長線，此公法線與軸相交于點—節(jié)點，與軸交與點。嚙合點法線角為，嚙合點公法線與軸所夾的銳角為。連接與兩點，令： （3—3）在中有 （3—4）因為當(dāng)針齒與針輪嚙合時，針齒中心在坐標(biāo)系中的軌跡是齒輪齒廓曲線L的等距曲線l。l在坐標(biāo)中的方程為： （3—5） （3—6） （3—7）與軸的夾角 （3—9）因為所以 （3—9）上式為任意齒形的齒輪與針輪的基本嚙合方程。由上述基本嚙合方程可推導(dǎo)出輪齒與針齒嚙合時，位置角、和嚙合位置參數(shù)的關(guān)系式：（3—10）設(shè)式（3—10）的函數(shù)關(guān)系為 （3—11） （3—12）則+（3—13）嚙合點法線角 （3—14）嚙合節(jié)點到齒輪中心的距離 （3—15）瞬時傳動比 （3—16）聯(lián)立式（3—1）～（3—16）得 （3—17）根據(jù)嚙合原理導(dǎo)出內(nèi)齒圈齒廓曲線方程為 （3—18）式中—針齒數(shù)目；—內(nèi)齒圈擺線輪齒數(shù)；—變幅系數(shù)；—針齒中心圓半徑； —偏心距； 文中提出的針齒傳動基本嚙合方程具有普遍意義。它確定了任意齒形的輪齒與針齒嚙合時，嚙合點位置、節(jié)點位置及兩共軛齒廓相互位置關(guān)系。擺線針齒無隙嚙合方程是上述基本方程的一個特例。一般地，經(jīng)修形或有誤差的擺線針齒傳動，其嚙合節(jié)點及瞬時傳動比都是變化的。 性能特點分析圓形活齒少齒齒差傳動除了具有其他少齒差傳動的優(yōu)點：傳動比大、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等以外，本身還存在獨自的一些特點： 在結(jié)構(gòu)方面由于將一般少齒差傳動中的輸出機構(gòu)與輪齒部分合并為一，因此可獲得行星齒輪傳動中最簡單的傳動結(jié)構(gòu)。 在工藝方面齒圈的齒形可在插齒機上加工切制，改裝磨頭后可進行磨削，從而解決內(nèi)齒輪硬齒面的精加工問題。至于其它零件多為圓柱狀，皆可在通用機床上加工，故此，這種傳動的工藝性能是很好的。 在運轉(zhuǎn)性能方面這種傳動除與其他少齒差傳動一樣具有多齒同時嚙合的優(yōu)點外，由于此時套筒為活齒，它與作為輸出元件的柱銷以及內(nèi)外齒圈的相應(yīng)輪齒同時嚙合，如果適當(dāng)選擇設(shè)計參數(shù)與結(jié)構(gòu)，則可實現(xiàn)使所有嚙合副在受載傳動過程中均處于凸凹接觸的內(nèi)嚙合狀態(tài)下，這樣，輪齒可以承受很大的載荷而產(chǎn)生的應(yīng)力卻很小，另外此時各嚙合受載元件皆作滾轉(zhuǎn)運動，而且彼此的曲率半徑相差不大，這容易形成油膜，潤滑條件好，可獲得較高的傳動效率。與輸入軸盤固結(jié)的各柱銷沿軸向兩端支撐，中間尚可通過間隔環(huán)增強各柱銷的支撐與均載作用，這樣柱銷的強度與剛度都較大，而且軸向尺寸的自由選取范圍也大，因此可通過增大輪齒寬度來提高傳遞功率，并能在優(yōu)化設(shè)計中使整個傳動結(jié)構(gòu)的徑向尺寸和軸向尺寸合理匹配。所以，這種傳動形式具有潤滑好、高效、承載力大、能傳遞大功率等優(yōu)點。由于這種傳動中各零件受載皆處于內(nèi)嚙合狀態(tài)，產(chǎn)生的應(yīng)力小，因而有可能采用普通鋼材，甚至粉末冶金或工程塑料來制造。加工方便，使整個傳動裝置的價格更為低廉。綜上所述可以看出，套筒活齒少齒差傳動具有傳動效率高，傳遞大功率、大速比，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工藝性好及價格低廉等優(yōu)點，是一種很有發(fā)展前途的新型傳動。 與其他行星齒輪傳動比較簡述在使用工況要求及其它性能基本相同的情況下：、最有代表性的擺線減速機相比較，套筒活齒少齒差傳動有明顯的優(yōu)越性，這主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)大為簡化，齒形加工無需專用機床，輪齒嚙合及轉(zhuǎn)臂軸承的承載能力顯著提高，從而能傳遞更大的功率。，雖然結(jié)構(gòu)與性能基本相同，但套筒活齒少齒差傳動能夠?qū)⑵渌鼈鲃又惺茌d元件嚙合時存在的往復(fù)滑動變換為轉(zhuǎn)動，從而改善了潤滑條件，提高效率，同時整個裝置的結(jié)構(gòu)與加工工藝更為簡化。－H型行星齒輪傳動相比較，2K－H型行星傳動除了結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜外，單級傳動的速比范圍一般僅為i=3～7，傳遞較大速比時需要2～3級傳動串聯(lián)，另外，其內(nèi)齒輪齒形由于精加工困難，而通常只作表面硬化處理或采用軟齒面，因而這就限制了承載能力的提高。相比之下，套筒活齒少齒差傳動，由于傳遞速比大，采用單級傳動即能代替二級2K－H型行星傳動，結(jié)構(gòu)可大大簡化，實現(xiàn)多齒嚙合也無需考慮均載問題，而且所有受載嚙合傳動元件（包括內(nèi)齒圈）皆可制成硬齒面，因此，它具有明顯的先進性。行星齒輪傳動與其他齒輪傳動相比較，由于具有體積小、承載能力大、高效、緊湊等一系列優(yōu)點，現(xiàn)已成為機械傳動更新?lián)Q代的一種先進的傳動型式而受到普遍的重視和廣泛的應(yīng)用，此中少齒差行星傳動因其適應(yīng)生產(chǎn)機械化、自動化的更高需求，故發(fā)展尤為迅速。然而現(xiàn)有的各類少齒差傳動存在的問題主要是傳動功率受限制，而且結(jié)構(gòu)性能尚有待進一步改善，因此，研制開發(fā)套筒活齒少齒差傳動等新的傳動形式以滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，是一項急待開展、而又很有意義的工作。4 圓形活齒行星傳動的參數(shù)選擇和幾何計算 圓形活齒行星傳動的參數(shù)選擇 針齒中心圓半徑針輪的針齒中心圓半徑?jīng)Q定著整個機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸和承載能力，由擺線輪和針輪間的接觸強度條件式≥524確定。 傳動比和齒數(shù)、 傳動比為已知，由于少齒差行星傳動＝，并且內(nèi)齒圈齒數(shù)比針齒數(shù)多一個，所以＝1，傳動比公式＝，即：＝28 ＝+1＝29 （4—1） 短幅系數(shù)短幅系數(shù)的選擇直接影響擺線輪的齒廓形狀和承載能力，并與輸出機構(gòu)的設(shè)計密切相關(guān)。理論上，當(dāng)短幅系數(shù)在0～1之間均可，但實踐證明，～。這時候擺線齒廓的承載能力較高，輸出機構(gòu)的設(shè)計也比較合理。根據(jù)系列化的設(shè)計要求，～。根據(jù)表4—1選得＝。表4—1 短幅系數(shù)取值范圍擺線輪齒數(shù)≤1113～2325～3537～5961～87短幅系數(shù)～～～～～ 針徑系數(shù) 針輪上相鄰兩針齒中心之間的弦長與針齒套直徑的比值稱為針徑系數(shù)。顯然針徑系數(shù)的大小表明針齒在針輪上分布的密集程度，有 （4—2）由上式可知，當(dāng)＝1時，表明針齒在針輪半徑的圓周布滿，相鄰針齒間沒有間隔，甚至發(fā)生干涉，針齒殼的強度也受到極大的削弱。為了避免針刺相碰和保證針齒與針齒殼的強度，可取14，?。健?，～。根據(jù)表4—2選得＝表4—2 針齒系數(shù)取值范圍針齒數(shù)目12
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