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提高行星减速机承载能力的12个方法

1.增加齿宽

在传动外径要求不变时,适当增加内部齿轮宽度,可以有效的加大齿轮的承载能力,提高减速机的承载力矩。同时可以减少恒定扭矩下的单位负荷。可降低齿轮挠曲,减少噪声激励,起到降低传动噪声的作用。齿宽系数过大,可能会导致小齿轮钢性差,变形大,在齿宽上造成偏载,不能保证接触精度,通常圆柱齿轮齿宽系数为0.4~0.8.

2.圆弧齿圆柱齿轮传动

圆弧齿轮传动是一种斜齿圆柱齿轮传动,是圆柱齿轮传动的一种形式,具有承载能力高,生产成本低,制造工艺简单,使用寿命长等优点。例如:模数为0.8、输入转速、工况条件、寿命、齿轮宽度均相同条件下,b=15,斜齿圆柱齿轮的承载能力是普通圆柱齿轮的1.36倍左右。

3.增大齿轮模数、增大齿形角

减速机外径尺寸保持不变,需要增大承载能力,可以采用公道增大齿轮模数,减低齿轮齿数来满足。大模数齿轮可以提高齿轮抗弯强度,抗弯强度是齿轮承载能力的重要指标,同时也可以增大啮合角,啮合角增大有利于增大综合曲率半径,减少赫兹应力,起到提高承载能力的作用。

4.增大齿圈许用接触应力

在行星减速机传动中,往往内齿圈比外齿轮硬度要低,材料也不相同,加工热处理工艺也有差距。行星减速机校核强度通常是校核太阳轮-行星轮的传动接触应力(满足传动接触应力小于太阳轮行星轮许用接触应力);太阳轮-行星轮弯曲应力(满足弯曲应力小于许用弯曲应力);行星轮-内齿轮传动接触应力(满足传动接触应力小于行星轮内齿圈许用弯曲应力)。齿圈许用接触应力通常是先失效,故,想要增大承载能力,就要保证齿圈许用接触应力。

5.齿轮修形

齿轮副在承受重载条件下,齿轮啮合时会产生较大的弯曲变形,由于变形使得主动轮参加啮合齿的基节变短,从动轮相应齿的基节变长,在进入和退出啮合时会产生干涉,并且发生在齿顶和齿根处。

对于重载齿轮,一般在齿端修形可防止由于齿向误差引起的齿端过载。齿形修缘、修根和齿端修形是改善重载齿轮传动性能较好的办法。齿顶修缘量大小与载荷大小有密切关系,恰当的修缘可以保证齿轮副啮合(啮入和啮出)时的平稳性,降低动载和噪声,提高抗弯强度和接触强度。

6.润滑选择

润滑油脂使用不当是齿轮失效的主要原因之一。润滑油脂参数直接与齿轮负载、运转速度、齿轮形式、工作温度有关,选用合适、公道的润滑方式和润滑油脂,可以有效的提高设备的使用寿命。

7.齿根喷丸强化

齿轮弯曲强度与齿根表面状况关系很大,特别是渗碳淬火齿轮的齿根部位表面存在脱碳层等缺陷,难以保证残余压应力,使齿根弯曲强度,提高疲劳强度。

8.设计参数综合调整

行星减速机传动中国,模数、中心距、齿宽是按负荷大小计算得出的。中心距和齿宽与接触强度有关,还有齿数、螺旋角、重合度、啮合角、加工精度、变位系数等因素的影响。其中,变位系数是一个很重要的参数,它直接影响多种其他参数,设计时可通过调整变位系数来提高弯曲强度、改善啮合质量、凑合中心距,以提高齿轮使用寿命。

9.变位系数的调整

为了提高齿轮的承载能力,必须分析齿轮传动的失效原因及破坏方式,找出主要矛盾,从而确定选择变位系数的基本原则。行星减速机一般采用硬齿面齿轮。对于硬齿面封闭式齿轮传动,其主要危险是在循环应力的作用下齿根的疲劳裂纹逐渐扩展而造成齿根折断。但是,实际上也有很多硬齿面齿轮传动因齿面点蚀剥落而失去工作能力的。因而,对这种齿轮传动,应尽量增大传动的啮合角(即尽量增大总变位系数),这样不仅可以提高接触强度,还能增大齿形系数值,提高齿根的弯曲强度,必要时还可以适当的分配变位系数,使啮合齿轮变位系数相等,摆线针轮减速机,即达到两齿轮的齿根弯曲强度大致相等。正确的选择变位系,可使齿轮承载能力提高30m30%。

10.齿轮精度与误差

齿轮强度不仅与齿轮精度watermeter等级有关而且与基节误差的尽对值有关。若齿轮具有大基节误差,则加在齿轮上的转动压力也较大,所引起的点蚀破坏也较严重,故需要严格控制。

11.降低输入转速

行星减速机输出承载力矩跟输出速度的关系是,同一行星减速机,在保证寿命条件下,输出转速高,承载力矩小;输出转速低,承载力矩大。转速高时,针对齿轮在单位时间内啮合次数会多,故疲劳时间会断;反之,疲劳时间长。

12.齿轮材料的选择

对于重载齿轮,在材料选择方面要考虑工作特点,要求表面达到一定的硬度,保证接触强度金属耐磨性,芯部有一定的韧性。满足这些要求,只有渗碳淬火齿轮较为合适。对与重载齿轮,材料一般采用含碳量低于0.2%的合金钢,合金元素一般为Cr、Ni、Mo、Ti等。这些元素对提高淬透性、细化晶粒、提高耐磨性和韧性等分别有显著的作用。

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