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两级同轴式双环减速机的结构分析

人气:463来源:正规赌博十大网站app|发表时间:2015-12-31 10:14:02
    1、 新型环式减速机的基本结构与传动机理
  针对目前环式减速机在高速大功率工况下振动噪声超标;其曲轴采用偏心套方式,不仅存在微动磨损,发热导致轴承早期破坏,而且曲轴加工分度精度要求高等问题,提出了一种新型平行动轴少齿差环式减速机。该减速机是由一级普通圆柱齿轮传动和一级双环减速传动构成,其中一级普通圆柱齿轮由三个相互啮合的大齿轮、小齿轮构成,其中两个大齿轮安装在两根互相平行且各具有两个偏心轴颈的曲轴上,两个传动环板(内齿轮)通过轴承1安装在偏心曲轴上,偏心曲轴通过轴承3安装在箱体上,外齿轮的轴为输出(低速)轴,其轴线与偏心曲轴轴线平行,输出轴通过轴承2支承在箱体上,两个传动环板(内齿轮)与外齿轮啮合,啮合瞬时相位差呈180°。动力从输入轴输入,通过一级普通圆柱齿轮(大齿轮、小齿轮)将功率分流到两偏心曲轴上,实现双曲柄轴同步输入,传动环板(内齿轮)与输出外齿轮啮合,实现功率合流输出。
  从上述结构形式可以看出,该新型平行动轴少齿差环式减速机既保留了目前环式减速机结构简单、传动比大和承载能力强的优点,同时因采用一级圆柱齿轮传动进行减速后再进入环式减速传动,故克服了目前环式减速机不适宜高速传动这一不足。两根偏心曲轴互成180°的两个偏心曲拐采用一根曲轴加工,以保正曲轴偏心量的精度,去掉了偏心套,克服了微动磨损.输出轴采取悬臂安装方式,输入轴通过轴承支承在输出轴上,使结构更为紧凑,一级普通圆柱齿轮传动的大齿轮起到搅油的作用,可降低减速机润滑油的液位。
  2、新型环式减速机的受力分析  
  新型环式减速机转臂轴承受力较大,是系统中的薄弱环节。利用I2DEAS软件建立各零/部件实体几何模型并进行虚拟装配,在小齿轮、大齿轮、环板和输出轴的轴承处建立铰链约束,只有一个旋转自由度;在输入轴、偏心曲轴和外齿轮的轴承处建立弹性约束,在大齿轮和输出轴的轴承处的铰链上施加运动;在传动环板(内齿板)与输出外齿轮啮合点处建立一“无质量旋转点”,将啮合力的径向力Fr和轴向力Ft施加在这“无质量旋转点”上。在定义约束及各连接副后,导入ADAMS软件中,建立整个减速机传动系统刚体动力学模型,。采用修正Newton2Raphson迭代法求解。仿真时间设为0108s,得出一偏心曲轴上转臂轴承和箱体轴承受力情况,另一偏心曲轴上转臂轴承和箱体轴承受力情况基本相同,相位相差180°。
  同一偏心曲轴上两个转臂轴承的载荷大小及变化趋势基本相同,相位相差180°,最大值为9500N左右,最小值为5000N左右。同一根偏心曲轴上的两箱体轴承的载荷大小及变化趋势也基本相同,相位相差180°,轴承载荷变化相对较平缓,没有大的突变,表明该减速机有效地克服了死点.
  3、试验研究
  根据前面的设计制造出的新型同轴式双环减速器样机,功率为515kW,输入转速为1440r/min,在齿轮传动实验台上对所研究的样机进行传动性能及振动测试试验。
 (1) 新型环式减速机的跑合试验
  将新型环式减速机的箱体内零/部件按传动结构装配,在装配上箱体之前,用手转动一级输入轴半联轴器,看其是否转动灵活,支承轴承是否对心。如果转动卡死,首先考虑外齿轮装配是否正确。装配好后,空载跑合4h,正转和反转分别跑合2h;然后加载20跑合2h,加载50跑合2h,最后加载100跑合2h.跑合试验后,将原来加入的润滑油放出,并清理箱体底部;然后重新注入润滑油,为以下的性能试验作准备。
 (2)新型环式减速机的效率试验
  新型同轴式双环减速机传动的效率试验采用分级、逐步加载完成,额定转速和转矩下,高速轴齿轮每齿应力循环数达到3×106后,将输入转速分为750r/min、1000r/min、1500r/min三挡,输出转矩按占额定输出转矩的百分比为60、80、100三挡。在恒定转速变转矩和恒定转矩变转速两种工况下,进行传动效率测试。
  从测试出的传动效率曲线可以看出,传动效率随输出转矩的增加而增加,随输入转速的增加而降低。
在额定转矩下,传动效率随输入转速的增加而缓慢降低,在额定转速和额定转矩下,其传动效率达到96.
  4 、结语
  环式减速机具有结构简单、传动比大、承载和过载能力强等优点,但在使用过程中存在振动大、温升高和轴承早期破坏等问题,制约了该产品推广进程。本文在研究现有平行动轴少齿差环式减速机结构特点、传动原理及存在问题的基础上,提出了一种新型平行动轴小齿差环式减速机,对该减速机的结构形式、传动原理进行了分析,对其性能进行了理论研究和试验测试。结果表明该种新型环式减速机不仅传动比大,且结构紧凑、简单;用一根曲轴加工,再一分为二的工艺方法,保证了曲轴偏心量的精度,安装精度也容易保证;去掉了偏心套,克服了微动磨损;额定功率下效率可达到96.振动达国家B级水平。

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