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《行星齒輪減速器》PPT課件

上傳人:xiao****017 文檔編號:16380569 上傳時間:2020-09-30 格式:PPT 頁數(shù):41 大?。?.88MB
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1、行星齒輪傳動及 行星齒輪減速器,,引言:,機器人設計時要求其驅(qū)動裝置及其傳動裝置質(zhì)量輕,并具有較大的功率質(zhì)量比。為此機器人所使用的傳動機構要求質(zhì)量輕且輸出功率大。 行星齒輪傳動是一種具有動軸線的齒輪傳動,可用于減速、增速和差動裝置。行星齒輪傳動和圓柱齒輪傳動相比具有質(zhì)量輕、體積小、傳動比大、效率高等優(yōu)點。缺點是結(jié)構復雜,精度要求較高。,一、周轉(zhuǎn)輪系的組成,,1定義:,周轉(zhuǎn)輪系: 輪系中如果至少有一個齒輪的軸線繞另一個齒輪的軸線轉(zhuǎn)動,這個輪系則為周轉(zhuǎn)輪系。 行星輪: 既繞自身軸線旋轉(zhuǎn)又繞公共軸線旋轉(zhuǎn)的齒輪稱為行星輪。 中心輪K: 齒輪的中心線固定并與主軸線重合,且與行星齒輪相嚙合的齒輪稱

2、為中心輪。 行星架H(系桿): 支承行星輪的構件稱為行星架或系桿。,周轉(zhuǎn)輪系圖例:,,主要構成: 1、3中心輪 2行星輪 H系桿,a)中心輪均不固定差動輪系,b)一個中心輪固定行星輪系,2周轉(zhuǎn)輪系的構成:,周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、中心輪K、行星架H和機架構成。周轉(zhuǎn)輪系中凡是軸線與主軸軸線重合,并承受外力矩的構件稱為基本構件。如:中心輪、系桿等。,二、周轉(zhuǎn)輪系的分類,,1按周轉(zhuǎn)輪系的自由度分:,差動輪系: 若周轉(zhuǎn)輪系的自由度為2,則稱其為差動輪系。亦即該輪系有兩個獨立運動的主動件。 行星輪系: 若周轉(zhuǎn)輪系的自由度為1,則為行星輪系。這種輪系只有一個獨立運動的主動件。 附:機構的自由度: 指機構

3、中各構件相對于機架所具有的獨立運動的數(shù)目。,2按基本構件的組成分:,2K-H型周轉(zhuǎn)輪系: 輪系中有兩個中心輪。 3K型周轉(zhuǎn)輪系: 輪系中有三個中心輪,行星架只是起支承行星輪的作用。 K-H-V行星輪系: 輪系中只有一個中心輪,其運動是通過等角速機構由V軸輸出。,周轉(zhuǎn)輪系分類圖例(1):,2K-H型周轉(zhuǎn)輪系,,周轉(zhuǎn)輪系分類圖例(2):,3K型行星輪,K-H-V型行星輪,,三、周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算,,1定軸輪系傳動比的計算:,所有齒輪中心線是固定的。,,,運動輸入,運動輸出,2周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算基本思想:,由于周轉(zhuǎn)輪系中有行星輪,故其傳動比不能直接用定軸輪系傳動比的公式進行計算。但是如果把輪系中的

4、行星架相對固定,即將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系,就可以借助該轉(zhuǎn)化機構按定軸輪系的傳動比公式進行周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算。這種方法稱為反轉(zhuǎn)法或機構轉(zhuǎn)化法。,3周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算公式推導(1):,如圖所示的周轉(zhuǎn)輪系中,各構件在原機構和轉(zhuǎn)化機構中的角速度如下表所示: 構件 周轉(zhuǎn)輪系中角速度 轉(zhuǎn)化輪系中角速度 1 1 1H=1-H 2 2 2H=2-H 3 3 3H=3-H H H HH=H-H=0,,,,,,,,,,,轉(zhuǎn)化輪系公式推導圖例:,,3周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算公式推導(2):,轉(zhuǎn)化輪系傳動比的計算公式為:,3使用轉(zhuǎn)化輪系傳動比公式注意事

5、項:,只適合于轉(zhuǎn)化輪系中首末兩輪軸線平行的情況。 表達式齒數(shù)比前的正負號表示的含義是:“+”表示轉(zhuǎn)化輪系中首末兩輪轉(zhuǎn)向相同,“-”表示首末兩輪轉(zhuǎn)向相反。它影響著各構件角速度之間的數(shù)量關系。 式中各角速度均表示代數(shù)值。計算時要帶符號運算。,示例:,如圖所示輪系中,已知z1=100,z2=101,z3=100,z4=99,求iH1,,,,,示例解答(1):,從圖中可以看出,只有一個獨立的主運動中心輪,因而是行星輪系。且n4=0。 運用轉(zhuǎn)化機構公式進行計算: 有:,示例解答(2):,四、行星輪系中各輪齒數(shù)的確定,設計行星輪系時,行星輪系中各輪齒數(shù)的選配要滿足以下四個條件:,1滿足傳動比條件:,因為

6、輪系中有: i1H=1+z3/z1 z3/z1=i1H-1,2滿足同心條件:,要保證兩個中心輪與行星架的回轉(zhuǎn)軸線重合。 d1=mz1,d2=mz2, d3=mz3 且 d3/2=d2+d1/2 z3=z1+2z2,3滿足安裝條件:,為了平衡輪系中的離心慣性力,減少行星架的支承反力,減輕輪齒上的載荷,一般采用多個行星輪均布在兩個中心輪之間。因此行星輪的數(shù)目與各輪齒數(shù)之間必須滿足一定的關系。即: 式中的k為行星輪的個數(shù),N為整數(shù)。含義是兩個中心輪的齒數(shù)和應為行星輪個數(shù)的整數(shù)倍。,滿足安裝條件圖例:,,4滿足鄰接條件:,多個行星輪裝入兩個中心輪之間,應保證相鄰兩行星輪之間不發(fā)生干涉。應滿

7、足: (z1+z2)sin(180/k)z2+2ha,五、太陽輪、行星輪、行星架常見結(jié)構,,1太陽輪結(jié)構:,當太陽輪不浮動時,可簡支安裝或懸臂安裝,2行星輪結(jié)構:,中、低速行星齒輪傳動:常用的行星輪結(jié)構如圖。常采用滾動軸承支承。 當傳動比較大,行星輪的直徑較大時:軸承可安裝在行星輪孔內(nèi)。這樣可以減小傳動的軸向尺寸,并使裝配結(jié)構簡化。在行星孔內(nèi)裝兩個軸承時,應盡量使軸承之間的距離增大。 當行星輪內(nèi)裝軸承的尺寸不夠時:可將軸承裝在行星架上。 高速重載的行星傳動:可采用滑動軸承。,行星輪圖例(1):,,行星輪圖例(2):,,行星輪圖例(3):,,行星輪圖例(4):,,3行星架結(jié)構:,分為雙臂整體式、

8、雙臂分離式和單臂式三種結(jié)構。,行星架結(jié)構圖例(1):,雙臂整體式行星架,結(jié)構剛性較好,行星輪的軸承一般安裝在行星輪內(nèi)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,行星架結(jié)構圖例(2):,雙臂分開式行星架,結(jié)構較復雜,剛性較差。當傳動比較小時,行星輪軸承安裝在行星架上。裝配較方便。,行星架結(jié)構圖例(3):,焊接結(jié)構行星架,用于單件生產(chǎn)的情形。,行星架結(jié)構圖例(4):,單臂式行星架,結(jié)構簡單,裝配方便,軸向尺寸小。但行星輪屬懸臂布置,受力不好,剛性差。,NGW型單級行星減速器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,主要構成: 15輸入軸 7、14中心輪 12行星輪 16行星架,,,行星減速器運動軌跡模擬圖,,,,,,,,,,,,,

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