行星減速機(jī)基礎(chǔ):機(jī)械疲勞和扭矩能力
發(fā)布于:2020-12-19 10:17:33 點(diǎn)擊量:
行星減速機(jī)是一種包含齒輪系,其形式為包含齒輪系列的機(jī)械組件。實(shí)際上,行星齒輪組可能是集成減速機(jī)中最常見的布置。行星減速機(jī)通過聯(lián)軸器或(在越來越多的情況下)由電動機(jī)制造商直接集成到精密電動機(jī)。
更具體地,最簡單的行星齒輪組接合三種齒輪子類型。行星齒輪圍繞太陽齒輪旋轉(zhuǎn),而太陽齒輪旋轉(zhuǎn)到位,而環(huán)形齒輪(通常是加工到內(nèi)部組件表面的固定齒輪)容納行星。 請注意,隨著行星籠的旋轉(zhuǎn),它以低轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速提供高扭矩輸出。但是,并非所有行星減速機(jī)都有固定的元件:差動系統(tǒng)中的所有齒輪和元件都會旋轉(zhuǎn)-通常將兩個輸入組合成一個輸出,反之亦然。
行星齒輪組件以一種特殊的方式處理負(fù)載,特別適合于對剛性要求嚴(yán)格,動態(tài)負(fù)載或頻繁停停,低慣性和高轉(zhuǎn)矩密度以及高效率設(shè)計(jì)目標(biāo)的應(yīng)用。
大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪通過一個齒輪嚙合傳遞軸的全部負(fù)載。
相反,行星減速機(jī)中的齒輪通常具有至少三個作用中的齒輪嚙合。這些嚙合點(diǎn)的固有平衡特性可保持潤滑劑的均勻分布,從而使行星減速機(jī)在某些設(shè)計(jì)中可以接受超過10,000轉(zhuǎn)速的輸入軸轉(zhuǎn)速。在這里,行星減速機(jī)的緊公差和低反沖(以及較高的扭轉(zhuǎn)剛度)有助于最小化反沖,從而提高齒輪電動機(jī)組件的精度-這在設(shè)置驅(qū)動定位任務(wù)的應(yīng)用中特別有用。
有幾種尺寸和選擇行星減速機(jī)的方法。第一種選擇是選擇完全集成的齒輪馬達(dá)。另一個選擇是使用帶有單獨(dú)指定的子組件的傳統(tǒng)設(shè)置。對于后者,首先分析應(yīng)用程序的占空比和運(yùn)動曲線。對于非常動態(tài)的設(shè)置,調(diào)整大小需要使用通過此處顯示的公式計(jì)算出的等效負(fù)載值。請注意,不同于RMS值來量化電動機(jī)選擇中的熱極限和電流極限,機(jī)械疲勞值是行星減速機(jī)的主要極限……與L10軸承壽命值一樣,它也是第三個因素。
行星減速機(jī)的額定扭矩必須達(dá)到或超過等效負(fù)載扭矩,才能連續(xù)移動負(fù)載。為什么這很重要?好吧,這個額定扭矩以及電動機(jī)型號和變速箱??減速比最終決定了哪種齒輪排列適合給定的應(yīng)用。除此值外,另一個峰值扭矩是應(yīng)用程序在緊急停止期間可能需要的最大峰值扭矩。通常,該值表示行星減速機(jī)在發(fā)生故障之前將承受的循環(huán)次數(shù)。
行星減速機(jī)的運(yùn)動學(xué)特性確??煽康臐櫥瑒┓峙?,從而防止常見的齒輪故障模式?;蛑匦驴紤]慣性匹配,因?yàn)檫@是行星減速機(jī)使運(yùn)動設(shè)計(jì)受益的另一種方式。負(fù)載和電動機(jī)轉(zhuǎn)子慣性相匹配,可提供經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)計(jì),并且易于控制。大于1:1的不匹配通常需要使用更大的電動機(jī)和控制器,而小于1:1的不匹配則表示電動機(jī)過大,與移動負(fù)載相比,電動機(jī)更多的轉(zhuǎn)矩是用于移動自己的轉(zhuǎn)子。在這里,行星減速機(jī)為工程師提供了一種平衡設(shè)計(jì)成本與性能的方法。還要注意,行星減速機(jī)都具有最小的反沖,但是仍然有各種等級。選擇顯示10甚至20弧分的選項(xiàng)。如果超精密減速機(jī)的附加成本(齒隙小于或等于幾弧分)不合理。
更具體地,最簡單的行星齒輪組接合三種齒輪子類型。行星齒輪圍繞太陽齒輪旋轉(zhuǎn),而太陽齒輪旋轉(zhuǎn)到位,而環(huán)形齒輪(通常是加工到內(nèi)部組件表面的固定齒輪)容納行星。 請注意,隨著行星籠的旋轉(zhuǎn),它以低轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速提供高扭矩輸出。但是,并非所有行星減速機(jī)都有固定的元件:差動系統(tǒng)中的所有齒輪和元件都會旋轉(zhuǎn)-通常將兩個輸入組合成一個輸出,反之亦然。
行星齒輪組件以一種特殊的方式處理負(fù)載,特別適合于對剛性要求嚴(yán)格,動態(tài)負(fù)載或頻繁停停,低慣性和高轉(zhuǎn)矩密度以及高效率設(shè)計(jì)目標(biāo)的應(yīng)用。
大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪通過一個齒輪嚙合傳遞軸的全部負(fù)載。
相反,行星減速機(jī)中的齒輪通常具有至少三個作用中的齒輪嚙合。這些嚙合點(diǎn)的固有平衡特性可保持潤滑劑的均勻分布,從而使行星減速機(jī)在某些設(shè)計(jì)中可以接受超過10,000轉(zhuǎn)速的輸入軸轉(zhuǎn)速。在這里,行星減速機(jī)的緊公差和低反沖(以及較高的扭轉(zhuǎn)剛度)有助于最小化反沖,從而提高齒輪電動機(jī)組件的精度-這在設(shè)置驅(qū)動定位任務(wù)的應(yīng)用中特別有用。
有幾種尺寸和選擇行星減速機(jī)的方法。第一種選擇是選擇完全集成的齒輪馬達(dá)。另一個選擇是使用帶有單獨(dú)指定的子組件的傳統(tǒng)設(shè)置。對于后者,首先分析應(yīng)用程序的占空比和運(yùn)動曲線。對于非常動態(tài)的設(shè)置,調(diào)整大小需要使用通過此處顯示的公式計(jì)算出的等效負(fù)載值。請注意,不同于RMS值來量化電動機(jī)選擇中的熱極限和電流極限,機(jī)械疲勞值是行星減速機(jī)的主要極限……與L10軸承壽命值一樣,它也是第三個因素。
行星減速機(jī)的額定扭矩必須達(dá)到或超過等效負(fù)載扭矩,才能連續(xù)移動負(fù)載。為什么這很重要?好吧,這個額定扭矩以及電動機(jī)型號和變速箱??減速比最終決定了哪種齒輪排列適合給定的應(yīng)用。除此值外,另一個峰值扭矩是應(yīng)用程序在緊急停止期間可能需要的最大峰值扭矩。通常,該值表示行星減速機(jī)在發(fā)生故障之前將承受的循環(huán)次數(shù)。
行星減速機(jī)的運(yùn)動學(xué)特性確??煽康臐櫥瑒┓峙?,從而防止常見的齒輪故障模式?;蛑匦驴紤]慣性匹配,因?yàn)檫@是行星減速機(jī)使運(yùn)動設(shè)計(jì)受益的另一種方式。負(fù)載和電動機(jī)轉(zhuǎn)子慣性相匹配,可提供經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)計(jì),并且易于控制。大于1:1的不匹配通常需要使用更大的電動機(jī)和控制器,而小于1:1的不匹配則表示電動機(jī)過大,與移動負(fù)載相比,電動機(jī)更多的轉(zhuǎn)矩是用于移動自己的轉(zhuǎn)子。在這里,行星減速機(jī)為工程師提供了一種平衡設(shè)計(jì)成本與性能的方法。還要注意,行星減速機(jī)都具有最小的反沖,但是仍然有各種等級。選擇顯示10甚至20弧分的選項(xiàng)。如果超精密減速機(jī)的附加成本(齒隙小于或等于幾弧分)不合理。