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重型机械小助手——变速齿轮

作者:JZ Editor     时间:2021-06-09 16:33     已有 人浏览
  齿轮的运用愈加广泛,逐渐成为工业生产活动中不可或缺的一部分。无论是轻工业还是重工业,每一环节都少不了齿轮的参与,今天要“请”的嘉宾则是重型机械的小助手——变速齿轮。
  
  什么是变速齿轮呢?它是一种机械装置。包括普通外啮合变速齿轮、普通内啮合变速齿轮及行星变速齿轮。
  
  
  其中行星变速齿轮在轮式工程机械轮边减速器中的行星变速齿轮机构,因其具有结构紧凑、载荷容量大、传动效率高、齿间负荷小、结构刚度好且传动平稳等优点,而广泛应用于各式重型机械的终传动中。在设计过程中,既要保证传递发动机或地面传来的全部扭矩,同时又要保证其结构设计最优,并且进一步节约材料,降低成本,提高机械效率;因而利用数学模型,借助计算机进行优选,在装配和工艺不变的条件下,使其体积最小是具有潜力的选择。
  
  行星齿轮机构有很多类型,其中最简单的行星齿轮机构是由1个太阳轮、1个齿圈、1个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的,称为1个行星排。
  
  其机构中的太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线,行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上,并同时与太阳轮和齿圈啮合。当行星齿轮机构运转时,空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转,另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转,就像天上行星的运动那样,兼有自转和公转两种运动状态(将星齿轮的名称即因此而来),在行星排中,具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称为行星排的3个基本元件。
  
  
  由于齿轮具有质量、弹性以及加工误差,所以在啮合传动过程中不可避免地存在着反转误差,这种误差是非线性的,而且处于速度控制环之外,影响着位置控制环的稳定性,所以,在设计齿轮传动的结构时,要注意以下几个问题:
  
  1、要有一定的齿轮加工精度。
  
  2、齿轮的转动惯量要尽可能地小。为使驱动装置具有良好的动态特性,设计时要选择刚度大,比重小的齿轮材料。通过齿形加工,转动惯量会更小。
  
  3、由于齿轮的转动惯量值与其直径的四次方成正比,所以,齿轮直径应尽可能地小,尤其是直接安装在电机轴上的齿轮。为了减少转动惯量,可将大齿轮轮幅挖空,以减少齿轮的质量,
  
  4、对于传动比设计,除满足机器装置速度方面的要求外,还要使其达到最佳值,以使负载和惯量方面得到合理地匹配。这对提高系统的精度、效率及动态响应都是重要的
  
  5、为了减少转动惯量,提高负载能力,适当地增加降速齿轮传动级数是必要的,但传动级数不可过多,一般不要超过两级。否则,将导致传动链的精度、刚度及效率都将下降,机械时间常数将变大,这对系统的性能是不利的。
  
  变速齿轮在汽车制造业中广受欢迎,它在机械效率高的同时,既成本较低廉又体积小,潜力之大将是人们的不二之选。

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