渐开线少齿差行星齿轮减速器的系列及结构.pdf

渐开线少齿差行星齿轮减速器 的系列 及结 构 沈王然张展 渐开线少 齿差行星齿轮减速器具有单级速 比范围大 体积小 重量轻 效率高 同轴线 传动 加工和拆装均方便等优点 目前已在建 筑工程机械 起重运输机械 农机 轻工 仪 器仪 表 机床附件等工 业部门推广应用 随着 应用范围的扩 大 其结构型式也逐渐增多 但 是 由于它的齿轮变位计算较为复杂 结构设 计也需花费相当多的时间 以致影响推广 为 了减少 设计中的重复劳动 我们按照上 海某厂单级 卧式摆 线针轮减速器系列的外形尺 寸 设计了一套单级卧式渐开线 少齿差行星齿 轮减速器系列 该系列型 号编 制暂定五种 其 输出扭矩分别为 20 40 50 16 0 25 0 公斤 米 单级速比为n一 共n种 为 了和原级卧 式摆线针轮减速器 一BW 型 B表示摆线针轮减 速器 w表示卧式 相区别 本系列暂称为 Jw 型少齿差行星齿轮减速器 J表示渐 开线少齿 差行星齿轮减速器 内中 1号机座 本系列中 称为 JW 一l 已经受加工制造和生产实践的考 验 达到了预期的目的 目 前已在 各厂矿企 业 特别是渔业机械中推广应 用 实践证 明这种机型与摆线针轮减速器相比 确有其可取之处 为此推荐介绍于下 一 结构及传动原理 图 2 所示为 JW 一1 型渐开线少齿差行星齿 轮减速器的结构简图 其主要传动零件有 输 入轴 偏心套 外齿轮 内齿轮 滚轴 滚轴 套 十字联接盘 臂 输出轴等组成 减速器的内齿轮与壳体相连 在输入轴上 固结一偏心套 偏心套上装着外齿轮 外齿轮 和偏心套间装有滚动轴承 当输入轴带着偏心 套转动时 由于外齿轮齿数较内齿轮少 所以 外齿轮一方面沿内齿轮 回转 另一方面又低速 自转 由图 2 齿轮啮合简图可 见 外齿轮的自 转方 向与输入轴旋转向方 相反 输入轴转动一 周时 外齿轮自转转过的齿数等于内外齿轮的 齿数差 其速比 图1 JW 一l 型渐开线少齿差行星齿轮减 速 器结构简图 勿 勺 图2 齿轮啮合简图 内齿轮固定 内外齿轮齿数差 ZP l a 起始位置 b 输人轴转动半周时的情况 c 输入轴转动一周时的情况 式 中 z Z Z Z 一 Z 外齿轮齿数 内齿轮齿数 上式中右边的负号表示输出轴与输入轴转 向相反 外齿轮的自转通过分别固定在外齿轮和转 臂上的带有滚轴套 的滚轴和十字联接盘 通称 W机构 传到转臂上 输出轴 用圆 柱销固定在 转臂上 二 JW系列渐开线少齿 差行星齿轮减速 器外形和安装尺寸 几几二 二二J 闷 1 1 1 黝 l l l l l日l l l l l l l l口l l l l l l l l l l 一一一 一一日 日日日日日 一一一一一一一一一一一一一 I I I I I 州州州州 一 州 州州州州州 兮兮兮兮兮兮兮兮兮兮兮兮兮 一一一一一 月 月月月 一一一一一 一 州 夕夕 一一 了了 图3 外形和安装尺寸圈 图 中 尺 寸 见下 农 机型号 A I B D 氏 F L 1 一 曰UlaC l l 2 5 0 L1 工 胜 1 1 195 5 5150 0 03 5 5 5 25 5 5 0 0 0 9 0 0 0 3 0 0 0 2 2 2 40 0 0170 0 05O O O o o o 2 0 0 0 05 5 5 60 0 0 3 3 3 06 6 6220 0 060 0 0 3 5 5 5 1 2 8 0 0 0 1 12 5 5 5 艺 u U U U 4 4 4 4 4370 0 0280 0 07 5 5 540 0 03 50 0 015 0 0 0240 0 0 4 45 1 1 1 0 45 5 5 1 430 80 0 028 0 S S S S SV V Vb b bb l l l d d d之之乙 匕吕U 艺8们 3 乙 4名幻 SL l 175 210 33 38 忍 43 石 生 注 1 单位 毫米 2 输出轴直径 D 按gd公差 输入轴直径 D 按g c 中间公差 3 本表 列尺寸与上海某厂摆线针轮减速器相同 三 有关减速器结构的几点说明 1 外齿轮 数黄 为了便于加工制造 本设计中采用一个行 星轮 即通常称为 单偏心 的结构 为了抵 捎行星轮转动时所引起的不平衡力 则在偏心 套上加平衡块来平衡 目前也有采用 双 偏心 结构的少齿差行星齿轮减速器 如图4所示 在这种结构中两个外齿轮互成18 0 其目 的也是为了抵消单个外齿轮转动时 所引起的不 平衡力 但由于增加了一个外齿轮 后 就给 滚 轴孔的位置带来了严格的限制 所以当加工精 度不够高时 用双偏心有时甚至不 如单偏心 好 关于单偏心或双偏心的问题 从力的平衡 一 42 一 鬓鬓鬓 l l l l l感弄弄 丁丁丁 翻 1一 一一一一一一 刃刃 薛薛F F F F F rt函函 J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J 七七七七七七七七七七七七七 日日 卜卜一一一刁刁刁刁刁 爵爵爵爵爵爵 矛矛日 口口 图4卧式一齿差行 星齿轮减速器 i N 1 0千瓦 1 风 扇罩 2 1 0 轴 3 风扇 4 1 4 1 6 单 列向心球轴承 5 高速轴 6 1 5单列向心 滚 柱轴承 7 端盖 8 11 外齿轮 9 1 3 联接 盘 1 2 内齿轮 1 7 低速轴 角度来看只能使偏心质量产生的不平衡力得以 平衡 而齿轮啮合产生 的不平衡力矩均无法得 到平衡 由内齿轮啮合产生的切向力在单偏心 结构中有使内齿轮产生旋转的可能 而内齿轮 系用螺栓和壳体联接在一起 其力对其他的支 承件几乎没有影响 从JW 一1 型设计计算结果 来看 主轴承 亦 称转 臂 轴承 的寿命均在 1 500 0小时以上 2 联接器 W机构 平行轴间联接器过去较常用的有两种类 型 即滑块式和销轴式 滑块式如图 5 所示 结构较为简单 零件数较少 制造较为方便 但由于滑块要占据一定位置 所以轴向尺寸较 大 尤其是滑动磨损较大 所以效率较低 销轴式如图 6 所示 虽然效率高 但制造 精度要求也高 零件数较多 另外 由于销轴 州州州州州州州州州 冈冈 形翻 翻翻翻 载 月月月月 勺勺勺勺勺勺勺勺勺勺勺勺勺 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 打打打 冈阴阴阴阴阴阴阴 戮戮戮戮戮戮戮戮戮戮 飞飞飞飞飞飞飞飞 拜拜拜 图S 立式一齿差行星齿轮减速器 N 二 0 5 5千瓦 i 99 1 键 2 橡胶密封圈 3 压盖 4 7 8 1 4 单列向心球轴承 5 壳体 6 低速轴 9 联接 滑块 I 10 内齿 轮 1 1 外齿轮 I 12 联接滑块 1 1 13 外齿轮 15 轴用 弹性挡圈 16 偏心轴 孔要占据一定的径向位置 致使尺寸变大 特 别在齿 数差较多时尤其是这样 十字联接盘式是一 种新型的平行轴间联轴 器 由于它的摩擦损失较滑块式小 制造较销 轴式方便 而且适用的速比范围又大 所以本 系列中就采用了这种输出机构 3 齿数差 齿数差决定 于速比及齿轮的齿数 当速比 小时用的齿数差可大些 目前常用的有1一4 齿差 由于系列的需要 本设计中最大的齿数 一 43 一 二二二 日 二 t t t 鹤鹤豁豁豁豁豁豁豁豁豁豁豁 一一一一了二夕一一 贬贬贬 藤糕 万万 片 尹尹 姗姗姗姗姗姗姗姗姗 口了 群群一 l l l l l 图6 卧式三齿差行星齿轮减速器 i 1 9 N 二 3千瓦 1 电机 2 齿 轮外壳 3 内齿轮 4 8 9 单列向心球轴承 1 0 壳体 1 1 差为5 其速比的齿轮齿数配比如表 1 偏心轴 5 圆柱销 6 外齿轮 7 低速轴 单列向心滚柱轴承 为了使同机型中不同速比时各零件能最大 限度地相互套用 所以在齿轮变位计算时有意 使齿数相同的内齿轮 的尺寸在不同速比时能保 持不变 以便制造和管理 8 88 717 27 116 05 91 l l l4 4 4l9 9 9 23 3 3 29 9 93 5 5 543 3 359 9 971 1 187 7 7 10 0 9 9 1 8 88 6 2 7 2 7 02 n UO C 6 10 9 曰 9 月r 6 6 0 5 736 05 64 nU10 6 1 卜 内齿轮齿数 外齿轮齿数 齿数差 Z 2 Z Z p 四 JW 型渐开线少齿理行星齿轮减速器 的特点 本减速器和摆线针轮减 速器一样 均属 K 一 H 一 V 行星传动 而只是用渐 开线啮合代 替摆线针齿啮合 它除具有 K 一H 一 V 传动的 单级速比范围大 体积小 重量轻 效率较高 同轴线传动等优点外 还有一个最为突 出的特 点 即加工和拆 卸比摆线针轮减速器 方便得 多 不需要专用机床和特殊刀具 零件的品种 和数量也少些 能采用普通材料来制造 并且 与同机型中各速比时零件的通 用性强 现将本系列减速器中已投产使用的Jw 一 1 型渐开 线少齿差行星减速器和上海某厂 设计的 Bw 一1 型摆线针轮减速器比较如表 2 这种机型的效果究竟如何 有待进一步测 试 本系列的设计和制造 为进一步研制该类减 速器提供了方便条件 上海远征五金商店在不 到一年的时间内就销售了此种 减速器3 0 0多台 分别 用于建筑机械 化工机械 纺织机械 食 品行业等 使用情况良好 深受用户欢 迎 本文仅从 我们的实践作一简介 不妥之处 请批评指正 一 4 4 一 裹 2 名称 BW 一 1 型渐开线针轮减速器 JW 一1 型渐开线少齿差 行虽齿轮减速器 速 七 一8 种 一 种 滚 竺料 GC一 4OC 数量 8 4 1 材 料 Ge r15 er15 销 滚轴 套 一 数量 4 卫一到 一 一 毕一一生一一 兰一 墨茸 画遍画茸夔遍巫二 材 料 G Crl6 45 摆 线齿 卜 卜一一一一一一一一一一一一一一一卜一一一一一一一一一一一一 一一一 轮 l 数量 2 1 外 齿 一 一一一一一之 一 些望竺口竺望丝少丝望些竺竺且里通竺些些哩竺 翌 一一一 竺生里二一一一一竺竺一一一过一一 针 齿销 j 口 二佑 创诊 门n 口 夕J门一产 J 们J男陇 昆 声弓 饭以月叱O 习几月医 1 1 一 u l 丰 一 斗 一一竺醒兰一一一一一仁 一一 一一一 竺七竺竺匕一一一兰竺生一一一 止一一一 一一 针齿套l 口二口 4 l 月肠J n 0 丫 J 们J洲义 压 j弓l明以沱已 l 到 民 盈 iu r一 ou 比而异 一 一 材 料 T5 0 一L 一 十字联接盘 一 一一一一一一一一一一一一一十一一 毕止黔一一一一一一一匕一一一一一兰一一 令粤一一里掣二一 一一一一卫燮二立一一一一 针齿充内齿轮 里匕二斗一一一一二一一一一牛丫 二 丫 难 针 齿孔分度难 n种速比要 容 易 插齿 1 1种速比只要 4