浅谈行星齿轮箱承载能力的影响因素

浅谈行星齿轮箱承载能力的影响因素

南京高速齿轮股份有限公司南京211100

摘要:通过对行星齿轮箱设计经验的总结和部分失效状态的分析,发掘其承载能力的影响因素。要提高齿轮箱承载能力,需要通盘考虑行星齿轮箱的各个零部件,使这些零部件均能满足对应的载荷需求。其中齿轮部装、行星架强度、轴承寿命等关键因素更是重中之重。文中结合生产实际提出了几点浅见,供参考学习。

关键词:行星;齿轮箱;影响因素;承载;

引言:

行星传动技术现已在冶金、矿山、能源、轨交、机器人等众多领域得到广泛的应用。盖因行星齿轮箱的传动比大,结构紧凑,承载能力大,传动效率高,同时可以实现运动的合成与分解等特点。

但随着行星齿轮箱的广泛应用,其失效类别也与日俱增。考虑失效原因多样,本文主要研究通过提高其承载的方式降低失效概率。探讨影响行星齿轮箱承载的因素。

影响行星齿轮箱承载能力的因素众多,此处仅列举一些关键因素及实际生产中的常用选择供参考:

1行星齿轮箱的结构设计

机构设计是所有行业至关重要的第一环节。不同结构行星齿轮箱对于承载能力起到决定性影响。常见的行星齿轮箱有NGW型、NW型、WW型、NN型、NGWN型、WGN定轴传动型、WN字母齿轮传动型等。

4润滑方式及润滑油、油脂的选择

润滑油、油脂应用失误是行星齿轮箱失效的主要原因之一,其对齿轮箱的承载能力影响显而易见。而影响齿轮箱工作性能的主要是润滑剂和输入方式,即润滑油、油脂和润滑方式的选择。这两点关系到齿轮啮合时啮合表面的油膜形成可能及油膜的稳定性。

考虑到齿轮啮合大部分处于混合摩擦状态,故而润滑剂主要应考虑利于滑动,以此减少齿面磨损,抵抗胶合提供降温等。一般可采用适宜粘度的矿物油,但部分周期长、风险高的行业应用也可采用合成油。DIN51509给出了精准推荐,可按照传动功率、圆周速度、要求的寿命来确定润滑油牌号。

润滑方式的选择很大程度上取决于减速机结构和工况要求,对于非密闭齿轮箱,考虑环境要求,只能选择润滑脂。而随速度增加,一般行星齿轮箱可分别采用涂覆润滑、喷射润滑、浸油润滑、喷油润滑方式。

5行星架材料与结构优化

行星架是行星齿轮箱的重要组成部件,在工作过程中传递这力矩同时起到支撑行星轮的作用。在齿轮箱实际工作中存在着行星架断裂失效,其也是影响齿轮箱承载能力的一个关键因素。

在设计中考虑行星架的力矩承受行星架结构多样,单臂行星架、双臂行星架、分体式行星架、异性行星架等。针对不同使用要求参考有限元的分析结果,选择合适的结构的行星架不仅能加强行星架自身强度,也能提升整个行星部装的刚性,能大大增加承载力。

考虑到行星架结构的负杂性、减震性,一般的双臂行星架易选定铸件材料,铸铁较为常见。但对于强度不足的行星架,考虑分体连接可采用铸件与锻件拼接方式,既能达到载荷要求还能节约成本。

6轴承的合理配置

各类轴承都广泛用于行星齿轮箱机之中。如滚动轴承中的深沟球、滚针、圆锥、调心等,滑动轴承中的自润滑、铜合金等轴承等。轴承的型号选择、轴承的跨距选择影响自身寿命以及齿轮的安装精度等。影响齿轮箱承载能力的范围及大小。具体有关轴承的选择和寿命计算再此不做赘述,但其作为影响承载的重要因素是确凿无疑的。

结束语

行星齿轮箱的结构设计、行星部装之间的齿轮速比配比、行星部装内齿轮参数的选择与优化、润滑方式及润滑油、油脂的选择、行星架材料与结构优化以及轴承的合理配置,这些承载能力影响因素都是通过对长期设计经验总结及失效问题分析所得出,具有应用参考价值。

参考文献

[1]彭新飞.提高行星减速机承载能力的途径[J].金属加工(冷加工).2009(19)

[2]贺召军.立式行星减速机故障原因分析及修复工艺[J].科技致富向导.2015(05)

[3]彭新飞.提高行星减速机承载能力的途径[J].伺服控制.2010(02)

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