2 电动葫芦传动系统及几何计算
2.1 传动方案的拟定及传动比计算
电动葫芦传动系统是指电动机到卷筒之间的减速装置。该传动装置要求工作安全可靠,体积小,重量轻,传动比大,一般用齿轮传动机构。
选用NGWN型行星齿轮传动,这种齿轮传动比范围大,结构紧凑,体积小,效率低于NGW型,工艺性差,适用于中小功率或短期工作的情况。
对于构件旋转轴线平行的周转轮系,根据相对运动原理,可建立其传动比的普通关系式,设一周转轮系中的三个基本构件A,B,C
有 ;
将两式相加得
移项得
此式即为行星轮系传动比计算的普通关系式。
2.2 行星齿轮传动的齿数确定
2.2.1 传动比条件
NGWN型行星齿轮传动。
此类型行星齿轮传动可看成由一个NGW型和一个NN型行星齿轮传动串联而成,其运动简图为下图,此类型行星齿轮传动的,传动比可表示
2.2.2 同心条件
设a-c齿轮啮合副,c-b齿轮啮合副,d-e齿轮啮合副的实际中心距分别为a`ac,,acb和 a`dc,应保证a`ac=a`cb=a`dc,对于标准齿轮传动,高度变位齿轮传动和等啮合角的角度变位齿轮传动,若各对齿轮啮合副均为模数相等的直齿轮组成时,则:za+2zc=zb zb–zc=ze-zd
当齿轮模数 mac=mcb≠mde
则 za+2zc=zb
mac(zb–zc)= mde(zb–zc)
2.2.3 邻接条件
在设计行星齿轮传动时,为提高承载能力,减小机构尺寸,常均匀对称地布置若干个行星轮,为使相邻两个行星轮不互相碰撞,必须保证他们齿轮之间在连心线方向有一定地空隙,通常最小间隙应大于模数之半。这就是邻接条件。
设两个相邻行星轮之间地距离为L,行星轮地齿顶圆直径为dac,则邻接条件为
即:
式中np-行星轮个数
——啮合副的实际中心距.
在设计行星轮齿轮传动时,由于邻接条件的限制,增加行星齿轮的个数会减小传动比的范围,通常取np=3~4
2.2.4 装配条件
在行星齿轮传动中,几个行星轮均匀装入,并保证与中心轮正确啮合所具备的齿数关系即为装配条件,它与传动比条件,同心条件和邻接条件相互依存。传动条件不同,四个条件有不同的组合,且不一定每个条件同时独立出现。研究装配条件的实质就是寻求行星传动中各齿轮的齿数,特别是中心轮齿轮齿数与行星轮个数之间关系。
2π/ np为相邻两行星轮所夹的中心角,设第一个行星轮在位置І装入,并与两中心轮啮合,两中心轮的相对位置就被确定了,然后将行星架X顺时针转过2π/ np角度,即让行星轮转到位置III,这时中心轮a转过的角度为 为了在位置І装入行星轮C2,要求此时中心轮a在位置I的相应轮齿和它在转过角度之前完全相同。也就是说中心轮a转过的角必须为其节距所对的中心角的整数倍。即 zaΦa/2π=整数
=整数
只要此式得到满足,就可在位置Ι装入行星轮,同样操作也可在位置C2装入其他行星轮。此表明NGWN型行星齿轮动的装配条件与行星轮齿数无关,也就是说是否采用角度变位无关,只要两中心轮齿数和为行星轮个数np的整数倍即可。
2.2.5 配齿数方法
NGWN型行星齿轮传动可视为由高速级NGW型和低速级NN型串联而成,因此其配齿数问题也可转化为两级串联的NGW型传动的配齿数问题。但除按两级传动比分别配齿数外,需要考虑在两级之间的传动比分配,还要满足共同的同心条件,这就使配齿数方法复杂了些,高速级NGW型的齿数和为
低速级NN型和为 , e为两对内啮合副的齿数差
其中e为两对啮合副的齿数差。
为满足同心条件必须
即
将传动比公式代入得:
(1)、根据传动比选取适当的和值,和的选取应注意:当适当的时,随着的增大,减小,当偏大时也会导致减小,所以当传动比较大时,应取较小的e值,以避免过小而出现跟切;当先给定时,随着的增大,增大,若取较大的e值也会使增大,所以当传动比较大时,应取较小的e值,以免过大而使外轮廓尺寸加大。
2.3 行星齿轮传动比的几何计算
渐开线圆柱齿轮的几何计算
za 分度圆直径 d=mza
齿高 h=ha+hf
齿顶圆直径 da=d+2ha
zb 分度圆直 d=mzb
齿高 h=ha+hf
齿顶圆直径 da=d-2ha
zc 分度圆直径 d=mzc
齿高 h=ha+hf
齿顶圆直径 da=d+2ha
zd 分度圆直径 d=mzd
齿高 h=ha+hf=(2h*a+c*)m
齿顶圆直径 da=d+2ha
ze 分度圆直径 d=mze
齿高 h=ha+hf=(2h*a+c*)m
齿顶圆直径 da=d-2ha