行星齒輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)與故障特征分析以及設(shè)計(jì)理念
行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)與故障特征分析
行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的基本部件是太陽(yáng)齒輪，行星齒輪齒條和內(nèi)齒圈。 根據(jù)行星齒輪減速器的具體結(jié)構(gòu)、有許多不同的分類方法。簡(jiǎn)而言之，可以區(qū)分第一次減少，第二次減少，第三次減少和第四次減少。二級(jí)減速以上減速器的太陽(yáng)齒輪采用浮動(dòng)連接方式。故障機(jī)制與信號(hào)傳輸路徑和模式有許多相似之處。它的運(yùn)動(dòng)形式和自我結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。因此，分析一階行星齒輪減速器作為示例。
在第一級(jí)行星齒輪減速器中，太陽(yáng)齒輪通常固定在驅(qū)動(dòng)軸上，并且多個(gè)行星齒輪分別與太陽(yáng)齒輪和內(nèi)齒圈嚙合，并通過行星齒輪架輸出動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)。齒輪系的主要缺陷是腐蝕、齒磨損和齒斷裂。常見的齒輪故障發(fā)生在10%的齒輪表面磨損，31%的點(diǎn)蝕，41%的牙齒被折斷，18%的其他齒輪被磨損。經(jīng)過一段時(shí)間的齒輪磨損，很難找到初始齒面磨損。只有當(dāng)磨耗達(dá)到一定的振動(dòng)信號(hào)時(shí)，齒輪的嚙合頻率和諧波幅值才顯著增加。齒輪傳動(dòng)的循環(huán)應(yīng)力一般超過齒輪材料的疲勞極限，在齒輪的根部逐漸出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致齒裂。齒輪故障振動(dòng)信號(hào)通常以齒輪嚙合頻率和諧波為載頻，齒輪軸的旋轉(zhuǎn)頻率和雙頻為調(diào)制頻率，因此，調(diào)制帶寬非常高。行星齒輪的載波頻率為齒輪嚙合頻率或倍增器，調(diào)制頻率為故障齒輪特性頻率或乘法器。
行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)方法
行星減速器的尺寸、重量和承載能力取決于傳動(dòng)參數(shù)的選擇。設(shè)計(jì)問題是確定給定的齒輪比和輸入扭矩的小齒輪數(shù)、每齒輪的齒數(shù)、齒輪的模數(shù)和寬度。由于行星減速器的特殊結(jié)構(gòu)，每個(gè)齒輪的齒數(shù)不能任意選擇，必須根據(jù)一定的匹配條件嚴(yán)格計(jì)算。
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是先選擇行星齒輪的數(shù)量，然后根據(jù)匹配條件匹配齒。這種方法的結(jié)果并不獨(dú)特。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)人員定義的經(jīng)驗(yàn)，可以選擇一組齒數(shù)方案，然后根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算模型和齒寬等參數(shù)進(jìn)行選擇。在確定結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，必須進(jìn)行大量的計(jì)算，才能得到滿足性能要求、尺寸合理的方案。因此，利用計(jì)算機(jī)尋找更好的設(shè)計(jì)方案具有實(shí)用價(jià)值。
