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正基元齿轮 行星齿轮系的均载装置

行星齿轮系的均载装置
行星齿轮系具有多个相同几何参数的行星齿轮同时承受转矩,由于制造、安装、零件的弹性变形等因素的影响,各行星齿轮之间承受的载荷很不均匀,影响了齿轮系的承载能力、使用寿命、振动和噪声,为此必须设置专门装置,以便尽量减少载荷分配不均匀性,这种装置称均载装置。
均载装置还可以补偿制造和安装误差、减小振动和噪声,是行星齿轮系中不可缺少的。
均载装置种类繁多,其主要形式有:弹簧元件均载装置、基本构件浮动装置、杠杆联动均载装置等。

行星架浮动装置
行星架浮动主要采用齿轮联轴器直接和低速轴联接实现(图8-51)。行星架受力较大对浮动有利,行星架不用支承可简化机构,特别是对简化多级行星齿轮机构有利,但在高速情况下会引起较大离心力,影响均载效果和平稳性,所以行星架浮动适用于低、中速场合。图8-51所示为几种常用浮动结构。

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行星齿轮浮动装置
这是一种常用的均载装置。常用的浮动方法有下列几种:
1.弹性浮动
是行星齿轮装在弹性心轴上的一种均载装置,如图8-52a、b就是靠弹性套的弹性使径向浮动的装置。
2.油膜弹性浮动装置
在行星齿轮和行星齿轮轴之间,放置一个浮动介轮,浮动介轮和行星齿轮内孔之间存在一定间隙,以形成油膜,油膜弹性浮动装置实际上是一个滑动轴承,靠其动压油膜的弹性,实现浮动,达到均载目的。见图8-52c。
3.弹性轴浮动装置
将行星齿轮装在弹性良好的轴上靠轴的弹性变形,实现浮动达到均载目的。

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齿轮系 - 齿轮知识 - 正基元太阳齿轮和行星架同时浮动
两个基本构件同时浮动,能实现更好的均载效果,这种情况多用于多级行星齿轮系中,载荷分布不均匀系数Kβ =1.15~1.2。

太阳齿轮和内齿圈同时浮动
太阳齿轮和内齿圈同时浮动具有很好的均载效果,适用于高速行星齿轮传动的场合。其优点是:浮动效果好,Kβ =1.05~1.15、噪声小、工作可靠。图8-53所示即为浮动装置的两种形式。

太阳齿轮浮动装置
在行星齿轮系中太阳齿轮浮动是常用的基本构件浮动装置(图8-54)。常用的浮动装置有:
1.单齿或双齿齿轮联轴器浮动装置
太阳齿轮轴由单齿或双齿齿轮联轴器直接和高速轴联接,不另加支承,以实现太阳齿轮浮动,达到均载的目的,该方法浮动灵活、结构简单、制造和安装工艺性好,成本低,当行星齿轮数目np=3以及在中低速情况下,单独采用亦可获得良好效果。但np>3,高速时采用效果较差。其载荷分布不均匀,系数一般为Kβ=1.1~1.15。见图8-54a、b。
2.弹性元件的浮动装置
太阳齿轮安装在细长的弹性轴上或直接作成弹性良好的轴齿轮,简支梁式较好。当载荷分配不均匀时,靠细长轴的弹性变形,使载荷重新分配,实现均载。这种均载装置结构简单,工艺性能好,减振性优良,但轴向尺寸较大,要求较高的制造精度。见图8-54c、d。

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内齿圈浮动装置
利用中心齿轮中的内齿圈浮动实现均载的装置。常用方法有下列几种:
1.薄壁内齿圈装置
内齿圈放置(或整体)在薄壁圆筒上,利用薄壁圆筒的弹性变形,达到均载目的。当np>3时效果良好。见图8-55a。

2.耳销套簧均匀装置
在内齿圈和箱体之间装有耳销,耳销外侧装上若干层开口弹簧片,纵向有若干段,套簧由里向外逐渐加厚,允许在径向和切向自由浮动,在轴向有串动。在工作时可利用其弹性变形,自由浮动实现均载。见图8-55b。
3.齿轮联轴器与十字滑块浮动装置
内齿圈通过单齿或双齿齿轮联轴器,与箱体或输出轴相联,利用联轴器允许的浮动实现均载。该方法轴向尺寸小,结构紧凑,缺点是浮动件尺寸大,重量大,浮动的灵敏性差,由于结构要求NG-WN型齿轮系常采用这种浮动方法,见图8-55c。
4.十字滑销浮动装置
在内齿圈上置有4个滑销和箱体联接,在工作时实现径向浮动,以达到均载的目的。见图8-55d。

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5.内齿圈用非金属弹性件浮动
在内齿圈和箱体之间加入一层非金属弹性材料(如橡胶、塑料等),用其弹性实现浮动,达到均载目的。但对于太软材料以及低速的情况不利。如图8-56所示。

基本构件浮动的均载装置
基本构件浮动就是某基本构件不加径向支承,允许作径向及偏转位移。其实质就是通过某构件的浮动增加其自由度,消除或减少不必要的约束,使构件承受过载时可自动调位达到均载目的。
基本构件浮动的均载装置常用的方法是双(或单)齿式联轴器。三个基本构件,浮动一个即可实现均载,两个同时浮动效果更好。
常用的浮动基本构件有:太阳齿轮浮动、内齿圈浮动、行星架浮动、太阳齿轮与行星架同时浮动、太阳齿轮与内齿圈同时浮动、齿轮系静定的浮动。

机构静定浮动方法
该方法亦称无多余约束的浮动方法。多行星齿轮的齿轮系是具有虚约束的机构,若精度达不到技术要求,虚约束可能变成真约束,造成载荷分布不均匀。为了解决行星齿轮间载荷分配不均匀和齿宽方向分布不均匀,必须使机构自由度和实际自由度相等,即达到空间的静定状态,故常采用图8-57示的浮动方法。

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杠杆联动的均载装置
它是装有偏心的行星齿轮轴和杠杆的系统。在行星齿轮受力不均衡时,可通过杠杆系统的联锁动
作自动凋整达到新的平衡位置实现均载。这种装置适用于具有2~4个行星齿轮的NGW型齿轮系。
1.二行星齿轮联动机构
两个行星齿轮对称安装,在其偏心轴上分别固定一个相啮合的扇形齿轮,当一个偏心轴回转时由于扇形齿轮啮合的杠杆作用,另一个作等速反向回转达到平衡(图8-58)。

2.三行星齿轮联动机构
三个行星齿轮呈120°布置,每个偏心轴都与平衡杠杆刚性联接,杠杆的另一端由一个能在本身平面内自由运动的浮动环支承,当载荷不均匀时,作用在浮动环上的三个径向力不等,浮动环产生移动或转动,实现均载(图8-59)。

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3.四个行星齿轮联动机构
其均载原理和三行星齿轮联动机构相同(图8-60)。

 

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