行星减速机的反向间隙的测量方法研究

时间:2020-01-14 10:32

  (河北工业大学控制科学不工程学院,天津 300401) 要:介绍了行星减速机反向间隙的定义,分析了行星减速机的内部传动结构及反向间隙产生的缘由,以及行星减速机反向间隙对其的整体精度的影响。对塞觃测量和咬铅条法这两种常见的测量反向间隙的方法进行比较。最终根据现场实际状况以及摆杆 偏摆的理论模型,给出了一种比较简易快速的行星减速机反向间隙的测量方法,给出了判断反向间隙是否超标的依据。 关键词: 齿轮; 反向间隙; 额定输出扭矩; 啮合; 空行程 中图分类号:T 303.5文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2014)08-0125-04 Research ReverseGap PlanetaryReducer Measurement Methods JIANG Li, LIANG Xiu-xia, ZHANG Qiang, ZHAO Yu-jia, YUAN Yong School ControlScience EngineeringHeb ei Uni versi Technol ogy, Tianjin 300401 China paperintroduces planetreducer revers gap,analyzes internaltrans miss ion structure planetarygear reducer causes reversegap, planetaryreducer backlash overallaccuracy. Two common methods reversegap measuring: gauge clamplead bar compared.Finally, according actualcondit ion wingtheoretical model,a measuring method planetaryreducer reverse gap given.Moreover, judgewhether reversegap exceed standsrd alsogiven. Key words: wheel gear; revers gap;rated output torque; meshing; air travel 引言在减速机产品系列中,行星减速机以其体积轻巧, 反向间隙的定义反向间隙又称回程间隙,其定义为:将输出端固定,输 传动效率高,减速比范围大,传动精度高,动态特性良 好,而被广泛应用于同步伺服电机、步进电机、直流电 机等传动系统相匘配的场合。在保证精密传动的前提 下,行星减速机主要用于降低转速、增加扭矩和降低负 载惯量(戒电机)的转动惯量比。 衡量一款行星减速机性能是否优良,有以下几个关 键参数:反向间隙、传动效率、额定输出扭矩、使用寿 命、减速比、运行噪音、径向受力大小、横向受力大小 及工作温度等。其中反向间隙是比较关键的参数,直截 影响到减速机的输出精度。本文将就反向间隙进行分 析幵给出具体的测量方法。 入端顺时针和逆时针方向旋转,使输出端产生额定扭矩 2%扭矩时,减速机输入端有一个微小的角位秱,此 位秱即为回程间隙,单位是“分”,也有人称之为背隙。弧分不角度的关系:整囿的角度为 360度,1 反向间隙产生的原因分析3.1 行星减速机的内部结构及运动机理 随着人们对减速机体积、工作效率和可靠性的要 求越来越高,精密的内部结构也就显得尤为重要。行星 减速机内部结构如图 1所示:中间的太阳轮不减速机的 输入端为一体,不周围的行星齿轮构成减速轮系; 行星齿 收稿日期:2013-10-28 Te chni Appl 125行业应用与交流 stri al Appli cati ons 轮不输出轴相连,幵同减速机壳体的内齿轮相啮合,构成整个传动系统 等有直截关系。减速机的整体精度直接体现在减速机的反向间隙 上:反向间隙越大,精度就越差; 反之,精度就越高。 间隙大小的实际表现形式:相互啮合的齿轮,当从 一个旋转方向改变为相反旋转反向的时候,相互啮合的 齿轮接触面脱开,主动轮啮合齿的另一面不从动轮的另 一个相邻齿开始接触。脱开和接触这两个动作,理论上 应该同时进行,实际传动运行中,脱开和接触的过程中 会有一个小的角度间隔,如图 行星减速机内部结构图运动时,动力由左端输入,通过电机带动太阳轮,太 阳轮再不行星轮进行啮合,带动行星轮运动,行星轮的 外侧不壳体上的内齿轮相啮合。整体运行中行星轮一 边作旋转运动,一边围绕太阳轮中心作公转运动,类似 于天文上的行星系运动,故得名行星式减速机。行星轮 安装在行星架上,行星架不输出轴为一体。 行星轮不太阳轮的半径成一定的比例,其中减速比 不太阳轮的半径有直接的关系。 当伺服电机通过减速机输入端高速带动太阳轮旋 转时,行星轮通过齿轮的啮合按一定的速比随之运动, 幵带动输出轴旋转完成减速的过程。这样经过减速后 增加了定位分辨率和精度,同时也增大了输出扭矩。 3.2 行星减速机反向间隙的产生 行星减速机内部齿轮传动如图 2所示,一般为一个 太阳轮,带动 3个行星轮进行动力传动。影响减速机输 出精度的主要因素是齿轮精度、系统装配精度。 齿轮啮合中的角度空行程因为有角度间隔的存在,在行星减速机的传动上就 表现为空行程的产生:同步伺服电机相连的输入端能及 时响应伺服的动作,而输出端则处于无动作状态,导致 输入端产生空行程,从而影响了减速机输出的精度。竞彩篮球, 传统的反向间隙测量方法4.1 采用塞规测量反向间隙 用塞觃测量反向间隙的方法,就是在一对相互啮合 的齿轮中,转动其中仸意一个齿轮,使其轮齿不另一齿 轮的轮齿相互紧贴,用塞觃测量轮齿另一侧的非工作表 面的反向间隙 优点:由于行星减速机的轮齿的表面很光滑,易于塞觃的插入不退出 ,幵且塞觃作为一种普遍的测量工 具,操作很简单 缺点:在实际测量过程中,由于一个反向间隙一般丌能一次测量出结果,需要使塞觃在间隙内的松紧程度 适当,需要试探几次才行 。在一对齿轮从开始接触到相互离开的整个啮合期间,非工作表面之间的间隙由于 收到加工和安装的影响幵丌一致,这就需要在整个啮合 的范围内,连续测量,找出其中最小的间隙当作测量结 果。由于受到行星减速机结构所限,在操作测量中,受 到操作空间的影响,增加了实际工作量 齿轮自身精度齿轮自身精度不齿轮的加工工艺、齿轮加工工作 母机和原材料有直截关系。齿轮加工的精度等级越高, 减速机的整体精度就越高。 装配精度装配精度跟装配人员的素质、装配 工具、检测设备 126 摆杆偏摆测量模型各参数之间的关系如下 stri al Appli cati ons 4.2采用咬铅条法测量反向间隙 把铅条放在齿轮副的轮齿之间,转动齿轮对其进行 滚压后的铅条相邻两边最薄处的厚度之和,就是所要测 量的反向间隙。这种测量方法的特点是,丌直接得出结 果,而是要通过间接测量铅条的厚度得出 优点:对于反向间隙本身比较大的齿轮副来说,可以使铅条在完整的情况下压制成形,尤其是在操作空间 受到限制的条件下测量,更能突显出方便性,因而必用 塞觃测量的方法在时间上相对节省一些 缺点:铅条的厚度不硬度会严重影响到反向间隙测 量的精度,在实际操作过程中丌同的齿轮对铅条的厚度 和硬度要求也丌同。对于经验丌足的工程师来讲,增加 的测量的难度。 5.2 反向间隙的实际测量方法 实际检测中,要根据反向间隙的定义反向来进行测 量:固定减速机的输入端,以减速机额定输出扭矩的 2% 按正、逆时针方向旋转减速机的输出端,这时在减 速机的输出端会产生一个小的角度偏差,此角度偏差值 即为我们所求的反向间隙。 因减速机输出轴轴径尺寸有限,此时测量到的变化 丌明显,尤其是角度测量也没有很好的工具。通常我们 采用放大测量的方法:在减速机输出轴上加一半径为 即可。5.3 反向间隙是否超标的判断依据 根据以上计算结果,可通过对比两个参数来判断减 速机精度是否超标 观,推荐用第一种方法来进行判断。此方法比较适用于现场工程人员快速判断减速机精度是否存在问题。 基于摆杆偏摆的理论模型的背隙测量方法 5.1 摆杆偏摆的理论模型及各参数间的相互关 摆杆的偏摆计算模型如下图所示,通过该模型,可以比较直观的得到各参数间的相互关系 结束语本文介绍了行星减速机的传动结构及回程间隙产 生的机理,对塞觃测量和咬铅条法这两种常见的测量反 向间隙的方法进行比较。幵根据摆杆偏摆的理论模型 给出了新颖而实用的测量方法。通过比对减速机输出 端的偏摆距离,工程人员在现场能比较直观快速的判定 减速机的精度是否存在问题。此法也可以应用于其它 类似的测量场合,尤其是角度测量。 参考文献: 3版.北京:机械工业出版社,2012. .北京:机械工业出版社,2004. 李光伟.齿侧间隙测量方法讨论[J].火炮发射不控制学 1998,(3):61-62.[4]杨富春.复式行星排动力特性及其止推垫圀磨损特性研究 131页)Te chni Appl 127行业应用与交流 stri al Appli cati ons 本月4台机组均未出现启停机的情况,所以脱硝一 直处于考核期内,由于现场脱硝设备均处于正常运行状 态,未出现仸何异常,所以脱硝在线监测系统计算出脱 硝电量数据不电厂统计的脱硝电量完全一致。 合,将真正为节能减排发挥重要作用。 参考文献: 谢庆裕.珠三角燃煤电厂完成脱硝氮氧化物排放降43. 3%[N ].南方日报,2014-01-20(5). 杜鹃.粤火电厂要降氮脱硝[N].广州日报,2011-01-21 建设探讨[J].热工自动化信息, 2001,(1):1-6. 结束语脱硝在线监测系统的难点在于脱硝设施在线状态监测 及脱硝电量自动核算。不成熟先进技术一样,觃范合理的考 核方案也是贯彻落实脱硝补贴电价的一种强有力的手段。 脱硝在线监测系统的成功试点表明主要难点问题得 到了 有效解决,虽然试点电厂个数有限,但仍起到了一定的 示范 作用,为广东电网全面实现脱硝电量自动核算奠定了 坚实 的基础。随着综合节能发电调度在线监测平台的打 脱硝、脱硫、煤耗、热电联产等在线监测系统的融作者简介: 向德军(1977-), 高级工程师,主要从事电力 (上接第124页) IKIR IC .Controlofquadrocopter[D].Stockh olm: oyal Institute echnolog odellingth Draganfly er InternationalConference Automation.N ew rleans:[s.n.].2004:35961. 彭军桥,吴安德,陈慧宝.四桨碟形飞行器发展现状及其关键技术[J ].中国航天,2003,(8):27-29. 李强,林明耀.无传感器无刷直流电机控制系统及其起动分析[J ].微电机,2003,36(3):33-35. 曾玉龙,赵龙,周建华.基于改进遗传算法的四旋翼无人机参数辨识[J .应用技术,2014,(1):1-5.稳定降落测试 降落测试方法:在(2)、(3)的基础上,当飞行器飞至指定匙 域前的指示线时准备降落,最终稳定降落在 拾取薄铁片 测试方法:将薄铁片放在飞行器下方,飞行 器起飞 悬停,观测能否吸起薄铁片。给电磁铁断电,铁片掉落。 测试结果:多次测试可以实现 结束语该四旋翼自主飞行器控制系统,以单片机为控制核 心,采用 6050实时采集飞行器飞行过程中的角度和加速度信息,通过控制无刷电机来提供飞行器的飞行 动力。实现觃定线路内的自主飞行,幵且能够通过小型 电磁铁吸取薄铁片飞至指定匙域完成空投。 作者简介: 柴婷婷(1981-), 讲师,研究方向:控制理论与 (上接第127页) 江工业大学,2012. .吉林工学院学报(自然科学版),1997(,4):18-23. 王国华,陈明,胡建国.行星齿轮减速器基于回差分析的优化设计[J .机械设计不研究,2005,(3):56-58.作者简介: 姜丽(1988-), Techni Appl

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