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減速機、減速器在工業發展中的作用
關鍵字:伺服減速機,伺服專用減速機,精密減速機 時間:2015/6/9 點擊次數:

1、國外減速器現狀:齒輪減速器在各行各業中十分廣泛地使用著,是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器,以德國、丹麥和日本處于領先地位,特別在材料和制造工藝方面占據優勢,減速器工作可靠性好,使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主,體積和重量問題,也未解決好。最近報導,日本住友重工研制的FA型高精度減速器,美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器,在傳動原理和結構上與本項目類似或相近,都為目前先進的齒輪減速器。當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發展。因此,除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外,還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創新,平動齒輪傳動原理的出現就是一例。減速器與電動機的連體結構,也是大力開拓的形式,并已生產多種結構形式和多種功率型號的產品。目前,超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫療、生物工程、機器人等領域中,微型發動機已基本研制成功,美國和荷蘭近期研制的分子發動機的尺寸在納米級范圍,如能輔以納米級的減速器,則應用前景遠大。

2、國內減速器現狀國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主,但普遍存在著功率與重量比小,或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外,材料品質和工藝水平上還有許多弱點,特別是大型的減速器問題更突出,使用壽命不長。國內使用的大型減速器(500kw以上),多從國外(如丹麥、德國等)進口,花去不少的外匯。60年代開始生產的少齒差傳動、擺線針輪減速、諧波傳動等減速器具有傳動比大,體積小、機械效率高等優點。但受其傳動的理論的限制,不能傳遞過大的功率,功率一般都要小于40kw。

由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質方面沒有突破,因此,沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。90年代初期,國內出現的三環齒輪減速器,是一種外平動齒輪傳動的減速器,它可實現較大的傳動比,傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕,結構簡單,效率亦高。由于該減速器的三軸平行結構,故使功率/體積(或重量)比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上,這在使用上有許多不便。北京理工大學研制成功的"內平動齒輪減速器"不僅具有三環減速器的優點外,還有著大的功率/重量(或體積)比值,以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優點,處于國內領先地位。國內有少數高等學校和廠礦企業對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作,發表過一些研究論文,在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一些工作。

一、平動齒輪減速器工作原理簡介,平動齒輪減速器是指一對齒輪傳動中,一個齒輪在平動發生器的驅動下作平面平行運動,通過齒廓間的嚙合,驅動另一個齒輪作定軸減速轉動,實現減速傳動的作用。平動發生器可采用平行四邊形機構,或正弦機構或十字滑塊機構。本成果采用平行四邊形機構作為平動發生器。平動發生器可以是虛擬的采用平行四邊形機構,也可以是實體的采用平行四邊形機構。有實用價值的平動齒輪機構為內嚙合齒輪機構,因此又可以分為內齒輪作平動運動和外齒輪作平動運動兩種情況。外平動齒輪減速器機構,其內齒輪作平動運動,驅動外齒輪并作減速轉動輸出。該機構亦稱三環(齒輪)減速器。由于內齒輪作平動,兩曲柄中心設置在內齒輪的齒圈外部,故其尺寸不緊湊,不能解決體積較大的問題。內平動齒輪減速,其外齒輪作平動運動,驅動內齒輪作減速轉動輸出。由于外齒輪作平動,兩曲柄中心能設置在外齒輪的齒圈內部,大大減少了機構整體尺寸。由于內平動齒輪機構傳動效率高、體積小、輸入輸出同軸線,故由廣泛的應用前景。三、本項目的技術特點與關鍵技術。

二、本項目的技術特點,本新型的"內平動齒輪減速器"與國內外已有的齒輪減速器相比較,有如下特點:
(1)傳動比范圍大,自I=10起,最大可達幾千。若制作成大傳動比的減速器,則更顯示出本減速器的優點。
(2)傳遞功率范圍大:并可與電動機聯成一體制造。
(3)結構簡單、體積小、重量輕。比現有的齒輪減速器減少1/3左右。
(4)機械效率高。嚙合效率大于95%,整機效率在85%以上,且減速器的效率將不隨傳動比的增大而降低,這是別的許多減速器所不及的。
(5)本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。本減速器與其它減速器的性能比較見表。

1、因缺少數據,表中所列的各減速器的功率/重量比是最優越的。表1各類減速器比較 型號 功率(kw) 減速比 質量(kg) QI-450? 93 31.5 1820 ZSY-25095 31.5 540 NGW-92 88.1 31.5 577 SEW(德國)90 28.61 1300 NP-100100 30 400 注:NP-100為內平動齒輪減速器,SEW減速器的質量含電機。

2、本項目的關鍵技術由圖2可知,"內平動齒輪減速器"是由內齒輪Z2、外齒輪Z1和平行四邊形機構組合而成的。它的傳動原理是:電機輸入旋轉運動,外齒輪作平行移動,其圓心的運動軌跡是一個圓,與之嚙合的內齒輪則作定軸轉動。因為外齒輪作平行移動,所以稱謂平動齒輪機構。齒輪的平行移動需要有輔助機構幫助實現的,可采用(6~12副)銷軸、滾子作為虛擬輔助平動機構,也可以采用偏心軸作為實體輔助平動機構。內平動齒輪減速器的關鍵技術和關鍵工藝是組成平行四邊形構件的尺寸計算及其要求的加工精度、輪齒主要參數的選擇。這些因數都將影響傳動的能力和傳動的質量。總的說,組成本減速器的各零部件都要求有較高的精度,它們將決定著減速器的整體傳動質量。
 



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