減速機(jī)中的擺線針輪是如何工作的?
發(fā)布于:2020-11-08 23:30:31 點(diǎn)擊量:
齒輪分類的一種方法是根據(jù)輪齒的輪廓:漸開(kāi)線、擺線。(注意,擺線針輪主要用于泵)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中的大多數(shù)齒輪(包括正齒輪、螺旋齒輪和錐齒輪設(shè)計(jì))都是漸開(kāi)線齒輪。然而,擺線針輪是一個(gè)很好的選擇運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用,要求非常高的齒輪比(往往大于100:1),低摩擦,和良好的耐磨性。
漸開(kāi)線齒輪的齒廓是圓的漸開(kāi)線,它是由在圓周上滾動(dòng)的直線上的一點(diǎn)所畫(huà)出的曲線。想象一下從圓柱體上解開(kāi)線時(shí),纏繞在圓柱體上的線的末端將形成的曲線。
圓的漸開(kāi)線可以被描繪成一條纏繞在圓柱上的細(xì)繩的末端,當(dāng)細(xì)繩從圓柱上展開(kāi)時(shí),它所形成的曲線。 相反,擺線齒輪的齒廓基于擺線。要了解擺線齒輪,重要的是要了解外擺線和內(nèi)擺線。
外擺線是一個(gè)圓在另一個(gè)圓(稱為“基圓”)外側(cè)滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的曲線。
在擺線針輪中,齒側(cè)位于節(jié)圓(稱為齒頂)之外的部分是外擺線。相反,齒側(cè)位于節(jié)圓內(nèi)的部分(稱為齒根)是內(nèi)擺線。
擺線針輪的一個(gè)獨(dú)特原理是,在一個(gè)齒輪上創(chuàng)建附加齒面(外擺線)的外滾動(dòng)圓用作內(nèi)滾動(dòng)圓,以創(chuàng)建另一個(gè)齒輪的齒根齒面(內(nèi)擺線)。這就保證了一個(gè)恒定的角速度,并支持了齒輪傳動(dòng)的基本定律,即齒輪的角速度比必須在齒輪嚙合的整個(gè)過(guò)程中保持恒定。
擺線針輪減速機(jī)利用擺線針輪的原理提供高齒輪比(通常為100:1或更高),具有優(yōu)良的扭轉(zhuǎn)剛度、良好的沖擊載荷能力、在減速機(jī)壽命期間穩(wěn)定的齒隙和低磨損。
當(dāng)一個(gè)圓在基圓的外側(cè)滾動(dòng)時(shí),形成外擺線。 擺線針輪減速機(jī)的設(shè)計(jì)有很多種,但其基本原理是由一個(gè)偏心安裝在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件或軸承上的輸入軸組成,該輸入軸以偏心運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)擺線輪盤(pán)。當(dāng)輪盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí),擺線輪盤(pán)的凸角就像輪齒一樣,與固定齒圈上的銷(xiāo)嚙合。擺線輪盤(pán)也有滾柱銷(xiāo)突出圓盤(pán),這些銷(xiāo)連接到輸出盤(pán)上,輸出盤(pán)將運(yùn)動(dòng)傳遞到輸出軸上。
當(dāng)一個(gè)圓在基圓的內(nèi)側(cè)滾動(dòng)時(shí),就形成了內(nèi)擺線。 擺線輪盤(pán)上的凸角(輪齒)數(shù)低于齒圈上的銷(xiāo)(齒)數(shù),這提供了減速和扭矩倍增。為了防止輸出軸“擺動(dòng)”,連接到輸出盤(pán)的滾柱銷(xiāo)安裝在比銷(xiāo)直徑稍大的孔中。單個(gè)擺線輪盤(pán)承受不平衡力,可通過(guò)使用第二個(gè)擺線輪盤(pán)來(lái)補(bǔ)償,第二個(gè)擺線輪盤(pán)與第一個(gè)擺線輪盤(pán)偏移180度。
擺線針輪比漸開(kāi)線齒輪更難制造,需要非常精確的制造和裝配。但在某些應(yīng)用中,它們確實(shí)提供了顯著的好處。首先,它們可以在相對(duì)較小的包裝中提供高達(dá)300:1的傳動(dòng)比,尤其是在變速箱的長(zhǎng)度方面,因?yàn)樗鼈儾恍枰裥行驱X輪設(shè)計(jì)那樣“堆疊”齒輪級(jí)。
擺線針輪由于其滾動(dòng)接觸和較低的赫茲接觸應(yīng)力,在齒面上的摩擦和磨損也較低。其良好的抗扭剛度和承受沖擊載荷的能力使其成為重工業(yè)應(yīng)用的理想選擇,這些工業(yè)應(yīng)用也要求伺服精度和剛度。
漸開(kāi)線齒輪的齒廓是圓的漸開(kāi)線,它是由在圓周上滾動(dòng)的直線上的一點(diǎn)所畫(huà)出的曲線。想象一下從圓柱體上解開(kāi)線時(shí),纏繞在圓柱體上的線的末端將形成的曲線。
圓的漸開(kāi)線可以被描繪成一條纏繞在圓柱上的細(xì)繩的末端,當(dāng)細(xì)繩從圓柱上展開(kāi)時(shí),它所形成的曲線。
外擺線是一個(gè)圓在另一個(gè)圓(稱為“基圓”)外側(cè)滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的曲線。
在擺線針輪中,齒側(cè)位于節(jié)圓(稱為齒頂)之外的部分是外擺線。相反,齒側(cè)位于節(jié)圓內(nèi)的部分(稱為齒根)是內(nèi)擺線。
擺線針輪的一個(gè)獨(dú)特原理是,在一個(gè)齒輪上創(chuàng)建附加齒面(外擺線)的外滾動(dòng)圓用作內(nèi)滾動(dòng)圓,以創(chuàng)建另一個(gè)齒輪的齒根齒面(內(nèi)擺線)。這就保證了一個(gè)恒定的角速度,并支持了齒輪傳動(dòng)的基本定律,即齒輪的角速度比必須在齒輪嚙合的整個(gè)過(guò)程中保持恒定。
擺線針輪減速機(jī)利用擺線針輪的原理提供高齒輪比(通常為100:1或更高),具有優(yōu)良的扭轉(zhuǎn)剛度、良好的沖擊載荷能力、在減速機(jī)壽命期間穩(wěn)定的齒隙和低磨損。
當(dāng)一個(gè)圓在基圓的外側(cè)滾動(dòng)時(shí),形成外擺線。
當(dāng)一個(gè)圓在基圓的內(nèi)側(cè)滾動(dòng)時(shí),就形成了內(nèi)擺線。
擺線針輪比漸開(kāi)線齒輪更難制造,需要非常精確的制造和裝配。但在某些應(yīng)用中,它們確實(shí)提供了顯著的好處。首先,它們可以在相對(duì)較小的包裝中提供高達(dá)300:1的傳動(dòng)比,尤其是在變速箱的長(zhǎng)度方面,因?yàn)樗鼈儾恍枰裥行驱X輪設(shè)計(jì)那樣“堆疊”齒輪級(jí)。
擺線針輪由于其滾動(dòng)接觸和較低的赫茲接觸應(yīng)力,在齒面上的摩擦和磨損也較低。其良好的抗扭剛度和承受沖擊載荷的能力使其成為重工業(yè)應(yīng)用的理想選擇,這些工業(yè)應(yīng)用也要求伺服精度和剛度。