減速器是機器中常用的一種降速傳動裝置,用于原動機和執行裝置之間將原動機的速度轉換為工作機所需要的轉速。行星減速器是一種大傳動比的減速器,由一系列齒輪組成,由于產品類型多,結構緊湊,其應用日益廣泛,可以作為轉矩放大器,用于機器人的手臂。在各種伺服控制系統中,行星減速器也得到普遍應用。隨著精密機械的發展和應用,精密行星減速器的發展非常迅猛。精密減速器廣泛應用于智能控制、儀器儀表、兵器裝備、動態廣告、石油化工、智能教學設備、醫療器械、航天航空、軌道交通、智能家居等各類場合。
機械效率是評價機器機械性能的重要參數,普通行星減速器的機械效率可以由經驗公式計算出來,效率比較高。與普通減速器相比,精密行星減速器種類多,傳動比范圍遠超過普通減速器。在結構上,精密行星減速器的行星輪采用多個對稱布置,與普通減速器相比兩者結構差異大。在材料選擇上,普通減速器通常選用鋼材,行星減速器的材料有鋼材、鋁合金、粉末冶金材料、工程塑料等多種材料,因此,行星減速器與普通減速器的機械效率有很大差異。目前沒有很好的方法或經驗公式計算,機械效率通常由檢測設備測試得出。分析精密減速器機械效率的影響因素,可以為研究提高精密減速器機械效率的方法,提高產品質量及改進設計提供依據。
1 行星減速器的組成和工作原理
減速機的工作原理是依靠不同直徑的齒輪降低速度。一般減速機都應用于低轉速、大扭矩的傳動設備當中。輸入軸上的小齒輪與輸出軸上的大齒輪相互嚙合完成速度的下降。因為齒輪相互嚙合的情況下,齒輪實際的轉動量是相同的,因為大小齒輪的周長不同的,所以齒輪的轉速不同。減速機正是運用這一原理完成減速。行星減速器結構比較復雜,通常由中心輪、行星輪、行星架和機架組成。中心輪又稱太陽輪,軸線固定,定軸轉動。行星架軸線固定,一端定軸轉動,另一端連接行星輪,是行星輪的軸線。行星輪的運動比較復雜,行星輪繞著自己的軸線“自轉”,同時,它的軸線繞著中心輪的軸線“公轉”。
2 行星減速器機械效率
機械效率是衡量減速器機器機械性能的一個重要指標,它直接影響產品的使用性能、能源消耗和市場競爭力。普通減速器的機械效率可以通過公式計算得到。影響減速器機械效率的因素包括三個方面:
(1)齒輪嚙合效率,它是由齒輪傳動時輪齒的摩擦磨損而產生的功率損失,是主要影響因素。
(2)軸承效率,它是由滾動軸承的摩擦磨損而產生的功率損失。
(3)液力損失效率,它是減速器采用油池潤滑時齒輪攪動潤滑油而產生的功率損失。軸承效率和液力損失效率比較高,影響不大。