锥齿轮传动装置的优化设计

作者：Per-Adrian Dahl, Ulrich Boelcke

欢迎访问e展厅 展厅 2 齿轮/蜗轮蜗杆展厅 齿轮, 齿条, 锥齿轮, 齿轮轴, 蜗轮蜗杆,... 自20世纪80年代初以来，AC伺服技术得到了迅猛的发展，今天，它已成为精加工设备的首选技术。传动技术也随着伺服技术的发展而进步，市场畅销的传动装置是同轴传动装置，特别是行星齿轮传动装置。 迄今为止，用于伺服技术的锥齿轮传动装置一般是只有一个角度的同轴传动，其实它属于一种有两个传动装置的组合体。这种方式导致在选择和使用锥齿轮传动装置时，要面对很多的问题。尤其是锥齿轮传动装置的小棘轮问题，因为传动比小、噪声大，所以锥齿轮的传动比只设能到i = 3或4。另外还有费用问题，因为针对某些使用场合必须加设一至两个等级，费用就容易增加了。所以在市场上出现了类似于“锥式行星齿轮减速装置”的标号，这也就不足为奇了。 另一种传统的锥齿轮传动装置是蜗轮蜗杆传动装置，它虽然可以提供很高的传动比，运行噪声小，但却存在磨损严重、间隙变大、起动效率低、容量和重量大、自阻尼严重等问题。 Alpha Getriebe公司推出的新型HG系列传动装置完全改变了上述的不良现象。这是一种间隙极小的空心轴锥齿轮传动装置，其优点是同一级别上的传动比大、运行噪声小。事实证明，在3000r/min下所测得的噪声≤62db，同时磨损小，运行效率高。所以，使用这种新型传动装置可以实现稳定的扭转间隙，并且在各种传动比下都能达到良好的可逆性能。 准双曲面齿轮传动装置本身并不算是技术创新，用在小轿车上的这种传动装置每年多达几百万件。Alpha公司的技术创新是建立在其所开发的用于高精度机器制造业上的准双曲面齿轮上的。因为高精度机器制造业对齿轮传动的要求不同于小轿车的要求，例如需要用到比较小型的齿轮传动装置，扭转间隙也要求很小。Alpha公司把汽车上应用成熟的准双曲面技术运用到伺服技术上，自然可以获得良好的利润回报，例如把这种伺服技术运用到附加值的赛车制造业上。 但是纯粹采用减速箱原理并不能解决根本性的问题，对减速箱技术进行优化，本身也要牵涉到部件的精密加工、齿轮参数的优化、FEM整体模仿和精确组装等要求。 转速高，效率也高 准双曲面减速箱可以给用户带来很多好处。转速高和扭矩大的特点可以使机器达到很高的生产效率，由于采用了双曲线技术，新型减速箱的单级传动比可以达到3:1至10:1，加上扭转间隙小，所以用户可以实现精确的加工作业。在设备的整个使用寿命过程中，扭转间隙可以始终稳定在较低的水平上。尽管功率密度很大，但是新型减速箱的噪声水平要比普通的减速箱低三倍。 这种新型减速箱适用于所有的伺服技术使用场合，不管是高速的S1作业，还是高动态的S5作业。理想的使用对象有包装设备（纸箱矫直机和纸箱成型机、包纸机、装袋机等）、装/卸载机器人、码垛机、工业机器人的7号和8号轴以及打印机和木材、玻璃和石料行业用的平底加工设备。 新型锥齿轮减速箱装置共有五种型号，最大加速扭矩可以达到640Nm，扭转间隙<4角分（测量力矩为加速力矩），同Alpha公司其他锥齿轮减速箱一样，要在出厂前接受百分之百的检验。因为减速箱在实际工作中基本不会发生磨损，所以不仅可以实现免维护，而且在整个使用寿命中还可以保持稳定的扭转间隙，达到高精度的目标。锥齿轮减速箱在出厂前已经经过润滑，只需在各个装配点上加一点润滑油，用户可以省去按期的维护工作。 额定转速为3000 r/min以上,最大转速可达6000r/min，大转速加上大扭矩，即可极大地提高快速包装机、装/卸载机器人和其他多种工作场合的效率。 新型锥齿轮减速箱的可靠性和灵活性 HG减速箱是世界上唯一能够与de-facto标准相兼容的空心轴减速箱，传动装置由一个带有收缩盘连接件和普通法兰的长的Alpha空心轴构成，在驱动部里设有Alpha通用型电机装置，它与现有的Alpha锥齿轮减速箱装置完全兼容，同时也符合使用更大电机轴径的发展趋势。使用Alpha公司的Cymex 3设计软件，可以实现简便的设计和对减速箱和电机的选型。 除了可靠性好的特点之外，锥齿轮减速箱装置同时也拥有良好的灵活性。减速箱与电机的匹配也可以非常简单，它可以与所有的伺服电机相匹配，实践证明拥有专利技术的Alpha通用型匹配装置可以做到这一点。由于结构紧凑、结实耐用，所以在设计上可以达到较大的灵活度。 以用户眼光看来，产品质量最重要。由于Alpha减速箱要经历24小时的出厂连续检验，所以可以达到可靠和快速的使用目的。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (5/30/2005)