行星齒輪傳動裝置的裝配

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行星齒輪傳動裝置的裝配簡介
行星齒輪變速器是一種比較先進的齒輪傳動裝置,與定軸輪系齒輪傳動裝置相比,它有傳動比大、體積小、重量輕、材料消耗少、輸入與輸出軸同軸等優點。因之,在很多機械上,如透平壓縮機、各種起重機等……
行星齒輪傳動裝置的裝配正文
行星齒輪變速器是一種比較先進的齒輪傳動裝置,與定軸輪系齒輪傳動裝置相比,它有傳動比大、體積小、重量輕、材料消耗少、輸入與輸出軸同軸等優點。因之,在很多機械上,如透平壓縮機、各種起重機等,目前已較多地使用行星齒輪變速器。
在行星齒輪傳動裝置中,一般都有兩個或兩個以上的行星輪參與嚙合,使參與傳遞動力的各行星輪之間載荷分佈均勻,是各類行星齒輪傳動中的基本問題,故在裝配時,除了一般性的工藝要求外,還應注意提高和檢查各齒輪間的嚙合質量,使各行星齒輪的載荷盡量分佈均勻,從而保證其運轉的平穩性和使用壽命。為此在製造單位往往採取一些措施以提高其嚙合質量。
(1)控制各個齒輪的齒圈徑向跳動和齒厚公差,有的單位為此而採用選擇裝配。
(2)採用定向裝配,使部分誤差能在裝配時相互抵消。
(3)注意保證機體、內齒圈、端蓋和主、從動軸的同軸度。
由於這種情況,在現場安裝行星變速器時,如欲進行解體裝配,則應對上列情況予以注意,對於採用定向裝配的行星變速器,在解體時應在對應的嚙合齒上打上標記,以免在解體裝置后降低原有的嚙合質量。
行星齒輪裝配完成後,各部分應轉動靈活,並可用塗色法檢查各齒面的嚙合情況,接觸精度應符合技術要求。在進行空載荷試運轉時聲音應平穩,不應有衝擊或特殊聲響。
由於各類產品上的使用要求不同,因此行星齒輪變速裝置的種類繁多,下面介紹幾種典型結構的裝配。
(一)一般行星齒輪傳動裝置的裝配
此類行星變速器的傳動原理見圖6-19。按其嚙合特點系屬NGW型,其特點是內齒輪3與太陽輪1和公用的行星輪2相嚙合。當太陽輪作高速旋轉時,行星輪在太陽輪和內齒輪之間既作自轉運動,又繞太陽輪作公轉運動。行星轉架則將行星輪的低速公轉運動輸出。圖6-20為NGW型減速器的結構形式之一。
按照上述結構原理,當以行星轉架作為輸入軸時,即為行星增速器。圖6-21為行星增速器結構形式之一,用於透平壓縮機的增速。
圖6-19 NGW型傳動原理圖
1—太陽輪;2—行星輪;3—內齒輪
圖6-20 NGW型二級減速器
1—太陽輪;2—內齒輪;3—行星齒輪;4—浮動聯軸器
圖6-21 行星增速器
1—太陽輪;2—行星齒輪;3—浮動內齒圈;4—浮動持環;5—止動環
圖6-22 定向裝配示意圖
1—太陽輪;2—行星輪;3—內齒輪;
a1、a2、a3—行星輪徑向跳動最大值方向;
b1、b2、b3—行星輪徑向跳動最小值方向
1.裝配特點
因為NGW型行星變速器在設計時已滿足下列裝配條件:
式中 z1——太陽輪齒數;
z3——內齒輪齒數;
U——行星輪個數。
故行星輪在轉架上可以處在任何相對位置(不需對準某一特定齒),轉子都能從軸向裝入中心輪。
對於無定向裝配要求的此類行星變速器,安裝時解體后都可按上述要求進行裝配。
如果製造廠為了提高嚙合質量而採用了定向裝配,總裝時將各行星輪徑向跳動的最大值(或最小值)均放在同一嚙合位置上,見圖6-22,安裝解體時,為了不致降低原有的嚙合質量,應在各行星輪上打上嚙合標記,並按此標記進行再裝配。
2.齒側間隙的檢查
NGW型行星變速器的中心距一般都是不可調整的,齒側間隙主要由各零件的加工精度及齒厚減薄量予以保證,安裝時一般可不作測量。如需檢查側隙,則可用壓鉛法,方法與測量圓柱齒輪相同。
當太陽輪和內齒圈均採用浮動式結構時,如欲測量齒側間隙,應在專用工具上將各浮動件找正並固定后再進行測量。
當內齒圈為非浮動式結構時,為了使內齒圈與各行星輪間的齒側間隙分佈均勻,在安裝解體后再裝配內齒圈、殼體和端蓋時,應按原定位銷進行裝配,否則應盡量校正各零件與內齒圈的同軸度。
3.接觸精度的檢查
齒輪的接觸精度是評定行星齒輪傳動裝置質量的一個重要指標,故在安裝時應予注意。檢查方法採用一般的塗色法,為了便於鑒別,應在行星齒輪上塗色,並逐個進行檢查,觀察其與太陽輪及內齒圈的接觸情況。對於雙面工作的變速器,應在正反方向各做一次檢查。
對於高速行星變速器,一般要求齒面接觸精度不低於6級。
4.軸向間隙的檢查
當變速箱內有一個或數個浮動元件串列時,浮動元件和非浮動元件之間或各浮動元件之間均應留有一定的軸向間隙,一般為0.5~1mm,安裝時應注意檢查,切勿頂死,以保證其有自由調整徑向和軸向位置的可能性。
(二)雙聯行星齒輪傳動裝置的裝配
在NW型、NGWN型(圖6-23)等行星變速器中,都使用雙聯行星齒輪。
具有雙聯行星輪的行星變速器,為使各行星輪都能從軸向裝入中心輪而不產生干涉,同一變速器內各行星輪兩齒圈的齒位定向都必須相同,即兩齒圈中須有一個齒或齒間(槽)的對稱中心線均須處在同一平面內。此問題在製造時已予考慮,並在該齒上打上了對位標記,以作裝配時的定位依據,見圖6-24。
NW型
NGWN型
圖6-23 NW型和NGWN型行星變速器傳動原理圖
1—太陽輪;2—內齒輪;3—雙聯行星輪
圖6-24 雙聯行星輪的對位標記線
當與行星輪相嚙合的各中心輪齒數均為行星輪數的整數倍時,組裝時只需將各行星輪的對位標記線與轉架上的聯心線OⅠ、OⅡ、OⅢ……對準即可裝入。因為此時各中心輪上必有一齒或齒間(槽)的對稱中心線與聯心線OⅠ、OⅡ、OⅢ……相重合。
當中心輪的齒數不能滿足上述要求時,則各行星輪的對位標記線不在同一相位上(圖6-25)。裝配時行星輪1的對位標記線應放在OⅠ線上。其餘各行星輪的對位標記線必須與連心線OⅡ、OⅢ……,相應成2、3……的一定角度才能裝入中心輪。各行星輪轉的角度2、3……取決於中心輪齒數等設計參數,組裝時可根據製造單位在各對應嚙合齒上所打的標記進行裝配。如無嚙合標記,則可逐齒試裝以定其所處的位置。
裝配中的其他要求同NGW型行星變速器。
(三)少齒差行星齒輪傳動裝置的裝配
漸開線少齒差行星齒輪減速器是最近才發展起來的,其應用範圍也在逐漸擴大,如起重運輸機械、輕工業機械等。這種減速器的特點是結構較緊湊,因此體積小、重量輕、減速比較大。用於這種減速器的齒輪副是一個外齒輪和一個內齒輪所組成的內齒輪副。這個外齒輪的齒數比內齒輪的齒數少一、二個齒或三、四個齒,由於兩個齒輪的齒數差很少,所以叫它少齒差。
圖6-25 雙聯行星輪裝配位置圖
圖6-26 少齒差減速器傳動原理圖
1—行星輪;2—內齒輪;
3—高速軸;4—輸出機構;5—低速軸
1.傳動原理與結構
圖6-26為單偏心少齒差行星減速器的傳動原理圖,內齒輪2和外齒輪1構成一對少齒差內嚙合。當高速偏心軸3轉動時,迫使外齒輪1(即行星輪)在內齒輪中作公轉運動。同時由於內、外齒輪間只有少量齒數差,故當外齒輪公轉一圈后又產生了小量自轉運動。此低速自轉運動通過一所謂“平行軸間聯軸器”4即輸出機構而傳至低速軸5輸出。當傳遞功率較大時,則常採用雙偏心高速軸,兩行星輪在相隔180°的位置上同時與內齒輪相嚙合(圖6-27)。在該減速器中,兩行星輪的低速自轉運動通過銷軸而傳至低速軸輸出。
圖6-27 兩級銷軸式減速器
1—偏心軸;2—行星齒輪;3—內齒輪;4—銷軸
目前常用輸出機構的形式有:浮動十字盤式、銷軸式(圖6-27),十字滑塊式和零齒差式(圖6-28)等幾種。從傳動原理看,它們都是相同的,只是結構形式不同而已;從裝配方面看,銷軸式減速器較為麻煩,其他幾種都較方便。
圖6-28 零齒差式減速器
1—偏心軸;2—內齒輪;3—行星齒輪;4—零齒差輸出機構
2.銷軸式輸出機構銷孔(等分孔)與齒的裝配位置
當行星齒輪僅用單隻時,裝配時可不必考慮孔與齒的位置關係。當用兩隻行星齒輪時,則必須使行星齒輪的齒和孔在某一特定位置,才能使行星輪連同銷軸機構從軸向裝入內齒輪,並使兩行星輪取得同步運轉。一般在加工行星齒輪時,以精加工的銷孔作為基準,並使某一齒的中心線與某一銷孔的中心線對準。加工完畢后在兩隻齒輪上打上對應的標記(圖6-29)。
圖6-29 銷孔與齒對位標記
圖6-30 內齒輪為奇數、行星輪為偶數時的裝配位置
因為兩行星齒輪是在互相錯開180°的位置上同內齒輪相嚙合的,故在裝配時對於不同齒數差和奇、偶數和內齒輪,兩行星齒輪的裝配位置不同:
(1)內齒輪為偶數齒數,齒數差z2-z1 =1、3、5……(z2、z1分別為內齒輪和行星齒輪齒數),即行星輪的齒數為奇數時,此時內齒輪在0°和180°處的齒形相同(同為齒或齒槽),而行星輪在對應位置上的齒形相反。故必須將兩行星輪的定位標記錯開180°后裝入內齒輪。
(2)內齒輪的齒數為任意數(奇數或偶數),齒數差z2-z1=2、4、6……時,此時行星輪與內齒輪的齒數同為奇數或偶數,裝配時將兩行星輪上的定位標記放在同一方向上即能和內齒輪嚙合。
(3)內齒輪為奇數齒數,齒數差z2-z1 =1、3、5……,即行星輪的齒數為偶數時,此時在相隔180°的位置上,內齒輪的齒形與0°處相反,而行星輪的齒形則相同(圖6-30)。
在裝第二個行星輪時,必須求出另一銷孔(圖6-30中的孔B),要求此孔中心線至A孔(打有標記的銷孔)中心線間的齒數為一整數加1/2齒。裝入時將孔B轉至0°方向,即將兩行星輪上打記號的孔錯開一定的孔數后裝入內齒輪。
對於不同齒數和銷孔數時,兩行星輪的裝配位置見表6-11。
6-11 兩行星輪的裝配位置表
行星輪齒數z1
銷孔數n
z1/n=a+b
兩行星輪對位標記錯開孔數
26、34、42、50、58、66、74、82、90、98、106、114
8
b=0.25
2孔
28、36、44、52、60、68、76、84、92、100、108
8
b=0.5
1孔或3孔
30、38、46、54、62、70、78、86、94、102、110
8
b=0.75
2孔
30、42、54、66、78、90、102、114
12
b=0.5
1孔、3孔或5孔
38、50、62、74、86、98、110
12
b=0.166……
3孔
40、56、72、88、104、120
16
b=0.5
1孔、3孔或5孔
註:表中a為z1/n的整數部分;b為z1/n的小數部分。
3.少齒差減速器組裝時應注意的問題
除製造廠內有關的裝配問題外,在解體安裝時應注意在行星輪、十字浮動盤、低速軸等有相對運動的平面之間,應保證有合適的軸向間隙(一般不小於0.5mm)。
裝配順序一般是將機座等裝成一組,偏心軸、行星輪等運轉組件裝成一組,然後將運轉件垂直放置,最後套上內齒圈及端蓋等零件,這樣裝配比較方便。
裝配后,傳動應靈活,運轉平穩,不得有衝擊、振動和雜訊。

 

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