两齿差外啮合行星齿轮传动在刀架中的应用（可编辑）
两齿差外啮合行星齿轮传动在刀架中的应用
功能郜件
两齿差外啮合行星齿轮传动在刀架中的应用
边 辉
烟台环球机床附件研究所,山东烟台
摘 要:用两齿差外啮合行星齿轮传动作为数控转塔刀架的传动机构,减小了刀架的体积,增大了传动机构
能传递的转矩。使产品设计更趋紧凑,运动及动力特性更趋优良。
关键词:两齿差外啮合行星齿轮传动 主动齿轮 从动齿轮 行星齿轮 转塔刀架 ????,, : ?? ,, , , .: ?;;; ;
又随着行星架绕固定轴线转动,即行星轮既做自转又
两齿差外啮合行星齿轮传动原理
做公转。
两齿差外啮合行星齿轮传动是近年来在我国新兴
两齿差外啮合行星齿轮传动应用
的一种传动机构,最早由意大利 ’ 公司于笔者公司的 型数控转塔刀架巧妙地利用此
世纪 年代开发。它的结构特点是主从齿轮安装在
同一根轴上,两者的齿数差为 ,在安装方式上,主动 机构用以完成刀架的松开、转位及锁紧。图 为产品
结构简图及动作原理。
齿轮与轴固连,而从动齿轮与轴空套,工作时主从动齿 轮同时与同一个行星齿轮在同侧进行外啮合,两者具 有与行星轮啮合时相同的中心距,动力和运动通过从 动齿轮的承载销传递给执行件。为了保证有共同的传 动中心距和不削弱主动齿轮强度,主动齿轮一般设计 成
标准
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齿轮或小的负变位,因高速轴受载小,从动齿轮 采用较大的正变位。
两齿差外啮合行星齿轮
结构原理简图及动作原理如
图 。该机构的运动动力传
递路线是动力由外界电动机
输出给主动轮 ,主动轮通过
一电动机; 一齿轮; 一电动机齿轮;一行星齿轮; ?锁紧接近开关;
一预分度接近开关; 一电磁铁; 一滚轮架端齿; 一沟槽; 一定齿
与行星轮啮合将运动传递给
盘;一动齿盘;插销; 一弹簧; 一主轴; 一双联齿盘; 行星齿轮 ,行星齿轮再通过 一滚轮; 一滚轮架; 一空套齿轮; 一驱动
齿轮; 一行星齿轮
架; 一角度编码器。
与从动齿轮 啮合,最终将
图
图
动力由从动齿轮上的承载销
该刀架由电动机驱动后,通过一对齿轮和一套行
传递给其他执行件。在这个
星齿轮系进行分度运动。动作原理:主机控制系统发
运动传递过程中,行星轮一方面绕自身轴线回转,同时
出转位信号后,刀架上的电动机制动器松开,电源接
吊等删功能都件
一
通,电动机开始工作,通过齿轮 、 带动行星齿轮系,其总传动比:? 自 一 /.。
旋转;这时驱动齿轮 为定齿轮,由于与行星轮 啮 以上说明,行星轮系可以用少数齿轮得到很大的
合的齿轮 、 齿数不同,行星轮 带动空套齿轮 传动比,比定轴轮系紧凑、轻便的多。
旋转,空套齿轮带动滚轮架 转过预置角度,使端齿 . 主动齿轮 、从动齿轮 、行星轮 转速的确定
盘后面的端面凸轮松开,端齿盘向后移动脱开端齿啮 刀架松开、锁紧及转位的运动方式雷同,仅仅为
合,滚轮架 受到端齿盘后端面键槽的限制停止转 主、从动齿轮的相互转化,因此此处仅计算松开、锁紧
动;这时空套齿轮 成为定齿轮,行星齿轮 通过齿 状态。
轮 带动主轴 旋转,实现转位分度;当主轴转到预 主动齿轮 ,选位置时,角度编码器 发出信号,电磁铁 向下将行星轮 转速的确定 图
插销 压入主轴 的凹槽中,主轴 停止转动,预 轮 的运动可看成是绕两个平行轴 。和 同向
转动的合成。由于轮 和固定齿轮 啮合,故啮合点
分度接近开关 给电动机发出信号,电动机开始反向
旋转。通过齿轮 与 ,行星齿轮 和空套齿轮 ,带 即为轮 的瞬心,故有 , / 。 ?/?
动滚轮架 反转,滚轮压紧凸轮,使端齿盘向前移动, 即 / ?叶/
端齿盘重新啮合;这时锁紧接近开关 发出信号,切断 于是齿轮 相对于系杆 的角速度为:/
电动机电源,制动器通电刹紧电动机,电磁铁断电,插
齿轮 的绝对角速度为:
销 被弹簧弹回,转位工作结束。
从上述动作原理中可以看出,该类型刀架中的驱/动齿轮 、空套齿轮 、行星齿轮 以及行星齿轮架凡// 共同组成了两齿差外啮合行星齿轮传动机构。其 『 . ///
中行星齿轮架作为系杆,与行星齿轮固连。在这套行 . /
‰ . / .. /星轮系中,主动齿轮以及从动齿轮在刀架转位、松开锁
紧动作中相互转化,共同完成刀架的传动动作,即驱动
齿轮 和空套齿轮 ,时而作主动齿轮,时而又作从 星轮
动齿轮。另外,由于各传动齿轮齿数不同,因此,对应
于有不同的输出扭矩,从而很好地保证了刀架的工作 性能,并增强了刀架的可靠性。
轮
两齿差外啮合行星齿轮传动应用计算
以下为两齿差外啮合行星齿轮传动在早期某规格 图 图
转塔刀架设计中的计算举例。 从动齿轮 转速的确定 图 刀架传动设计参数如下:
为方便计算,可假定给该行星轮加以一 ,则
电动机齿轮 :. , ;齿轮 : 一/ : 一 ? / 一日 一 / . , ;行星齿轮 :.,;空套齿 . ? . // / 轮 :. , ;驱动齿轮 :。 ,?
. /// .;电动机转速: / 。
一. ./. 松开、锁紧降速比的确定 图
从动齿轮 的速度为:
此种状态主动齿轮 驱动齿轮 固定,从动齿? / . . /轮 空套齿轮转动,
由此 / / 一 。
. 机构传动效率的确定
/ 一 一/ / ? /
为保证传动机构的动作可靠,必须对机构进行效 ,其总传动比 / . 。
率验算。若计算效率值为负,则机构自锁,反之不自
. 转位降速比的确定
锁。
此种状态从动齿轮 空套齿轮固定,主动齿 由机械原理知,两齿差外啮合行星齿轮传动机构 轮 驱动齿轮 转动,由此 / / 一 的效率一般由行星机构的啮合效率、轴承的效率、输出 / ~ 一 / / ? /
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