微型行星齒輪傳動(dòng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)
微型行星齒輪傳動(dòng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？對于該種類型的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)需要有一定的技術(shù)，今天，小編就跟各位設(shè)計(jì)者詳細(xì)介紹下微型行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方面的知識。
K系列斜齒輪減速機(jī)
微型行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法
微機(jī)械是一門節(jié)能、低損耗和技術(shù)密集型的高新技術(shù)，它已成為人們在微米（μm）范圍內(nèi)認(rèn)識和改造普通機(jī)械傳動(dòng)的一種新型工具。由于微機(jī)械具有微小外形或其操作度極小的特點(diǎn)，所以，微機(jī)械現(xiàn)已被列入“使今后十年工業(yè)科技大改觀的十大關(guān)鍵技術(shù)”之首，現(xiàn)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國家科技界、產(chǎn)業(yè)和政府部門的廣泛重視，且已投入了較大的人力和物力進(jìn)行開發(fā)。
早在20世紀(jì)70年代，隨著集成電路的刻蝕技術(shù)的發(fā)展，在一片很小的硅片上制造出了新型的微機(jī)械，如各種微傳感器等。此后，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家又相繼制造出了微電動(dòng)機(jī)和各種微機(jī)構(gòu)，如微型齒輪、微型蝸輪和微型彈簧以及微型連桿機(jī)構(gòu)、滑塊機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)等。目前科學(xué)家們正在研究簡單通用的機(jī)器人。總之，微機(jī)械是當(dāng)今生產(chǎn)力民展的必然產(chǎn)物。國內(nèi)外具有遠(yuǎn)見卓識的科學(xué)家現(xiàn)已意識到微機(jī)將在國民經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代國防和科學(xué)技術(shù)等許多方面有著誘人的廣闊應(yīng)用前景，不少的工業(yè)發(fā)達(dá)國家都很重視其研究和開發(fā)工作。眾所周知，機(jī)器通常是由原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成的。而微型機(jī)器的組成也應(yīng)是如此。由此可知，實(shí)現(xiàn)微型機(jī)器的重要課題在于如何使電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)之一）和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)等部件更加微小化。換言之，微型電動(dòng)機(jī)和微型齒輪機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)微型機(jī)器奠定了重要的基礎(chǔ)。
眾所周知，機(jī)器通常是由原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成的。而微型機(jī)器的組成也應(yīng)是如此。由此可知，實(shí)現(xiàn)微型機(jī)器的重要課題在于如何使電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)之一）和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)等部件更加微小化。換言之，微型電動(dòng)機(jī)和微型齒輪機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)微型機(jī)器奠定了重要的基礎(chǔ)。
目前已獲得了日益廣泛使用的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均被作為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)之一。該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使用了多個(gè)行星輪來進(jìn)行功率分流，從而有效地提高了其承載能力；同時(shí)還具有良好的同軸性。過去人們一直認(rèn)為行星齒輪機(jī)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小，且能傳遞較大扭矩的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，這是將它與普通的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比較而言的。然而，當(dāng)今如何使星齒輪傳動(dòng)微型化確是一個(gè)尚未掌握的新技術(shù)領(lǐng)域，即微型行星齒輪減速器的研制和生產(chǎn)在我國目前尚屬空白。近年來，隨著微細(xì)加工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，而產(chǎn)生了微型齒輪減速器的技術(shù)背景。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)器人已獲得了日益廣泛的使用。然而，對于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)而言，手臂越長則其慣性負(fù)荷就越大。若使用結(jié)構(gòu)緊湊的微型行星齒輪減速器后，可以減輕其慣性負(fù)荷，即可選用與微型行星齒輪減速器相匹配的微電動(dòng)機(jī)便可以高效率地驅(qū)動(dòng)其手臂。因此，可以看作為轉(zhuǎn)矩放大器的行星齒輪減速器，既可以彌補(bǔ)電動(dòng)機(jī)功率的不足，同時(shí)又可以減速手臂的慣性負(fù)荷?？梢?，使用結(jié)構(gòu)緊湊和具有較大傳動(dòng)比的行星齒輪減速器，將會(huì)為實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)良的機(jī)器人做出重大的貢獻(xiàn)。行星齒輪減速器的這個(gè)功用不僅限于機(jī)器人，對于需要使用結(jié)構(gòu)緊湊和較大傳動(dòng)比的大多數(shù)的伺服機(jī)構(gòu)來說，微型行星齒輪減速器也同樣地直到了上述的作用。
總之，由于微型行星齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大和同軸性好等許多優(yōu)點(diǎn)，它可以廣泛地應(yīng)用于航空航天、兵器、石油化工、紡織、輕工食品、精密機(jī)械、醫(yī)療器械、儀器儀表、機(jī)器人和工業(yè)機(jī)械手以及高級電動(dòng)玩具等各個(gè)領(lǐng)域和部門。特別適用于各種伺服控制系統(tǒng)中。人們完全可以預(yù)料該微型行星齒輪減速器在現(xiàn)代的軍用和民用工業(yè)中具有極廣闊的應(yīng)用前景。
一、微型行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)
微型行星齒輪傳動(dòng)通常有2Z-X型、Z-X-V型和3Z型三種傳動(dòng)類型。原則上，它們都可以用來制作微型行星齒輪減速器。但是，由于選取不同的傳動(dòng)類型而制作出來的微型行星齒輪減速器，其傳動(dòng)性能和功用就不完全一樣。作者從參考文獻(xiàn)28中較早地發(fā)現(xiàn)：選取3Z（Ⅱ）型—具有單齒圈行星輪的3Z型行星齒輪傳動(dòng)作為微型行星齒輪減速器確是一種選。人們稱該傳動(dòng)型式為奇異型行星齒輪傳動(dòng)。仔細(xì)地分析一下，3Z（Ⅱ）型行星傳動(dòng)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)臂x不承受外載荷，故轉(zhuǎn)臂x 不是基本構(gòu)件，因而又稱轉(zhuǎn)臂x 為行星架容易。其傳動(dòng)比范圍大。因此，人們稱3Z（Ⅱ）型行星齒輪傳動(dòng)是一種結(jié)構(gòu)緊湊和減速比大的奇異行星齒輪傳動(dòng)。
為了盡量使行星齒輪減速器微型化，就需要很小直徑的齒輪。因齒輪的分度圓直徑為d=mz。因此，需要縮小齒輪的模數(shù)m，減少齒輪的齒數(shù)z。表3-7列出該微型行星減速器所使用齒輪的數(shù)據(jù)。各齒輪的模數(shù)均為m=0.08mm。它們均是漸開線齒形的變位的圓柱直齒輪。各輪的齒數(shù)為za=15,zb=36,ze=39,zc=11。其中，行星輪直徑小，其頂圓直徑約為dac=1.074mm。
