CN102305287A - 制动式少齿差行星减速器 - Google Patents

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吴声震
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吴小杰
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    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/289—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two or more coaxial and identical sets of orbital gears, e.g. for distributing torque between the coaxial sets

Abstract

本发明涉及机械减速技术领域，一种制动式少齿差行星减速器。其特征在于：(A)制动件由钢球V型槽机构、摩擦副及弹簧组成，摩擦副由圆锥体与锥盘组成，锥盘与从动盘内花键与轴外花键滑配，弹簧一端靠紧轴的轴肩上，另一端靠紧锥盘端面上使圆锥摩擦面压紧；(B)少齿差传动件由偏心轴承、相位角错开180°二齿轮、内齿圈、柱销与柱套、输出轴及二支承轴承组成，内齿圈联接在输出轴圆盘上，柱销一端紧配在机架均布孔中，另一端上装有一只均载环。有益效果：(1)传动平稳、接触应力小承载力大；(2)制动时无火花，使用可靠；(3)轮齿啮合副润滑良好，寿命长；(4)结构简单、机加工工艺性能好、制造成本约为现有技术的30-40％。

Description

制动式少齿差行星减速器
技术领域  本发明涉及机械减速技术领域，一种制动式少齿差行星减速器。
背景技术  矿山提升机、各种起重机最需要是带制动减速器，然背景技术Q系列定轴及ZK系列行星减速器必须配制动电机或另装制动器，这是现代减速器技术领域的一大空白。
发明内容  发明人志在建立系列制动减速器，以适应矿井、钢铁、冶金及运输等工业部门需要，从而填补我国减速器技术领域的空白，特别是一种制动式少齿差行星减速器。
技术方案  渐开线少齿差价格低、多齿啮合、传动平稳、齿面接触应力小、承载力大。认真研究发现减速器箱体既具高机械强度又有大空间，因此箱体内安装制动器是有价值的创新。
(A)少齿差技术方案：改内齿圈固定为转动结构，使齿轮啮合副处于良好的润滑状态，根据接触强度计算结果，少齿差接触应力不到许用应力的二十分之一；
(B)制动技术方案：由钢球V型槽机构、摩擦副与压缩弹簧组成，其中：钢球V型槽机构是机械无级变速重要部件，包括主、从动V型槽盘与居中的钢球，其自身具有离合与联轴器两功能。其工作原理是：当通电时，输入轴上主动V型槽盘的V型槽面对钢球产生正压力：其轴向分力推动从动V型槽盘，于是摩擦副分离，制动力矩消失；其周向分力用以驱动与从动V型槽盘联接的输出轴，经减速后输出作功；断电时输入轴仃止转动，压缩弹簧的轴向力迅速使摩擦副结合产生制动力矩使机构即处于稳定制动状态。
有益效果：(1)少齿差多齿啮合、传动平稳、齿面接触应力小、承载力大；
(2)由于制动件装在减速器机体端盖内，因而制动时无火花，使用性能可靠；
(3)内齿圈转动结构使轮齿啮合副处于良好润滑状态，大大延长了使用寿命；
(4)结构简单、机加工工艺性能好、制造成本约为现有技述的30-40％。
附图说明  图1，本发明实施例结构示意图
具体实施方式  下面结合附图对本发明详加描述：
参照图1.一种制动式少齿差行星减速器，其特征在于：由装在箱体(3)内渐开线少齿差传动件与装在端盖(13)钢球V型槽制动件组成，所述的端盖(13)联接在机架(5)上，所述的机架(5)用法兰联接在箱体(3)输入端端面上，所述的机架(5)将渐开线少齿差传动件与制动件分隔开，其中：
(A)钢球V型槽制动件包括钢球V型槽装置、摩擦副及复位弹簧(8)，所述的钢球V型槽装置由装在端盖(13)内孔的输入轴(10)、装在输入轴(10)上的主动V型槽盘(11)、从动V型槽盘(20)、置于二V型槽之间的钢球(12)、组成，所述的钢球均布在保持架上，所述的钢球数量与主、从动V型槽盘槽数相等，所述的摩擦副由固定在机架(5)内孔的内锥体(6)与锥盘(7)组成，所述的锥盘(7)及从动V型槽盘(20)的内花键与轴(9)外花键滑配，所述的复位弹簧(8)一端靠紧轴(9)的轴肩上，另一端靠紧锥盘(7)端面上使锥盘(7)与内锥体(6)圆锥摩擦面压紧，其工作原理是：当通电时，主动V型槽盘(11)的V型槽面对钢球(12)产生正压力，其轴向分力推动从动V型槽盘(21)与锥盘(7)，于是摩擦副分离，制动力矩消失，其周向分力经钢球(12)、从动V型槽盘(20)驱动轴(9)，经渐开线传动件减速输出作功；断电时输入轴仃止转动，压缩弹簧迅速使摩擦副处于制动力矩等于1.5-2倍额定力矩状态。制动件的优点是：离、合灵敏，无火花安全可靠，制动力矩恒定；
(B)少齿差传动件由装在轴(9)轴伸端上的双偏心轴承a、相位角错开180°的二齿轮(15、17)、内齿圈(4)、柱销(14)与柱套(18)、输出轴(1)及装在箱体(3)内孔的二支承轴承(2)组成，所述的内齿圈(4)联接在输出轴(1)圆盘上，所述的柱销(14)一端紧配在机架(5)均布孔中，另一端上装有一只均载环(19)，所述的柱销(14)上还有一只均载环(16)置于二齿轮(15、17)之间，内齿圈(4)联接在输出轴(1)圆盘上，使啮合副处于良好润滑状态，因而使用寿命长。均载环的功能是提高柱销的抗弯曲能力。
为与现有的制动盘或、或与制动电机、或与电磁制动器进行比较特附圆锥摩擦副计算表：
  计算公式   ZKL1   ZKL3   ZKL5   ZKL7
  1   输入功率N(kW)，1000r/min，i＝40   163   522   1155   2059(750r/min)
  2   输入扭矩T(Nm)   1553(Nm)   4982(Nm)   11030(Nm)   26215(Nm)
  3   输入轴径d≈(T/0.008)0.333   58   85.2   111   148.5
  4   摩擦锥中径Dp≈4.0d，/b＝0.25Dp   230  /58   340  /85   445  /110   600  /150
  5   摩擦锥大径D2＝Dp+b sinα   241.56   356.95   466.9   629.9
  6   摩擦锥小径D1＝Dp-b sinα   218.44   323.05   423.1   570.1
  7   所需轴向力Q＝2000T∑÷(μDp)   20912(N)   45382   76767   135319
  8   比压p＝4Q÷π(D2 2-D1 2)(MPa)   2.51(MPa)   2.51   2.51   .2.4
  9   Kv＝1.358v-0.3332  /v≤25m/s   0.59/12m/s   0.52/17.8m/s   0.48/23.3m/s   0.51/18.9m/s
  10   Tp＝πDp 2bμPpKvKT/2000β(Pp＝3)   1991(Nm)   5618(Nm)   11400(Nm)   30280(Nm)
  11   ZK系列矿井提升机减速器外径   φ920   φ1280   φ1700   φ2100
计算表中：Tp为圆锥摩擦副承载力矩，接合系数∑＝μcosα+sinα＝0.542
(1)铁基粉末冶金摩擦副：许用压强Pp＝1.2～3.0MPa，摩擦系数μ＝0.3～0.4＝0.35，
摩擦角Φ＝tg-1μ＝19.3°，许用应力σp＝19.6～29.4MPa＝25(铸铁)；
(2)摩擦副：α＝8°～15°＝11.5°(金～金)，摩擦副母线长度b＝(0.15～0.25)Dp＝0.25Dp，
Dp≈(4～6)d＝4d，
摩擦副脱开行程x＝δ/sinα＝2.50mm(间隙δ＝0.5～1.0＝0.50，无衬层)，
(3)(分离)接合系数KT＝1.0(每小时结合次数≤120)，安全系数β＝1.2～1.5＝1.50。

Claims (1)

1.一种制动式少齿差行星减速器，其特征在于：由装在箱体(3)内的少齿差传动件与装在端盖(13)内的制动件组成，所述的端盖(13)联接在机架(5)上，所述机架(5)用法兰联接在箱体(3)输入端端面上，所述的机架(5)将少齿差传动件与制动件分隔开，其中：
(A)制动件由装在端盖(13)内孔的输入轴(10)、装在输入轴(10)上的主动V型槽盘(11)、从动V型槽盘(20)、置于二V型槽之间的钢球(12)、摩擦副及复位弹簧(8)组成，所述的钢球均布在保持架上，所述的钢球数量与主、从动V型槽盘槽数相等，所述的摩擦副由固定在机架(5)内孔的内锥体(6)与锥盘(7)组成，所述的锥盘(7)及从动V型槽盘(20)的内花键与轴(9)外花键滑配，所述的复位弹簧(8)一端靠紧轴(9)的轴肩上，另一端靠紧锥盘(7)端面上使锥盘(7)与内锥体(6)圆锥摩擦面压紧；
(B)少齿差传动件由装在轴(9)轴伸端上双偏心轴承a、相位错开180°二齿轮(15、17)、内齿圈(4)、柱销(14)与柱套(18)、输出轴(1)及装在箱体(3)内孔的二支承轴承(2)组成，所述的内齿圈(4)联接在输出轴(1)圆盘上，所述的柱销(14)一端紧配在机架(5)均布孔中，另一端上装有一只均载环(19)，所述的柱销(14)上还有一只均载环(16)置于二齿轮(15、17)之间。
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