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行星減速機(jī)是機(jī)電設(shè)備的核心功能組件。 隨著產(chǎn)品對(duì)空間和質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)格,高精密行星減速機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,這也影響了減速機(jī)的精度和精度保持率,輸入輸出性能,振動(dòng),噪聲,可靠性和預(yù)期壽命提出了更高的要求 。 傳統(tǒng)的行星減速機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)很難滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的要求。對(duì)高精密行星減速機(jī)開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵核心設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析和討論。

1.動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與分析

高精密行星減速機(jī),一方面,減速機(jī)要求具有較高的剛度以抵抗內(nèi)部和外部干擾。 另一方面,由于減速機(jī)的要求,集成度,小型化和低能耗將不可避免地導(dǎo)致剛度的降低,這嚴(yán)重影響了其動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 正是由于它們之間的矛盾,才得出了行星減速機(jī)動(dòng)態(tài)特性的設(shè)計(jì)和分析技術(shù)。 在滿足設(shè)計(jì)和制造要求的前提下,如何實(shí)現(xiàn)更輕的重量,更低的振動(dòng)和噪聲,更高的效率以及更好的可靠性的綜合性能是當(dāng)今減速機(jī)領(lǐng)域的熱門(mén)話題。 為了獲得最佳的行星綜合性能減速機(jī),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)行星減速機(jī)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與分析進(jìn)行了大量研究。

通常,動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)是研發(fā)不可或缺的技術(shù)高精密行星減速機(jī)。 主要有兩種方式,一種是基于數(shù)字模型的仿真技術(shù),另一種是基于解析模型的技術(shù)。 分析技術(shù)。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)研究的核心是系統(tǒng)本身的幾何精度和系統(tǒng)剛度帶來(lái)的傳動(dòng)精度,傳動(dòng)效率,振動(dòng)和噪聲,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命,然后是減速機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.多物理場(chǎng)耦合和建模分析技術(shù)

高精密行星減速機(jī)在復(fù)雜的多物理場(chǎng)耦合條件下工作更多。因此,減速機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合建模與分析的重要環(huán)節(jié)。 多物理場(chǎng)耦合是指由兩個(gè)或多個(gè)場(chǎng)的相互作用形成的物理現(xiàn)象,例如流體與結(jié)構(gòu)的相互作用,固和液、氣和液等。

減速機(jī)的工作過(guò)程是物理場(chǎng)例如流場(chǎng),溫度場(chǎng)和結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)合相互作用的過(guò)程。 在設(shè)計(jì)分析中應(yīng)考慮多個(gè)物理場(chǎng)之間的耦合效應(yīng)。 高精密行星減速機(jī)尺寸小,熱源多,散熱面積小,傳遞扭矩大,速度高,齒輪和軸承的高速旋轉(zhuǎn)以及齒輪齒之間的嚙合摩擦?xí)谶\(yùn)行期間產(chǎn)生大量熱量。 因此,散熱不足會(huì)導(dǎo)致減速機(jī)中的溫度升高,從而在結(jié)構(gòu)中造成一定程度的熱變形和熱應(yīng)力。 另外,行星減速機(jī)需要很高的組裝精度。 由溫度場(chǎng)的變化引起的結(jié)構(gòu)變形將在齒輪軸的位置造成一定程度的偏差,并且在高速操作期間結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置的偏差將引起嚴(yán)重的振動(dòng)和聲音輻射。 因此,行星齒輪減速機(jī)的設(shè)計(jì)需要考慮多個(gè)物理場(chǎng)之間的耦合,即流固耦合,熱聲振動(dòng)耦合等。

設(shè)計(jì)高精密行星減速機(jī),需要考慮多個(gè)物理之間的相互作用。 這種相互作用稱(chēng)為“耦合”。 由于不同物理場(chǎng)的本構(gòu)方程來(lái)自不同學(xué)科,因此對(duì)這些不同物理場(chǎng)進(jìn)行耦合計(jì)算的有效方法是數(shù)字仿真技術(shù),而“場(chǎng)”之間的“耦合”模型決定了相互作用,這直接表征了 “場(chǎng)”之間的耦合強(qiáng)度。 高精度行星減速機(jī)多場(chǎng)耦合分析技術(shù)已經(jīng)成為減速機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

3.可靠性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)

可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)是行星減速機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分。 傳統(tǒng)的基于靜力學(xué)的齒輪彎曲疲勞和點(diǎn)蝕腐蝕疲勞的計(jì)算方法,其計(jì)算理想性太大,安全系數(shù)值過(guò)大,壽命的預(yù)測(cè)精度不足。 通常,僅計(jì)算一對(duì)嚙合齒。 由于高精密行星減速機(jī)本身限制了系統(tǒng)中變速箱結(jié)構(gòu)的尺寸,因此將重量設(shè)置得更輕,這表明結(jié)構(gòu)尺寸相同的齒輪及其零件必須承受更大的載荷,這需要更精確的設(shè)計(jì)和更好的優(yōu)化。

行星減速機(jī)的可靠性和壽命主要體現(xiàn)在傳輸精度的下降,振動(dòng)幅度的增加,噪聲的增加以及相關(guān)零件的損壞。 目前,減速機(jī)附近的可靠性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)主要體現(xiàn)在現(xiàn)代數(shù)字模擬仿真計(jì)算和基于操作信號(hào)的數(shù)據(jù)分析中。

高精密行星減速機(jī)可靠性設(shè)計(jì)是產(chǎn)品性能的保證。 它不僅需要在設(shè)計(jì)階段計(jì)算強(qiáng)度和壽命,還需要以強(qiáng)度和壽命為目標(biāo)的組件設(shè)計(jì)。 當(dāng)前,廣泛使用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法是基于現(xiàn)有產(chǎn)品和模擬產(chǎn)品的,沒(méi)有可靠性虛擬仿真技術(shù)就不可能開(kāi)發(fā)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。

行星減速機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)在高科技產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中起著核心作用。 本文詳細(xì)分析了高精密行星減速機(jī)開(kāi)發(fā)中的三種關(guān)鍵核心設(shè)計(jì)技術(shù)。 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和分析技術(shù)是減速機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ); 多物理場(chǎng)耦合建模與分析技術(shù)是減速機(jī)發(fā)展中的核心分析技術(shù); 可靠性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)是產(chǎn)品性能的保證。 行星減速機(jī)是機(jī)電設(shè)備的核心功能組件。 隨著產(chǎn)品對(duì)空間和質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)格,高精密行星減速機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,這也影響了減速機(jī)的精度和精度保持率,輸入輸出性能,振動(dòng),噪聲,可靠性和預(yù)期壽命提出了更高的要求。