行星架銷軸位置精度誤差的控制

張瑞杰

摘 要：機械運行離不開齒輪傳動，在制造齒輪的時候應該特別注意，尤其是生產所用的設備精度，即使是絲毫的差錯都有可能造成齒輪在轉動時出現差錯，導致生產線的滯納或者工程機械的使用。行星減速器是齒輪中十分常見的一種模式。本文對行星架銷軸位置精度誤差的控制進行分析，以供參考。

關鍵詞：行星減速器；行星架；銷軸位置；誤差控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.212

0 引言

行星減速器不是單個結構，而是多個部分共同組成的，并且各個部分的功能不同，其中作為整個結構的基礎為行星架，基本其他的結構都通過聯通裝置接在行星架上。減速器的運行穩定性和行星架的性能有著直接的聯系。所以在制造行星架時應該針對銷軸位置的確定進行重點關注。

1 行星減速器的相關概述

1.1 國內外行星減速器的簡述

上文中提到行星齒輪在很多的工程機械設備中都有運用，主要是一些大型的設備中，如船舶行業、礦業開采行業，道路施工行業等，都大量的使用該裝置，并且在減速器的占據比例也較大，對其質量的重視是必然的。隨著技術的不斷提高，行星齒輪的性能也在不斷的提升中。日木三菱造船公司生產的，運用在船舶上的行星減速器功率已達7000kW，美國卡特皮勒公司為大型礦車開發的行星減速器的功率已達8500kW。在我國，對漸開線行星齒輪的研究較多，比較典型就是NGW及其衍生型的減速器應用較廣泛，即由行星齒輪與錐齒輪嚙臺的垂直傳動，或由行星齒輪與圓柱齒輪嚙合的平行傳動方式為主，此結構一般運用于工程機械、船舶和輕工等行業，而后期發展的如ZK行星齒輪減速器、ZZ行星齒輪減速器及其衍生型的運用也較多，其設計標準是礦山機械、大型重工業等行業使用的專業標準。

1.2 NGW行星減速器的應用分析

（1）刀齒輪變位系數的確定。齒輪選用合理的變位系數可增強齒輪的承載能力和傳動效率，在NGW行星減速器中，當設計要求齒輪齒面許用接觸疲勞強度相同時，內嚙合的齒面接觸強度一般是外嚙合的齒面接觸強度3倍左右，其選用嚙合角時，外嚙合角一般大于內嚙合角5度左右，準確的嚙臺角度需通過相應的計算公式得出。（2）制造與裝配工藝的確定。行星齒輪減速器的制造與裝配工藝比其他機械設備的制造工藝困難許多，其制造精度和裝配精度會嚴重影響行星齒輪減速器的質量。由于行星減速器采用的是浮動結構，需要各浮動件之間有足夠的軸向間隙保證傳動穩定性，此間隙一般是0.6mm左右。

1.3 行星減速器的優化設計

目前，在國外，行星齒輪減速器的優化設計的探討較多，其基本步驟是以齒輪齒面接觸疲勞強度相同的原則分配各級傳動比，以傳動比為設計變量構造相應的數學模型，采用黃金分割的方法來分配傳動比，采用數學中的組合變量分析方法優化各級傳動的傳動比。進行優化的過程并不是一項簡單的工作，在國外已經有多種成功的案例，證明優化過程的必要性。對減速器進行優化是需要按照一定的步驟的，首先是齒輪的結構優化，及各個齒輪的大小直徑，以及相互之間的排列方式，都在很大的程度上決定了其性能。相鄰齒輪之間的齒圈的大小應該保持一致并且緊緊的咬合在一起，否則在長期的運轉中容易出現齒輪滑落或是卡頓等。上文中提及的減速器包含了多個組成部分，優化工作就應該涉及到所有的構件，只有整體的提升才能保證行星輪的性能提高，更好的為生產行業所服務。

2 行星架銷軸位置精度誤差的控制

行星架的設計常見E軸、F軸、G軸，其加工工藝過程一般為車削—加工中心銑鉆工序—插花鍵（或拉花鍵）。影響行星架銷軸位置精度的主要是車削和加工中心工序。

車削加工為加工中心工序加工出了工件的裝卡和定位所需的平面和外圓。生產加工行星架是整個裝置最為基礎的階段，重點工藝在于制造花鍵孔以及銷軸，這兩部分無論是技術和材料上都有一定的考究。現代關于該結構的生產技術上已經有了很大的改進，這一點極大的提升了行星架的工藝質量。在很多的生產企業中都忽視了機床結構優化的必要性，機床的作用在于對構件進行固定和加工，并且很多細微的操作都是經由機床來完成，如打孔操作、紋路的銘刻等，都是在機床上進行操作的。

行星架的構件的直徑和規格都是經過嚴格計算的，但是準確的計算結果也要有運用的實際基礎為依靠才行，生產設備如果達不到應有的精度也無法實現構件的精確制造。

行星架的每一銷軸位置都是由中心距經三角函數計算得到的。以軸為例，可以編制相應的宏程序來進行確定。加工中心上加工銷軸時，常見因裝夾等因素引起的變形造成位置度超差，這從檢測的數據中可以得到具體的數值。多表現為中心距、弦距偏大或偏小，中心距數值偏大，這不是程序中數值錯誤，但可用程序中參數對其進行修正補償。通過以上方法，銷軸的位置精度可以得到明顯的改善，銷軸位置度誤差可縮小到0.008mm，證明采取的辦法是可行的。行星架的構造優化的成功案例給其他的生產行業提供了經典的典范，讓企業看到了技術提升的可能性和必要性。現階段關于行星架的誤差控制并沒有一套完整的理論體系，同時由于技術和加工設備上還有一定的欠缺，也就意味著理論設想十分充分，但是加工技術卻跟不上需求，導致方案無法實現，這是最大的障礙。隨著經濟的發展，生產企業應該有意識的對技術進行提升，投入更多的資源。

3 結束語

綜上所述，行星架的結構優化是控制運行誤差的有效方法，其中所包含的數學知識的綜合運用。在今后的經濟發展中，行星架的運用范圍只會越來越廣泛，發展和優化的必要性不必再贅述。

參考文獻：

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