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行星減速機是機電設備的核心功能組件。 隨著產(chǎn)品對空間和質量的要求越來越嚴格,高精密行星減速機應運而生,這也影響了減速機的精度和精度保持率,輸入輸出性能,振動,噪聲,可靠性和預期壽命提出了更高的要求 。 傳統(tǒng)的行星減速機設計技術很難滿足產(chǎn)品開發(fā)的要求。對高精密行星減速機開發(fā)中的關鍵核心設計技術進行了分析和討論。

1.動態(tài)設計與分析

高精密行星減速機,一方面,減速機要求具有較高的剛度以抵抗內(nèi)部和外部干擾。 另一方面,由于減速機的要求,集成度,小型化和低能耗將不可避免地導致剛度的降低,這嚴重影響了其動態(tài)響應特性。 正是由于它們之間的矛盾,才得出了行星減速機動態(tài)特性的設計和分析技術。 在滿足設計和制造要求的前提下,如何實現(xiàn)更輕的重量,更低的振動和噪聲,更高的效率以及更好的可靠性的綜合性能是當今減速機領域的熱門話題。 為了獲得最佳的行星綜合性能減速機,國內(nèi)外學者對行星減速機的動態(tài)設計與分析進行了大量研究。

通常,動態(tài)設計技術是研發(fā)不可或缺的技術高精密行星減速機。 主要有兩種方式,一種是基于數(shù)字模型的仿真技術,另一種是基于解析模型的技術。 分析技術。動態(tài)設計技術研究的核心是系統(tǒng)本身的幾何精度和系統(tǒng)剛度帶來的傳動精度,傳動效率,振動和噪聲,結構強度和使用壽命,然后是減速機的優(yōu)化設計。

2.多物理場耦合和建模分析技術

高精密行星減速機在復雜的多物理場耦合條件下工作更多。因此,減速機系統(tǒng)的設計是進行多物理場耦合建模與分析的重要環(huán)節(jié)。 多物理場耦合是指由兩個或多個場的相互作用形成的物理現(xiàn)象,例如流體與結構的相互作用,固和液、氣和液等。

減速機的工作過程是物理場例如流場,溫度場和結構應力場的復合相互作用的過程。 在設計分析中應考慮多個物理場之間的耦合效應。 高精密行星減速機尺寸小,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以及齒輪齒之間的嚙合摩擦會在運行期間產(chǎn)生大量熱量。 因此,散熱不足會導致減速機中的溫度升高,從而在結構中造成一定程度的熱變形和熱應力。 另外,行星減速機需要很高的組裝精度。 由溫度場的變化引起的結構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構的相對位置的偏差將引起嚴重的振動和聲音輻射。 因此,行星齒輪減速機的設計需要考慮多個物理場之間的耦合,即流固耦合,熱聲振動耦合等。

設計高精密行星減速機,需要考慮多個物理之間的相互作用。 這種相互作用稱為“耦合”。 由于不同物理場的本構方程來自不同學科,因此對這些不同物理場進行耦合計算的有效方法是數(shù)字仿真技術,而“場”之間的“耦合”模型決定了相互作用,這直接表征了 “場”之間的耦合強度。 高精度行星減速機多場耦合分析技術已經(jīng)成為減速機設計中的關鍵技術之一。

3.可靠性設計和壽命預測技術

可靠性設計技術是行星減速機設計的重要組成部分。 傳統(tǒng)的基于靜力學的齒輪彎曲疲勞和點蝕腐蝕疲勞的計算方法,其計算理想性太大,安全系數(shù)值過大,壽命的預測精度不足。 通常,僅計算一對嚙合齒。 由于高精密行星減速機本身限制了系統(tǒng)中變速箱結構的尺寸,因此將重量設置得更輕,這表明結構尺寸相同的齒輪及其零件必須承受更大的載荷,這需要更精確的設計和更好的優(yōu)化。

行星減速機的可靠性和壽命主要體現(xiàn)在傳輸精度的下降,振動幅度的增加,噪聲的增加以及相關零件的損壞。 目前,減速機附近的可靠性設計和壽命預測技術主要體現(xiàn)在現(xiàn)代數(shù)字模擬仿真計算和基于操作信號的數(shù)據(jù)分析中。

高精密行星減速機可靠性設計是產(chǎn)品性能的保證。 它不僅需要在設計階段計算強度和壽命,還需要以強度和壽命為目標的組件設計。 當前,廣泛使用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法是基于現(xiàn)有產(chǎn)品和模擬產(chǎn)品的,沒有可靠性虛擬仿真技術就不可能開發(fā)新設計的產(chǎn)品。

行星減速機設計技術在高科技產(chǎn)品的開發(fā)中起著核心作用。 本文詳細分析了高精密行星減速機開發(fā)中的三種關鍵核心設計技術。 動態(tài)設計和分析技術是減速機開發(fā)過程中優(yōu)化設計的基礎; 多物理場耦合建模與分析技術是減速機發(fā)展中的核心分析技術; 可靠性設計和壽命預測技術是產(chǎn)品性能的保證。 行星減速機是機電設備的核心功能組件。 隨著產(chǎn)品對空間和質量的要求越來越嚴格,高精密行星減速機應運而生,這也影響了減速機的精度和精度保持率,輸入輸出性能,振動,噪聲,可靠性和預期壽命提出了更高的要求。