旋风分离器齿轮箱设计基础知识

与传统齿轮箱相比，摆线齿轮箱具有诸多优势，包括更高的传动比、更强的抗冲击载荷能力和更高的定位精度。然而，摆线齿轮箱的设计较为复杂。本文将探讨一些基本设计原则，并涵盖尺寸、定位精度和传动比等主题。

基本设计原则

与传统的环形齿轮不同，摆线齿轮箱使用摆线盘来实现扭矩放大。摆线盘的输出方向与输入轴的旋转方向相反。这使得齿轮结构更加紧凑，同时也提高了负载能力。
摆线传动机构的运动学原理看似复杂，实则相当简单。与传统齿轮绕重心旋转不同，摆线盘绕固定销旋转。这提供了更高的减速比。
为了降低振动和噪音，采用了多个摆线盘。这使得作用在载体销上的力能够均匀分布，从而提供更好的旋转平衡。此外，多个摆线盘还能减小载体销的轴向力矩。
摆线齿轮盘由独立的齿轮盘轴承支撑。这种设计减少了零部件数量并降低了磨损。这种运动学结构也可用于高功率密度的电机。
摆线齿轮盘具有较高的减速比，因此结构可以非常紧凑。与环形齿轮不同，摆线齿轮盘的齿数更少。它还提供更高的减速比，这有利于高转速输入应用。
摆线齿轮盘上有圆柱形孔，允许定位销穿过这些孔。这样做的好处是，定位销可以沿着齿轮盘圆柱形孔的内壁滚动。
荷载板也用于为外部结构提供锚固。该板上设有螺纹孔，孔距中心15毫米。其外径为9毫米，通孔直径为3毫米。

传动比最高可达300:1

摆线齿轮箱应用广泛，从机床到医疗成像设备均有涉及。与行星齿轮箱相比，摆线齿轮箱具有更高的定位精度、扭转刚度、更小的齿隙和更强的抗疲劳性能。
摆线齿轮箱比行星齿轮箱能够传递更大的扭矩。此外，它们的赫兹接触应力更低，过载保护性能更高。摆线齿轮箱能够在较小的体积内提供高达 300:1 的传动比。
摆线齿轮在长时间运行中具有较低的齿隙，因此是定位精度要求极高的应用的理想选择。摆线齿轮箱还具有良好的耐磨性和低摩擦系数。此外，摆线齿轮重量轻、扭转刚度高，因此非常适合重载应用。
摆线齿轮箱有多种不同的设计。它们无需额外的预减速级即可提供高达 300:1 的传动比。与渐开线齿轮相比，摆线齿轮的制造工艺精度要求更高。摆线齿轮箱还可用于高功率消耗且能承受冲击载荷的应用场合。
摆线齿轮箱可适配大多数常见的伺服电机。它们采用模块化设计，具有全方位防腐蚀保护，且易于安装。摆线齿轮带有径向夹紧环，可将惯性降低高达 39%。
CZPT集团旗下子公司CZPT Precision Europe GmbH开发了一款创新的在线配置器，旨在简化齿轮箱的配置流程。CZPT摆线齿轮箱结构精密、坚固耐用、性能可靠。其采用两级减速原理，可最大限度地减少振动并实现均匀的力分布。
摆线齿轮能够提供 30:1 到 300:1 的传动比。摆线齿轮箱能够实现高传动比，是因为它们所需的运动部件更少，而且齿隙更小。

抗冲击载荷能力

与容易因冲击载荷而损坏的传统齿轮箱不同，摆线齿轮箱极其坚固耐用。它是一种用途广泛的解决方案，非常适合用于物料搬运设备、食品制造和机床。
摆线齿轮箱的机械结构由多个机械部件组成，包括摆线轮、轴承、变阻元件和滚针。此外，它还具有很高的扭转刚度和倾覆力矩，并伴有高度非线性的摩擦特性。
为了评估摆线齿轮箱在冲击载荷下的鲁棒性，我们建立了一个数学模型。该模型用于计算摆线盘上的应力分布。该模型可作为构建更复杂机械模型的基础。
该模型基于一种新方法，能够对摆线齿轮所有象限的静摩擦进行建模。此外，它还可以应用于执行器控制。
本文提出了数学模型以及测量接触应力的方法。并将结果与​​实际系统中的测量结果进行了比较。结果表明，模型与测量结果非常吻合。
该模型还允许分析不同齿轮轮廓的载荷分布。此外，还可以分析不同几何参数下的接触应力。沿圆盘宽度方向的网格细化有助于确保接触力的均匀分布。
计算电机侧的静摩擦脱离速度。然后推导出齿轮箱输入侧的非零电流。此外，在速度方向转换期间模拟了一个较小的稳态阶段。将仿真结果与测量结果进行比较。结果表明，该模型非常精确。

定位精度

要使摆线齿轮箱达到正确的定位精度并非易事。这是因为齿轮结构紧凑，间隙相对较小。这意味着输出轴会承受很大的扭矩。然而，这只是问题的一部分。其他因素，例如齿隙、运动误差和负载，也都是需要考虑的重要因素。
要使摆线齿轮箱达到最佳定位精度，关键在于选择制造精良且配置正确的减速器。正确选择的减速器能够消除重复性误差，并始终提供绝对定位精度。此外，与传统齿轮箱相比，此类齿轮箱还具有诸多优势，例如高效率、低齿隙和高过载保护。
要确保齿轮箱定位精度，选择一家经验丰富的供应商至关重要。优秀的供应商不仅拥有丰富的产品经验，还能提供全面的支持和服务，确保产品的正确安装和维护。此外，制造商的保修也是需要考虑的重要因素。信誉良好的制造商通常会为齿轮箱提供保修服务。上述因素将确保您对摆线齿轮箱的投资在未来数年内都能获得回报。
要确保摆线齿轮箱的定位精度，选择一家专注于此类产品的制造商至关重要。如果您从事机器人、自动化喷涂或其他任何需要极高精度的工业流程，这一点尤为重要。优秀的制造商不仅能提供最新技术，还拥有丰富的专业知识，能够帮助您找到最适合您应用的解决方案。这将确保您的产品从始至终都能取得成功。

尺寸

选择合适尺寸的摆线齿轮箱对其高效运行至关重要。然而，这并非易事。该过程涉及复杂的机械加工，需要制造许多零件。摆线齿轮箱有多种尺寸，一些基本的经验法则可以帮助您选择合适的尺寸。
选择合适尺寸的摆线齿轮箱的首要原则是使用与输入轴直径相同的齿轮箱。这意味着齿轮箱的厚度至少要达到 5 毫米。摆线齿轮箱还需要一个底座和一个轴承来固定驱动轴。底座的尺寸应足以容纳销轴。轴承的尺寸必须与输入轴的尺寸相同。
下一个经验法则是在摆线轴上预留输出轴孔。这样，输出轴就可以反向驱动，并且齿隙很小。输出轴孔至少应该有四到六个。孔的大小应该使得摆线轴的中心线与轴承中心线的直径相等。
使用 Desmos 图形，您可以创建齿轮参数。销的数量应等于摆线齿轮的齿数，销的尺寸应为齿轮尺寸的两倍。销的半径应等于 Desmos 中的 C 值，销圆的尺寸应等于 R 值。
最后一条经验法则是确保摆线没有尖锐的边缘或不连续点，并且线条应该平滑。

editor by CX 2023-04-24