行星减速机传动中,模数、中心距、齿宽是按负荷大小计算得出的。中心距和齿宽与接触强度有关,还有齿数、螺旋角、重合度、啮合角、加工精度、变位系数等因素的影响。其中,变位系数是一个很重要的参数,它直接影响多种其它参数。设计时可通过调整变位系数来提高弯曲强度、改善啮合质量、凑合中心距,以提高齿轮使用寿命。
变位系数的调整
为了提高齿轮的承载能力,必须分析齿轮传动的失效原因及破坏方式,找出主要矛盾,从而确定选择变位系数的基本原则。行星减速机一般采用硬齿面(hb<350)齿轮。对于硬齿面闭式齿轮传动,其主要危险是在循环应力的作用下齿根的疲劳裂纹逐渐扩展而造成齿根折断。但是,实际上也有许多硬齿面齿轮传动因齿面点蚀剥落而失去工作能力的。因而,对这种齿轮传动,应尽量增大传动的啮合角a(即尽量增大总变位系数),这样不仅可以提高接触强度,还能增大齿形系数值,提高齿根的弯曲强度。必要时还可以适当的分配变位系数,使啮合齿轮变位系数相等,即达到两齿轮的齿根弯曲强度大致相等。正确的选择变位系,可使齿轮承载能力提高20—30%。
齿轮精度与误差
齿面强度不仅与齿轮精度等级有关,而且与基节误差的绝对值有关。若齿轮具有最大基节误差,则加在轮齿上的滚动压力也最大,所引起的点蚀破坏也最严重。故需要严格控制。
降低输入转速
行星减速机输出承载力矩跟输出速度的关系是:同一行星减速机,在保证寿命前提条件下,输出转速高,承载力矩小;输出转速低,承载力矩大。转速高时,针对齿轮在单位时间内啮合次数会多,故疲劳时间会短;反之,疲劳时间长。
齿轮材料的选择
对于重载齿轮,在材料选择方面要考虑工作特点,要求表面要达到一定的硬度,保证接触强度金属耐磨性,芯部有一定的韧性。满足这些要求,只有渗碳淬火齿轮最为合适。对与重载齿轮,材料一般采用含碳量低于0.2%的合金钢,合金元素一般为cr、ni、mo、ti等。这些元素对提高淬透性、细化晶粒、提高耐磨性和韧性等分别有显著的作用。设计时,要根据强度、工艺等因素综合考虑。
在现代行星传动中,往往较弱环节在齿轮的传递上,为提高减速机承载能力,故需要提高渐开线圆柱齿轮在重载下的使用性能,满足重载的需求。 而重载齿轮传动中,内外啮合齿轮副必须满足强度寿命和啮合质量要求,普通的设计已不能达到使用要求。