為CNC機(jī)床選擇齒輪可能是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。客戶不斷面對設(shè)計(jì)用于各種任務(wù)的各種行星減速機(jī)。錯(cuò)誤的選擇會導(dǎo)致購買更昂貴的行星減速機(jī)。在機(jī)械能量傳輸行業(yè)中，需要齒輪箱來支撐較大的外部徑向載荷，而需要能夠承受動態(tài)載荷的齒輪箱以實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動控制或伺服機(jī)構(gòu)。
客戶將遇到的第一個(gè)問題是如何選擇行星減速機(jī)和負(fù)載參數(shù)，它們必須與電動機(jī)參數(shù)相對應(yīng)，同時(shí)必須與預(yù)期負(fù)載相對應(yīng)。行星減速機(jī)參數(shù)的選擇可以簡化，結(jié)果，您仍然可以得到可行的設(shè)計(jì)，僅需花費(fèi)很多錢，行星減速機(jī)將具有超出您的任務(wù)所需的特性。同時(shí)，正確選擇參數(shù)可確保您的行星減速機(jī)能夠應(yīng)對負(fù)載，具有成本效益并占據(jù)較小的面積。
如何選擇齒輪參數(shù)
行星減速機(jī)任務(wù)評估的一般方面
在所有情況下都需要考慮評估行星減速機(jī)參數(shù)的幾個(gè)方面。在本文的這一部分中，將對它們進(jìn)行詳細(xì)討論。
1.過載系數(shù)
在確定最佳行星減速機(jī)任務(wù)的參數(shù)之前，客戶必須確定過載系數(shù)的值。過載系數(shù)通常被定義為參數(shù)的給定值超過特定設(shè)備的參數(shù)的標(biāo)稱值的差。過載系數(shù)應(yīng)考慮到諸如負(fù)載不均，易于維護(hù)和工作溫度升高等因素。
如何正確解釋過載系數(shù)？過載系數(shù)1.0表示設(shè)備具有足夠的功率來處理任務(wù)。同時(shí)，當(dāng)系數(shù)值為1.0時(shí)，系統(tǒng)的特性沒有裕度，這可能導(dǎo)致齒輪箱過熱或損壞。為了解決大多數(shù)工業(yè)問題，過載系數(shù)應(yīng)為1.4，從而確保齒輪箱可以承受標(biāo)稱值1.4倍的負(fù)載。如果任務(wù)需要處理113 Nm的負(fù)載，則考慮所選系數(shù)，行星減速機(jī)必須應(yīng)對160 Nm的負(fù)載。每個(gè)特定任務(wù)的過載系數(shù)的最終值將受許多因素影響。過載系數(shù)還取決于行星減速機(jī)制造商，
2.工作和環(huán)境溫度
較高的環(huán)境溫度會增加內(nèi)部壓力，這也可能需要增加過載系數(shù)。在高溫或低溫下運(yùn)行可能需要使用其他密封材料和特殊潤滑劑。
在選擇行星減速機(jī)參數(shù)時(shí)，行星減速機(jī)運(yùn)行的環(huán)境條件也是一個(gè)重要參數(shù)。惡劣的工作條件會增加設(shè)備的磨損。在多塵或骯臟的條件下的工作條件通常需要使用特殊的材料來防止腐蝕或細(xì)菌滋生。食品或飲料行業(yè)需要符合FDA要求的特殊涂料和潤滑劑。真空介質(zhì)還需要使用特殊的潤滑劑和散熱方案，因?yàn)樵谡婵諚l件下傳熱非常困難。不遵守這些要求可能會導(dǎo)致減速器無法承受負(fù)載。在選擇行星減速機(jī)參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮所有這些方面。
3.沖擊載荷或載荷類型
高沖擊力或動態(tài)負(fù)載會導(dǎo)致齒輪和軸承的磨損增加，如果在選擇參數(shù)時(shí)未考慮這些磨損，則會導(dǎo)致過早失效。另外，這樣的負(fù)載將需要增加的負(fù)載系數(shù)。均勻載荷是指在整個(gè)應(yīng)用過程中保持不變的載荷，而異質(zhì)載荷是指在應(yīng)用過程中隨時(shí)間變化的載荷。通常，不均勻載荷的存在，甚至很小的載荷，都將需要更高的載荷系數(shù)。具有均勻負(fù)載的任務(wù)的一個(gè)示例是輸送量恒定的產(chǎn)品的輸送機(jī)。負(fù)載不均勻的一個(gè)例子是與切割相關(guān)的任何任務(wù)。
4.輸出或輸出機(jī)構(gòu)
的類型輸出機(jī)構(gòu)包括星號，皮帶輪或齒輪。輸出機(jī)構(gòu)的各種配置（例如雙輸出軸或安裝在軸上的套筒）可減少設(shè)備設(shè)計(jì)所要承受的負(fù)載。各種輸出機(jī)構(gòu)會改變軸上可能的負(fù)載，還必須考慮其值。大多數(shù)機(jī)構(gòu)會產(chǎn)生很高的徑向載荷，而同時(shí)，諸如螺旋傳動之類的東西也會產(chǎn)生很大的軸向載荷。這樣的各種條件可能需要不同的軸承，以應(yīng)對高的徑向或軸向載荷。
5.輸出軸或輸出主軸腔的尺寸
在選擇應(yīng)用參數(shù)時(shí)，輸出軸和主軸腔的孔尺寸必須滿足客戶的要求。輸出軸可以由不銹鋼制成，可以是無鑰匙或無鑰匙的，空心的有鑰匙或無鑰匙的，或者是法蘭連接的，可以與任何先前的選件組合使用。知道缸體上正確的孔尺寸可以促使客戶購買更大的齒輪箱以將其安裝在現(xiàn)有的軸上。在某些情況下，客戶有機(jī)會修改其桿身，以便能夠使用最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備并獲得最佳的解決方案。
6.外殼類型
選擇行星減速機(jī)之前，請考慮安裝方法，這一點(diǎn)也很重要。減速器可在一側(cè)或幾側(cè)配備安裝腳，輸出法蘭或螺紋孔。此類各種類型的外殼可能會對設(shè)備的安裝施加一定的限制，因此，市場上存在的各種外殼選件會阻止使用其他緊固件，例如框架或托架。例如，在外殼底面上有螺紋孔，因此無需在行星減速機(jī)的輸出端周圍安裝額外的L形支架。
齒輪傳動
可能會影響選擇設(shè)備參數(shù)的過程的某些要素是特定的，并且取決于此設(shè)備應(yīng)在其上運(yùn)行的行業(yè)。因此，對于動力傳輸任務(wù)，重要的參數(shù)是軸旋轉(zhuǎn)速度（rpm），發(fā)動機(jī)功率和安裝期間的殼體尺寸以及系統(tǒng)將要工作的工作負(fù)載的值。
輸入軸轉(zhuǎn)速
客戶必須確定齒輪箱的工作傳動比或提供輸入/輸出速度傳動比和工作頻率（Hz）進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)是電源電流頻率為60 Hz時(shí)的轉(zhuǎn)速為1750 rpm。選擇任務(wù)的參數(shù)時(shí)，必須指出任何更改，因?yàn)檫@會影響關(guān)系的計(jì)算。否則可能會導(dǎo)致減速器不符合客戶要求。
電機(jī)功率和外殼尺寸
在計(jì)算過載系數(shù)之前，必須確定齒輪箱和輸入選件的尺寸。設(shè)置好行星減速機(jī)的尺寸后，使用所需功率的值來計(jì)算實(shí)際的過載系數(shù)。大功率電機(jī)會產(chǎn)生大量熱量，可能會對行星減速機(jī)的機(jī)械特性產(chǎn)生不利影響。這種基于增加的熱量產(chǎn)生的降低的額定值被稱為齒輪箱的熱功率，并且在操作發(fā)動機(jī)時(shí)應(yīng)予以考慮。
軸負(fù)載
確定參數(shù)時(shí)，請確保負(fù)載不會損壞行星減速機(jī)。軸能夠承受的以N * m為單位的力稱為外部徑向載荷。如果該力小于技術(shù)規(guī)格中指定的力，則行星減速機(jī)將損壞。
行星減速機(jī)運(yùn)動控制
對于伺服機(jī)構(gòu)行業(yè)，在確定設(shè)備參數(shù)時(shí)，必須考慮以下參數(shù)：驅(qū)動軸速度，慣性，動態(tài)轉(zhuǎn)矩值，軸上的比重和軸直徑本身。
傳動軸
轉(zhuǎn)速傳動軸轉(zhuǎn)速不得超過行星減速機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，否則，由于壓力升高，可能導(dǎo)致密封提前磨損。驅(qū)動軸的速度可以隨機(jī)增加，特別是在輸出端有一個(gè)機(jī)構(gòu)的情況下，在選擇系統(tǒng)參數(shù)時(shí)未考慮其減速系數(shù)，因此確定輸出端設(shè)備的參數(shù)非常重要。
慣性
為了精確控制機(jī)構(gòu)，慣性失配必須小于10：1。這對于許多應(yīng)用中要求的高精度至關(guān)重要。行星減速機(jī)的尺寸和傳動比是影響行星減速機(jī)慣性的主要因素。控制系統(tǒng)工程師也可能要求較少的不合規(guī)，甚至要求這種不合規(guī)的具體含義。通常，發(fā)動機(jī)是根據(jù)動態(tài)能力而不是基于扭矩來選擇的。通常，由于轉(zhuǎn)子的慣性大，所以使用的扭矩比技術(shù)任務(wù)要求的扭矩高得多的發(fā)動機(jī)。一些制造商甚至專門為高和低慣性值設(shè)計(jì)了電動機(jī)。通過這種方式，由于較少的慣性失配，可以改善任務(wù)的電機(jī)調(diào)整。限制電動機(jī)的輸出扭矩以防止損壞行星減速機(jī)也很重要。
動態(tài)運(yùn)動
與勻速運(yùn)動相比，循環(huán)運(yùn)動可能需要使用更高的負(fù)載系數(shù)值。這是由于這樣的事實(shí)，即恒定的啟動和停止會導(dǎo)致齒，齒輪和密封件的額外磨損。周期性的反向運(yùn)動需要比周期性或連續(xù)運(yùn)動模式更高的負(fù)載系數(shù)。
特定軸載荷
必須考慮徑向，軸向和瞬時(shí)軸載荷，并檢查其是否符合特定單元的額定載荷。否則可能會損壞軸，軸承或齒輪齒。通常，為了選擇合適的行星減速機(jī)，上述參數(shù)應(yīng)用了一個(gè)過載系數(shù)。如果應(yīng)用條件需要，其他類型的軸承也可以提高這些額定值。
直徑和軸長
電機(jī)軸的直徑和長度必須合適，才能與聯(lián)軸器完全嚙合。如果沒有完全接觸，則可能會發(fā)生軸打滑。盡管事實(shí)上這種影響不會影響過載系數(shù)，但重要的是要考慮它，以避免發(fā)動機(jī)安裝出現(xiàn)問題。一些制造商進(jìn)行了大輸入設(shè)計(jì)，這使得行星減速機(jī)可以與功率更大的電機(jī)一起工作，而無需增加行星減速機(jī)的尺寸。
發(fā)現(xiàn)：
為了獲得最佳解決方案，客戶需要了解負(fù)載的大小，從而提供適合該應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。選擇行星減速機(jī)時(shí)，過載系數(shù)，環(huán)境，環(huán)境溫度，沖擊載荷，輸出連接的類型和使用時(shí)間是重要的參數(shù)。客戶提供的信息越多，行星減速機(jī)的選擇過程就越準(zhǔn)確，最終將有助于選擇最佳的行星減速機(jī)來解決客戶的問題。有許多確定參數(shù)的程序可以幫助選擇特定的齒輪模型。