行星減速器齒輪軸的加工工藝研究論文

2021-04-12 論文

　　摘要：行星減速器齒輪軸是行星重要的組成部分，主要用于行星減速，連接發(fā)動機與減速器齒輪，主要起到傳輸動力以及減速的作用。行星減速器齒輪軸又簡稱為軸，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進步以及綜合國力的提高，我國的行星減速器技術(shù)也得到十足的提升，但隨著時代的改變，我們對于行星減速器熱處理技術(shù)以及機械加工工藝的要求也越來越高。

　　關(guān)鍵詞：行星減速器；齒輪軸；熱處理技術(shù)；加工工藝

　　我們知道行星減速器主要用于行星的減速作用，是連接傳動裝置傳輸減小動力的主要裝置，而齒輪軸是行星減速器中最為重要的裝置。齒輪軸性能的好壞以及機械加工工藝是否精湛直接關(guān)系到行星系統(tǒng)的安全，因此我們對于行星減速器的要求很高。在行星減速器的制作工藝過程中，行星減速器齒輪軸的熱處理技術(shù)以及機械加工制作工藝是判定行星減速器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)工作中，通過科學(xué)的理論以及不斷地實踐總結(jié)，我們通過三級行星減速器的加工制作工藝，能夠準(zhǔn)確的分析出減速效果，保證傳輸動力的精確度，并且使用壽命比傳統(tǒng)技術(shù)制造的壽命要延長。因此，筆者在實踐總結(jié)中，本文重點介紹行星減速器齒輪軸的熱處理與機械加工工藝研究。

　　一、行星減速器技術(shù)簡介

　　行星齒輪減速機又稱為行星減速機，伺服減速機。在減速機家族中，行星減速機以其體積小，傳動效率高，減速范圍廣，精度高等諸多優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于伺服電機、步進電機、直流電機等傳動系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負載/電機的轉(zhuǎn)動慣量比。行星齒輪減速機主要傳動結(jié)構(gòu)為：行星輪，太陽輪，內(nèi)齒圈。行星減速機因為結(jié)構(gòu)原因，單級減速最小為3，最大一般不超過10，常見減速比為：3/4/5/6/8/10，減速機級數(shù)一般不超過3，但有部分大減速比定制減速機有4級減速。相對其他減速機，行星減速機具有高剛性、高精度(單級可做到1分以內(nèi))、高傳動效率(單級在97%-98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護等特點。因為這些特點，行星減速機多數(shù)是安裝在步進電機和伺服電機上，用來降低轉(zhuǎn)速，提升扭矩，匹配慣量。行星減速機額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達到18000rpm(與減速機本身大小有關(guān)，減速機越大，額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上，工作溫度一般在-25℃到100℃左右，通過改變潤滑脂可改變其工作溫度。精密行星減速機因搭配伺服電機所以背隙等級(弧分)相當(dāng)重要，不同背隙等級價格差異相當(dāng)大，行星減速機可做多齒箱連結(jié)最高減速比達100000。

　　二、行星減速器工作原理與齒輪軸性能分析

　　目前，服務(wù)于工業(yè)中的行星減速器主要是有二級或者三級工藝加工生產(chǎn)的，這種加工工藝對于減速器齒輪軸的精度要求很高，所以制造行星減速器的要求會很高。行星減速器的工作原理主要是通過主動轉(zhuǎn)軸連接浮動齒套，再通過浮動齒輪將傳輸動力以及減速動力傳輸給太陽輪，太陽輪會將這兩種動力傳輸給分布在太陽齒輪周圍的太陽星輪，行星輪在旋轉(zhuǎn)的同時會會繞著太陽輪以及固定內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，通過以上的簡單分析，我們發(fā)現(xiàn)齒輪軸在行星減速器中的作用是必要而且是非常重要的，并且能夠起到關(guān)鍵性的作用，由此我們知道齒輪軸的重要性，齒輪軸作為行星減速器的核心關(guān)鍵技術(shù)，主要連接傳輸動力以及減速動力，所以行星減速器的齒輪軸建工工藝要嚴(yán)密并且精湛，否則會影響到整個行星氣器的安全以及使用。在齒輪軸的機加工過程中，制作齒輪軸材料的選擇也是重中之中，因為這直接影響到齒輪抽的使用壽命以及行星器的安全。齒輪軸主要是傳輸動力的中間介質(zhì)，齒輪軸的工作形式要求其必須承受強大的壓力以及負荷，這對齒輪軸的性能要求極其高，因此，對于齒輪軸的材料選擇要求其首先具有耐磨性、以及承壓性。在這樣的條件下，一般性的首選材料是碳鋼，但選擇碳鋼之后首先進行淬火加回溫的不斷鍛造，以保證其耐磨性，這就是所謂的熱處理技術(shù)。熱處理技術(shù)是非常繁瑣并且要求極高的嗎，對于精度的要求非常高，并且必須達到要求才能使用，只有這樣才能保證齒輪軸的耐磨性以及承壓性，使其具有極高的綜合性能。

　　三、行星減速器齒輪軸熱處理技術(shù)與機械加工工藝研究

　　上文，我們已經(jīng)簡單介紹了行星齒輪軸熱處理技術(shù)，以及行星齒輪軸的簡介，我們都已經(jīng)基本了解行星齒輪軸的工作原理，那么，筆者將簡單介紹行星減速器齒輪軸的熱處理技術(shù)以及機械建工工藝的`研究，以期望提高我國的行星齒輪軸熱處理技術(shù)與機械加工工藝。由于行星減速器齒輪軸的機構(gòu)非常復(fù)雜，材料選擇也十分嚴(yán)苛，因此對于行星減速器的齒輪軸熱處理技術(shù)要求也極高，為了使得齒輪軸能夠更堅韌，保證其較強的耐磨性和抗壓性，充分發(fā)揮其優(yōu)良的性能，我們的熱處理技術(shù)主要是正火、調(diào)制、淬火加低溫調(diào)制。齒輪軸的機械加工工藝主要分為下料、鍛造、正火（預(yù)備熱處理）、毛坯粗加工、整體調(diào)制（中間熱處理）、半漕加工、滾淬火、低溫回火、（最終熱處理）、磨削、以及檢驗。這是齒輪軸機械加工工藝的過程，其中的任何一步都關(guān)系到齒輪軸最終形成的合格性能。因此，我們?nèi)绻胍岣呶覈男行菧p速器齒輪軸的熱處理技術(shù)以及機械加工工藝，就必須在這些步驟中多加研究。

　　本文筆者通過實際研究操作，重點介紹了行星減速器齒輪軸熱處理技術(shù)以及加工工藝的研究。齒輪軸質(zhì)量的好壞以及處理技術(shù)的好壞將之間影響到行星減速器的使用效果。通過時間證明，優(yōu)化生產(chǎn)后的行星減速器比傳統(tǒng)知道工藝生產(chǎn)的使用效果要良好許多，使用壽命要延長一倍，穩(wěn)定性能也獲得了極大地提高，綜合性能分析性能要提高許多。但這并不是我們的最終目標(biāo)，我們前進的腳步換不能懈怠，我們還需要不斷的努力研究，爭取做最好的行星齒輪軸熱處理技術(shù)以及機械加工工藝的研究。

　　作者:閆自有單位:云南東源煤電有限公司一平浪煤礦

　　參考文獻：

　　[1]韓榮東，吳立新，龔桂仙，張友登.變速箱齒輪軸斷裂分析[A];全國冶金物理測試信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年學(xué)術(shù)論文集

　　[2]郭文華，林子洋.齒輪軸熱處理裂紋產(chǎn)生原因分析[A].2009年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009：113-114.

　　[3]雷亞國,何正嘉,林京,韓冬,孔德同.行星齒輪箱故障診斷技術(shù)的研究進展[J].機械工程學(xué)報，2011(19)：56-58+89.