少齿差行星减速器内齿板装配定位工装的设计与应用

2019-09-16高有茂

世界有色金属 2019年14期

高有茂

（山东莱芜煤矿机械有限公司，山东莱芜 271100）

少齿差行星减速器是少齿差行星齿轮传动中外置偏心轴形式的一种。如图1所示，当运动和动力从高速转臂轴1输入时，可带动三件内齿板2做平动。每件内齿板2相当于一个双曲柄平行四边形机构的连杆，三件内齿板2上的内齿同时与外齿轮3上的外齿相啮合，使运动和动力从外齿轮3输出，从而实现大传动比减速。少齿差行星减速器的三件内齿板2均布装配在两根转臂轴1上，呈120°相位差，则三件内齿板2与外齿轮3啮合的瞬时相位差也成120°，此时三件内齿板的轮齿相位差应满足的条件，称为装配条件。

1 内齿板的轮齿相位差的分析

在少齿差行星减速器中，内外齿轮的齿数差一般小于4。根据西北轻工业学院的研究及分析，内齿板的轮齿相位差的通式为：△Ф=2π（Z2-Z1）/3Z2。

（1）Z2-Z1=1时，如图1三件内齿板2（1）、2（2）、2（3）分别与外齿轮3在P1、P2、P3点啮合。由于内齿板比外齿轮多一个齿，因此第二件内齿板2（2）上应与外齿轮3在点P2相应的啮合点就滞后了1/3个周节（图1中顺时针方向表示滞后），这样就不能满足前述的装配条件。同样，内齿板2（3）上应与外齿轮3在点P3相对应的啮合点超前了1/3个周节。因此在插制时，第二件内齿板2（2）和第三件内齿板2（3）分别沿顺时针方向和逆时针方向预先转过1/3周节。所对应的圆心角△Ф=2π/3Z2（见图2）。而装配时按图1所示位置装配，则三件内齿板的轮齿相位必然满足装配条件。因此△Ф就称为少齿差行星减速器加工中满足装配条件的轮齿相位差。

（2）Z2-Z1=2时，△Ф=4π/3Z2。按照上述分析方法，在插制三件内齿板时，将内齿板2（2）和内齿板2（3）分别沿逆时针和顺时针方向预先转过1/3个周节，所对应的圆心角△Ф即可[1]。

（3）Z2-Z1=3时，△Ф=2π/Z2，此时三件内齿板的轮齿相位完全一致，即轮齿的相位差△Ф=0。

2 内齿板的工艺改进

在插制三片内齿板时，将他们按图2所示的方式加工。这样给插齿加工带来相当大的困难：①不易定位和装夹。②内齿板的长度，限制了插齿机的加工范围，提高了加工成本。为克服以上困难，将内齿板2改为内齿圈与齿板组装型，这样便大大降低了内齿板的加工难度[2]。其中内齿圈不但体积小，而且三件内齿圈与普通齿圈一样，不涉及任何定位与装夹的困难。

图1 内齿板与外齿轮及高速轴装配示意图

图2 三片内齿板轮齿相位的调整

3 内齿板装配定位工装的设计

为满足前述装配条件，利用渐开线圆柱齿轮的等分性原理，将满足装配条件的相位差△Ф在内齿圈与齿板装配过程中调整好。

以SHS-450-969为例，已知：模数m=7，齿数：Z1=57、Z2=58。则△Ф=2π/3Z2。

装配定位工装的设计如图3所示。

图3 装配定位工装

首先，设计双联齿轮1，用来定位和旋转内齿圈。其中Ⅰ齿用来定位内齿圈，并设计：模数m=7，齿数：ZⅠ=Z2=58；Ⅱ齿用来分度，使每转动一个齿所对应圆心角为△Ф，并设计：模数m=2.5，齿数ZⅡ=2π/（2π/3Z2）=3Z2=174。其次，设计一带有内齿的定位板2，并设计模数m=2.5，齿数Z=ZⅡ=174和2个定位销3，用来定位齿板及配合双联齿轮进行分度。

4 内齿板装配定位工装的使用

在装配内齿板时，在定位板1上任选一齿槽作标识A，分别在顺时针和逆时针相邻齿槽上作标识B和C。在双联齿轮Ⅱ齿的任一齿上作标识1。首先，组装内齿板2（1）：将双联齿轮Ⅱ齿上的标识A与定位齿板1的标识A对齐装入；将齿板用定位销2定好位；将内齿圈用双联齿轮Ⅰ齿定位后装在齿板上；将内齿圈与齿板配钻铰后打入稳销；将内齿板卸下。其次，组装内齿板2（2）：将双联齿轮Ⅱ齿上的标识A与定位齿板1的标识B对齐装入；将齿板用定位销2定好位；将内齿圈用双联齿轮Ⅰ齿定位后装在齿板上；将内齿圈与齿板配钻铰后打入稳销；将内齿板卸下。再次，组装内齿板2（3）：将双联齿轮Ⅱ齿上的标识A与定位齿板1的标识C对齐装入；将齿板用定位销2定好位；将内齿圈用双联齿轮Ⅰ齿定位后装在齿板上；将内齿圈与齿板配钻铰后打入稳销；将内齿板卸下。

将三件内齿板2（1）、2（2）、2（3）按上述方法（参照图3）装好，则齿板2（1）与2（2）、2（3）的相位差便为△Ф。然后再将内齿板2（1）、2（2）、2（3）重叠放置，并将内齿板2（2），2（3）分别沿顺时针、逆时针转过△Ф，便可得图2所示的插制位置图。