减速机 – 同心智造网

斜齿齿轮受力分析(斜齿轮的数学原理)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:26 +0000

1.引言 现代工业的发展对齿轮传动的要求越来越高，而齿轮传动属于固体传动，要提高其传动性能，一般从三个方面考虑：材料、齿形及工艺。就齿廓而言，人们做了大量的研究工作。微线段齿轮是我们提出的一种全新啮合制齿轮传动，研究表明，微线段齿轮具有较高的弯曲强度及接触强度，且最少齿数较少（3~4齿），能很好地适应现代工业对齿轮传动性能全方位的要求，尤其是高速、重载和小型化方面的要求[2][3]。但目前我们所作的研究是针对直齿微线段齿轮而进行的，由于直齿轮的啮合情况是突然地沿整个齿宽同时进入啮合和退出啮合，从而轮齿上所受的力是突然加上或卸掉的，故传动的平稳性受到了一定的影响，且存在一定的冲击和噪音，解决上述问题的一个有效途径就是使用斜齿轮，而且，某些变速箱产品上也须用到斜齿轮，因此为了使微线段齿轮得到大面积的推广应用就必须进行斜齿微线段齿轮的研究。
2. 基准齿形——法面齿条的齿形曲线 2.1 基本思想在用范成法加工齿轮时，是用无数直线段或平面去包络齿廓曲线或曲面。实际上由于刀具不可能切无数次，因而最终形成的齿廓曲线或曲面必然是由微小的直线段或平面连接而成的。受此启发，我们认识到只要直线段或平面足够小就可以用直线段或平面去构造齿廓曲线或曲面。为便于用范成法加工，采用先构造基本齿条，再利用范成原理得到齿轮齿廓的方法。构造基本齿条的第一步是构造理论上连续且二次可微的曲线，当然，这个曲线是由很多段曲线“拼”起来的，然后，再根据图形学中扫描变换原理，抽取出足够多的点，用这些点决定齿廓曲线的形状，我们称之谓“离散点齿廓曲线”，再利用数控加工中的插补原理，用线性插补方法得到所需齿廓。 2.2 法面齿条的构造通过对目前常用的齿轮优缺点分析，我们提出了构造基本齿条的法面齿条思路和方法： 1）要使接触强度尽可能大。欲实现这一点，就要使两齿廓是凸—凹接触或是平面对平面的接触。为此，我们在宏观上采用了双圆弧齿轮的构造方法，在微观的地方实现平面对平面的接触。 2）要使弯曲强度尽可能大。由于齿根弯曲应力与齿根厚度有着密切的联系，故在构造时使齿根加厚。 3）要使滑动系数尽可能小。滑动系数小，则摩擦磨损小，机械效率高。为实现这一点，我们在构造齿廓曲线时，确保相对滑动在每一个微段中完成，不累积到下一个微段。 *安徽省自然科学基金资助项目(01044104) 4）要能有效地防止根切。为使齿数较小时，不发生根切，在构造时，要注意到使影响“根切”的参数可调，进而保证齿数较少时，齿根曲线也能正常地参与工作。根据以上思路，我们构造出了标准微线段齿条的法向齿廓，它是由很多微段渐开线精妙连接而成，每个微段渐开线上两端点的曲率中心是在不同位置、不同半径的基圆上，并且这些曲率中心均在齿条的节线上，如图1所示。详细的构造过程及下述公式(1)的推导可参见文献[2][3]。

图1 微线段齿条齿形
2.3 基本齿条的齿廓曲线方程在微线段齿轮中，有三个重要的参数，它们分别是：1）：初始压力角；2）：参数压力角；3）：初始基圆半径。这三个参数决定了微线段齿轮法向齿条的形状。对于凸齿廓上任一零点k,在图1所示坐标系O1x1y1中，坐标方程为：（1）式中（2）（3）为与有关且按选定规律变化的第i点基圆半径。
3. 通用齿面方程 3.1 求法面齿条上任意零点的法矢为求解齿面方程，应先求得接触点的法矢，但用式（1）求出的仅是离散点的坐标，为此，设经过所有离散点的连续曲线方程为，则在第k个零点处，有：由于在微线段齿轮的一个齿廓上就有几万乃至几十万个零点，因此，相邻的两个零点之间的距离很短，故可认为，对于任意零点处有，所以有：（4）因此，法面齿条上任意零点k处的法矢为 3.2 由法向齿形求基本齿条齿形为了导出基准齿条齿面方程式，建立如下两个坐标系，如图2所示：

图2 基本齿条的端面与法面坐标系
σ(t)——端面坐标系，O(t)x(t)y(t)与基本齿条的一个端面重合； σ(n)——法面坐标系，O(n)x(n)y(n)与基本齿条法面重合，且与σ(t)平面的坐标原点重合。相当于图1中的O1x1y1坐标系。设齿面上任一点在中坐标为，在中坐标为，该点处法矢在中表示为，而在中可表示为，则有：（5）（6） 3.3 通用齿面方程的求解由范成加工原理可知，微线段齿轮的齿面是基本齿条齿面的包络面，为进行求解，建立三个坐标系，如图3所示。

图3 求解齿面方程所用的坐标系
σ(0)——空间固定坐标系，其中O(0)x(0)z(0)平面与齿条节平面重合。 σ(1)——与齿条固连的坐标系，其中O(1)x(1)y(1)平面与齿条的一个端面重合，O(1)x(1)z(1)平面与齿条节平面重合，且在起始位置时，σ(1)与σ(0)重合。这儿，σ(1)相当于图2中σ(t)。 σ(2)——与齿轮固连的坐标系，其中O(2)点位于齿轮的转动轴线上，O(2)x(2)y(2)平面与齿条的一个端面重合，且在起始位置时，y(2)轴与y(0)轴重合。设齿条移动速度为V即，齿轮的移动速度为ω即，齿轮的节圆半径为r，当齿条的移动距离为时，齿轮转过的角度为，此时齿廓上的M点成为接触点。则有：（7） M点随齿条移动速度为：；（8） M点随齿轮运动的速度为：（9）式（8）与式（9）相减，并将式（7）代入得齿轮齿条在M点的相对运动速度：（10）将（6）及（10）代入啮合方程式得：将关系式（5）代入上式得：（11）又：坐标系σ(1)与σ(2)间的坐标变换式为再将关系式（5）代入上式即可得到齿轮的齿廓方程： (12) 对于用式（1）确定的任意零点k( )，可用式（4），（11）确定zk与之间的关系式，再将它代入式（12）就可得到与零点k相对应的一条曲线，依次改变零点位置就可得到齿轮齿廓。
4. 计算实例 上述公式看上去很麻烦，但借助于计算机编程计算实际上非常方便。作者根据上述原理开发了一套斜齿微线段齿轮的齿面生成软件，算例齿轮即为采用它生成的。例：已知，模数为4mm，齿数为20，齿宽为10mm，螺旋角为15°，，初始压力角，参数压力角。生成的齿轮如图4所示。

图4 算例齿轮
计算所得算例齿轮齿廓的部分数据如表1所示。表1 算例齿轮的部分数据法面零点序号齿面方向序号齿面点坐标（齿顶部分）齿面点坐标（齿根部分）

5. 结论 （1）本文所提出的“连续曲线—离散点曲线—插补”得到斜齿微线段齿轮的齿廓的方法正确可行，思路新颖；（2）在研究直齿微线段齿轮取得成功的基础上，成功地解决了斜齿微线段齿轮设计的基本问题，为微线段齿轮的进一步推广应用打下了坚实的基础；（3）本文公式为左旋齿条加工右旋齿轮的公式，同样方法可推导出右旋齿条加工左旋齿轮公式；（4）本文的思路和方法为其它类似机构的研究提供了一个新的途径。
参考文献 [1] Komori T,Ariga R,Nagata S. A new gear profile having zero relative curvature at many contact points(Logix tooth profile).In: Proc of international Power Transmission and Gearing conference. ASME, chicago, 1989, 2:599~606 [2] 赵韩，梁锦华，刘红雨等，微线段齿廓的形成原理及特性，机械工程学报，1997，33(5)：7~11 [3] 黄康，赵韩，微线段齿轮与渐开线齿轮的弯曲强度比较分析，农业机械学报，2001，32(1)：115~117 [4] 吴序堂编著，齿轮啮合原理，北京：机械工业出版社，1982.1

台达plc切割机(台达自动切割机)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:25 +0000

台达机电产品在台钢机械自动切割机上的成功应用本文主要介绍了台达机电产品在台钢机械设备有限公司的成功应用，在行业内非常具有代表性，敬请您关注。一、概述台钢机械设备有限公司主要生产自动切割机等设备，产品主要出口东南亚及大陆地区。所谓自动切割机就是将整卷宽幅在两米多的透明胶带，按照设定的长度(以毫米为单位)，自动切割成标准宽度的胶带。客户以前使用的是其他知名的产品，由于品牌比较杂，系统在功能上有缺陷，并且在技术咨询和售后等方面存在问题。经过和客户的沟通，我们用台达的机电产品为客户做了整套方案，得到了客户的认可。历经4天的奋战，开发成功。在功能方面完全满足了客户的需求，整个系统在操作方面更加人性化，在原有系统的基础上增加了七种控制模式，分连续和单动两种状态。变频器频率的通讯给定不仅可靠便利，而且为客户节省了成本。二、系统构成人机：DOP-A57GSTD 1台 PLC：DVP-48EH00T 1 台变频器：VFD-007M23A、VFD-015M23A 各1台伺服：ASD-A0721LA １台三、系统控制框图及说明

２．工作说明主轴电机用VFD-015M23A驱动，切台上的圆刀（切刀）用VFD-007M23A驱动，伺服与齿轮同轴相连，通过齿轮皮带带动导轨，使切台在如图中A所示方向来回移动，用来完成定长的操作。同时切台通过油压可以在如图中B所示方向前后移动，用来对套在主轴上的胶带进行切割。四、工艺及控制要求工艺要求描述：两台变频器，一台驱动主轴马达；另外一台驱动圆刀（切刀）。伺服通过齿轮皮带和导轨传动控制切台的定位，即定长。变频器通过RS485通讯的方式控制，给定主轴和圆刀的转速。伺服用Pt模式定位。根据客户的要求为其提供了单段和连续两种控制方式和10种操作模式,每种操作模式包含：宽度设定、刀数设定两个参数。在生产前，客户根据生产的要求，将需要生产胶带的宽度和刀数在参数表中预先设定好。如果操作人员选择单段控制方式，在人机上输入模式号后，系统自动把对应该模式的参数（宽度和刀数）调用出来。启动后，刀台通过伺服开始定长横向移动，当到达设定的长度后，刀台横向移动停止，通过油压控制刀台向系统框图中B 所示的方面纵向移动，当刀台移动至前限位处，开始定时，保证将胶带完全切断后，自动退回至后限位开关处停止。如果该模式设定的刀数不为零，则重复以上动作，直到切割的次数等于设定的刀数后，自动停止。如果该模式设定的刀数为零，则系统不动作。而如果操作人员选择连续控制方式，在人机上输入模式号，则启动后系统自动按照模式1设定的宽度和刀数切割，当模式1切割完毕后，自动按照下一模式设定的宽度和刀数切割，直到将设定的模式全部切完后自动停机。如果其中有的模式设定的刀数为零时，自动跳到下一模式，参数也随之改变。例如：在连续模式下：选择模式１０，启动后系统按照模式１设定的参数切割，模式１切割完毕，如果模式２中设定的刀数不为零，则按照模式２设定的宽度和刀数自动切割；如果模式２中设定的刀数为零，则系统自动跳过模式２，按照模式３中设定的参数切割。依次类推，直到将模式１０设定的宽度和刀数切割完毕后，系统自动停机。系统生产流程的顺序如下所述：首先夹头动作，夹头动作前，主轴气缸首先要向上动作，上到限位后，夹头顶出，将主轴夹住。然后圆刀才能启动进行切割，在运行过程中如果按全部停止，则圆刀停止，然后夹头缩回，缩到位后，主轴气缸向下，下到限位后停止向下。在连续运行完毕后，系统自动停止，并且自动缩回夹头，主轴气缸向下到位。然后，刀台自动归位，归位到限位后停止。在整个自动切卷的过程中，如果出现任何故障或者操作人员手动停车，则系统记录当前执行到的模式号和已经完成了几次切割，如果故障处理完毕后再次启动，则按照停车前的模式继续切割。以上所述的是自动切割状态。在手动状态下，为客户提供了自动对刀的功能。即在出现故障或前一次切割质量不高时，在停机的状态下，可以通过人机或操作面板上，按间接归位或间接前进按钮，切台自动以当前模式设定的宽度向后或向前移动一个宽度，达到自动对刀的功能，同时也提供手动对刀的功能。我们为客户开发的整套系统，控制可靠，伺服通过调整了相应的2-00后的参数，使得其响应性和精度都要高于客户以前使用的系统，并且工艺和操作上也更胜一筹。客户以前使用的系统只能连续运行，而且只有三种模式设定，不能单段运行。在程序中，中达巧妙的运用了变址和循环的功能，使得程序也很简练，客户非常认可。这再一次印证了台达的机电产品在系统集成方面具有很强的优势。五、调试感想伺服在PT模式下，很容易受干扰。如果电柜内有干扰源，如变频器，直流调速器等，即使不发脉冲，只要伺服始能，可能电机就会运行。这种情况，都属于干扰问题。可以采取以下措施：将变频器的载波频率适当的降低，以减小干扰； PT模式下，将伺服驱动器中1-00的参数设置成32；变频器和伺服可靠接地；适当的调整2-26的设定值，以提高伺服的外部抗干扰的能力；如果伺服电机的噪音比较大，可以增大2-25的值，以减小电机噪音。如果伺服在运行中，不是很平滑。说明伺服的参数调整的不好，可以借助Auto Controller Computation软件，输入伺服的功率、频宽、惯量比。通过该软件帮助我们算出2-00、2-02、2-04、2-06、2-23、2-24、2-25、2-26的参数值，在此基础上，根据实际情况，再进行个别参数的调整。信息来源于：国内外机电一体化

阿尔法精密齿轮箱在机床进给系统中的应用。

威腾斯坦（杭州）实业有限公司 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:24 +0000

alpha精密齿轮箱以期精度高、刚性强、寿命长的技术性能，以及可靠性高、运行稳定、过载能力强的品质与制造精深、设计严谨的作风著称，为世界许多著名公司所选用，尤其在机床行业应用最为广泛。在机床进给系统中，一般采用丝杠与伺服电机直联方式。但当丝杠达到一定长度和直径时，自身的惯量会很大，再加上负载的影响，这时需在伺服电机与丝杠之间加一级减速（i=3-4)来增加扭矩、调节惯量、提高动态特性。由于齿轮箱总会存在一定齿隙，这样会给进给系统定位带来一定影响，不过这是可预知的，通过计算（丝杆导程*背隙/360*60）可得出具体的误差。如齿轮箱回程间隙为3弧分，丝杠导程按10mm计算，会产生0.001389mm定位误差。另外，扭转刚性也会对定位精度产生影响，在计算系统定位精度时要考虑进去。 alpha精密减速箱在机床行业最能充分体现其卓越性能和极高的品质，提升机床整体性能。

注塑设备介绍(最新注塑设备)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:23 +0000

百科立式微量精密高速注塑机　　　　百科机械(Multitech)的SP-S-35T立式微量精密高速注塑机属SP高射速、高精密系列机型。该机采用双金属料管组，以加强其精密性、耐磨性及稳定性。SP-S-35T能缩短机器在激活、停止时的反应时间，其射出速度可高达冲338mm/s，而注射压力则可达到2811kg/cm2。其座射缸组合平行放置，配以辅助导柱，确保机器在高速运行时仍能保持其稳定性及可靠性。另外，通过配备分体式油箱，可达到储油洁净、方便分体等优势。　　　　 SP-S-35T立式微量精密高速注塑机的控制单元采用了日本富士UG330高端触摸式彩色液晶显示屏，配合日本OMRON PLC最新型高应答控制器，可有效监控各主要压力、位置、速度等参数，成功提高机械的自动化程度。同时，各主要动作单元均采用高精度意大利电子尺及压力传感器控制，能够进行0.05mm的微量设定。　　　　锁模单元方面，该机采用立式锁模，滑板式移模，方便取件。其液压系统的压力与流量采用德国BOSCH的大流量高精度的半闭比例阀控制，并确保低耗能及快速运作。SP-S-35T的射出系统采用日本NACHI方向流量阀，由于响应速度快，能确保微量精密射出的稳定准确。　　　　大同高速薄壁成型机　　　　 EC系列机型是餐饮具专用注塑机，是大同机械专门为薄壁、成型周期短、生产效率高的通用塑料（如PP、PE）制品开发的新机型，也是国内首家推出的针对薄壁容器制品的注塑机，适合壁厚为0.45mm以内的薄壁制品生产。EC机型的特点包括：　　　　快速、稳定的开、合模，机器的空循环周期短；　　快速、精确的注射，确保精度和重复性； 24：1塑化螺杆，配合镀钛金属止逆环，塑化部件高效耐用；高精度液压阀及死循环控制，机器动作切换反应灵敏，位置准确；具有开模同步塑化功能，生产周期更短；10.4寸彩色液晶触摸屏，操作方便。　　　　 Arburg全方位注塑机　　　　基于Allrounder 630 S大型全方位注塑机的先进技术，Allrounder 920 S新型全方位注塑机加长了拉杆距离，提高了合模力，代表着S系列机型尺寸和性能的大幅度提升。Allrounder 920 S机型的拉杆间距离为920×920毫米，合模力达5,000 kN。　　　　随着Allrounder 920 S新型全方位注塑机问世，可在Arburg全方位注塑机上采用部件更大、模腔更多的大型模具，可生产合模力达5,000 kN的模塑件。　　　　 Allrounder 920 S全方位注塑机也保留了“小机型”的特徵。例如：模具高度可根据模具尺寸调整，以适应合模装置；配有新型储压器，便于快速注射和模具移动；同时，也采用了组合式机械设计。由于具有上述特点，最新推出的大型全方位注塑机可采用以前S系列机型的注射装置，也可配备成多组分机型。信息来源于：慧聪网

行星减速机常用速比表标准(行星减速机怎么选型)

不会水的羊 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:22 +0000

在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围宽，精度高，而被广泛应用于伺服、步进、直流等传动系统中。在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。在行星减速机行业里，德国NEUGART公司无疑是世界上最著名的厂商，该公司拥有全球顶尖的机械工程师和优良的设备，产品行销全世界一百多个国家和地区，在这里，以该公司的各系列产品为例，详细向大家介绍关于行星减速机的一些问题。一 NEUGART公司关于行星减速机的几个重要概念衡量行星减速机性能的几个关键技术参数是：减速比，平均寿命，额定输出扭矩，回程间隙，满载效率，噪音，横向/径向受力和工作温度。为了便于进一步了解这些概念，NEUGART公司给出了下列解释，仅供参考。减速比：输出转速与输入转速的比值。级数：太阳轮及其周围的行星轮构成独立的减速轮系，如减速机内只此一个轮系，我们称为“一级”。为得到较大减速比，需多级传动， NEUGART公司减速机分三级，减速比从3到512。平均寿命：指减速机在额定负载下，最高输入转速时的连续工作时间。额定输出扭矩：指在额定负载下长期工作时允许输出扭矩。最大输出扭矩是该值的两倍。回程间隙：将输出端固定，输入端顺时针和逆时针方向旋转，使输出端产生额定扭矩的±2%扭矩时，减速机输入端有一个微小的角位移，此角位移即为回程间隙。单位是“弧分”。润滑方式：行星减速机在整个使用期间无需润滑。满载效率：指在最大负载情况下，减速机的传输效率。它是衡量减速机的一关键指标, 满载效率高的减速机发热少，整体性能好。噪音：单位是分贝（dB）A。此数值是在输入转速为3000转/分钟时，不带负载，距离减速机一米距离时测量的。工作温度：是指减速机在连续工作和周期工作状态下，所能允许的温度。目前，军用系列的减速机能在-50~+100度环境下工作。二如何选择合适的行星减速机在选择行星减速机时，首先要明确减速比。如果NEUGART公司产品样本没有您需要的减速比，请您选择接近的或者向该公司定做。确定减速比后，请将您选用的伺服电机额定扭矩乘上减速比，得到的数值原则上要小于产品样本提供的相近减速机的额定输出扭矩，同时还要考虑其驱动电机的过载能力及实际中所需最大工作扭矩。所需最大工作扭矩要小于额定输出扭矩的2倍。满足上面条件后请选择体积最小的减速机，体积小的减速机成本相对低一些。如果您的空间不够电机减速机直线连接，您还可以选择拐角型减速机，它可以使扭矩转90度。接下来要考虑行星减速机的回程间隙。回程间隙越小其精度越高，成本也越高。用户要选择满足其精度要求系列的减速机就可以。NEUGART公司产品说明书中给出的回程间隙指标是以同型号批量生产中回程间隙最大的一台做标准，而实际中98%以上的行星减速机实际回程间隙小于给定指标的50%。还要考虑横向/径向受力和平均寿命。横向/径向受力大的减速机在安装和使用中可靠性高，不易出问题。而实际寿命可按厂家给出的软件来计算。通常其平均寿命远超过所配伺服电机的寿命。在满足了上述指标后，您就可以根据NEUGART公司提供的产品样本，选择在安装尺寸，轴径和输入法兰与您电机相适配的减速机了。最后您还要考虑所配电机的重量。一种减速机只允许与小于一定重量的电机配套，电机太重，长时间运转会损坏减速机的输出发兰。三德国Neugart行星减速机的NIEC系统和PCS系统德国Neugart公司之所以成为行业领跑者，其基础在于拥有众多的技术专利，这里笔者重点向读者介绍下面二个专利。（一） NIEC系统（Neugart Integrated Expansion Chamber）随着人们对减速机体积,工作效率和可靠性的要求越来越高，行星减速机必须采用特殊的润滑脂。减速机的精密结构，输出轴端的密封和采用润滑脂使得减速机内部形成完全密封的空间。行星减速机连续长时间高速运行后，其内部温度升高，并导致其内部气体被加热和膨胀，膨胀后的气体无法排出减速箱，密封件受压后更增加了密封性和减速箱摩擦力损失，使温度再升高，这是一种恶性循环过程。按照DIN3760标准，密封件的最大耐压是500mbar, 而实际上减速机内最大压力可达1000mbar。内部高温和高压直接限制了减速机的高速运行速度和时间，增加了磨擦损失，降低了输出扭矩,效率和寿命，也增加了环境温度。针对上述情况，NEUGART公司经过多年研制开发了内置式NIEC系统（Neugart Integrated Expansion Chamber），该系统为PLF和PLS HP型减速箱的标准配置。NIEC系统主要是由一体化安装在从动轴上的压力平衡室组成的，平衡室经薄膜密封。压力升高时，薄膜鼓向平衡室，由此使减速机内部体积变大，减小了内部压力。采用这种系统，在扭矩相同的情况下，转速可以比传统的减速机提高30%；在转速相同的情况下，NIEC系统可以延长轴径向密封环的寿命，从而延长了维护的时间周期。装有NIEC系统的减速机，保证IP65保护等级的情况下，其长期高速运行后内部温升减小50%，输出轴摩擦损失减小，从而明显提高了其寿命。在不降低输出扭矩的情况下输出转速可提高30%。这使其更适合于自身温度较高的机器及长期高速运转的应用场合。 NIEC系统在注塑机等机器自身温度较高的场合具有重要意义。（二）PCS-精确装夹系统 NEUGART公司所有系列行星减速机都配置了NEUGART公司的专利技术PCS系统–精确装夹系统。这项专利的设计细节为：在齿轮的输入端有一中空夹紧轴环，其上带有数道均匀分布的凹槽。PCS系统中的凹槽并非全部暴露，而是在齿轮的中空机械轴末端套有一个封闭圆环，封闭端在夹紧过程中促使受力变形程度均匀，保证夹紧力均匀。更为科学的是，所配置凹槽的形状使夹紧轴环可以安全的放在输出轴的任意位置，不影响输入扭矩。行星减速机配置了PCS系统后，使电机输出轴和减速机的输入端配合地更好，并且在1分钟内即可完成装配，同时大大地提高了电机输出轴夹紧的精确度和安全性，简化了安装，也降低了噪音。以上介绍了德国Neugart公司精密行星减速机的选型方法及专利技术，希望读者朋友能够根据机器或环境的条件来慎重选择及使用减速机。

特大桥潜水钻孔桩(钻孔桩施工采用的钻机机械)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:20 +0000

大型桥梁钻孔桩具有桩径大、桩体长、施工难度大等特点，对钻孔机要求成孔质量高、速度快、扩孔率小，操作简便。目前多采用转盘钻机、潜水钻机、冲击钻机、旋挖钻机施工。现将以KQ2500A型潜水钻机在济南黄河大桥、温州匝江二桥钻孔桩施工中的应用情况简介如下。　　1济南黄河大桥钻孔桩　　1．1 工程概况　　济南黄河大桥桥宽35.5m，设计时速120km/h，主桥长875m，主跨210m。桩基采用直径2m的钻孔灌注桩，每刚构墩布置13根，桩长93.5m，钻孔深度102.5m，计52根；每连续墩布置8根，桩长81m，钻孔深度88m，计32根。主桥墩处主要地质为亚砂土、粉砂、粘土、亚粘土夹含量不等的姜石或卵石，局部有微风化砂岩。　　1．2 机具选择　　针对本工程中孔的深度大(当时国内施工中未见报道)，地层中含有大量砾石、卵石、姜石等特点，在比较了几种形式的钻机之后，决定充分利用潜水钻机排渣粒径大(最大粒径石块8cm)、排量大、扬程高、能及时将切削掉的钻渣排出孔外，避免孔底钻渣的重复破碎等优点，选用KQ2500A型潜水钻机，其主要参数见表1。表1 KQ2500A潜水钻机主要性能参数　　1．3 施工要点　　由于主桥桩基孔径大、桩体长，对钻孔垂直度要求较严，钻进时必须保持减压钻进，使钻具部分重量的50％。70％作为钻压作用于孔底，其余部分由主钩悬吊，使钻具在悬挂状态下进尺，以保证成孔的垂直度。在钻孔的上部土层中有厚约9m的粉砂层，极易发生塌孔现象，下部土层主要为粘土。因此施工中注意在砂层钻进时泥浆比重稍大以保护孔壁，而在粘土层钻进时则适当降低泥浆比重，以提高钻进效率。泥浆指标为：钻进时密度1.8～1.2/cm3之间，粘度17～22s；清孔时控制泥浆密度为1.08～1.1g／cm，粘度17～20s，含砂率＜1％。由于该潜水钻机采用潜水砂泵直接从孔底吸渣后由钻杆排出钻渣，对清孔后沉渣厚度、泥浆指标均有保证。　　1．4 钻头型式　　工程施工中旋转钻机一般采用旋转钻头，旋转钻头一般分为刮刀钻头和滚刀钻头。刮刀钻头广泛适用于各种软弱地层，而滚刀钻头对岩层的钻进能力更强。本工程中虽有微风化砂岩和角砾层(含粘土)和坚硬粘土层，硬度较大，但这些地层所占比例较小，故采用刮刀钻头。钻机施工初期，为克服硬层钻进困难采用了阶梯式四翼刮刀钻头(见图1)，施工时发现钻头容易糊钻，影响钻进速度。后改为三翼刮刀钻头(图2)，在加长切削刀爪长度以及对钻头进行局部改进后大大改善了钻进效果，基本上无糊钻现象产生。在坚硬的微风化砂岩层该钻头的进尺速度可达16cm/h左右，在粘土含较多姜石或砾卵石(粒径＜8cn)的情况下每小时进尺1m左右。　　1．5 钻孔效果　　从实际成孔检测及现场混凝土灌注来看，采用潜水钻机成孔孔壁规则，成孔垂直度高(不垂直度＜5％)，沉渣厚度均可满足要求，一般不用回钻处理。与转盘钻机相比，混凝土浇注量少5％左右，具有明显的节约材料的效果。　　2 温州瓯江二桥　　2．1 工程概况　　温州瓯江二桥主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，桥宽27m，主孔跨径270m。北引桥桥墩跨度35m，其基础为直径1.8m、深57m的混凝土灌注桩。主桥墩处主要地质为淤泥质粘土、淤泥、淤泥含粉砂、淤泥质粘土、砾卵石含少量粘土、粘土层、卵石含粘土。本工程的施工难度为厚约2.5m、砾石含量高达50—70％的砾卵石层，砾石粒径有的达到42cm，且漏浆严重。卵石层中卵石含量在70％以上，漏浆严重。　　2．2 施工机具　　采用KQ2500潜水钻机2台，1450型冲抓机2台，16t吊车一部。　　施工机具的选择经历了较长的试验阶段，开始仅用潜水钻机钻孔，当钻到砾石层时，因砾石粒径大、含量高，造成严重堵管而不能进尺；改用潜水振动抓抓取砾石，因振动抓的振动力小、抓紧力小，未能将砾石抓出；后采用冲击钻进的方法成孔，因砾石层较厚，不能冲击穿过该层，且用掏渣筒取渣效率极低，冲击法成孔穿过砾石层的方案也被否定。最后改用冲抓机抓取砾石成孔方法，首先抓成一个直径1．5m的孔，顺利穿过该层，并一直抓到卵石层，然后用钻机扫孔到孔底终孔。从开钻到交检孔完毕共用了40天。　　2．3施工经验总结　　2号钻机施工第2和第4个孔时发生连续塌孔事故。经认真分析，认为有以下几种原因：(1)护筒埋设时未用粘土境实，护筒底部榻孔；　　　　　(2)钻孔时过分强调采用稀泥浆快速钻进，忽视了砾石层存在泥浆问题，造成冲抓砾石层时出现泥浆严重漏失现象； (3)原自然地基承载力不高，钻机自身重量大，造成护筒下沉以至护筒下部塌孔。通过总结经验教训，我们采取了以下措施：(1)严格按要求埋设护筒，用粘土夯填密实；(2)严格控制泥浆密度及粘度，上部土层钻进时泥浆密度控制在1．1—1．3g／cm3，粘度17—20s，接近砾石层时保持泥浆密度在1．3～1．4g/cm3，粘度18～22s；(3)护筒周围用长枕木铺设，并使钻机接地比压小于o．8MPa；(4)采用钻机钻上部土层并松动部分砾石层后用冲抓机抓取砾石，钻机再扫孔并钻过粘土层到卵石层，使卵石松动后用冲抓机抓取卵石终孔。卵石层钻进以及冲抓成孔时泥浆密度控制在1．25～1．35g／cm3；(5)针对砾石层钻进时泥浆易变稀薄而发生严重漏浆现象，准备一些中粗砂作为堵漏材料备用。　　2．4 钻头型式　　开始钻进时采用了阶梯式四翼钻头(图1)和图3所示三翼钻头，实际应用发现四翼钻头糊钻较严重，对进尺不利。而图3所示三翼钻头是在图2所示结构上增加了一块与钻头国内径留有较小环形间隙的圆形板，其本意是使泥浆从周边冲刷孔底以利于中心抽渣，但因孔径大，环形间隙内的泥浆流速小，不足以冲刷孔底周边钻渣，且极易在粘土层糊钻，故实用中仍采用图2所示结构，施工实践表明，比较实用。　　3 钻机改进方案：通过工程考核，针对KQ2500A潜水钻机存在辅助时间长、工效低等一些问题，对机具主要进行了如下改进：　　(1)钻杆接头：原为法兰螺栓连接方式，接换钻杆工效低。现改为六方接头加抗拉套结构，辅助时间缩短为原来的1／4左右。　　(2)提升系统：将原5t慢速卷扬机改为3t快速卷场机，并将原钻杆提升速度1．5m/min提高为5m/min，提升时间缩短为原来的30％。　　(3)钻头型式：以图2所示三翼钻头为基本型式，也可根据地质条件另行设计。　　(4)增加正反循环排渣系统切换装置，减少了辅助时间，减轻了工人劳动强度。　　(5)门架上增加了液压自动起落装置，提高了钻机的整体性能，便于成孔后钻机让开孔口，缩短了交检孔后沼注混凝土之前的钻架移位时间，提高了成桩效率。通过以上改进，可以大大提高工作效率。预计一个深度为100m的孔，辅助时间可以减少24h左右，每棵桩提高工效约20％。信息来源于：中国工程机械网

汽车电动助力转向系统的设计(汽车电动助力转向系统控制策略)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:18 +0000

1 前言汽车助力转向依次经历了机械式转向系统、液压式转向系统、电控液压式转向系统等阶段，国际上已有一些大的汽车公司在探讨开发的下一代线控电动转向系统。在国外，各大汽车公司对汽车电动助力转向系统（Electric power steering-EPS,或称Elec-tric Assisted Steering-EAS）的研究有20多年的历史。随着近年来电子控制技术的成熟和成本的降低，EPS越来越受到人们的重视，并以其具有传统动力转向系统不可比拟的优点，迅速迈向了应用领域，部分取代了传统液压动力转向系统（Hydraulic powersteering,简称HPS）。 2 EPS技术的国内外发展概况自1953年美国通用汽车公司在别克轿车上使用液压动力转向系统以来，HPS给汽车带来了巨大的变化，几十年来的技术革新使液压动力转向技术发展异常迅速，出现了电控式液压助力转向系统( Electric Hydraulic Power Steering,简称EHPS）。1988年2月日本铃木公司首先在其Cervo车上装备EPSTM，随后又应用在Alto汽车上；1993年本田汽车公司在爱克NSX跑车上装备EPS并取得了良好的市场效果；1999年奔驰和西门子公司开始投巨资开发EPS。上世纪九十年代初期，日本铃木、本田、三菱、美国Delphi汽车公司、德国ZF等公司相继推出了自己的EPS。TRW公司继推出EHPS后也迅速推出了技术上比较成熟的带传动EPS和转向柱助力式EPSTM，并装配在Ford Fiesta和Mazda 323F等车上，此后EPS技术得到了飞速的发展。在国外，EPS已进入批量生产阶段，并成为汽车零部件高新技术产品，而我国动力转向系统目前绝大部分采用机械转向或液压助力转向，EPS的研究开发处于起步阶段。 3 EPS系统结构及其工作原理 3.1 EPS的结构及工作原理电动助力式转向系统在不同车上的结构部件尽管不尽一样，但是基本原理是一致的。它一般是由转矩（转向）传感器、电子控制单元ECU,电动机、电磁离合器以及减速机构构成，其机构示意如图1所示。

其基本工作原理是：当转向轴转动时，扭矩传感器将检测到的转矩信号转化为电信号送至电子控制单元ECU，ECU再根据扭矩信号、车速信号、轴重信号等进行计算，得出助力电动机的转向和助力电流的大小，完成转向助力控制，EPS系统控制框图如图2所示。

3.2 EPS的关键部件 3.2.1 扭矩传感器扭矩传感器用来检测转向盘转矩的大小和方向，以及转向盘转角的大小和方向，它是EPS的控制信、号之一。精确、可靠、低成本的扭矩传感器是决定EPS能否占领市场的关键因素。扭矩传感器主要有接触式和非接触式两种。常用的接触式（主要是电位计式）传感器有摆臂式、双排行星齿轮式和扭杆式三种类型，而非接触式转矩传感器主要有光电式和磁电式两种。前者的成本低，但受温度与磨损影响易发生漂移、使用寿命较低，需要对制造精度和扭杆刚度进行折中，难以实现绝对转角和角速度的测量。后者的体积小，精度高，抗干扰能力强、刚度相对较高，易实现绝对转角和角速度的测量，但是成本较高。因此扭矩传感器类型的选取根据EPS的性能要求综合考虑。 3.2.2 电动机电动机根据ECU的指令输出适宜的转矩，一般采用无刷永磁电动机，无刷永磁电机具有无激磁损耗、效率较高、体积较小等特点。电机是EPS的关键部件之一，对EPS的性能有很大的影响。由于控制系统需要根据不同的工况产生不同的助力转矩，具有良好的动态特性并容易控制，这些都要求助力电机具有线性的机械特性和调速特性。此外还要求电机低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻、可靠性高、抗干扰能力强。 3.2.3 电磁离合器电磁离合器是保证电动助力只在预定的范围内起作用。当车速、电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时，离合器便自动切断电动机的电源，恢复手动控制转向。此外，在不助力的情况下，离合器还能消除电动机的惯性对转向的影响。为了减少与不加转向助力时驾驶车辆感觉的差别，离合器不仅具有滞后输出特性，同时还具有半离合器状态区域。 3.2.4 减速机构减速机构用来增大电动机传递给转向器的转矩。它主要有两种形式：双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构。由于减速机构对系统工作性能的影响较大，因此在降低噪声，提高效率和左右转向操作的对称性方面对其提出了较高的要求。 4 EPS的电流控制 EPS的上层控制器用来确定电动机的目标电流。根据EPAS的特点，上层控制策略分为助力控制、阻尼控制和回正控制。 EPS的电流控制方式控制过程为：控制器根据转向盘转矩传感器的输出Th和车速传感器的输出V由助力特性确定电动机的目标电流Imo，然后电流控制器控制电动机的电流Im,使电动机输出目标助力矩。因此EPS的控制要解决两个问题：（1）确定助力特性；（2）跟踪该助力特性。整个控制器可分为上、下两层，上层控制器用来根据基本助力特性及其补偿调节，进行电动机目标电流的决策，下层控制器通过控制电动机电枢两端的电压，跟踪目标电流。

4.1 助力控制助力控制是在转向过程（转向角增大）中为减轻转向盘的操纵力，通过减速机构把电机转矩作用到机械转向系（转向轴、齿轮、齿条）上的一种基本控制模式。步骤如下： (1)输入由车速传感器测得的车速信号； (2)输人由转向盘转矩传感器测得的转向盘力矩大小和方向； (3)根据车速和转向盘力矩，由助力特性得到电动机目标电流； (4)通过电动机电流控制器控制电动机输出力矩。在这一基本控制过程中，助力特性曲线确定系统的控制目标，决定着EPS系统的性能。EPS的助力特性曲线属于车速感应型，在同一转向盘力矩输人下，电动机的目标电流随车速的增加而降低，能较好地兼顾轻便性与路感的要求。

4.2 回正控制当汽车以一定速度行驶时，由于转向轮主销后倾角和主销内倾角的存在，使得转向轮具有自动回正的作用。随着车速的提高，回正转矩增大，而轮胎与地面的侧向附着系数却减小，二者综合作用使得回正性能提高。驾驶员松开转向盘后，随着作用在转向盘上的力的减小，转向盘将在回正力矩的作用下回正。在转向盘回正过程中，有两种情况需要考虑：（1）回正力矩过大，引起转向盘位置超调；（2）回正力矩过小，转向盘不能回到中间位置。对前一种情况，可以利用电动机的阻尼来防止出现超调。后一种情况需要对助力进行补偿，以增加回正能力。根据转向盘转矩和转动的方向可以判断转向盘是否处于回正状态。回正控制的内容有：低速行驶转向回正过程中，EPS系统H桥实行断路控制，保持机械系统原有的回正特性；高速行驶转向回正时，为防止回正超调，采用阻尼控制。 4.3 阻尼控制阻尼控制是针对汽车高速直线行驶稳定性和快速转向收敛性提出的。汽车高速直线行驶时，如果转向过于灵敏、“轻便”，驾驶员就会有通常说的 “飘”的感觉，这给驾驶带来很大的危险。为提高高速行驶时驾驶的稳定性，提出在死区范围内进行阻尼控制，适当加重转向盘的阻力，最终体现在高速行驶时手感的‘稳重”。汽车高速行驶时，由于路面偶然因素的干扰引起的侧向加速度较大，传到方向盘的力矩比低速行驶时要大，为了抑制这种横摆振动，必须采用阻尼控制；此外，转向盘转向后回到中间位置时，由于电动机的惯性存在，在不加其他控制情况下，助力系统的惯性比机械式转向系统的惯性大，转向回正时不容易收敛，此时，也需采用阻尼控制。采用阻尼控制时，只需将电动机输出为制动状态，就可使电动机产生阻尼效果。 5 EPS的特点与传统液压动力转向(HPS)相比EPS具有以下特点：（1）EPS能在各种行驶工况下提供最佳力，减小路面不平度所引起的对转向系的扰动，改善了汽车的转向特性。（2）EPS只在转向时电动机才提供助力，相比液压动力转向系统可节约燃油3％~5％，因而燃油经济性有了很大的提高。（3）EPS取消了油泵、皮带、密封件、液压软管、液压油及密封件等，其零件比传统液压动力转向系大大减少，因而质量更轻，结构更紧凑，在安装位置选择方面也更为方便，并且可以降低噪声。（4）HPS的参数一经确定，转向系统的性能也随之确定，很难改正，而EPS可以通过改变和设置不同的程序，改变转向特性，装配自动化程度更高，能与不同的车型匹配，缩短生产和开发时间，提高了效率。（5）由于EPS不存在渗漏问题，因而减少了对环境的污染。（6）HPS在低温下启动发动机之后，由于低温下油的粘度较大，使转向作用力较高，而EPS在低温下不会增加转向作用力和发动机的负荷，因而其低温运行状况好于HPS。 6 EPS的关键技术及发展趋势 EPS系统在操作轻便、节能等方面显示了优越性，性能己经得到人们的普遍认可，但是仍有一些问题需要解决：（1)电动机的性能及其与EPS系统的匹配是影响控制系统性能、转向操纵力、转向路感等问题的主要因素，因此改善电动机的性能及其与整个EPS系统的匹配是关键问题；（2）助力特性的好坏取决于转向的轻便性和路感。但‘是目前国内对于路感问题还没有成熟的理论研究结果，研究手段还主要以试验为主，因此需要确定合理的助力特性；（3）EPS除了应有良好的硬件保证外，还需要良好的软件控制做支撑，EPS的安装一般在发动机附近，不可

行星齿轮减速器结构设计(行星齿轮减速器的毕业设计)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:16 +0000

摘要： 使用同步辐射光和X 射线掩模板的L IGA 技术能够制造大深宽比的三维微结构。详细讨论了基于该技术的微行星齿轮减速器的设计和制造，包括微行星齿轮减速器的设计、微齿轮X 射线掩模板的CAD 技术、X 射线深层光刻、微齿轮的微电铸和微复制，以及微行星齿轮减速器的微装配。目前已经得到了金属镍的厚度为400Lm 的太阳轮、行星轮，厚度为200 Lm 的固定内齿轮、旋转内齿轮，其齿数分别为15、11、36、39。用这些微齿轮装配成了一台模数为0.03 mm、减速比为44. 2、最大外径为2 mm 的微行星齿轮减速器，并将其成功地应用在直径为2 mm 的电磁型微马达上。

关键词：3K- 2 型微行星齿轮减速器；微齿轮；L IGA；电磁型微马达

　　微行星齿轮减速器可以降低微马达的转速，提高微马达的输出力矩，是微机电系统的重要组成部件。1994 年日本东芝技术研究所使用微细电火花技术(EDM ) 制造出了模数为0104 mm、减速比为44.2 的微行星齿轮减速器[ 1 ]；1998 年，上海交通大学用EDM 技术研制出了模数为0.06mm、减速比为44.2 的微行星齿轮减速器[ 2 ]。使用同步辐射光和X 射线掩模板的L IGA 技术能够制造大深宽比的三维微结构，该结构侧壁陡峭，表面平整[ 3 ]。利用LIGA 技术的特点，我们又研制出模数为0.3 mm、最大外径为2 mm 的3K- 2 型微行星齿轮减速器。

1　微行星齿轮减速器的设计

　　图1 是微行星齿轮减速器结构示意图，a、g、b、e 分别是太阳轮、行星轮、固定内齿轮、旋转内齿轮。太阳轮是输入轮，旋转内齿轮是输出轮。输入输出同轴。

图1　微行星齿轮减速器

　　有3个理论中心距，分别是太阳轮和行星轮的理论中心距aag，固定内齿轮和行星轮之间的理论中心距abg，旋转内齿轮和行星轮之间的理论中心距aeg。3 个理论中心距彼此不同，为了保证啮合，在行星轮g 和别的齿轮之间必须有一个共同的实际中心距。显然，实际中心距的最大值amax 和最小值amin 之间。为保证微齿轮的加工性和啮合性，避免微齿轮干涉，我们设定微齿轮的变位系数是正值，旋转内齿轮的变位系数x e =0。因为旋转内齿轮的齿数最多，旋转内齿轮的变位系数取为0 可有效降低微减速器的尺寸。基于以上设定，我们在amax 和am in 之间插值，就可以得到实际中心距为[ 4 ]

a = amin + 0.76 (amax – amin)

　　有了实际中心距，根据通常行星齿轮减速器的计算公式[ 5 ] ，就可计算出微齿轮的参数。表1 是模数为0.03 mm 的微行星齿轮减速器的计算参数。

表1　模数为0.03mm的微行星齿轮减速器的计算参数

2　X射线掩模板的CAD技术及加工

　　在用L IGA 技术进行加工时，需要先制作出X 光掩模板图形，掩模板图形是通过矩形窗口在光刻胶上连续曝光而形成的。因此，用LIGA 技术制备微齿轮的第一步是要把齿轮进行矩形分割，且矩形窗口在0.1～ 150μm之间(视掩模板曝光机技术参数而定) ，分割要包容所有的区域，只允许重叠，不允许遗漏，否则，曝光不到的地方将不能显影成图形，齿轮的制作也只能以失败告终。基于以上考虑，将各个微齿轮图形分割成无数个长方形图形，并在坐标系中以五参数(M 、N 、Q、a、b)表示，其中M 、N 为长方形中心坐标，Q 为长方形一边与水平轴夹角，a、b 分别为长方形的边长。太阳轮、行星轮、固定内齿轮、旋转内齿轮分别被分割成1095、803、1548、1443 个曝光矩形窗口。这些矩形窗口转化成曝光机可识别的加工数据文件输出。图2 是太阳轮、外轮齿分割图，图3 是内齿轮、内轮齿分割图。

图2　太阳轮、外轮齿分割图

图3　内齿轮、内轮齿分割图

　　在镀铬玻璃板上用以上的图形进行紫外曝光，形成制作微齿轮X 光掩模板的过渡掩模板。在硅表面生长5 Lm 的金刚石膜作为L IGA 掩模板的支撑膜，在金刚石膜上溅射Cr 和FeN i 作为电镀起始层。然后，甩光刻胶、曝光、显影、镀金10Lm。在硅片背后开窗单面腐蚀至金刚石膜终止可得L IGA 掩模板。

3　X 射线深层光刻和微电铸

　　用以上的微齿轮LIGA 掩模板作掩模，PMMA 作为光刻胶，使用中国科学院高能物理研究所同步辐射装置的X 射线作光源(该同步装置储存环能量为2.2 GeV ，电子束流强为80mA)，进行曝光试验。然后显影并电铸镍，为使电铸时电流密度均匀，在设计时对原无孔的行星轮中间加了φ0.15 mm 小孔，以使铸后结构完整，质地致密，表面光滑。图4 是镍微齿轮的电镜照片。

图4　镍微齿轮的电镜照片

4　微复制

　　微复制可以得到大深宽比的微结构[ 6 ]。微复制所需要的塑料材料成本低、种类多。我们的研究工作是在真空热压系统下进行的，设备简单、塑料用量少、对模具的影响小、微结构容易加工。图5 是微复制原理图。在得到金属模具后，微齿轮的微复制工作就可以开展。

图5　微复制原理图

　　模压工艺中，模压温度、模压压力和时间、脱模温度、脱模速率和距离都是决定模压效果好坏的因素。对于非结晶塑料，其模压温度应达到其玻璃化温度(T g) 以上。对于结晶性塑料则其模压温度应达到其融熔温度(T m ) 以上，这样，塑料中大分子链的链段运动才能充分发展，塑料相应处于高弹态，在较小的压力下，即可迅速发生较大的形变。在脱模时，为了保证塑料微结构有足够的力学性能而不至于在脱模过程中损坏，脱模温度应低于塑料的T g 或T m ，否则微结构没有足够的强度[ 7 ]。但如果脱模温度过低，则增加了不必要的加工周期，而微复制的效果并没有得到明显的改善。基于以上原则，我们使用PC、PMMA、PMMA (黑)、PVC、PS 进行了多次模压试验，得到表2 所示的模压工艺参数。图6 是一微齿轮微复制结构。

表2　模压工艺参数

5　微减速器的微装配

　　在得到金属镍微齿轮后，经清洗，即可组装成微行星齿轮减速器。由于要在内径φ1.5 mm 的孔中把模数仅0.03mm 的4 种微齿轮进行装配，并且还要和< 2mm 的微马达相连，所以必须在显微镜下用特殊的工装进行。微马达通过φ0.25 mm 的轴和太阳轮相连作为输入，微减速器的输出轴直径为0.5mm，采用宝石轴承，以减小摩擦。这样，减速比为44：2 的微行星齿轮减速器可和φ2mm 的微马达共同组成一个微驱动器。图7 是其装配后的照片。

图6　微齿轮微复制结构　　

作者简介： 　　张卫平，男，1971 年生。上海交通大学( 上海市200030) 信息存储研究中心讲师、博士研究生。研究方向为微机械设计、仿真、加工等。　　陈文元，男，1944 年生。上海交通大学信息存储研究中心教授、博士研究生导师。　　陈　迪，男，1961 年生。上海交通大学信息存储研究中心教授、博士研究生导师。　　吴校生，男，1974年生。上海交通大学信息存储研究中心博士研究生。　　陈晓梅，男，1975 年生。上海交通大学信息存储研究中心博士研究生。　　徐正福，男，1974 年生。上海交通大学信息存储研究中心硕士研究生。－－>

APEX伺服用经济型(P系列)行星减速器完全适用于国内数控焊割行业。

上海精锐广用动力科技有限公司 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:14 +0000

继
APEX
伺服用精密行星减速机在国内数控商标印刷设备和数控机床厂等全面推广使用后
,
目前
APEX
伺服用经济型（
P
系列）行星减速机又在国内数控焊割行业得到全面应用
.
因
APEX P
系列减速机行星轮双边支撑、行星轮的传动接口采用不含保持器之满针滚针轴承、齿轮表面作离子氮化处理、齿轮箱内齿和箱体一体式结构、大齿宽齿轮、
CASTROL LMX
润滑油脂、前后连接板的黑色阳极处理、单级
6
～
8
分和双级
8
～
10
分的超低反向间隙、大力矩输出和高径向承载能力等性能特点，再加上性价优势
,
深
受广泛采用和一致好评
.

在等离子、火焰、水等数控切割设备上,主要用于横粱的单或双边驱动,以及等离子、火焰、水等在横梁上的直线移动;速比大多以35和40为主;配套马达以松下为主,其次为富士和台达等.

在焊接设备上,主要用于X、Y、Z轴的直线移动的驱动,以及Z轴的旋转运动的驱动;速比大多以单节速比为主;配套马达以松下、三菱为主,其次为安川、富士和台达等.

以下列举与不同品牌的伺服马达搭配主要实例,并附其中上面两幅图片,提供给数控焊割设备厂家设计参考.

1. 与PANASONIC伺服马达搭配

PG080-040/PANASONIC MHMD082P1

PG080-035/PANASONIC MHMD082P1

PG080-040/PANASONIC MHMD042P1

PG080-035/PANASONIC MHMD042P1

PG080-040/ PANASONIC MSMA102

PG120-010/ PANASONIC MHMA102P1

PG120-025/ PANASONIC MDMA252P1

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$.get(“/gongkong2/NewUserReply/ZandCCount”, { status: 1, id: $(“#hidId”).val(), type: ConvertInfoCodeByInfoType($(“#hidInfoType”).val()) }, function (data) {

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$(“#caitext”).text(data);

})
}, 500)

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工程机械传动系统种类(机械传动部件解析)

同心智造网 — Mon, 25 Oct 2021 03:08:12 +0000

传动元部件是中国工程机械最重要的核心元部件之一，被喻为工程机械的心脏，特别是对以牵引力作为动力的行走作业，工程机械更为重要。在价值方面，传动元部件占的比重也相当大。以典型的5t型装载机为例，采用双涡轮液力变矩器及简单行星式变速箱双变，加上普通钳盘式制动器驱动桥，目前采购成本大约4~6万元之间，平均5万元。而整机成本约20万元左右，这样传动元部件大约占整机成本的约25%。如果采用高技术水平传动件，这一比例还要高，大约要占30%以上。因此，传动元部件在工程机械中占有举足轻重的地位。　　

1.传动元部件概况 　　我国工程机械传动元部件配套企业起始于1960年在杭州成立的“杭州齿轮厂”，即目前我国最大的工程机械变速箱制造企业—杭州前进齿轮箱集团有限公司工程机械变速箱分公司(简称杭齿集团或杭齿工程机械变速箱分公司)。随后由杭齿援建，在四川成都成立了我国另一家最大的工程机械变速箱制造企业之一的“四川齿轮厂”。从七十年代初开始到八十年代，特别是到九十年代以后，随着我国工程机械行业的高速发展，传动元部件也得到了快速发展。军转民企业，长沙航空工业中南传动机械厂(简称“中南传动”)、赣州五环齿轮箱厂、绍兴前进齿轮箱有限公司等一批叉变速器企业相继成立，使我国主要传动元部件之一的变速器生产企业基本上形成了体系。在驱动桥方面，这期间先后成立了行业中有典型代表性的两个专业驱动桥生产企业。一个是山东肥城桥厂，2001年2月改制成民营的肥城市云宇工程机械有限公司。另一个是江西分宜桥厂，后来也改制成了民营企业，这两个企业以生产装载机驱动桥为主。另外，安徽合力股份有限公司安庆车桥厂(简称“安庆车桥”)，专业生产叉车桥，目前叉车桥年产销量已达到约10万根左右，是目前我国最大的叉车桥配套制造企业。还有一些企业，如徐州良羽传动机械有限公司(简称“徐州良羽”)、杨州市邗江大卫工程机械有限公司(简称“杨州大卫”)等为桥、箱综合生产企业。加上九十年代以后成立的合资、独资传动元部件制造企业，如肥城云宇公司与香港合资的专业生产装载机桥的“肥城金城车桥有限公司”、柳工与德国采埃孚公司合资的专门生产高技术水平桥、箱的“柳州采埃孚机械有限公司”、徐工与美国美驰公司合资专业生产各类工程机械驱动桥的“徐州美驰车桥有限公司”，以及意大利卡拉罗在中国青岛建立的独资企业“卡拉罗(青岛)传动有限公司”等，到目前包括以生产液力变矩器为主的传动元部件企业在内，共有约30家左右，2007年其销售额已达到50亿元左右，基本上形成了我国传动元部件小行业。　　据不完全统计，这30来家组成的我国工程机械传动元部件小行业，以生产液力变矩器为主的企业共6家，2007年共销售液力变矩器约21～22万台。其中前3名分为“陕西航天动力高科技股份有限公司”(简称“陕西航天动力”)、“山推工程机械股份有限公司传动分公司”(简称“山推传动分公司”)及浙江临海机械厂，2007年其年销量分别为9.5万台、3.4万台、3.3万台，3家占了全行业75%以上。陕西航天动力及山推传动分公司还生产部份变速箱；主要生产变速箱(变速器)的企业共9家，2007年共产销变速箱约18万台，主要是装载机和叉车变速箱。其中装载机变速箱约5万台，叉车变速箱约11万台。前3名分别为杭齿工程机械变速箱分公司、赣州五环及中南传动，分别达到6万台、3万台、3万台；主要生产驱动桥的企业约10家，2007年共生产驱动桥约22万根，主要生产叉车和装载机驱动桥。其中叉车桥约12万根，装载机桥约8万根，其它桥约2万根。驱动桥前3名生产企业分别为安庆车桥厂、生产叉车桥9.1万根以上，占第一位。美驰车桥公司主要生产装载机桥，还生产起重机、平地机、压路机、叉车及其它专用工程机械桥等，2007年共生产驱动桥约6.5万根，数量占第二位，但销售额达12亿元，占第一位。第三位是肥城云宇和肥城金城，共生产桥约4万根。这3家2007年共生产驱动桥接近20万根，接近了总数的约90%，是最主要的驱动桥配套企业。　　目前从整个工程机械行业来看，每年给主机配套的变速箱约40万件，桥约100万根，但主机企业自己生产、自己配套约占60%以上，只有大约40%由专业厂生产配套。桥、箱用量最大的是装载机和叉车，装载机主机企业自己生产，自己配套的能力更强。2007年产销装载机16万余台，专业配套变速箱只有约5万台，主机企业自己配套约10～11万台。配套装载机驱动桥约32万根，专业配套只有约8万根，主机自己配套达24万根以上。因此装载机主机自己配套能力达70%以上。这5万台装载机配套变速箱中，杭齿大约占了3万台，徐州良羽、柳州采埃孚，山推传动分公司每家4000台左右，厦门亿统2000多台。叉车11万台变速箱中，绝大多数为带同步器的机械变速箱，少数为普通机械变速箱，有一部份液力机械变速箱。叉车传动元部件主机企业自己配套很少，绝大部分为专业厂配套。主要为叉车配套变速箱的企业除赣州五环、中南传动外，还有“绍齿”。2.传动元部件技术发展情况　　在我国工程机械主要核心元部件中，唯有传动元部件国内配套体系最完善，市场满足率也最高，且也是最具自主知识产权的关键配套件。国产核心元部件之一的液压元件，从价值上讲，国产配套满足率只有30%，特别是价值很高的变量液压元件，几乎全依赖进口。而传动核心元部件的国产配套件的满足率在70%～75%以上，只有少数高档传动元部件及大规格传动元部件仍需进口。　　

2.国产传动元部件技术发展概况 　　装载机、叉车、推土机的技术发展，推动了国产传动部件的发展。最量大面广的装载机传动元部件基本上起始于1970年柳工与天工所合作开发成功的ZL50(当时叫Z450)轮式装载机传动系统。其变速器由双涡轮液力变矩器加简单行星式动力换挡变速箱组成。这可以说是对我国工程机械行业，特别是对我国第一块最亮丽的民族品牌装载机事业的巨大贡献。它的巨大贡献在于：在七十年代就实现了变速的单杆操纵、动力换挡，且表面上人工操纵的只有两个前进挡，一个后退挡，实际上有4个前进挡，两个后退挡，是自动实现的，不需人工操纵的。因此驾驶员操作作业时只有一个挡，只需驾驶员操作前进，倒退外，不需换挡，因此操纵十分灵活、方便、省力，从而作业效率高。再加上变速箱为简单行星排，结构、油路都相对比较简单，也特别适合七、八十年代中国的制造水平。因此该双变的出现，在我国发展十分迅速，从出现到现在已经过去了三十多年了，该双变仍在唱主角。同时维修、服务、配件也相对容易，比较普遍，因此使该双变成了我国工程机械行业家喻户晓的产品，遍布全国每一个角落。2007年我国所产销的16万多台装载机中，基本上有14万台左右用该双变。该双变目前的市场售价在2万元左右。世界上作双变的主要企业，看到中国的这种双变、这种价格，只能是望洋兴叹！他们不相信，也不理解，这就是七十年代中国自己开发，具有自主知识产权的中国特色的双变。可以说没有当时的中国特色的这种双变，很难想象会有中国装载机行业的今天。这种双变在中国工程机械行业中称霸了三十多年，目前仍在唱主角。传动技术发展到今天来看，这种双变也存在着效率低，不符合今天节能降耗的要求。同时结构上也存在引起可靠性差及寿命短的缺陷。因此，今天急需更新换代，急需高效节能、高可靠性、高技术水平的新型双变来取代。　　最量大面广的1.5～3t叉车变速箱也是七八十年代，在引进日本TCM叉车技术的基础上，开发成功的叉车变速箱，量最大的是带同步器的机械变速箱，有部分带普通三元件液力变矩器的液力机械变速箱,5t以上的基本上全是液力机械变速箱。目前一般水平的、最量大面广的国产叉车配套变速箱基本上也能满足需要。　　推土机变速箱是八十年代初引进日本小松D85、D65技术基础上，实现国产化研发成功的，目前也基本上能满足配套需求。压路机变速箱在九十年代以前，基本上都用的是普通机械变速箱，性能非常落后。到二十一世纪以来，逐步将带同步器的机械变速箱用在压路机上，使压路机传动系统技术上了一个新台阶。到2002年以后，杭齿逐步把引进采埃孚双变技术用在压路机上，使压路机变速箱又进入了电控时期，技术又进了一大步。　　在驱动桥方面，普通型驱动桥，从六、七十年代开始，在吸收国外装载机、叉车技术的基础上，结合重型汽车桥的结构，自主开发成功了普通驱动桥。这种驱动桥一般都具有主传动及轮边减速两级减速，少数配小吨位主机的桥，只有主传动一级减速。桥壳基本上为整体铸造式。初期的桥为蹄鼓式行车制动器,1975年柳工在ZL90装载机上，第一次自主开发成功了钳盘式制动器，接着移植到主导产品ZL50上。由于它的性能比蹄鼓式优越，很快发展到全行业。到目前除更先进的湿式桥外，整个中国工程机械驱动桥，绝大部份基本上都采用的是钳盘式制动器驱动桥。