威格减速机 图 、伺服行星减速机、行星减速机

行星齿轮减速机的原理

作者：威格减速机 彭总   广东行星减速机生产厂家
有一类不那么为人熟知的称为'行星齿轮'的齿轮，它们的转动轴线是不固定的，而是安装在一个可以转动的支架（蓝色）上（图中黑色部分是壳体，黄色表示轴承）。行星齿轮（绿色）除了能象定轴齿轮那样围绕着自己的转动轴（B-B）转动之外，它们的转动轴还随着蓝色的支架（称为行星架）绕其它齿轮的轴线（A-A）转动。绕自己轴线的转动称为'自转'，绕其它齿轮轴线的转动称为'公转'，就象太阳系中的行星那样，因此得名“行星齿轮减速机”。

也如太阳系一样，成为行星齿轮减速机公转中心的那些轴线固定的齿轮被称为'太阳轮'，如图中红色的齿轮。     在一个行星齿轮上、或者在两个互相固连的行星齿轮上通常有两个啮合点，分别与两个太阳轮发生关系。灰色的内齿轮轴线与红色的外齿轮轴线重合，也是太阳轮。
轴线固定的齿轮传动原理很简单，在一对互相啮合的齿轮中，有一个齿轮作为主动轮，动力从它那里传入，另一个齿轮作为从动轮，动力从它往外输出。也有的齿轮仅作为中转站，一边与主动轮啮合，另一边与从动轮啮合，动力从它那里通过。

在包含行星齿轮的齿轮系统中，情形就不同了。由于存在行星架，也就是说，可以有三条转动轴允许动力输入/输出，还可以用离合器或制动器之类的手段，在需要的时候限制其中一条轴的转动，剩下两条轴进行传动，这样一来，互相啮合的齿轮之间的关系就可以有多种组合：
行星齿轮机构运动规律
设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分别为Z1、Z2、Z3；齿圈与太阳轮的齿数比为α。则根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0 和Z1+Z2=Z3

减速机输出轴断裂的修复
1台减速机的输出轴直径为80mm，材料为经过调质处理的40Cr。由于施工时违规操作，该轴出现如附图所示的断裂情况。我们采用现场修复工艺，对该轴实施了修复。
由于40Cr钢碳当量大，在焊接时热影响区的淬硬倾向较大，行星减速机配什么电机，容易产生冷裂纹，且该轴焊接量较大，不可避免地存在着较大的焊接变形和焊接应力。为减小焊接变形，提高焊缝质量，采取焊前预热措施，机加工前再对零件进行相应的热处理，以减缓冷却速度，行星减速机，方便氢的扩散逸出，防止产生冷裂纹，消除焊接应力。热处理后再对焊接部位按照要求进行车削加工，即可达到该轴的尺寸要求。

1.焊前准备
(1)选择设备及材料
鉴于施工现场条件，对该轴采用手工电弧焊焊接方法。焊接设备采用 BX1-330型交流焊弧机。电源采用直流电源，反较连接（焊条接正级）。为提高焊缝的抗裂性能及强度，焊接材料采用低氢型J507（E5015）碱性焊条进行焊接，焊接前将焊条进行1～2 h烘焙，使其温度达到350 ℃，然后存放在100～150?℃的保温箱中，使用时取出放在干燥筒内。Ⅰ、Ⅱ层焊缝用直径3.2 mm焊条，以减小焊接应力。以后焊缝用直径4 mm焊条，以提高工作效率。
(2)设计焊接坡口及间隙
焊接前将该轴断裂部位加工平整，同时为减小焊接应力，在焊接坡口的设计上采取了一定措施。首先根据断裂情况及零件直径设计了U型坡口，坡口上宽为20 mm，深度为37 mm 。为使坡口形状一致，将断裂部位端面加工平整后，采用成型车刀进行坡口加工。为避免应力集中，坡口各部位应倒圆，以减少母材熔入焊缝金属中的比例，防止焊接裂纹的产生。焊接间隙对焊缝质量也有重要影响，间隙过小易产生未焊透或焊缝堆积过高的缺陷，伺服行星减速机，间隙过大则容易烧穿。该轴焊接间隙选择为2 mm。
(3)焊前清理
焊前必须将该轴焊接部位的坡口及钝边表面铁锈、油污、水分及氧化皮清除，先采用火焰烘烤清除水、油，然后用手工砂布或砂轮机打磨，进行除锈处理。氧化皮可直接采用砂轮机打磨进行清除，对于一些较难清洗的油污则采用丙酮或乙醇清洗。
焊接时，为防止焊接变形，应在坡口处加定位块，以保证焊缝间隙相等。为避免该轴产生焊接变形，定位点焊位置选在定位块两侧。由于45号钢的可焊性一般， 焊前采用乙炔火焰将焊缝两侧约50～80 mm的部位预热到150～200 ℃，以降低整个焊接区域的冷却速度，防止产生裂纹。
焊接Ⅰ、Ⅱ层焊缝时，尽量采用小电流、低电压、慢焊速，即小能量焊接法，且焊层应薄些（不大于2 mm），但要焊透，短弧焊不摆动。焊接时应随轴转动均匀施焊，每焊完1层焊缝，应对焊缝进行外观目视检查，若有气孔、夹渣和裂纹等，应使用碳弧气刨清除焊缝缺陷，经补焊后方可以继续施焊。当焊至定位块高度时，待焊缝冷却温度不低于200 ℃时，打掉定位块，继续施焊。堆焊高度应**过原轴直径，留出足够的机加工余量。

焊后处理及机加工
焊后用石棉被覆盖保温，以降低淬硬程度，避免脆裂。 为消除焊接应力，可用乙炔火焰将焊缝区加热至350～550 ℃，提高行星减速机承载能力，埋在热砂或者白灰中缓慢冷却，直至冷却到常温。 焊接处外观要求整齐美观，焊缝均匀，无气孔、夹渣、未熔合、飞溅和咬边现象。检查外观合格后，将输出轴焊接部位重新车外圆和端面至要求尺寸即可。

东莞市威格自动化设备有限公司是一家专门从事开发、生产、销售行星减速机的工厂，有着自己的核心技术。可为大型项目更滑、维修大型行星减速机和普通减速机。