為CNC機(jī)床選擇齒輪可能是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。客戶(hù)不斷面對(duì)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(huì)導(dǎo)致購(gòu)買(mǎi)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(lái)支撐較大的外部徑向載荷，而需要能夠承受動(dòng)態(tài)載荷的齒輪箱以實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制或伺服機(jī)構(gòu)。
客戶(hù)將遇到的第一個(gè)問(wèn)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(dòng)機(jī)參數(shù)相對(duì)應(yīng)，同時(shí)必須與預(yù)期負(fù)載相對(duì)應(yīng)。行星減速機(jī)參數(shù)的選擇可以簡(jiǎn)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(qián)，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(duì)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(píng)估的一般方面
在所有情況下都需要考慮評(píng)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(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)討論。
1.過(guò)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(hù)必須確定過(guò)載系數(shù)的值。過(guò)載系數(shù)通常被定義為參數(shù)的給定值超過(guò)特定設(shè)備的參數(shù)的標(biāo)稱(chēng)值的差。過(guò)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(guò)載系數(shù)？過(guò)載系數(shù)1.0表示設(shè)備具有足夠的功率來(lái)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(méi)有裕度，這可能導(dǎo)致齒輪箱過(guò)熱或損壞。為了解決大多數(shù)工業(yè)問(wèn)題，過(guò)載系數(shù)應(yīng)為1.4，從而確保齒輪箱可以承受標(biāo)稱(chēng)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(duì)160 Nm的負(fù)載。每個(gè)特定任務(wù)的過(guò)載系數(shù)的最終值將受許多因素影響。過(guò)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(huì)增加內(nèi)部壓力，這也可能需要增加過(guò)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(rùn)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(huì)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(lái)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(rùn)滑劑。真空介質(zhì)還需要使用特殊的潤(rùn)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(huì)導(dǎo)致減速器無(wú)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(lèi)型
高沖擊力或動(dòng)態(tài)負(fù)載會(huì)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(huì)導(dǎo)致過(guò)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(guò)程中保持不變的載荷，而異質(zhì)載荷是指在應(yīng)用過(guò)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(lèi)型輸出機(jī)構(gòu)包括星號(hào)，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(huì)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(huì)產(chǎn)生很高的徑向載荷，而同時(shí)，諸如螺旋傳動(dòng)之類(lèi)的東西也會(huì)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(duì)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(mǎn)足客戶(hù)的要求。輸出軸可以由不銹鋼制成，可以是無(wú)鑰匙或無(wú)鑰匙的，空心的有鑰匙或無(wú)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(hù)購(gòu)買(mǎi)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(hù)有機(jī)會(huì)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(lèi)型
選擇行星減速機(jī)之前，請(qǐng)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(lèi)各種類(lèi)型的外殼可能會(huì)對(duì)設(shè)備的安裝施加一定的限制，因此，市場(chǎng)上存在的各種外殼選件會(huì)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(wú)需在行星減速機(jī)的輸出端周?chē)惭b額外的L形支架。
齒輪傳動(dòng)
可能會(huì)影響選擇設(shè)備參數(shù)的過(guò)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(duì)于動(dòng)力傳輸任務(wù)，重要的參數(shù)是軸旋轉(zhuǎn)速度（rpm），發(fā)動(dòng)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(hù)必須確定齒輪箱的工作傳動(dòng)比或提供輸入/輸出速度傳動(dòng)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(huì)影響關(guān)系的計(jì)算。否則可能會(huì)導(dǎo)致減速器不符合客戶(hù)要求。
電機(jī)功率和外殼尺寸
在計(jì)算過(guò)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(lái)計(jì)算實(shí)際的過(guò)載系數(shù)。大功率電機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，可能會(huì)對(duì)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(chēng)為齒輪箱的熱功率，并且在操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)予以考慮。
軸負(fù)載
確定參數(shù)時(shí)，請(qǐng)確保負(fù)載不會(huì)損壞行星減速機(jī)。軸能夠承受的以N * m為單位的力稱(chēng)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(dòng)控制
對(duì)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(dòng)軸速度，慣性，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值，軸上的比重和軸直徑本身。
傳動(dòng)軸
轉(zhuǎn)速傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不得超過(guò)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)機(jī)是根據(jù)動(dòng)態(tài)能力而不是基于扭矩來(lái)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(dòng)機(jī)。一些制造商甚至專(zhuān)門(mén)為高和低慣性值設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)。通過(guò)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(dòng)機(jī)的輸出扭矩以防止損壞行星減速機(jī)也很重要。
動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)
與勻速運(yùn)動(dòng)相比，循環(huán)運(yùn)動(dòng)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(dòng)和停止會(huì)導(dǎo)致齒，齒輪和密封件的額外磨損。周期性的反向運(yùn)動(dòng)需要比周期性或連續(xù)運(yùn)動(dòng)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(huì)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(guò)載系數(shù)。如果應(yīng)用條件需要，其他類(lèi)型的軸承也可以提高這些額定值。
直徑和軸長(zhǎng)
電機(jī)軸的直徑和長(zhǎng)度必須合適，才能與聯(lián)軸器完全嚙合。如果沒(méi)有完全接觸，則可能會(huì)發(fā)生軸打滑。盡管事實(shí)上這種影響不會(huì)影響過(guò)載系數(shù)，但重要的是要考慮它，以避免發(fā)動(dòng)機(jī)安裝出現(xiàn)問(wèn)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(wú)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(hù)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(guò)載系數(shù)，環(huán)境，環(huán)境溫度，沖擊載荷，輸出連接的類(lèi)型和使用時(shí)間是重要的參數(shù)。客戶(hù)提供的信息越多，行星減速機(jī)的選擇過(guò)程就越準(zhǔn)確，最終將有助于選擇最佳的行星減速機(jī)來(lái)解決客戶(hù)的問(wèn)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。