马赛克 发表于 2020-10-18 10:09:33

机器人用准双曲面齿轮传动

公司有个降本的项目,打算用准双曲面齿轮传动代替原来的RV和行星减速机。前期做了一些调研工作,一对儿准双曲面齿轮加一级支持直齿减速,成本是比成套的减速机要便宜,重量也轻,但是我们项目组没有相关的设计经验,所以风险也挺大的。机器人行业发那科和ABB有应用,国内的好像只见到埃斯顿有防发那科的机型在用,而且能做这种齿轮的供应商也挺少的。
大家可以讨论一下,这种齿轮应用的难点在哪里?设计时应注意哪些问题?潜在的失效风险都哪些?

附上一张在工博会拍的照片:


2266998 发表于 2020-10-18 12:40:00

就是你寿命与精度都玩不够,你先算一下尺寸链精度,把最大误差算了,再俺齿面载荷估算寿命,都行了,就行,

马赛克 发表于 2020-10-18 13:32:29

2266998 发表于 2020-10-18 12:40
就是你寿命与精度都玩不够,你先算一下尺寸链精度,把最大误差算了,再俺齿面载荷估算寿命,都行了,就行, ...

跟供应商聊过,需要控制的装配精度有三个,小齿轮和大齿轮的轴向误差以及小齿轮的偏置误差,要求控制在±0.02——±0.03,但是问他们齿轮本身的精度能达到多少,说的比较含糊。轴向精度可以通过垫片调节来保证,偏置误差就只能靠机加工来保证了,总体来说精度要求较高。
因为这种齿轮比较特殊,没有找到相关的计算方法,寿命和强度校核只能通过供应商用专用软件计算了。目前的情况是我们把需要的参数,比如齿数、减速比、转速、扭矩、安装空间等给到供应商,其他的参数都由供应商确定。
其中有一个供应商说不建议我们用这种结构,因为他们设计得好,我们也用不好,到时候反过来会把问题推给他们。。。

答案哥 发表于 2020-10-23 12:06:20

自己设计齿轮,各项检测要求都得达到,齿轮很成熟的东西了,只要各项精度和热处理要求能达到不会有什么问题

b110087388 发表于 2020-10-28 10:36:01

马赛克 发表于 2020-10-18 13:32
跟供应商聊过,需要控制的装配精度有三个,小齿轮和大齿轮的轴向误差以及小齿轮的偏置误差,要求控制在± ...

不是齿轮行业里的。了解的一般小减速器厂做的这种准双曲面齿,就一种规格,长期实验 制作,这样工艺就长期定下来了。
准双曲面螺旋锥从计算原理上分两种齿制,一种是格里森齿制,一种是克林贝格齿制。目前我知道的大部分都是格林森齿制的。这种齿轮一般都是 美国个格里森的机床,这种机床据说有图像识别测量,加工比较智能,也没亲眼见过。
新设计这种齿轮的话也不了解。
关于这种齿轮的设计问题,我能想到的难点是:
1、测量。齿面测量是个大问题,不然也没下一步了。这是复杂曲面测量,一个专门的专业了。
2、设计,基本参数确定。
3、基本参数确定后,格里森机床里的参数设定。
4、齿轮修形。修形对动态性能,振动、噪音这些影响极大。具体的修行参数确定、试制。
5、装配。装配误差对接触斑点 影响挺大,进而也影响动态性能。
6、每队齿轮加工完之后,要做实验,用红丹粉看接触点在齿面上的位置是否理想。不理想了还得再返加工。
不在齿轮行业,一些粗浅的印象。
目前关于准双曲面齿轮,印象中文献里出现频率比较多的有:中南大学(中大创远也做锥齿轮机床)、重庆大学、天津大学(较少)、郑州齿轮所、洛阳工学院。可以考虑咨询一下。

马赛克 发表于 2020-10-29 22:02:18

b110087388 发表于 2020-10-28 10:36
不是齿轮行业里的。了解的一般小减速器厂做的这种准双曲面齿,就一种规格,长期实验 制作,这样工艺就长 ...

大侠专业啊。根据我这些天跟供应商的交流,准双曲面齿轮,目前基本上用的都是格里森齿制。您说的前4条,基本上是制造厂家需要考虑的,我们是客户,只需要搞懂这种齿轮的应用特性、受力情况、装配和润滑要求等。
比较成熟的应用,小齿轮都是5齿以上的,机器人上用的,大多数2-3齿,而且需要磨齿,制造和装配难度都要高一些,尤其是对壳体的加工精度要求较高。
这种齿轮,需要专用设备来检测,我们还没有条件,只能寄希望于供应商的检测报告。
重庆大学有同事联系过,说是能做,其他的主要还是联系的生产厂家,我觉得学校搞这个太偏理论了,实践经验不足,不敢冒险,谢谢。
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