带制动器的二级行星减速机

～ ; 第 6卷 第 3期 1997年 9月

矿 冶

M IN IN G &M ETALLU R GY

V o l. 6, N o. 3 Sep tem ber 1997

带制动器的二级行星减速机

曹开明 石 峰

(北京矿冶研究总院矿山机械研究室)

摘 要 带制动器的二级行星减速机是减速机领域的新产品,具有体积小、传动比大、运行

可靠、应用范围广、可即时制动的特点,目前国内尚无这类产品。作者通过两年多的设计、制造 及试验,积累了一些经验。文章介绍了设计方法及其结构,可为传动装置的设计提供参考。

关键词 行星减速机 变位齿轮 制动器

TW O - STA GE PLAN ET - GEA R SPEED

R EDU CER W ITH A BRA KE

Cao K a im ing S h i F eng

(D ep a rtm en t of M in ing M ach inery ,B GR IM M )

ABSTRACT T he tw o - stage p lanet- gea r sp eed reducer w ith a b rake, a new p roduct in the

t ion, w ide app lica t ion, imm ed ia te b rak ing. How ever, there is no t any w ell- develop ed p roduct like th is reducer in Ch ina. D u ring the design, m anufactu re and test over tw o yea rs, au tho r ha s accum u la ted som e exp erience in develop ing the sp eed reducer. In th is p ap er, the design m ethod and st ructu re of the sp eed reducer a re b riefly in t roduced, w h ich can p rovide the st rong techn ica l suppo rt fo r t ran sm ission system.

KEY W O RD S P lanet- gea r sp eed reducer P rofile sh ifted gea r B rake

1 前 言

“八五”期间,北京矿冶研究总院与协作单位承担了“H PC - 11型混凝土喷射车”的研制任 务。该喷射车的喷射臂是一个由有线遥控控制的机械手,具有主臂回转、主臂举升、前臂折叠、 前臂伸缩、喷嘴摆动、喷嘴倾动等动作。其中主臂回转要求:①回转范围- 120° + 120°②在 回转过程中的任一位置具有制动锁住功能;③制动力矩足够大,制动锁住后,主臂不打滑。因 此,完成主臂回转的减速机也应具备上述特点,由于现有的减速机无法满足使用要求,我们研 制了带制动器的二级行星减速机。

带制动器的二级行星减速机是减速机领域的进一步发展,主要由二级行星减速机和盘式 弹簧制动器组成。二级行星减速机具有传动比大、结构简单的特点,适用于大传动比正反两向 的传动,为减小体积,各级齿轮尽量减少齿数,作了等高变位和等角变位设计,达到了适应小空

曹开明:工程师,硕士。

带制动器的二级行星减速机・7・

间安装的要求。盘式弹簧制动器靠弹簧的压力压紧摩擦片组进行制动,制动力矩的大小由动、

静摩擦片的数量及弹簧的总体压力值决定,在一定范围内通过改变摩擦片和弹簧的数量就能

改变制动力矩。制动力矩的解除采用液压释放。输入的液压油皆为低压(小于1M Pa) ,操作十

分方便。这种方式制动力大、制动性能可靠,很适合机械手主臂回转。两者结合,使减速机结构

紧凑、传动比大、即时制动、制动安全可靠。

2带制动器的二级行星减速机的结构及工作原理

2. 1结构

图1是带制动器的二级行星减速机。主要由级行星减速、级行星减速和盘式弹簧制动

器组成。级行星减速的主要零件有小太阳齿轮、小行星齿轮、小内齿轮、小行星齿轮架; 级行星减速有大太阳齿轮、大行星齿轮、大内齿轮、大行星齿轮架;盘式弹簧制动器由双端内花键轴、动摩擦片、静摩擦片、活塞、制动弹簧等组成。输出轴与大行星齿轮架以花键形式联接〔1〕,大行星齿轮架上均布的3个大行星齿轮分别作用于大太阳齿轮和大内齿轮上,大太阳齿轮的右

端与小行星齿轮架以花键联接,均布在小行

星齿轮架上的3个小行星齿轮分别作用于

小内齿轮和小太阳齿轮上。小太阳齿轮的右

端与双端内花键轴以花键联接,双端内花键

轴的右端与液压马达或电动机联接,其外侧

分布有动摩擦片,静摩擦片分布在外壳体

上,动、静摩擦片相间排列形成摩擦片组,左

侧靠在外壳体上,右侧靠在能够轴向移动的

活塞上,当活塞在分布于其体内的制动弹簧

作用下向左移动和压实摩擦片组时,动、静

摩擦片间可产生足够大的摩擦力,使得双端

内花键轴上的动摩擦片无法转动,从而紧紧箍住双端内花键轴,实现制动〔2〕。

2. 2工作原理

图2是带制动器的二级行星减速机的工作原理。当减速机工作时,低压油(小于

图1带制动器的二级行星减速机

F ig. 1 Tw o - stage p lanet- gea r sp eed reducer w ith b rake

1.输出轴

2.大太阳轮

3.小行星轮架

4.小行星轮

5.制动器油缸

6.油马达

7.双端内花键轴

8.制动

器弹簧9.静摩擦片10.动摩擦片11.小太阳轮

12.大行星轮13.大行星轮架

1M Pa )由A口进入制动器内腔推动活塞右

移,释放作用在摩擦片组上的正压力,动、静摩擦片间隙排列,摩擦力消失,双端内花键轴可以

转动。同时,电动机或液压马达启动,通过双端内花键轴驱动级减速的小太阳齿轮,作用在小太阳齿轮上的小行星齿轮随之转动并驱动小行星齿轮架,小行星齿轮架将动力和速度传递给

大太阳齿轮,此时完成了一次减速和增力传递。同理,大太阳齿轮通过大行星齿轮和大行星齿

轮架将动力传递给输出轴,完成二次减速和增力,同时驱动负载工作。

当输出轴转动到某一位置要停止时,供油回路切换至泄油位置,制动器内的液压油由A

口泄出,制动器内的活塞在制动弹簧的作用下左移、压实摩擦片组,动、静摩擦片间可产生足够大的摩擦力阻碍动摩擦片转动,使得双端内花键轴无法旋转传递动力,同时切断主机、实现即

时制动。