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可控制起动行星齿轮减速装置是一种能够实现带动大转动惯量、大负载的机械软起动的设备。它利用周转轮系和磁粉制动器的柔性联接,能够使得电动机在与负载不脱离的情况下空载起动,磁粉制动器逐步制动另一输入端,从而控制电机的加载过程,使负载按照一定的加速度起动,从而减小直接起动对电机造成的冲击,增加安全系数,达到保护设备和节能的目的。
本文分析了现有的可控起动方法,分析比较控制电机起动与纯机械起动的几种方案,在此基础上提出了具有创新性的解决方案。在不计功率损失的情况下,分析计算行星齿轮传动中三个基本构件的转矩和转速关系,得出每个行星轮系中的齿面接触应力和齿根弯曲应力,校核结果满足强度要求。结合磁粉制动器的可控制制动特点,给出了可行传动方案。在分析制动扭矩的大小和磁粉制动器的安装关系后,合理分配传动比,在输入端内齿圈增加一级锥齿轮副,减小了所需输入的制动扭矩,减小磁粉制动器型号,得出最佳传动方案。
依据周转轮系传动原理,在给定的初始条件下计算输入端中心轮的参数,利用周转轮系中三个基本构件的关系,设计计算其他五个构件的参数,在满足要求的条件下,尽量减小整个装置的体积尺寸。设计出整个装置的结构尺寸后,对周转轮系的齿轮进行接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的校核,确定周转轮系中的各个基本构件的参数,得出三个基本构件转矩,通过输入端制动力矩的计算来选取合适型号的磁粉制动器。
本文分析介绍了虚拟装配的系统建模,利用设计的参数绘制二维工程图,包括输入输出轴、输入内齿圈、输入输出端的行星架以及行星轮、箱体、轴承等的工程图绘制。之后运用三维实体造型软件Pro/ENGINEERWildfire4.0建立虚拟装配零件库,用于对行星齿轮减速装置的各个零部件进行信息查询和参数化设计重构。运用组件设计进行样机的虚拟装配,满足装配特征的条件下得到虚拟样机,将可控制起动行星齿轮减速装置形象直观的展现出来,为产品的生产和后续的研究开发提供了依据。