一種分體式高精度行星架及其加工方法與流程
2023-10-09 12:17:24
本發明屬於機械傳動技術領域，該方法用於分體式高精度行星架設計。
背景技術：
行星架是行星傳動的基本中心構件之一，具有傳遞運動、載荷與功率等功能。傳遞相同功率的行星傳動裝置一般採取提高轉速、降低傳遞扭矩的技術途徑來提高功率密度，減少承載體積。行星傳動本身存在內部激勵，系統振動等現象，為提高功率密度，提高傳動轉速，此法無疑會增大行星傳動單元嚙合頻率並且加劇了系統振動，其內部激勵生成支撐錯位、旋轉構件共振等現象，導致了行星排構件的早期失效。
鑑於現有技術存在的上述不足，需要提供一種能夠適應高轉速工況、減少行星排內部激勵的高精度行星架。
技術實現要素：
有鑑於此，為實現太陽輪安裝、行星輪間隙調整和高轉速承載的需要，本發明提供了一種分體式高精度行星架，實現由分體主、副行星架組合為行星架總成時的高精度設計，在滿足使用條件的前提下，綜合考慮行星架工藝、加工和裝配，完成便捷、可靠的行星架研製，滿足使用要求。
本發明採用的技術方案為：
一種分體式高精度行星架，由主行星架和副行星架組成，所述主、副行星架均包括設有中心孔的圓形主盤，所述主、副行星架的主盤上分別設有一一對應的行星輪軸孔、行星架定位銷孔和行星架螺栓孔；主、副行星架的中心孔同軸心；副行星架圓形主盤一側為平面，另一側圍繞中心孔凸起三個同心的臺階式凸圓；所述的三個凸圓——內側凸圓、中間凸圓和外側凸圓，從內至外其直徑依次縮小；外側凸圓為花鍵，可與其他零件連接，中間凸圓為軸承內孔配合面，可用於支撐行星架；主行星架中心孔為軸承外孔配合面，通過軸承支撐行星架；主行星架和副行星架的平面側相對，由緊固螺栓通過主、副行星架螺栓孔將主、副行星架緊固在一起。
在副行星輪軸孔和中心孔之間開有油孔。
主、副行星架由置於主、副行星架定位銷孔中的定位銷定位。
所述主、副行星輪軸孔各有4個，行星架定位銷孔也各有4個，行星架螺栓孔各有8個。
所述的高精度行星架由38crsi製成。
一種適用於分體式高精度行星架加工方法，包括以下步驟：
(1)、對主、副行星架及定位銷依據各自基準完成零件獨立的尺寸要素、粗糙度要素和形位公差要素加工：
a、對副行星架完成中間凸圓的外圓周基準面b和內側凸圓的外側平面基準面a的加工，保證兩個基準面粗糙度均小於或等於1.6；再對副行星輪軸孔尺寸進行粗加工；
b、對主行星架完成中心孔基準面c和與副行星架相對平面基準面d的加工，保證基準c粗糙度小於或等於1.6，基準d平面粗糙度小於或等於0.8，並完成主行星輪軸孔尺寸的粗加工；
c、對定位銷外表面加工，其外徑尺寸公差等級為n6；
(2)、主、副行星架組件基準精細調正設計：主、副行星架組合時，將副行星架支撐圓的外側基準面b作為加工和使用的基準面，並輔以內側凸圓的平面基準面a，再徑向精細調正主行星架，保證主行星架中心孔壁基準c相對於副行星架基準b跳動小於或等於φ0.03，實現主、副行星架精準組合，並通過緊固螺栓緊固；
(3)、主、副行星架定位孔設計：主、副行星架組合緊固後，在組合狀態下加工定位銷孔；
(4)、安裝定位銷，實現主、副行星架徑向小間隙或過盈定位。
(5)、分體式行星架總成行星輪軸孔加工：以主行星架軸承支撐孔和副行星架軸承支撐圓的軸線為聯合基準c-b，完成行星架總成行星輪軸孔尺寸要素；
(6)、按照行星架最高使用轉速和質量，確定加工後平衡要素技術要求，不平衡精度按照g2.5級計算，依據行星架總成寬徑比，小於0.2時，分體式行星架總成進行靜試驗；大於等於0.2時，進行動平衡要求。
在步驟(1)a中，基準面a參照基準面b的圓跳動小於或等於0.03mm。
在步驟(1)b中，基準面c參照基準面d的圓跳動小於或等於0.03mm。
在步驟(1)c中，定位銷外表面加工柱面粗糙度要小於或等於0.8。
在步驟(3)中，定位銷孔內徑公差設計為h7，定位銷孔柱面粗糙度小於或等於0.8。
在步驟(5)中，所述行星架總成行星輪軸孔相對於所述聯合基準c-b的位置度小於或等於φ0.035。
在步驟(5)中，所述分體式行星架總成行星輪軸孔的平行度小於或等於0.02、粗糙度要素為0.8。
在步驟(6)中，按照行星架最高使用轉速和質量，分體式行星架總成進行靜試驗時，不平衡精度按照g2.5級計算，試驗不平衡力矩小於或等於0.42n·cm。
與最接近的現有技術相比較，本發明具備如下有益效果：
1、採用分體式行星架，解決一種分體式高精度行星架組件無法拆解、裝配、調整與加工問題，並能確保行星架在多次拆解、安裝後主副行星架支撐與定位精度不變；
2、行星架組合時，通過設計主、副主副行星架基準調正要素，實現組合件高精度對中(跳動小於或等於)，同時生成可約束主、副行星架尺寸與形位公差的聯合基準，為分體加工形成的要素和組合加工形成的要素產生關聯，保證主、副行星架在零件與總成狀態加工精度；
3、以徑向小間隙或過盈定位銷形成的主、副行星架相互限位，確保行星架在多次拆解、安裝後，定位精度不變；
4、採用了新材料製作，減輕了行星架的重量或者延長了行星架的壽命。
附圖說明
圖1a是副行星架的平面示意圖，圖1b是圖1a中的ⅰ-ⅰ剖面示意圖，
圖2a是主行星架的平面示意圖，圖2b是圖2a中的ⅱ-ⅱ剖面示意圖，
圖3是主、副行星架組裝圖，
圖4是定位銷示意圖。
圖中：
1、副行星架，1.1、副行星輪軸孔，1.2、副行星架定位銷孔，1.3、副行星架螺栓孔，
2、主行星架，2.1，主行星輪軸孔，2.2、主行星架定位銷孔，2.3主行星架螺栓孔，
3、油孔，
4、定位銷，
5、緊固螺栓。
具體實施方式
為使本發明的目的、內容和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。
為實現分體式行星架定位孔、支撐孔和行星輪軸孔在加工、拆解、安裝和部件裝配等環節保持高精度，降低由於偏心、錯位和傳遞誤差導致的內部激勵，減少振動，本發明提供的一種分體式行星架設計方案，在主、副行星架依據各自基準完成尺寸要素、結構要素(花鍵、支撐孔等)、獨立形位公差要素加工後，通過對中調正實現高精度組合、加工、定位，然後完成行星輪軸孔尺寸及形位公差設計，形成完整的行星架總成總體設計，為分體式行星架工藝、加工提供便捷、可行的技術方案，為研製高精度行星傳動提供技術支撐。適用於分體式高精度行星架加工方法實施如下：
參見圖1a、圖1b、圖2a、圖2b，本發明的分體式高精度行星架由主行星架2和副行星架1組成。所述的副行星架1設有中心孔，副行星架1包括一個圓形的主盤，中心孔外圍分別設有副行星輪軸孔1.1、副行星架定位銷孔1.2和副行星架螺栓孔1.3。圓形主盤一側為平面，另一側圍繞中心孔凸起三個同心的臺階式凸圓。所述的三個凸圓——內側凸圓、中間凸圓和外側凸圓，從內至外其直徑依次縮小。其中，外側凸圓為花鍵，可與其他零件連接，中間凸圓為軸承內孔配合面，可用於支撐行星架。主行星架中心孔為軸承外孔配合面，通過軸承支撐行星架。在副行星輪軸孔1.1和中心孔之間開有油孔3。所述的主行星架2也包括設有中心孔(即主行星架軸承支撐孔)的圓形的主盤，中心孔外圍也分別設有主行星輪軸孔2.1、主行星架定位銷孔2.2和主行星架螺栓孔2.3。所述的副行星架1的中心孔與主行星架2的中心孔同軸心，所述的副行星輪軸孔1.1、副行星架定位銷孔1.2和副行星架螺栓孔1.3分別與主行星輪軸孔2.1、主行星架定位銷孔2.2和主行星架螺栓孔2.3一一對應。
參見圖3，主行星架2和副行星架1的平面側相對，由緊固螺栓5通過副行星架螺栓孔1.3和主行星架螺栓孔2.3將主行星架2和副行星架1緊固在一起，並由置於副行星架定位銷孔1.2和主行星架定位銷孔2.2中的定位銷4定位。
其中，副行星輪軸孔1.1和主行星輪軸孔2.1各有4個，副行星架定位銷孔1.2和主行星架定位銷孔2.2也各有4個，副行星架螺栓孔1.3和主行星架螺栓孔2.3各有8個。
所述的高精度行星架由38crsi製成。
本發明是一種適用於分體式高精度行星架的加工方法，包括以下步驟：
1、對主、副行星架及定位銷依據各自基準完成零件獨立的尺寸要素、粗糙度要素和形位公差要素加工：
(1)對副行星架1完成中間凸圓的外圓周基準面b和內側凸圓的外側平面基準面a的加工，保證兩個基準面粗糙度均小於或等於1.6，基準面a參照基準面b的圓跳動小於或等於0.03mm；再對副行星輪軸孔1.1尺寸進行粗加工。
(2)對主行星架完成中心孔(即主行星架軸承支撐孔)基準面c和與副行星架相對平面基準面d的加工，保證基準c粗糙度小於或等於1.6，基準d平面粗糙度小於或等於0.8，基準面c參照基準面d的圓跳動小於或等於0.03mm，並完成主行星輪軸孔2.1的尺寸的粗加工。
(3)如圖4所示,對定位銷4外表面加工，其柱面粗糙度要小於或等於0.8，其外徑尺寸公差等級為n6。
2、主、副行星架組件基準精細調正設計：主、副行星架組合時，將副行星架支撐圓的外圓周基準面b作為加工和使用的基準面，並輔以內側凸圓的外側平面基準面a，再徑向精細調正主行星架2，保證主行星架中心孔壁基準c相對於副行星架基準b跳動小於或等於φ0.03，實現主、副行星架精準組合。並通過緊固螺栓5緊固。
3、主、副行星架定位孔設計：主、副行星架組合緊固後，在組合狀態下加工定位銷孔，定位銷孔內徑公差設計為h7，定位銷孔柱面粗糙度小於或等於0.8。
4、安裝定位銷，實現主、副行星架徑向小間隙或過盈定位。
5、分體式行星架總成行星輪軸孔加工：以主行星架軸承支撐孔和副行星架軸承支撐圓的軸線為聯合基準，完成行星架總成行星輪軸孔尺寸要素,要求主、副行星架行星輪軸孔相對於聯合基準c-b的位置度小於或等於φ0.035、分體式行星架總成行星輪軸孔的平行度小於或等於0.02、以及粗糙度要素為0.8設計要求。
6、按照行星架最高使用轉速和質量，確定加工後平衡要素技術要求，不平衡精度按照g2.5級計算；依據行星架總成寬徑比，小於0.2時，分體式行星架總成進行靜試驗，試驗不平衡力矩小於或等於0.42n·cm；大於等於0.2時，進行動平衡要求。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術設計原理前提下，還可以做出若干改進和變通，這些改進和變通也應視為本發明的保護範圍。