周鵬2KH行星齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 2K-H行星齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)械系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 年級 08數(shù)控2班 學(xué)生姓名 周鵬 學(xué) 號 070663001 指導(dǎo)教師 牟柳晨 2K-H行星齒輪減速器（傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)） 【摘 要】 行星齒輪變速器，是用行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速的裝置。它通常裝在液力變扭器的后面，共同組成液力自動(dòng)變速器。 行星齒輪機(jī)構(gòu)，有點(diǎn)好像太陽系。它的中央是太陽輪，太陽輪的周圍有幾個(gè)圍繞它旋轉(zhuǎn)的行星輪，行星輪之間，有一個(gè)共用的行星架。行星輪的外面，有一個(gè)大齒圈。行星齒輪變速器，屬于一種齒輪箱，它是由行星齒圈、太陽輪、行星輪（又稱衛(wèi)星輪）和齒輪輪軸組成，根據(jù)齒圈、太陽輪和

2、行星輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸脫離剛性傳動(dòng)關(guān)系、輸入軸與輸出軸同向或反向傳動(dòng)和輸。本文通過對2K-H型變速器的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理及行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)來計(jì)算一個(gè)2K-H型變速器。2K-H型具有構(gòu)件數(shù)量少，傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比變化范大，設(shè)計(jì)容易等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用最廣泛。論文首先介紹了行星變速器的定義，用途及功能。并對國內(nèi)外行星變速器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景作了分析。通過設(shè)計(jì)和計(jì)算，完成對變速器相關(guān)結(jié)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)，整體設(shè)計(jì)，初步確定了行星變速器結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。【關(guān)鍵詞】 行星齒輪傳動(dòng) 行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 行星齒輪變速器【Abstract】Planetary gear transmission，is t

3、he use of planetary gear mechanism of variable-speed device。It is usually mounted on the back of the torque converter, consisting of a hydraulic automatic transmission. Planetary gear mechanism, a bit like the solar system. It is the center of the sun wheel, a sun wheel around several of its planets

4、 wheel, planet wheel, there is a shared the planet carrier. Planet wheel on the outside, there is a large gear ring. Planetary gear transmission, which belongs to a gear box, which is composed of a planetary ring gear, a sun wheel, a planetary wheel ( also known as satellite wheel and gear wheel sha

5、ft ), according to the ring gear, the sun wheel and planetary wheel motor, can achieve the input shaft and the output shaft from the rigid transmission relations, the input shaft and the output shaft the same direction or in the reverse transmission and transmission.This article through to the 2K-H

6、transmission, the transmission structure and transmission principle of planetary gear transmission design to calculate a2K-H type speed 2K-H行星. 2K-H has few members, transmission power and transmission ratio range, design is easy, therefore the most widely used. The paper firstly introduces the defi

7、nition of planet transmission, use and function. To domestic and international planetary transmission development present situation and the prospect of development is analyzed. Through the design and calculation of transmission, associated structural parts design, overall design, preliminary and aff

8、irmatory planetary transmission structure overall design.【Key words】Planetary gear transmission， Planetary gear transmission structure ， Planetary gear transmission1 2k-h型變速器概述11.1 行星齒輪變速器的定義11.2行星齒輪變速器的特點(diǎn)31.3 2K-H變速器的設(shè)計(jì)目的和工作原理91.4 行星齒輪變速器的設(shè)計(jì)目的121.5 2K-H減速器的工作原理142 2K-H行星齒輪減速器設(shè)計(jì)概要182.1 2K-H行星齒輪減速器概述

9、182.2 2K-K行星齒輪減速器主要參數(shù)的確定182.3 2K-H行星齒輪減速器強(qiáng)度計(jì)算242.4 2K-H行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)263 2K-H行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)293.1 2K-H行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)原理293.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型313.3 配齒計(jì)算353.4 2K-H行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)364行星齒輪的傳動(dòng)374.1 行星齒輪傳動(dòng)簡介374.2 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)394.3行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式405 2K-H行星齒輪減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)425.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)425.2 行星齒輪減速器傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算445.3 2K-H行星齒輪減速器的傳動(dòng)效率計(jì)算535.4 行星輪支架上的作用力555

10、.5 減速器傳動(dòng)類型選擇及折其原因576 2K-H行星齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)576.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案擬定576.2 傳動(dòng)比和效率的計(jì)算586.3行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算596.4行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算616.5行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核636.6行星齒輪傳動(dòng)的受力分析676.7行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量696.8輪間載荷分布均勻的措施696.9輪材料及精度等級和齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)716.10 主要尺寸及圓周速度計(jì)算727 結(jié)論72參考文獻(xiàn)73致謝74 1通常情況，應(yīng)用最多的是內(nèi)齒圈3固定、太陽輪1主動(dòng)、行星架從動(dòng)的傳動(dòng)裝置。當(dāng)太陽輪1從動(dòng)、行星架H主動(dòng)時(shí)，則為行星增速傳動(dòng)

11、。而當(dāng)太陽輪、行星架、內(nèi)齒圈均不固定時(shí)，便可得到行星差動(dòng)傳動(dòng)。1 2k-h型變速器概述1.1 行星齒輪變速器的定義行星齒輪變速器，是用行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速的變速器。它通常裝在液力變扭器的后面，共同組成液力自動(dòng)變速器。 行星齒輪機(jī)構(gòu)，就像好像太陽系。它的中央是太陽輪，太陽輪的周圍有幾個(gè)圍繞它旋轉(zhuǎn)的行星輪，行星輪之間，有一個(gè)共用的行星架。行星輪的外面，有一個(gè)大齒圈。1. 太陽輪 2. 行星輪 3. 內(nèi)齒圈圖1-1 2K-H型行星齒輪傳動(dòng)簡圖 上圖為一種廣泛應(yīng)用的2K-H型行齒輪傳動(dòng)簡圖，從結(jié)構(gòu)上看其由四個(gè)構(gòu)件組成的：在動(dòng)軸線上做行星運(yùn)動(dòng)的齒輪稱是行星輪，用數(shù)字2表示，行星輪一般都在2-6個(gè)；其它兩

12、個(gè)齒輪構(gòu)件的軸線和主軸線重合，稱為中心輪，通常用K表示，其中外齒中心輪通常稱作太陽輪，如圖用數(shù)字1表示，內(nèi)齒輪通常稱為內(nèi)齒圈，如圖用數(shù)字3表示；支承行星輪的動(dòng)軸線構(gòu)件稱作行星架，用H表示。其齒輪三維結(jié)構(gòu)圖如圖1-2圖1-3、中心輪浮動(dòng)的單級行星齒輪減速器圖1-2 2K-H型行星齒輪三維簡圖1.2行星齒輪變速器的特點(diǎn) 齒輪軸線可動(dòng)的傳動(dòng)稱為行星齒輪傳動(dòng)。與普通齒輪減速器相比，行星齒輪減速器的特點(diǎn)是，當(dāng)傳動(dòng)比和輸出軸上的轉(zhuǎn)矩相同時(shí)，結(jié)構(gòu)較為緊湊。常見的行星齒輪減速器為2K-H型，可以正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)，一般情況下的使用條件為：( 1 ） 高速軸最高轉(zhuǎn)速成1500r/min ( 2 ） 齒輪圓周速度成15

13、m/s ( 3 ） 工作環(huán)境溫度為一40 45 在保證工作轉(zhuǎn)速和輸出功率的條件下，確定了所需的減速器傳動(dòng)比及電機(jī)（或其他驅(qū)動(dòng)器）的實(shí)際輸入功率Ps后，可選擇減速器。行星輪（稱衛(wèi)星輪）和齒輪輪軸組成的，根據(jù)齒圈、太陽輪和行星輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸脫離剛性傳動(dòng)關(guān)系、輸入軸與輸出軸同向或反向傳動(dòng)和輸。2K-H型具有構(gòu)件數(shù)量少，傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比變化范圍大，設(shè)計(jì)容易等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用最廣泛。還有以下優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)比較緊湊，只有一般齒輪傳動(dòng)體積、重量地1/21/3，承載能力高、傳遞功率范圍及傳動(dòng)比范圍大。由于行星齒輪傳動(dòng)是一種共軸線的傳動(dòng)裝置，即具有同軸線傳動(dòng)的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)上采用了

14、對稱的分流傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，即用幾個(gè)完全相同的行星輪均勻的分布在中心輪的周圍來共同分擔(dān)載荷，從而使每個(gè)齒輪所受的負(fù)荷變小，相應(yīng)齒輪模數(shù)就可以較小，也合理的應(yīng)用了內(nèi)嚙合，充分利用了內(nèi)嚙合承載能力高和內(nèi)齒輪的空間容量，從而縮小了徑、軸向尺寸，使結(jié)構(gòu)很緊湊，而承載能力又高。傳動(dòng)效率高，由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)地對稱性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0.970.99。 傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，只要合理選擇行星齒輪傳動(dòng)的類型和配齒方案，就可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪來獲得很大

15、的傳動(dòng)比。在只作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。這里指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大的時(shí)侯，依然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力比較強(qiáng)，因?yàn)椴捎昧硕鄠€(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布在中心輪周圍，使行星輪與轉(zhuǎn)臂的性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，所以行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力很強(qiáng)，工作起來比較可靠。綜上所述：行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化

16、工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。它幾乎可以適用到一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，所以目前行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為世界各個(gè)國家機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的很重要的一部分。 表1-1行星齒輪減速器箱和普通定軸減速器箱的比較 比較項(xiàng)目 行星齒輪減速箱 普通定軸減速器箱 重量（N） 34020 68040 高度（m） 1.30 1.80 長度（m） 1.29 1.42 寬度（m） 1.34 2.36 體積（） 2.29 6.08 齒寬（m） 0.18 0.40 損失功率（ps） 110 130 圓周速度（m/

17、S） 42.7 99.41.3 2K-H型變速器的發(fā)展和現(xiàn)狀變速器廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，特別是在汽車行業(yè)應(yīng)用的最為廣泛，對其要求也是很高。2K-H行星變速器利用行星齒輪傳動(dòng)在國內(nèi)和國外得到了很大的發(fā)展。在汽車應(yīng)用上,廣泛的采用活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)地扭矩變化范圍比較較小,不能適應(yīng)汽車在各種條件下阻力變化地要求,并且在復(fù)件下要求汽車的牽引力和車速能在很大的范圍內(nèi)變化,所以在汽車傳動(dòng)系中,采用了可以改變轉(zhuǎn)速比和扭矩的裝置,即變速器。車輛傳動(dòng)系要實(shí)現(xiàn)減速增扭,變速(無級或有級) ,倒向行駛,中斷傳動(dòng),車輪差速等功能,變速器是其中重要的部件。本文主要對2K-H變速器中2K-H行星減速器的設(shè)計(jì)，下面

18、我們來看看2K-H型行星減速器的現(xiàn)狀和發(fā)展。 2K-H型行星齒輪減速器與普通圓柱齒輪相比，尺寸小重量輕，但是制造精度要求較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在要求結(jié)構(gòu)緊湊的動(dòng)力傳動(dòng)中應(yīng)用廣泛。 減速器行業(yè)涉及地產(chǎn)品類別涵蓋了各類齒輪減速器、行星齒輪減速器和蝸桿減速器，同樣還包括了各種專用的傳動(dòng)裝置，如減速裝置、調(diào)速裝置、和包括柔性傳動(dòng)裝置在內(nèi)的各種復(fù)合傳動(dòng)裝置等。減速器服務(wù)領(lǐng)涵蓋了冶金、機(jī)械、采煤、建材、船舶、水電、工程機(jī)械及石油化工等行業(yè)。重型和通用減速器行業(yè)的制造廠家也以不同形式并存，如外資企業(yè)、中外合資企業(yè)、國有企業(yè)、股份制企業(yè)和私營企業(yè)，規(guī)模根據(jù)公司的生產(chǎn)能力的大小不同而變化，有的年產(chǎn)值數(shù)億元以上，而有

19、的小到數(shù)百萬元。具有良好生活條件、產(chǎn)品質(zhì)量控制體系健全的企業(yè)有100余個(gè)，2005年全行業(yè)銷售額約為200億元，但據(jù)資料顯示外資企業(yè)的銷售額約占四分之一，說明國外在減速器各個(gè)方面的發(fā)展還是比國內(nèi)先進(jìn)些。查閱史料記載，我國是發(fā)明齒輪傳動(dòng)和應(yīng)用齒輪傳動(dòng)最早的國家，遠(yuǎn)在西漢時(shí)代已經(jīng)開始制作應(yīng)用了鑄銅齒輪，在東漢時(shí)代（約公元78年139年）張衡已開始應(yīng)用比較復(fù)雜的齒輪系。特別是在行星齒輪傳動(dòng)方面，我國在南北朝時(shí)期時(shí)（公元429500年），我國著名的偉大科學(xué)家祖沖之發(fā)明創(chuàng)造了有行星齒輪的差動(dòng)式的指南針。這種由圓錐齒輪構(gòu)成的差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)能保證“圓轉(zhuǎn)不窮，而司方如一”，因而，我國行星齒輪傳動(dòng)在應(yīng)用方面比

20、歐洲各個(gè)國家早一千三百多年。但是從資料上顯示的銷售業(yè)績上來看，我國在減速器的發(fā)展和技術(shù)要求等領(lǐng)域還不如國外強(qiáng)。國內(nèi)減速器行業(yè)的重點(diǎn)骨干企業(yè)產(chǎn)品品種、規(guī)格和參數(shù)覆蓋得范圍在近幾年都在不斷的擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了甚至有些產(chǎn)品已經(jīng)超過國外先進(jìn)工業(yè)國家同類產(chǎn)品，完全有能力可承擔(dān)起為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。.國內(nèi)減速器的現(xiàn)狀：國內(nèi)的減速器大多數(shù)都以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但是還普遍存在著功率與重量比很小，或者傳動(dòng)比很大但機(jī)械效率很低的問題。此外，材料品質(zhì)和工藝水平還存在著很多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命短。國內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上

21、），大多都是從國外（如丹麥、德國等）進(jìn)口，花去不少的外匯。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是其傳動(dòng)理論有限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)等方面還沒有突破，因此，沒有從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷地能力也很大。它的大小和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)很簡單，效率且很高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值

22、仍小。并且其輸入軸與輸出軸并不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學(xué)成功研制的內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)外，還有著很大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點(diǎn)，處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。國內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開展了一些工作。二、平動(dòng)齒輪減速器工作原理簡介,平動(dòng)齒輪減速器是指一對齒輪傳動(dòng)中，一個(gè)齒輪在平動(dòng)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)下作平面平行運(yùn)動(dòng)，通過齒廓間的嚙合，驅(qū)動(dòng)另一個(gè)齒輪作定軸減速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)的作用。平動(dòng)發(fā)生器可采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，或正弦機(jī)構(gòu)或十字滑塊機(jī)構(gòu)。本成果采

23、用平行四邊形機(jī)構(gòu)作為平動(dòng)發(fā)生器。平動(dòng)發(fā)生器可以是虛擬的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，也可以是實(shí)體的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)。有實(shí)用價(jià)值的平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)為內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)，因此又可以分為內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)兩種情況。外平動(dòng)齒輪減速機(jī)構(gòu)，其內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)外齒輪并作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。該機(jī)構(gòu)亦稱三環(huán)（齒輪）減速器。由于內(nèi)齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心設(shè)置在內(nèi)齒輪的齒圈外部，故其尺寸不緊湊，不能解決體積很大的問題。內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器，它的外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪作減速轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出。因?yàn)橥恺X輪做的平動(dòng)，兩曲柄中心能設(shè)置在外齒輪的齒圈內(nèi)部，很大程度的減少了機(jī)構(gòu)整體尺寸。由于內(nèi)平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高、體積小、輸入輸出同

24、軸線，故由有著廣泛的應(yīng)用前景。 國外減速器現(xiàn)狀：齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛的應(yīng)用著，是一種不可以缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或傳動(dòng)比大而機(jī)械效率很低的問題。國外的減速器，其中以德國、丹麥和日本的處于世界領(lǐng)先地位，特別是在材料和制造工藝方面占據(jù)很大的優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動(dòng)的形式仍然以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量過大的問題，也未解決好。據(jù)資料顯示，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，其性能和效率都達(dá)到了很高的技術(shù)要求，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。目前減速器發(fā)展方向都向著大功率、大傳動(dòng)比、小體

25、積、低重量、高機(jī)械效率和使用壽命長的方向發(fā)展。所以，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還應(yīng)在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討、研究、和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果并不是很明顯。但在醫(yī)療器械、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，據(jù)有關(guān)報(bào)道，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級范圍以內(nèi)，但其只是發(fā)動(dòng)機(jī)，如果能成功研制納米級的減速器做輔助，那其發(fā)展前景肯定很大。 減速器的制造方面，國內(nèi)現(xiàn)在生產(chǎn)廠家的數(shù)目眾多，如對各種類型的圓柱齒輪和圓錐圓柱齒輪或者齒

26、輪蝸桿減速器系列產(chǎn)品，國內(nèi)主要得生產(chǎn)制造廠家有南京高精齒輪股份有限公司、寧波東力傳動(dòng)設(shè)備有限公司、河北橋星減速機(jī)制造有限公司、江蘇泰星減速器有限公司、江蘇金象減速機(jī)有限公司、山西平遙減速機(jī)廠等。對象蝸桿減速器，目前國內(nèi)主要生產(chǎn)圓弧圓柱蝸桿減速器、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿減速器、平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器等多種類型，主要生產(chǎn)廠家有江蘇金象減速機(jī)有限公司、首鋼機(jī)械制造公司、杭州減機(jī)廠、杭州萬杰減速劑有限公司、上海玉隆減速機(jī)有限公司、天津萬新減速機(jī)廠、上海浦江減速機(jī)有限公司等，對各種通用行星齒輪減速器、包括標(biāo)準(zhǔn)的NGW系列行星齒輪減速器，也包括各類回轉(zhuǎn)行星減速器及封閉式行星齒輪檢錄其等，主要生產(chǎn)廠家有荊州巨

27、鯨動(dòng)機(jī)械有限公司、泰興減速機(jī)總廠有限公司、洛陽中重齒輪箱有限公司、西安重型機(jī)械研究所、石家莊科一重工有限公司、內(nèi)蒙興華機(jī)械廠等。本文主要研究的是行星齒輪減速器的傳動(dòng)，隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已達(dá)到2000KW，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到4500KNm。從有關(guān)資料上分析顯示，行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展方向會(huì)朝著幾個(gè)方向發(fā)展：1）標(biāo)準(zhǔn)化、多品種。目前世界上已經(jīng)有50多個(gè)漸開線行星齒輪傳動(dòng)系列的設(shè)計(jì)；并且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等產(chǎn)品。2）硬齒面、高精度。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)過程中，高精度不不僅對工程完成效率又提高，且能增加齒輪的壽命。如在高

28、速汽輪應(yīng)用中已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，其傳動(dòng)功率也變得越來越大。3）高轉(zhuǎn)速、大功率。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來越大。4）大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩。行星齒輪中低速、重載的傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已經(jīng)有了較大的發(fā)展。1.3 2K-H變速器的設(shè)計(jì)目的和工作原理行星齒輪變速器是由行星齒輪和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)（離合器、制動(dòng)器和單向離合器）等組成。不同車型的自動(dòng)變速器及其齒輪變速器各部分的結(jié)構(gòu)類型、布置形式、數(shù)量往往是不同的，但是其基本原理是相同的。圖2-1 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-2所示行星齒輪結(jié)構(gòu)由太陽輪、行星輪、行星架及齒圈組成。圖2-2 行星齒輪

29、的組成1-行星架 2-齒圈 3-太陽輪 4-行星輪根據(jù)力的平衡原理和能量守恒定律，可推導(dǎo)行星齒輪的運(yùn)動(dòng)方程： n1+an2-（1+a）n3=0 式中：n1、n2、n3分別為太陽輪、齒圈、行星架的轉(zhuǎn)速； a為齒圈與太陽輪的齒數(shù)比（Z2/Z4）。 從上訴運(yùn)動(dòng)方程中可以看出，將太陽輪、齒圈和行星架這三個(gè)構(gòu)件中的某一個(gè)構(gòu)件固定及使其轉(zhuǎn)速為0，另一個(gè)連接輸入軸，還有一個(gè)連接輸出軸，可獲得6種不同的傳動(dòng)方式，加上任意兩構(gòu)件連鎖（直接傳動(dòng)）和任何構(gòu)件都不加限制（自由空轉(zhuǎn)），單排行星齒輪就有8種傳動(dòng)方案可以選擇。 1.前進(jìn)擋減速傳動(dòng) 當(dāng)齒圈制動(dòng)，太陽輪輸入，行星架輸出。由于n2=0，這時(shí)輸入輸出的傳動(dòng)比為：

30、i3-3=n1/n3=1+a=1+Z2/Z1 這是一種傳動(dòng)比大于2的減速傳動(dòng)。 （2）當(dāng)太陽輪制動(dòng)，齒圈輸入，行星架輸出。由于n3=0，這時(shí)的輸入輸出傳動(dòng)比為： i2-3=n2/n3=1+1/a=1+Z1/Z2 這是一種傳動(dòng)比大于1但小于2的減速傳動(dòng)。2.前進(jìn)擋超速傳動(dòng) （1）當(dāng)齒圈制動(dòng)，行星架輸入，太陽輪輸出。由于n2=0，這時(shí)的輸入輸出傳動(dòng)比為：i3-1=n3/n1=1/(1+a)=Z1/(Z1+Z2) 這是一種傳動(dòng)比小于0.5的超速傳動(dòng)。 （2）太陽輪制動(dòng)，行星架輸入，齒圈輸出。由于n1=0，這時(shí)的輸入輸出傳動(dòng)比為： i3-2=n3/n2=1/(1+a)=Z2/(Z1+Z2) 這是一種傳

31、動(dòng)比大于0.5，小于1的超速傳動(dòng)。3.倒檔傳動(dòng) （1）當(dāng)行星架制動(dòng)，太陽輪輸入時(shí)，此時(shí)齒圈輸出。由于n3=0，所以這時(shí)的輸入輸出的傳動(dòng)比為： i1-2=n1/n2=-a=-Z2/Z1 這種傳動(dòng)方式使內(nèi)齒圈與太陽輪傳動(dòng)的方向相反，是一種傳動(dòng)比大于1地倒檔減速傳動(dòng)。 （2）當(dāng)行星架制動(dòng)，齒圈輸入時(shí)，此時(shí)太陽輪輸出。由于n3=0，所以這時(shí)的輸入輸出的傳動(dòng)比為： i2-1=n2/n1=-1/a=-Z1/Z2 是一種傳動(dòng)比小于1的倒檔升速的傳動(dòng)。4.直接檔傳動(dòng) 直接傳動(dòng)時(shí)太陽輪、行星架、齒圈中的任意兩個(gè)鎖定在一起了，此時(shí)各個(gè)齒輪之間都不會(huì)有相對轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)行星輪系將整體轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，這時(shí)的傳動(dòng)是一個(gè)傳動(dòng)比為

32、1的直接擋傳動(dòng)。 5.空檔 當(dāng)太陽輪、行星架、齒圈都不制動(dòng)，且也無任何兩個(gè)互相鎖定時(shí)，這時(shí)，太陽輪、齒圈、行星架可自由的轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出軸可以不隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)行星齒輪并不傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了空檔傳動(dòng)。 上訴5種行星齒輪實(shí)現(xiàn)的不同傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)了不同檔位的控制，充分說明了行星變速器結(jié)構(gòu)的作用。1.4 行星齒輪變速器的設(shè)計(jì)目的變速器是指發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定的情況下，能輸出不同的轉(zhuǎn)速，并可以控制其轉(zhuǎn)向。且能控制在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出很大的扭矩，在高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)有很好的的傳動(dòng)效率，但扭矩較低。因此機(jī)器在啟動(dòng)的時(shí)候，要在低轉(zhuǎn)速啟動(dòng)，待機(jī)械運(yùn)行起來后再切換為高轉(zhuǎn)速，以保持效率在理想范圍內(nèi)。變速器分為有級變速器和無極變速

33、器。有極變速器是指在轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)若干固定的、不連續(xù)轉(zhuǎn)速的變動(dòng)。其工作可靠，傳動(dòng)比比較準(zhǔn)確，采用多軸傳動(dòng)時(shí)變速范圍很大；但是其缺點(diǎn)為不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，不宜選擇最適合的轉(zhuǎn)速值，有極變速器或稱有極變速箱，應(yīng)用廣泛。其中，定軸變速器多采用齒輪或帶輪進(jìn)行變速，全部傳動(dòng)軸都是繞本身固定的軸線旋轉(zhuǎn)。行星變速器多采用齒輪進(jìn)行變速，有些傳動(dòng)軸是繞某一固定軸線在空間旋轉(zhuǎn)，可將行星排中的太陽輪、內(nèi)齒輪個(gè)行星架的任意元件作為輸入件和輸出件，就可以實(shí)現(xiàn)很多種不同的變速傳動(dòng)裝置。無極變速器是指：機(jī)械無級變速器是指在轉(zhuǎn)速輸入一定的情況下來實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳動(dòng)裝置，由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)

34、速機(jī)構(gòu)和加壓裝置或者輸出機(jī)構(gòu)組成。無極變速器轉(zhuǎn)速不較穩(wěn)定、具有恒功率、傳動(dòng)效率高、滑動(dòng)率很小的特點(diǎn)，能夠更好的適應(yīng)不同種類的工況要求和產(chǎn)品及時(shí)變換的需要，其容易實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化、機(jī)械化，而且其結(jié)構(gòu)很簡單，易于生產(chǎn)與操作，且維修方便、價(jià)格也很便宜。廣泛用于紡織、輕工、冶金、石油、等領(lǐng)域。但是由于機(jī)械無極變速器絕大多數(shù)是依靠摩擦傳動(dòng)動(dòng)力，故承受過載和沖擊力差，且不能滿足嚴(yán)格的傳動(dòng)要求?？偟膩碚f變速器的作用有以下幾點(diǎn)一：實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞；二：改變動(dòng)力傳遞方向，實(shí)現(xiàn)倒擋。三：利用大小不同的齒輪改變扭矩. 2K-H包括單級、兩級、三級、減速的十二個(gè)系列和八個(gè)派生系列的漸開線圓柱齒輪行星系列。行星減速機(jī)

35、是一種用途很廣泛的工業(yè)產(chǎn)品，它的性能可與其它軍品級減速機(jī)產(chǎn)品相媲美，而它的價(jià)格卻和工業(yè)產(chǎn)品相差不大，適用于齒輪圓周速度小于12m/s，輸入轉(zhuǎn)速不大于1500r/min，工作時(shí)環(huán)境溫度為-4045地傳動(dòng)機(jī)械。主要用在塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，又可以作為配套部件用于起重、挖掘、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥、食品環(huán)保、建筑等行業(yè)。本系列產(chǎn)品是個(gè)量大面廣的產(chǎn)品，該減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá)到104kW。適用于起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和

36、航空航天等工業(yè)部門行星系列新品種WGN定軸傳動(dòng)減速器、WN子母齒輪傳動(dòng)減速器、彈性均載少齒差減速器。性能特點(diǎn)： 2K-H型齒輪減速機(jī)主要組成有太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈、行星架。行星減速器具有：體積小、工作平穩(wěn)、重量輕、效率高及噪聲小等特點(diǎn)。且在相同得情況下，比普通漸開線圓柱齒輪減速機(jī)重量輕1/2以上，體積小1/21/3;且傳動(dòng)效率高，單級行星齒輪減速器達(dá)9798；兩級達(dá)9496；三級9194。傳動(dòng)功率范圍大：可以從1KW至1300KW之間變動(dòng)，甚至可以達(dá)到更大。行星減速機(jī)素來以承載扭矩大，速比大，啟動(dòng)允許沖擊載荷大等優(yōu)點(diǎn)，輸出功率跟級數(shù)一般很多，從0.75-200KW都可以選擇，但是具體功率要選

37、擇具體的行星減速機(jī)機(jī)座號，如果小功率放在大減速機(jī)上是不行的，小減速機(jī)用大功率電機(jī)配也是不行的，行星減速機(jī)一般有分一級，二級，三級，當(dāng)然可以在串級一個(gè)行星，那一起算起來就有6級了。且其傳動(dòng)范圍很大：當(dāng)i=2.82000 適應(yīng)性強(qiáng)且耐用。齒輪、齒軸等主要零件采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼。采用滲碳、淬火磨齒等制造工藝制造。承載功率大，可由0-1300KW，并且功率越大，優(yōu)點(diǎn)越突出,裝配型式多樣;采用硬齒面技術(shù)，使用壽命長，使用性廣。減速機(jī)的作用主要有：1）降速的同時(shí)提高了輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘以減速比，但要注意不能超出減速機(jī)的額定扭矩。 2）減速的同時(shí)也降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。

38、行星減速器的傳動(dòng)方式不同于一般傳統(tǒng)齒輪的運(yùn)動(dòng)方式，其傳統(tǒng)齒輪僅僅靠大小齒輪間接觸面驅(qū)動(dòng)，所有負(fù)荷集中于該接觸點(diǎn)，很容易產(chǎn)生齒輪之間的磨擦與斷裂，在高速比中更需要有更多段齒輪相互連結(jié)，除占用大量空間外，同時(shí)產(chǎn)生更多之磨擦損耗，其每一段減速齒輪之間隙成倍數(shù)累計(jì)，故其效率相形變低。 行星式齒輪減速機(jī)於驅(qū)動(dòng)時(shí)，太陽齒、行星齒及內(nèi)環(huán)齒間有六個(gè)接觸面均勻承受負(fù)載，并依附著內(nèi)齒軌跡呈360度均布沖擊負(fù)荷，這樣可以降低齒輪之磨擦更使得齒輪無斷裂。行星齒輪采取的是浮游式運(yùn)動(dòng)，其間隙相當(dāng)?shù)拿軜O，所以其高效率最高可達(dá)到百分之97。2K-H型行星變速器其應(yīng)用領(lǐng)域面很廣，其傳動(dòng)比與傳動(dòng)效率的分配很合理，因此，在各個(gè)領(lǐng)域

39、發(fā)展都很好。1.5 2K-H減速器的工作原理2K-H型行星減速器主要是由行星輪、太陽輪、行星架和內(nèi)齒圈構(gòu)成，原理是行星輪圍繞太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)來降低齒輪轉(zhuǎn)速，而增大轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到減速的目的。 所謂行星齒輪傳動(dòng)即：當(dāng)齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置是不固定的，而是繞著其他的齒輪的幾何軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即在這個(gè)輪系中，最少都有一個(gè)做行星運(yùn)動(dòng)的齒輪。行星減速器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的原因，單極減速最小為3，最大一般不超過10，常見的減速比為3、4、5、6、8、10，減速器級數(shù)一般不超過3級，但有部分大減速比定制的減速器有4級減速。 圖2-3 行星齒輪結(jié)構(gòu)圖如圖2-3表示了簡單的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，位于行星齒輪機(jī)構(gòu)中

40、心的是太陽輪，太陽輪和行星輪常嚙合，兩個(gè)外齒輪嚙合，旋轉(zhuǎn)方向相反。就像太陽位于太陽系的中心一般。行星輪不僅可以繞行星架架旋轉(zhuǎn)外，在有些特殊工況下，還會(huì)在行星架的帶動(dòng)下，圍繞太陽輪的中心軸旋轉(zhuǎn)，就像地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)一般，如果出現(xiàn)這種情況，就被稱作行星齒輪機(jī)構(gòu)作用的傳動(dòng)方式。在整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)中，如果行星輪的自轉(zhuǎn)存在，而行星架則固定不隨轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)這種方式就稱作定軸傳動(dòng)。齒圈是內(nèi)齒輪，其和行星輪嚙合，是內(nèi)齒和外齒輪的嚙合類型，兩者間旋轉(zhuǎn)方向是相同的。行星齒輪的數(shù)量于減速器器的設(shè)計(jì)負(fù)荷有著很大的關(guān)系，通常會(huì)有三個(gè)或四個(gè)，個(gè)數(shù)越多承擔(dān)的負(fù)荷也就越大。簡單的行星齒輪機(jī)構(gòu)通常稱為三構(gòu)件機(jī)構(gòu)，三個(gè)構(gòu)件分別是指太

41、陽輪、行星架和齒圈。如果這三構(gòu)件要確定相互間地運(yùn)動(dòng)關(guān)系，通常情況下首先需要固定其中的一個(gè)構(gòu)件，然后確定哪個(gè)是主動(dòng)件，并且確定主動(dòng)件的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，結(jié)構(gòu)被動(dòng)件的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向也就確定了。行星齒輪的傳動(dòng)可以分一下三種類型來進(jìn)行討論：圖2-4 齒圈固定 太陽輪驅(qū)動(dòng) 行星架被動(dòng)1. 當(dāng)齒圈固定時(shí)，太陽輪就為主動(dòng)件其方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)如圖2-4，此時(shí)行星架為被動(dòng)件。當(dāng)太陽輪旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，太陽輪輪齒必然會(huì)給行星輪齒一個(gè)推力，則行星輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，但由于齒圈固定，因此齒圈輪齒也會(huì)給行星輪齒一個(gè)相反的作用力,行星輪在兩個(gè)方向相同且不在同一直線的合力的作用下一定會(huì)繞太陽輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，結(jié)果行星輪不僅存

42、在逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，并且在行星架的帶動(dòng)下，繞太陽輪中心軸線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在這樣的狀態(tài)下，就出現(xiàn)了行星齒輪機(jī)構(gòu)作用的傳動(dòng)方式，并且被動(dòng)件行星架的旋轉(zhuǎn)方向和主動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)方向相同。在這里，太陽輪作為主動(dòng)件而且是小齒輪，行星架作為被動(dòng)件沒有具體齒數(shù)的傳動(dòng)關(guān)系，所以定義行星架的當(dāng)量齒數(shù)等于太陽輪齒數(shù)和齒圈齒數(shù)的和。這樣，太陽輪帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)仍然屬于小齒輪帶動(dòng)最大的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這是一種有最大傳動(dòng)比的減速運(yùn)動(dòng)，其傳動(dòng)比在2.5-5.圖2-5 太陽輪固定 行星架驅(qū)動(dòng) 齒圈被動(dòng)2. 當(dāng)太陽輪固定時(shí)，行星架作為主動(dòng)件且假設(shè)其順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2-5，此時(shí)齒圈作為被動(dòng)件。當(dāng)行星架順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星輪也一定會(huì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但因太陽輪

43、制動(dòng)，太陽輪齒給行星輪齒一個(gè)反作用力,行星輪在太陽輪力的作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，行星輪輪齒給齒圈輪齒一個(gè)順時(shí)針的推力，齒圈在此力的作用下也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。此傳動(dòng)為降速傳動(dòng)器傳動(dòng)比為1.25-1.67.圖2-6 行星架固定 太陽輪驅(qū)動(dòng) 齒圈被動(dòng)3. 當(dāng)行星架固定，太陽輪作為主動(dòng)件并且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒圈作為被動(dòng)件時(shí)如圖2-6。因?yàn)樾行羌鼙还潭?，所以機(jī)構(gòu)就就屬于定軸傳動(dòng)，當(dāng)太陽輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其必然給行星輪齒一個(gè)作用力，此時(shí)行星輪則逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)給齒圈輪齒一個(gè)作用力，此時(shí)齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和行星輪的方向一致，也是沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針，這樣齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和太陽輪的方向就相反了。在定軸傳動(dòng)中，行星輪作為了

44、過渡輪，改變了被動(dòng)件齒圈的旋轉(zhuǎn)方向。2 2K-H行星齒輪減速器設(shè)計(jì)概要2.1 2K-H行星齒輪減速器概述漸開線行星齒輪傳動(dòng)是一種具有動(dòng)軸線的齒輪傳動(dòng)， NGW 型行星齒輪傳動(dòng)是其中的一種型式（ N 內(nèi)嚙合、 G 公共行星輪、W 外嚙合），由于這種傳動(dòng)的基本構(gòu)件是兩個(gè)中心輪和一個(gè)行星架（ K 中心輪、 H 行星架），因此NGW型又稱2K-H型行星齒輪傳動(dòng)。 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸圓柱齒輪傳動(dòng)相比較，主要優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝要求較高。 NGW 型是行星齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種型式，其單級傳動(dòng)比常用 2 . 7 9 ，效率甲為 0 .97 0

45、 . 99 ，兩級傳動(dòng)比常用 1060 ，效率為 0 . 94 0 . 97 。2.2 2K-K行星齒輪減速器主要參數(shù)的確定第一個(gè)要確定的就是齒數(shù)及行星輪數(shù) （1） 確定齒數(shù)及行星輪數(shù)的條件在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，由 機(jī)械原理 課程知道，選擇各個(gè)齒輪齒數(shù)及行星輪個(gè)數(shù)，應(yīng)滿足下列幾個(gè)條件： 傳動(dòng)比條件如圖2-1所示，在 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)內(nèi)齒輪b固定，小中心輪a 為主動(dòng)件，而行星架 H為從動(dòng)件時(shí)，其傳動(dòng)比為 （2-1）當(dāng)小中心輪 a 固定，內(nèi)齒輪 b 為主動(dòng)件，而行星架 H 為從動(dòng)件時(shí)，其傳動(dòng)比為 （2-2）式中小中心輪 a 的齒數(shù)； 內(nèi)齒輪 b 的齒數(shù)。 圖2-1、NGW型行星齒輪傳動(dòng)

46、簡圖a-小中心輪b-大中心輪c-行星輪H-行星架 同心條件外嚙合齒輪 a 、c的中心距應(yīng)等于內(nèi)嚙合齒輪 b 、c的中心距，即當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，則由此得行星輪c的齒數(shù) （2-3）由上式可見，為滿足同心條件，兩中心輪的齒數(shù)和必須同時(shí)為偶數(shù)或奇數(shù)，否則行星輪齒數(shù)不可能為整數(shù)。當(dāng)采用角度變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，則 （2-4）式中 m-齒輪的模數(shù)； a-齒輪的齒形角； -外嚙合齒輪a、c傳動(dòng)的嚙合角； -內(nèi)嚙合齒輪b、c傳動(dòng)的嚙合角。 裝配條件兩個(gè)中心輪的齒數(shù)和應(yīng)為行星輪個(gè)數(shù)的整數(shù)倍，即 （2-5a）或 （2-5b） 鄰接條件相鄰兩行星輪的中心距必須大于它們的齒頂圓半徑之和，即 （2-6）應(yīng)當(dāng)

47、注意，行星輪齒頂間的最小間隙一般可取0 . 5 m, ( m為模數(shù)），否則需要減少行星輪的數(shù)目，或增加小中心輪 a 的齒數(shù)。常用行星輪個(gè)數(shù)與其傳動(dòng)比范圍見表2-1 。 表2-1 單級NGW型行星齒輪傳動(dòng)的行星輪個(gè)數(shù)與傳動(dòng)比范圍設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)時(shí)，一般已知傳動(dòng)比，然后按表2-1選擇行星輪個(gè)數(shù), 但確定時(shí)還需要考慮制造條件，均載方法，結(jié)構(gòu)尺寸等因素，常用= 3 。當(dāng)需要提高承載能力，減少傳動(dòng)裝置的尺寸和重量時(shí)，在滿足鄰接條件下可采用3 ，但要有合適的均載方法。 其他有關(guān)條件考慮齒輪的嚙合質(zhì)量、強(qiáng)度和切齒等因素，對軟齒面（ HBS 350 ）的傳動(dòng)，推薦小齒輪的最小齒數(shù) 17 ；對硬齒面（ HBS 35

48、0 ）的傳動(dòng)，推薦小齒輪的最小齒數(shù)12 。各嚙合齒輪齒數(shù)應(yīng)盡可能互為質(zhì)數(shù)。當(dāng)用插齒刀或剃齒刀加工齒輪時(shí)，被加工齒輪的齒數(shù)不應(yīng)是刀具齒數(shù)的倍數(shù)。（2）配齒方法 根據(jù)給定的傳動(dòng)比按表2-1選擇行星輪個(gè)數(shù)。 確定中心輪齒數(shù)由式根據(jù)并適當(dāng)調(diào)整，使C等于整數(shù)，求出。 確定內(nèi)齒輪齒數(shù) 確定行星輪齒數(shù)當(dāng)采用角度變位傳動(dòng)時(shí)（) ，應(yīng)將算出的減去02 齒，以適應(yīng)變位的需要，此時(shí)計(jì)算所得的可以不是整數(shù)，而在減少齒數(shù)時(shí)去掉小數(shù)。 必要時(shí)驗(yàn)算鄰接條件。其次是選擇齒輪變位系數(shù)在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中，采用變位齒輪并選擇合理的變位系數(shù)，可提高承載能力和改善傳動(dòng)的嚙合質(zhì)量；在滿足傳動(dòng)比的條件下可實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)中心距傳動(dòng)；在保證裝

49、配和同心條件下，使齒數(shù)的選擇有較多的靈活性。選擇齒輪變位系數(shù)的方法有查表法、封閉圖法和線圖法等，這里只簡單介紹線圖法。圖2-2為外嚙合圓柱齒輪選擇變位系數(shù)的線圖。圖中分左、右兩部分右部的橫坐標(biāo)為齒數(shù)和，縱坐標(biāo)為總變位系數(shù)，圖中陰影線以內(nèi)為許用區(qū)，區(qū)內(nèi)各射線表示同一嚙合角時(shí)與間的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)、或其他具體要求，在右部線圖的許用區(qū)內(nèi)選擇。對同一的越大，所選的也越大，但重合度越小。線圖的左部，橫坐標(biāo)為小齒輪的變位系數(shù)（由坐標(biāo)原點(diǎn)O向左為正值），縱坐標(biāo)仍為，根據(jù)已確定的和齒數(shù)比可確定，而大齒輪變位系數(shù)。按此線圖選擇的變位系數(shù)可保證：(1)加工時(shí)不根切； (2)嚙合時(shí)不干涉；(3)齒頂厚0.40 ；(4

50、)重合度1 . 2；(5)兩輪最大滑動(dòng)系數(shù)大致相等。圖2-2、選擇變位系數(shù)線圖線圖的具體應(yīng)用按齒輪變位方法不同予以說明。（1）高度變位高度變位的目的主要用于消除根切和平衡大小齒輪強(qiáng)度。其變位系數(shù)之和=0，通常一對相嚙合的齒輪，小齒輪取正變位，而大齒輪取負(fù)變位。當(dāng)時(shí)，行星輪c為小齒輪，中心輪 a 取負(fù)變位。行星輪c和內(nèi)齒輪b取正變位，即 （2-7）當(dāng)時(shí)，中心輪 a 為小齒輪，取正變位；行星輪c和內(nèi)齒輪 b 取負(fù)變位，即 （2-8）式中和分別為中心輪 a 、行星輪c和內(nèi)齒輪 b 的變位系數(shù)。確定完齒數(shù)和行星輪數(shù)后就開始確定角度變位。角度變位的目的主要用于提高外嚙合的承載能力，改善嚙合性能，能更靈活

51、地選擇齒輪的齒數(shù)。在NGW型行星傳動(dòng)中，當(dāng)各齒輪的許用接觸應(yīng)力相同時(shí)，內(nèi)嚙合的接觸強(qiáng)度比外嚙合高 2.5 5 倍，如果在直齒的NGW型行星傳動(dòng)中，采用不等嚙合角的角度變位，通常取外嚙合的嚙合角，內(nèi)嚙合的嚙合角，則可顯著提高外嚙合的承載能力。同時(shí)變位不受的限制，選擇齒數(shù)較靈活。采用角度變位時(shí)，選擇變位系數(shù)的步驟如下： 按上述配齒方法，確定各齒輪的齒數(shù)和 根據(jù)提高接觸強(qiáng)度或其他方面的要求，初定嚙合角。 計(jì)算外嚙合的分度圓分離系數(shù)，中心距和實(shí)際嚙合角。未變位時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)）的中心距 （2-9）初算分度圓分離系數(shù) （2-10）計(jì)算中心距并取圓整值 （2-11）實(shí)際分度圓分離系數(shù) （2-12）計(jì)算實(shí)際嚙合角

52、（2-13） 按和實(shí)際嚙合角，查圖2-2右部確定總變位系數(shù)，并由該圖左部分配變位系數(shù)和。 計(jì)算齒頂高變動(dòng)系數(shù)： （2-14） 計(jì)算內(nèi)嚙合的嚙合角： （2-15） 計(jì)算內(nèi)嚙合總變位系數(shù)和內(nèi)齒輪變位系數(shù)： （2-16） （2-17）2.3 2K-H行星齒輪減速器強(qiáng)度計(jì)算1受力分析：為進(jìn)行齒輪和軸的強(qiáng)度計(jì)算及軸承的壽命計(jì)算，需要對行星傳動(dòng)各構(gòu)件進(jìn)行受力分析表2-2列出直齒NGW型行星齒輪傳動(dòng)的受力計(jì)算。 表2-2 直齒NGW型行星齒輪傳動(dòng)各構(gòu)件的受力分析2強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)NGW型行星齒輪傳動(dòng)，可分解為a-c外嚙合齒輪傳動(dòng)和c-b內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)。分解后其齒輪強(qiáng)度計(jì)算就可引用普通齒輪傳動(dòng)的計(jì)算公式，但應(yīng)考慮

53、行星齒輪傳動(dòng)的恃點(diǎn)，在計(jì)算時(shí)要注意以下幾方面。 （1）計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩T1為一對嚙合齒輪中小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩。對a-c外嚙合齒輪傳動(dòng)：當(dāng)時(shí) （2-18）當(dāng)時(shí) （2-19）對c-b內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)： （2-20）（2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N應(yīng)用齒輪相對于行星架的轉(zhuǎn)速來計(jì)算。對中心輪 a 和內(nèi)齒輪 b： （2-21） （2-22）對行星輪c： （2-23）式中n代表各輪的傳速r/minL表示齒輪的工作壽命，h。（3）行星輪輪齒的彎曲應(yīng)力總是按對稱循環(huán)變應(yīng)力考慮。（4）動(dòng)載系數(shù)按齒輪對于行星架的圓周速度來確定動(dòng)載系數(shù)。 （2-24）式中為中心輪a的節(jié)圓直徑。0 . 6 子（5）齒寬系數(shù)一般情況齒寬系數(shù)按下列推薦值選?。寒?dāng)，取；當(dāng)，取0.6；人字齒輪可大于0.7但小于1.5。內(nèi)嚙合b-c傳動(dòng)取。(6) 內(nèi)齒輪b的齒寬和材料在一般條件下NGW型行星齒輪傳動(dòng)，內(nèi)嚙合傳動(dòng)的承載能力高于外嚙合傳動(dòng)，因此，計(jì)算時(shí)首先對外嚙合傳動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，為使內(nèi)嚙合傳動(dòng)的承載能力與外嚙合傳動(dòng)接近相同，可在外嚙合傳動(dòng)尺寸確定后，根據(jù)給定的材料及有關(guān)參數(shù)，用強(qiáng)度計(jì)算式求得內(nèi)齒輪的齒寬或取內(nèi)齒輪的齒寬與外嚙合齒輪相同，