周鵬2K-H行星齒輪減速器(傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì))

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(jí)08數(shù)控2班學(xué)生姓名周鵬學(xué)號(hào)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)好似太陽(yáng)系。它的中央是太陽(yáng)輪，太陽(yáng)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(yáng)輪、行星輪〔又稱衛(wèi)星輪〕和齒輪輪軸組成，根據(jù)齒圈、太陽(yáng)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。本文通過(guò)對(duì)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(lái)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(duì)國(guó)內(nèi)外行星變速器的開展現(xiàn)狀和開展前景作了分析。通過(guò)設(shè)計(jì)和計(jì)算，完成對(duì)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】Planetarygeartransmission，istheuseofplanetarygearmechanismofvariable-speeddevice。Itisusuallymountedonthebackofthetorqueconverter,consistingofahydraulicautomatictransmission.Planetarygearmechanism,abitlikethesolarsystem.Itisthecenterofthesunwheel,asunwheelaroundseveralofitsplanetswheel,planetwheel,thereisasharedtheplanetcarrier.Planetwheelontheoutside,thereisalargegearring.Planetarygeartransmission,whichbelongstoagearbox,whichiscomposedofaplanetaryringgear,asunwheel,aplanetarywheel(alsoknownassatellitewheelandgearwheelshaft),accordingtotheringgear,thesunwheelandplanetarywheelmotor,canachievetheinputshaftandtheoutputshaftfromtherigidtransmissionrelations,theinputshaftandtheoutputshaftthesamedirectionorinthereversetransmissionandtransmission.Thisarticlethroughtothe2K-Htransmission,thetransmissionstructureandtransmissionprincipleofplanetarygeartransmissiondesigntocalculatea2K-Htypespeed2K-H行星.2K-Hhasfewmembers,transmissionpowerandtransmissionratiorange,designiseasy,thereforethemostwidelyused.Thepaperfirstlyintroducesthedefinitionofplanettransmission,useandfunction.Todomesticandinternationalplanetarytransmissiondevelopmentpresentsituationandtheprospectofdevelopmentisanalyzed.Throughthedesignandcalculationoftransmission,associatedstructuralpartsdesign,overalldesign,preliminaryandaffirmatoryplanetarytransmissionstructureoveralldesign.【Keywords】Planetarygeartransmission，Planetarygeartransmissionstructure，Planetarygeartransmission12k-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)31.32K-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121.52K-H減速器的工作原理1422K-H行星齒輪減速器設(shè)計(jì)概要182.12K-H行星齒輪減速器概述182.22K-K行星齒輪減速器主要參數(shù)確實(shí)定182.32K-H行星齒輪減速器強(qiáng)度計(jì)算242.42K-H行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2632K-H行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)293.12K-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353.42K-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(jiǎn)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4052K-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445.32K-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555.5減速器傳動(dòng)類型選擇及折其原因5762K-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(jí)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741通常情況，應(yīng)用最多的是內(nèi)齒圈3固定、太陽(yáng)輪1主動(dòng)、行星架從動(dòng)的傳動(dòng)裝置。當(dāng)太陽(yáng)輪1從動(dòng)、行星架H主動(dòng)時(shí)，那么為行星增速傳動(dòng)。而當(dāng)太陽(yáng)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)。12k-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)，就像好似太陽(yáng)系。它的中央是太陽(yáng)輪，太陽(yáng)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(yáng)輪2.行星輪3.內(nèi)齒圈圖1-12K-H型行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖上圖為一種廣泛應(yīng)用的2K-H型行齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)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(yáng)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(jí)行星齒輪減速器圖1-22K-H型行星齒輪三維簡(jiǎn)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≤15m/s(3〕工作環(huán)境溫度為一40℃～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(yáng)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)比擬緊湊，只有一般齒輪傳動(dòng)體積、重量地1/2～1/3，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)上采用了對(duì)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(lái)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(duì)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，從而有利于到達(dá)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)0.97~0.99。傳動(dòng)比擬大，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(lái)獲得很大的傳動(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)比可到達(dá)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)的能力比擬強(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(lái)比擬可靠。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(guó)家機(jī)械傳動(dòng)開展的很重要的一局部。表1-1行星齒輪減速器箱和普通定軸減速器箱的比擬比擬工程行星齒輪減速箱普通定軸減速器箱重量〔N〕3402068040高度〔m〕1.301.80長(zhǎng)度〔m〕1.291.42寬度〔m〕1.342.36體積〔〕2.296.08齒寬〔m〕0.180.40損失功率〔ps〕110130圓周速度〔m/S〕42.799.41.32K-H型變速器的開展和現(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(duì)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(guó)內(nèi)和國(guó)外得到了很大的開展。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)地扭矩變化范圍比擬較小,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(wú)級(jí)或有級(jí)),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(duì)2K-H變速器中2K-H行星減速器的設(shè)計(jì)，下面我們來(lái)看看2K-H型行星減速器的現(xiàn)狀和開展。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。減速器效勞領(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(guó)有企業(yè)、股份制企業(yè)和私營(yíng)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，而有的小到數(shù)百萬(wàn)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(shuō)明國(guó)外在減速器各個(gè)方面的開展還是比國(guó)內(nèi)先進(jìn)些。查閱史料記載，我國(guó)是創(chuàng)造齒輪傳動(dòng)和應(yīng)用齒輪傳動(dòng)最早的國(guó)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)用比擬復(fù)雜的齒輪系。特別是在行星齒輪傳動(dòng)方面，我國(guó)在南北朝時(shí)期時(shí)〔公元429~~500年〕，我國(guó)著名的偉大科學(xué)家祖沖之創(chuàng)造創(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(guó)行星齒輪傳動(dòng)在應(yīng)用方面比歐洲各個(gè)國(guó)家早一千三百多年。但是從資料上顯示的銷售業(yè)績(jī)上來(lái)看，我國(guó)在減速器的開展和技術(shù)要求等領(lǐng)域還不如國(guó)外強(qiáng)。國(guó)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)量到達(dá)了甚至有些產(chǎn)品已經(jīng)超過(guò)國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類產(chǎn)品，完全有能力可承當(dāng)起為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，局部產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。.國(guó)內(nèi)減速器的現(xiàn)狀：國(guó)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(wèn)

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(wèn)題更突出，使用壽命短。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器〔500kw以上〕，大多都是從國(guó)外〔如丹麥、德國(guó)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(guò)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(méi)有突破，因此，沒(méi)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)械效率高等這些根本要求。90年代初期，國(guó)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(jiǎn)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(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過(guò)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(jiǎn)介,平動(dòng)齒輪減速器是指一對(duì)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(guò)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(wèn)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、輸入輸出同軸線，故由有著廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)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(wèn)題。國(guó)外的減速器，其中以德國(guó)、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(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。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(guò)大的問(wèn)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(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，其性能和效率都到達(dá)了很高的技術(shù)要求，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。目前減速器開展方向都向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、低重量、高機(jī)械效率和使用壽命長(zhǎng)的方向開展。所以，除了不斷改良材料品質(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(hào)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)已根本研制成功，據(jù)有關(guān)報(bào)道，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)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(jí)的減速器做輔助，那其開展前景肯定很大。減速器的制造方面，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在生產(chǎn)廠家的數(shù)目眾多，如對(duì)各種類型的圓柱齒輪和圓錐——圓柱齒輪或者齒輪——蝸桿減速器系列產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)主要得生產(chǎn)制造廠家有南京高精齒輪股份、寧波東力傳動(dòng)設(shè)備、河北橋星減速機(jī)制造、、江蘇泰星減速器、江蘇金象減速機(jī)、山西平遙減速機(jī)廠等。對(duì)象蝸桿減速器，目前國(guó)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)、首鋼機(jī)械制造公司、杭州減機(jī)廠、杭州萬(wàn)杰減速劑、上海玉隆減速機(jī)、天津萬(wàn)新減速機(jī)廠、上海浦江減速機(jī)等，對(duì)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)廠家有荊州巨鯨動(dòng)機(jī)械、泰興減速機(jī)總廠、洛陽(yáng)中重齒輪箱、西安重型機(jī)械研究所、石家莊科一重工、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)的迅速開展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已到達(dá)2000KW，輸出轉(zhuǎn)矩已到達(dá)4500KNm。從有關(guān)資料上分析顯示，行星齒輪傳動(dòng)的開展方向會(huì)朝著幾個(gè)方向開展：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(guò)程中，高精度不不僅對(duì)工程完成效率又提高，且能增加齒輪的壽命。如在高速汽輪應(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(lái)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(lái)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)有了較大的開展。1.32K-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局部的結(jié)構(gòu)類型、布置形式、數(shù)量往往是不同的，但是其根本原理是相同的。圖2-1自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-2所示行星齒輪結(jié)構(gòu)由太陽(yáng)輪、行星輪、行星架及齒圈組成。圖2-2行星齒輪的組成1-行星架2-齒圈3-太陽(yáng)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(yáng)輪、齒圈、行星架的轉(zhuǎn)速；

a為齒圈與太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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：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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(duì)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1的直接擋傳動(dòng)。

5.空檔當(dāng)太陽(yáng)輪、行星架、齒圈都不制動(dòng)，且也無(wú)任何兩個(gè)互相鎖定時(shí)，這時(shí)，太陽(yáng)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(shuō)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(lái)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(jí)變速器和無(wú)極變速器。有極變速器是指在轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)假設(shè)干固定的、不連續(xù)轉(zhuǎn)速的變動(dòng)。其工作可靠，傳動(dòng)比比擬準(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(yáng)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(wú)極變速器是指：機(jī)械無(wú)級(jí)變速器是指在轉(zhuǎn)速輸入一定的情況下來(lái)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)速機(jī)構(gòu)和加壓裝置或者輸出機(jī)構(gòu)組成。無(wú)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(jiǎn)單，易于生產(chǎn)與操作，且維修方便、價(jià)格也很廉價(jià)。廣泛用于紡織、輕工、冶金、石油、等領(lǐng)域。但是由于機(jī)械無(wú)極變速器絕大多數(shù)是依靠摩擦傳動(dòng)動(dòng)力，故承受過(guò)載和沖擊力差，且不能滿足嚴(yán)格的傳動(dòng)要求?？偟膩?lái)說(shuō)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(jí)、兩級(jí)、三級(jí)、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)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(jí)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-40℃—45℃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)品性能特點(diǎn)：2K-H型齒輪減速機(jī)主要組成有太陽(yáng)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1/2～1/3;且傳動(dòng)效率高，單級(jí)行星齒輪減速器達(dá)97％～98％；兩級(jí)達(dá)94％～96％；三級(jí)91％～94％。傳動(dòng)功率范圍大：可以從1KW至1300KW之間變動(dòng)，甚至可以到達(dá)更大。行星減速機(jī)素來(lái)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(jí)數(shù)一般很多，從0.75-200KW都可以選擇，但是具體功率要選擇具體的行星減速機(jī)機(jī)座號(hào)，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(jí)，二級(jí)，三級(jí)，當(dāng)然可以在串級(jí)一個(gè)行星，那一起算起來(lái)就有6級(jí)了。且其傳動(dòng)范圍很大：當(dāng)i=2.8～2000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(zhǎng)，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。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(yáng)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(wú)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到達(dá)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)域開展都很好。1.52K-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(yáng)輪、行星架和內(nèi)齒圈構(gòu)成，原理是行星輪圍繞太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)降低齒輪轉(zhuǎn)速，而增大轉(zhuǎn)矩，從而到達(dá)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(guò)10，常見的減速比為3、4、5、6、8、10，減速器級(jí)數(shù)一般不超過(guò)3級(jí)，但有局部大減速比定制的減速器有4級(jí)減速。圖2-3行星齒輪結(jié)構(gòu)圖如圖2-3表示了簡(jiǎn)單的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，位于行星齒輪機(jī)構(gòu)中心的是太陽(yáng)輪，太陽(yáng)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(yáng)位于太陽(yáng)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(yáng)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，而行星架那么固定不隨轉(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)越多承當(dāng)?shù)呢?fù)荷也就越大。簡(jiǎn)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)件分別是指太陽(yáng)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(lái)進(jìn)行討論：圖2-4齒圈固定太陽(yáng)輪驅(qū)動(dòng)行星架被動(dòng)1.當(dāng)齒圈固定時(shí)，太陽(yáng)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(yáng)輪旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，太陽(yáng)輪輪齒必然會(huì)給行星輪齒一個(gè)推力，那么行星輪的轉(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(yáng)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，結(jié)果行星輪不僅存在逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，并且在行星架的帶動(dòng)下，繞太陽(yáng)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(yáng)輪作為主動(dòng)件而且是小齒輪，行星架作為被動(dòng)件沒(méi)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(yáng)輪齒數(shù)和齒圈齒數(shù)的和。這樣，太陽(yáng)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(yáng)輪固定行星架驅(qū)動(dòng)齒圈被動(dòng)2.當(dāng)太陽(yáng)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(yáng)輪制動(dòng)，太陽(yáng)輪齒給行星輪齒一個(gè)反作用力,行星輪在太陽(yáng)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(yáng)輪驅(qū)動(dòng)齒圈被動(dòng)3.當(dāng)行星架固定，太陽(yáng)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(yáng)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)行星輪那么逆時(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(yáng)輪的方向就相反了。在定軸傳動(dòng)中，行星輪作為了過(guò)渡輪，改變了被動(dòng)件齒圈的旋轉(zhuǎn)方向。22K-H行星齒輪減速器設(shè)計(jì)概要2.12K-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)的根本構(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)相比擬，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(jí)傳動(dòng)比常用2.7~9，效率甲為0.97~0.99，兩級(jí)傳動(dòng)比常用10~60，效率為0.94~0.97。2.22K-K行星齒輪減速器主要參數(shù)確實(shí)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)滿足以下幾個(gè)條件：①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)簡(jiǎn)圖a-小中心輪b-大中心輪c-行星輪H-行星架②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)，那么由此得行星輪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)，否那么行星輪齒數(shù)不可能為整數(shù)。當(dāng)采用角度變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，那么〔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。③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〕④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)注意，行星輪齒頂間的最小間隙一般可取0.5m,(m為模數(shù)〕，否那么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(jí)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，但要有適宜的均載方法。⑤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(duì)軟齒面〔HBS≤350〕的傳動(dòng)，推薦小齒輪的最小齒數(shù)≥17；對(duì)硬齒面〔HBS＞350〕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)?！?〕配齒方法①根據(jù)給定的傳動(dòng)比按表2-1選擇行星輪個(gè)數(shù)。②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。③確定內(nèi)齒輪齒數(shù)④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0～2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)。⑤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(jiǎn)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、右兩局部．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(duì)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)不干預(yù)；(3)齒頂厚＞0.40；(4)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(shuō)明?！?〕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(duì)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，那么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：①按上述配齒方法，確定各齒輪的齒數(shù)和②根據(jù)提高接觸強(qiáng)度或其他方面的要求，初定嚙合角。③計(jì)算外嚙合的分度圓別離系數(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〕初算分度圓別離系數(shù)〔2-10〕計(jì)算中心距并取圓整值〔2-11〕實(shí)際分度圓別離系數(shù)〔2-12〕計(jì)算實(shí)際嚙合角〔2-13〕④按和實(shí)際嚙合角，查圖2-2右部確定總變位系數(shù)，并由該圖左局部配變位系數(shù)和。⑤計(jì)算齒頂高變動(dòng)系數(shù)：〔2-14〕⑥計(jì)算內(nèi)嚙合的嚙合角：〔2-15〕⑦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〕2.32K-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(duì)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?！?〕計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩T1為一對(duì)嚙合齒輪中小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩。對(duì)a-c外嚙合齒輪傳動(dòng)：當(dāng)時(shí)〔2-18〕當(dāng)時(shí)〔2-19〕對(duì)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(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算。對(duì)中心輪a和內(nèi)齒輪b：〔2-21〕〔2-22〕對(duì)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?！?〕行星輪輪齒的彎曲應(yīng)力總是按對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力考慮。〔4〕動(dòng)載系數(shù)按齒輪對(duì)于行星架的圓周速度來(lái)確定動(dòng)載系數(shù)?！?-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)按以下推薦值選?。寒?dāng)，??；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(duì)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，用強(qiáng)度計(jì)算式求得內(nèi)嚙合傳動(dòng)的接觸應(yīng)力，然后據(jù)此選擇內(nèi)齒輪的材料．計(jì)算結(jié)果說(shuō)明，內(nèi)齒輪的齒寬比外嚙合傳動(dòng)的輪齒較窄，而材料比外嚙合傳動(dòng)的齒輪材料差。2.42K-H行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．均載機(jī)構(gòu)由于行星齒輪傳動(dòng)有幾個(gè)行星輪分擔(dān)載荷傳遞動(dòng)力，使其具有較小的體積能夠傳遞較大的功率，但齒輪及行星架的制造和安裝誤差的影響，會(huì)使幾個(gè)行星輪間的載荷分配不均勻。為使載荷分配均勻，需采用均載機(jī)構(gòu)，有下面幾種類型?！?〕根本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)是靠中心輪、內(nèi)齒輪或行星架等根本構(gòu)件沒(méi)有固定的徑向支承，即做成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，在受力不平衡的情況下能夠徑向游動(dòng)〔浮動(dòng)〕，以使各行星輪受載均勻。一個(gè)根本構(gòu)件浮動(dòng)即可起到均載作用，兩個(gè)同時(shí)浮動(dòng)，效果更好。使根本構(gòu)件浮動(dòng)的最常用方法是采用齒輪聯(lián)軸器。①中心輪a浮動(dòng)中心輪a通過(guò)雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與高速軸相聯(lián)接，齒輪聯(lián)軸器具有綜合補(bǔ)償各種位移的能力，可使中心輪a浮動(dòng)，到達(dá)均載的目的。由于中心輪a的重量小，慣性小，浮動(dòng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，通用性強(qiáng)，因而廣泛用于中低速工作情況。②內(nèi)齒輪b浮動(dòng)內(nèi)齒輪通過(guò)雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與機(jī)體相聯(lián)接。軸向尺寸較小，但內(nèi)齒輪的直徑大，重量大，制造困難，浮動(dòng)的靈敏度差。在NGWN型行星齒輪傳動(dòng)中常采用這種結(jié)構(gòu)。③行星架浮動(dòng)行星架通過(guò)雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與低速軸相聯(lián)接，在NGW型行星傳動(dòng)中，行星架所受的圓周力為中心輪的兩倍，對(duì)浮動(dòng)有利，靈敏度較高。行星架浮動(dòng)可不要支承，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，對(duì)多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)尤其有利。但因行星架重量大，在高速和大功率時(shí)，離心力較大，影響浮動(dòng)效果，故一般對(duì)速度和功率不太大的情況，較為適宜。④中心輪和行星架同時(shí)浮動(dòng)兩個(gè)根本構(gòu)件同時(shí)浮動(dòng)，其浮動(dòng)效果比單獨(dú)浮動(dòng)較好，一般多用在多級(jí)行星傳動(dòng)中。此外，還有中心輪和內(nèi)齒輪同時(shí)浮動(dòng)等?！?〕采用彈性件的均載機(jī)構(gòu)通過(guò)彈性元件的彈性變形以補(bǔ)償制造、安裝的誤差，使各行星輪間的載荷均勻分配，常用的型式有以下兒種：①內(nèi)齒輪彈性均載〔a〕利用齒輪自身的彈性變形：采用薄壁內(nèi)齒輪，增大柔度，利用嚙合處的徑向力，使輪緣產(chǎn)生徑向變形，以到達(dá)均載的目的?！瞓〕采用彈性銷：內(nèi)齒輪通過(guò)彈性銷聯(lián)結(jié)于機(jī)體上。②行星輪彈性均載采用彈性件支承行星輪，當(dāng)幾個(gè)行星輪受載不均勻時(shí)，彈性件使受載大的行星輪產(chǎn)生較大的位移，將載荷局部地轉(zhuǎn)移到受載少的行星輪上，也可使載荷沿齒寬方向分布均勻，從而到達(dá)均載的目的。主要方法有：〔a〕在行星輪孔與行星輪軸之間或行星架孔與行星輪軸之間安裝非金屬襯套〔如尼龍、橡膠、塑料等〕?！瞓〕采用柔性軸支承行星輪。2．行星輪結(jié)構(gòu)行星輪的結(jié)構(gòu)根據(jù)傳動(dòng)形式、傳動(dòng)比大小、軸承類型及其安裝方式而確定。常用行星輪結(jié)構(gòu)，對(duì)一般用途的中、低速傳動(dòng)，行星輪軸承常用滾動(dòng)軸承。當(dāng)傳動(dòng)比擬大時(shí)，行星輪直徑較大，為使結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，軸承裝在行星輪孔內(nèi)。當(dāng)傳動(dòng)比擬小時(shí)，行星輪直徑較小，軸承可裝在行星架上。選擇滾動(dòng)軸承類型和尺寸時(shí)，應(yīng)考慮載荷的大小和方向，轉(zhuǎn)速上下以及行星輪直徑的大小，當(dāng)載荷小時(shí)用深溝球軸承，軸向固定用的彈性擋圈裝在軸承外側(cè)，這樣軸承的間距較近，當(dāng)兩軸承原始徑向間隙不同時(shí)，會(huì)引起較大的軸承傾斜，使齒輪載荷集中。彈性擋圈裝在軸承內(nèi)側(cè)，這樣增大了軸承間距，減少了行星輪傾斜，但軸承的拆卸較復(fù)雜。載荷較大時(shí)，采用圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、或兩個(gè)調(diào)心滾子軸承，在行星輪孔內(nèi)裝一個(gè)調(diào)心滾子軸承，可減少載荷沿齒寬分布的不均勻性，但當(dāng)傳動(dòng)比小時(shí)，因受行星輪孔直徑的限制，軸承的壽命影響了傳動(dòng)的承載能力。當(dāng)要求結(jié)構(gòu)緊湊，行星輪的徑向尺寸受限制時(shí)，可用滾針軸承與深溝球軸承組合結(jié)構(gòu)，滾針軸承承受徑向載荷，深溝球軸承承受軸向載荷。雙聯(lián)行星輪的結(jié)構(gòu)，將軸承安裝在行星架上，軸承的間距較大，因行星輪軸不承受轉(zhuǎn)矩，所以齒輪和軸可用短鍵或銷釘聯(lián)接。3．行星架結(jié)構(gòu)行星架是行星傳動(dòng)中的一個(gè)主要零件。行星架的結(jié)構(gòu)要求是重量輕、剛性好以及便于加工和裝配。常見的結(jié)構(gòu)型式有雙壁整體式、雙壁分開式和單壁式蘭種．可用鑄造、鍛造和焊接三種方法制造。4．繪制行星齒輪減速器的裝配草圖NGW型單級(jí)行星齒輪減速器的裝配圖一般可用兩個(gè)視圖表示，繪制裝配草圖時(shí)先從畫主視圖開始，當(dāng)主視圖的主要結(jié)構(gòu)畫出后，再畫左視圖。圖2-3為NGW型單級(jí)行星齒輪減速器裝配草圖的主視圖，其中a圖是一種典型結(jié)構(gòu)，小中心輪浮動(dòng)，行星輪的軸承裝在行星輪孔內(nèi)，行星輪的尺寸較大，適于傳動(dòng)比擬大的情況。b圖的結(jié)構(gòu)也是小中，亡輪浮動(dòng)，但行星輪的軸承安裝在行星架上，行星輪的尺寸較小，行星架為懸臂支承．減速器的軸向尺寸較大，適于要求軸承壽命較長(zhǎng)而傳動(dòng)比擬小的情況。各零件間的位置尺寸計(jì)算見表2-3。表2-3NGW型單級(jí)行星齒輪減速器的主要尺寸圖2-3、單級(jí)行星齒輪減速器草圖5．技術(shù)條件〔1〕齒輪精度一般情況，齒輪精度為8-7-7級(jí)。齒輪聯(lián)軸器的齒輪精度為8級(jí)。齒輪嚙合側(cè)隙應(yīng)比一般定軸齒輪傳動(dòng)稍大?！?〕行星架精度①中心距偏差fa中心距偏差不但影響齒輪嚙合側(cè)隙，而且當(dāng)各中心距偏差的數(shù)值和方向不同時(shí)，會(huì)引起行星架的偏心和各孔距的不等分，影響行星輪之間的載荷分配，因此中心距偏差f應(yīng)取較小值。fa可按表2-4選取表2-4中心距偏差fa和行星輪軸孔的相鄰孔距公差fl值②各行星輪軸孔的相鄰孔距公差flfl影響行星輪間載荷分配的均勻性，可按表2-4選取。③各行星輪軸孔中心線不平行度公差按齒輪相應(yīng)的精度等級(jí)確定。④行星架偏心公差其值不大于行星輪軸孔的相鄰孔距公差之半。⑤行星架加工后，一般應(yīng)做靜平衡試驗(yàn)，高速行星架應(yīng)做動(dòng)平衡試驗(yàn)?！?〕其他零件精度①機(jī)體各軸孔的同軸度公差不低于GB1184-80形位公差標(biāo)準(zhǔn)8級(jí)精度。②機(jī)體各軸孔相對(duì)于基準(zhǔn)外圓的徑向跳動(dòng)和軸承孔擋肩的端面跳動(dòng)公差不低于GB1184-80形位公差標(biāo)準(zhǔn)6~7級(jí)精度。(4)齒輪材料及熱處理中心輪a同時(shí)與幾個(gè)行星輪嚙合，載荷循環(huán)次數(shù)最多；行星輪c是公用齒輪，齒上受雙向彎曲應(yīng)力，因此，中心輪和行星輪應(yīng)選用強(qiáng)度較高的合金鋼，如20CrMnTi，采用外表淬火、滲碳淬火和氮化等熱處理方法。內(nèi)齒輪強(qiáng)度一般裕量較大，可采用稍差一些的材料和較低的齒面硬度，通常是調(diào)質(zhì)處理，如40Cr，調(diào)質(zhì)，也可用外表淬火或氮化。32K-H行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)3.12K-H行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)行星齒輪減速器時(shí)往往要求體積小，傳動(dòng)比大和承載能力高。現(xiàn)在以常用的2K-H型行星齒輪減速器為例來(lái)說(shuō)明其優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理和方法。這種減速器的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3-1所示。圖中t、x和q分別表示太陽(yáng)輪、行星輪和內(nèi)齒輪圈；下標(biāo)1、2分別表示第一級(jí)和第二級(jí)齒輪。行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)與定軸齒輪傳動(dòng)不同，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿足以下條件?！?〕確定行星齒輪齒數(shù)的條件行星齒輪機(jī)構(gòu)各齒輪的齒數(shù)應(yīng)按以下條件來(lái)確定：①傳動(dòng)比條件根據(jù)行星機(jī)構(gòu)型式的不同，行星機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的計(jì)算公式也不同，對(duì)于2K-H型行星機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)比為〔3-1〕式中分別為為內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪的齒數(shù)。②同心條件圖3-1、NGW行星齒輪減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖a單級(jí)b雙級(jí)太陽(yáng)輪與行星輪中心距應(yīng)等于內(nèi)齒圈的中心距，那么或〔3-2〕采用嚙合角不相等的角度變位的直齒2K-H型行星齒輪機(jī)構(gòu)，其齒數(shù)關(guān)系應(yīng)符合以下條件：〔3-3〕③裝配條件為了使n個(gè)行星輪均勻地配置在太陽(yáng)輪周圍，其齒數(shù)和與行星輪個(gè)數(shù)之間應(yīng)符合以下關(guān)系：〔3-4〕式中np為單排行星輪的個(gè)數(shù)，T為任意整數(shù)。④鄰接條件為了保證相鄰行星齒輪的齒頂圓之間有一定的間隙，其條件為〔3-5〕式中為行星輪頂圓直徑，為太陽(yáng)輪與行星輪的中心距。對(duì)于=3的行星齒輪機(jī)構(gòu)，吃條件常滿足?！?〕盡量使內(nèi)、外嚙合齒輪副的強(qiáng)度接近相等在2K-H行星齒輪傳動(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。為了使內(nèi)、外嚙合齒輪副強(qiáng)度接近相等，優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，最好采用角度變位傳動(dòng)，使外嚙合角，而內(nèi)嚙合角在20度左右，這樣可使外嚙合的承載能力〔包括接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度〕顯著提高。確定行星齒輪數(shù)和各輪的變位系數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這個(gè)要求來(lái)選擇?！?〕考慮滾動(dòng)軸承的壽命問(wèn)題安裝在行星齒輪內(nèi)的滾動(dòng)軸承因受力大，而安裝空間尺寸又小，故軸承壽命是個(gè)突出問(wèn)題。在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮這種滾動(dòng)軸承的壽命以及行星齒輪內(nèi)孔能否安裝滾動(dòng)軸承等問(wèn)題。3.2優(yōu)化數(shù)學(xué)模型〔1〕設(shè)計(jì)變量設(shè)計(jì)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，需確定的齒輪參數(shù)有：Zt、Zx、Zq，模數(shù)m，齒數(shù)b，變位系數(shù)Xt、Xx、Xq等，但作為設(shè)計(jì)變量必須是獨(dú)立的。假設(shè)給定單級(jí)行星機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i，只要知道一個(gè)齒輪的齒數(shù)，根據(jù)〔3-1〕〔3-2〕和〔3-3〕，那么其余兩個(gè)齒輪的齒數(shù)均可確定。因此三個(gè)齒數(shù)中僅有一個(gè)是獨(dú)立的。假設(shè)采用角度變位傳動(dòng)，內(nèi)、外嚙合角必須滿足式(3-3),那么三個(gè)變位系數(shù)中僅有兩個(gè)是獨(dú)立的，故給定傳動(dòng)比i時(shí)的設(shè)計(jì)變量為假設(shè)將一對(duì)齒輪的嚙合角作為設(shè)計(jì)變量，根據(jù)無(wú)齒側(cè)隙嚙合方程式和公式〔3-3〕的關(guān)系，那么三個(gè)變位系數(shù)中僅一個(gè)是獨(dú)立的。吃屎設(shè)計(jì)變量為對(duì)于雙級(jí)行星齒輪減速器，其設(shè)計(jì)變量為式中i為第一級(jí)行星機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分別為第一級(jí)、第二級(jí)齒輪嚙合角?！?〕目標(biāo)函數(shù)為了使行星齒輪減速器重量輕、體積小、本錢低，取行星機(jī)構(gòu)的各齒輪體積之和最小作為目標(biāo)函數(shù)：式中分別為太陽(yáng)輪、行星輪、內(nèi)齒圈的頂圓直徑；〔3〕約束函數(shù)根據(jù)配齒條件式〔3-1〕～式〔3-5〕可得到以下約束函數(shù)：②邊界約束〔即變量的上、下界〕函數(shù)要求：那么約束函數(shù)為式中分別為最大、最小齒數(shù)。要求：，那么約束函數(shù)為要求：，那么約束函數(shù)為式中分別為最大、最小變?yōu)橄禂?shù)。要求：，那么約束函數(shù)為式中分別為最大、最小模數(shù)。要求：，那么約束函數(shù)為式中分別為最大、最小齒寬。要求：，那么約束函數(shù)為③性能要求〔a〕內(nèi)嚙合角的限制條件要求內(nèi)嚙合角：，那么約束函數(shù)為〔b〕齒輪強(qiáng)度條件齒面接觸強(qiáng)度條件：，那么約束函數(shù)為式中分別為太陽(yáng)輪、行星輪、內(nèi)齒圈的接觸強(qiáng)度計(jì)算的平安系數(shù)；為接觸強(qiáng)度最小平安系數(shù)。輪齒彎曲強(qiáng)度條件：，那么約束函數(shù)為式中分別為太陽(yáng)輪、行星輪和內(nèi)齒圈的彎曲強(qiáng)度計(jì)算的平安系數(shù)為彎曲強(qiáng)度最小平安系數(shù)?！瞔〕重合度的限制條件為了保證傳動(dòng)的連續(xù)性和平穩(wěn)性，齒輪副的端面重合度必須大于1.2，那么約束函數(shù)為式中分別為太陽(yáng)輪與行星輪、內(nèi)齒圈與行星輪的端面重合度。〔d〕齒頂厚的限制條件對(duì)于正變位齒輪，為了不致使齒頂變尖，應(yīng)限制其齒頂厚度，要求：，那么約束函數(shù)為式中分別為太陽(yáng)輪、行星輪的齒頂厚度。〔e〕防止過(guò)渡曲線干預(yù)條件為了使外嚙合齒輪副不發(fā)生過(guò)渡曲線干預(yù)，那么約束函數(shù)為為了使內(nèi)嚙合齒輪副不發(fā)生過(guò)渡曲線干預(yù)，那么約束函數(shù)為〔f〕加工內(nèi)齒圈時(shí)不產(chǎn)生范成頂切的限制條件為了防止加工內(nèi)齒圈時(shí)產(chǎn)生范成頂切．那么約束函數(shù)為④結(jié)構(gòu)約束〔a〕內(nèi)齒圈外徑的限制條件為了限制內(nèi)齒圈的外徑不致過(guò)大，那么約束函數(shù)為式中，為允許的內(nèi)齒圈最大直徑；為內(nèi)齒圈的外徑。〔b〕行星齒輪根圓直徑的限制條件為了使行星齒輪根圓直徑不致過(guò)小，以保證在行星齒輪孔內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承，要求行星齒輪根圓直徑不宜過(guò)?。敲醇s束函數(shù)為式中，為滾動(dòng)軸承的外徑，為行星齒輪根圓直徑?！瞔〕太陽(yáng)輪根圓直徑的限制條件為了保證太陽(yáng)輪軸的強(qiáng)度，太陽(yáng)輪齒根圓直徑不宜過(guò)?。敲醇s束函數(shù)為式中為允許的太陽(yáng)輪根圓直徑；太陽(yáng)輪的銀圓直徑。⑤滾動(dòng)軸承壽命的限制條件由于行星輪內(nèi)的滾動(dòng)軸承受載大，尺寸又受限制，為了保證滾動(dòng)軸承的壽命，那么約束函數(shù)為上述約束函數(shù)對(duì)單級(jí)、雙級(jí)行星齒輪減速器皆適用?！?〕數(shù)學(xué)模型,.[對(duì)于多級(jí)行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)有兩種方法：①把該減速器看作由假設(shè)干個(gè)單排行星機(jī)構(gòu)組成，設(shè)計(jì)時(shí)，可先按等強(qiáng)度原那么，分配各級(jí)傳動(dòng)比，然后按單級(jí)行星齒輪減速器進(jìn)行優(yōu)化；②以多級(jí)行星齒輪減速器作為整體進(jìn)行優(yōu)化，此法易保證各級(jí)齒輪等強(qiáng)度，這種方法常用于雙級(jí)行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.3配齒計(jì)算配齒計(jì)算是行星齒輪機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題．優(yōu)化時(shí)，簡(jiǎn)單地將公式〔2-1〕~〔2-4〕作為等式約束來(lái)處理是很誰(shuí)選出適宜的齒數(shù)，往往會(huì)產(chǎn)生得不出優(yōu)化結(jié)果的現(xiàn)象。為此．應(yīng)在幾何計(jì)算之前，先進(jìn)行配齒計(jì)算。配齒計(jì)算框圖如圖3-2所示。圖3-2中的符號(hào)，u為給定的傳動(dòng)比，i為實(shí)際的傳動(dòng)比，為太陽(yáng)輪的初始值為給定的傳動(dòng)比允許誤差。圖中考慮了傳動(dòng)比條件、同心條件和裝配條件，根據(jù)式〔2-2〕或式〔2-4〕可知，=n，T，其值應(yīng)為偶數(shù)。假設(shè)給定值和傳動(dòng)比n．那么由式〔2-1〕和求式〔2-4〕可以求出T值，并進(jìn)行圓整，假設(shè)圓整為偶數(shù)，那么滿足要求，假設(shè)為奇數(shù)，那么應(yīng)按產(chǎn)生傳動(dòng)比誤差較小的原那么，將T值加1或減l，使其成為偶數(shù)，T值確定后，各輪齒數(shù)和傳動(dòng)比i也就可以確定。對(duì)于角變位傳動(dòng)，還應(yīng)將算出的，減少l~2個(gè)齒，以保證實(shí)現(xiàn)。圖3-2、配齒計(jì)算流程圖3.42K-H行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)本優(yōu)化設(shè)計(jì)程序由優(yōu)化方法、配齒計(jì)算、幾何計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)計(jì)算等模塊組成。優(yōu)化設(shè)計(jì)程序流程圖如圖3-3。圖3-3、行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖4行星齒輪的傳動(dòng)4.1行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介齒輪傳動(dòng)是機(jī)器設(shè)備、現(xiàn)代兵器、儀器和儀表中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng)之一。例如，機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)、火炮、坦克、飛機(jī)、起重機(jī)、紡織機(jī)、通訊設(shè)備以及儀器、儀表中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，均廣泛應(yīng)用齒輪傳動(dòng)。通常，一對(duì)齒輪的嚙合方式可分為兩種：一種稱為外嚙合〔見圖4-1,a)，兩齒輪的回轉(zhuǎn)方向相反；另一種稱為內(nèi)嚙合〔見圖4-l,b)，兩齒輪的回轉(zhuǎn)方向相同。圖4-1、一對(duì)齒輪的嚙合方式常用的角速度符號(hào)為：n--以每分鐘的轉(zhuǎn)速來(lái)衡量的角速度，轉(zhuǎn)／分；w--以每秒的弧度來(lái)衡量的角速度，1／秒傳動(dòng)比定義為：主動(dòng)齒輪的角速度與從動(dòng)齒輪的角速度之比，且等于從動(dòng)齒輪的齒數(shù)與主動(dòng)齒輪的齒數(shù)之比，即QUOTE或QUOTE由上兩式可得QUOTE由上式可知：a齒輪主動(dòng)、b齒輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比QUOTE與b齒輪主動(dòng)、a齒輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比QUOTE之乘積等于1，或傳動(dòng)比QUOTE與傳動(dòng)比QUOTE互為倒數(shù)。如果齒輪a和齒輪b的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是平行的，在內(nèi)嚙合中，齒輪a和b的角速度QUOTE、QUOTE的方向相同，那么傳動(dòng)比為正值，即QUOTE＞0；在外嚙合中，齒輪a和b的角速度QUOTE、QUOTE的方向相反，那么傳動(dòng)比為負(fù)值，即QUOTE＜0。從上式可見，欲增大傳動(dòng)比QUOTE，可減少a輪齒數(shù)QUOTE，或增加b輪齒數(shù)QUOTE。但是小齒輪齒數(shù)QUOTE的減少受到根切條件的限制〔標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最少齒數(shù)QUOTE=17；變位齒輪的最少齒數(shù)QUOTE=10~13)，而b輪齒數(shù)的增加受到行星齒輪機(jī)構(gòu)外廓尺寸、安裝位置和重量等條件的限制。所以，一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比QUOTE不能太大，一般QUOTE＜8。在機(jī)器設(shè)備、兵器等的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，為了減速、增速、變速和換向以及其它特殊用途，經(jīng)常采用一系列互相嚙合著的齒輪組成的傳動(dòng)系〔或叫傳動(dòng)鏈〕，在《機(jī)械原理》中，通常把這一系列互相嚙合的齒輪稱為輪系。輪系可分為兩類：(1〕普通輪系〔又稱定軸輪系〕―組成輪系的所有齒輪，在傳動(dòng)時(shí)其軸線的幾何位置都是固定不動(dòng)的。(2〕周轉(zhuǎn)輪系〔或稱動(dòng)軸輪系〕―組成輪系的所有齒輪中，在傳動(dòng)時(shí)至少有一個(gè)齒輪具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的集合軸線。而周轉(zhuǎn)輪系又可分為：差動(dòng)輪系--自由度為二的周轉(zhuǎn)輪系。行星輪系--自由度為一的周轉(zhuǎn)輪系。行星齒輪傳動(dòng)是屬于行星輪系中的一種齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。換言之，在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，齒輪的軸線只要有一個(gè)是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，那么將這種機(jī)構(gòu)稱為行星齒輪機(jī)構(gòu)或稱行星齒輪傳動(dòng)〔見圖4-2〕。圖4-2、行星齒輪機(jī)構(gòu)在行星齒輪機(jī)構(gòu)中，具有可運(yùn)動(dòng)軸線輪稱為的齒行星輪，如圖4-2中齒輪g；支持行星輪自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)的構(gòu)件叫做轉(zhuǎn)臂〔又稱系桿或行星架〕，用字母H表示；具有固定軸線，且行星輪繞著它滾動(dòng)的齒輪稱為中心輪，如齒輪a、b，或?qū)⒆钚≈行妮?。稱為太陽(yáng)輪，而將固定不動(dòng)的中心輪b稱為支持輪。轉(zhuǎn)臂H繞之回轉(zhuǎn)的軸線稱為主軸線，如軸線OO。圖4-2所示的為具有三個(gè)構(gòu)件a，b和H的行星機(jī)構(gòu)，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線均與主軸線重合。這樣的機(jī)構(gòu)可用來(lái)改變角速度。，固定齒輪b不動(dòng)，就成為實(shí)際上應(yīng)用很廣泛的行星齒輪傳動(dòng)，其中主動(dòng)構(gòu)件和從動(dòng)構(gòu)件分別是a和H。4.2行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)由于行星齒輪傳動(dòng)較普通齒輪傳動(dòng)〔或稱簡(jiǎn)單傳動(dòng)〕有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以它不僅在民用工程機(jī)械上，而且在現(xiàn)代兵器上都得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。如飛機(jī)的傳動(dòng)裝置，坦克的炮塔方向機(jī)，火炮的瞄準(zhǔn)機(jī)和導(dǎo)彈發(fā)射裝置的瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的減速器等。行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下：(1)因?yàn)楦髦行妮啒?gòu)成為共軸式的傳動(dòng)，而且載荷分配在幾個(gè)行星輪上，另外又能合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合，所以可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。由于一個(gè)中心輪能同時(shí)與數(shù)個(gè)行星輪相嚙合，故使得每個(gè)齒輪的負(fù)荷小，因此可采用較小的模數(shù)。即使在材料的機(jī)械性能與制造精度相同的情況下，其外廓尺寸較小，承載能力卻較大?！?〕只需要適中選擇機(jī)構(gòu)的形式，便可以用少數(shù)的齒輪而得到很大的傳動(dòng)比，甚至可到達(dá)好幾千的速比。即使在傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕?！?〕行星機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率較高，在結(jié)構(gòu)布置合理下，其效率值可達(dá)0.80~0.90以上。由于行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，即具有數(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互相平衡，故可到達(dá)提高傳動(dòng)效率的作用。(4)由于采用了數(shù)個(gè)相同的行星輪，均勻分布于中心輪的四周，而到達(dá)慣性力的平衡。同時(shí)亦使嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)?？傊?，行星齒輪傳動(dòng)具有重量輕、體積小、傳動(dòng)比大及效率高〔形式選用得當(dāng)〕等優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝比擬困難。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)認(rèn)識(shí)的深入，結(jié)構(gòu)不斷完善，制造安裝困難的問(wèn)題已在逐漸克服。實(shí)踐說(shuō)明，在中等技術(shù)水平的工廠里也是完全可以制造出較好的行星齒輪機(jī)構(gòu)的。4.3行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式行星齒輪傳動(dòng)可以根據(jù)所采用的根本構(gòu)件的不同來(lái)進(jìn)行分類。所謂根本構(gòu)件是可以圍繞定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或固定，而在工作時(shí)承受外力矩的構(gòu)件。如圖4-2的根本構(gòu)件是齒輪a，b和轉(zhuǎn)臂H。根本構(gòu)件的代號(hào)：K―中心輪，H―轉(zhuǎn)臂，V―輸出軸。常用的行星傳動(dòng)形式可分如下三類：2K-H、3K和K-H-V〔見表4-1〕。在2K-H傳動(dòng)中，根本構(gòu)件是兩個(gè)中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H〔見表4-1中的圖1、2、3、4〕。在3K傳動(dòng)中，根本構(gòu)件是三個(gè)中心輪a、b和e〔表4-1中的圖5)，而該轉(zhuǎn)臂H只用來(lái)作為支承行星輪的裝置，并不承受由外力矩傳來(lái)的載荷，故又稱之為行星輪架。在K-H-V傳動(dòng)中，根本構(gòu)件是中心輪b、轉(zhuǎn)劈H和輸出軸v〔表4-1中的圖6〕。輸出軸V的角速度等于行星輪g的角速度。對(duì)于在表2-1中使用的幾個(gè)名稱術(shù)語(yǔ)，現(xiàn)說(shuō)明如下：?jiǎn)渭?jí)傳動(dòng)--在行星齒輪傳動(dòng)中，假設(shè)將轉(zhuǎn)臂H固定，而獲得具有一對(duì)齒輪嚙合的簡(jiǎn)單傳動(dòng)或三個(gè)齒輪相互嚙合，其中一個(gè)為惰輪者，皆稱之為單級(jí)傳動(dòng)。雙級(jí)傳動(dòng)--在行星齒輪傳動(dòng)中，假設(shè)將轉(zhuǎn)臂H固定，而獲得具有二對(duì)齒輪嚙合的簡(jiǎn)單傳動(dòng)，那么稱之為雙級(jí)傳動(dòng)。負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)--對(duì)于某個(gè)行星傳動(dòng)，在其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，它的傳動(dòng)比i為負(fù)值者〔即i<0)，那么稱之為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。正號(hào)機(jī)構(gòu)--對(duì)于某個(gè)行星傳動(dòng)，在其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，它的傳動(dòng)比i為正值者〔即i>0)，那么稱之為正號(hào)機(jī)構(gòu)。表4-1常用的行星傳動(dòng)形式52K-H行星齒輪減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)比和傳動(dòng)要求，選定行星齒輪傳動(dòng)形式，確定行星輪數(shù)目QUOTE，根據(jù)配齒條件確定行星齒輪傳動(dòng)中各齒輪的齒數(shù)和變位系數(shù)，然后進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算，確定齒輪模數(shù)、齒寬和中心距以及材料、熱處理方式等。每一種行星齒輪傳動(dòng)皆可分解為幾對(duì)齒輪副〔外嚙合齒輪副和內(nèi)嚙合齒輪副〕。因此，其齒輪強(qiáng)度條件可分別采用定軸線齒輪傳動(dòng)的公式，但要考慮行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)〔多個(gè)行星輪嚙合，對(duì)于NGW型傳動(dòng)，行星輪的輪齒既參與外嚙合，又參與內(nèi)嚙合〕和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)〔行星輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)〕。一般情況下，NGW型行星齒輪傳動(dòng)的承載能力主要取決于外嚙合齒輪副，因而要計(jì)算外嚙合齒輪副的強(qiáng)度。但是，對(duì)于太陽(yáng)輪和行星輪的輪齒為滲碳淬火、磨削加工，而內(nèi)齒圈為調(diào)質(zhì)處理、插齒加工的行星齒輪傳動(dòng)，其內(nèi)齒輪的強(qiáng)度為薄弱環(huán)節(jié)，也應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。下面對(duì)行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn)作一簡(jiǎn)要說(shuō)明。1，行星輪間載荷分配不均系數(shù)QUOTE由于行星齒輪傳動(dòng)各組成零件不可防止地存在加工誤差、裝配誤差以及運(yùn)轉(zhuǎn)中受力變形等因素的影響，各行星輪的受載實(shí)際上是不相等的。雖然隨著制造精度的提高、合理的均載機(jī)構(gòu)的采用等，各行星輪受載不均勻的程度大為降低，但仍或多或少的存在受載不均勻的情況。對(duì)此，在強(qiáng)度計(jì)算中應(yīng)引人不均載系數(shù)QUOTE加以考慮。QUOTE值在齒面接觸強(qiáng)度條件中以QUOTE表示，在輪齒彎曲強(qiáng)度條件中以QUOTE表示，其近似關(guān)系為:QUOTE=1+1.5(QUOTE。對(duì)于NGW型傳動(dòng)，當(dāng)無(wú)均載機(jī)構(gòu)和QUOTE=3時(shí)，取QUOTE1.35~1.45。采用齒式聯(lián)軸器浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的NGW型傳動(dòng)，當(dāng)制造精度不低于7級(jí)，圓周在此處鍵入公式。速度不超過(guò)15m/s時(shí)，QUOTE值按表5-1選取。表5-1NGW型傳動(dòng)的QUOTE2．小齒輪轉(zhuǎn)矩QUOTE及圓周力QUOTE對(duì)于NGW型傳動(dòng)，各齒輪副中太陽(yáng)輪軸上的轉(zhuǎn)矩為QUOTE，每個(gè)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩QUOTE為：a-c嚙合齒輪副：當(dāng)QUOTE時(shí)，QUOTE(N.M)當(dāng)QUOTE時(shí)，QUOTE〔N.M〕c-b嚙合齒輪副：QUOTE〔N.M〕各齒輪副中小齒輪上的圓周力QUOTE〔N〕,QUOTE為該小圓分度圓直徑〔mm〕。3．應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N應(yīng)根據(jù)各齒輪相對(duì)行星架的轉(zhuǎn)速確定。當(dāng)載荷恒定時(shí)，NGW型傳動(dòng)中各齒輪的N值按表5-2計(jì)算。表中QUOTE分別為太陽(yáng)輪、內(nèi)齒圈、行星輪的循環(huán)次數(shù)，QUOTE分別為太陽(yáng)輪、內(nèi)齒圈、行星輪、行星架的轉(zhuǎn)速，t為齒輪同側(cè)齒面總工作時(shí)間〔h〕。表5-2應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NNGW型行星齒輪傳動(dòng)的行星輪，雖同時(shí)與太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈嚙合，但嚙合是由輪齒的兩側(cè)面分別完成的，故在計(jì)算QUOTE的公式中，取QUOTE。對(duì)于雙向運(yùn)轉(zhuǎn)承受交變載荷的行星齒輪傳動(dòng)，如果兩個(gè)方向的運(yùn)轉(zhuǎn)條件相同，進(jìn)行接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)用0.5t替換上表中的t但對(duì)于NGW型結(jié)構(gòu)中的行星輪，QUOTE計(jì)算式中的t不變，且接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的QUOTE值按下式計(jì)算：QUOTE(5-1)4．疲勞極限QUOTE。雖然在理論計(jì)算中，行星齒輪傳動(dòng)內(nèi)嚙合的承載能力一般比外嚙合的高，但試驗(yàn)和工業(yè)使用情況說(shuō)明，內(nèi)嚙合傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度往往低于計(jì)算結(jié)果。因此，在進(jìn)行內(nèi)嚙合傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)將選取的QUOTE值適當(dāng)降低。5.2行星齒輪減速器傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算根據(jù)傳動(dòng)方案圖求傳動(dòng)比和各構(gòu)件的角速度，或根據(jù)給定的傳動(dòng)比來(lái)確定各輪的齒數(shù)，這是行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)的主要研究任務(wù)。行星齒輪傳動(dòng)方根本構(gòu)件為a、b和H，它們的角速度可以寫成QUOTE和QUOTE。大家知道，假設(shè)物體以角速度QUOTE繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，那么離軸線距離R處點(diǎn)的圓周速度QUOTE。而圓周速度是矢量，因此我們規(guī)定它總是正的。同時(shí)角速度可能是正也可能是負(fù)的〔一般規(guī)定角速度QUOTE順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。所以在公式中?yīng)取QUOTE的絕對(duì)值，即QUOTE。在行星齒輪傳動(dòng)中，通常以字母i的上標(biāo)號(hào)表示相對(duì)構(gòu)件〔或固定構(gòu)件〕的代號(hào)，字母i第一個(gè)下標(biāo)表示主動(dòng)件的代號(hào)，而第二個(gè)下標(biāo)表示從動(dòng)件的代號(hào)。傳動(dòng)比QUOTE表示構(gòu)件a相對(duì)于構(gòu)件c的相對(duì)角速度與構(gòu)件b相對(duì)于構(gòu)件c的相對(duì)角速度之比值，即QUOTE如果上標(biāo)號(hào)是固定構(gòu)件的代號(hào)，當(dāng)中心輪b固定時(shí)，即QUOTE那么QUOTE如果轉(zhuǎn)臂H固定，中心輪a和b的傳動(dòng)比QUOTE就成為簡(jiǎn)單傳動(dòng)的傳動(dòng)比。其傳動(dòng)比為QUOTE1.轉(zhuǎn)臂固定法轉(zhuǎn)臂固定