行星齿轮传动的设计计算

眠击 一 兰
：
叼
：
由减 速机 的基本 参数 可得 ：
输 扭 性９ ９ ＝ ４ ＝・Ｎ 入 矩 ９ ９ ４７ ’ ５ 斋 ４６ ｍ ４ ５
即 Ｍａ４ ．６Ｎ・ ＝ ４７ ｍ
对于行星传动中的轴承 ，有些位置在理论上 由 于不受力 、只受扭矩而寿命很长 ，选择时只要满足
普遍 式
ｂ ＋ ： ｂ ０ … … … … … … … … … … （） ８
加零 件 也很 多 ，结 构又 较 复杂 ，Ｉ ＭＴ机 构在 行 星轮 内设 置 介轮 ，使齿 轮 和介 轮之 间形成 油膜 ，结 构简 单 ，很值 得参 考 ，但油 膜 间隙加 工工 艺要求 较高 。 对 于 油 膜 机 构 的作 用 原 理 ，本 文 不做 详 细介 绍 ，在应 用 中 ，根 据设 计统计 结 果表 明 ，行 星轮 与 中间浮 环 的间隙取 行星 轴直 径 的 ０１％～ ． ％，当 ． ５ ０４ ５ 速度 较高 、直 径较 小 、负荷较 大 时取 大值 ，反之 取
则 该减 速机 的输 出扭矩 为 ２ １７４Ｎ・Ｉ ４ ． １。 ０ Ｔ
力相对于太阳轮都不是很大 ，但由于行星轮体积较 小 ，受空 间 的限制无 法选 择较 大 的轴承 ，所 以此轴
承一 般是 行星 减速 机 中寿命较 短 的 ，需 要认 真计算
校核
３ 行 星齿轮载荷均衡化机 构
在 多行 星齿 轮传 动 中 ，行 星齿 轮 的均 衡化 是个
ＣＦＨＩ
很 重要 的问题 ，解决不 好 ，将产 生 载荷集 中 ，或运
５ 结 语
以 上 是 对 行 星 齿 轮 传 动 中基 本 参 数 的设 计 计
算 ，这是 后面 进行行 星 减速机 详 细设计 的基 础和关
转不平稳 ，冲击和附加载荷很大 ，致使行星传动预
期 的优 点完 全不 能体 现 ，甚 至有 的装 配很 困难 。因
衡机 构 。
［］刘新伟． ２ 拉伸 弯曲矫 直机传 动装置与设计 ［ ］．［ Ｄ 工程硕 士学位 论文］． 秦皇岛． 燕山大学． ０ ． ２ ９ ０
收 稿 日期 ：２ １－ １ ０ ０ １ １ －４
２２ ３（１期 ｉ ０年第 期 ４ ）嚣 １ 总７
ｙ ｓ＠ｃｈ ｃ ｍ ｚｊ ｆＬ ｏ
－
ｂ和 转臂 Ｈ三 个基 本 构件 上 的外 力 矩 为 、慨 和 Ｍ 当轮 系处 于 等 速 运 转 时 ，根据 力 学 的 平 衡 原 。 理 ，作用 在基本 构件 上 的外 力矩 之和 等于零 ，即
＋ ， ＝ …… … … … … …… … … … ＋ ０ （） ５
． … … … … … … … （） ３
的相 对转 速为
。
即 得该轮系的转化机构 （ｌｏ。此时两个中心轮 ｗ ＝） 。
传递的 功率分别为 和Ｍ ： 这种功率称为 ， 相
对 功率 ，它 就是相应 转化 机构 中齿轮 啮合传 递 的功 率 ，又称啮合 功率 １ ２ 。
ｎ
１ ｔ
：
＾Ａ
：
３ ６．５ ｒｍｉ ０ ‘ ／ ｎ ７
自转 ，行 星轮 的 自转 速度 ，也 就是行 星轮 相对 于行
２ 行 星轮 系传动扭矩计算
在２— Ｋ Ｈ型 周 转 轮 系 中 ，设 作 用 在 中 心轮 ａ 、
星架 的相 对转 速 ，在计算 行星 轮 支撑 轴 承寿命 时是
一
个 非 常重要 的参 数 。根 据下 式 ：
－ ＋ ） Ｗ（
【］现代机械传 动手册编辑委 员会． １ 现代机 械传动 手册 ［ ． Ｍ］ 北京．
机 械 工 业 出版 社 ． 二版 ． ８ ４ ０ 第 ３ ～０ ． ９
（） 采用 齿 式 联轴 节 并 使太 阳轮 （ ２ 或低 速 轴）
悬 浮 的平衡机 构 。
（）西 德 Ｄ ＭＡ ３ Ｅ Ｇ弹 簧支 座及 太 阳轮 悬浮 的平
本构 件作 用外力 矩 的关 系式 ：
Ｍｈ ． Ｂ Ｈ
ａ
叼。
”
一
一
Ｍ
－Ｉ ｏ １ ， ｑ ａ ｂ
一
…
…
…
…
…
…
（ ４ 受力分析 ９ ）
行 星传动 中的齿轮 受力 分析 与普通 的圆柱齿 轮 减速 机 的受 力 分 析方 法相 同 ，只 是在 行 星传 动 中 ， 几 个 行 星 轮 共 同传 递 扭 矩 ，因此 其 受 力 也 对应 分 担 。此处 不做 详细 的计 算说 明 。
ｒ ，
，
… … … －…… … … … － － （、 － － ＼／ － ４ ０
… … … … … … … 一
式 中 ， 一 行 星轮相 对行 星架转 速 （ ｍ ；ｎ一 行 ｒ ） ｐ
星架 的转 速 （ ｍ） ｒ 。 ｐ 将相 关参 数带入 上式 可得行 星轮 相对 于行 星架
结构 需要 即可 。在行 星传 动 中 ，较 难选 择 、寿命较 低 的是支 撑行 星轮 的轴 承 ，虽 然行 星轮 的转 速和受
在不计 损失 效率 的情 况下 ，带 入式 （） 得 ９
Ｍｂ ４．６ｘ ４ ６．４ ｍ ＝４ ７ ４．＝１ ９ ４ Ｎ・ ９
Ｍ． ４ ．６ 一 ．— ＝ ２ １７ ４Ｎ・ ＝ ４７ ｘｆ ４４ １） 一 ４ ．０ Ｉ ｎ
此在行星传动设计中必须解决此问题 ，综合国内外 的行星设 计方 案 ，共有 七种 可供 参考 的平 衡机 构 。
（）奥 地利 Ｓ １ 、Ｇ、Ｐ的平衡 臂平 衡 机构 。
键 ，只有 在设 计 中不断 总结各 种方 法 和规律 ，才 能 设 计 出更合 理 更先进 的机械设 备 。
参 考 文 献
式 中 ，Ｗ —行 星 架 角速 度 （ ｄｓ ； —行 星架 齿 ｒ／ ａ ）
数。
用 上式确 定外 力矩 的关 系时应带 入正 负号 。
可 以推 导 出行 星轮 相对 于行 星架 的相对转 速
Ｈ —
：
基 本构件 上作 用 的外 力矩 与其绝 对角 速度 的乘 积 （ ） 称 为绝 对 功 率或 轴 功 率 。 当力 矩 和 角速 Ｍｗ 度 的方 向相 同时 ，其 轴 功率 为 正 ，Ｍｗ ０ ＞ ，即 为输 入功 率 （ ；相反 时其 轴功 率 为负 ，Ｍｗ Ｏ Ｐ ＜ ，即为 输 出功率 （ 。若对 轮系 加一公 共 角速度 （ ） ） 一 Ｈ，
＜） ０ ，轮 ａ为转 化
机构的被动轮，轮 ｂ 为主动轮，
为输出功率 ，
啮合功率由中心轮 ｂ 向中心轮 ａ 流 。根据功率的平 衡条 件 可得
Ｍ Ｗ ＋ ｗｂ７＝ Ｍｂ ｏ ０ ７
ａБайду номын сангаас
阳轮悬 浮 的平衡 机构 。
（） 日本 的 Ｉ ６ ＭＴ型的油 膜平衡 机 构 。
…………… …………
较小 值 。
其 中 叼 为转化机构的效率 ，其值按定轴轮系 。
计算 。 为与 啮合 效率 流动 方 向有关 的指 数 ，当啮 合效 率 由 中心轮 ａ流 向 ｂ时 ， ＝ １ ＋ ，当从 中心 轮 ｂ
流 向 ａ时 ， ＝ １ 一 。这 样 ，就 可 以得 出周 转 轮 系基
差 动轮 系主要 用 于变速 和差速 中 ，由于 差动轮
系有 ２个 自由度 ， 自然 也就有 两个 输入 ，所 以 ，一 般情 况 下 ，在差 动轮 系 中需要 计算 的是 其转 速之 间 的关 系 ，而 其转 速 的计 算 也 是 以转化 轮 系 为基 础 ， 对 于除 外齿 圈外 ，其余 各部 件都 相 同的行 星轮 系与 差 动轮 系 ，它们 的转化 轮 系都 为同一定 轴 轮系 ，所 以行星 轮 系的一 些转 速计算 公式 在差 动轮 系 中也 可 以使 用 。式 中的 ｎ 、ｎ 、ｎ 都不 为零 ，ｎ 、 为两 ，
（） ７
（）行 星齿 轮装在 弹性 销上 ，太 阳轮 悬浮 的平 ７
衡 机构 。
Ｈ
由于 ＝ ，所 以可 将 上 两 式 简化 为力 矩 的
ｂ
这 七 种 平 衡 机 构 各 有 优 缺 点 ，例 如 齿 式 联 轴 节 ，结 构 虽 简 单 ，但 有 的 内齿 轮 很 大 ，不 方 便 加 工 ，附加零 件很 多 ；Ｓ 、Ｇ、Ｐ机 构没有 内齿 轮 ，附
可得
Ｈ Ｈ
Ｗ ｏ Ｗ ： 叼 ＋ ｈ ０ … … … …… … … … …
（） ６
瓤
设汁ｓ计算
（） 捷 克 Ｐ ｎ系 列 ， 内齿齿 轮位 置 可调 及 太 ４ Ｒ
阳轮悬 浮 的平衡 机构 。 （）行 星齿 轮 内圈和 轮毂之 间设 置 圆柱销 及太 ５
当 与 异 向时 （ 即
２ ２年 第 ３期 （ １ ７期 ０１ 总 ４
ｙ 芦 ＠ ｃ ｈ ｃ ｍ ｚ ｆＬ ｏ
啮合功率 是周转轮系内部流动 的功率 ，当 Ｍ
与ｗ 同 向时 （ Ｍ ０ ，轮 ａ为 转化 机 构 的 主 即 Ｗ ＞）
动轮 ，轮 ｂ为 被 动轮 ， 。 输 人功 率 ，啮 合 功 为
率 由 中心 轮 ａ 向中心 轮 ｂ 流 。根据 功率 的平衡 条 件
一
量技商
设／ｓ计算 ｜ ０ Ｊ － ｜ｌ ＿ ｌ
１ 内齿轮；２ 一 一行星架 ；３ 一轴承 ２ 一轴承 ３ 一 行星轮 ；６ ；４ ；５ 一太 阳轮 ；７ 一花键 ；８ 一轴承 １ 。
图１ Ｎ ＧＷ 型行 星 减 速 机
＝ ＝
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式 中 ，ｚ 、ｚ一分 别 为 ａ ｌ 、ｂ齿 数 。 行星 轮除 了绕 太 阳轮 的公 转 ，还 有绕行 星轴 的