【正文】 動方式，充分利用了同心軸齒輪pn?之間的空間，使用了多個行星輪來分擔(dān)載荷，形成功率分流．并合理地采用了內(nèi)嚙合傳動：從而，才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。但是，當(dāng)人們在設(shè)計(jì)這種傳動效率高、體積小和傳動比大的行星齒輪傳動時，即使在設(shè)計(jì)過程中作了許多細(xì)致的工作，如果在結(jié)構(gòu)上疏忽了由輸入齒輪(如中心輪 a)傳到各個行星輪的載荷分布的不均勻件問題，那么，就不能很好地發(fā)揮行星齒輪傳動的優(yōu)越性。實(shí)際上．由于不可避免的制造和安裝誤差，以及構(gòu)件的變形等因素的影響，致使行星輪間的載荷分布是不均勻的。為了解決這個問題、近十幾年來，在國內(nèi)外的行星齒輪傳動中已出現(xiàn)了許多的均載機(jī)構(gòu)，目前該均載機(jī)構(gòu)大多數(shù)仍是依靠機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)行星輪間載荷均衡的目的。因此，中心12F3 aT輪 a 可達(dá)到無徑向載荷地傳遞轉(zhuǎn)矩。各基本構(gòu)件和行星 圖 51 行星輪間的載荷分布輪軸線的位移，及各齒輪的運(yùn)動誤差，例如，中心輪軸線的位移，軸承軸線或內(nèi)齒輪與箱體配合的徑向位移和轉(zhuǎn)臂上安裝行星輪的心軸孔的位移，以及雙聯(lián)行星輪工作齒形的相對位移，中心輪 a、b 的運(yùn)動誤差和行星輪與中心輪嚙合的運(yùn)動誤差等，將形成中心輪與行星輪嚙合時的間隙或過盈。m； ——中心輪 a 的分度圓直徑，mm 。pKn? 行星輪間載荷分布均勻的措施為了使行星輪問載荷分布均勻，起初，人們只努力提高齒輪的加工精度，從而使得行星齒輪傳動的制造和裝配變得比較困難。① 均載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng)，能較好地補(bǔ)償制造和裝配誤差及零件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù)及 值最小。 ④ 均載機(jī)構(gòu)應(yīng)制造容易，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，布置方便，不得影響到行星齒輪傳動的傳動性能。對于主要靠機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)(簡稱為機(jī)械均載系統(tǒng) )，其結(jié)構(gòu)類型可分為如下兩種。較常見的靜定均載系統(tǒng)有如下兩種組成方案。該系統(tǒng)如圖 7—3~圖 7—10 所示。(2) 靜不定系統(tǒng) 較常見的靜不定系統(tǒng)有下列兩種組成方案。因此，很少采用它。該均載系統(tǒng)如圖 7—17 一圖 7—18 所示。這種均載方法是采用具有彈性的齒輪和彈性支承，在不均衡載荷的作用下，使彈性件產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形，以實(shí)現(xiàn)均載的機(jī)械系統(tǒng)。這種系統(tǒng)完全依靠構(gòu)件的高精度，即使其零件的制造和裝配誤差很小來保證獲得均載的效果。② 全部構(gòu)件都是剛性連接的，而行星輪在工作過程中可以進(jìn)行自動調(diào)位的杠桿系統(tǒng)。所謂“浮動基本構(gòu)件” ，就是指某個基本構(gòu)件沒有徑向的支承，則稱它為浮動基本構(gòu)件。采用基本構(gòu)件自動調(diào)位的均載機(jī)構(gòu)是屬于靜定系統(tǒng)。⑥ 均載機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一定的緩沖和減振性能；至少不應(yīng)增加行星齒輪傳動的振動和噪聲。為此，應(yīng)使均載構(gòu)件上所受的力較大，因?yàn)?，作用力大才能使其動作靈敏、準(zhǔn)確。從而，有效地降低了行星齒輪傳動的制造精度和較容易裝配．且使行星齒輪傳動輸入的功率能通過所有的行星輪進(jìn)行傳遞，即可進(jìn)行功率分流。pn在理想的均載情況下，所有的載荷 由 個行星輪承受，即各行星輪間的載荷tFpn均勻分布；其平均切向力為 。2?3n在輸入轉(zhuǎn)矩 的作用下，由于齒輪、軸和軸承等零件的變形，而使齒輪 a 旋轉(zhuǎn)某一aT河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28角度 ，如果弧線 的數(shù)值小于齒輪最小側(cè)隙的數(shù)值，即 ；a?ar minar??? 圖 52 未采取均載措施的嚙合情況那么，其所有的載荷(切向力 ) 就全都由一個與中心輪 a 相接觸的行星輪2atTFd??傳遞，即 。行星輪間載荷分布不均衡的原因，可以大致分為由齒輪本身的各種制造誤差，軸承、轉(zhuǎn)臂和齒輪箱體等的制造和安裝誤差兩部分所組成的。例如，在圖 7—1 所示的 2Z—X(A)型行星傳動，設(shè)中心輪 a河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27上輸入一個轉(zhuǎn)矩 ，在理想的制造精度和剛度的條件下，中心輪 a 上的輪齒就會與aT個行星輪 c 上的輪齒相接觸(嚙合) ，則各行星輪 、 和 ( =3)對中心輪 a 的法pn 1c23pn向作用力 、 和 的大小是相等的。這就是某些pn行星齒輪減速器產(chǎn)生異常的工作情況或出現(xiàn)事故的原因所在。上不同程度地存在著一些問題，而沒有能夠充分地發(fā)揮行星齒輪傳動的優(yōu)越性。如果各行星輪間的載荷分布是均勻的，隨著行星輪數(shù) 的增加，其結(jié)構(gòu)更加緊湊、承載能力更大。T?aT?入 出 []T??河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25 軸承的校核 根據(jù)以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，可知 = caPcxP210N?xc210?? =970r/min =100r/min =125r/minn入 n出 n行 預(yù)期計(jì)算壽命 hL? 則 軸承的校核可有下式計(jì)算得 36 600972022. rnCP KNC???? ???入 rL???出 故 rnCP KNC?? ???????行選用的軸承符合要求。 11tHaEAUHPFZKdb?? ??????? . .?? 4./Nm?同理，可以計(jì)算得 ? 95b 許用接觸用力 limnHpNTLVRWXZS? ??? 至此可知， ，各個齒輪的強(qiáng)度足夠。為了提高抗齒面膠合的能力，建議在行星齒輪傳動中，各嚙合齒輪副中的小齒輪和大齒輪應(yīng)選用不同牌號的材料來制造。氮化后齒輪主要用于接觸強(qiáng)度高和耐磨性要求很高的行星齒輪傳動裝置。為提高心部強(qiáng)度，對中碳鋼需先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。輪齒心部具有很好的韌性，表面經(jīng)硬化后產(chǎn)生了殘余壓縮應(yīng)力，大大地提高了齒根強(qiáng)度。由于輪齒心部具有較高的韌性，故可承受一定的沖擊載荷。對于這類齒輪一般應(yīng)選用中碳鋼345 和中碳合金鋼 40Cr、35SiMn、40MnB 以及滲碳鋼 (低碳合金鋼)20Cr、20CrMnTi、20MnVH，氮化鋼 38crMoAlA 等。 a. 調(diào)質(zhì)處理(即淬火后高溫回火) 上述材料經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可以獲得良好的綜合力學(xué)性能( 即具有較高的強(qiáng)度和硬度及較好的韌性 )，其硬度在 200~300HB 的范圍內(nèi)，使用于中速、中等載荷下工作的齒輪。（1）軟齒面(HB 350)齒輪材料的選擇?由于軟齒面的硬度較低，故其承載能力不很高。對于載荷較平穩(wěn)的一般機(jī)械傳動裝置中的行星齒輪傳動，可選用 440Cr 或力學(xué)性能相當(dāng)?shù)钠渌牧?，?50SiMn、42crMo 和 37SiMn2MoV 等，經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，以獲得相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和硬度等力學(xué)性能。例如，對于高速重載、沖擊較大的運(yùn)輸車輛和裝甲車輛的行星齒輪傳動裝置應(yīng)選用滲碳鋼 20crMnTi 或力學(xué)性能相當(dāng)?shù)钠渌牧?如30CrMnTi 等)。所以，在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動時，合理地提高輪齒的彎曲河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22強(qiáng)度，增加其工作的可靠性是非常重要的。p? 在 2Z—X(A)型傳動中，作為中間齒輪的行星輪 c 在行星齒輪傳動中總是承受雙向彎曲載荷。因此，該中心輪首先產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕，磨損和輪齒折斷的可能性較大。閉式齒輪傳動中，應(yīng)經(jīng)常注意潤滑油的清潔和及時更換。裂紋逐漸擴(kuò)展，最終致使輪齒產(chǎn)生疲勞折斷。 軟齒面(HB 350)的閉式齒輪傳動常因點(diǎn)蝕而失效。在行星齒輪傳動中，各齒輪的輪齒工作時，其齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。表 62 列出各種不同傳動類型的圓柱行星輪及其軸承上的作用力計(jì)算簡圖。當(dāng)行星輪數(shù)目caAT河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19≥2 時，各個行星輪上的載荷均勻( 或采用載荷分配不均勻系數(shù) 進(jìn)行補(bǔ)償)，因此，pn Pk只需要分析和計(jì)算其中的一套即可。(3) 為了求得構(gòu)件上兩個平行力的比值，則應(yīng)研究它們對第三個力的作用點(diǎn)的力矩。因此，為了簡便起見，在行星齒輪傳動的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力 ，且用一條垂直線表示一個構(gòu)件，同時用符號rFF 代表切向力 。在圓柱齒輪傳動中，若忽略齒面間的摩擦力的影響，其法向作用力 可分解為如下nF的三個分力，即切向力 (N)120tTFd?徑向力 (N)ancostr??軸向力 (N)ta?法向力 與切向力 的關(guān)系式為nFt河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18 （N ） costnnF????對于直齒圓柱齒輪傳動，由于輪齒的螺旋角 ，法面壓力角 ，故其軸向0??n??力 =0，則可得aF切向力 (N)120tTd?徑向力 (N)anrt? 法向力 (N)costF式中 ——嚙合齒輪副中小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nm ）1950ATn?式中 ———輸入件所傳遞的名義功率，kw ；1p ———輸入件的轉(zhuǎn)速，r／min。因此，在輸入轉(zhuǎn)矩的作用下各構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，構(gòu)件間的作用力等于反作用力。 20176。?b 齒項(xiàng)高系數(shù) ——按 GBl356—1988 規(guī)定：正常齒 =1，短齒 =0．80。 因此，齒輪的分度圓應(yīng)當(dāng)定?義為：齒輪上具有標(biāo)推模數(shù) m 和標(biāo)準(zhǔn)壓力角 ＝20176。在此應(yīng)該指出，由于在齒輪的不同圓周上，其齒距不相同，故其模數(shù)也是不同的；只有分度圓上的模數(shù) m 是標(biāo)準(zhǔn)值。12模數(shù) m——分度圓上的齒距 p 與圓周率 (無理數(shù))的比值，即? m?模數(shù) m 是齒輪的一個基本參數(shù)，其單位為 mm(毫米)。azczbzbaxi河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）143 行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)根據(jù)漸開線及其傳動性質(zhì)可知，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個：齒數(shù) z、模數(shù) m、壓力角 、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù) 。此時，通過角度變位后，既baz?az?不增 大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善傳動性能。 應(yīng)該指出：在對 b 輪齒數(shù) 進(jìn)行圓整后，此時實(shí)際的 p 值與給定的 p 值稍有變化，bz但必須控制在其傳動比誤差范圍內(nèi)。則由式可得 (1)bpaziz?? 當(dāng)選定最小齒數(shù) 時，就容易求得 值。為了不過分地增大其外形尺寸，故 值不能很大。p 值必須合理地選取。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12對于軟齒面(H B≤ 350)齒輪傳動，必須校核輪齒的接觸強(qiáng)度．因此，可適當(dāng)增加中心輪 a的齒數(shù)較為合理。pi在據(jù)給定的傳動比 選擇行星傳動的齒數(shù)時，應(yīng)考慮在各種不同齒數(shù)組合的條件下，pi能獲得與給定的傳動比 值相同的或較近似的值。同ap? ap????理，對于弧長 ，也應(yīng)包含有若干個整數(shù)倍的齒距 p 和一個剩余弧段 。當(dāng)齒輪 a 和 b 的輪齒對稱線及行星azbpn輪 1 的華而 Q1 與直線 OⅠ重合時，行星輪 2 的平面 Q 2 與直線 OⅡ的夾角為 如果轉(zhuǎn)C?臂 x 固定，當(dāng)中心輪 a 按逆時方向轉(zhuǎn)過 時，則行星輪 2 按順時針方向轉(zhuǎn)過 角，而C?內(nèi)齒輪 b 按順時針方向轉(zhuǎn)過 角。對于具有單齒圈的行星輪，可用平面 Q 表示齒輪輪齒的對稱面。所謂安裝條件就是安裝在轉(zhuǎn)臂 x 上的 個行星輪均勻地分布在中心pn輪的周圍時，各輪齒數(shù)應(yīng)該滿足的條件。對于 2Z—X(A)型行星齒輪傳動，其同心條件為河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 acb?? 安裝條件在行星齒輪傳動中，如果僅有一個行星輪，即 ＝1，只要滿足上述同心條件就保pn證能夠裝配。一般，在行星pn齒輪傳動中大都采用 ＝3 個行輪。間隙△c＝L c— 的最小允許值取決ad于行且齒輪減速器的冷卻條件和嚙合傳動時的潤滑油攪動損失。例如，pi2z—x(A)型行星傳動，其各輪齒數(shù)與傳動比 的關(guān)系式為pi =1 =1+baxibaz可得=（ 1）bzaxiz若令 Y= ，則有p =Ybza式中 ——給定的傳動比．且有 = ；pi pibax Y——系數(shù)，必須是個正整數(shù)； ——中心輪 a 的齒數(shù)，一般， ≥ 。3pn?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）72 行星齒輪傳動的配齒計(jì)算 行星齒輪傳動中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動時，根據(jù)給定的傳動比 ip 來分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪傳動運(yùn)動學(xué)的主要仟務(wù)之一。應(yīng)該指出，對于行星齒輪傳動的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作中，充分地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度。行星齒輪傳動的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難些。制造精度一般均在 6 級以上。m。因此，行星齒輪傳動現(xiàn)已廣泛地應(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、儀器和儀表等各個方面。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動。在傳動類型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0．97~0．99。再由于在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個行星輪來共同分擔(dān)載荷，從而使得每個齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動．而作為各種機(jī)械傳動系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。x河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4——行星輪 c 的轉(zhuǎn)速，r ／min。 ——角速度，以每秒弧度來衡量的角速度，rad／ s。由于該定軸齒輪傳動是原來行星齒輪傳動的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，故又稱之為準(zhǔn)行星齒輪傳動，如圖 l—l(c)所示。而差動行星齒輪傳動[ 見圖 1(a)] 就是具有三個運(yùn)動基本構(gòu)件的行星齒輪傳動。最小的外齒中心輪 a 又可稱為太陽輪。僅有一個齒圈的行星 c，稱為單齒圈行星輪[見圖 l—1 和圖 1—2(a)]；帶有兩個齒圈的行星輪河南理