【文章內(nèi)容簡介】 間齒輪傳動）。 （ 2）行星齒輪傳動（行星輪系） 當齒輪系運轉(zhuǎn)時，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個作行星運動的齒輪，則稱該齒輪傳動為行星齒輪傳動，即行星輪系。 行星機構(gòu)的類型選擇 行星機構(gòu)的類型及特點 行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比較，它具有許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動的主 要特點如下： （ 1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動的 51~21 （即在承受相同的載荷條件下）。 （ 2）傳動效率高 。 在傳動類型選擇恰當、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達 ~0， 99。 （ 3）傳動比較大 。 可以實現(xiàn)運動的合成與分解。只要適當選擇行星齒輪傳動的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個齒輪而獲得很大的傳動比。. . 在僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動中，其傳動比可達到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動在其傳動比很大時，仍然可保持 結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點。 （ 4）運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強。由于采用了數(shù)個結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動的運動平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動的能力較強，工作較可靠。 最常見的行星齒輪傳動機構(gòu)是 NGW 型行星傳動機構(gòu)。行星齒輪傳動的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同分有 NGW、 NW、 NN、WW、 NGWN 和 N 等類型。按基本結(jié)構(gòu)的組成情況不同有 2ZX、 3Z、 ZXV、ZX 等類型。 行星齒輪傳動最顯著的 特點是：在傳遞動力時它可進行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機械傳動系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要變速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，表 11 列出了常用行星齒輪傳動的型式及特點： 表 11 常用行星齒輪傳動的傳動類型及其特點 傳動 形式 簡圖 性能參數(shù) 特點 傳動比 效率 最大功率 /kW NGW（ 2ZX 負號機構(gòu)） BAXi =3~ 推薦 ~9 ~ 不限 效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳遞公路范圍大，軸向尺寸小，可用于各個. . 工作條件，在機械傳動中應(yīng)用最廣。單級傳動比范圍較小，耳機和三級傳動均廣泛應(yīng)用 NW（ 2ZX負號機構(gòu)） BAXi =1~50推薦 7~21 效率高 ，徑向尺寸比 NGW 型小，傳動比范圍較 NGW 型大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、安裝較復(fù)雜，故 | BAXi |? 7時不宜采用 NN（ 2ZX負號機構(gòu)） 推薦值： BXEi =8~30 效率較低，一般為～ ? 40 傳動比打，效率較低，適用于短期工作傳動。當行星架X 從動時，傳動比| i |大于某一值后，機構(gòu)將發(fā)生自鎖 WW（ 2ZX負號機構(gòu)） BXAi =~數(shù)千 | BXAi |=~5 時，效率可達~ ，i 5 以后 .隨 | i |增加徒降 ? 20 傳動比范圍大，但外形尺寸及重量較大，效率很低， 制造困難，一般不用與動力傳動。運動精度低也不用于分度機構(gòu)。當行星架X 從動時， |i |從某一數(shù)值起會發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動比取值為. . XABi =~3，最佳值為 2，此時效率可達 NGW（ Ⅰ ）型（ 3Z） 小功率傳動BAEi ? 500；推薦：BAEi =20~100 ~ 隨BAEi 增加而下降 短期工作? 120 ，長期工作 ? 10 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動比范圍大，但效率低于 NGW 型，工藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪A 輸出，當 |i |大于某一數(shù)值時會發(fā)生自鎖 NGWN（ Ⅱ ）型（ 3Z） BAEi =60~500 推薦：BAEi =64~300 ~隨 bAEi 增加而下降 短期工作? 120 ，長期工作 ? 10 結(jié)構(gòu)更緊湊，制造，安裝比上列 Ⅰ 型傳動方便。由于采用單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動自鎖情況同上 確定行星齒輪傳動類型 根據(jù)設(shè)計要求： 連續(xù)運轉(zhuǎn)、傳動比小、結(jié)構(gòu)緊湊和外廓尺寸較小。根據(jù)表 11 中傳動類型的工作特點可知， 2ZX(A)型效率高，體積小，機構(gòu)簡單，制造方便。適用于任何工況下的大小功率的傳動，且廣泛地應(yīng)用于動力及輔助傳動中，工作制度不限。本設(shè)計選用 2ZX(A)型行星傳動較合理，其傳動簡圖如圖 11 所示 。 . . 圖 11 減速器設(shè)計方案（單級 NGW—2ZX(A)型行星齒輪傳動） 擬定的設(shè)計方案如下圖： 圖 22 減速器整體裝配圖 . . 第 2 章 齒輪的設(shè)計計算 配齒計算 確定各齒輪的齒數(shù) 據(jù) 2ZX(A)型行星傳動的傳動比 pi 值和按其配齒計算（見參考文獻 [1]）公式（ 327） ~公式（ 333）可求得內(nèi)齒輪 b 和行星輪 c 的齒數(shù) bz 和 cz 。現(xiàn)考慮到行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，故選擇中心輪 a 的齒數(shù) az =17 和行星輪 pn =3. 根據(jù)內(nèi)齒輪 apb ziz )1( ?? ??? ）（bz = 對內(nèi)齒輪齒數(shù)進行圓整，同時考慮到安裝條件，取 79?bz ，此時實際的 p 值與給定的 p 值稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差的范圍內(nèi)。 實際傳動比為 abzzi ??1 = ? 其傳動比誤差 ?????ppi iii =% 由于外嚙合采用角度變位的傳動， 行星輪 c 的齒數(shù) cz 應(yīng)按如下公式計算，即 cabc zzzz ???? 239。 因為 62?? ab zz 為偶數(shù)，故取齒數(shù)修正量為 1???cz 。此時，通過角變位后，既不增大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善 ac 嚙合齒輪副的傳動性能。故 cz = 30121779 ? 在考慮到安裝條件為 . . 322 ??? Czz ba （整數(shù)） 初算中心距和模數(shù) 1. 齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪材料為 20GrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57~ 61HRC。 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限 limH? =1591Mpa。 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽輪 limF? =485Mpa。 行星輪 limF? =485? = (對稱載荷 )。齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為 6 級。 內(nèi)齒圈材料為 38GrMoAlA，淡化處理，表面硬度為 973HV。 試驗齒輪的接觸疲勞極限 limH? =1282Mpa 驗齒輪的彎曲疲勞極限 limF? =370MPa 齒形的終加工為插齒，精度為 7 級。 2. 減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速 2n 由 i=21nn 得 2n = in1 = minr = minr 3. 載荷不均衡系數(shù) PK 采用太陽輪浮動的均載機構(gòu)，取 ??PP FH KK。 4. 齒輪模數(shù) m 和中心 距 a 首先計算太陽輪分度圓直徑 ： 3 lim21a 1d uukkkTK HdHHPAtd ?? ??? 式中 ： u一齒數(shù)比為 ? AK 一使用系數(shù)為 ； . . tdK 一算式系數(shù)為 768； ?HK 一綜合系數(shù)為 2； 1T 一太陽輪單個齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。 ??ppa nnPnTT111 954 9?? = 98 10 003 12 095 49 ??? mN? =376 mN? 其中 ?—高速級行星齒輪傳動效率，取 ? = d? —齒寬系數(shù)暫取 adb = limH? =1450Mpa 代 入 3 l i m21a 1d uukkkTK HdHHPAtd ?? ??? 3 2a )(159 ??? ????? = 模數(shù) m= ??aazd 取 m=5 則 mmzzmaga )3017(521)(210 ?????? = 取 mma ? 齒寬 ?????? db d? 取 mmb 62? 幾何尺寸計算 1. 計算變位系數(shù) (1) ac 傳動 嚙合角 ac? . . 因 ?20c os osc os 0 ?? ?? aaac = 所以 ac? = “‘ 543920? 變位系數(shù)和 ? ?? 2t a n)( invinvzzx acca ???? =（ 17+30） ???? 20tan2 20543920 39。 invinv ? = 圖 21 選擇變位系數(shù)線圖 中心距變動系數(shù) y y= 5 20 ???maa =1 齒頂降低系數(shù) y? . . ?????? ? yxy 分配邊位系 數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 21 中心距變動系數(shù) y y=5 20 ???maa=1 齒頂降低系數(shù) y? ?????? ? yxy 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 21 得到邊位系數(shù) ?ax 則 5 9 4 9 4 ???? ? ac xxx (2) cb 傳動 由于內(nèi)嚙合的兩個齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有 0???? bc xxx 從而 ???? cb xx 且 aa?39。 ???39。 0?y 0??y 2. 幾何尺寸計算結(jié)果 對于單級的 2ZX(A)型的行星齒輪傳動按公式進行幾何尺寸的計算，各齒輪 副的計算結(jié)果如下表： 表 31 各齒輪副的幾何尺寸的計算結(jié)果 項目 計算公式 ac 齒輪副 bc 齒輪副 分 度 圓直徑 d 111 zmd ? 222 zmd ? 851751 ???d 1503052 ???d 1501?d 3957952 ???d 基 圓 直徑 bd ?cos11 ddb ? ?cos22 ddb ? o s851 ??? ?bd 4 020c o s1 5 02 ??? ?bd 951401 ?bd 7 120c o s3 9 52 ??? ?bd 外嚙)(211 yxhmdd aaa ????? ?)(222 yxhmdd caa ????? ? ?ad ?d . . 齒 頂 圓直徑 ad 合 內(nèi)嚙合 )(2 *11 yxhmdd caa ?????)(222 yxhmdd baa ????? ? ?ad ?ad 齒 根 圓直徑 fd 外嚙合 )(2 **11 aaf xchmdd ???? )(2 *22 caf xchmdd ???? ? ?fd ?fd 內(nèi)嚙合 )(2 *11 caf xchmdd ???? ? )(222 baf xchmdd ???? ?? ?fd ?fd 注：齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪 — 1??ah ， 內(nèi)齒輪 — ??ah ； 頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪 — ??c 裝配條件驗算 對于所設(shè)計的單級 2ZX(A)型的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下裝配條件 鄰接條件 按公式驗算其鄰接條件，即 pacac nad?sin2 3