19.1 行星齿轮传动的分类与特点
渐开线行星齿轮传动是一种具有动轴线的齿轮传动装置,可用于减速、增速及用于运动的合成与分解的差动装置。
图19-1所示为工业上应用广泛的一种行星齿轮传动的传动简图。从原理上来看,它由四个构件组成:在动轴线上作行星运动的齿轮称为行星轮,用符号g表示,行星轮一般均在二个以上(常用的是2~6个);支承行星齿轮的动轴线构件称行星架(或转臂或称系杆),用符号H表示,行星架是绕主轴线(固定轴线)转动的;其他两个齿轮构件的轴线和主轴线重合,称为中心轮(一个太阳轮、一个内齿圈),用符号K表示,外齿中心轮通常称太阳轮,用符号a表示,内齿中心轮通常称内齿圈,用符号b表示。

图19-1 2K-H(NGW)型行星传动
在行星齿轮传动中的各构件,凡是轴线与定轴线重合,而且承受外力矩的构件称之为基本构件。
行星齿轮传动形式很多,表19-1列举了常用的一些形式。根据其组成的基本构件分可有如下三种基本类型:
1)2K-H(NGW)型:其基本构件为两个中心轮2K和一个行星架H。2K-H型的传动方案也很多,有单级传动、多级传动之分;又有正号机构和负号机构之分。
当把行星架固定时,主、从动轮传动方向相反的机构,称为负号机构,反之为正号机构。
2)3K(NGWN)型:基本构件为三个中心轮,故称为3K型。其行星架H不承受外力矩,仅起支承行星轮的作用。
3)K-H-V(N)型:基本构件为一中心轮K、一个行星架H及一个绕主轴线转动的构件V。
国内也曾以啮合方式命名,如NGW,N—表示内啮合、G—公用齿轮、W—外啮合。
行星齿轮传动与普通齿轮传动相比,具有重量轻、体积小、传动比大及效率高等优点,缺点:结构略复杂一些,制造要求也高一些。行星减速器的重量与体积仅为普通减速器的1/2~1/4。由于行星传动具有一些独特优点,其应用日益广泛。
行星齿轮传动比的求法,常用“行星架固定法”进行求解,其求法如下:
设na、nb、ng及nH分别代表a、b、g轮及行星架H的转速。设想给整个传动以-nH的转速,于是得到行星架固定(相当于定轴轮系)的“转化机构”,转化机构的传动比为

iabH表示a轮主动、b轮从动、H固定的传动比,即iH表示转化机构的传动比,当主动件与从动件转向相同时为正值,转向相反时为负值。
根据给定的条件,通过式(19-1)可求出动轴轮系的传动比。例如,b轮固定,即nb=0(若b轮不固定时将nb代入给定的值),代入式(19-1),得

通过转化机构亦可求得iHag为

当na、nH已知时,用式(19-3)也可求得ng或ng-nH。在计算行星轮轴承的寿命时,需按相对转速ng-nH进行计算。
常用的行星齿轮传动的形式、传动比、效率计算公式及主要特点列于表19-1。
各种行星轮系的传动比计算公式、传动比范围与行星轮个数的关系如表19-2所列。
表19-1 常用的行星传动形式及其主要特点

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注:1.代号意义:N——内啮合、W—外啮合、G—公用齿轮。
2.φH——转化机构中各对齿轮啮合损失系数的总和,φH=∑φi,φi=0.01fΔ。式中:f——齿面间滑动摩擦系数,f=0.05~0.1,齿面跑合好的传动取小值;Δ——与啮合参数有关的系数,对于α=20°不变位和高度变位的直齿圆柱齿轮传动,查图19-6确定,对于啮合角α≠20°的角变位传动,要把由图中查的值再乘以
;对于内啮合传动要乘以
,u是计算的一对齿轮的齿数比
;对于斜齿轮传动要乘以0.8cosβ;对于圆锥齿轮传动,要按当量齿数查图19-6。在3K(NGWN)型中的φHbe=φHeb=φHbg+φHfe。

图19-2 2K-H(NGW及NW)型效率曲线(φH=0.25作出)

图19-3 2K-H(WW)型效率曲线(φH=0.06作出)

图19-4 2K-H(NN)型效率曲线
(f=0.12并考虑行星轮轴承摩擦系数μ=0.006作出)
a)行星轮个数np=1 b)行星轮个数np=3

图19-5 3K(NGWN)型效率曲线(f=0.12,μ=0.006作出)

图19-6 α=20°直齿圆柱齿轮传动与啮合参数有关的系数Δ
表19-2 各种行星轮系的传动比范围及行星轮个数np

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