行星齒輪傳動的設(shè)計計算

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1、行星齒輪傳動的設(shè)計計算張慶波1行星齒輪傳動在機械設(shè)備中已獲得了較廣泛的應(yīng)用，與普通齒輪傳動相比較，它有許多獨特的優(yōu)點，在傳遞動力時可以進行功率分流，由于輸入、輸出軸同軸，使其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。使用實踐證明，行星傳動減速機的重量和體積僅為普通齒輪減速機的1/2~1/6[1]。盡管結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度要求高，但隨著齒輪加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，上述缺點會得到一定程度的解決。行星傳動分類方法有很多，國內(nèi)一般按其嚙合方式進行分類，其中應(yīng)用最廣泛的是NGW型，本文通過一種結(jié)構(gòu)簡單的NGW型行星傳動系統(tǒng)，介紹行星傳動中的一些基本計算原則（見圖1）。行星減速機的主要參數(shù)如下：“轉(zhuǎn)

2、化機構(gòu)法”。其定軸輪系的傳動比為：wa-wHna-nHHiab==wb-wHnb-nHm轉(zhuǎn)化輪系中a到至b各從動輪齒數(shù)連乘積=!-1"轉(zhuǎn)化輪系中a到至b各主動輪齒數(shù)連乘積（1）!!!!!!!!!!!!!!!!!H式中，iab—H固定時a到b的傳動比；wa、wb、wH—分別為太陽輪a、內(nèi)齒圈b和定軸輪等H的角速度(rad/s)；na、nb、nH—分別為太陽輪a、內(nèi)齒圈b和定軸輪系H的轉(zhuǎn)速(rpm)；m—輪系中外嚙合齒輪的對數(shù)。在行星輪系中，wb=0或wa=0，根據(jù)上式可推導(dǎo)出以下通用公式：#=wa電機功率電機轉(zhuǎn)數(shù)行星輪個數(shù)太陽輪齒數(shù)行星輪齒數(shù)內(nèi)齒圈齒數(shù)齒輪模數(shù)H=1-i

3、3kW640r/min32034882.5%i%%aHabwH%$%!!!!!!!!!!（2）wbH%ibH=w=1-iba%%H&式中，i—w=0時a到H傳動比；i—w=0時bbbaHbHH到H傳動比；iba—H固定時b到a轉(zhuǎn)動比。由于該減速機是太陽輪輸入，行星架輸出，內(nèi)齒圈固定，所以按公式可得：傳動比計算1Hi=1-iab=1-88/20=5.4aH通過公式的變形轉(zhuǎn)化可得行星架的轉(zhuǎn)速，對于此減速機，也就是輸出轉(zhuǎn)速由于行星輪系不是繞軸的簡單運動，不能直接用定軸輪系傳動比的求法來計算，而應(yīng)該采用1.一重集團大連設(shè)計研究院有限公司助理工程師，遼寧大連1166003120

4、12年第3期（總147期）yz.js@cfhi.comCFHI摘要：介紹行星齒輪傳動基本參數(shù)的計算方法和設(shè)計原則。關(guān)鍵詞：行星齒輪；傳動比；轉(zhuǎn)速；效率；均載；受力分析；花鍵中圖分類號：TH132.425文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1673-3355（2012）03-0011-03DesignCalculationforPlanetaryGearDriveZhangQingboAbstract:Thecalculationmethodanddesignconceptofthebasicparametersofplanetarygeardrivesarepresentedhe

5、re.Keywords:planetarygear；gearratio；rotationspeed；efficiency；uniformload；forceanalysis；spline一重技術(shù)設(shè)計與計算1—內(nèi)齒輪；2—行星架；3—軸承2；4—軸承3；5—行星輪；6—太陽輪；7—花鍵；8—軸承1。圖1NGW型行星減速機輸入轉(zhuǎn)速——電機轉(zhuǎn)速是已知條件，由此可求出輸出轉(zhuǎn)速nH。naZa+nbZb640×20nH==20+88=118.52r/minZ+Zab式中，Za、Zb—分別為a、b齒數(shù)。行星輪除了繞太陽輪的公轉(zhuǎn)，還有繞行星軸的自轉(zhuǎn)，行星輪的自轉(zhuǎn)速度，也就是行星輪相對

6、于行星架的相對轉(zhuǎn)速，在計算行星輪支撐軸承壽命時是一個非常重要的參數(shù)。根據(jù)下式：行星輪系傳動扭矩計算2在2K-H型周轉(zhuǎn)輪系中，設(shè)作用在中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H三個基本構(gòu)件上的外力矩為Ma、Mb和MH。當(dāng)輪系處于等速運轉(zhuǎn)時，根據(jù)力學(xué)的平衡原理，作用在基本構(gòu)件上的外力矩之和等于零，即waZa=wb!Za+Zb"wcZc（3）ccccccc式中，wc—行星架角速度（rad/s）；Zc—行星架齒數(shù)?？梢酝茖?dǎo)出行星輪相對于行星架的相對轉(zhuǎn)速M+M+M=0ccccccccccc（5）abH用上式確定外力矩的關(guān)系時應(yīng)帶入正負(fù)號?；緲?gòu)件上作用的外力矩與其絕對角速度的乘積（Mw）稱為絕對功率

7、或軸功率。當(dāng)力矩和角速度的方向相同時，其軸功率為正，Mw>0，即為輸入功率（P）A；相反時其軸功率為負(fù)，Mw<0，即為輸出功率（P）B。若對輪系加一公共角速度（-wH），Za!na+nc"1nH=（4）ccccccccccZc1式中，nH—行星輪相對行星架轉(zhuǎn)速（rpm）；nc—行星架的轉(zhuǎn)速（rpm）。將相關(guān)參數(shù)帶入上式可得行星輪相對于行星架的相對轉(zhuǎn)速為H即得該輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)（wH=0）。此時兩個中心輪HH傳遞的功率分別為Mw和Mw，這種功率稱為相abab20!640-118.52"1nH==306.75r/min對功率，它就是相應(yīng)轉(zhuǎn)化機構(gòu)中齒輪嚙合傳