行星齿轮机构

行星齿轮机构
行星齿轮机构


      杭州蜗轮加工是齿轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。杭州蜗轮加工的重要配件,蜗轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现,随着生产的发展,齿轮运转的平稳性受到重视。

在轮式工程机械轮边减速器中的行星变速齿轮机构,因其具有结构紧凑、载荷容量大、传动效率高、齿间负荷小、结构刚度好且传动平稳等优点,而广泛应用于各式重型机械的终传动中。在设计过程中,既要保证传递发动机或地面传来的全部扭矩,同时又要保证其结构设计最优,并且进一步节约材料,降低成本,提高机械效率;因而利用数学模型,借助计算机进行优选,在装配和工艺不变的条件下,使其体积最小是具有潜力的选择。

简单了解一下行星齿轮机构

1、基本结构

行星齿轮机构有很多类型,其中最简单的行星齿轮机构是由 1 个太阳轮、1 个齿圈、1 个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的,称为 1 个行星排,如图 1 所示。

行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线,行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上,并同时与太阳轮和齿圈啮合。当行星齿轮机构运转时,空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转,另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转,就像天上行星的运动那样,兼有自转和公转2种运动状态,在行星排中,具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称为行星排的 3 个基本元件。行星齿轮机构作为变速机构,有多个行星齿轮同时传递动力,而且常采用内啮合式,充分利用了齿圈中部的空间,故与普通齿轮变速机构相比,在传递同样功率的条件下,可以大大减小变速机构的尺寸和质量,并可实现同向、同轴减速传动;另外,由于采用常啮合传动,动力不间断,加速性好,且运行可靠。

2、变速原理

由于单排行星齿轮机构有2个自由度,因此它没有固定的传动比,不能直接用于变速传动。为了组成具有一定传动比的传动机构,必须将太阳轮、齿圈和行星架这3个基本元件中的一个加以固定(即使其转速为0,也称为制动),或使其运动受到一定的约束(即让该构件以某一固定的转速旋转),或将某2个基本元件互相连接在一起 (即两者转速相同),使行星排变为只有1个自由度的机构,获得确定的传动比。行星齿轮机构的传动示意,如图 2 所示。设太阳轮的齿数为 zt,行星齿轮的齿数为 zx,齿圈齿数为zq,太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为 nt、nq、nj,并设齿圈与太阳轮的齿数比为 u,即

u = zq/ zt ,(1)

则上式行星齿轮机构的一般运动规律可表达为

nt + α nq-(1+ α ) nj = 0 (2)

由式 (1) 可知,在太阳轮、齿圈和行星架 3 个基本元件中,可任选 2 个分别作为主动件和从动件,而使另一个元件固定不动 (使该元件转速为零) 或使其运动受一定约束 (使该元件的转速为某一定值),则整个轮系即以一定的传动比传递动力。不同的连接和固定方案可得到不同的传动比,3 个基本元件的不同组合可有 6 种不同的组合方案,加上直接挡传动和空挡,共有 8 种组合,相应能获得 5 种不同的传动比。

折叠变速齿轮的加工工艺

折叠齿轮结构设计需注意的几个问题

由于齿轮具有质量、弹性以及加工误差,所以在啮合传动过程中不可避免地存在着反转误差,这种误差是非线性的,而且处于速度控制环之外,影响着位置控制环的稳定性,所以,在设计齿轮传动的结构时,要注意以下几个问题:

1、要有一定的齿轮加工精度。

2、齿轮的转动惯量要尽可能地小。为使驱动装置具有良好的动态特性,设计时要选择刚度大,比重小的齿轮材料。通过齿形加工,转动惯量会更小。

3、由于齿轮的转动惯量值与其直径的四次方成正比,所以,齿轮直径应尽可能地小,尤其是直接安装在电机轴上的齿轮。为了减少转动惯量,可将大齿轮轮幅挖空,以减少齿轮的质量,

4、对于传动比设计,除满足机器装置速度方面的要求外,还要使其达到最佳值,以使负载和惯量方面得到合理地匹配。这对提高系统的精度、效率及动态响应都是重要的

5、为了减少转动惯量,提高负载能力,适当地增加降速齿轮传动级数是必要的,但传动级数不可过多,一般不要超过两级。否则,将导致传动链的精度、刚度及效率都将下降,机械时间常数将变大,这对系统的性能是不利的。











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