单排行星齿轮机构传动原理

精密行星齿轮机构的研究报告

姓名： 王立 学号： 113101000092 任课教师：范元勋

日期：2014年6月16

行星齿轮机构综述

一、行星齿轮机构的定义及工作原理

1定义及工作原理

在齿轮系中，凡具有自转和公转的齿轮，则称为行星齿轮。而行星轮机构有很多类型，在领域内并没有一个专门的严格定义，最简单的行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架和几个行星轮组成的，称为一个行星排。如下图所示：

其他类型的复杂行星齿轮机构多由简单行星齿轮机构结合而成。

太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线，行星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轮（通常多个使用），一方面可以绕自己的轴线旋转，另一方面又可以随行星架一起绕着太阳轮旋转，就象天上的行星运动一样，兼有自转和公转两种运动状态，行星齿轮也由此而得名。在行星排中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈

行星齿轮传动机构的设计

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文章编号：（("")）!""#$"%&’"($"!&*$"(

行星齿轮传动机构的设计

王

旭，付亚平

（呼伦贝尔学院工程分院，内蒙古呼伦贝尔"(!""*）

摘要：渐开线行星齿轮摆环箱由于工作稳定、可靠性高已越来越受到一些生产企业的重视，

从设计原理上对其进行了阐述，并分析了渐开线行星齿轮摆环箱与传统摆环箱相比的优缺点，与原德国引进的技术进行过对比，其性能指标优于其它类型的传动方式。

关键词：行星齿轮；摆环箱；设计中图号：+,!#(-’(.

文献标识码：/

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行星齿轮传动机构的设计

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行星齿轮传动机构的设计

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旭，付亚平

（呼伦贝尔学院工程分院，内蒙古呼伦贝尔"(!""*）

摘要：渐开线行星齿轮摆环箱由于工作稳定、可靠性高已越来越受到一些生产企业的重视，

从设计原理上对其进行了阐述，并分析了渐开线行星齿轮摆环箱与传统摆环箱相比的优缺点，与原德国引进的技术进行过对比，其性能指标优于其它类型的传动方式。

关键词：行星齿轮；摆环箱；设计中图号：+,!#(-’(.

文献标识码：/

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机 械 原 理 及 设 计 (Ⅰ)齿轮机构江苏大学2014年3月15日

第五章 齿轮机构§5-1 齿轮机构的特点与分类§5-2 齿廓啮合基本定律 §5-3 渐开线齿廓及其啮合特性 §5-4 渐开线标准直齿圆柱齿轮 §5-5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 §5-6 渐开线齿廓的加工原理

§5-7 渐开线齿廓的根切及变位修正§5-8 渐开线变位齿轮 §5-9 渐开线直齿圆柱齿轮的传动设计 §5-10 斜齿圆柱齿轮机构 §5-11 蜗杆蜗轮机构 §5-12 圆锥齿轮机构

§5-1 齿轮机构的特点与分类一、齿轮机构的组成

§5-1 齿轮机构的特点 与分类

齿轮机构是现代机 械中应用最广泛的一种 传动机构。 齿轮机构由主动齿 轮、从动齿轮和机架所 组成的高副机构。 齿轮机构是通过一对对轮齿的依次啮合来传 递两轴之间的运动和动力的。

二、齿轮机构的类型根据一对齿轮的传动比是否恒定分：圆形齿轮机构(Circular Gears)——定传动比非圆齿轮机构(Non-circular Gears)——变传动比

圆形齿轮机构

非圆齿轮机构 轮

北京理工大学 机械原理电子教案

第七章第一节 第二节 第三节 第四节

齿轮机构及其设计

齿轮机构的分类及应用 齿廓啮合的基本定律 渐开线齿廓及其啮合特点 渐开线标准直齿圆柱齿轮基本 参数和几何尺寸的计算

第五节

渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合传动HIGH EDUCATION PRESS

《机械原理》

北京理工大学 机械原理电子教案

第七章第 六 节

齿轮机构及其设计

渐开线圆柱齿轮的加工及其根切现象

第 七 节第 八 节 第 九 节 第 十 节 第十一节 第十二节

变位齿轮概念变位齿轮机构的设计 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 交错轴斜齿圆柱齿轮机构 蜗杆传动机构 圆锥齿轮机构HIGH EDUCATION PRESS

《机械原理》

北京理工大学 机械原理电子教案

第一节 齿轮机构的分类及应用

1. 用途及特点

2. 分类

HIGH EDUCATION PRESS

第七章

齿轮机构及其设计

北京理工大学 机械原理电子教案

1. 用途及特点用途: 用来传递空间两任 意轴之间运动和动力

优点：传动准确、平稳、 效率高、功率范围和速度范 围广、使用寿命长。 缺点：制造和安装精度 要求高，成本较高、不宜于 远距离两轴间传动。HIGH EDUCATION PRESS

第七章

齿轮机构及其设计

北京理工大学 机械原理

第六章 齿轮机构及传动

思 考 题

6-1、齿轮传动应满足的基本要求是什么？渐开线是怎样形成的？它具有哪些重要性质？P65-67

6-2、渐开线齿条的齿廓是直线，与其共轭的曲线是什么？P66-67 6-3、齿轮机构保持传动比不变的条件是什么？齿廓啮合基本定律如何用公式表达？P67 6-4、节圆与分度圆、压力角与啮合角有何区别？P71

6-5、渐开线圆柱齿轮正确啮合条件及连续传动的条件各是什么？P70-71

6-6、何谓根切现象？根切对齿轮带来什么影响？标准渐开线直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是多少？P73

6-7、什么是重合度，它的意义是什么？P71

6-8、一对斜齿轮在啮合传动时，齿廓接触线的长度是如何变化的？P86 6-9、在斜齿轮和锥齿轮中引入当量齿轮的目的是什么？ P87,P91

6-10、锥齿轮的标准参数在什么位置？计算强度在什么位置取模数？P91,P94 6-11、与齿轮传动比较，说明蜗轮蜗杆传动的特点和应用范围。P94-95

6-12、为什么在一对齿轮传动中小齿轮的材料和齿面硬度都要高于大齿轮？P85 6-13、为什么要应用轮系？齿轮系有几种类型？试举例说明。P101-102

6-14、定轴轮系中传动比大小应如何计算？怎样

行星齿轮 介绍及原理

行星减速机

构成及意义、特点

行星减速机主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈.

行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速.

相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的 扭矩/体积比,终身免维护等特点.

因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量.

减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关,减速机越大,额定输入转速越小)以上,工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm,特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上.工作温度一般在-25℃到100℃左右,通过改变润滑脂可改变其工作温度. 行星减速机的几个概念:

级数:行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数量,所以2级或3级减速机的长度会有所增加,效率会有所下降.

回程间隙:将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转,使输入端产生额定扭矩+

第五章 齿轮传动

具体内容 齿轮传动特点和分类及设计内容；渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和几何尺寸计算；斜齿圆柱齿轮的基本参数和基本尺寸；直齿圆锥齿轮的几何尺寸；齿轮传动的受力分析和计算载荷；齿轮传动的失效形式和设计准则；齿轮材料和热处理；标准直齿圆柱齿轮的强度计算；标准斜齿圆柱齿轮的强度计算；标准直齿锥齿轮的强度计算；齿轮的结构设计和其他设计保证；齿轮精度、设计参数选择及许用应力。

重点 几何尺寸计算；齿轮传动的失效形式和设计计算准则；齿轮传动的受力分析和计算载荷；标准直齿圆柱齿轮的强度计算；标准斜齿圆柱齿轮的强度计算；标准直齿锥齿轮的强度计算。

难点 齿轮传动的受力分析和计算载荷。

第一节 齿轮传动的特点和分类及设计内容

一、齿轮传动的主要特点

齿轮传动是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动。 其主要优点是：（1）工作可靠，寿命长，寿命可达一二十年或更长；（2）传功效率高，可达99％，是机械传动中最高的；（3）传动比准确稳定，结构紧凑；（4）直径、功率及速度适用范围广；（5）可实行平行轴、任意角相交轴及交错轴之间的传动。

其主要缺点是：（1）制造精度要求高，制造费用大；（2）精度低或在高速运行下时振动和噪声大；（3）不宜用

行星齿轮 介绍及原理

行星减速机

构成及意义、特点

行星减速机主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈.

行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速.

相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的 扭矩/体积比,终身免维护等特点.

因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量.

减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关,减速机越大,额定输入转速越小)以上,工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm,特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上.工作温度一般在-25℃到100℃左右,通过改变润滑脂可改变其工作温度. 行星减速机的几个概念:

级数:行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数量,所以2级或3级减速机的长度会有所增加,效率会有所下降.

回程间隙:将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转,使输入端产生额定扭矩+

例1 已知z1=15，z2=53，z3=56，z4=14，中心距a12= a34=70mm，压力角 α=αn=20°，模数m = m n = 2mm，正常齿。试问：

（1） 如两对齿轮均采用直齿圆柱齿轮，采用何种传动类型，可以满足中

心距a12= a34=70mm，此时啮合角各为多大？ （2） 如轮1、2采用斜齿轮，轮3、4仍采用直齿圆柱齿轮

（a） 轮1，2的螺旋角？ （b） 轮1是否根切？

（c） 轮3、4不发生根切的最小变位系数？

（d） 若为防止根采用变位齿轮，则轮3、4的分度圆齿顶圆齿根圆有

何变化？

解：（1）因为两对齿轮传动的实际中心距为

??a12?a34?70mm而

m2(z1?z2)??15?53??68mm22m2a34?(z3?z4)??56?14??70mm22a12?

所以轮3、4采用标准齿轮传动或高度变位齿轮传动可满足实际中心距的要求。而轮1、2必须采用正传动才可以满足实际中心距的要求。

轮3、4的啮合角为：

?????20?轮1、2的啮合角为：

a68cos???0.94?0.913a?70????24?cos???（2）（a）轮1、2的螺旋角

mn?z1?z2?2cos?m?z?z?2?15?53??cos??n