单排单级行星齿轮机构的传动规律

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

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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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

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

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

齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

第一节齿轮机构的齿廓啮合基本规 律,特点和类型平行轴

垂直轴

交错轴

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

一,齿轮机构的特点和类型(一)平行轴线齿轮传动

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

(二)空间齿轮传动

5

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

齿轮传动的基本要求传动准确和平稳(任意瞬时传动比恒定) 传动准确和平稳(任意瞬时传动比恒定)------由齿 由齿 轮轮廓和制造精度决定. 轮轮廓和制造精度决定. 传动比

ω1 i12 = ω2

承载能力强(足够强度,刚度,耐磨) 承载能力强(足够强度,刚度,耐磨)--------由齿 由齿 轮尺寸,材料和工艺决定. 轮尺寸,材料和工艺决定.

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

二,齿廓啮合基本定律保证两齿廓在公法线n-n 保证两齿廓在公法线 方向不发生分离或相互嵌 接触点k的线速度在公 入,接触点 的线速度在公 法线上的投影应相等. 法线上的投影应相等.即C

υk1 cosαk1 =υk 2 cosαk 2ω1 O2 N 2 O2 P i12 = = = ω 2 O1 N1 O1 P

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特

齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

第一节齿轮机构的齿廓啮合基本规 律,特点和类型平行轴

垂直轴

交错轴

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

一,齿轮机构的特点和类型(一)平行轴线齿轮传动

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

(二)空间齿轮传动

5

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

齿轮传动的基本要求传动准确和平稳(任意瞬时传动比恒定) 传动准确和平稳(任意瞬时传动比恒定)------由齿 由齿 轮轮廓和制造精度决定. 轮轮廓和制造精度决定. 传动比

ω1 i12 = ω2

承载能力强(足够强度,刚度,耐磨) 承载能力强(足够强度,刚度,耐磨)--------由齿 由齿 轮尺寸,材料和工艺决定. 轮尺寸,材料和工艺决定.

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特点和类型

二,齿廓啮合基本定律保证两齿廓在公法线n-n 保证两齿廓在公法线 方向不发生分离或相互嵌 接触点k的线速度在公 入,接触点 的线速度在公 法线上的投影应相等. 法线上的投影应相等.即C

υk1 cosαk1 =υk 2 cosαk 2ω1 O2 N 2 O2 P i12 = = = ω 2 O1 N1 O1 P

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齿轮机构的齿廓啮合基本规律、特

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

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

汽车教研室

第三章 2-2 行星齿轮机械变速机构

(二)辛普森行星齿轮机构的结构 汽车教研室

输出行星支架

后排行星齿轮

OD行星支架

前排行星齿轮

(二)辛普森行星齿轮机构的结构 汽车教研室

连接——是指将行星齿轮变速系统的输入轴与行星 汽车教研室 排中的某个基本元件连接。 相关部件(离合器)

汽车教研室 二.换档执行元件 1.离合器 (1) 作用：传递.连接。 (2) 类型：湿式多片式离合器。 (3) 结构： 主动部分：离合器鼓.钢片等 从动部分：离合器毂.摩擦片等， 压紧机构：油缸.活塞等， 分离机构：回位弹簧等。

汽车教研室

二.换档执行元件 1.离合器 (1) 作用：传递.连接。 (2) 类型：湿式多片式离合器。 (3) 结构： 主动部分：离合器鼓.钢片等 从动部分：离合器毂.摩擦片等， 压紧机构：油缸.活塞等， 分离机构：回位弹簧等。

二.换档执行元件 1.离合器

汽车教研室

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二.换档执行元件 (4)工作原理：

(a) 结合状态

(b)分离状态8

二.换档执行元件 (5)自由间隙 离合器的摩擦片与钢片之间间隙的积累 一般为0.5-2.0mm 根据不同的摩擦片数与钢片数， 间隙大小对结合过程的影响：

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汽车教研室二.换档执行元件 (6).回位弹簧形式