封闭式行星轮系的最佳设计方法

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1、«ib»"94年3月湘潭大学自然科学学报NaturalScienceJournalofXUngtanUniversftyVoj.16No>lMftr.lWi封闭式行星轮系的豪佳设计方法文中逼用直双、简便的基动比三角结构图，通过封闭方式与功率流向关系的分析，提出最隹设计方法，为设计离效、大功率及具有较大传动比的封闭式行星轮系提供了理论依据，对设计以差郦系为合成机构的各种组合机构，也有参考价值.*1*1*>兰动轮坯哲星I逐功無越闭式分类TH1H'封闭式行星轮系是用定轴轮系或行星轮系将差动轮系中任意两基本构件封闭起来，具有一个自由度的混合轮系•

2、起封闭作用的单白由度运动链称为封闭链，若封闭链为连杆机构或凸轮机构，则可组成各种有特殊运动性能的组合机构•由于封闭链与差动轮系并联，传动路线有分支，存在功率流向问题这是动力传动机构中不可忽视的重要问题.然而，一般文献对封闭功率的论述十分抽象，并未涉及其产生原因及克服方法.本文应用差动比三角结构图直观.简明地分析了封闭方式与功率流向的关系,提出了最佳设计方法，为设计高效、大功率及具有较大传动比的封闭式行星轮系提供了理论依据，对设计以差动轮系为合成机构的各种组合机构也很有参考价值.1差动比三角结构图与功率流向差动轮系三个基本构件中，a与b为中

3、心轮，H为系杆•若不计喩合功率损失，在其转化轮系中功率平衡时有Ta(a>4-3“+T认佻-%〉=0或写作转矩之比TD—_鈕一一-Jf在差动轮系中功率之比式中人仇称为差动比，它等于相对传动比与其绝对传动比的比值，表示两构件间传递功率大小之反比・式中的负号衣示一个功率(或转矩〉为输入，另一个则为输出.作者单检：机电系收積日期；1如3・4-08根据式（2〉,差动比之间有如下关系,2：*；“1A：r+AZ.=l⑶（4）<4）各有⑸（1）由同一结点指向其它两结点的两差工、y和2可以足sb和H的任意一种排列，故差动比共有六个.式（3）、三个，称为差动

4、比对称方程组.由对称方程组有可用三角结构图（图1）表示其形与数间的关系.在三角形中，动比之和为其中一个差动比等于1与另一差动比之差。（2）指向同一结点的两差动比之一，等于另一差动比与另外一边反方向差动比之比的负值；该两差动比的倒数和为1.如图1差动比三角第构图（3）同一边上两扌旨向相反的差动比互为倒数，其积为1.<4）必有一边的差动比为负值二其它两边的为正值.相对传动比拧■和封闭链传动比？•円可以宜接用齿数比表示，而1(6)封用链的差动比就等于封闭边内部的差动比，即其它五个差动比便可根娼上述的形数关系®｛序逐一确定.而绝对传动比可根曙式（

5、2）求出，如将匚6=4^-代入，可得伽（8）由式（1）可知，如果某两点间的差动比为负时（如a；H<0,则NMNb>2,表明该两点同时为输入功率或输出功率，其间无功率流过,若该两点用封闭链联捞，刈功率必经封闭链流向另一端，起着功率分流作用.如果某两点间的養动比为正时（如第.>0,则Nb/N°V0）表明该两点一为输入功率，另一个必为输出功那，在差动務系内部功率由输入端流向输出端)这时两点间若有封闭链联接，功率流则在所构成的闭合环路中又由输出端经封闭链流回输入端，形成封闭功率流(见表1〉•用N,表示总输入功率，“侦表示总输出功率，由于不计吩合功

6、率损失，平術时有2封闭方式与分析差动轮系具有运动合成与分解的功能.图2(。〉中，两差动比指向同一结点，表示运动合成.由C10)表明输出运动由分路・•■运动叠加合成，各分:运动等于各输入运动与相应的相对传动比之比•图2(b)中，两差动比由同一结图2运动的合成与分解点.指向其它两结点,表示运动分解.由3久竹=1有知=记*b(ID«i封用方式与运动合成或分解关系封闭方式运动关系封闭输入姐封闭输出境“运动合成成分解关系・运动合成运动分解传动比I)7(B>(C)!hKh一.心.-叶=7F—+(12)(13>(14)(15)表明差动轮系

7、在一定约朿条件下，能将一个输入运动按t匕例分解成两个分路运动，各分路运动等于各输出运动与相应的相对传动比之积•因此，运动传递方向与功率流动方向—致.用封闭链封闭差动轮系的方式有两种，一种是封闭输入端，另•-种足封闭输出端丿在结构上表现为封闭两中心轮，或是封闭一个中心轮与系杆•去掉重复和无实际意义的方案（见图4〉,主要有表1所示的四种方案.与之对应的运动框图如图3所示，它更直接反映封闭式行星轮系四种方案的机构组合关系.图3（6）为反馈组合，其余三种为并联组合.必须指出：<1>表1中方案4与D虽然都能实现功率分流，但由于方案H中则=1-^>b

8、即］將使及与H间的功率流超过N•本身，而流经封闭链的率功率很小，功率分流不均衡，因此方案乂不如方案D.（2）方案®的式（13〉中・号是从输出运动中提取再反送回输入端的运动，它与，Hb输入运动经