行星齿轮传动的设计计算

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1、行星齿轮传动的设计计算张庆波1行星齿轮传动在机械设备中已获得了较广泛的应用，与普通齿轮传动相比较，它有许多独特的优点，在传递动力时可以进行功率分流，由于输入、输出轴同轴，使其结构紧凑，传动效率高。使用实践证明，行星传动减速机的重量和体积仅为普通齿轮减速机的1/2~1/6[1]。尽管结构较复杂，制造精度要求高，但随着齿轮加工工艺技术的不断发展，上述缺点会得到一定程度的解决。行星传动分类方法有很多，国内一般按其啮合方式进行分类，其中应用最广泛的是NGW型，本文通过一种结构简单的NGW型行星传动系统，介绍行星传动中的一些基本计算原则（见图1）。行星减速机的主要参数如下：“转

2、化机构法”。其定轴轮系的传动比为：wa-wHna-nHHiab==wb-wHnb-nHm转化轮系中a到至b各从动轮齿数连乘积=!-1"转化轮系中a到至b各主动轮齿数连乘积（1）!!!!!!!!!!!!!!!!!H式中，iab—H固定时a到b的传动比；wa、wb、wH—分别为太阳轮a、内齿圈b和定轴轮等H的角速度(rad/s)；na、nb、nH—分别为太阳轮a、内齿圈b和定轴轮系H的转速(rpm)；m—轮系中外啮合齿轮的对数。在行星轮系中，wb=0或wa=0，根据上式可推导出以下通用公式：#=wa电机功率电机转数行星轮个数太阳轮齿数行星轮齿数内齿圈齿数齿轮模数H=1-i

3、3kW640r/min32034882.5%i%%aHabwH%$%!!!!!!!!!!（2）wbH%ibH=w=1-iba%%H&式中，i—w=0时a到H传动比；i—w=0时bbbaHbHH到H传动比；iba—H固定时b到a转动比。由于该减速机是太阳轮输入，行星架输出，内齿圈固定，所以按公式可得：传动比计算1Hi=1-iab=1-88/20=5.4aH通过公式的变形转化可得行星架的转速，对于此减速机，也就是输出转速由于行星轮系不是绕轴的简单运动，不能直接用定轴轮系传动比的求法来计算，而应该采用1.一重集团大连设计研究院有限公司助理工程师，辽宁大连1166003120

4、12年第3期（总147期）yz.js@cfhi.comCFHI摘要：介绍行星齿轮传动基本参数的计算方法和设计原则。关键词：行星齿轮；传动比；转速；效率；均载；受力分析；花键中图分类号：TH132.425文献标识码：B文章编号：1673-3355（2012）03-0011-03DesignCalculationforPlanetaryGearDriveZhangQingboAbstract:Thecalculationmethodanddesignconceptofthebasicparametersofplanetarygeardrivesarepresentedhe

5、re.Keywords:planetarygear；gearratio；rotationspeed；efficiency；uniformload；forceanalysis；spline一重技术设计与计算1—内齿轮；2—行星架；3—轴承2；4—轴承3；5—行星轮；6—太阳轮；7—花键；8—轴承1。图1NGW型行星减速机输入转速——电机转速是已知条件，由此可求出输出转速nH。naZa+nbZb640×20nH==20+88=118.52r/minZ+Zab式中，Za、Zb—分别为a、b齿数。行星轮除了绕太阳轮的公转，还有绕行星轴的自转，行星轮的自转速度，也就是行星轮相对

6、于行星架的相对转速，在计算行星轮支撑轴承寿命时是一个非常重要的参数。根据下式：行星轮系传动扭矩计算2在2K-H型周转轮系中，设作用在中心轮a、b和转臂H三个基本构件上的外力矩为Ma、Mb和MH。当轮系处于等速运转时，根据力学的平衡原理，作用在基本构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—行星架齿数。可以推导出行星轮相对于行星架的相对转速M+M+M=0ccccccccccc（5）abH用上式确定外力矩的关系时应带入正负号。基本构件上作用的外力矩与其绝对角速度的乘积（Mw）称为绝对功率

7、或轴功率。当力矩和角速度的方向相同时，其轴功率为正，Mw>0，即为输入功率（P）A；相反时其轴功率为负，Mw<0，即为输出功率（P）B。若对轮系加一公共角速度（-wH），Za!na+nc"1nH=（4）ccccccccccZc1式中，nH—行星轮相对行星架转速（rpm）；nc—行星架的转速（rpm）。将相关参数带入上式可得行星轮相对于行星架的相对转速为H即得该轮系的转化机构（wH=0）。此时两个中心轮HH传递的功率分别为Mw和Mw，这种功率称为相abab20!640-118.52"1nH==306.75r/min对功率，它就是相应转化机构中齿轮啮合传