单排行星齿轮结构和工作原理

当齿轮系运转时,如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定,而绕着其他齿轮的几何轴线旋转,即在该齿轮系中,至少具有一个作行星运动的齿轮 。这样的齿轮传动称为行星传动 。

行星齿轮传动特点 行星齿轮传动的优点:
(1)体积小,质量小;
(2)结构紧凑,承载能力大;
(3)传动效率高;
(4)传动比大;
(5)运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 。
行星齿轮传动的缺点:
(1)材料优质、结构复杂;
(2)制造和安装困难;
(3)造价高 。
行星机构构成 最简单的行星机构由太阳轮t、齿圈q、行星架j和行星轮x组成
单排行星齿轮机构工作原理简单(单排)的行星齿轮机构是变速机构的基础,通常自动变速器的变速机构都由两排或三排以上行星齿轮机构组成 。简单行星齿轮机构包括一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈,其中行星齿轮由行星架的固定轴支承,允许行星轮在支承轴上转动 。行星齿轮和相邻的太阳轮、齿圈总是处于常啮合状态,通常都采用斜齿轮以提高工作的平稳性(如图9.l所示) 。图9.2表示了简单行星齿轮机构,位于行星齿轮机构中心的是太阳轮,太阳轮和行星轮常啮合,两个外齿轮啮合旋转方向相反 。正如太阳位于太阳系的中心一样,太阳轮也因其位置而得名 。行星轮除了可以绕行星架支承轴旋转外,在有些工况下,还会在行星架的带动下,围绕太阳轮的中心轴线旋转,这就像地球的自转和绕着太阳的公转一样,当出现这种情况时,就称为行星齿轮机构作用的传动方式 。在整个行星齿轮机构中,如行星轮的自转存在,而行星架则固定不动,这种方式类似平行轴式的传动称为定轴传动 。齿圈是内齿轮,它和行星轮常啮合,是内齿和外齿轮啮合,两者间旋转方向相 。行星齿轮的个数取决于变速器的设计负荷,通常有三个或四个,个数愈多承担负荷愈大 。
简单的行星齿轮机构通常称为三构件机构,三个构件分别指太阳轮、行星架和齿圈 。这三构件如果要确定相互间的运动关系,一般情况下首先需要固定其中的一个构件,然后确定谁是主动件,并确定主动件的转速和旋转方向,结果被动件的转速、旋转方向就确定了 。下面分别讨论三种情况 。
①见图9.3(a),齿圈固定,太阳轮为主动件且顺时针转动,而行星架则为被动件 。太阳轮顺时针转动,则行星轮应为逆时针转动,但由于齿圈固定,因此行星轮要逆时针转动只有行星架同时实现顺时针转动方可实现,结果行星轮不仅存在逆时针自转,并且在行星架的带动下,绕太阳轮中心轴线顺时针公转 。在这种状态下,就出现了行星齿轮机构作用的传动方式,而且被动件行星架的旋转方向与主动件同方向 。在这里,太阳轮是主动件而且是小齿轮,被动件行星架没有具体齿数的传动关系,因此定义行星架的当量齿数等于太阳轮和齿圈齿数之和 。这样,太阳轮带动行星架转动仍属于小齿轮带动最大的齿轮,是一种减速运动且有最大的传动比 。②见图9.3(b),太阳轮固定,行星架为主动件且顺时针转动,齿圈为被动件 。当行星架顺时转动时,势必造成行星轮的顺时针转动,结果行星轮带动齿圈顺时针转动 。在这里,主动件行星架的旋转方向和被动件齿圈相同 。由于行星架是一个当量齿数最大齿轮,因此被动的齿圈以增速的方式输出,两者间传动比小于1 。
③见图9.3(c),行星架固定,太阳轮为主动件且顺时针转动,而齿圈则作为被动件 。由于行星架被固定,则机构就属于定轴传动,太阳轮顺时针转动,行星轮则逆时针转动,而行星轮又带齿圈同方向转动,结果齿圈的旋转方向和太阳轮相反 。在定轴传动中,行星轮起了过渡轮的作用,改变了被动件齿圈的旋向 。

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