行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 原理及應(yīng)用分析

行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律原理及應(yīng)用分析行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律原理及應(yīng)用分析行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律原理及應(yīng)用分析資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律原理及應(yīng)用分析版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律原理及應(yīng)用分析類型：轉(zhuǎn)載來(lái)源：濟(jì)民工貿(mào)的博客作者：齊兵責(zé)任編輯：李笛發(fā)布時(shí)間：2009年06月11日

我們熟知的齒輪絕大部分都是轉(zhuǎn)動(dòng)軸線固定的齒輪。例如機(jī)械式鐘表、普通機(jī)械式變速箱、減速器，上面所有的齒輪盡管都在做轉(zhuǎn)動(dòng)，但是它們的轉(zhuǎn)動(dòng)中心（與圓心位置重合）往往通過(guò)軸承安裝在機(jī)殼上，因此，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)軸都是相對(duì)機(jī)殼固定的，因而也被稱為"定軸齒輪"。

有定必有動(dòng)，對(duì)應(yīng)地，有一類不那么為人熟知的稱為"行星齒輪"的齒輪，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是不固定的，而是安裝在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的支架（藍(lán)色）上（圖中黑色部分是殼體，黃色表示軸承）。行星齒輪（綠色）除了能象定軸齒輪那樣圍繞著自己的轉(zhuǎn)動(dòng)軸（B-B）轉(zhuǎn)動(dòng)之外，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)軸還隨著藍(lán)色的支架（稱為行星架）繞其它齒輪的軸線（A-A）轉(zhuǎn)動(dòng)。繞自己軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為"自轉(zhuǎn)"，繞其它齒輪軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為"公轉(zhuǎn)"，就象太陽(yáng)系中的行星那樣，因此得名。

也如太陽(yáng)系一樣，成為行星齒輪公轉(zhuǎn)中心的那些軸線固定的齒輪被稱為"太陽(yáng)輪"，如圖中紅色的齒輪。在一個(gè)行星齒輪上、或者在兩個(gè)互相固連的行星齒輪上通常有兩個(gè)嚙合點(diǎn)，分別與兩個(gè)太陽(yáng)輪發(fā)生關(guān)系。如右圖中，灰色的內(nèi)齒輪軸線與紅色的外齒輪軸線重合，也是太陽(yáng)輪。

軸線固定的齒輪傳動(dòng)原理很簡(jiǎn)單，在一對(duì)互相嚙合的齒輪中，有一個(gè)齒輪作為主動(dòng)輪，動(dòng)力從它那里傳入，另一個(gè)齒輪作為從動(dòng)輪，動(dòng)力從它往外輸出。也有的齒輪僅作為中轉(zhuǎn)站，一邊與主動(dòng)輪嚙合，另一邊與從動(dòng)輪嚙合，動(dòng)力從它那里通過(guò)。

在包含行星齒輪的齒輪系統(tǒng)中，情形就不同了。由于存在行星架，也就是說(shuō)，可以有三條轉(zhuǎn)動(dòng)軸允許動(dòng)力輸入/輸出，還可以用離合器或制動(dòng)器之類的手段，在需要的時(shí)候限制其中一條軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，剩下兩條軸進(jìn)行傳動(dòng)，這樣一來(lái)，互相嚙合的齒輪之間的關(guān)系就可以有多種組合：

單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成為例●

(1)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律

設(shè)太陽(yáng)輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2和n3，齒數(shù)分別為Z1、Z2、Z3；齒圈與太陽(yáng)輪的齒數(shù)比為α。則根據(jù)能量守恒定律，由作用在該機(jī)構(gòu)各元件上的力矩和結(jié)構(gòu)參數(shù)可導(dǎo)出表示單排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性方程式：

n1+αn2-(1+α)n3=0和Z1+Z2=Z3●

（2）行星齒輪機(jī)構(gòu)各種運(yùn)動(dòng)情況分析

由上式可看出，由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，在太陽(yáng)輪、齒圈和行星架這三個(gè)基本構(gòu)件中，任選兩個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件，而使另一元件固定不動(dòng)(即使該元件轉(zhuǎn)速為0)，或使其運(yùn)動(dòng)受一定的約束(即該元件的轉(zhuǎn)速為某定值)，則機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度，整個(gè)輪系以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力。下面分別討論各種情況。行星齒輪機(jī)構(gòu)各種運(yùn)動(dòng)情況分析固定件主動(dòng)件從動(dòng)件轉(zhuǎn)速成轉(zhuǎn)向太陽(yáng)輪行星架齒圈增速同向太陽(yáng)輪齒圈行星架減速同向齒圈行星架太陽(yáng)輪增速同向齒圈太陽(yáng)輪行星架減速同向行星架齒圈太陽(yáng)輪增速反向行星架太陽(yáng)輪齒圈減速反向

下面的FLASH動(dòng)畫(huà)左上角的幾個(gè)按鈕是控制鍵，大家有興趣可以點(diǎn)擊看一下其工作狀態(tài)。因行星架沒(méi)有標(biāo)出所以需要先讀懂前面的解釋。

在n3=n1或n2=n3時(shí)，同時(shí)可得n1=n2=n3。故，若使三元件中的任何兩個(gè)元件連成一體旋轉(zhuǎn)，則第三元件轉(zhuǎn)速必與二者轉(zhuǎn)速相等，即行星排按直接擋傳動(dòng)，傳動(dòng)比i=1。

當(dāng)所有元件都不