行星齒輪外文翻譯

HENANINSTITUTEOFENGINEERING文獻(xiàn)翻譯題 目 行星齒輪 學(xué)生姓名 蘇許昌 專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化學(xué) 號 0708071021 系（部） 機械工程系 指導(dǎo)教師（職稱）畢建平 完成時間 2011年3月2日行星齒輪GearsinMesh概要GearsinMesh田宮減速器周轉(zhuǎn)輪系其他周轉(zhuǎn)輪系參考文獻(xiàn)1.概要Tamiya行星齒輪箱是由一個小型直流電機驅(qū)動，直流電機電壓為3.0V、電流1.0A,轉(zhuǎn)速為10,500r/min。最大速比為1:400，輸出轉(zhuǎn)速大約26r/min。本減速機提供了四組傳動比，兩個1:4和兩個1:5,可選擇任何組合方式.它不但能夠很好驅(qū)動小型機械，而且采用了行星傳動.這種齒輪箱由于采用了完美的塑料外形設(shè)計，能夠在一個小時內(nèi)用很少的工具完成裝配。本裝置的詳細(xì)信息見參考文獻(xiàn)。首先，讓我們回顧一下齒輪箱的基本結(jié)構(gòu)，以及行星齒輪系。2.行星齒輪系一對相互嚙合的圓柱直齒輪在圖中用他們的節(jié)圓代替，二者在節(jié)點P處相切.相嚙合的輪齒超出節(jié)圓延伸到另一個齒輪的齒根處，他們之間的間隙為節(jié)圓到齒根的距離。如果兩個節(jié)圓半徑分別為a和b，那么兩輪的中心距為a+b。為了保證在齒輪運動過程中，一個齒輪繞另一個齒輪做純滾動，并且齒輪的瞬時傳動比穩(wěn)定，輪齒必須做成一定的形狀.這就意味著壓力線垂直于齒面，并且通過節(jié)圓嚙合點。這樣能量就可以有效傳遞而且適合于高速傳動。講述了齒輪箱的基本原理之后，在這里我們暫不對齒輪作深入探討。

如果齒輪a有N個輪齒，那么各個齒嚙合點之間的齒距為2a：n，就是所謂的齒距。如果兩個齒輪要嚙合，那么它們的齒距必須相等。節(jié)點間距通常為2a/N,就是所謂的模數(shù)。如果要計算齒輪上的齒數(shù)，那么齒數(shù)就等于節(jié)圓直徑乘以這個模數(shù)。如果你知道兩個齒輪的齒距，那么就可以算出兩個齒輪之間的中心距。一對齒輪的傳動比等于被動輪的節(jié)圓半徑除以主動輪的節(jié)圓半徑。根據(jù)節(jié)圓的旋轉(zhuǎn)，i=-a/b=-N1/N2,由于節(jié)圓半徑之比等于齒輪齒數(shù)之比。齒輪的角速度可以用rad/min，或r/min以及任何相類似的元素來表示。如果我們設(shè)定一個旋向為正，那么其相反方向為負(fù)。這就是在公式前面加（-）的原因。如果一個齒輪是內(nèi)齒輪（輪齒在內(nèi)部），且其速比為正，則兩齒輪的旋向相同。通常的漸開線齒輪的齒形可以做變位齒輪，所以即使這對齒輪中心距不精確仍然可以很好的嚙合。齒輪速比不取決于其軸線的準(zhǔn)確間距，但是取決于兩輪齒數(shù)或者節(jié)圓半徑。少量增大齒輪中心距，理論上可以使齒輪更好嚙合。另一方面，齒頂間隙也增加，使其在其它方面的應(yīng)用能力有所下降。一個行星齒輪系由一個可以繞中心軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臂和中心軸，以及太陽輪和行星輪組成。行星架可以作為輸入構(gòu)件也可以作為輸出構(gòu)件，并且可以固定也可以浮動。中心輪可以是太陽輪也可以是有內(nèi)齒輪。一個非常簡單但卻很典型的行星輪系，就是左圖行星輪系。行星輪系應(yīng)用于機械傳動的原因：它們可以被看作是齒輪運動的的模型。太陽輪、轉(zhuǎn)臂、行星架，均可以作為輸入或輸出構(gòu)件。如果轉(zhuǎn)臂固定，那么就不可以浮動，我們就有了一個簡單的三行星齒輪聯(lián)動機構(gòu)。則氣/氣二-N/N，n/n=+N/N，和n/n=-N/N。這很簡1 2 3 2 2 3 3 1 1 3單，不容易迷惑。如果轉(zhuǎn)臂允許浮動，求出傳動比就比較類似普通的運算。嘗試這種計算：如果你能做到，你值得驕傲和自豪。它并不是不能，只是轉(zhuǎn)化問題。然而，有一個很簡單的方法可以很容易的求出結(jié)果。首先，我們把齒輪系固定，那么它將是一個剛性的組件，包括轉(zhuǎn)臂等所有零件。所有的三個齒輪轉(zhuǎn)臂將有一個相同的傳動比。第一個數(shù)字是轉(zhuǎn)臂速度，第二個數(shù)字是太陽輪的轉(zhuǎn)速，因此，他們之間速比是N1/(N1+N3),再用這個結(jié)果乘以N3。這就是我們所求的田宮變速器的速比，在天宮減速器中，內(nèi)齒圈不會轉(zhuǎn)動，太陽輪輸入，轉(zhuǎn)臂速度則是輸出值。這個計算過程通用，可以在任何行星傳動中使用。田宮行星減速器，齒輪傳動系統(tǒng)組合方式有N1=N2=16,N3=48,以及N1=12,N2=18,N3=48.因為行星齒輪必須剛好位于太陽輪和內(nèi)齒圈之間，N3=2N1+N2這個條件必須得到滿足。事實上，這個條件滿足同心條件。第一個組合的速度比將是16/(48+16)=1/4。第二個組合的速度比將是12/(48+12)=1/5.可以看到的是太陽輪和轉(zhuǎn)臂旋向相同。求解行星齒輪系的最佳方法是列表法，是因為這種方法不包含像式一樣的隱藏條件，要求應(yīng)用矢量法進(jìn)行計算。第一步隔離行星輪系，從行星輪系中分離出齒輪輪系的輸入端和輸出端，利用行星輪系求出輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在畫出兩行關(guān)于轉(zhuǎn)速或者角速度的圖表。第一行對應(yīng)于圍繞行星軸旋轉(zhuǎn)一次產(chǎn)生的參數(shù)，記下第二行，其中假定速度為零，使用已知的齒數(shù)比。你要求的是上述兩行組成的一個線性組合，再加上未知乘數(shù)x和y。把輸入的齒輪值相加，根據(jù)已知的輸入速度，同時得到兩個關(guān)于x和y的兩種線性方程組?，F(xiàn)在，把這兩行數(shù)值相加的和乘以其各自的乘數(shù)，就得了相關(guān)的齒輪的速度。最后，借助輸出齒輪傳動計算出輸出速度。參考已經(jīng)選擇的正方向，務(wù)必使其旋轉(zhuǎn)方向正確。3.田宮減速箱這種零件最好在機床上采用電火花線切割和沖孔技術(shù)加工。也可以用夏普刀除去多余的塑料齒片。按操作說明，小心的去除多余的塑料。詳細(xì)閱讀說明書，確保是按照最正確的方式或者相對正確的方法安裝。變速箱可以以很小的壓力輕松的組合成一個整體。應(yīng)該注意的是灰色的那個齒輪必須以正確的相對位置進(jìn)行配合。那個4mm厚的墊圈是減速器附件中帶的。較小的墊反向裝在軸上，輸出軸是金屬的。使用長鼻鉗將小墊圈壓入大點券的卡槽處。有張圖片說明了具體的操作方法工具箱中有一個好的安裝工具。三個支撐腳用來承載行星齒輪，并被它們的驅(qū)動。現(xiàn)在按照需要組裝變速箱。我應(yīng)用了全部4個單元，確保在與電機相鄰的末端安裝一個1:5的組合。因此，我需要長的螺栓。把最后的速比為1:5的單元牢固的安裝在電機軸端，越遠(yuǎn)越好。如果沒有安裝正確，電機上的夾子將不會鎖緊。這可能是一個好方法，把這個齒輪一些潤滑劑從管與試劑盒中。如果您使用不同的潤滑油，測試它的塑料片，從工具包，以確保它是兼容第一。干燥的石墨潤滑劑性能也很好。它可以傳遞到最后一個組合，這是一中耐高溫的最好的潤滑劑。相關(guān)的解說闡述了如何裝配轉(zhuǎn)臂，并且給出了一些齒輪箱的使用說明。我還有一個彈性軸，而且還有兩個3mm的厚的墊圈。如果你有一些小墊圈，你可以用它們來把這個齒輪箱裝配起來。如果輸出轉(zhuǎn)矩足夠大（大于6KN?m）就會損壞一些東西，所以應(yīng)該保證輸出軸浮動旋轉(zhuǎn)。我在標(biāo)準(zhǔn)實驗室用的是可以調(diào)壓，可以限制電流的直流電，不過十電池的效果也很好。輸出1A的電流對D型電池來說已經(jīng)夠高了，所以提供一個可控的電源是非常重要的。說明書中建議最好不要超過4.5V。有400:1的減速比，無論輸出轉(zhuǎn)矩多大，電機應(yīng)該都能正常轉(zhuǎn)動。我的齒輪箱第一次測試的時候運行良好。我用秒表測了一下輸出轉(zhuǎn)速，結(jié)果是47秒轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)，或者說是25.5r/min。這符合電動機10,200的轉(zhuǎn)速，與說明書的介紹也很接近。很容易把另一級齒輪箱與它連接起來（需要的零部件都有），能得到4r/h的轉(zhuǎn)速。然而另一個齒輪箱可以產(chǎn)生4天轉(zhuǎn)動一圈的速比。這是一個設(shè)計優(yōu)秀的設(shè)備，我強烈推薦它。4.其他行星齒輪系一個非常有名的行星輪系就是1781年申請專利的瓦特行星輪系，它通過一個可以互換的曲柄機構(gòu)，把蒸汽機的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運動。它由威廉?默多克發(fā)明。曲柄機構(gòu)在當(dāng)時是有專利的，然而瓦特當(dāng)時作為王室成員，他不想交專利保護(hù)費。一次偶然的事情，他在輸出機構(gòu)中增加了一個1:2的速比。然而，它專利保護(hù)費比曲柄機構(gòu)的價值更高，以至于在專利保護(hù)期結(jié)束之前都很少使用，只能看著維基百科雜志興奮。行星架輸入，行星輪與太陽輪相嚙合，二者參數(shù)相同。通過把行星輪固定在連接軸上，防止它的旋轉(zhuǎn)。它擺動較小，但是每一圈都會到原始位置。利用解析法來分析上圖，第一條線是1:1:1，第一位表示轉(zhuǎn)臂，第二位表示行星輪，第三位表示太陽輪。

第二條線是0：-1：1,轉(zhuǎn)向相反。此外，我們得到1:0:2，意思是說轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)一圈（發(fā)動機運動一個行程）太陽輪轉(zhuǎn)動兩圈。我們可以用太陽輪和行星輪來闡述一下用速率來分析行星齒輪系的另一種方法。這種方法比圖解法更令人滿意，而且能更清晰表達(dá)出齒輪系的工作原理。在右邊的圖表中，A和O分別表示行星輪和太陽輪的中心。我們假定A以角速度七繞O順時針轉(zhuǎn)動。在圖示位置，給它一個2^1的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在行星輪不轉(zhuǎn)，所以它上面的所有點都和A的轉(zhuǎn)速相同。包括節(jié)點P,以及太陽輪上的節(jié)點都以角速度o2繞固定軸O旋轉(zhuǎn)。因此%=2氣，和圖解法得到的結(jié)果相同。左圖中用速度求解法展示了行星輪的傳動。假設(shè)太陽輪和行星輪尺寸相等（二級減速器），內(nèi)齒圈直徑為6,太陽輪固定，所以節(jié)點P也是固定的，A點的速率為轉(zhuǎn)臂速率的兩倍。由于P點固定，所以P點速率必須是A點轉(zhuǎn)速的兩倍，或者是轉(zhuǎn)臂速率的4倍。然而，P點速率等于內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速的3倍，所以3o=4o。如果轉(zhuǎn)臂輸出，則速比為3:4，內(nèi)齒圈輸入時速比為4:3。propellershaftDifferential-right■■■wheel一個三擋的自行車轂也許包含了兩個行星輪系（實際上，通常包含兩個），內(nèi)齒圈銜接。第一級輪系是后面鏈輪到轉(zhuǎn)臂的輸入，輸出是第二個鏈輪到轉(zhuǎn)臂的傳動。把一個太陽輪或者兩個全部固定在軸上，或者太陽輪和轉(zhuǎn)臂連接在一起，中心軸浮動，都可以得到1:1的速比。這三個齒輪組合成高擋：3:4,輸出輪系鎖??；中擋1:1，兩組輪系都鎖?。坏蛽?:3,輸出輪系鎖住。當(dāng)然，這只是一種可行性方案，還有很多種組合已經(jīng)設(shè)計出來了。行星輪的周轉(zhuǎn)運動由Sturmey-Archer于1903年提出。這種應(yīng)用廣泛的AW型輪系能提供我們所需要的任何速比。propellershaftDifferential-right■■■wheelIleft——wheel 鏈?zhǔn)狡鹬貦C用到了行星輪系。內(nèi)齒圈固定，其作為箱體的一部分。太陽輪輸入，行星架輸出。太陽輪和行星輪不同的直徑可組合成很大的傳動比。福特Ileft——wheel 1:1。底板上有三個踏板：低、中、高，反向，剎車。手動停止適用于左手，踏板中立。啟動按鈕和油門是在方向盤位置。在左側(cè)插圖中展示的自動變速機構(gòu)是一個錐齒輪行星齒輪系。小齒輪帶動內(nèi)齒圈(差動輪系)自由轉(zhuǎn)動，帶動中間輪。一個行星輪就可以了，但多幾個可以使載荷更加均勻。一般的行星輪系，內(nèi)齒圈和行星架對應(yīng)于機箱固定，太陽輪和行星輪組成通常傳動鏈。行星齒輪傳動側(cè)的半車軸，對應(yīng)太陽輪和內(nèi)齒圈，是輸出齒輪。當(dāng)兩個半軸旋轉(zhuǎn)的速度相同時，剎車軸不轉(zhuǎn)動。速度不同時相對轉(zhuǎn)動，托輥旋轉(zhuǎn)。適用于平等的微分扭矩側(cè)面齒輪(他們是在距離相等的驅(qū)動)，同時允許他們以不同的速度旋轉(zhuǎn)。如果一個車輪打滑，它將變?yōu)樵瓉磙D(zhuǎn)速的兩倍，而另一輪不轉(zhuǎn)動。作用在兩個輪子上的扭矩相等。圖解法便于用來分析角速度。旋轉(zhuǎn)鏈作為一個整體轉(zhuǎn)動1，0，1，1圈，托輥，左，右側(cè)齒輪。如果內(nèi)齒圈固定，則轉(zhuǎn)動0，1，1，-1圈。如果右側(cè)齒輪是固定的，使內(nèi)齒圈旋轉(zhuǎn)，我們將得到1，1，2,0的轉(zhuǎn)動，這表示，左側(cè)齒輪旋轉(zhuǎn)兩圈。速度法也可以使用，當(dāng)然，因為行星輪作用在同一側(cè)齒輪上的力相等，那么它的輸出轉(zhuǎn)矩也應(yīng)該相等。ReferencesTamiyaPlanetaryGearboxSet,Item72001-1400EdmundScientific,CatalogNo.C029D,item#D30524-08($19.95).C.Carmichael,ed.,Kent'sMechanicalEngineer'sHandbook,12thed.(NewYork:JohnWileyandSons,1950).DesignandProductionVolume,p.14-49to14-43.V.L.Doughtie,Elemen