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    輪結構和工作原理三益精密行星齒

    返回列表 來源:本站 發布日期:2022-05-23 21:17:07
     

      簡單(單排)的行星齒輪機構是變速機構的基礎,通常自動變速器的變速機構都由兩排或三排以上行星齒輪機構組成。簡單行星齒輪機構包括一個太陽輪、若干個行星齒輪和一個齒輪圈,其中行星齒輪由行星架的固定軸支承,允許行星輪在支承軸上轉動。行星齒輪和相鄰的太陽輪、齒圈總是處于常嚙合狀態,通常都采用斜齒輪以提高工作的平穩性(如圖l所示)。

      如圖2表示了簡單行星齒輪機構,位于行星齒輪機構中心的是太陽輪,太陽輪和行星輪常嚙合,兩個外齒輪嚙合旋轉方向相反。正如太陽位于太陽系的中心一樣,太陽輪也因其位置而得名。行星輪除了可以繞行星架支承軸旋轉外,在有些工況下,還會在行星架的帶動下,圍繞太陽輪的中心軸線旋轉,這就像地球的自轉和繞著太陽的公轉一樣,當出現這種情況時,就稱為行星齒輪機構作用的傳動方式。在整個行星齒輪機構中,如行星輪的自轉存在,而行星架則固定不動,這種方式類似平行軸式的傳動稱為定軸傳動。輪結構和工作原齒圈是內齒輪,行星齒輪減速機它和行星輪常嚙合,是內齒和外齒輪嚙合,兩者間旋轉方向相同。行星齒輪的個數取決于變速器的設計負荷,通常有三個或四個,個數愈多承擔負荷愈大。

      簡單的行星齒輪機構通常稱為三構件機構,三個構件分別指太陽輪、行星架和齒圈。這三構件如果要確定相互間的運動關系,一般情況下首先需要固定其中的一個構件,然后確定誰是主動件,并確定主動件的轉速和旋轉方向,結果被動件的轉速、旋轉方向就確定了。

      根據能量守恒定律,三個元件上輸入和輸出的功率的代數和應等于零,從而得到單排行星齒輪機構一般運動規律的特性方程。

      n1——太陽輪轉速,n2——齒圈轉速,n3——行星架轉速,a——齒圈與太陽輪齒數比。

      由特性方程可以看出,由于單排行星齒輪機構具有兩個自由度,在太陽輪、環形內齒圈和行星架三個機構中,任選兩個分別作為主動件和從動件,而使另一個元件固定不動,或使其運動受一定的約束(即該元件的轉速為某定值),則機構只有一個自由度,整個輪系以一定的傳動比傳遞動力。下面分別討論三種情況。

      1、齒圈固定,太陽輪為主動件且順時針轉動,而行星架則為被動件。太陽輪順時針轉動時,太陽輪輪齒必給行星輪齒A一個推力F1,則行星輪應為逆時針轉動,但由于齒圈固定,所以齒圈輪齒必給行星輪齒B一個反作用力F2,行星輪在F1和 F2合力作用下必繞太陽輪順時針旋轉,結果行星輪不僅存在逆時針自轉,并且在行星架的帶動下,繞太陽輪中心軸線順時針公轉。在這種狀態下,就出現了行星齒輪機構作用的傳動方式,而且被動件行星架的旋轉方向與主動件同方向。在這里,太陽輪是主動件而且是小齒輪,被動件行星架沒有具體齒數的傳動關系,因此定義行星架的當量齒數等于太陽輪和齒圈齒數之和。這樣,太陽輪帶動行星架轉動仍屬于小齒輪帶動的齒輪,是一種減速運動且有的傳動比。因為此時n2=0,故傳動比i13=n1∕n3=1+a。(如圖3)

      2、太陽輪固定,行星架為主動件且順時針轉動,齒圈為被動件。當行星架順時轉動時,勢必造成行星輪的順時針轉動,但因太陽輪制動,太陽輪齒給行星輪齒 B齒一個反作用力F1,行星輪在F1的作用下順時針旋轉,其輪齒給齒圈輪齒A一個F2的推力,齒圈在F2的作用下順時針旋轉。在這里,主動件行星架的旋轉方向和被動件齒圈相同。由于行星架是一個當量齒數齒輪,因此被動的齒圈以增速的方式輸出,兩者間傳動比小于1。因為此時n1=0,故傳動比i23=n3∕n2=a/(1+a)。(如圖4)

      3、行星架固定,太陽輪為主動件且順時針轉動,而齒圈則作為被動件。由于行星架被固定,則機構就屬于定軸傳動,太陽輪順時針轉動,給行星輪齒A一個作用力F1,行星輪則逆時針轉動,給齒圈輪齒B一個作用力F2,齒圈也逆時針旋轉,結果齒圈的旋轉方向和太陽輪相反。在定軸傳動中,行星齒輪減速機行星輪起了過渡輪的作用,改變了被動件齒圈的旋向。因為此時n3=0,故傳動比i12=n1∕n2=-a。(如圖5)

      4、聯鎖行星齒輪機構的任意兩個元件。若行星齒輪機構的太陽輪、行星架和環形內齒圈三者中,有任意兩個機構被聯鎖成一體時,則各齒輪間均無相對運動,整個行星機構將成為一個整體而旋轉,此時相當于直接傳動。太陽輪與齒圈連成一體時,太陽輪的輪齒與齒圈的輪齒間便無任何相對運動,夾在太陽論與齒圈之間的行星輪也不會相對運動,理三益精密行星齒因此太陽輪、齒圈和行星架便成為一體,傳動比為1。(如圖6)

      5、不固定任何元件。若行星齒輪機構的太陽輪、行星架和環形內齒圈三者中,無任何元件被固定,而無任意兩個機構被聯鎖成一體,各構件將都可做自由運動,不受任何約束。當主動件轉動時,從動件可以不動,這樣可以不傳遞動力,從而得到空擋。

      下面討論齒圈的輸出是增速或減速的問題。從結構圖上已經可以看到,太陽輪的齒數小于齒圈的齒數,屬于小齒輪帶動大齒輪的傳動關系,因此齒圈顯然是減速狀態,即兩者間的傳的比大于l。注意,由于行星輪是過渡輪,傳動比的大小與行星輪的齒數多少無關。

      通過以上三種傳動關系的分析,可以把簡單行星齒輪機構的運動特征歸納成下列幾點:

      7、在簡單行星齒輪機構中,太陽輪齒數少,行星架的當量齒數多.而齒圈齒數則介于中間。(注:行星架的當量齒數=太陽輪齒數十齒圈齒數。)

      8、若行星齒輪機構中的任意兩個元件同速同方向旋轉,則第三元件的轉速和方向必然與前兩者相同,即機構鎖止,行星齒輪減速機成為直接檔。(這是一個十分重要的特征,盡管上述的例子沒有涉及。)

      圖7 列出簡單行星齒輪機構的三元件經組合后六種不同的運動狀況。若假設太陽輪20齒,齒圈40齒,則行星架當量齒數為60齒。

      以上敘述的簡單行星齒輪機構運動關系是屬于經常遇到的,在確定三者關系時,首先把其中一件固定,然后確定另外兩者的主、被動關系。實際上簡單行星齒輪機構還有一個很重要的特征,允許同時兩件作為主動件輸入,而被動件照樣有的輸出,這是行星齒輪機構的一個十分重要的特征,而且在自動變速器上被廣泛采用。
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