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1、行星齿轮传动及 行星齿轮减速器引言：n机器人设计时要求其驱动装置及其传动装置质量轻，并具有较大的功率质量比。为此机器人所运用的传动机构要求质量轻且输出功率大。n行星齿轮传动是一种具有动轴线的齿轮传动，可用于减速、增速和差动装置。行星齿轮传动和圆柱齿轮传动相比具有质量轻、体积小、传动比大、效率高等优点。缺点是结构困难，精度要求较高。一、周转轮系的组成一、周转轮系的组成 1定义：定义：n周转轮系：周转轮系：n 轮轮系系中中假假如如至至少少有有一一个个齿齿轮轮的的轴轴线线绕绕另另一一个个齿轮的轴线转动，这个轮系则为周转轮系。齿轮的轴线转动，这个轮系则为周转轮系。n行星轮：行星轮：n 既既绕绕自自身身
2、轴轴线线旋旋转转又又绕绕公公共共轴轴线线旋旋转转的的齿齿轮称为行星轮。轮称为行星轮。n中心轮中心轮K：n 齿齿轮轮的的中中心心线线固固定定并并与与主主轴轴线线重重合合，且且与与行行星齿轮相啮合的齿轮称为中心轮。星齿轮相啮合的齿轮称为中心轮。n行星架行星架H（系杆）：（系杆）：n 支承行星轮的构件称为行星架或系杆。支承行星轮的构件称为行星架或系杆。周转轮系图例：主要构成：1、3中心轮 2行星轮 H系杆a）中心轮均不固定差动轮系b）一个中心轮固定行星轮系2周转轮系的构成：周转轮系的构成：n周转轮系由行星轮、中心轮K、行星架H和机架构成。周转轮系中凡是轴线与主轴轴线重合，并承受外力矩的构件称为基本构
3、件。如：中心轮、系杆等。二、周转轮系的分类二、周转轮系的分类1按周转轮系的自由度分：按周转轮系的自由度分：n差动轮系：差动轮系：若周转轮系的自由度为2，则称其为差动轮系。亦即该轮系有两个独立运动的主动件。n行星轮系：行星轮系：若周转轮系的自由度为1，则为行星轮系。这种轮系只有一个独立运动的主动件。附：附：机构的自由度：机构的自由度：指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目。2按基本构件的组成分：按基本构件的组成分：n2K-H型型周转轮系周转轮系：轮系中有两个中心轮。n3K型型周转轮系周转轮系：轮系中有三个中心轮，行星架只是起支承行星轮的作用。nK-H-V行星轮系：行星轮系：轮系中只有一个
4、中心轮，其运动是通过等角速机构由V轴输出。周转轮系分类图例(1)：2K-H型周转轮系周转轮系分类图例(2)：3K型行星轮K-H-V型行星轮三、周转轮系传动比的计算三、周转轮系传动比的计算1定轴轮系传动比的计算：全部齿轮中心线是固定的。运动输入运动输出2周转轮系传动比计算基本思想：周转轮系传动比计算基本思想：n由于周转轮系中有行星轮，故其传动比不能干脆用定轴轮系传动比的公式进行计算。但是假如把轮系中的行星架相对固定，即将周转轮系转化为定轴轮系，就可以借助该转化机构按定轴轮系的传动比公式进行周转轮系传动比的计算。这种方法称为反转法或机构转化法。3周转轮系传动比计算公式推导（周转轮系传动比计算公式推
5、导（1）：）：n n如如如如图图图图所所所所示示示示的周转轮系中，各构件在原机构和转化机构中的角速度如下表所示：构件构件 周转轮系中角速度周转轮系中角速度 转化轮系中角速度转化轮系中角速度 1 1 1H=1-H 2 2 2H=2-H 3 3 3H=3-H H H HH=H-H=0转化轮系公式推导图例：3周转轮系传动比计算公式推导（周转轮系传动比计算公式推导（2）：）：n转化轮系传动比的计算公式为：3运用转化轮系传动比公式留意事项：运用转化轮系传动比公式留意事项：n只适合于转化轮系中首末两轮轴线平行的状况。n表达式齿数比前的正负号表示的含义是：“+”表示转化轮系中首末两轮转向相同，“-”表示首末
6、两轮转向相反。它影响着各构件角速度之间的数量关系。n式中各角速度均表示代数值。计算时要带符号运算。示例：示例：n如图所示轮系中，已 知 z1=100，z2=101，z3=100，z4=99，求iH1示例解答（1）：n从图中可以看出，只有一个独立的主运动中心轮，因而是行星轮系。且n4=0。n运用转化机构公式进行计算：有：示例解答（2）：四、行星轮系中各轮齿数的确定四、行星轮系中各轮齿数的确定 设计行星轮系时，行星轮系中各轮齿数的选配要满足以下四个条件：1满足传动比条件：满足传动比条件：因为轮系中有：i1H=1+z3/z1 z3/z1=i1H-12满足同心条件：满足同心条件：n要保证两个中心轮与行
7、星架的回转轴线重合。d1=mz1，d2=mz2，d3=mz3 且 d3/2=d2+d1/2 z3=z1+2z23满足安装条件：满足安装条件：n为了平衡轮系中的离心惯性力，削减行星架的支承反力，减轻轮齿上的载荷，一般接受多个行星轮均布在两个中心轮之间。因此行星轮的数目与各轮齿数之间必需满足确定的关系。即：n式中的k为行星轮的个数，N为整数。含义是两个中心轮的齿数和应为行星轮个数的整数倍。满足安装条件图例：4满足邻接条件：满足邻接条件：n多个行星轮装入两个中心轮之间，应保证相邻两行星轮之间不发生干涉。应满足：n（z1+z2）sin（180/k）z2+2ha五、太阳轮、行星轮、行星架常见结构五、太阳
8、轮、行星轮、行星架常见结构1太阳轮结构：太阳轮结构：当太阳轮不浮动时，可简支安装或悬臂安装2行星轮结构：行星轮结构：n中中、低低速速行行星星齿齿轮轮传传动动：常常用用的的行行星星轮轮结结构构如图。常接受滚动轴承支承。如图。常接受滚动轴承支承。n当当传传动动比比较较大大，行行星星轮轮的的直直径径较较大大时时：轴轴承承可可安安装装在在行行星星轮轮孔孔内内。这这样样可可以以减减小小传传动动的的轴轴向向尺尺寸寸，并并使使装装配配结结构构简简化化。在在行行星星孔孔内内装装两两个个轴轴承承时时，应应尽尽量量使使轴轴承承之之间间的的距离增大。距离增大。n当当行行星星轮轮内内装装轴轴承承的的尺尺寸寸不不够够时
9、时：可可将将轴轴承承装在行星架上。装在行星架上。n高速重载的行星传动：可接受滑动轴承。高速重载的行星传动：可接受滑动轴承。行星轮图例（1）：行星轮图例（2）：行星轮图例（3）：行星轮图例（4）：3行星架结构：行星架结构：n分为双臂整体式、双臂分别式和单臂式三种结构。行星架结构图例（1）：双臂整体式行星架结构刚性较好，行星轮的轴承一般安装在行星轮内。行星架结构图例（2）：双臂分开式行星架结构较困难，刚性较差。当传动比较小时，行星轮轴承安装在行星架上。装配较便利。行星架结构图例（3）：焊接结构行星架用于单件生产的情形。行星架结构图例（4）：单臂式行星架结构简洁，装配便利，轴向尺寸小。但行星轮属悬臂布置，受力不好，刚性差。NGW型单级行星减速器主要构成：15输入轴 7、14中心轮 12行星轮 16行星架 行星减速器运动轨迹模拟图人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。