淺議行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺議行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：漸開線行星齒輪擺環(huán)箱由于工作穩(wěn)定、可靠性高已越來越受到一些生產(chǎn)企業(yè)的重視，從設(shè)計(jì)原理上對(duì)其進(jìn)行了闡述，并分析了漸開線行星齒輪擺環(huán)箱與傳統(tǒng)擺環(huán)箱相比的優(yōu)缺點(diǎn)，與原德國(guó)引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行過對(duì)比，其性能指標(biāo)優(yōu)于其它類型的傳動(dòng)方式。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：行星齒輪；擺環(huán)箱；設(shè)計(jì) </p><p&g

2、t;<b>　　一、概述 </b></p><p>　　隨著技術(shù)全球化及一些引進(jìn)產(chǎn)品帶來的技術(shù)沖擊，人們?cè)谧非髾C(jī)械產(chǎn)品高品質(zhì)的同時(shí)，更加關(guān)注產(chǎn)品的可靠性。漸開線行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于制造精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)一直在各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上應(yīng)用較少，但其可靠性高的優(yōu)點(diǎn)近年來已受到許多功能生產(chǎn)廠家的重視。開發(fā)、應(yīng)用漸開線行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)擺環(huán)箱結(jié)構(gòu)已成為提高傳動(dòng)質(zhì)量的一環(huán)。下面介紹一種行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

3、的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。 </p><p><b>　　二、工作原理 </b></p><p>　　利用行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，將圓周運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由殼體、固定內(nèi)齒圈、行星齒輪、曲柄、轉(zhuǎn)臂、刀頭、割刀桿等組成。其主要工作部件是行星齒輪，工作時(shí)行星齒輪在大齒圈的作用下繞中心部件（或叫太陽(yáng)輪，這里指大齒圈中心，轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，也進(jìn)行自轉(zhuǎn)。當(dāng)選擇一個(gè)合理的參數(shù)時(shí)，

4、行星齒輪節(jié)圓上的點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，其余各點(diǎn)均是不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)。為了使行星齒輪擺環(huán)箱輸出具有直線特性，設(shè)計(jì)時(shí)原理方面應(yīng)從兩方面考慮： </p><p>　?。?）固定內(nèi)齒圈D的齒數(shù)是行星齒輪齒數(shù)的2倍。 </p><p>　　（2）轉(zhuǎn)臂的長(zhǎng)度=曲柄的長(zhǎng)度=行星齒輪節(jié)圓直徑的1/2=固定內(nèi)齒圈節(jié)圓直徑的1/4。在上述這2個(gè)條件的共同約束下，同一時(shí)間內(nèi)行星齒輪的公轉(zhuǎn)角恒為行星輪自轉(zhuǎn)角的一半。節(jié)圓上

5、的點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)。如果將輸出端的理論點(diǎn)固定在行星齒輪節(jié)圓上，其運(yùn)動(dòng)軌跡則是通過固定內(nèi)齒圈中心的直線運(yùn)動(dòng)。 </p><p>　　當(dāng)行星齒輪轉(zhuǎn)過一角度φ=ωt時(shí)，行星齒輪中心由A點(diǎn)轉(zhuǎn)到B點(diǎn)，圖中C點(diǎn)的位置將移動(dòng)到D </p><p>　　點(diǎn)，如果以C點(diǎn)為原點(diǎn)，取水平方向?yàn)閤軸，此時(shí)該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端行走的距離 </p><p>　　x=2r-2rcosωt </p&

6、gt;<p><b>　　式中 </b></p><p>　　r―――行星齒輪節(jié)圓半徑； </p><p>　　ω―――行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度； </p><p>　　t―――轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。 </p><p>　　為了表述輸出端的運(yùn)動(dòng)特性，分別求出其速度和加速度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系 </p><p&

7、gt;　　v=dx/dt=2rωsinωt </p><p>　　a=dv/dt=2rω2cosωt </p><p>　　從速度和加速度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系上可以看出，其運(yùn)動(dòng)特性隨時(shí)間呈正弦或余弦曲線規(guī)律運(yùn)動(dòng)。這與偏置式曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性基本相同。 </p><p>　　三、整體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)因素 </p><p>　　1.輸出端往復(fù)運(yùn)動(dòng)

8、頻率該行星齒輪設(shè)計(jì)時(shí)按牧草收獲機(jī)的傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力由皮帶輪傳給主動(dòng)軸，主動(dòng)軸通過一對(duì)錐齒輪把動(dòng)力傳遞給行星齒輪，通過輸出端將動(dòng)力以直線運(yùn)動(dòng)的方式輸出到輸出端上，為了保證輸出端工作時(shí)的頻率要求，設(shè)計(jì)時(shí)在充分考慮結(jié)構(gòu)配置的同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算輸入皮帶輪的傳動(dòng)比和錐齒輪的傳動(dòng)比。同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到齒輪的強(qiáng)度要求。 </p><p><b>　　2.裝配要求 </b></p&g

9、t;<p>　　從上述分析中可知，行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)只有行星齒輪節(jié)圓上的點(diǎn)能做通過圓心的直線運(yùn)動(dòng)，其它任何一點(diǎn)都是不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)。而割刀運(yùn)動(dòng)是水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所以要想使輸出具有水平直線特性，裝配時(shí)應(yīng)考慮以下2個(gè)條件： </p><p>　?。?）輸出端中心必須位于行星齒輪節(jié)圓上。 </p><p>　?。?）在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體與收割機(jī)整體配置固定的前提下，確保輸出端運(yùn)動(dòng)方向與割

10、刀運(yùn)動(dòng)方向一致，以便減少刀片的磨損。 </p><p><b>　　3.齒輪設(shè)計(jì) </b></p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞主要靠齒輪，從割刀的運(yùn)動(dòng)形式上可以看出，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所受的力主要是沖擊載荷，這就要求齒輪工作過程中嚙合間隙合理，而且齒輪要有相當(dāng)高的承載能力。實(shí)際上由于加工中零件的制造誤差、工作中的熱變形、裝配時(shí)的誤差等，齒輪很難達(dá)到理想的嚙合狀態(tài)。所

11、以齒輪強(qiáng)度對(duì)該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性影響顯得尤為重要。本設(shè)計(jì)中，齒輪精度均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)8級(jí)要求，齒輪齒面硬度均要求HRC52-58。 </p><p><b>　　四、效果分析 </b></p><p>　　（1）設(shè)計(jì)后的產(chǎn)品曾在聯(lián)合收割機(jī)上進(jìn)行過試驗(yàn)。美國(guó)約翰?迪爾公司幾年前將漸開線行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做成傳動(dòng)箱體應(yīng)用到聯(lián)合收割機(jī)上，經(jīng)過實(shí)踐證明，該種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)除具有傳動(dòng)功率大、