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1、行星齒輪傳動及 行星齒輪減速器,,引言：,機器人設計時要求其驅(qū)動裝置及其傳動裝置質(zhì)量輕，并具有較大的功率質(zhì)量比。為此機器人所使用的傳動機構要求質(zhì)量輕且輸出功率大。 行星齒輪傳動是一種具有動軸線的齒輪傳動，可用于減速、增速和差動裝置。行星齒輪傳動和圓柱齒輪傳動相比具有質(zhì)量輕、體積小、傳動比大、效率高等優(yōu)點。缺點是結構復雜，精度要求較高。,一、周轉輪系的組成,,1定義：,周轉輪系： 輪系中如果至少有一個齒輪的軸線繞另一個齒輪的軸線轉動，這個輪系則為周轉輪系。 行星輪： 既繞自身軸線旋轉又繞公共軸線旋轉的齒輪稱為行星輪。 中心輪K： 齒輪的中心線固定并與主軸線重合，且與行星齒輪相嚙合的齒輪稱

2、為中心輪。 行星架H（系桿）： 支承行星輪的構件稱為行星架或系桿。,周轉輪系圖例：,,主要構成： 1、3中心輪 2行星輪 H系桿,a）中心輪均不固定差動輪系,b）一個中心輪固定行星輪系,2周轉輪系的構成：,周轉輪系由行星輪、中心輪K、行星架H和機架構成。周轉輪系中凡是軸線與主軸軸線重合，并承受外力矩的構件稱為基本構件。如：中心輪、系桿等。,二、周轉輪系的分類,,1按周轉輪系的自由度分：,差動輪系： 若周轉輪系的自由度為2，則稱其為差動輪系。亦即該輪系有兩個獨立運動的主動件。 行星輪系： 若周轉輪系的自由度為1，則為行星輪系。這種輪系只有一個獨立運動的主動件。 附：機構的自由度： 指機構

3、中各構件相對于機架所具有的獨立運動的數(shù)目。,2按基本構件的組成分：,2K-H型周轉輪系： 輪系中有兩個中心輪。 3K型周轉輪系： 輪系中有三個中心輪，行星架只是起支承行星輪的作用。 K-H-V行星輪系： 輪系中只有一個中心輪，其運動是通過等角速機構由V軸輸出。,周轉輪系分類圖例(1)：,2K-H型周轉輪系,,周轉輪系分類圖例(2)：,3K型行星輪,K-H-V型行星輪,,三、周轉輪系傳動比的計算,,1定軸輪系傳動比的計算：,所有齒輪中心線是固定的。,,,運動輸入,運動輸出,2周轉輪系傳動比計算基本思想：,由于周轉輪系中有行星輪，故其傳動比不能直接用定軸輪系傳動比的公式進行計算。但是如果把輪系中的

4、行星架相對固定，即將周轉輪系轉化為定軸輪系，就可以借助該轉化機構按定軸輪系的傳動比公式進行周轉輪系傳動比的計算。這種方法稱為反轉法或機構轉化法。,3周轉輪系傳動比計算公式推導（1）：,如圖所示的周轉輪系中，各構件在原機構和轉化機構中的角速度如下表所示： 構件 周轉輪系中角速度 轉化輪系中角速度 1 1 1H=1-H 2 2 2H=2-H 3 3 3H=3-H H H HH=H-H=0,,,,,,,,,,,轉化輪系公式推導圖例：,,3周轉輪系傳動比計算公式推導（2）：,轉化輪系傳動比的計算公式為：,3使用轉化輪系傳動比公式注意事

5、項：,只適合于轉化輪系中首末兩輪軸線平行的情況。 表達式齒數(shù)比前的正負號表示的含義是：“+”表示轉化輪系中首末兩輪轉向相同，“-”表示首末兩輪轉向相反。它影響著各構件角速度之間的數(shù)量關系。 式中各角速度均表示代數(shù)值。計算時要帶符號運算。,示例：,如圖所示輪系中，已知z1=100，z2=101，z3=100，z4=99，求iH1,,,,,示例解答（1）：,從圖中可以看出，只有一個獨立的主運動中心輪，因而是行星輪系。且n4=0。 運用轉化機構公式進行計算： 有：,示例解答（2）：,四、行星輪系中各輪齒數(shù)的確定,設計行星輪系時，行星輪系中各輪齒數(shù)的選配要滿足以下四個條件：,1滿足傳動比條件：,因為

6、輪系中有： i1H=1+z3/z1 z3/z1=i1H-1,2滿足同心條件：,要保證兩個中心輪與行星架的回轉軸線重合。 d1=mz1，d2=mz2， d3=mz3 且 d3/2=d2+d1/2 z3=z1+2z2,3滿足安裝條件：,為了平衡輪系中的離心慣性力，減少行星架的支承反力，減輕輪齒上的載荷，一般采用多個行星輪均布在兩個中心輪之間。因此行星輪的數(shù)目與各輪齒數(shù)之間必須滿足一定的關系。即： 式中的k為行星輪的個數(shù)，N為整數(shù)。含義是兩個中心輪的齒數(shù)和應為行星輪個數(shù)的整數(shù)倍。,滿足安裝條件圖例：,,4滿足鄰接條件：,多個行星輪裝入兩個中心輪之間，應保證相鄰兩行星輪之間不發(fā)生干涉。應滿

7、足： （z1+z2）sin（180/k）z2+2ha,五、太陽輪、行星輪、行星架常見結構,,1太陽輪結構：,當太陽輪不浮動時，可簡支安裝或懸臂安裝,2行星輪結構：,中、低速行星齒輪傳動：常用的行星輪結構如圖。常采用滾動軸承支承。 當傳動比較大，行星輪的直徑較大時：軸承可安裝在行星輪孔內(nèi)。這樣可以減小傳動的軸向尺寸，并使裝配結構簡化。在行星孔內(nèi)裝兩個軸承時，應盡量使軸承之間的距離增大。 當行星輪內(nèi)裝軸承的尺寸不夠時：可將軸承裝在行星架上。 高速重載的行星傳動：可采用滑動軸承。,行星輪圖例（1）：,,行星輪圖例（2）：,,行星輪圖例（3）：,,行星輪圖例（4）：,,3行星架結構：,分為雙臂整體式、

8、雙臂分離式和單臂式三種結構。,行星架結構圖例（1）：,雙臂整體式行星架,結構剛性較好，行星輪的軸承一般安裝在行星輪內(nèi)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,行星架結構圖例（2）：,雙臂分開式行星架,結構較復雜，剛性較差。當傳動比較小時，行星輪軸承安裝在行星架上。裝配較方便。,行星架結構圖例（3）：,焊接結構行星架,用于單件生產(chǎn)的情形。,行星架結構圖例（4）：,單臂式行星架,結構簡單，裝配方便，軸向尺寸小。但行星輪屬懸臂布置，受力不好，剛性差。,NGW型單級行星減速器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,主要構成： 15輸入軸 7、14中心輪 12行星輪 16行星架,,,行星減速器運動軌跡模擬圖,,,,,,,,,,,,,