行星齿轮机构的主要结构、类型和传动原理
行星齿轮工作原理
行星齿轮工作原理行星齿轮，也称为行星传动，是广泛应用于各种机械装置中的一种传动机构。
它由一个太阳齿轮、一组行星齿轮和一个内齿圈组成。
行星齿轮通常用于需要高传动比和紧凑结构的应用，如自行车排挡、汽车变速器、机器人等等。
行星齿轮的工作原理是将输入的动力通过齿轮的组合转换为输出的动力，并且可以在传递动力的同时实现传动比的改变。
行星齿轮的工作过程如下：1.太阳齿轮：太阳齿轮位于行星齿轮机构的中心位置，接受输入的动力。
当太阳齿轮旋转时，它会通过齿轮齿距的干涉将动力传递给行星齿轮。
2.行星齿轮：行星齿轮是连接在太阳齿轮和内齿圈之间的一组齿轮。
它们被一个轴连接在一起，并且每个行星齿轮都有自己的齿数。
当太阳齿轮旋转时，行星齿轮也会随之旋转。
3.内齿圈：内齿圈是行星齿轮机构的外部齿轮，它与行星齿轮嵌合在一起。
当行星齿轮旋转时，内齿圈也会转动。
而内齿圈的齿数要大于行星齿轮的齿数，从而实现较大的传动比。
行星齿轮机构的工作原理主要是基于齿轮的齿距干涉和相对转动来实现动力的传递和传动比的改变。
当太阳齿轮旋转时，它的齿距会与行星齿轮的齿距相干涉，从而将动力传递给行星齿轮。
同时，行星齿轮的转动也会受到内齿圈的影响，进一步改变传动比。
行星齿轮的优点主要有以下几个方面：1.高传动比：由于行星齿轮结构的特殊性，可以实现大传动比的转动，比其他传动机构更有优势。
2.紧凑结构：行星齿轮机构的结构紧凑，占用空间小，适用于空间有限的场合。
3.负载分配：行星齿轮机构可以将负载分散到多个行星齿轮上，从而提高传动的可靠性和承载能力。
4.无倒退传动：行星齿轮机构的输出轴可以在不断电或无法输入动力的情况下保持静止，不会产生倒退传动的问题。
总结来说，行星齿轮是一种应用广泛的传动机构，通过太阳齿轮、行星齿轮和内齿圈的组合运动，可以实现输入动力的传递和输出动力的变化。
其结构紧凑、传动效率高、传动比可调等特点使得行星齿轮在各种机械装置中都得到了广泛应用。
行星齿轮机构工作原理
行星齿轮机构工作原理
行星齿轮机构是一种常见的传动机构，由中心轴和多个行星轮组成。
其工作原理是通过行星轮的旋转和组合，实现不同轴之间的传动。
行星齿轮机构的核心组成部分包括一个太阳轮、若干个行星轮和一个内齿轮。
太阳轮位于行星齿轮机构的中心，内齿轮则位于太阳轮的周围。
每个行星轮与太阳轮和内齿轮都有啮合，形成一个闭环结构。
当输入轴与太阳轮相连并旋转时，太阳轮带动行星轮一起旋转。
行星轮由于自身的轴向运动，使得行星轮上的齿与内齿轮啮合。
内齿轮同样自转，与行星轮之间的啮合形成了传动。
因此，太阳轮的旋转通过行星轮与内齿轮的相互作用，最终带动输出轴的旋转。
行星齿轮机构的特点是传动比较大、传动效率高，且体积小。
在实际应用中，行星齿轮机构通常被用于需要高扭矩输出和减速传动的场合。
例如，行星齿轮机构常用于汽车变速器、工业机械和机器人等领域。
总之，行星齿轮机构通过太阳轮、行星轮和内齿轮之间的复杂啮合关系，实现了输入轴与输出轴之间的传动。
其工作原理简单而高效，因此被广泛应用于各种机械传动系统中。
行星齿轮的结构及原理
行星齿轮的结构及原理行星齿轮是一种机械传动元件，具有紧凑、高转矩传递和高精度传动等优点，在工业领域中得到广泛应用。
行星齿轮由行星轮、太阳轮和内齿圈三部分组成，其传动原理与差速器相似，可以实现多种不同的传动方式。
下面介绍行星齿轮的结构及原理。
行星齿轮由以下三个部分组成：行星轮、太阳轮和内齿圈。
其中，地球仪齿轮结构是行星齿轮的一种特殊结构，它将行星轮和太阳轮合二为一，实现了行星齿轮的紧凑结构。
（1）行星轮行星轮是行星齿轮传动中的动力源，它通常由若干个行星齿轮组成，每一个行星轮都与行星轮轴相连，行星轮的轴心不在齿轮轴线上，其作用是使行星轮绕齿轮中心轴自转和公转。
（2）太阳轮太阳轮是行星齿轮结构中的被动元件，它与外部环形齿轮相连，不但负责传递动力，还起到支撑、固定行星轮的作用。
（3）内齿圈内齿圈是行星齿轮结构中的固定元件，它通常由内部齿轮组成，与太阳齿轮相贴合而构成一个内在的环形齿轮。
它通过与太阳轮齿合，使其转动并产生一个输出速度。
行星齿轮传动是一种典型的行星式结构，其传动原理类似于自行车中的“牙轮组”和汽车中的“差速器”。
行星齿轮可以实现多种不同的传动方式，下面介绍其中三种常见的传动方式：（1）行星轮固定，输出端固定当行星轮固定不动时，行星轮的齿轮将有一个与太阳轮齿轮相等的转速，并与内齿圈齿轮相向工作，产生一个输出速度。
此情况下，行星轮的公转速度与内齿圈的自转速度相等，而太阳轮的自转速度为零。
（3）内齿圈固定，太阳轮转速变化总之，行星轮的自转和太阳轮的自转和公转的组合可以实现多种不同的传动方式，具有极高的灵活性和多样性。
具体采用哪种传动方式，取决于具体的需求和应用环境。
行星齿轮 介绍及原理
行星减速机构成及意义、特点行星减速机主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈.行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速.相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97% -98%),高的扭矩/体积比,终身免维护等特点.因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量.减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关,减速机越大,额定输入转速越小)以上,工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm,特制超大扭矩行星减速机可做到10000 Nm以上.工作温度一般在-25℃到100℃左右,通过改变润滑脂可改变其工作温度.行星减速机的几个概念:级数:行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数量,所以2级或3级减速机的长度会有所增加,效率会有所下降.回程间隙:将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转,使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时,减速机输入端有一个微小的角位移,此角位移就是回程间隙.单位是"分",就是一度的六十分之一.也有人称之为背隙.行星减速机是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级减速机产品相媲美，却有着工业级产品的价格，被应用于广泛的工业场合。
该减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低。
具有功率分流、多齿啮合独用的特性。
最大输入功率可达104kW。
适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航天等工业部门行星系列新品种WGN定轴传动减速器、WN子母齿轮传动减速器、弹性均载少齿差减速器。
齿轮箱各级行星之间的扭矩变化
齿轮箱是一种机械传动装置，常用于各种工业设备和机械设备中。
其主要功能是将电动机的旋转运动通过齿轮传动转换成所需的转矩和转速，从而驱动机械设备的运行。
而在齿轮箱中，行星齿轮传动机构是一种常见的结构形式，它由太阳轮、行星轮、内齿轮和行星架等部件组成。
其独特的结构使得其中各级行星之间的扭矩变化十分复杂，本文将就此进行深入探讨。
一、行星齿轮传动原理行星齿轮传动是由一对或多对行星组成的齿轮传动机构。
太阳轮一般用电机的输出轴来驱动，内齿轮则用来输出所需的扭矩和转速。
行星架上的行星轮由行星架内部的固定轴带动，从而实现了太阳轮到内齿轮的传动。
在行星齿轮传动中，行星架的运动会导致行星轮和太阳轮的相对运动，从而使得齿轮之间的传动比例发生变化。
二、行星齿轮传动的扭矩传递过程1、太阳轮到行星轮的扭矩传递在行星齿轮传动中，太阳轮和行星轮之间的扭矩传递是相对简单的。
由于太阳轮是由电机直接驱动的，因此其扭矩基本上不会发生太大的变化。
而行星轮在行星齿轮传动中的扭矩变化主要受到行星架的影响，而行星架的位置变化会导致行星轮扭矩的变化。
2、行星轮到内齿轮的扭矩传递行星轮到内齿轮的扭矩传递是行星齿轮传动中的关键环节。
在这一过程中，行星架的运动将会直接影响到内齿轮的扭矩大小。
一般情况下，行星架的运动会使内齿轮的扭矩发生变化，而且这种变化会随着行星架位置的改变而改变。
行星齿轮传动中行星架的设计和制造十分重要，它直接影响着内齿轮的扭矩传递效果。
三、行星齿轮传动中的扭矩传递特点1、扭矩平稳传递的特点由于行星齿轮传动中行星齿轮的运动是相对均衡的，因此其扭矩传递也相对平稳。
太阳轮和行星轮之间的扭矩传递基本上不会受到太大的影响，而内齿轮的扭矩传递受到行星架位置的变化影响较大。
在实际的工业生产中，行星齿轮传动常被用于需要稳定扭矩传递的场合。
2、扭矩变化规律的特点行星齿轮传动中，行星架位置的变化将直接影响内齿轮的扭矩传递效果。
齿轮箱内部的结构和材质对于扭矩的传递会有很大影响。
三齿轮传动机构
◆ O/D档→输入轴→C1→后圈→后星
后架→
└太阳轮→前星→前圈→→ 输出轴
└前架F2逆止
◆ D1传动比；1.00×2.804
47
AT
AT
丰田A340E－D2档（后两排传动）
◆ O/D档→输入轴→C1→后圈→后星→后架→→→→→输出轴 └太阳轮被B2.F1锁住
◆ D2档传动比：1.00×1.531
一个外齿轮与一个内齿轮啮合时，转动 方向相同。
太阳轮、齿圈、行星架、三者齿数的关 系是：行星架＞齿圈＞太阳轮
7
AT
AT
§3.2 行星齿轮机构的变速原理
◇ 行星齿轮机构参数α：
z2 ＞1
z1
Z1－太阳轮齿数 Z2－齿圈齿数
◇ 单排行星齿轮机构运动特性方程式：
n1 n2 1 n3 0
外圈转速）、前排滑转。
37
AT
AT
4T65E－D3档
D3档 动力传动路线 ;
┌→ C3→F2←前太← ┐
链轮┴→ C2→→→前架 →┴→前圈→主减速器
D3档 传动比; 1.00
↓
传动；C2+C3 锁止；F2
→
38
AT
AT
D3 档 动 力 传 递 说 明
输入 输入
输出
C2和C3分别传递动力前架后圈和前太阳轮。 F2逆向锁止（内圈转速＞外圈转速），故C3
50
AT
AT
丰田A340E－R档
◆ O/D档→输入轴→C2→太阳轮→前星→前圈→输出轴 └前架被B3锁住
◆ R档传动比：1.00×2.220
51
AT
AT
大众01M自动变速器
B2 C2 C1
C3
ngwn型行星齿轮传动原理
ngwn型行星齿轮传动原理
NGWN型行星齿轮传动是一种常用的行星齿轮传动结构，由内、外齿轮和行星齿轮组成。
其原理如下：
1. 传动原理：
NGWN型行星齿轮传动通过内齿轮驱动行星齿轮的旋转，然
后通过行星齿轮与外齿轮的啮合，实现动力传递。
内齿轮固定不动，外齿轮为输出轴，行星齿轮为输入轴。
通过改变内齿轮和外齿轮的啮合配合关系，可以实现不同的传动比。
2. 结构特点：
NGWN型行星齿轮传动的主要结构特点包括内、外齿轮的啮合、行星齿轮的旋转以及外齿轮的输出。
内齿轮通常是一个内部齿圈，通过内部齿圈的固定实现内齿轮不动。
外齿轮是一个外部齿圈，通过与行星齿轮的啮合实现输出，可以围绕内齿轮转动。
行星齿轮由若干个同心排列的行星齿轮组成，通过与内、外齿轮的啮合实现输入和输出的连续传递。
3. 优点与应用：
NGWN型行星齿轮传动具有传动比大、承载能力高、紧凑型
结构等优点。
常用于工业机械设备中需要大扭矩输出和精密传动的场合，例如机床、冶金设备、纺织设备等。
行星齿轮机构结构
支架优化设计
减轻支架的重量
支架是行星齿轮机构中的支撑部件，其重量的轻重对整个 机构的重量有很大影响。在满足使用要求的前提下，应尽 量减轻支架的重量。
提高支架的刚度和稳定性
支架在工作过程中需要承受机构的载荷和弯矩，因此需要 具有良好的刚度和稳定性。可以通过优化支架的结构设计、 增加加强筋等方法来提高其机械性能。
太阳轮的受力分析
太阳轮受到来自行星轮的力矩作用，这些力矩的大小和方向取决于行星轮的位置和 转速。
太阳轮受到的力矩可以分解为切向力矩和径向力矩，切向力矩用于驱动太阳轮旋转， 径向力矩则用于平衡太阳轮的离心力。
太阳轮的受力分析需要考虑太阳轮与行星轮之间的接触力和摩擦力，以及太阳轮自 身的重力和离心力。
单级行星齿轮机构
结构简单，由太阳轮、 行星轮和转臂组成。
制造和维护成本较低。
传动比范围较小，通 常用于高速、小扭矩 的传动系统。
双级行星齿轮机构
由两个单级行星齿轮机构组成， 通过中间齿轮连接。
传动比范围较大，通常用于中 低速、大扭矩的传动系统。
结构相对复杂，制造和维护成 本较高。
多级行星齿轮机构
02 行星齿轮机构的基本组成
行星轮
01
行星轮是行星齿轮机构中的重要 组成部分，通常由一个或多个齿 轮组成，它们围绕一个共同的旋 转中心（即行星轮轴）旋转。
02
行星轮的主要作用是传递动力， 它们可以与太阳轮和内齿圈啮合 ，从而实现动力的传递和减速。
太阳轮
太阳轮是行星齿轮机构中的另一个重 要组成部分，它通常位于机构的中心 位置，并与行星轮和内齿圈啮合。
1
行星轮受到来自太阳轮和内齿圈的力矩作用，这 些力矩的大小和方向取决于行星轮的位置和转速。
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(3）改善换档的平稳性。
连锁作用
锁止作用
单向离合器会装反吗？ 单向离合器装反会如何？
一、行星齿轮机构
小结
n1+αn2-(1+α) n3 = 0
1档 2档 倒档 超速或4档
3档
小结
二、换档执行机构
常见有多片离合器，制动器(制动带)及单向离合器三种 离合器单向阀作用：防止高速运转时，不作用的离合器被压紧。
三、带式制动器
带式制动器结构：
1-变速器壳体 2-制动带 3-制动鼓 4-活塞 5-液压缸施压腔 6-液压 缸端盖 7-液压缸释放腔 8-推杆 9-调整螺钉 10-回位弹簧
带式制动器工作过程：
间隙如何测量、调整？
1.2.3、单向离合器
常见类型有：棘轮式、滚柱斜槽式 和 楔块式单向（超越）离合器 作用：连锁作用，固定作用，改善换档的平稳性。
四、直接传动★
n1
n2 刚性联接3
直接传动：传动比=1 条件：任何两元件被刚性联接。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n3= n1或n3= n2或n1= n2 传动比=1
五、增速传动
制动n1
输出n2 输入n3
一）、 ★增速传动：传动比=α/（1+α ） 条件：主动件-行星架，被动件-齿圈，固定件-太阳轮。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n1=0 传动比=n3/n2=α/ （1+α ）
连锁作用
连接作用
C0 C1
C2
C2
C1
C1
C2
C2 C1 连接作用与连锁作用
1.2.2、制动器
一、作用与种类 作用：固定作用—将行星齿轮机构中某一元件与壳体相连，使 该元件固定。 种类：带式和多片式制动器。 固定作用
B0
B2 B1
二、片式制动器
结构基本同离合器，所不同的是制动器的壳体，活塞上没有单向阀 。
单排行星齿轮机构的传动方案
1档 2档 倒档 超速或4档
3档
讨论
1、单排行星齿轮机构能否满足车辆的档位要求？ 2、三元件主动、被动与固定的变换如何实施？采用什么机构？ 3、当直接传动时，图中利用离合器使行星架与齿圈连成一体；还有其他的方法 实现直接传动吗？ C1结合，B1作用或结合，传动比=1+α ；C1，C2同时结合，传动比=1 C1，C2离合器，B1制动带，（B1）制动器； 设计出能实现传动比1+α，1， 1/（1+α）的单排行星齿轮机构离合器，制动带 的配置方法。
齿圈n2
r2
行星轮
r1
太阳轮n1
行星架n3
一、不传递动力
齿圈n2
太阳轮n1
行星架n3
一）、不传递动力：传动比=0 条件：三个元件自由转动 n1+αn2-(1+α) n3 = 0
二、减速传动
制动n2
输入n1
输出n3
二)★减速：传动比=1+α ★ 条件： 主动件-太阳轮，被动件-行星架，固定件-齿圈。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n2=0 传动比=n1/n3=1+α
制动n2
输出n1
输入n3
二）、增速传动：传动比=1/ （1+α ） 条件：主动件-行星架，被动件-太阳轮，固定件-齿圈。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n2=0 传动比=n3/n1=1/ （1+α ）
六、增速反向传动
被动件
输出n1
输入n2 制动n3
主动件
增速反向传动：传动比=-1/ α 条件：主动件-齿圈，被动件-太阳轮，固定件-行星架。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n3=0 传动比=n2/n1=-1/ α
1.2 换档执行机构
常见的有多片离合器，制动器(制动带)及单向离合器三种； 其中，单向离合器的工作情况是由运动条件所决定，而离合 器的接合和分离及制动器的制动和释放是由液压控制系统自 动控制的。
有什么作用?--连接、连锁和固定
1.2.1、多片式离合器
一、离合器结构
离合器活塞
离合器鼓；
卡环；
弹簧座 钢片、摩擦片
回位弹簧
二、离合器工作过程
分离
接合
三、带有球阀的多片离合器
单向阀作用：防止高速运转时，不作用的离合器被压紧。
1-球阀 2-进油腔 3-油封 4-泄油通道 5-活塞
进油时，球阀封死泄油孔
泄油后、球阀离开泄油孔。？
四、离合器作用
(1)连接作用—将行星齿轮机构中某一元件与主动部分相连。 (2)连锁作用—将行星齿轮机构中任二元件连锁为一体，实现直接传动。
输入n2 制动n1
输出n3
二）、减速：传动比=（1+α）/α ★ 条件：主动件-齿圈，被动件-行星架，固定件-太阳轮。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n1=0 传动比=n2/n3=（1+α）/α
三、减速反向传动★
：主动件-太阳轮，被动件-齿圈，固定件-行星架。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n3=0 传动比=n1/n2=-α
B1 传动比=1
C2
C1
输入n3
B
C
输出n2
输入n3
B
C
单排行星齿轮传动
输出n2
输入n3
B
C
输出n2
输入n3
B
C
输出n2
档位
C
B
传动比
1档
○
×
1
2档
×
○
α/(1+α)
如果输入n2,输出n3?
输出n3
B
C
输入n2
输出n3
B
C
档位
C
B
1档
×
○
2档
○
×
输入n2
传动比 (1+α)/ α 1
如果输入n2,输出n3?
离合器作用： (1)连接作用—将行星齿轮机构中某一元件与主动部分相连。 (2)连锁作用—将行星齿轮机构中任二元件连锁为一体，实现直接
传动。
1、滚柱斜槽式单向（超越）离合器
1-外环 2-内环 3-滚柱 4-弹簧。
二、楔块式单向（超越）离合器
1-外环 2-内环 3-楔块。
三、棘轮式单向（超越）离合器
1-外轮 2-棘爪 3-棘轮 4-叶片弹簧。
四、单向离合器作用
(1) 连锁作用 ---将二元件直接连接使之一起运动。
(2) 固定作用—将行星齿轮机构中某一元件与壳体相连，使该元件被固定。
行星齿轮机构的主要结构 、类型和传动原理
齿轮传动机构类型分：固定轴式（平行轴式）， 行星齿轮式传动机构
1.1 行星齿轮机构传动原理 1.1.1 单排行星齿轮机构
组成：太阳轮、齿圈、行星轮与行星架 。
1.1.2 单排行星齿轮机构传动过程分析
令太阳轮齿数为Z1、半径为r1，齿圈齿数为Z2、半径为r2。设 α=Z2/Z1=r2/r1；则有公式: n1+αn2-(1+α) n3 = 0。 分别把三元件中任一元件当主动件，被动件及固定件就可以得到以下 不同的传动方案：