对非圆行星轮系同心条件的探讨
毕业设计(论文)-行星轮系减速器设计[管理资料]
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第一章概述行星轮系减速器较普通齿轮减速器具有体积小、重量轻、效率高及传递功率范围大等优点，逐渐获得广泛应用。
同时它的缺点是：材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。
但随着人们对行星传动技术进一步的深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高，完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。
根据负载情况进行一般的齿轮强度、几何尺寸的设计计算，然后要进行传动比条件、同心条件、装配条件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载机构及浮动量的设计计算。
行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。
若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N型等。
我所设计的行星齿轮是2K—H行星传动NGW型。
第二章原始数据及系统组成框图（一）有关原始数据课题: 一种自动洗衣机行星轮系减速器的设计原始数据及工作条件：使用地点：自动洗衣机减速离合器内部减速装置；传动比：p i=输入转速:n=2600r/min输入功率：P=150w行星轮个数：n=3w内齿圈齿数z=63b（二）系统组成框图洗涤：A 制动，B 放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮脱水：A 放开，B 制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、波轮与脱水桶等速旋转。
自动洗衣机的工作原理：见图第三章减速器简介减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
减速器降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。
降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。
一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。
行星轮系的有限元分析
《装备制造技术》2011 年第 5 期
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The Research Lays Down the Method to the Wind Turbine Biade Compound Materials Mechanical Properties Influence
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QIN Hai-ying，LIU Xiao-hong （Mechanical Engineering College，Guangxi University，Nanning 530004，China）
Abstract: In this paper, the direction of the design and laying of paving fabric in the use of wind turbine blade mechanical properties of composites were discussed in more detail, and discussed by comparing , the feasibility of the combination of Macro-mechanical tests and finite element method are analyses. Key words：composites；wind turbine biade；laying method；finite element method analysis
行星排配齿设计计算
行星排配齿要求行星变速箱齿轮传动根本参数为齿轮模数m和齿圈节元直径Dr,设计时一般用统计和类比的方法确定。
为提高制造工艺性，变速箱行星齿轮传动局部所有齿轮采用同一模数，对于各行星排承受载荷的差异，那么通过改变齿轮宽度来调整，以满足强度的要求。
行星动力换挡变速箱的配齿条件：〔1〕、同心条件为使太阳轮和齿圈旋转轴线重合，行星轮与太阳轮的中心距必须和行星轮和齿圈的中心距相等。
即保证：〔2〕、装配条件为使行星排各构件所受径向力平衡，各行星轮应均匀分布。
为此，各齿轮与行星轮个数q必须满足装配条件，否那么，当第一个行星轮装入啮合位置后，其它几个齿轮装不进去，为此建立装配条件：其中，q和N都是整数，q为行星轮的个数。
所以可以将和之和分解因数，取其一个适当的因数为q。
〔3〕、相邻条件适当增加行星轮个数可以减小行星排传动时的齿间负荷，但如果行星轮个数太多，将会使得相邻行星齿轮的轮齿相互干预。
因此，设计行星排时必须保证相邻行星轮齿顶间有一定间隙T 二tm，现有结构中t至少为1到2。
当行星轮数g二3 时，一般间隙都足够；q = 4且•k<4,5时，一般/> 1。
此外都应用下式检验t值：式中A为行星轮与太阳轮的中心距，D为行星轮齿顶圆直径，6c二360/g行星排配齿结果对于本变速箱设计方案，其行星排的特征参数及配齿如下：〔模数均为6〕各行星排齿数表该配齿方案满足传动比条件、同心条件和装配条件各齿轮几何尺寸计算所用均为标准圆柱齿轮，模数册二6，啮合角〃二20顶隙系数：c = 025齿顶高系数：a胪二1分度圆直径：基圆直径：d h=dco 曲齿顶圆直径：外啮合：4" +2人内啮合：Jal=d1+2A B=(z1+2i*)md al=d z-2hlm^d a 门」15Jw口比二%齿根圆直径: 外啮合：df=d-2hf=(z-2h：-2cjm内啮合：d f2 = J2+2(/J* + c*)/n全齿高：h = h八hf齿根高：hf=\25m齿顶高：外啮合3犷m内啮合:你产(1-76仏加中心距:齿顶圆压力角:^=cos l重合度：E =丄[召(tan a a[ -tana)±z2(tan a a2_tana)]。
行星轮系基本关系
一、简单行星轮系转矩关系简单行星轮系（Planetary Gear Set)由太阳轮（Sun Gear）、行星架（Planet Carrier）、齿圈(Ring Gear）和行星轮（Planet Gear）构成,太阳轮S、齿圈R和行星架C有共同的回转中心，为行星轮系3个基本传动构件,如下图：设发动机转矩由行星架C输入，FC为输入转矩在行星架上行星轮P的回转中心点的作用力,FS、FR分别为太阳轮S和齿圈R受到的外部阻力矩作用于行星轮P节圆上的反力, rS、rR分别为太阳轮S、齿圈R的节圆半径(到共同回转中心),rC为行星架上行星轮P的回转中心点到共同回转中心的半径，rP为行星轮P 的节圆半径,TS、TC、TR分别为太阳轮S、行星架C、齿圈R对行星轮P的作用力点对共同回转中心的转矩。
ZS、ZR分别为太阳轮S和齿圈R的齿数，因两齿轮齿数比等于其节圆半径比，故有：ZR∕ZS＝rR∕rS,设α= ZR∕ZS＝rR∕rS，（α〉1，称为行星轮系结构参数）忽略轮系各转轴内摩擦力及各齿轮啮合摩擦力，根据作用力与反作用力定理及行星轮P平面力系平衡条件有：FC=－（FR+FS) (1) TC=－（TR+TS) （2）FR=FS （3）FC=－2FR=－2FS （4)(事实上，由于行星轮P与太阳轮S及齿圈R是通过轮齿接触传力，而与行星架C是通过转轴连接，因此当太阳轮S或齿圈R作为主动构件，行星架C作为从动构件时,（3)、（4）式的受力关系仍然成立.（1）、（2）式当然更是成立。
)即FS∕FR∕FC =1∕1∕－2 （5）由rS、rR、rC的几何关系可知:rS∕rR∕rC =1∕α∕（1+α）÷2 （6）因: TS=FS×rS TR=FR×rR TC=FC×rC将（5）×（6）得：TS∕TR∕TC=1∕α∕－（1+α）（7)验证（2):TC=FC×rC=－2FR×(rP+rS）TR+TS=FR×rR+FS×rS= FR×(2rP+rS)+FR×rS=2FR×（rP+rS)式（7）就是简单行星轮系太阳轮S、行星架C、齿圈R之间的转矩关系。
同心条件求齿数
同心条件求齿数齿轮作为一种传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
在设计齿轮传动系统时，正确计算齿数十分重要。
本文将介绍如何根据同心条件求齿数，并通过具体步骤和实例演示，让大家更好地掌握这一方法。
一、齿轮的基本概念和应用场景齿轮是一种啮合传动元件，它利用齿与齿之间的啮合来实现力的传递。
齿轮的应用场景包括减速器、变速器、齿轮马达等。
在实际应用中，齿轮的齿数和模数是根据传动比、扭矩、速度等条件来选择的。
二、同心条件求齿数的原理和方法1.原理：同心条件是指两个或多个齿轮的齿廓曲线在同一基圆上。
在同心条件下，齿轮的模数、齿数和直径系数满足以下关系：m = z * dm其中，m为模数，z为齿数，dm为齿轮的直径系数。
2.方法：根据已知的传动比、模数和直径系数，可以求解齿数。
具体步骤如下：（1）根据传动比i，计算主动轮和从动轮的模数：m1 = m2 * i（2）根据模数和直径系数，计算主动轮和从动轮的齿数：z1 = m1 / dm1z2 = m2 / dm2（3）检验齿数是否符合设计要求，如强度、材料等因素。
三、具体步骤和实例演示以一个减速器为例，已知主动轮与从动轮的传动比为2：1，主动轮的模数为m1=3，直径系数为dm1=2，求从动轮的齿数。
步骤如下：（1）计算从动轮的模数：m2 = m1 / i = 3 / 2 = 1.5（2）计算从动轮的齿数：z2 = m2 / dm2 = 1.5 / 2 = 0.75（3）检验：从动轮的齿数符合设计要求，可以继续进行下一步设计。
四、注意事项和实用技巧1.计算齿数时，要确保满足强度、材料等设计要求。
2.在实际应用中，可根据实际情况调整齿数以满足性能需求。
3.掌握齿轮设计软件，如Gleason、CAD等，可以更方便地进行齿轮设计。
通过本文的介绍，大家对同心条件求齿数的方法应该有了更深入的了解。
行星轮系公式原理推导
行星轮系公式原理推导行星轮系公式原理的推导主要基于行星轮系的工作原理和转速关系。
行星轮系主要由行星轮g、中心轮k 及行星架H组成。
其中，行星轮的个数通常为2～6个，但在计算传动比时，只考虑1个行星轮的转速，其余的行星轮计算时不用考虑，称为虚约束。
行星轮系可以分为简单行星轮系和复合行星轮系。
简单行星轮系由一个太阳轮、一个齿圈和一个行星架组成，行星架上均匀分布着若干个行星轮。
复合行星轮系则由多个简单行星轮系组成，它们共用一个行星架，且相互之间存在转速和转矩的传递。
在推导行星轮系公式时，首先需要确定各构件之间的转速关系。
对于简单行星轮系，设太阳轮转速为nS，齿圈转速为nR，行星架转速为nC，行星轮转速为ng，则有：ng = nS - (nC + nR) / 2这个公式可以通过行星轮系的转速特征方程推导得到。
转速特征方程为：(nS - nC) / (nR - nC) = -α其中，α为齿圈与太阳轮的齿数比或节圆半径比，也称为行星轮系的结构参数，大于1。
将转速特征方程变形，可以得到行星轮转速的表达式。
对于复合行星轮系，其转速关系更为复杂，但同样可以通过对各简单行星轮系的转速关系进行叠加和组合来得到。
在确定了各构件之间的转速关系后，可以进一步推导出行星轮系的传动比公式。
传动比是指输入转速与输出转速之间的比值，对于行星轮系来说，传动比通常表示为太阳轮转速与行星架转速或齿圈转速之间的比值。
需要注意的是，行星轮系公式原理的推导涉及到较多的机械原理和数学知识，需要具备一定的专业背景和数学基础才能进行深入理解和推导。
同时，在实际应用中，行星轮系的设计和分析还需要考虑诸多因素，如齿轮的强度、耐磨性、润滑条件等，以确保行星轮系的正常工作和可靠性。
二级行星齿轮传动系统非线性动力学特性分析
二级行星齿轮传动系统非线性动力学特性分析二级行星齿轮传动系统非线性动力学特性分析摘要：行星齿轮传动是一种广泛应用于工业机械领域的传动形式。
本文研究了二级行星齿轮传动系统的非线性动力学特性，并通过数值模拟进行分析。
研究发现，在一定工作条件下，二级行星齿轮传动系统存在着非线性现象，如共振、反常周期振动等。
本文论述了这些非线性现象的产生机制，并分析了对传动性能的影响。
此外，本文还通过参数变化分析，探讨了如何通过调整传动系统的参数来减小或消除这些非线性现象。
最后，我们提出了一些建议，以提高二级行星齿轮传动系统的性能和减少非线性现象的发生。
关键词：行星齿轮传动；非线性动力学；共振；参数变化一、引言行星齿轮传动是一种常见的机械传动装置，在汽车、飞机、机床等领域得到了广泛应用。
其具有结构紧凑、传动比变化范围大、传动效率高等优点，是替代直接啮合齿轮传动的理想选择。
然而，行星齿轮传动系统由于其特殊结构而存在着一些非线性动力学问题，如共振、反常周期振动等。
这些问题严重影响了传动系统的性能和稳定性，因此其非线性动力学特性的分析对于传动系统的设计和优化具有重要意义。
二、二级行星齿轮传动系统的结构二级行星齿轮传动系统由太阳轮、行星轮和环轮组成。
太阳轮位于中间，行星轮分布在太阳轮的周围，环轮包围着所有行星轮。
当太阳轮以一定速度旋转时，通过行星轮的运动与环轮进行啮合，实现动力传递。
三、非线性动力学特性的分析1. 共振现象在二级行星齿轮传动系统中，由于行星轮与环轮之间的啮合关系，传动系统会产生一些共振现象。
共振是指系统的自然振动频率与外部激励频率相等或接近时，系统会出现大幅度振动。
这种共振现象对传动系统的正常工作具有不利影响，甚至可能导致传动系统的破坏。
在本文的数值模拟中，我们通过改变太阳轮的转速来研究了共振现象的发生条件，并分析了共振对传动系统性能的影响。
2. 反常周期振动在实际工作过程中，二级行星齿轮传动系统可能会出现反常周期振动现象。
单排2K-H型行星轮系优化设计
单排2K-H型行星轮系优化设计摘要：行星减速器在机械设备中应用广泛，具有体积小、质量轻、传动比大、承载能力大及传动效率高等优点。
随着行星减速器的传统设计方法的越来越不适应性,应用现代设计方法对其进行优化分析，有利于提高产品质量、降低生产成本，对促进齿轮传动设计技术的发展有重要的意义。
本文以2K-H行星减速器为研究对象，针对传统设计上的不足对其进行优化设计，以行星齿轮体积最小、结构最紧凑为目标，确定了设计变量、目标函数及约束条件，建立了行星减速器的优化数学模型，运用MATLAB优化工具箱中fmincon算法进行优化计算得到了优化设计参数。
关键词：行星齿轮减速器，优化设计，fmincon算法The study on Optimal Design System of 2K-H Planetary Gear TrainABSTRACT: The planetary gear reducer is various and applied widely in mechanical equipment. It has advantages of small volume, light quality, big transmission ratio, carrying capacity and high transmission efficiency. The traditional static design method of planetary gear reducer are more and more unadapted. The modern design method can improve product quality and reduce production cost. It has important significance for promoting the development of the design of gear transmission technology.This paper made optimization design based on the 2K-H planetary gear reducer as the research objective, aiming at the deficiency of traditional design. It established the optimization mathematic model of planet wheel with the smallest and most compact planet gear volume as the objective by determining the design variables, objective functions and constraint conditions. It calculated optimization parameters under fmincon in MATLAB optimized tool.Key Words: planetary gear reducer, optimization design, fmincon algorithm目录1绪论 (1)1.1 研究现状 (1)1.2 研究背景、目的及意义 (2)1.3 论文主要研究内容 (3)2 优化设计基本理论与方法 (4)2.1 优化设计方法概述 (4)2.2 MATLAB简介 (6)2.2.1 MATLAB的特点 (6)2.2.2 MATLAB优化工具箱 (6)2.3 优化设计数学模型概述 (7)2.3.1 优化设计数学模型三要素 (7)2.3.2 优化设计数学模型的分类 (8)3 2K-H行星减速器的数学模型 (9)3.1 单排2K-H行星轮结构简介 (9)3.1.1 工作特点 (9)3.1.2 运用场所 (9)3.1.3 工作原理 (9)3.2 机械优化设计的过程 (10)3.2.1 建立目标函数 (10)3.2.2 选择设计变量 (13)3.2.3 确定约束条件 (15)4 2K-H型行星轮系最优化设计问题的求解 (21)4.1 优化方法的选择 (21)4.2优化工具箱中fmincon工作界面简介 (22)4.3 M文件的编写与简介 (24)4.3.1 M文件的编写 (24)4.3.2 M文件简介 (24)4.4 优化求解与结果分析 (24)4.4.1 在fmincon工具箱的工作界面上需要输入的数据 (26)4.4.2 M文件的编制 (26)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (33)1绪论1.1研究现状2K-H型行星轮减速器（以下简称行星减速器）与普通定轴减速器相比，具有承载能力大、传动比大、体积小、重量轻、效率高等特点，被广泛应用于汽车、起重、冶金、矿山等领域[1][2]。