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1、1绪论行星齿轮传动与其他齿轮传动装置相比较，具有体积小、重量轻、高效率及 同轴线传动等优点，现已成为一种先进的传动形式广泛应用于各个工业部门。在各类行星齿轮传动装置中，少齿差行星齿轮窗洞装置中，少齿差传动装置 由于能实现大速比、适应当前机械化、自动化的需要而发展最为迅速。套筒活齿少齿差传动装置是在现有各种少齿差传动的基础上进行创新而提出 的一种新的传动结构形式。在现有的少齿差行星减速器中，存在两大难题：1、转臂轴承受空间的局限其 直径小，使得轴承寿命较短；2、输出机构的销轴因直径较小的影响其强度不够。 最基本的解决方法是使用高质量的好材料，但这会导致其成本大大提高，改变减 速器的结构及传动方式
2、是现有可行的方法，如套筒少齿差行星减速器，虽然在其 行星轮上取消了一圈销孔，解决了轴强度不够的问题，但未使转臂轴承直径增加 多少，轴承寿命仍然较短；另一种是密切圆活齿行星减速器，虽使转臂轴承直径 增加，但输出机构的薄壁圆筒强度受到较大限制，不适宜大功率传动，同时圆筒 与输出轴设在一起，又有许多方孔加工难度很大。因此，这两种减速器均没能同 时解决上述两大难题。为克服缺陷，同时解决上述两大难题，本实用新型的目的在于提供一种转臂 轴承直径较大，且输出机构的轴销分布圆直径也较大的圆形活齿行星减速器，该 减速器轴承寿命较长，输出机构强度明显提高。为实现上述目的的本实用新型是以如下方式实现的：它是由输出轴
3、、行星轮 以及销孔式输出机构组成，行星轮设有转臂轴承输入轴、输入轴外围的偏心套以 及内圈滚子、圆形活齿和固定的内齿圈，说述的圆形活齿为圆柱形滚子活齿，转 臂轴承外圈直接空套内圈滚子，圆柱形滚子活齿装在内圈滚子外围，同时圆柱形 滚子活齿外圈又与固定的内齿圈的齿廓相啮合；输出机构包括带销盘的输出轴以 及销轴和销孔，销孔设在销盘上，器销轴由圆形活齿的圆柱形滚子代替，圆柱滚 子的一端插入销孔内。本实用新型与现有技术相比，是将原有圆柱活齿销孔式输出机构的销轴和二 为一，并将销孔式输出机构的销轴与销孔的装配及传动关系颠倒，使得转臂轴承 的空间增大，直径增大，销轴分布圆直径已明显增大，因此，提高了转臂轴承的
4、 寿命和销轴的强度，可实现大功率传动。2行星齿轮传动基本概念术语与定义轮系由一系列齿轮组成的传动装置成齿轮机构或轮系，是应用最为广泛的机械传动形式之一。根据轮系运转时各 齿轮的几何轴线相对位置是 否变动，可将轮系分为下列两 种基本类型：1）定轴轮系当轮 系运转时，若组成该轮系的所 有齿轮的几何轴线位置是固 定不变的，称为定轴轮系或普 通轮系。2）周转轮系 当轮系运转时，若组成轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何 轴心不固定，而绕着另一齿轮的几何轴线回转者，称为周转轮系。图2-1所示的 轮系，其中，齿轮a、b和构件H均绕几何轴线OO转动，而齿轮g 一方面绕自身 的几何轴线Og转动（自传），同时又随O
5、g 一起被构件H带着绕固定的几何轴线 OO回转（公转），故称周转轮系。周转轮系的组成1）行星轮 在周转轮系中自转和公转运动、如同行星的运动一样的齿轮称 为行星齿轮，如图1-1中的齿轮g。2）转臂 制成行星轮并使其公转的构件称为转臂（又称杆系、行星架）， 用符号H表示。3）中心轮与行星轮相啮合而其轴线又与主轴线相重合的齿轮称为中 心轮，外齿中心轮用符号a或c表示，内齿中心轮用符号b或e表示。通常又将最 小的外齿中心轮a称为太阳轮，而将固定不动的中心轮成为支撑轮（内齿轮）。4）基本构件 转臂H绕其转动的轴线成为主轴线，如图1-1中的OO。 凡是轴线与主轴线重合而又承受外力矩的构建称为基本构件，如图
6、1-1中的中心 轮a、b和转臂H。大多数周转轮系都有这三个基本构件。周转轮系的种类周转轮系按其平面机构自由度的数目，可分为行星轮系和差动轮系两种。1）行星轮系 平面机构自由度等于1的周转轮系称为行星轮系。在图1 -1所示周转轮系中，运动构件（齿轮a、g及转臂H,假设将b与机架固连）数n =3，低副数Pl = 3，高副数Ph=2，机构的自由度为：W = 3n - 2 P - P = 3 x 3 - 2 x 3 - 2 = 1这说明只要有一个主动构件，轮系就有确定的运动，即为行星轮系。将周转 轮系的中心轮之一固定于机壳，其他两个基本构件分别为主动构件和从动构件的 结构，都是行星轮系。若将转臂H固定
7、于机壳上，就成定轴轮系了。2）差动轮系 平面机构自由度等于2的周转轮系称为差动轮系。如图 1-1所示周转轮系的内齿轮b能绕基本轴线OO转动，其运动构件数n=4低副数 Pl=4高副数Ph=2，该机构的自由度为：W = 3n - 2 匕-P = 3 x 4 - 2 x 4 - 2 = 2这说明这种轮系必须有两个具有独立运动的主构件，才能有确定的运动， 故为差动轮系。从结构上看，周转轮系三个基本构件都可以转动时就称为差动轮 系。如果从一个基本构件输入运动，差动轮系就将此运动分解为另外两个基本构 件的输出；反之，如果从两个机泵偶件输入各自独立的运动，则差动轮系就将其 合成为一个运动，由第三个基本构件输
8、出。在实践中，前者如汽车后桥的差速器， 后者如飞机螺旋桨用的一种驱动装置。工程界习惯上将行星轮系和差动轮系的齿轮传动机构统称为行星齿轮传动。行星齿轮传动的类型行星齿轮传动的类型很多，分类方法也不少。而现在一般根据前苏联库 德鲁略夫采夫（KygpHbueB）提出的按行星传动机构的基本结构的不同来进行 分类。这是因为库氏的分类方法较好的体现了行星传动机构的特点，而且我国和 国外（如前苏联、日本等）早已被人们普遍采用和接受了。在此分类法中，基本 构件代号为：K中心轮，H-转臂，V-输出轴。根据基本构件代号来命名，行星 齿轮传动可分为2K-H、3K和K-H-V三种基本类型，其他结构型式的行星齿轮传 动
9、大都是它们的演化型是或组合型式。此外，前苏联的特卡钦科(TKaneHKo )提出的按传动机构中齿 轮的啮合方式，将行星齿轮传动分为三种基本型式，即AA、II和AI三种，A表 示外啮合，I表示内啮合。这与我国机械行业标准“NGW型行星齿轮减速器标准 (JB/T 6502- 1993)”相似。按其传动机构中齿轮的啮合方式，可将上述三大基 本类型再细分为许多传动型式，如NGW、NW、NN、NGWN 和ZUWGW 型等， 其中按首字汉字拼音N-内啮合，W -外啮合，G-内外啮合公用行星齿轮，ZU -锥齿轮。行星齿轮传动的特点行星齿轮传动与普通齿轮传动相比，当他们的零件材料和机械性能、制 造精度、工作条
10、件等均相同时，前者具有一系列突出优点，因此他常被用作减速 器、增速器、差速器和换向机构以及气它特殊用途。行星齿轮传动的主要特点如 下：(1) 积小、重量轻、结构紧凑，传递功率大、承载能力高这个特点是由行星齿轮传动的结构等内在因素决定的。1) 功率分流用几个完全相同的行星齿轮均匀地分布在中心轮的周围来共同分担载荷，因而使每个齿轮所受的载荷较小，相应齿轮模数就可小。2) 合理的应用了内啮合 充分利用内啮合载荷高和内齿轮的空间容积， 从而缩小了径向、轴向尺寸，是结构很紧凑而承载能力有很高。3) 共轴线式的传动装置各中心轮构成共轴线式的传动，输入轴与输 出轴共轴线，是这种传动装置长度法向的尺寸大大缩小
11、。(2) 传动比大只要适当选择行星传动的类型及配齿方案，便可利用少数几个齿轮而得 到很大的传动比。在不作为动力传动而主要用以传递运动的行星机构中，其传动 比可达几千。此外，行星齿轮传动由于它的桑额及泵偶件都可以转动，故可实现 运动的合成和分解，以及有机和无级变速传动等复杂的运动。（3）传动效率高由于行星齿轮传动采用了对称的分流传动结构，即它具有数个均匀分布 的行星齿轮，是作用与中心轮和转臂轴承中的反作用力相互平衡，有利于提高传 动效率。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，。（4）运动平稳、抗冲击和振动能力较强由于采用数个相同的行星轮，均匀分布与中心轮周围，从而可使行星轮 与转臂的惯性力相
12、互平衡。同时，也是参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的 运动平稳，抗冲击力和振动的能力较强，工作较可靠。表2-1列出了表21行星齿轮减速器与普通定轴齿轮减速器比较Delaval公司生产的传项目行星齿轮减速器普通定轴齿轮减速器动比i=，功率P =重量/ kg69434400kW的行星齿轮高度/ m减速器与一般减长度/ m速器比较的结果，可见宽度/ m行星齿轮机构的优越。体积/ m3在具有上述优点齿宽/ m和优越性同时，行星齿损失功率/ kW8195轮传动也存在一些缺圆周速度/ m/s点，如结构型式比定轴 齿轮传动复杂；对制造质量要求较高；由于体积小、散热面积小到只有温升高， 故要求严格的润滑和冷
13、却装置等。发展概况和方向发展概况我国早在南北朝时代（公元429500年），祖冲之发明了由行星齿轮的 差动是指南车。因此我国行星齿轮传动的应用比欧美各国早1300多年。1880年德国第一个行星齿轮传动装置的专利出现了。19世纪以来，随着 机械工业特别是汽车和飞机工业的发展，对行星齿轮传动的发展有很大影响。1920 年首次成批制造出行星齿轮传动装置，并首先用作汽车的差速器。1938年期集中 发展汽车用的行星齿轮传动装置。第二次世界大战后，高速大功率船舰、透平发 电机组、航空发动机机工程机械的发展，促进行星齿轮的发展。高速大功率行星齿轮传动广泛的实际应用，于1951年首先在德国获得成 功。1958年
14、后，英、德、日、美、苏、瑞士等国亦获得成功，均有系列产品，并 已经成批生产，普遍应用。英国Allen齿轮公司生产的压缩机用行星减速器，功率 25740kW；德国Renk公司生产的船用行星减速器功率11030kW。低速重载行星减速器已由系列产品发展到生产特殊用途产品，如法国 Citroen生产用于水泥磨、榨糖机、矿山设备的行星减速器，重量达125t，输出转 矩 3900kN m；德国 Renk公司生产了一台 3200Kw，i = 720/480,输出转矩 2100 kN m 的行星减速器。我国从20世纪60年代起开始研制应用行星齿轮减速器，20世纪70年代 制定了 NGW型渐开线行星齿轮减速器标
15、准系列JB1799 1796。一些专业定点厂 已经成批生产了 NGW型标准系列产品，使用效果很好。已研制成功高速大功率的 多种行星齿轮减速器，如列车电站燃气轮机(3000kW)、高速汽轮机(500kW)和 万立方米制氧透平压缩机(6300kW)，如矿井提升机的XL30型行星减速器(800 kW)，双滚筒采煤机之行星齿轮减速器(375kW)发展方向世界各陷阱哦年工业国，经由工业化、信息化时代，正在进入知识划时 代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断改进，式的行星齿轮传动已 经达到了较高水平。我国于世界先进水平虽存在明显差距，但随和改革开放带来 设备引进、技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得了长足进步。目前行星 齿轮传动正向以下几个方向发展：(1) 向高速大功率及低速大转矩的方向发展。例如年生产300kt合成氨 透平压缩机的行星齿轮增速器，其齿轮圆周速度已达150m/s，日本生产了巨型船 舰推进系统用的行星齿轮箱，功率为22065 kW；大型水泥磨中所用80 / 125型行 星齿轮箱，输出转矩高达4150kN - m。在这类产品的设计与制造中需要继续解决 均载、密封、润滑、零件材料与热处理及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计 制造技术问题。（2）向无级变速行星齿轮传动发展。实现无级变速就是让行星齿轮传动 中三个基本构件都转动并传动功率，这只要对原行星机构中固定的
