行星齒輪外文翻譯

HENANINSTITUTEOFENGINEERING文獻(xiàn)翻譯題 目 行星齒輪 學(xué)生姓名 蘇許昌 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) 0708071021 系（部） 機(jī)械工程系 指導(dǎo)教師（職稱）畢建平 完成時(shí)間 2011年3月2日行星齒輪GearsinMesh概要GearsinMesh田宮減速器周轉(zhuǎn)輪系其他周轉(zhuǎn)輪系參考文獻(xiàn)1.概要Tamiya行星齒輪箱是由一個(gè)小型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)電壓為3.0V、電流1.0A,轉(zhuǎn)速為10,500r/min。最大速比為1:400，輸出轉(zhuǎn)速大約26r/min。本減速機(jī)提供了四組傳動(dòng)比，兩個(gè)1:4和兩個(gè)1:5,可選擇任何組合方式.它不但能夠很好驅(qū)動(dòng)小型機(jī)械，而且采用了行星傳動(dòng).這種齒輪箱由于采用了完美的塑料外形設(shè)計(jì)，能夠在一個(gè)小時(shí)內(nèi)用很少的工具完成裝配。本裝置的詳細(xì)信息見參考文獻(xiàn)。首先，讓我們回顧一下齒輪箱的基本結(jié)構(gòu)，以及行星齒輪系。2.行星齒輪系一對(duì)相互嚙合的圓柱直齒輪在圖中用他們的節(jié)圓代替，二者在節(jié)點(diǎn)P處相切.相嚙合的輪齒超出節(jié)圓延伸到另一個(gè)齒輪的齒根處，他們之間的間隙為節(jié)圓到齒根的距離。如果兩個(gè)節(jié)圓半徑分別為a和b，那么兩輪的中心距為a+b。為了保證在齒輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一個(gè)齒輪繞另一個(gè)齒輪做純滾動(dòng)，并且齒輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比穩(wěn)定，輪齒必須做成一定的形狀.這就意味著壓力線垂直于齒面，并且通過(guò)節(jié)圓嚙合點(diǎn)。這樣能量就可以有效傳遞而且適合于高速傳動(dòng)。講述了齒輪箱的基本原理之后，在這里我們暫不對(duì)齒輪作深入探討。

如果齒輪a有N個(gè)輪齒，那么各個(gè)齒嚙合點(diǎn)之間的齒距為2a：n，就是所謂的齒距。如果兩個(gè)齒輪要嚙合，那么它們的齒距必須相等。節(jié)點(diǎn)間距通常為2a/N,就是所謂的模數(shù)。如果要計(jì)算齒輪上的齒數(shù)，那么齒數(shù)就等于節(jié)圓直徑乘以這個(gè)模數(shù)。如果你知道兩個(gè)齒輪的齒距，那么就可以算出兩個(gè)齒輪之間的中心距。一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比等于被動(dòng)輪的節(jié)圓半徑除以主動(dòng)輪的節(jié)圓半徑。根據(jù)節(jié)圓的旋轉(zhuǎn)，i=-a/b=-N1/N2,由于節(jié)圓半徑之比等于齒輪齒數(shù)之比。齒輪的角速度可以用rad/min，或r/min以及任何相類似的元素來(lái)表示。如果我們?cè)O(shè)定一個(gè)旋向?yàn)檎?，那么其相反方向?yàn)樨?fù)。這就是在公式前面加（-）的原因。如果一個(gè)齒輪是內(nèi)齒輪（輪齒在內(nèi)部），且其速比為正，則兩齒輪的旋向相同。通常的漸開線齒輪的齒形可以做變位齒輪，所以即使這對(duì)齒輪中心距不精確仍然可以很好的嚙合。齒輪速比不取決于其軸線的準(zhǔn)確間距，但是取決于兩輪齒數(shù)或者節(jié)圓半徑。少量增大齒輪中心距，理論上可以使齒輪更好嚙合。另一方面，齒頂間隙也增加，使其在其它方面的應(yīng)用能力有所下降。一個(gè)行星齒輪系由一個(gè)可以繞中心軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臂和中心軸，以及太陽(yáng)輪和行星輪組成。行星架可以作為輸入構(gòu)件也可以作為輸出構(gòu)件，并且可以固定也可以浮動(dòng)。中心輪可以是太陽(yáng)輪也可以是有內(nèi)齒輪。一個(gè)非常簡(jiǎn)單但卻很典型的行星輪系，就是左圖行星輪系。行星輪系應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)的原因：它們可以被看作是齒輪運(yùn)動(dòng)的的模型。太陽(yáng)輪、轉(zhuǎn)臂、行星架，均可以作為輸入或輸出構(gòu)件。如果轉(zhuǎn)臂固定，那么就不可以浮動(dòng)，我們就有了一個(gè)簡(jiǎn)單的三行星齒輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。則氣/氣二-N/N，n/n=+N/N，和n/n=-N/N。這很簡(jiǎn)1 2 3 2 2 3 3 1 1 3單，不容易迷惑。如果轉(zhuǎn)臂允許浮動(dòng)，求出傳動(dòng)比就比較類似普通的運(yùn)算。嘗試這種計(jì)算：如果你能做到，你值得驕傲和自豪。它并不是不能，只是轉(zhuǎn)化問(wèn)題。然而，有一個(gè)很簡(jiǎn)單的方法可以很容易的求出結(jié)果。首先，我們把齒輪系固定，那么它將是一個(gè)剛性的組件，包括轉(zhuǎn)臂等所有零件。所有的三個(gè)齒輪轉(zhuǎn)臂將有一個(gè)相同的傳動(dòng)比。第一個(gè)數(shù)字是轉(zhuǎn)臂速度，第二個(gè)數(shù)字是太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速，因此，他們之間速比是N1/(N1+N3),再用這個(gè)結(jié)果乘以N3。這就是我們所求的田宮變速器的速比，在天宮減速器中，內(nèi)齒圈不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)輪輸入，轉(zhuǎn)臂速度則是輸出值。這個(gè)計(jì)算過(guò)程通用，可以在任何行星傳動(dòng)中使用。田宮行星減速器，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)組合方式有N1=N2=16,N3=48,以及N1=12,N2=18,N3=48.因?yàn)樾行驱X輪必須剛好位于太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈之間，N3=2N1+N2這個(gè)條件必須得到滿足。事實(shí)上，這個(gè)條件滿足同心條件。第一個(gè)組合的速度比將是16/(48+16)=1/4。第二個(gè)組合的速度比將是12/(48+12)=1/5.可以看到的是太陽(yáng)輪和轉(zhuǎn)臂旋向相同。求解行星齒輪系的最佳方法是列表法，是因?yàn)檫@種方法不包含像式一樣的隱藏條件，要求應(yīng)用矢量法進(jìn)行計(jì)算。第一步隔離行星輪系，從行星輪系中分離出齒輪輪系的輸入端和輸出端，利用行星輪系求出輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在畫出兩行關(guān)于轉(zhuǎn)速或者角速度的圖表。第一行對(duì)應(yīng)于圍繞行星軸旋轉(zhuǎn)一次產(chǎn)生的參數(shù)，記下第二行，其中假定速度為零，使用已知的齒數(shù)比。你要求的是上述兩行組成的一個(gè)線性組合，再加上未知乘數(shù)x和y。把輸入的齒輪值相加，根據(jù)已知的輸入速度，同時(shí)得到兩個(gè)關(guān)于x和y的兩種線性方程組?，F(xiàn)在，把這兩行數(shù)值相加的和乘以其各自的乘數(shù)，就得了相關(guān)的齒輪的速度。最后，借助輸出齒輪傳動(dòng)計(jì)算出輸出速度。參考已經(jīng)選擇的正方向，務(wù)必使其旋轉(zhuǎn)方向正確。3.田宮減速箱這種零件最好在機(jī)床上采用電火花線切割和沖孔技術(shù)加工。也可以用夏普刀除去多余的塑料齒片。按操作說(shuō)明，小心的去除多余的塑料。詳細(xì)閱讀說(shuō)明書，確保是按照最正確的方式或者相對(duì)正確的方法安裝。變速箱可以以很小的壓力輕松的組合成一個(gè)整體。應(yīng)該注意的是灰色的那個(gè)齒輪必須以正確的相對(duì)位置進(jìn)行配合。那個(gè)4mm厚的墊圈是減速器附件中帶的。較小的墊反向裝在軸上，輸出軸是金屬的。使用長(zhǎng)鼻鉗將小墊圈壓入大點(diǎn)券的卡槽處。有張圖片說(shuō)明了具體的操作方法工具箱中有一個(gè)好的安裝工具。三個(gè)支撐腳用來(lái)承載行星齒輪，并被它們的驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在按照需要組裝變速箱。我應(yīng)用了全部4個(gè)單元，確保在與電機(jī)相鄰的末端安裝一個(gè)1:5的組合。因此，我需要長(zhǎng)的螺栓。把最后的速比為1:5的單元牢固的安裝在電機(jī)軸端，越遠(yuǎn)越好。如果沒(méi)有安裝正確，電機(jī)上的夾子將不會(huì)鎖緊。這可能是一個(gè)好方法，把這個(gè)齒輪一些潤(rùn)滑劑從管與試劑盒中。如果您使用不同的潤(rùn)滑油，測(cè)試它的塑料片，從工具包，以確保它是兼容第一。干燥的石墨潤(rùn)滑劑性能也很好。它可以傳遞到最后一個(gè)組合，這是一中耐高溫的最好的潤(rùn)滑劑。相關(guān)的解說(shuō)闡述了如何裝配轉(zhuǎn)臂，并且給出了一些齒輪箱的使用說(shuō)明。我還有一個(gè)彈性軸，而且還有兩個(gè)3mm的厚的墊圈。如果你有一些小墊圈，你可以用它們來(lái)把這個(gè)齒輪箱裝配起來(lái)。如果輸出轉(zhuǎn)矩足夠大（大于6KN?m）就會(huì)損壞一些東西，所以應(yīng)該保證輸出軸浮動(dòng)旋轉(zhuǎn)。我在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室用的是可以調(diào)壓，可以限制電流的直流電，不過(guò)十電池的效果也很好。輸出1A的電流對(duì)D型電池來(lái)說(shuō)已經(jīng)夠高了，所以提供一個(gè)可控的電源是非常重要的。說(shuō)明書中建議最好不要超過(guò)4.5V。有400:1的減速比，無(wú)論輸出轉(zhuǎn)矩多大，電機(jī)應(yīng)該都能正常轉(zhuǎn)動(dòng)。我的齒輪箱第一次測(cè)試的時(shí)候運(yùn)行良好。我用秒表測(cè)了一下輸出轉(zhuǎn)速，結(jié)果是47秒轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)，或者說(shuō)是25.5r/min。這符合電動(dòng)機(jī)10,200的轉(zhuǎn)速，與說(shuō)明書的介紹也很接近。很容易把另一級(jí)齒輪箱與它連接起來(lái)（需要的零部件都有），能得到4r/h的轉(zhuǎn)速。然而另一個(gè)齒輪箱可以產(chǎn)生4天轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的速比。這是一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀的設(shè)備，我強(qiáng)烈推薦它。4.其他行星齒輪系一個(gè)非常有名的行星輪系就是1781年申請(qǐng)專利的瓦特行星輪系，它通過(guò)一個(gè)可以互換的曲柄機(jī)構(gòu)，把蒸汽機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它由威廉?默多克發(fā)明。曲柄機(jī)構(gòu)在當(dāng)時(shí)是有專利的，然而瓦特當(dāng)時(shí)作為王室成員，他不想交專利保護(hù)費(fèi)。一次偶然的事情，他在輸出機(jī)構(gòu)中增加了一個(gè)1:2的速比。然而，它專利保護(hù)費(fèi)比曲柄機(jī)構(gòu)的價(jià)值更高，以至于在專利保護(hù)期結(jié)束之前都很少使用，只能看著維基百科雜志興奮。行星架輸入，行星輪與太陽(yáng)輪相嚙合，二者參數(shù)相同。通過(guò)把行星輪固定在連接軸上，防止它的旋轉(zhuǎn)。它擺動(dòng)較小，但是每一圈都會(huì)到原始位置。利用解析法來(lái)分析上圖，第一條線是1:1:1，第一位表示轉(zhuǎn)臂，第二位表示行星輪，第三位表示太陽(yáng)輪。

第二條線是0：-1：1,轉(zhuǎn)向相反。此外，我們得到1:0:2，意思是說(shuō)轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)一圈（發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)一個(gè)行程）太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈。我們可以用太陽(yáng)輪和行星輪來(lái)闡述一下用速率來(lái)分析行星齒輪系的另一種方法。這種方法比圖解法更令人滿意，而且能更清晰表達(dá)出齒輪系的工作原理。在右邊的圖表中，A和O分別表示行星輪和太陽(yáng)輪的中心。我們假定A以角速度七繞O順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖示位置，給它一個(gè)2^1的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在行星輪不轉(zhuǎn)，所以它上面的所有點(diǎn)都和A的轉(zhuǎn)速相同。包括節(jié)點(diǎn)P,以及太陽(yáng)輪上的節(jié)點(diǎn)都以角速度o2繞固定軸O旋轉(zhuǎn)。因此%=2氣，和圖解法得到的結(jié)果相同。左圖中用速度求解法展示了行星輪的傳動(dòng)。假設(shè)太陽(yáng)輪和行星輪尺寸相等（二級(jí)減速器），內(nèi)齒圈直徑為6,太陽(yáng)輪固定，所以節(jié)點(diǎn)P也是固定的，A點(diǎn)的速率為轉(zhuǎn)臂速率的兩倍。由于P點(diǎn)固定，所以P點(diǎn)速率必須是A點(diǎn)轉(zhuǎn)速的兩倍，或者是轉(zhuǎn)臂速率的4倍。然而，P點(diǎn)速率等于內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速的3倍，所以3o=4o。如果轉(zhuǎn)臂輸出，則速比為3:4，內(nèi)齒圈輸入時(shí)速比為4:3。propellershaftDifferential-right■■■wheel一個(gè)三擋的自行車轂也許包含了兩個(gè)行星輪系（實(shí)際上，通常包含兩個(gè)），內(nèi)齒圈銜接。第一級(jí)輪系是后面鏈輪到轉(zhuǎn)臂的輸入，輸出是第二個(gè)鏈輪到轉(zhuǎn)臂的傳動(dòng)。把一個(gè)太陽(yáng)輪或者兩個(gè)全部固定在軸上，或者太陽(yáng)輪和轉(zhuǎn)臂連接在一起，中心軸浮動(dòng)，都可以得到1:1的速比。這三個(gè)齒輪組合成高擋：3:4,輸出輪系鎖住；中擋1:1，兩組輪系都鎖?。坏蛽?:3,輸出輪系鎖住。當(dāng)然，這只是一種可行性方案，還有很多種組合已經(jīng)設(shè)計(jì)出來(lái)了。行星輪的周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由Sturmey-Archer于1903年提出。這種應(yīng)用廣泛的AW型輪系能提供我們所需要的任何速比。propellershaftDifferential-right■■■wheelIleft——wheel 鏈?zhǔn)狡鹬貦C(jī)用到了行星輪系。內(nèi)齒圈固定，其作為箱體的一部分。太陽(yáng)輪輸入，行星架輸出。太陽(yáng)輪和行星輪不同的直徑可組合成很大的傳動(dòng)比。福特Ileft——wheel 1:1。底板上有三個(gè)踏板：低、中、高，反向，剎車。手動(dòng)停止適用于左手，踏板中立。啟動(dòng)按鈕和油門是在方向盤位置。在左側(cè)插圖中展示的自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)是一個(gè)錐齒輪行星齒輪系。小齒輪帶動(dòng)內(nèi)齒圈(差動(dòng)輪系)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)中間輪。一個(gè)行星輪就可以了，但多幾個(gè)可以使載荷更加均勻。一般的行星輪系，內(nèi)齒圈和行星架對(duì)應(yīng)于機(jī)箱固定，太陽(yáng)輪和行星輪組成通常傳動(dòng)鏈。行星齒輪傳動(dòng)側(cè)的半車軸，對(duì)應(yīng)太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈，是輸出齒輪。當(dāng)兩個(gè)半軸旋轉(zhuǎn)的速度相同時(shí)，剎車軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。速度不同時(shí)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，托輥旋轉(zhuǎn)。適用于平等的微分扭矩側(cè)面齒輪(他們是在距離相等的驅(qū)動(dòng))，同時(shí)允許他們以不同的速度旋轉(zhuǎn)。如果一個(gè)車輪打滑，它將變?yōu)樵瓉?lái)轉(zhuǎn)速的兩倍，而另一輪不轉(zhuǎn)動(dòng)。作用在兩個(gè)輪子上的扭矩相等。圖解法便于用來(lái)分析角速度。旋轉(zhuǎn)鏈作為一個(gè)整體轉(zhuǎn)動(dòng)1，0，1，1圈，托輥，左，右側(cè)齒輪。如果內(nèi)齒圈固定，則轉(zhuǎn)動(dòng)0，1，1，-1圈。如果右側(cè)齒輪是固定的，使內(nèi)齒圈旋轉(zhuǎn)，我們將得到1，1，2,0的轉(zhuǎn)動(dòng)，這表示，左側(cè)齒輪旋轉(zhuǎn)兩圈。速度法也可以使用，當(dāng)然，因?yàn)樾行禽喿饔迷谕粋?cè)齒輪上的力相等，那么它的輸出轉(zhuǎn)矩也應(yīng)該相等。ReferencesTamiyaPlanetaryGearboxSet,Item72001-1400EdmundScientific,CatalogNo.C029D,item#D30524-08($19.95).C.Carmichael,ed.,Kent'sMechanicalEngineer'sHandbook,12thed.(NewYork:JohnWileyandSons,1950).DesignandProductionVolume,p.14-49to14-43.V.L.Doughtie,Elemen