周鹏2K-H行星齿轮减速器(传动系统设计).doc

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四川大学锦江学院毕业论文（设计）

毕业论文（设计）

题目2K-H行星齿轮减速器传动系统设计

系部机械系　

专业机械设计制造及自动化年级08数控2班

学生姓名周鹏　

学号070663001　

指导教师牟柳晨　

74

2K-H行星齿轮减速器（传动系统设计）

【摘要】行星齿轮变速器，是用行星齿轮机构实现变速的装置。

它通常装在液力变扭器的后面，共同组成液力自动变速器。

行星齿轮机构，有点好像太阳系。

它的中央是太阳轮，太阳轮的周围有几个围绕它旋转的行星轮，行星轮之间，有一个共用的行星架。

行星轮的外面，有一个大齿圈。

行星齿轮变速器，属于一种齿轮箱，它是由行星齿圈、太阳轮、行星轮（又称卫星轮）和齿轮轮轴组成，根据齿圈、太阳轮和行星轮的运动关系，可以实现输入轴与输出轴脱离刚性传动关系、输入轴与输出轴同向或反向传动和输。

本文通过对2K-H型变速器的传动结构、传动原理及行星齿轮传动的设计来计算一个2K-H型变速器。

2K-H型具有构件数量少，传动功率和传动比变化范大，设计容易等优点，因此应用最广泛。

论文首先介绍了行星变速器的定义，用途及功能。

并对国内外行星变速器的发展现状和发展前景作了分析。

通过设计和计算，完成对变速器相关结构的零件设计，整体设计，初步确定了行星变速器结构的总体设计。

【关键词】行星齿轮传动行星齿轮传动结构行星齿轮变速器

【Abstract】Planetarygeartransmission，istheuseofplanetarygearmechanismofvariable-speeddevice。

Itisusuallymountedonthebackofthetorqueconverter,consistingofahydraulicautomatictransmission.Planetarygearmechanism,abitlikethesolarsystem.Itisthecenterofthesunwheel,asunwheelaroundseveralofitsplanetswheel,planetwheel,thereisasharedtheplanetcarrier.Planetwheelontheoutside,thereisalargegearring.Planetarygeartransmission,whichbelongstoagearbox,whichiscomposedofaplanetaryringgear,asunwheel,aplanetarywheel（alsoknownassatellitewheelandgearwheelshaft）,accordingtotheringgear,thesunwheelandplanetarywheelmotor,canachievetheinputshaftandtheoutputshaftfromtherigidtransmissionrelations,theinputshaftandtheoutputshaftthesamedirectionorinthereversetransmissionandtransmission.

Thisarticlethroughtothe2K-Htransmission,thetransmissionstructureandtransmissionprincipleofplanetarygeartransmissiondesigntocalculatea2K-Htypespeed2K-H行星.2K-Hhasfewmembers,transmissionpowerandtransmissionratiorange,designiseasy,thereforethemostwidelyused.Thepaperfirstlyintroducesthedefinitionofplanettransmission,useandfunction.Todomesticandinternationalplanetarytransmissiondevelopmentpresentsituationandtheprospectofdevelopmentisanalyzed.Throughthedesignandcalculationoftransmission,associatedstructuralpartsdesign,overalldesign,preliminaryandaffirmatoryplanetarytransmissionstructureoveralldesign.

【Keywords】Planetarygeartransmission，Planetarygeartransmissionstructure，Planetarygeartransmission

12k-h型变速器概述 1

1.1行星齿轮变速器的定义 1

1.2行星齿轮变速器的特点 3

1.32K-H变速器的设计目的和工作原理 9

1.4行星齿轮变速器的设计目的 12

1.52K-H减速器的工作原理 14

22K-H行星齿轮减速器设计概要 18

2.12K-H行星齿轮减速器概述 18

2.22K-K行星齿轮减速器主要参数的确定 18

2.32K-H行星齿轮减速器强度计算 24

2.42K-H行星齿轮减速器结构设计 26

32K-H行星齿轮减速器优化设计 29

3.12K-H行星齿轮减速器优化设计原理 29

3.2优化数学模型 31

3.3配齿计算 35

3.42K-H行星齿轮优化设计程序结构 36

4行星齿轮的传动 37

4.1行星齿轮传动简介 37

4.2行星齿轮传动的特点 39

4.3行星齿轮传动的结构形式 40

52K-H行星齿轮减速器传动设计 42

5.1设计要点 42

5.2行星齿轮减速器传动的传动比计算 44

5.32K-H行星齿轮减速器的传动效率计算 53

5.4行星轮支架上的作用力 55

5.5减速器传动类型选择及折其原因 57

62K-H行星齿轮减速器传动系统的设计 57

6.1传动系统的方案拟定 57

6.2传动比和效率的计算 58

6.3行星齿轮传动的配齿计算 59

6.4行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 61

6.5行星齿轮传动强度计算及校核 63

6.6行星齿轮传动的受力分析 67

6.7行星齿轮传动的均载机构及浮动量 69

6.8轮间载荷分布均匀的措施 69

6.9轮材料及精度等级和齿面接触疲劳强度设计 71

6.10主要尺寸及圆周速度计算 72

7结论 72

参考文献 73

致谢 74

1

通常情况，应用最多的是内齿圈3固定、太阳轮1主动、行星架从动的传动装置。

当太阳轮1从动、行星架H主动时，则为行星增速传动。

而当太阳轮、行星架、内齿圈均不固定时，便可得到行星差动传动。

12k-h型变速器概述

1.1行星齿轮变速器的定义

行星齿轮变速器，是用行星齿轮机构实现变速的变速器。

它通常装在液力变扭器的后面，共同组成液力自动变速器。

行星齿轮机构，就像好像太阳系。

它的中央是太阳轮，太阳轮的周围有几个围绕它旋转的行星轮，行星轮之间，有一个共用的行星架。

行星轮的外面，有一个大齿圈。

1.太阳轮2.行星轮3.内齿圈

图1-12K-H型行星齿轮传动简图

上图为一种广泛应用的2K-H型行齿轮传动简图，从结构上看其由四个构件组成的：

在动轴线上做行星运动的齿轮称是行星轮，用数字2表示，行星轮一般都在2-6个；其它两个齿轮构件的轴线和主轴线重合，称为中心轮，通常用K表示，其中外齿中心轮通常称作太阳轮，如图用数字1表示，内齿轮通常称为内齿圈，如图用数字3表示；支承行星轮的动轴线构件称作行星架，用H表示。

其齿轮三维结构图如图1-2

图1-3、中心轮浮动的单级行星齿轮减速器

图1-22K-H型行星齿轮三维简图

1.2行星齿轮变速器的特点

齿轮轴线可动的传动称为行星齿轮传动。

与普通齿轮减速器相比，行星齿轮减速器的特点是，当传动比和输出轴上的转矩相同时，结构较为紧凑。

常见的行星齿轮减速器为2K-H型，可以正反两向运转，一般情况下的使用条件为：

（1）高速轴最高转速成≤1500r/min

（2）齿轮圆周速度成≤15m/s

（3）工作环境温度为一40℃～45℃

在保证工作转速和输出功率的条件下，确定了所需的减速器传动比及电机（或其他驱动器）的实际输入功率Ps后，可选择减速器。

行星轮（称卫星轮）和齿轮轮轴组成的，根据齿圈、太阳轮和行星轮的运动关系，可以实现输入轴与输出轴脱离刚性传动关系、输入轴与输出轴同向或反向传动和输。

2K-H型具有构件数量少，传动功率和传动比变化范围大，设计容易等优点，因此应用最广泛。

还有以下优点：

体积小、重量轻、结构比较紧凑，只有一般齿轮传动体积、重量地1/2～1/3，承载能力高、传递功率范围及传动比范围大。

由于行星齿轮传动是一种共轴线的传动装置，即具有同轴线传动的特点，在结构上采用了对称的分流传动结构，即用几个完全相同的行星轮均匀的分布在中心轮的周围来共同分担载荷，从而使每个齿轮所受的负荷变小，相应齿轮模数就可以较小，也合理的应用了内啮合，充分利用了内啮合承载能力高和内齿轮的空间容量，从而缩小了径、轴向尺寸，使结构很紧凑，而承载能力又高。

传动效率高，由于行星齿轮传动结构地对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。

在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率值可达0.97~0.99。

传动比较大，可以实现运动的合成与分解，只要合理选择行星齿轮传动的类型和配齿方案，就可以用少数几个齿轮来获得很大的传动比。

在只作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。

这里指出，行星齿轮传动在其传动比很大的时侯，依然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。

而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂运动。

运动平稳、抗冲击和振动的能力比较强，因为采用了多个结构相同的行星轮，均匀地分布在中心轮周围，使行星轮与转臂的性力