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图3.行星齿轮构造示意图工作原理及特徵传动组合在包含行星齿轮的齿轮系统中,传动原理与定轴齿轮不同 。由于存在行星架,因此可以有三条转动轴允许动力输入/输出,还可以用离合器或制动器之类的手段,在需要的时候限制其中一条轴的转动,只剩下两条轴进行传动 。因此,互相啮合的齿轮之间的关係可以有多种组合:(1)动力从太阳轮输入,从外齿圈输出,行星架通过机构锁死;(2)动力从太阳轮输入,从行星架输出,外齿圈锁死;(3)动力从行星架输入,从太阳轮输出,外齿圈锁死;
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图4.行星齿轮传动(4)动力从行星架输入,从外齿圈输出,太阳轮锁死;(5)动力从外齿圈输入,从行星架输出,太阳轮锁死;(6)动力从外齿圈输入,从太阳轮输出,行星架锁死;(7)两股动力分别从太阳轮和外齿圈输入,合成后从行星架输出;(8)两股动力分别从行星架和太阳轮输入,合成后从外齿圈输出;(9)两股动力分别从行星架和外齿圈输入,合成后从太阳轮输出;(10)动力从太阳轮输入,分两路从外齿圈和行星架输出;(11)动力从行星架输入,分两路从太阳轮和外齿圈输出;(12)动力外齿圈输入,分两路从太阳轮和行星架输出 。运动特徵按以上的组合方式,可以把简单行星齿轮机构的运动特徵归纳成下列几点:(1)当行星架为主动件时,从动件超速运转 。(2)当行星架为从动件时,行星架必然较主动件转速下降 。(3)当行星架为固定时,主动件和从动件按相反方向旋转 。(4)太阳轮为主动件时,从动件转速必然下降 。(5)若行星架作为被动件,则它的旋转方向和主动件同向 。(6)若行星架作为主动件,则被动件的旋转方向和它同向 。(7)在简单行星齿轮机构中,太阳轮齿数最少,行星架的当量齿数最多.而齿圈齿数则介于中间 。(注:行星架的当量齿数=太阳轮齿数十齿圈齿数 。)(8)若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向旋转,则第三元件的转速和方向必然与前两者相同,即机构锁止,成为直接档 。(这是一个十分重要的特徵 。)(9)仅有一个主动件并且两个其它部件没被固定时,此时处于空挡 。特点类型行星齿轮在结构方面存在以下特点:(1)太阳轮、行星架和齿圈都是同心的,即围绕公共轴线旋转 。这能够取消诸如手动变速器所使用的中间轴和中间齿轮;(2)所有齿轮始终相互啮合,换挡时无需滑移齿轮,因此摩擦磨损小,寿命较长;(3)结构简单、紧凑,其载荷被分配到数量众多的齿上,强度大;(4)可获得多个传动比 。套用行星齿轮系在各种机械中得到了广泛的套用,主要有以下几个方面:(1)实现大传动比的减速传动
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图5.大传动比行星轮系右图所示的行星齿轮系中,若各轮的齿数分别为z1=100,z2=101,z2’=100,z3=99,则输入构件H对输出构件1的传动比 =100 。可见,根据需要行星齿轮系可获得很大的传动比 。(2)实现结构紧凑的大功率传动行星齿轮系可以採用几个均匀分布的行星轮同时传递运动和动力 。这些行星轮因公转而产生的离心惯性力和齿廓间反作用力的径向分力可互相平衡,故主轴受力小,传递功率大 。另外由于它採用内啮合齿轮,充分利用了传动的空间,且输入输出轴在一条直线上,所以整个轮系的空间尺寸要比相同条件下的普通定轴齿轮系小得多 。这种轮系特别适合于飞行器 。(3)实现运动的合成
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