封閉行星齒輪傳動的設計分析

何名基

摘 要：本文結合可靠性設計和Savage，以封閉行星齒輪傳動系統為模型， 對系統的可靠性進行了分析研究，為有效提高行星齒輪傳動系統可靠性提供了相關參考意見。

關鍵詞：行星齒輪 可靠性 功率分配系數 分析研究

1 監理封閉行星齒輪傳動系統模型

本文以傳統典型的封閉行星齒輪傳動系統為模型分析。具體如圖1所示，該系統內部主要通過兩個太陽輪所組成，并且太陽輪通過S1和S2之間進行銜接，主要功能是作為系統的輸入端;第一排齒輪作為r1和系統內部的箱體之間直接進行銜接，作為固定構件;第一排轉臂c1和第二排齒圈直接進行鏈接。二者相互之間保持相同的轉速;第二排的轉臂c2是系統內部的輸出構件，輸出的功率保持在S1和S2 的分流部分，然后再C2的區域進行匯流和輸出。

在針對該系統齒輪在傳統過程中的可靠性進行分析之前，我們假設每一排進行星輪的P1和P2的參數數值保持相同，同時每一個行星輪在傳遞過程中保持著相同的荷載，同時忽略軸向荷載以及軸承對可靠性系統所產生的影響（圖1）。

2 實例及圖解分析

針對上述的封閉行星齒輪傳動系統，通過具體案例，對該系統的負載大小、有效齒寬變化、以及功率分配系數等相關參數來進行研究，該齒輪傳動系統的第一排和第二排的行星齒輪總數量為4，輸入轉矩大小為20，為了有效實現傳動比以及尺寸條件的約束，在本次設計中提出了幾種不同的設計方案，各個方案的齒輪數量以及所對應的功率荷載大小都有著明顯差異。各方案的構件和動載荷計算數據，如表1所示。

以傳動齒輪運動當量壽命作為橫坐標，可靠度作為縱坐標來進行計算太陽輪的可靠度分布曲線，如圖2所示，隨著功率分配系數的不斷上漲，傳動系統的可靠度影響不是非常明顯，從圖2的分析可以看出，盡管在各個功率的分配系統上保持相同，但是方案4和方案5所構成的系統可靠度所存在的差異仍然非常明顯。因此，在封閉行星齒輪傳動系統的設計工作中，必須要對齒輪的數量進行有效的設計，通過圖3當中的相關信息分析可以得出，隨著齒輪傳動系統的整體負載量不斷加大，系統的可靠性程度會不斷降低，系統過載問題，直接影響齒輪傳動系統的工作穩定性，加劇齒輪相互之間的磨損和軸承性能的急劇下降。構架的形變和裝配誤差也會造成荷載分部的不穩定性，沿著齒寬方向出現應力分布不均衡問題，相關數據也同樣印證了隨著傳動齒輪的齒寬不斷減小，整個齒輪傳動系統的可靠性也在不斷下降。在整個驗證過程中，通過一系列的數據分析，可以看出功率分配系數不斷加大，對可靠度的影響相對較小，同時可靠度收到齒輪數量的影響也相對較小基于封閉行星齒輪傳動系統的設計分析，有效結合了相關動力學問題，提出了單級行星齒輪傳動工作的可靠性工作模型，有效建立起了典型的封閉形成齒輪傳動工作系統，結合了具體的汽車使用案例，對行星齒輪傳動系統的工作可靠度進行分析，重點研究出了功率分配、系數負載量以及有效使寬度大小等，對系統構架的可靠度進行深度研究和分析從中得出了封閉行星齒輪傳統系統設計的優化方案，為相關設計人員提供有力的數據借鑒。

3 結束語

通過對封閉行星齒輪傳動系統進行分析，重點驗證了功率分配系數、負載量以及有效齒寬等因素變化，對系統構件可靠性的影響。為提高行星齒輪傳動系統的可靠性，應該根據實際使用情況，在功率分配系數，負荷變化、齒輪參數上找出一個平衡點。

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