第20章（四）行星齿轮机构的传动原理和结构

（1）单排单级行星齿轮机构的组成

单排单级行星齿轮机构由太阳轮、行星齿轮架及行星轮和齿圈组成。

齿圈制有内齿，其余齿轮均为外齿，太阳轮位于机构中心，行星轮一般有3个或4个，空套（或装滚针轴承）在行星齿轮轴上，行星齿轮轴均布地固定在行星架上。行星轮即可绕行星轴自转，又可绕太阳轮公转。太阳轮与行星轮是外啮合，二者旋转方向相反；行星轮与齿圈是内啮合，二者旋转方向相同。行星齿轮系统的齿轮均采用斜齿常啮合状态行星齿轮结构特点单排单级行星齿轮机构实物运动单排单级行星齿轮机构实物图

2）单排单级行星齿轮机构传动比计算

①用运动方程计算传动比单排单级行星齿轮机构运动方程：n1+2n2-3n3=0

式中：n1-太阳轮转速；n2-齿圈转速；n3-行星架转速；通过解上述方程，得出传动比。

3.单排单级行星齿轮机构的传动规律与传动比计算

（1）、太阳轮输入，齿圈制动，行星架输出1）转矩传动分析

图3-4太阳轮输入，齿圈制动，行星架输出传动图与结构简图如图3-4所示，当太阳轮输入顺时针旋转时，行星轮必在行星架上逆时针旋转(两轮外啮合)，因齿圈制动，行星轮必绕太阳轮顺时针公转并驱动行星架顺时针旋转而输出转矩。2）传动比计算①用运动方程计算传动比

该行星齿轮机构运动方程n1+2n2－3n3=0中，由于齿圈制动n2=0，该运动方程变为n1-3n3=0得传动比i=n1/n3=3即该单排行星齿轮机构转向相同，减速增矩。（2）齿圈输入，太阳轮制动，行星架输出1）转矩传动分析图3-6齿圈输入，太阳轮制动，行星架输出传动图与结构简图如图3-6所示，当齿圈输入顺时针旋转时，使行星齿轮也顺时针旋转（两齿轮內啮合），因太阳轮制动，使行星轮必绕太阳轮顺时针转动，行星轮在行星架上自转，它必须带着行星架绕太阳轮旋转，于是行星架便被动顺时针旋转而输出动力。2）传动比计算①用运动方程计算传动比

该行星齿轮机构运动方程n1+2n2－3n3=0中，由于太阳轮制动n1

=0，该方程变为2n2－3n3=0得n2/n3=3/2即传动比i=n2/n3

=3/2即该单排行星齿轮机构转向相同，减速增矩。（3）、行星架输入，太阳轮制动，齿圈输出1）转矩传动分析图3-8行星架输入，太阳轮制动，齿圈输出传动图与结构简图

如图3-8所示，当行星架输入顺时针旋转时，行星架必带着行星轮一齐顺时针旋转，因太阳轮制动，因此太阳轮的轮齿必给行星轮轮齿一个反作用力，行星轮必顺时针旋转，行星轮顺时针旋转时，其轮齿必给齿圈轮齿一个推力，齿圈在行星轮齿作用下，必克服其运动阻力而顺时针旋转输出。行星轮既自转又绕太阳轮公转。

2）传动比计算①用运动方程计算传动比

该行星齿轮机构运动方程n1+2n2－3n3=0中，由于太阳轮制动n1=0，该方程变为2n2－3n3=0得n3/n2=2/3传动比i=n3/n2=2/3＜1即该单排行星齿轮机构转向相同、增速减矩。

（4）、太阳轮输入，行星架制动，齿圈输出1）转矩传动分析图3-10太阳轮输入，行星架制动，齿圈输出传动图与结构简图图3-10所示，当太阳轮输入顺时针旋转时，使行星轮逆时针旋转（两齿轮外啮合），因行星架制动，所以行星轮必在行星架上逆时针自转，行星轮逆时针旋转必给齿圈轮齿一个作用力，齿圈在行星轮齿作用下逆时针旋转而输出转矩（两齿轮外啮合）。

2）传动比计算①用运动方程计算传动比

该行星齿轮机构运动方程n1+2n2－3n3=0中，由于行星架制动n3=0，该运动方程变为n1+2n2=0得

n1/n2=-2即传动比i=n1/n2=-2，负号表示转向相反，即该单排行星齿轮机构转向相反，减速增矩。（5）行星排成一整体输出

若三元件中的任两元件被连接在一起，则第三元件必然与这两者以相同的转速、相同的方向转动。1）转矩传动分析图3-12行星架与齿圈相连，行星排成一体输出图与结构简图若把行星架与齿圈相连，则行星架与齿圈便不可能有相对运动，而行星轮与齿圈相啮合，于是行星轮便不会相对行星架运动。又因太阳轮齿与行星轮齿相啮合，所以太阳轮也不连自连，使整个行星排连成一体。同理，太阳轮与行星架相连，或太阳轮与齿圈连成一体，行星排均成一体输出。如图3-12所示。2）传动比计算①用运动方程计算传动比

该行星齿轮机构运动方程n1+2n2－3n3=0中，由于将行星架与齿圈连成一体n1=n2，该运动方程变为n2+2n2－3n3=0得n2/n3=1即传动比i=n2/n3=1即该单排行星齿轮机构不论齿圈输入还是行星架输入，太阳轮输出，转向相同，转速相同。（6）太阳轮、行星架、齿圈均不受约束

若所有元件均不受约束，则行星齿轮机构失去传动作用。有转矩输入，没有转矩输出此种状态相当于空档。单排单级行星齿轮机构的工作情况

制动元件输入元件输出元件传动比传动特点1行星架太阳轮齿圈i=-α转向相反减速增距2齿圈太阳轮行星架i=1+α＞2转向相同减速增矩3太阳轮齿圈行星架i=

1+1/α＞1转向相同减速增矩4无任意两元件另一元件i=1转向、转速、转矩均相同5太阳轮行星架齿圈i=α/（1+α）＜1转向相同增速减矩6无任意元件任意元件i=0无动力输出

通过以上分析可知，单排单级行星齿轮机构存在着以下规律性的结论：只要行星架输入，无论哪个固定，输入、输出均为同向、增速传动。只要行星架输出，无论哪个固定，输入、输出均为同向、减速传动。只要行星架固定，无论哪个输入，输入、输出均为反向传动。若将太阳轮、齿圈、行星架三元件中的任意两个相连，则另一个不连自连，行星排变为一个刚体以相同的转速和转矩输入、输出，传动比为1。无固定和连接元件，有动力输入，无动力输出。4.单排双级行星齿轮机构的组成及变速原理（1）单排双级行星齿轮机构的组成齿圈行星架太阳轮行星齿轮结构简图齿圈行星齿轮行星架太阳轮单排双级行星齿轮机构有三个基本元件，太阳轮、齿圏和行星架。在太阳轮与齿圏之间有两组行星轮，即一级行星轮齿和二级行星齿轮，其轴均固定在行星架上。一级行星轮与太阳轮外啮合，与二级行星轮外啮合。二级行星轮与齿圈内啮合。

图3-15单排双级（拉维奈尔赫式）行星齿轮机构3-16单排双级（拉维奈尔赫式）行星齿轮机构中的行星架与行星齿轮练一练（2017年）单排行星齿轮机构中，若太阳轮主动，齿圈固定，行星架从动，则该档位（

）A.空挡B.直接档C.低速挡D.超速档练一练（2018年）单排行星齿轮机构中，太阳轮和齿圈与