第6章　漸開線少齒差行星齒輪傳動

6.1　少齒差傳動基本類型、傳動比及效率

6.1.1　基本類型

按漸開線少齒差行星齒輪傳動（以下簡稱少齒差傳動）的構(gòu)成原理，有四種基本類型：Z-X-V型、2Z-X型、2Z-V型及Z-X型。這四種類型國內(nèi)均有應(yīng)用（見表14-6-1）。

6.1.2　傳動比及傳動效率

6.2　主要參數(shù)的確定

6.2.1　主要參數(shù)的確定

6.2.2　主要設(shè)計參數(shù)的選擇步驟

1）根據(jù)要求的傳動比選擇齒數(shù)差及齒數(shù)，再根據(jù)嚙合角要求確定齒頂高系數(shù)。

2）根據(jù)表14-6-4中表1查出外齒輪變位系數(shù)的上限值，選取x₁小于其上限值，即可滿足重合度ε≥1.05 和頂隙C₁₂≥0.25m的要求。

3）按照表14-6-4中表2選用嚙合角α'與變位系數(shù)差（x₂-x₁），可確保滿足齒廓重疊干涉條件G_s≥0.1。

4）根據(jù)x₂=x₁+（x₂-x₁）求出內(nèi)齒輪變位系數(shù)x₂。

5）進行內(nèi)齒輪副的各種幾何尺寸計算并校核各項限制條件。

由于現(xiàn)今的各種機械設(shè)計手冊大都編寫了利用計算機編制的少齒差內(nèi)嚙合齒輪副幾何參數(shù)表，其中的參數(shù)完全滿足各項限制條件，可供設(shè)計人員方便地選用，所以按上述“主要設(shè)計參數(shù)的選擇步驟”選擇參數(shù)并計算齒輪幾何尺寸，校核各項限制條件只有在特殊情況下才會應(yīng)用。一般情況下可直接從現(xiàn)成的參數(shù)表中選取所需的參數(shù)。

6.2.3　幾何尺寸與主要參數(shù)的選用

在設(shè)計時，可從表14-6-6～表14-6-9選擇齒輪幾何尺寸與主要參數(shù)。其ε_α≥1.05，G_s≥0.05。其他有關(guān)說明如下。

1）表14-6-6～表14-6-9中的各個尺寸均需乘以齒輪的模數(shù)。

2）齒輪頂圓直徑按下式計算

3）量柱測量距M的計算。直齒變位齒輪的量柱直徑d_p與量柱中心圓壓力角α_M的計算方法與順序如下（上邊符號用于外齒輪，下邊符號用于內(nèi)齒輪）

將d_px圓整為d_p，按表14-1-38中的公式計算α_M和M。

4）公法線平均長度的極限偏差E_Wm與量柱測量距平均長度的極限偏差E_Mm的計算。公法線平均長度的極限偏差參考JB/ZQ 4074，量柱測量距平均長度的極限偏差由以下各式計算

偶數(shù)齒外齒輪　，；

奇數(shù)齒外齒輪　，

　　　　　　；

偶數(shù)齒內(nèi)齒輪　，；

奇數(shù)齒內(nèi)齒輪　，

　　　　　　。

5）在設(shè)計具有公共行星輪的2Z-X（Ⅰ）型雙內(nèi)嚙合少齒差傳動時，可從表14-6-10或表14-6-11選取齒輪幾何尺寸與主要參數(shù)。

6.3　效率計算

（1）一對齒輪的嚙合效率

一對內(nèi)嚙合齒輪傳動的嚙合效率的計算式為

　（14-6-10）

式中，E₁、E₂、μ_e見表14-6-12。

（2）傳輸機構(gòu)（輸出機構(gòu)）的效率

（3）轉(zhuǎn)臂軸承的效率

6.4　受力分析與強度計算

6.4.1　主要零件的受力分析

6.4.2　主要零件的強度計算

6.5　結(jié)構(gòu)設(shè)計

6.5.1　結(jié)構(gòu)形式分類

少齒差行星齒輪傳動有多種結(jié)構(gòu)形式，可按傳動類型、傳輸機構(gòu)形式、高速軸偏心的數(shù)目、安裝形式等進行分類。

（1）按傳動類型的結(jié)構(gòu)形式

少齒差行星齒輪傳動按傳動類型可分為Z-X-V型、2Z-X型、2Z-V型及Z-X型。Z-X-V型根據(jù)主動輪的運動規(guī)律又分為行星式和平動式，平動式的驅(qū)動齒輪沒有自轉(zhuǎn)運動。通常根據(jù)所需傳動比i的大小（指絕對值，下同）來選擇傳動的類型。

當(dāng)i<30時宜用Z-X-V型或外齒輪輸出的2Z-X（Ⅱ）型；i=30～100時宜用Z-X-V或內(nèi)齒輪輸出的2Z-X（Ⅰ）型；i>100時可用2Z-X（負(fù)號機構(gòu)）與Z-X-V型串聯(lián)，當(dāng)效率不重要時，可用內(nèi)齒輪輸出的2Z-X（Ⅰ）型；若需i很大時，可用雙級Z-X-V或2Z-X型串聯(lián)，也可取其一與3Z型串聯(lián)。

（2）按傳輸機構(gòu)類型分類的結(jié)構(gòu)形式

（3）按高速軸偏心數(shù)目分類的結(jié)構(gòu)形式

（4）按安裝形式分類的結(jié)構(gòu)形式

少齒差傳動可設(shè)計成臥式、立式、側(cè)裝式、仰式、軸裝式及V帶輪-軸裝式等多種形式。輸入端可為電動機直聯(lián)，亦可帶軸伸。輸出端可為軸伸型，亦可為孔輸出。其中輸入輸出端均帶軸伸的臥式傳動應(yīng)用最廣，帶電動機的立式傳動次之。

6.5.2　結(jié)構(gòu)圖例

6.6　設(shè)計結(jié)構(gòu)工藝性及示例

設(shè)計的少齒差減速器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有良好的使用性能，例如體積和質(zhì)量小、效率高、壽命長、噪聲低、輸入軸與輸出軸同軸線，以及有合理的連接和安裝基準(zhǔn)，容易裝、拆與維修等。

設(shè)計的少齒差減速器除了具備良好的使用性能以外，還要能夠在國內(nèi)一般工廠擁有的機床、設(shè)備上比較容易地制造出精度較高的零件，以及合乎性能要求的減速器。本節(jié)以圖14-6-14為例，討論其主要零件的加工工藝性，見表14-6-19。

6.7　主要零件的技術(shù)要求、材料選擇及熱處理方法

6.7.1　主要零件的技術(shù)要求

1）高速軸偏心距，即齒輪中心距的極限偏差，見表14-6-20。

2）行星齒輪與內(nèi)齒輪的精度不低于8級（GB/T 10095—2008）。

3）銷孔的公稱尺寸，除銷套外徑加上2倍偏心距尺寸以外，還應(yīng)再加適量的補償間隙δ_M。在一般動力傳動中，δ_M的數(shù)值見表14-6-21。在精密傳動中，δ_M的數(shù)值約為表14-6-21中數(shù)值的一半。

4）行星齒輪銷孔及輸出軸盤柱銷孔相鄰孔距差的公差δt、孔距累積誤差的公差δt_Σ，可參照表14-6-22選取。此項要求對于傳動的性能極為重要，如有條件，宜盡量提高制造精度，選取更小的公差值。

5）主要零件的公差及零件間的配合見表14-6-23。

6）機座、高速軸、低速軸、行星齒輪、內(nèi)齒輪、偏心套、浮動盤、銷套、鑲套、柱銷等主要零件的同軸度、圓跳動或全跳動、位置度、垂直度、平行度、圓度等形位公差尤為重要，必須按GB/T 1182、1184在圖樣上予以明確規(guī)定。

6.7.2　主要零件的常用材料及熱處理