行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比,當(dāng)它們的零件材料和力學(xué)性能、制造精度、工作條件等均相同時,行星齒輪傳動具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn),因此它常被用作行星減速機(jī)/行星齒輪減速器、增速器、差速器和換向機(jī)構(gòu)以及其他特殊用途。行星齒輪傳動的主要特點(diǎn)如下:
(1)行星減速器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,傳遞功率大、承載能力高;這個特點(diǎn)是由行星齒輪傳動的結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素決定的,見下圖。
A.行星減速器具有功率分流的原理。用幾個完全相同的行星齒輪均勻的分布在中心輪的周圍來共同分擔(dān)載荷,因而使每個齒輪所受的載荷較小,相應(yīng)齒輪模數(shù)就可較小。在均載情況下,隨著行星輪的增加,其外形尺寸隨之減小。
B.行星減速器合理的利用了內(nèi)嚙合。充分利用內(nèi)嚙合承載能力高和內(nèi)齒輪(或內(nèi)齒圈)的空間容積,從而縮小了徑向、軸向尺寸,使結(jié)構(gòu)很緊湊而承載能力又很高。
C.行星減速器是共軸線式的傳動裝置。各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動,輸入軸與輸出軸共軸線,使這種傳動裝置長度方向的尺寸大大縮小。
(2)行星減速器傳動比大;只要適當(dāng)選擇行星傳動的類型及配齒方案,便可利用少數(shù)幾個齒輪而得到很大的傳動比。在不作為動力傳動而主要用以傳遞運(yùn)動的行星機(jī)構(gòu)中,其傳動比可達(dá)到幾千。此外,行星齒輪傳動由于他的三個基本構(gòu)件都可以轉(zhuǎn)動,故可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解,以及有級和無級變速傳動等復(fù)雜的運(yùn)動。
用行星減速機(jī)/行星齒輪減速器可獲得大的傳動比,但是必須注意,其傳動效率會變低。
(3)行星減速器傳動效率高;由于行星齒輪傳動采用了對稱的分流傳動結(jié)構(gòu),即使他具有數(shù)個均勻分布的行星齒輪,使作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力相互平衡,有利于提高傳動效率。在傳動類型選擇恰當(dāng),結(jié)構(gòu)布置合理的情況下,其效率可達(dá)0.97--0.99.
(4)行星減速器運(yùn)動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強(qiáng);由于采用數(shù)個相同的行星輪,均勻分布于中心輪周圍,從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡,另外也使參與嚙合的齒數(shù)增多,故行星減速機(jī)/行星齒輪減速器傳動運(yùn)動平穩(wěn),抗沖擊和振動的能力較強(qiáng),工作較可靠。下表中列出了Delaval公司生產(chǎn)的傳動比i=7.15,功率P=4400KW的行星減速機(jī)/行星齒輪減速器與一般減速器的比較,從中可見行星齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性。
行星減速機(jī)/行星齒輪減速器與普通定軸齒輪減速器的比較表格
項目 |
行星齒輪減速器 |
普通定軸齒輪減速器 |
項目 |
行星齒輪減速器 |
普通定軸齒輪減速器 |
質(zhì)量/Kg |
3471 |
6943 |
體積/m³ |
2.29 |
6.09 |
高度/m |
1.31 |
1.8 |
齒寬/m |
0.18 |
0.41 |
長度/m |
1.29 |
1.42 |
損失功率/KW |
81 |
95 |
寬度/m |
1.35 |
2.36 |
圓周速度(m/s) |
42.7 |
99.4 |
在具有上述特點(diǎn)和優(yōu)越性的同時,行星齒輪減速機(jī)也存在一些缺點(diǎn),例如結(jié)構(gòu)形式比定軸齒輪傳動要復(fù)雜一些;對制造質(zhì)量要求較高;由于體積小、散熱面積小導(dǎo)致油溫升高較快,故要求行星減速機(jī)/行星齒輪減速器具有嚴(yán)格的潤滑和冷卻裝置等。