行星齿轮设计实例思路论证（希望各位大咖多多指教）

niuershiye

合理确定变位。内齿变位需要一致 ！
数比 4 的 还可以安排 5 个行星轮 。3--4--5 都符合安装条件 。

江旭东2016

牛爷，本次范例设计参考电机为进口力佳2953电机，电机外径为29，长度为53；是的，本想设计成PA66+30GF(如PA66 1300G)的内齿壳，但对应的接触强度应力极限与弯曲应力极限力学参数一时不好查找，粉末冶金也非常常见，不失好的经济型选择（但铁基SMF5040 相关力学参数一时也无法提供），如哪位设计前辈同仁有相关两种材料的力学参数，能否共享，我下次换塑胶材料进行论证塑胶行星齿轮箱设计范例；相关扭矩计算公式，我这里参考书籍里面的经验范例公式，（应该是由于是3个行星轮的原故，该书籍范例里面除以了3，该书在行业内还比较权威，但我个人也觉得这里除以3，有待商榷，因为我计算的为太阳轮传递的扭矩，非行星轮）；补充修正说明，如果按牛爷所述，该处扭矩无需除3，则对应太阳轮分度圆直径对应为5.9，故模数应取m=0.8(8*0.8=6.4,最低模数要取0.7模)；谢谢牛爷指正，但在此处计算是否需要除3，还请牛爷等权威人士费心帮忙具体确认;至于第2级如满足装配条件行星轮设计为4，也是一个非常好的建议，谢过先！

niuershiye

扭矩，我写的是输入端与输出端的整体 。
具体受力计算需要除行星轮个数然后在附加一个不均载系数 。

freefreemen

算了一下

江旭东2016

7齿轮变位系数计算
根据前面综合所述：按AC啮合角大于BC啮合角进行后续计算，
1）ZA=8 ZB=43 ZC=17 模数0.8（如果按,牛爷确认，扭矩计算公式需要除3，该模数会过分保守，但也方便后续变位分配），
2）确定中心距
AC中心距为0.5*（ZA+ZC）*M=0.5*(8+17)*0.8=10;BC中心距为0.5*（ZB-ZC）*0.8=0.5*(43-17)*0.8=10.4;故取AC中心距=10.4
3）中心距变动系数
Yac=（BC中心距-AC中心距）/m=0.4/0.8=0.5
4)啮合角及总的变位系数
AC啮合角=反余弦函数（（10/10.5）*COS20度）=26.499度；进一步求得总的变位系数Xac=(Za+ZC)*(inv26.499度-inv20度)/（2*tan20度）=0.72；但啮合角此时比想象的要大出许多；变位系数分配按齿数比分配U=17/8=2.125，Xa=0.48,故Xc=0.72-0.48=0.24;同理可查计算，得到Xc=0.24（有的书籍上记载也可取0.96）

孙永平

关注楼主的设计更新

江旭东2016

5）对应齿高变动系数
通过计算对应的AC齿高变动系数=0.721-0.5=0.221,CB齿高变化系数为0.
6）齿形参数通过软件进行校核
以上为计算理论变位系数，未必合适或为最理想，通过其它软件输入中心距10.4，计算得总的变位系数为0.5668，显然与计算存在一定差别（以上总的变位计算过程经过多次检查，无发现问题所在，与软件模拟相差0.1542的变位系数，公式计算值偏大，次计算方法是否有误，望高人指点）；用软件推荐值0.5668进行变位系数分配时发现，第一级太阳齿与行星齿之间的重合度始终小于1.2，故需要凭借自身领悟，对齿轮综合变位系数及中心距（减少），来提高太阳齿的重合度，有兴趣的朋友在此时可以模拟看看，与我下面公布的参数进行对比。欢迎大家一起讨论齿形参数及齿隙问题
7）综合权衡，结合自己对齿轮的实际领悟，得出了一组个人认为稍好的一组传动比，经过初步计算，基本能保证齿轮不干涉，并且重合度外啮合在1.23，内啮合在1.4左右；齿轮滑移率又不会相差太大，此参数暂不公开，希望有兴趣的朋友私下留言索取，相互交换参数讨论。

submariner

江旭东2016 发表于 2017-10-10 19:53
5）对应齿高变动系数
通过计算对应的AC齿高变动系数=0.721-0.5=0.221,CB齿高变化系数为0.
6）齿形参数通 ...

齿顶变尖、根切等有没有限制？如果不管这些，为什么不考虑别的齿顶高系数或压力角呢？
下面是按太阳轮和行星轮计算， 以滑动率差值的绝对值与小齿轮变位系数的差为目标函数 的优化结果，
约束条件为： 滑移率小于5，齿顶厚不小于0.15倍模数，重合度不小于1.2的优化结果：


不过上面的结果存在齿顶变尖、根切现象，且内啮合滑移率有点大

传动比i=6.375
中心距a=10.351
装配条件：PASS！
邻接条件：PASS！
外滑动率：A  4.71591    C  4.71556
内滑动率：C  -25.30554   B  0.37917
外啮合角：24.7931  °
内啮合角：19.241  °


Za= 8
Zc= 17
Zb= 43
a=10.351  
mn=0.8  
Cs= 3  
Xna=0.50853  
Xnc=-0.01765  
Xnb=-0.07779
αn=20
β=0
han*=1
Cn*=0.25

江旭东2016

submariner 发表于 2017-10-11 08:41
齿顶变尖、根切等有没有限制？如果不管这些，为什么不考虑别的齿顶高系数或压力角呢？
下面是按太阳轮和 ...

您说的非常有道理，感谢您参与的宝贵讨论，从您的优化结果可以看出，中心距并非理论的10.4，而是适当的减少到10.351，这也是我前面说的那句话：------------------------------------------------------------------------------------------
故需要凭借自身领悟，对齿轮综合变位系数及中心距（减少），来提高太阳齿的重合度，有兴趣的朋友在此时可以模拟看看，与我下面公布的参数进行对比。欢迎大家一起讨论齿形参数及齿隙问题
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我已计算了一套也是通过自身领悟，通过减少中心距的方法优化齿形，不过好像中心距还有更进一步的优化空间，我目前做的参数比这个中心距还要小一些，有时间我会把您的齿形重合度及滑移率与我的参数进行一些对比，看哪个参数更合适此例。您这个软件感觉很不错，我没有这么好的软件，纯粹是从最原始的理论教材去推算，觉得不合理的地方结合自身领悟进行修正，对齿轮研究刚刚入门，不合理的地方请高手多多包含，不吝赐教。

submariner

江旭东2016 发表于 2017-10-11 09:30
是的，您说的非常有道理，从您的优化结果可以看出，中心距并非理论的10.4，而是适当的减少到10.351，这就 ...

少量根切也许可以接受，齿顶过尖也应尽量避免，需要综合考虑，比如上图选择的这一组，虽然重合度略高，但相比较而言我更倾向于下面的参数

下面是以重合度最大为目标函数，约束条件为不根切、无过渡曲线干涉、齿顶厚大于0.25倍模数、重合度不小于1.1、滑动率不大于5的优化结果，供参考
xn1= .53209
xn2= .189034
a'= 10.4966

目标值（重合度）1.14483

中心距a=10.4966
装配条件：PASS！
邻接条件：PASS！
外啮合角：26.4613  °
内啮合角：21.4018  °
外滑动率：A  3.61097    C  3.32758
内滑动率：C  2.92631    B  0.3513