行星齒輪的案例
Kisssoft軟件在行星齒輪設計上的初試 附KISSsoft軟件基礎培訓下載
行星齒輪傳動與鏈傳動相比較，具有質量小，體積小，承載能力強，傳動比大，傳動效率高等優點，但在行星齒輪傳動種種優點下，不可避免的帶來一些缺點，對其材料的要求過高，在追求傳動比大而體積小的同時，其傳動結構大大的復雜化，以及在制造和安裝過程中較困難，對于行星齒輪傳動設計來說，不僅應該了解其優點，而且應該在設計中，充分發揮其優點，且把其缺點降低到最低的限度。從而才能設計出性能優良的行星齒輪傳動裝置，為我們賽車提供更加強大的動力保證。
Kisssoft軟件為我們行星齒輪傳動設計提供了一體化方案，從設計到仿真，再到進一步的優化設計，本文利用Kisssoft軟件在行星齒輪設計上的初步設計的嘗試，旨在通過初步嘗試讓大家對Kisssoft軟件有一個大概的認識。
什么是Kisssoft
Kisssoft軟件是齒輪設計、齒輪傳動系統設計及軸、軸承設計的專業軟件工具，也是全球唯一一款正向齒輪設計軟件，它允許你從單個零部件一步一步完成整個齒輪箱的系統建模。同時也是世界上功能最強、覆蓋面最寬、技術最深、實用性最強、集傳動系統選配、設計與開發為一體的大型專業軟件。其專業領域包括風電齒輪箱、汽車變速箱及機械工業齒輪箱等，其應用領域包括汽車、航空航天、船舶、工程機械、農業機車、風力工業、軸、軸承等。
展開 ADAMS行星齒輪機構運動學及動力學仿真
行星齒輪機構運動學及動力學仿真
1 行星齒輪機構組成
行星齒輪機構如圖1所示，主要由太陽輪、行星支架、行星輪和內齒輪組成。通常內齒輪固定，太陽輪和行星支架一個作為輸入軸一個作為輸出軸轉動，行星輪在和行星支架一起轉動的同時繞行星支架上的轉軸自轉。
圖1行星齒輪機構圖
2 行星齒輪運動學仿真過程
2.1 模型的簡化及導入
ADAMS軟件對減速器仿真時需要將一些對仿真結果影響不大的零件進行簡化，例如螺栓、軸承、螺栓孔、擋圈、鍵等這些零件對仿真結果不會產生較大影響。為了提高仿真的效率，就有必要對這些對仿真影響不大的零件進行簡化處理，提高仿真的效率。本文將建立好減速器實體模型導入ADAMS/View中后，然后對這些對仿真結果影響不大的零件進行忽略處理。
模型導入，由于UG與ADAMS之間能實現模型的直接導入，但是它們只能識別某些格式文件，因此本文在UG軟件中完成裝配圖后直接將裝配圖另存為為ADAMS可讀出的Parasolid格式的文件，然后在ADAMS軟件界面中點擊“File”（文件）一“import”（輸入）命令，選擇已保存好的parasolid（*.x_t）文件，然后點擊“確定”命令即可，這樣模型就導入到ADAMS/View 中。
展開 （交流貼）齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等
本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關研究方向的人員來交流。
微行星齒輪減速器的計算機輔助建模和仿真的研究
微型電腦應用-1999年 05期-微行星齒輪減速器的計算機輔助建模和仿真的研究
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微型電腦應用-1999年 05期-微行星齒輪減速器的計算機輔助建模和仿真的研究.pdf
行星齒輪減速機如何匹配伺服電機轉速？
匹配行星齒輪減速機與伺服電機轉速需要根據負載特性和應用需求計算減速比。首先確定伺服電機的額定轉速和負載轉矩，然后通過計算所需的輸出轉速，選擇合適的減速器。確保減速比能滿足負載要求，同時避免過速和過載，從而實現高效平穩的傳動。定期評估動態性能，以確保最佳匹配。
行星齒輪減速機匹配伺服電機轉速，主要是通過確定合適的減速比來實現，具體方法如下：
1.根據負載轉速要求計算減速比：減速比(i=frac{伺服電機額定轉速}/{負載目標轉速})。例如，負載需要的轉速為100rpm，伺服電機額定轉速為3000rpm，則初步計算的減速比為30。
2.驗證減速機輸出轉速：根據計算出的減速比，驗證減速機輸出轉速是否滿足設備需求。減速機輸出轉速(n_{減出}=frac{n_{電額}/{i})，其中(n_{電額})為伺服電機額定轉速，(i)為減速比。需確保該輸出轉速在設備要求的轉速范圍內。
3.考慮減速機額定輸入轉速：行星減速機有額定輸入轉速限制，通常為3000-8000rpm。要保證伺服電機的最高轉速不超過減速機的額定輸入轉速。若電機轉速超過此上限，會導致齒輪離心力過大、潤滑油失效，加速齒輪磨損和油封老化。
展開 行星齒輪減速機非標定制如何把控精度？
在行星齒輪減速機非標定制中，把控精度關鍵在于明確設計要求、選用高精度加工設備和材料。首先，制定詳細的技術規范，包括齒輪齒形、間隙和同心度等標準。其次，使用數控機床進行制造，確保加工精度。同時，定期進行質量檢測，使用高精度測量儀器，如三坐標測量機，確保每個部件符合設計要求，以保證最終產品的高精度與性能穩定。
行星齒輪減速機非標定制，需從設計、制造、裝配及檢測全方位把控精度：
1.設計精算與模擬
依工況精確計算齒輪參數，用專業軟件建三維模型，模擬運動優化布局，規避干涉，確保配合精度。
2.制造選材與嚴控
選優質合金鋼，經熱處理獲良好性能。加工時，高精度設備保證齒輪、軸、箱體等關鍵尺寸與形位公差，如齒形誤差±0.005mm內，軸圓度誤差不超0.01mm，箱體孔徑公差±0.01mm內。
3.裝配清潔與精準
裝配前徹底清潔零件。精確控制裝配間隙，如行星輪與軸孔間隙0.005-0.015mm，嚙合間隙0.1-0.2mm。利用高精度工裝保證位置精度，行星架與內齒圈同軸度誤差±0.02mm內。
4.檢測貫穿全程
加工中實時檢測，及時調整。成品通過振動、加載等試驗，綜合評估傳動精度等性能，確保各項指標達標。
展開 基于粒子法的行星齒輪系潤滑仿真案例分享
后處理結果，先睹為快
行星齒輪機構具有速比大，體積小，同軸輸出，承載能力高等特點，被廣泛的應用于各個領域，在汽車行業的變速箱中也被大量應用。但是行星齒輪機構存在比較復雜的潤滑問題，不同于普通齒輪箱，過多過少的潤滑油都會降低行星輪的壽命和性能。
因此，我們希望通過仿真的手段，讓設計師能夠定量的分析潤滑問題，并找出改進方向。
一.模型處理
shonDy目前支持stl格式的模型導入。如何快速有效的生成stl模型文件，就顯得非常的重要。
在前處理環節，我們只需要簡化模型，并且通過布爾運算獲得潤滑油的幾何形狀。大部分工業軟件都支持stl格式的模型導出，直接導出模型就可以了。
shonDy擁有強大的幾何識別功能，模型稍微有一些小的破面不會影響軟件識別幾何體。(這里介紹一個竅門，假設模型的精度損失嚴重，處理模型很困難。大家可以通過cae軟件畫三角形網格，然后導出為STL文件。)
二.通過shonDy進行潤滑仿真
為什么需要潤滑仿真呢？
原因一：透明殼體潤滑實驗觀測性差，無法定量分析。我們只能通過實驗去確認潤滑是否足夠，盲目的改變油量進行嘗試。
原因二：仿真可以大大降低設計的風險性。通過shonDy可以計算得到任意時刻潤滑油的分布，速度，密度，壓力等物理量，統計指定油道的潤滑油流量，甩油損失等等。工程師可以通過結果，知道潤滑系統的具體情況，并且優化設計，甚至可以多次仿真，在設計階段就精確的設計油量。
原因三：縮短項目周期，減少開發經費。一款變速箱的設計必定會經過幾次的修改，每次模型變更帶來的一系列問題，都會浪費項目周期。假如因為潤滑系統的問題，需要修改油路，那面臨的將是不菲的修改費用和不可控的設計時間。
展開 干貨附下載丨凱美瑞、雅閣及君威混合動力系統的技術分析
發動機驅動車輛的動力傳遞路線為：發動機→扭轉減振器→輸入行星齒輪組的內齒圈→輸入行星齒輪的行星架→鏈條傳動→主減速器、差速器、半軸→車輪。
驅動電機/發電機B驅動車輛的動力路線為：驅動電機/發電機B→輸出行星齒輪組的太陽輪→輸出行星齒輪組的行星架→鏈條傳動→主減速器、差速器、半軸→車輪。
(4)高速驅動
當車輛高速行駛或急加速時，進入高速驅動模式。低速離合器分離、高速離合器結合、扭轉減振器旁通離合器分離，此時，驅動電機/發電機A、驅動電機/發電機B以及發動機共同驅動車輛。
在輸入行星齒輪組中，發動機和驅動電機/發電機A分別向輸入行星齒輪組的齒圈和輸入行星齒輪組的太陽輪輸入動力，通過輸入行星齒輪組的行星架向車輪輸出動力。
在輸出行星齒輪組中，驅動電機/發電機B和驅動電機/發電機A分別向輸出行星組的太陽輪和輸出行星組的內齒圈輸入動力，通過輸出行星齒輪組的行星架向車輪輸出動力。
(5)啟動工況
車輛停止啟動發動機時，扭轉減振器旁通離合器結合，高、低速離合器均分離。驅動電機/發電機A起到啟動機的作用。啟動工況的動力傳遞路線為：驅動電機/發電機A→輸入行星齒輪組的太陽輪→輸入行星齒輪組的內齒圈→扭轉減振器旁通離合器→發動機。當車輛行駛過程中，若需要啟動發動機時，仍然需要由驅動電機/發電機A通過輸入行星齒輪組來實現。
(6)滑行、制動時能量回收
當車輛處于滑行或制動時，發動機停止工作，低速離合器結合而高速離合器、扭轉減振器旁通離合器均分離，由于低速離合器結合，輸出行星齒輪組的齒圈被固定。此時，驅動電機/發電機B被車輛反拖驅動而發電，實現回收能量。回收能量時的動力傳遞路線為：車輪→半軸、差速器、主減速器→鏈條傳動→輸出行星齒輪組的行星架→輸出行星齒輪組的太陽輪→驅動電機/發電機B→發電。
展開 磁性傳動齒輪研究綜述
圖10 磁性行星齒輪結構圖
Gouda E在文獻[23]中，闡述了磁性行星齒輪的工作原理、各部件間的拓撲約束關系等，將磁性行星齒輪與傳統機械齒輪的轉矩傳輸性能進行了對比，揭示了磁性齒輪相較于傳統齒輪的優勢，表明在某些行業中磁性行星齒輪可以代替機械齒輪，比如在混合動力汽車、飛機制造等領域。
哈爾濱工業大學的樊華以磁性行星齒輪為研究對象，采用有限元法分別研究了齒圈定子采用永磁體勵磁、電勵磁、混合勵磁時對磁性行星齒輪性能的影響，對比分析了3種勵磁方式的優點與缺點[24],其結構分別如圖11(a)、圖 11(b)、圖11(c)所示 。
圖11 3種勵磁方式的磁性行星齒輪
文獻[25]提出了一種降低磁性行星齒輪齒槽轉矩的方法，即采用全局優化算法與有限元分析相結合，以獲得最佳的永磁體極弧組合。
文獻[26]研究了行星輪數目不同的兩種磁性行星齒輪，即分別有6個行星輪和3個行星輪的磁性行星齒輪，采用有限元方法分析計算了兩種拓撲的氣隙磁密與輸出轉矩。計算結果表明，在結構參數相同的情況下，帶有6個行星輪的磁性行星齒輪可以提供更好的解耦和更大的輸出轉矩，并且兩者的損耗基本相同。
文獻[27]提出一種雙饋型風力發電機用風電齒輪箱，將磁性行星齒輪應用于風電齒輪箱的低速級傳動，其工作模式：齒圈保持靜止，行星架與主軸連接作為輸入端，太陽輪作為輸出端帶動負載。
2.2 動力學研究
燕山大學的朱學軍博士對磁性行星齒輪的工作原理、設計原則以及動力學特性做了系統化的研究[28]。首先基于同軸條件、鄰接條件、等極距條件、裝配條件等確定了磁性行星齒輪各部件尺寸的參數約束關系。
展開 基于Adams的行星錐齒輪減速器動力學分析 附ADAMS中contact接觸力設置下載
1.3 動力學系統構建：
1.3.1運動副的構建：分別建立三個小行星錐齒輪與輸出軸的轉動副、輸出軸對地的轉動副、輸入軸對地的轉動副、輸入軸齒輪與輸入軸的固定副、大錐齒輪對地的固定副、如圖2所示。
圖2 運動副的定義
1.3.2 接觸的定義：分別構建三個小行星錐齒輪與輸入軸齒輪的接觸，三個小行星錐齒輪與大錐齒輪的接觸，
接觸參數默認即可。
22
求解
2.1 驅動條件：構建輸入軸的轉動驅動，驅動大小如圖 3所示。
圖3 驅動條件
2.2 求解設定：定義求解時間為5s，求解步長為400步，求解設定如圖4所示，開始求解。
展開 理論力學習題背后的故事—— 蒸汽機的歷史
圖2 調速器不同的調速模式
二、行星齒輪
行星齒輪是理論力學運動學中的常見機構。典型的行星齒輪機構如圖3所示：中間有一齒輪類似太陽，旁邊的齒輪類似行星：既繞中間齒輪公轉，又有自轉，故得名。
圖3 行星齒輪機構示意圖
行星齒輪可以在直線運動與圓周運動之間進行轉換。圖4（a）是當年瓦特申請的蒸汽機專利圖紙之一：利用行星齒輪，把氣缸的直線往復運動轉換為圓周運動。圖4(b)是作者根據瓦特的圖紙做的模型，該模型可以演示：（1）右邊氣缸活塞上下運動時，可以帶動左邊行星齒輪的中心圓輪做圓周運動；（2）左邊行星齒輪轉動時，可以帶動活塞上下運動。
如果作為習題，可以求活塞運動速度與中心輪角速度的關系；也可以尋找行星齒輪的齒數、連桿的尺寸等參數與活塞位移的關系。
圖4 蒸汽機中的行星齒輪
三、蒸汽機與離心調速器、行星齒輪的關系
蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為往復運動的動力機械，它是工業革命的標志。
如果在街頭隨意問行人：誰發明了蒸汽機？十有八九會說是瓦特發明的，其實這是錯誤的，但是又有一定的道理。
1698年英國發明家和工程師托馬斯·塞維利（ThomasSavery，1650-1715）發明了工業蒸汽機。他設計了兩個部分：一是鍋爐，二是密閉的工作容器。先通過鍋爐把水加熱，使蒸汽充滿工作容器，然后關閉入汽孔，使工作容器中水蒸氣冷凝，形成局部真空，當該容器與礦井下水相連時，通過外部大氣壓，就可以把水“吸”到高處，其原理是靠大氣壓力把水壓上來的，所以水的提升高度和大氣壓力有關，在9m左右。這就是塞維利機，被命名為“礦山之友”，并申請了世界上第一個蒸汽機專利。
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技術解析丨保時捷兩檔箱技術細節
包括行星齒輪組形式（例如方案③、④、⑥）、圓柱齒輪形式（例如方案①），以及兩者的混合形式（例如方案②、⑤）。各個方案復雜度不一，方案⑥甚至采用了兩組行星齒輪排來實現兩個檔位，不難想象為什么這個方案沒有被最終采用。
值得指出的是，所有方案都有一個共性，那就是都采用了一個單向離合器、一個爪式離合器以及一個多片式離合器（圖中的黑色三角形符號代表單向離合器，黑色圓形符號代表爪式離合器）用來換檔。我們馬上會說這幾個離合器的功能。保時捷最終選擇了行星齒輪組形式的方案④，進入了量產。
我們這里就挑出方案④和落選的方案③，看看保時捷為什么這么選擇。
在第④號方案中（下圖左側圖），驅動電機通過一級齒輪組減速，連接到行星齒輪組的齒架上（藍色線）。第一檔時，太陽輪（紅色）通過左側的單向離合器（黑色三角形符號）被鎖死。此時，根據需要，變速器控制器還可以額外關閉爪式離合器（黑色圓形符號），給太陽輪“上了第二把鎖”，使其鎖死。行星齒輪組中的齒圈連接至差速器（綠色），作為變速器的輸出端。這是第一檔的情況。這一檔的傳動比為 16:1。第二檔時，爪形離合器打開，同時齒圈與齒架通過一個多片式離合器連接，行星齒輪組被“短路”。第二檔的傳動比為 8.05:1。
在第③號方案中（落選，下圖右側圖），驅動電機的轉速通過一級齒輪，與行星齒輪組的齒圈外側嚙合。第一檔時，單向離合器或/和爪式離合器鎖死。第二檔時，多片離合器鎖死。方案③的結構其實更為簡單。
為什么③號方案落選？高轉速。如果你回到上一張圖，你可以發現，在①、②、③號方案中，當電機以高轉速旋轉時，方案①和②中的多片離合器、方案②和③中的行星齒輪組的齒圈直接與高轉速“接觸”，零件的設計構型要求非常高。而在方案④、⑤、⑥中，電機出口處的一級減速成為了一道天然屏障，使得之后的零件所“接觸”到的轉速大大降低。
展開 【米思米機械設備知識分享】- 行星減速機構造工作原理
普通減速機效率差、體積大、壽命短，更無法作精密之定位控制，所以采用高精密低背隙行星減速機是最佳搭配，可以排除以上所述的困難。
行星齒輪減速機又叫行星減速機，當我們在使用行星減速機時，圓柱齒輪均勻地分布在內齒輪和外齒輪之間，圓柱齒輪在內齒輪和外齒輪之間繞同心圓運動。圓柱齒輪的圓周運動與太陽系行星的圓周運動相似，所以又被叫行星減速機。
行星減速器的傳動結構是目前齒輪減速器的高效組合。行星減速器的基本傳動結構如下：（1)太陽輪(2)行星齒輪(3)內齒環(4)連接齒輪(5)行星框(6)輸出軸。
驅動源以直線或連接的形式啟動太陽齒輪，太陽齒輪與行星載體上的行星齒輪相結合，以驅動運動。整個行星齒輪系統自動旋轉在外齒環周圍，行星齒條連接輸出軸的輸出以降低速度。乘以級齒輪組和行星齒輪組的數量，積累更高的減速比。
行星減速器通過內齒環與齒輪箱殼緊密結合，在齒環的中心有一個由外部動力驅動的太陽輪。它們之間有一組行星齒輪組，由三個齒輪組合在托盤上，由輸出軸、內齒環和太陽輪支撐。當輸入側的動力驅動太陽齒輪時，行星齒輪可以沿著內齒環的軌跡繞中心旋轉，行星旋轉連接到托盤上的輸出軸上。
高精密行星減速機https://www.misumi.com.cn/seojingtai/xingxingjiansuji.html
優點:
結構緊湊、體積小、剛性強，能產生高扭矩密度，同軸的輸入與輸出使設計上更具彈性、重量輕。96﹪以上的高傳動效率，免保養、壽命長，模塊化的設計應用及安裝容易，正反轉均可適用，導熱性佳，不易溫升，故為數控機床最佳之選用組件。
行星減速機的作用
1、增加扭矩：行星減速機可以把電機的扭矩放大,可以選用小功率的電機實現輸出。
展開 汽車驅動橋知識.
中央雙級減速驅動橋
在國內目前的市場上，中央雙級驅動橋主要有2 種類型：一類載重汽車后橋設計，如伊頓系列產品，事先就在單級減速器中預留好空間，當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構，將原中央單級改成中央雙級驅動橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標準化）程度高，橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用，錐齒輪有2 個規格。由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數值或牽引總質量較大時，作為系列產品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅動橋，使用受到一定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。
中央單級、輪邊減速驅動橋
輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋。圓錐行星齒輪式輪邊減速橋由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨立性，可單獨使用，需要增大橋的輸出轉矩，使牽引力增大或速比增大時，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區別在于：降低半軸傳遞的轉矩，把增大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上，其“三化”程度較高。
但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。圓柱行星齒輪式輪邊減速橋，單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。
展開 為什么汽車能平穩轉彎？
主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。功用是當汽車轉彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右車輪以不同轉速滾動，即保證兩側驅動車輪作純滾動運動。差速器是為了調整左右輪的轉速差而裝置的。
在四輪驅動時，為了驅動四個車輪，必須將所有的車輪連接起來，如果將四個車輪機械連接在一起，汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉，為了能讓汽車曲線行駛旋轉速度基本一致性，這時需要加入中間差速器用以調整前后輪的轉速差。
普通差速器由行星齒輪、行星輪架(差速器殼)、半軸齒輪等零件組成。發動機的動力經傳動軸進入差速器，直接驅動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅動左、右車輪。
當汽車直線行駛的時候，左右半軸齒輪的扭矩和轉速都是相同的，因此和行星齒輪結合的時候左側和右側能夠互相抵消，這個時候行星齒輪是不運動的。
遇到轉彎情況，內側車輪要比外側車輪受到的阻力大，這個時候左右半軸齒輪的扭矩不同，就會導致行星齒輪的轉動，行星齒輪能給內側齒輪一個阻力扭矩實現減速，同時也能給外側齒輪增速，這樣外側齒輪比內側齒輪的轉速快，實現了順利的轉彎。
差速器工作原理
當轉彎時，由于外側輪有滑拖的現象，內側輪有滑轉的現象，兩個驅動輪此時就會產生兩個方向相反的附加力，導致兩邊車輪的轉速不同，從而破壞了三者的平衡關系，并通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產生自轉，使內側半軸轉速減慢，外側半軸轉速加快，從而實現兩邊車輪轉速的差異。
驅動橋兩側的驅動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角度旋轉。這樣，當汽車轉向行駛時，由于外側車輪要比內側車輪移過的距離大，將使外側車輪在滾動的同時產生滑拖，而內側車輪在滾動的同時產生滑轉。
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