变速箱行星齿轮传动机构传动比计算的通用方法

路文敬　陈吉祥

摘要：通过 SD16 变速箱进行行星齿轮机构运动参数的计算，提供一种简单、普遍、有效的计算行星齿轮传动传动比的方程组计算方式。

关键词：变速箱;行星齿轮机构;自由度;传动比

0  引言

在工程机械行业，如推土机、混凝土搅拌机、起重机、大马力装载机、船舶等，行星齿轮传动非常普遍，它具有许多独特的优点：在传递动力时它可以进行功率分流;同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同一主轴线上。行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。

由于行星齿轮传动变速箱结构复杂，其传动比的计算困扰很多对变速箱有热爱的人员。

1  理论基础

1.1 行星齿轮传动基本结构

当轮系运转时，如果组成齿轮的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮轮系中，至有一个作行星运动的齿轮，即为行星齿轮传动。行星传动的基本构件有：太阳轮、行星轮、行星架等。

1.2 自由度计算公式

要使行星齿轮机构具有确定的传动比，就要对它的基本元件的运动进行约束，使得输入数与系统的自由度相等，即在确定输入的时候能有确定的输出。

Y=M-N  M绕中间轴转动的件数;N行星排数;Y自由度

1.3 行星齿轮传动机构传动比计算公式

对单行星排：

注意：第二个方程对应的行星齿轮传动为双行星轮行星齿轮传动结构，即与普通的行星齿轮传动多了一个齿轮的外啮合，固n2=3。

由传动简图易知一档离合器为闭锁离合器，固传动比为1;同理，可以获得其他各个档位的传动比，具体细节略。

前进一档传动比 （前进挡×1档）：2.083*1=2.083

前进二档传动比（前进挡×2档）：2.083*0.566597=1.180

前进三档传动比（前进挡×3档）：2.083*0.34167=0.712

后退一档传动比（后退挡×1档）：1.6*1=1.6

后退二档传动比（后退挡×2档）：1.6*0.566597=0.907

后退三档传动比（后退挡×3档）：1.6*0.34167=0.547

4  结论

本文以SD16變速箱为例，提供了一种思路清晰、简便的可以解决类似行星齿轮传动传动比计算的方程组方法。本文对深刻了解推土机变速箱的结构原理、变速箱故障判断等有着积极的促进作用。

参考文献：

[1]饶振刚.行星齿轮传动设计[M].北京：国防工业出版社，1980.

[2]刘会英.机械原理[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3]山推工程机械有限公司.SD16结构原理手册[M].2009.

[4]胡来瑢.行星传动设计与计算[M].北京：煤炭工业出版社，1996.