行星减速器中行星组件的结构设计庞杭洲,王宇航,张帆,马,解通护,韦涛(中国重型机械研究院有限公司,陕西西安710032)摘要:行星组件是行星齿轮减速器的核心部分,它包括行星轮、行星轮支承轴承、行星架以及其它附属零部件。本文对行星组件结构设计中常见的问题进行了分析讨论,给出了解决方法。关键词:减速器;行星减速器;行星架:TU318文献标识码:A:1001-196X(2010)S2-0149-04StructuraldesignofplanetassemblyforplanetaryreducerPANGHang2zhou,WANGYu2hang,ZHANGFan,MAMin,XIETong2hu,WEITaoAbstract:Theplanetassemblyisthecorepartofaplanetaryreducer.Itincludestheplanetgear,thebear2ing,thecarrierandauxiliaryparts.Thisarticleanalyzedanddiscussedthecommonproblemsinthestructuraldesignofplanetassemblyfrequentlyencountered,andproposedpossiblesolutionsforKeywords:gearreducer;planetarygeartransmission;planetcarrierZb1前言行星组件是行星齿轮减速器的核心部分,它包括行星轮、行星轮支承轴承、行星架以及其它附属零部件。行星组件的结构设计是否合理,会直接影响整个行星减速器的加工、装配、承载能力、结构尺寸和工作性能。本文分析了行星组件的结构和应用实例。(1)i=1+Za式中,Za为行星轮齿数,Zb为太阳轮齿数。由公式(1)可知,当内齿圈尺寸一定时,传动比越大,太阳轮就越小,行星轮尺寸就越大。行星传动的强度主要取决于低速级齿轮,而单级行星传动的传动比在4～5之间时具有较高的承载能力,为了优化整个减速器的承载能力,行星传动的低速级传动比一般取在4～5之间,高速级的传动比一般大一些,另外,由于高速级转速高,载荷小,强度比较富裕,齿轮可以设计得窄一些;低速级转速低,载荷大,强度没那么富裕,齿轮要设计得宽一些,所以,行星减速器中低速级行星轮宽径比通常大一些,高速级行星轮宽径比通常小一些。2行星轮结构行星轮多做成中空的齿轮,以便在内孔中装配轴承。行星轮的内孔直径根据所选轴承外径确定,内孔边缘距离齿根的厚度可以按照3～5倍的模数来设计,确保轮缘有足够的强度。行星轮的宽径比和轮缘厚度及该级行星传动的传动比有很大关系。式(1)是行星传动的传动比计算公式:3行星轮轴向定位行星轮最常用的轴向定位方式是依靠弹簧挡圈,通过行星轮轴承进行轴向定位,如图1a、图1b所示。收稿日期:2010-08-17;修订日期:2010-10-14作者简介:庞杭洲(1973-),男,中国重型机械研究院有限公司高级工程师。·150·重型机械2010(S2)作用,还可能由于浮动构件过多而引起轴承卡死,损坏轴承保持架。采用调心轴承的一个不足之处在于增加了装配工作量,和安装圆柱滚子轴承相比,安装调心轴承的齿轮更不容易对齿,特别是在现场维修时,比较困难。根据载荷计算,行星轮内可以设置单排、双排或多排轴承,来保证轴承的支承能力。图1a所示的行星轮安装的是球面调心轴承,图1b所示的行星轮安装双排无外圈圆柱滚子轴承,图1c所示行星轮安装滚针轴承。当行星传动的传动比较小时,行星轮直径变小,在行星轮内安装普通轴承可能会导致行星轮的轮缘太薄,为了保证行星轮的轮缘厚度,可以选用不带外圈的轴承,在这种情况下,行星轮的内孔作为轴承滚道使用,需要渗碳淬火,保证内孔表面硬度为61～65HRC。图1b所示结构的传动比是318,为了保证轮缘厚度,采用了无外圈的圆柱滚子轴承。行星轮轴承内孔和轴的配合一般取j6或k6,轴承和齿轮装成一体后,可以直接安装到行星轴上,无需特殊的工艺措施。滚针轴承厚度薄,在运输搬运过程中容易发生变形成椭圆形,在安装前需要校正变形。轴承布置设计应充分考虑到拆装工艺性要求,图1b所示的轴承布置方式中两个轴承内圈并靠在一起,增加了轴承的拆卸难度,应当采用定距环或两个挡圈将轴承拉开,留出拆装空间。重载低速行星传动的低速级常采用多排轴图1行星轮轴承的布置形式行星轮也可以在两侧加定距环进行轴向定位,如图1c所示,为了减小定距环和行星轮侧面的摩擦,在定距环侧面开了润滑槽。4行星轮轴承在行星传动机构中,行星轮轴承所承受的载荷最大,这是由行星轮的受力特点决定的。图2是行星轮的受力简图,Ftbc和Ftac分别是内齿圈和太阳轮作用在行星轮上的切向力,这两个力大小相等,方向相同,行星轮轴承...