何名基

摘 要：本文結(jié)合可靠性設(shè)計(jì)和Savage，以封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為模型， 對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了分析研究，為有效提高行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性提供了相關(guān)參考意見。

關(guān)鍵詞：行星齒輪 可靠性 功率分配系數(shù) 分析研究

1 監(jiān)理封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模型

本文以傳統(tǒng)典型的封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為模型分析。具體如圖1所示，該系統(tǒng)內(nèi)部主要通過兩個(gè)太陽輪所組成，并且太陽輪通過S1和S2之間進(jìn)行銜接，主要功能是作為系統(tǒng)的輸入端;第一排齒輪作為r1和系統(tǒng)內(nèi)部的箱體之間直接進(jìn)行銜接，作為固定構(gòu)件;第一排轉(zhuǎn)臂c1和第二排齒圈直接進(jìn)行鏈接。二者相互之間保持相同的轉(zhuǎn)速;第二排的轉(zhuǎn)臂c2是系統(tǒng)內(nèi)部的輸出構(gòu)件，輸出的功率保持在S1和S2 的分流部分，然后再C2的區(qū)域進(jìn)行匯流和輸出。

在針對(duì)該系統(tǒng)齒輪在傳統(tǒng)過程中的可靠性進(jìn)行分析之前，我們假設(shè)每一排進(jìn)行星輪的P1和P2的參數(shù)數(shù)值保持相同，同時(shí)每一個(gè)行星輪在傳遞過程中保持著相同的荷載，同時(shí)忽略軸向荷載以及軸承對(duì)可靠性系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響（圖1）。

2 實(shí)例及圖解分析

針對(duì)上述的封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，通過具體案例，對(duì)該系統(tǒng)的負(fù)載大小、有效齒寬變化、以及功率分配系數(shù)等相關(guān)參數(shù)來進(jìn)行研究，該齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的第一排和第二排的行星齒輪總數(shù)量為4，輸入轉(zhuǎn)矩大小為20，為了有效實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比以及尺寸條件的約束，在本次設(shè)計(jì)中提出了幾種不同的設(shè)計(jì)方案，各個(gè)方案的齒輪數(shù)量以及所對(duì)應(yīng)的功率荷載大小都有著明顯差異。各方案的構(gòu)件和動(dòng)載荷計(jì)算數(shù)據(jù)，如表1所示。

以傳動(dòng)齒輪運(yùn)動(dòng)當(dāng)量壽命作為橫坐標(biāo)，可靠度作為縱坐標(biāo)來進(jìn)行計(jì)算太陽輪的可靠度分布曲線，如圖2所示，隨著功率分配系數(shù)的不斷上漲，傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠度影響不是非常明顯，從圖2的分析可以看出，盡管在各個(gè)功率的分配系統(tǒng)上保持相同，但是方案4和方案5所構(gòu)成的系統(tǒng)可靠度所存在的差異仍然非常明顯。因此，在封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，必須要對(duì)齒輪的數(shù)量進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，通過圖3當(dāng)中的相關(guān)信息分析可以得出，隨著齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的整體負(fù)載量不斷加大，系統(tǒng)的可靠性程度會(huì)不斷降低，系統(tǒng)過載問題，直接影響齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，加劇齒輪相互之間的磨損和軸承性能的急劇下降。構(gòu)架的形變和裝配誤差也會(huì)造成荷載分部的不穩(wěn)定性，沿著齒寬方向出現(xiàn)應(yīng)力分布不均衡問題，相關(guān)數(shù)據(jù)也同樣印證了隨著傳動(dòng)齒輪的齒寬不斷減小，整個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性也在不斷下降。在整個(gè)驗(yàn)證過程中，通過一系列的數(shù)據(jù)分析，可以看出功率分配系數(shù)不斷加大，對(duì)可靠度的影響相對(duì)較小，同時(shí)可靠度收到齒輪數(shù)量的影響也相對(duì)較小基于封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，有效結(jié)合了相關(guān)動(dòng)力學(xué)問題，提出了單級(jí)行星齒輪傳動(dòng)工作的可靠性工作模型，有效建立起了典型的封閉形成齒輪傳動(dòng)工作系統(tǒng)，結(jié)合了具體的汽車使用案例，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的工作可靠度進(jìn)行分析，重點(diǎn)研究出了功率分配、系數(shù)負(fù)載量以及有效使寬度大小等，對(duì)系統(tǒng)構(gòu)架的可靠度進(jìn)行深度研究和分析從中得出了封閉行星齒輪傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供有力的數(shù)據(jù)借鑒。

3 結(jié)束語

通過對(duì)封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，重點(diǎn)驗(yàn)證了功率分配系數(shù)、負(fù)載量以及有效齒寬等因素變化，對(duì)系統(tǒng)構(gòu)件可靠性的影響。為提高行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際使用情況，在功率分配系數(shù)，負(fù)荷變化、齒輪參數(shù)上找出一個(gè)平衡點(diǎn)。

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