行星齿轮系的均载装置

行星齿轮系的均载装置
行星齿轮系具有多个相同几何参数的行星齿轮同时承受转矩，由于制造、安装、零件的弹性变形等因素的影响，各行星齿轮之间承受的载荷很不均匀，影响了齿轮系的承载能力、使用寿命、振动和噪声，为此必须设置专门装置，以便尽量减少载荷分配不均匀性，这种装置称均载装置。
均载装置还可以补偿制造和安装误差、减小振动和噪声，是行星齿轮系中不可缺少的。
均载装置种类繁多，其主要形式有：弹簧元件均载装置、基本构件浮动装置、杠杆联动均载装置等。

行星架浮动装置
行星架浮动主要采用齿轮联轴器直接和低速轴联接实现（图8-51）。行星架受力较大对浮动有利，行星架不用支承可简化机构，特别是对简化多级行星齿轮机构有利，但在高速情况下会引起较大离心力，影响均载效果和平稳性，所以行星架浮动适用于低、中速场合。图8-51所示为几种常用浮动结构。

行星齿轮浮动装置
这是一种常用的均载装置。常用的浮动方法有下列几种：
1．弹性浮动
是行星齿轮装在弹性心轴上的一种均载装置，如图8-52a、b就是靠弹性套的弹性使径向浮动的装置。
2．油膜弹性浮动装置
在行星齿轮和行星齿轮轴之间，放置一个浮动介轮，浮动介轮和行星齿轮内孔之间存在一定间隙，以形成油膜，油膜弹性浮动装置实际上是一个滑动轴承，靠其动压油膜的弹性，实现浮动，达到均载目的。见图8-52c。
3．弹性轴浮动装置
将行星齿轮装在弹性良好的轴上靠轴的弹性变形，实现浮动达到均载目的。

太阳齿轮和行星架同时浮动
两个基本构件同时浮动，能实现更好的均载效果，这种情况多用于多级行星齿轮系中，载荷分布不均匀系数K_β =1.15～1.2。

太阳齿轮和内齿圈同时浮动
太阳齿轮和内齿圈同时浮动具有很好的均载效果，适用于高速行星齿轮传动的场合。其优点是：浮动效果好，K_β =1.05～1.15、噪声小、工作可靠。图8-53所示即为浮动装置的两种形式。

太阳齿轮浮动装置
在行星齿轮系中太阳齿轮浮动是常用的基本构件浮动装置（图8-54）。常用的浮动装置有：
1.单齿或双齿齿轮联轴器浮动装置
太阳齿轮轴由单齿或双齿齿轮联轴器直接和高速轴联接，不另加支承，以实现太阳齿轮浮动，达到均载的目的，该方法浮动灵活、结构简单、制造和安装工艺性好，成本低，当行星齿轮数目n_p=3以及在中低速情况下，单独采用亦可获得良好效果。但n_p＞3，高速时采用效果较差。其载荷分布不均匀，系数一般为K_β=1.1～1.15。见图8-54a、b。
2.弹性元件的浮动装置
太阳齿轮安装在细长的弹性轴上或直接作成弹性良好的轴齿轮，简支梁式较好。当载荷分配不均匀时，靠细长轴的弹性变形，使载荷重新分配，实现均载。这种均载装置结构简单，工艺性能好，减振性优良，但轴向尺寸较大，要求较高的制造精度。见图8-54c、d。

内齿圈浮动装置
利用中心齿轮中的内齿圈浮动实现均载的装置。常用方法有下列几种：
1．薄壁内齿圈装置
内齿圈放置（或整体）在薄壁圆筒上，利用薄壁圆筒的弹性变形，达到均载目的。当n_p＞3时效果良好。见图8-55a。

2．耳销套簧均匀装置
在内齿圈和箱体之间装有耳销，耳销外侧装上若干层开口弹簧片，纵向有若干段，套簧由里向外逐渐加厚，允许在径向和切向自由浮动，在轴向有串动。在工作时可利用其弹性变形，自由浮动实现均载。见图8-55b。
3．齿轮联轴器与十字滑块浮动装置
内齿圈通过单齿或双齿齿轮联轴器，与箱体或输出轴相联，利用联轴器允许的浮动实现均载。该方法轴向尺寸小，结构紧凑，缺点是浮动件尺寸大，重量大，浮动的灵敏性差，由于结构要求NG-WN型齿轮系常采用这种浮动方法，见图8-55c。
4．十字滑销浮动装置
在内齿圈上置有4个滑销和箱体联接，在工作时实现径向浮动，以达到均载的目的。见图8-55d。

5．内齿圈用非金属弹性件浮动
在内齿圈和箱体之间加入一层非金属弹性材料（如橡胶、塑料等），用其弹性实现浮动，达到均载目的。但对于太软材料以及低速的情况不利。如图8-56所示。

基本构件浮动的均载装置
基本构件浮动就是某基本构件不加径向支承，允许作径向及偏转位移。其实质就是通过某构件的浮动增加其自由度，消除或减少不必要的约束，使构件承受过载时可自动调位达到均载目的。
基本构件浮动的均载装置常用的方法是双（或单）齿式联轴器。三个基本构件，浮动一个即可实现均载，两个同时浮动效果更好。
常用的浮动基本构件有：太阳齿轮浮动、内齿圈浮动、行星架浮动、太阳齿轮与行星架同时浮动、太阳齿轮与内齿圈同时浮动、齿轮系静定的浮动。

机构静定浮动方法
该方法亦称无多余约束的浮动方法。多行星齿轮的齿轮系是具有虚约束的机构，若精度达不到技术要求，虚约束可能变成真约束，造成载荷分布不均匀。为了解决行星齿轮间载荷分配不均匀和齿宽方向分布不均匀，必须使机构自由度和实际自由度相等，即达到空间的静定状态，故常采用图8-57示的浮动方法。

杠杆联动的均载装置
它是装有偏心的行星齿轮轴和杠杆的系统。在行星齿轮受力不均衡时，可通过杠杆系统的联锁动
作自动凋整达到新的平衡位置实现均载。这种装置适用于具有2～4个行星齿轮的NGW型齿轮系。
1．二行星齿轮联动机构
两个行星齿轮对称安装，在其偏心轴上分别固定一个相啮合的扇形齿轮，当一个偏心轴回转时由于扇形齿轮啮合的杠杆作用，另一个作等速反向回转达到平衡（图8-58）。

2．三行星齿轮联动机构
三个行星齿轮呈120°布置，每个偏心轴都与平衡杠杆刚性联接，杠杆的另一端由一个能在本身平面内自由运动的浮动环支承，当载荷不均匀时，作用在浮动环上的三个径向力不等，浮动环产生移动或转动，实现均载（图8-59）。

3．四个行星齿轮联动机构
其均载原理和三行星齿轮联动机构相同（图8-60）。