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有定必有動,對應地,有一類不那么為人熟知的稱為"行星齒輪"的齒輪,它們的轉(zhuǎn)動軸線是不固定的,而是安裝在一個可以轉(zhuǎn)動的支架(藍色)上(圖中黑色部分是殼體,黃色表示軸承)。行星齒輪(綠色)除了能像定

軸齒輪那樣圍繞著自己的轉(zhuǎn)動軸(B-B)轉(zhuǎn)動之外,它們的轉(zhuǎn)動軸還隨著藍色的支架(稱為行星架)繞其它齒輪的軸線(A-A)轉(zhuǎn)動。繞自己軸線的轉(zhuǎn)動稱為"自轉(zhuǎn)",繞其它齒輪軸線的轉(zhuǎn)動稱為"公轉(zhuǎn)",就象太陽系中的行星那樣,因此得名。

也如太陽系一樣,成為行星齒輪公轉(zhuǎn)中心的那些軸線固定的齒輪被稱為"太陽輪",如圖中紅色的齒輪。 在一個行星齒輪上、或者在兩個互相固連的行星齒輪上通常有兩個嚙合點,分別與兩個太陽輪發(fā)生關系。如右圖中,灰色的內(nèi)齒輪軸線與紅色的外齒輪軸線重合,也是太陽輪。

在包含行星齒輪的齒輪系統(tǒng)中,情形就不同了。由于存在行星架,也就是說,可以有三條轉(zhuǎn)動軸允許動力輸入/輸出,還可以用離合器或制動器之類的手段,在需要的時候限制其中一條軸的轉(zhuǎn)動,剩下兩條軸進行傳動,這樣一來,互相嚙合的齒輪之間的關系就可以有多種組合:

動力從太陽輪輸入,從外齒圈輸出,行星架通過機構鎖死;

動力從太陽輪輸入,從行星架輸出,外齒圈鎖死;

動力從行星架輸入,從太陽輪輸出,外齒圈鎖死;

動力從行星架輸入,從外齒圈輸出,太陽輪鎖死;

動力從外齒圈輸入,從行星架輸出,太陽輪鎖死;

動力從外齒圈輸入,從太陽輪輸出,行星架鎖死;

兩股動力分別從太陽輪和外齒圈輸入,合成后從行星架輸出;

兩股動力分別從行星架和太陽輪輸入,合成后從外齒圈輸出;

兩股動力分別從行星架和外齒圈輸入,合成后從太陽輪輸出;

動力從太陽輪輸入,分兩路從外齒圈和行星架輸出;

動力從行星架輸入,分兩路從太陽輪和外齒圈輸出;

動力外齒圈輸入,分兩路從太陽輪和行星架輸出。

我們知道,汽車發(fā)動機只有一個,而車輪有四個。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速扭矩等特性與路面行駛需求大相徑庭。要把發(fā)動機的功率適當?shù)胤峙涞津?qū)動輪,可以利用行星齒輪的上述特性。如自動變速器,也是利用行星齒輪的這些特性,通過離合器和制動器改變各個構件的相對運動關系而獲得不同的傳動比。

1、實現(xiàn)大傳動比的減速傳動

右圖所示的行星齒輪系中，若各輪的齒數(shù)分別為z1=100,z2=101,z2'=100,z3=99,則輸入構件H對輸出構件1的傳動比 =100。可見，根據(jù)需要行星齒輪系可獲得很大的傳動比。

2、實現(xiàn)結構緊湊的大功率傳動

行星齒輪系可以采用幾個均勻分布的行星輪同時傳遞運動和動力(見左圖)。這些行星輪因公轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心慣性力和齒廓間反作用力的徑向分力可互相平衡，故主軸受力小，傳遞功率大。另外由于它采用內(nèi)嚙合齒輪，充分利用了傳動的空間，且輸入輸出軸在一條直線上，所以整個輪系的空間尺寸要比相同條件下的普通定軸齒輪系小得多。這種輪系特別適合于飛行器。

3、實現(xiàn)運動的合成

運動的合成是將兩個輸入運動合為一個輸出運動。差動輪系的自由度等于2，當給定任意兩個構件的確定運動后，另一構件的運動才能確定。利用差動輪系的這一特點可以實現(xiàn)運動的合成。

最簡單的運動合成輪系如右圖所示，

行星架H的轉(zhuǎn)速是輪1與輪3轉(zhuǎn)速的合成。因此這種輪系可用作加法機構。當行星架H、太陽輪1或3為原動件時，該輪系又可用作減法機構。

差動輪系可進行運動合成的這種特性被廣泛應用于機床、計算機構及補償調(diào)整裝置中。

4、實現(xiàn)運動的分解

差動輪系還可以將一個原動構件的轉(zhuǎn)動分解為另外兩個從動基本構件的不同轉(zhuǎn)動。左圖所示為汽車后橋差速器簡圖，圖中構件5、4組成定軸輪系，輪4固連著行星架H，H上裝有行星輪2和2'。齒輪1、2、2'、3及行星架H組成一差動輪系，它可將發(fā)動機傳給齒輪5的運動分解為太陽輪1、3的不同運動。