往复式切割器行星齿轮传动机构运动分析_黄新平

1 绪论行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。

由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。

行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。

它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。

因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用[1-2]。

1．1 发展概况世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。

行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。

然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。

无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。

近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1-8]。

1．2 3K型行星齿轮传动在图4所示的3K型行星齿轮传动中，其基本构件是三个中心轮a、b和e，故其传动类型代号为3K[10]。

在3K型行星传动中，由于其转臂H不承受外力矩的作用，所以，它不是基本构件，而只是用于支承行星轮心轴所必需的结构元件，因而，该转臂H又可称为行星轮支架（简称为行星架）。

行星齿轮传动比计算详解行星齿轮传动是一种常用于机械系统中的传动装置，它具有稳定的传动比和较高的传动效率。

在设计和分析行星齿轮传动时，计算传动比是非常重要的一步。

行星齿轮传动包含一个太阳轮、一个内齿轮和若干个行星轮组成。

太阳轮位于中心，内齿轮环绕太阳轮旋转，而行星轮则与内齿轮相连，通过行星轴和其它部分连接到外部结构。

传动比定义为输入轴（太阳轮）的速度与输出轴（内齿轮）的速度之比。

计算行星齿轮传动比的方法如下：1. 首先，标记各个齿轮的齿数。

太阳轮的齿数标记为S，行星轮的齿数标记为P，而内齿轮的齿数标记为R。

2. 确定输入轴和输出轴。

通常情况下，太阳轮作为输入轴，而内齿轮作为输出轴。

3. 计算行星齿轮传动比。

行星齿轮传动比等于输出轴（内齿轮）速度与输入轴（太阳轮）速度之比。

根据齿轮传动的性质，传动比可以通过以下公式计算得出：传动比 = （P + R）/ S其中，P为行星轮的齿数，R为内齿轮的齿数，S为太阳轮的齿数。

4. 根据实际应用需求进行传动比的调整。

有时候，需要满足特定的速度要求或扭矩要求，可以通过增加或减少行星轮的齿数来调整传动比。

通过以上的计算方法，我们可以准确计算出行星齿轮传动的传动比。

这对于机械系统的设计和优化具有重要的指导意义。

同时，我们还可以根据实际应用需求，对传动比进行调整，以满足特定的工作要求。

总之，行星齿轮传动比的计算是设计和分析行星齿轮传动的重要步骤。

通过正确计算传动比，可以确保行星齿轮传动系统具有稳定的传动性能，从而提高机械系统的工作效率和可靠性。

行星齿轮传动装置的有限元分析发表时间：2014-12-25T14:49:34.060Z 来源：《价值工程》2014年第7月中旬供稿作者：高伟[导读] 实体建模掘进机的行星减速齿轮装置的结构复杂，在生成有限元模型时同样要对其模型进行简化。

高伟淤GAO Wei曰刘娟于LIU Juan（淤中煤科工集团太原研究院，太原030006；于山西北方机械制造有限责任公司，太原030009）（淤Taiyuan Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group，Taiyuan 030006，China；于Shanxi North Machine-Building Co.，Ltd.，Taiyuan 030009，China）摘要：本文以行星齿轮传动装置为研究对象，以ANSYS 软件为操作平台，对其进行了建模，装配，有限元分析，并以太阳轮为例，得到齿轮啮合任意位置的载荷、应力、应变等关键性能参数，对齿轮进行优化设计提供了参考。

Abstract: In this paper, the planetary gears as the research object, ANSYS software as the operating platform for itsmodeling,assembly, finite element analysis, and the sun wheel is taken for example to get anywhere and it provides a reference performanceparameters for optimizing the design of gears in the load, stress, strain and other critical gear.关键词：掘进机；行星齿轮传动装置；ANSYS；有限元分析Key words: roadheader；planetary gears；ansys；finite element analysis中图分类号院TH132.425 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）20-0039-030 引言行星齿轮传动装置具有结构紧凑、体积小、重量轻、工作平稳、传动比范围大、传动功率高的优点，因此在冶金、矿山、起重运输、汽车等领域得到了越来越广泛的应用。

双动刀往复式甘蔗切割器设计及分析袁洁;尹志宏;朱佳明【摘要】为了解决小型甘蔗切割器单动刀工作时存在的平衡能力差、切割速度低、容易卡滞堵塞等问题，进行了小型甘蔗切割器的改进设计。

采用双曲柄连杆机构带动两组刀片彼此反向切割的双动切割装置机构，对割刀位移、速度、加速度进行运动学仿真分析，并对动刀片结构参数进行了优化设计，同时确定了最佳切割速比K=1.8。

研究结果为甘蔗切割器的进一步优化设计和实验提供了参考依据。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2016(038)009【总页数】4页(P106-108,130)【关键词】双动;甘蔗切割器;运动学;切割速比【作者】袁洁;尹志宏;朱佳明【作者单位】昆明理工大学机电工程学院，昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，昆明 650500;昆明理工大学机电工程学院，昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TH16;S225.5+3甘蔗收割机机械化已成为我国甘蔗生产迫切需要解决的问题。

由于我国甘蔗种植区域多数是丘陵地带，且受季风和台风的影响，目前我国市场上还没有适合我国甘蔗种植和收获情况的、具有自主知识产权的甘蔗收获产品［1，2］。

目前，大部分小型收割机的切割传动机构采用齿轮机构和曲柄摇杆机构的组合带动割刀实现往复式运动，但是往复式甘蔗切割机多为单动刀，工作时平衡能力差，动刀运动频率低，容易卡滞堵塞。

而双动刀往复式是两组刀片彼此相向切割，作业速度快，工作效率更高［3～6］。

因此针对这些问题，设计一种双动刀往复式切割器并对其关键部件进行研究，以获得较好的结构参数和切割功效。

1.1 基本结构设计双动刀往复式切割器传动机构如图1所示，主要由箱体1、上臂2、下臂3、动力输入轴4、大锥齿轮5、小锥齿轮6和偏心机构组成。

动力输出轴一端为花键形式与外接动力连接，另一端与大锥齿轮固定连接；小锥齿轮6安装在偏心机构总成上，并与大锥齿轮5啮合；偏心机构总成与上臂2、下臂3分别连接，带动其做往复运动。

二级行星齿轮传动系统非线性动力学特性分析二级行星齿轮传动系统非线性动力学特性分析摘要：行星齿轮传动是一种广泛应用于工业机械领域的传动形式。

本文研究了二级行星齿轮传动系统的非线性动力学特性，并通过数值模拟进行分析。

研究发现，在一定工作条件下，二级行星齿轮传动系统存在着非线性现象，如共振、反常周期振动等。

本文论述了这些非线性现象的产生机制，并分析了对传动性能的影响。

此外，本文还通过参数变化分析，探讨了如何通过调整传动系统的参数来减小或消除这些非线性现象。

最后，我们提出了一些建议，以提高二级行星齿轮传动系统的性能和减少非线性现象的发生。

关键词：行星齿轮传动；非线性动力学；共振；参数变化一、引言行星齿轮传动是一种常见的机械传动装置，在汽车、飞机、机床等领域得到了广泛应用。

其具有结构紧凑、传动比变化范围大、传动效率高等优点，是替代直接啮合齿轮传动的理想选择。

然而，行星齿轮传动系统由于其特殊结构而存在着一些非线性动力学问题，如共振、反常周期振动等。

这些问题严重影响了传动系统的性能和稳定性，因此其非线性动力学特性的分析对于传动系统的设计和优化具有重要意义。

二、二级行星齿轮传动系统的结构二级行星齿轮传动系统由太阳轮、行星轮和环轮组成。

太阳轮位于中间，行星轮分布在太阳轮的周围，环轮包围着所有行星轮。

当太阳轮以一定速度旋转时，通过行星轮的运动与环轮进行啮合，实现动力传递。

三、非线性动力学特性的分析1. 共振现象在二级行星齿轮传动系统中，由于行星轮与环轮之间的啮合关系，传动系统会产生一些共振现象。

共振是指系统的自然振动频率与外部激励频率相等或接近时，系统会出现大幅度振动。

这种共振现象对传动系统的正常工作具有不利影响，甚至可能导致传动系统的破坏。

在本文的数值模拟中，我们通过改变太阳轮的转速来研究了共振现象的发生条件，并分析了共振对传动系统性能的影响。

2. 反常周期振动在实际工作过程中，二级行星齿轮传动系统可能会出现反常周期振动现象。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!灵活等特点为太阳能的利用与开发提供了有益的探索。

［参考文献］［１］余海．太阳能利用综述及提高其利用率的途径［Ｊ］．新能源研究与利用，２００４（３）：３４－４．［２］王雪文，王洋，等．太阳能电池板自动跟踪控制系统的设计［Ｊ］．西北大学学报，２００４（４）：３４．（编辑明涛）作者简介：杜微（１９７７－），硕士研究生，从事单片机控制方面的研究。

收稿日期：２００５－１１－２６!!!!!!!!!!往复式切割器参数的数值模拟及优化夏萍，陈黎卿，朱德泉，李兵（安徽农业大学工学院，安徽合肥２３００３６）１引言长期以来，联合收割机往复式切割器的设计是建立在图解分析和试验的基础上，很多文献只是对切割图中空白区、重割区进行定性分析，要求空白区、重割区面积愈小愈好。

本文在分析切割工作过程的基础上，提出往复式切割器切割图中空白区面积的大小可以表示切割阻力的大小，重割区面积的大小可以表示功率消耗的大小。

利用Ｍａｔｌａｂ软件强大的数据处理能力，对切割器参数进行数值模拟，对割区面积进行定量计算，建立切割器参数对切割阻力和功率消耗影响的非线性回归模型。

数值模拟方法可以将复杂隐性的数学关系式显现化，减小设计程序的多次调用，将分析与设计集成起来。

模拟结果为联合收割机切割部件的开发提供了可靠依据。

为了对切割器参数进行数值模拟及优化，需对影响切割阻力和功率消耗关键参数进行分析。

影响切割器关键参数有切割器类型、切割器运动参数和结构参数等。

切割器运动参数有割刀转速ｎ、机器前进速度ｖｍ。

切割器结构参数有动刀片刃部高度ｈ、宽度ａ、顶宽ｅ、切割角α和定刀片宽度ｂ、切割角β等。

图１为切割器结构参数示意图。

２模型的建立往复式切割器的切割机理是割刀作往复直线运动，在护刃器的配合下进行有支持切割。

用Ｍａｔｌａｂ软件画切割图，如图２所示。

由图可知：在定刀片轨迹线内的作物被护刃器及定刀片推向两侧，在相邻两定刀片间的作物，由于所处位置的不同，有下述不同的情况：扫过区（Ⅰ区）中的作物，被护刃器及定刀片推向两侧被切割。

行星齿轮机构8种传动原理行星齿轮机构是一种常见的传动装置，由太阳轮、行星轮、内齿轮、外齿轮等组成。

它具有结构紧凑、传动平稳、噪声小等优点，广泛应用于机械制造、自动化控制、机器人等领域。

下面介绍行星齿轮机构的8种传动原理。

1. 行星轮定子传动原理行星轮定子传动原理是指外齿轮作为定子，内齿轮与外齿轮有齿合传动，行星轮则通过其轴承中心固定在外齿轮的轮干上，同时与内齿轮齿合，实现行星轮的转动。

此时太阳轮作为输入轴，输出轴固定在内齿轮上。

该传动原理的优点是传动平稳，缺点是结构较为复杂，制造成本较高。

4. 中心不平行传动原理中心不平行传动原理是指太阳轮与输出轴不在同一中心线上，导致内齿轮与行星轮齿合时，行星轮会向着太阳轮移动。

这种传动方式结构简单，适用性强，但因为该传动方式会导致行星轮受到侧向载荷，造成寿命不足等问题，被逐渐淘汰。

5. 多星行星传动原理多星行星传动原理是指在行星齿轮机构中，行星轮的数量可以大于3个，增加行星轮的数量可以实现更大的减速比，控制了机械装置的速度和扭矩变化。

如果行星轮的数量过多，会增加构件数量，结构复杂度不易控制。

6. 行星轮马达传动原理行星轮马达传动原理是指将行星齿轮机构借助液压或气压等介质驱动。

行星轮马达的工作方式与行星轮减速器基本相同，只不过输入轴变成了液压或气压作用，输出轴与太阳轮同心固定。

行星轮马达优点是输出扭矩大，速度范围广，缺点是成本较高。

7. 非圆行星传动原理非圆行星传动原理是指将行星轮的轮干改为非圆形，例如椭圆形、正六边形等。

非圆行星传动原理可以实现不同的传动比，具有更广泛的应用，同时因为其结构复杂度，也更容易出现故障。

8. 可逆行星传动原理可逆行星传动原理是指在行星齿轮机构中使用可逆式行星轮，即行星轮的驱动梭头可以从输出端移动到输入端，交换输入和输出轴的位置。

这种传动方式可以使行星齿轮机构实现前后转动的变化，广泛应用于机械设备中。

该传动原理的优点是结构简单，适应性强，缺点是因为其可逆性，所以传动效率低。