行星齿轮，“传”动未来？

行星齿轮，“传”动未来？

行星齿轮是现代传动系统中的重要组成部分，广泛应用于汽车、航空航天等领域。它不仅能够实现定轴齿轮的自转效果，还能随着行星架围绕其他齿轮的轴线进行转动，实现类似公转的效果。本文将详细介绍行星齿轮的工作原理、结构特点及其在电驱动桥中的应用。

概述

行星齿轮主要由太阳轮、多个行星轮、外齿圈和行星架四个核心部件构成。相比于传统的齿轮传动，行星齿轮具有以下显著优点：

1. 可以实现功率分流，让发动机在不同工况下有不同的扭矩分配，非常适合充当各种传动系统中的减速器、增速器等变速装置。
2. 由于行星架的存在，动力可以从太阳轮、行星轮或者是外齿圈进行输出，相当于拥有三根传动轴，还可以利用离合器或制动器限制其中一条传动轴形成锁死效果，因此行星齿轮具有多种传动组合。

工作原理

简单的行星齿轮机构通常被称为三构件机构，包括太阳轮、行星架和齿圈。这三构件如果要确定相互之间的运动关系，一般情况下首先需要固定其中一个构件，然后确定主动件，并确定主动件的转速和旋转方向，最后被动件的转速和旋转方向才能够确定。

三构件基本状态

• 太阳轮主动：当太阳轮作为输入轴时，动力通过太阳轮传递给行星轮，使行星轮既自转又公转。
• 行星架主动：当行星架作为输入轴时，行星轮在行星架的带动下公转，同时与太阳轮和内齿圈啮合，传递动力。
• 内齿圈主动：当内齿圈作为输入轴时，它通过啮齿与行星轮相互作用，使行星轮能够自转和公转。

传动模式

• 当太阳轮固定，行星架为主动件，齿圈为从动件，转速为增速，旋转方向相同。若齿圈为主动件，行星架为从动件，则转速为减速，方向相同。
• 当齿圈固定，行星架为主动件，太阳轮为从动件，转速为增速，旋转方向相同。若太阳轮为主动件，行星架为从动件，则转速为减速，方向相同。
• 当行星架固定，齿圈为主动件，太阳轮为从动件，转速为增速，旋转方向相反。若太阳轮为主动件，齿圈为从动件，则转速为减速，方向相反。

由此可知，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在太阳轮、齿圈和行星架三个构件中任选两个作为主动件和从动件，而使另一个构件固定不动，则机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传递动力。

传动比

行星齿轮的传动比主要与太阳轮、行星轮和内齿圈的齿数有关。假设太阳轮的齿数S为10，行星轮的齿数P为20，内齿轮的齿数R为30，则传动比计算为：传动比=（20+30）/10=5。这意味着行星齿轮的传动的输出角速度是输入角速度的5倍，当太阳轮以一定速度旋转时，内齿轮将以5倍速度旋转。

当传动比为正值时，行星轮和内齿轮的运动方向与太阳轮相同，当传动比为负值时，行星轮和内齿轮的运动方向与太阳轮相反。在实际应用中，通过增加或减少行星轮的齿数，可以实现不同的传动比，以满足特定的速度或扭矩要求。

双排行星齿轮

双排行星齿轮相比简单行星齿轮拥有两组齿轮，每组齿轮都包含一个太阳齿轮和两个行星齿轮,且行星轮的齿数相同。双排行星齿轮由于其复杂的结构和更多的齿轮组合，可以实现更广泛的传动比范围，拥有更高的扭矩密度和更稳定的传动性能。

应用市场

在电驱动桥当中，行星齿轮组常被用作动力分配器，将电动机的动力以不同比例分配到车轮上，让发动机在不同工况下拥有不同的扭矩分配，非常适合充当各种传动系统中的减速器、增速器和变速装置，从而优化动力性能。

行星齿轮变速器可以实现五种不同组合的档位：

• 太阳轮主动，行星架被动，齿圈不动，档位为低档。
• 齿圈主动，行星架被动，太阳轮不动，档位为中档。
• 行星架主动，齿圈被动，太阳轮不动，档位为高档。
• 太阳轮主动，齿圈被动，行星架不动，档位为倒挡。
• 当所有运动件都不受约束时，变速器处于空档。

行星齿轮常位于电驱动桥中减速器前端，连接驱动电机，能够有效地将电机的高转速转换为合适的驱动转速，也同时安装在减速器后端连接差速器，确保在转弯或在不平稳路况中，左右驱动轮能够以不同速度转动。

目前电驱动桥所用到的行星齿轮基本为双排或多排行星齿轮机构，相比单排行星齿轮，其拥有更广泛的传动比范围和更高的扭矩密度，以及更好的可逆性，因此被用于更多市场当中。

本文原文来自360doc.com