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Pro/E行星齿轮机构设计与分析(含DVD光盘1张)

作译者：杜白石,杨福增

出版时间：2014-02 千字数：794 版次：01-01 页数：496

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121224669

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纸质书定价：￥79.0

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目录
第一章  行星齿轮机构的基本知识	（1）
 
一、行星轮系简介	（1）
二、周转轮系的传动比	（3）
三、行星轮系的效率	（5）
四、行星轮系齿数的确定	（6） 
第二章  2K-H的NGW型行星轮系的设计与分析	（9）
 
第一节  中心轮b（内齿轮）固定时行
        星轮系的设计与分析	（9）
一、2K-H的NGW行星轮系基本
    形式	（9）
二、有三个行星轮的NGW行星
    轮系	（25）
三、双联的NGW行星轮系	（35）
第二节  中心轮a（外齿轮）固定时
        行星轮系的设计与分析	（40）
一、运动从内齿轮输入行星架
    输出	（40）
二、运动从行星架输入内齿轮
    输出	（44）
第三节  2K-H NGW型行星轮系的应用
        实例	（46）
实例1  浇铸用起重机的差速器	（46）
一、制动器2制动、制动器1
     放松的工作状态	（46）
二、制动器1制动、制动器2
     放松的工作状态	（59）
三、制动器1和制动器2都放松
    的工作状态	（65）
实例2  起重用调度绞车的减
        速器	（75）
一、提升重物状态	（75）
二、停车状态	（94）
实例3  涡轮螺旋桨发动机的主减
       速器	（102）
实例4  变速装置	（117）
一、输出较高速度的装置	（118）
二、输出较低速度的装置	（133） 
第三章  2K-H的NW型行星轮系的设计与分析	（136）
 
第一节  2K-H NW型行星轮系基本
        形式的设计与分析	（136）
一、中心轮b（内齿轮）固定的
     2K-H NW型行星轮系	（136）
二、中心轮a（外齿轮）固定的
     2K-H NW型行星轮系	（151）
第二节  2K-H NW型行星轮系的应用
        实例	（155）
实例1  过载保护装置	（155）
一、过载保护状态	（155）
二、正常工作状态	（167）
实例2  卷扬机的减速器	（171） 
第四章  其他形式的2K-H行星轮系的设计与分析	（187）
 
第一节  2K-H  WW型行星轮系的设计
       与分析	（187）
一、动力从齿轮a输入从行星架H
    输出	（187）
二、动力从行星架H输入从齿轮a
    输出	（194）
第二节  2K-H  NN型行星轮系的设计
        与分析	（204）
一、动力从齿轮a输入从行星架H
    输出	（205）
二、动力行星架H从输入从齿轮a
    输出	（212）
三、应用实例——3K NGWN型
    行星轮系	（217）
第三节  2K-H  WGW型行星轮系的
        设计与分析	（230）
一、动力从中心轮a输入从行星架
    H输出	（230）
二、动力从行星架H输入从中心轮
    a输出	（241）
三、应用实例  汽车后桥差
    速器	（243） 
第五章  K-H-V型少齿差行星轮系的设计与分析	（263）
 
第一节  内齿轮固定的K-H-V少齿差
       行星齿轮机构	（263）
第二节  外齿轮固定的K-H-V少齿差
        行星齿轮机构	（278） 
第六章  2K-H 型少齿差行星轮系的设计与分析	（280）
 
第一节  双联齿轮由两个外齿轮
        组成	（280）
第二节  双联齿轮由一个外齿轮和
        一个内齿轮组成	（295）
一、内齿轮固定	（295）
二、外齿轮固定	（309） 
第七章  齿轮圆平动行星机构的设计与分析	（313）
 
第一节  平行四边形齿轮圆平动行星
       机构	（313）
一、平行四边形内齿轮圆平动
     行星机构	（314）
二、平行四边形外齿轮圆平动
     行星机构	（323）
第二节  正弦齿轮圆平动行星机构	（331）
一、正弦内齿轮圆平动行星
    机构	（331）
二、正弦外齿轮圆平动行星
     机构	（340）
第三节  应用实例  三环传动	（348） 
第八章  能生成特殊轨迹线行星机构的设计与分析	（362）
 
第一节  设计分析能生成各种旋轮线
        的行星机构	（362）
一、内啮合行星机构	（363）
二、外啮合行星机构	（369）
三、有惰轮的外啮合行星机构	（372）
第二节  应用实例——能生成椭圆线
       的行星机构	（375）
一、行星齿轮椭圆线机构
   （内啮合）	（376）
二、行星齿轮椭圆线机构
    （外啮合）	（383）
第三节  应用实例——能生成直线
        线段的行星机构	（392）
一、卡登圆行星机构	（392）
二、行星齿轮摇杆机构	（401）
第四节  应用实例	（411）
实例1  行星齿轮连杆滑块
        机构	（411）
实例2  行星齿轮连杆摇杆
        机构a	（418）
实例3  行星齿轮连杆摇杆
        机构b	（430） 
附录A  行星齿轮机构习题	（442）

参考文献	（477）

前言
机械传动装置中广泛采用轮系，轮系是由一系列齿轮组成的。根据轮系在运转时各轴线的相对位置是否变动，可将其分为定轴轮系和周转轮系。按照自由度不同，周转轮系又可分为两种基本类型：差动轮系和行星轮系。
    与定轴轮系相比，行星轮系和差动轮系具有许多鲜明的优点：例如，某些轴线不是固定的，行星轮既随着行星架公转，又绕着行星架自转；轮系中经常采用内啮合，可以减小轮系的径向尺寸；为合理利用两个中心轮间的空间，设置了多个行星轮，通过它们传递载荷，实现了载荷分流和离心力以及径向力的平衡；差动轮系自由度大于1，可以进行运动的合成或分解；可以把几个行星轮系串联，也可以和定轴轮系组成混合轮系，加大了轮系的功能，等等。因而，它在各个领域中得到了广泛应用，并且取得了不少成就。
（1）用于传动。在机床、汽车、冶金、起重机、动力、化工与航天航空等领域，广泛采用2K-H（NGW）和（NW）型行星齿轮减速器，其一级传动比为1.14～12.5，多级可达2500，最大已达5000，承载能力一般在150kW以下，最大已达5万kW。少齿差行星齿轮减速器的使用也越来越普遍，它的特点是传动比大、体积小、重量轻、零件数目少、传动效率高。此外，周转轮系还可用作增速器、变速的差速器和无级变速器。
（2）利用行星轮的运动。由于行星轮的运动是自转与公转的合成运动，而且可以得到较高的行星轮转速，所以在一些工艺设备上直接利用行星轮系的这个特点进行工作，如在搅拌机和轧钢机上，采用行星轮系，提高了工作效率。
（3）旋轮线及其应用。在行星轮系中行星轮上某点的运动轨迹是旋轮线，关于这种曲线的类型及性质，在机构学中进行了不少研究，并在工程上取得了不少的应用。旋轮线可以是直线段、圆、椭圆及摆线（不同类型的外摆线和内摆线），在一些工艺设备上应用旋轮线工作。除此之外，利用行星轮系的运动特点，还可以设计出机械制造与工艺设备方面很有意义的机构。
传统的方法是用笔和计算工具在纸上研究行星轮系和差动轮系，因此会遇到一些困难，表现如下。
（1）速比和运转方向难以确定。行星轮系的传动比不能像定轴轮系那样，利用一个公式就可以直接计算出来，而要借助于转化机构才能求出，加之行星轮系的类型多，有时略微改变轮系的齿数，速比和运动方向就会有明显的变化，特别是和定轴轮系组成混合轮系时，速比就更难求了。
（2）行星轮的运动参数难以确定。要想在行星轮系中求出行星轮的运动参数，要利用相对运动原理，对该行星轮进行运动分析，而行星轮既有公转又有自转，其运动参数就比较难以确定了。
（3）运动原理不容易理解。行星轮系中有一些构件做复合运动，与定轴轮系中各轮做定轴转动相比较，其运动方式很难想象，从而使轮系的运动原理不容易搞清楚，特别是少齿差行星齿轮机构，经常是学习中的难点。
（4）行星轮系的传动效率变化大，难以确定。对于定轴轮系，确定了运动副中的摩擦损失，就能确定轮系的传动效率，但对于行星轮系，要用“转化轮系法”来确定传动效率。而行星轮系的类型很多，各类型的传动效率变化很大，有时甚至会发生自锁。
（5）行星轮的运动轨迹难以确定。在行星轮系中行星轮上各点的运动轨迹是旋轮线，取不同的设计参数，如取不同的齿数，在行星轮内（或外）取不同的点，可以得到不同形状和性质的旋轮线：直线段、圆、椭圆，以及不同形式的外摆线和内摆线，而这些轨迹是不容易直接看出来的。
应用Pro/E软件可以构建类似于机构运动简图的“骨架模型”，与机构运动简图相比较，骨架模型有如下一些优点。
（1）可变化—骨架模型经参数化设计而成，改变参数的数值，就可以改变骨架模型（机构运动简图）。
（2）可运动—对骨架模型可进行运动仿真，可使骨架模型（机构运动简图）按机构的运动规律动起来。
（3）可分析优化—对骨架模型可进行敏感度分析、可行性分析和优化设计。经过敏感度分析，对机构可得到所追求的目标与设计变量间的函数关系，为设计变量的选取提供依据；经过可行性分析，对机构可得到在设计变量取值范围内，实现约束条件的可行方案；经过优化设计，在可行方案中可找出达到优化目标的最佳方案。
（4）可测量—对骨架模型可进行几何测量（测量距离、长度、角度、直径等几何指标）和运动学测量（测量速度、加速度、位移和运动轨迹等运动学指标），达到对机构进行运动学分析的目的。
（5）可实体化—按照最佳方案，在骨架模型的基础上，可生成各个构件的三维实体，并将它们组成三维的组件，对组件进行运动仿真和分析，可验证所设计的机构是否满足设计要求，增加设计者的感性知识。
使用先进的软件在计算机上通过构建骨架模型可以研究行星轮系和差动轮系，并能取得很好的效果，研究行星轮系的难点可迎刃而解。例如，轮系的速比和行星轮的运动参数可直接测量出来，各构件的运转方向可直接看出来，行星轮的旋轮线可直接做出来；改变行星轮系的设计参数，就可以改变行星轮系，这对行星轮系设计参数的选择和系列设计很有帮助；对骨架模型和三维实体组件进行运动仿真，可以直接看出轮系的运转情况，增加了设计者的感性认识；对骨架模型进行敏感度分析、可行性分析和优化分析，可以得到追求的设计目标与设计变量间的关系，找出在设计变量的取值范围内实现约束条件的可行方案，从而找出最佳的行星齿轮机构。
行星轮系和差动轮系只不过是为了学习和研究机构而选择的一个对象，本书所讲述的方法对研究一切机构都适用。

本书在编写方面有如下特点：
（1）内容全面。在简单介绍了行星轮系的基本知识后，分别对2K-H  NGW型行星轮系、2K-H  NW型行星轮系、2K-H其他形式的行星轮系（NN型、WW型、WGW型和3K NGWN型）、K-H-V型少齿差行星轮系、2K-H型少齿差行星轮系、齿轮圆平动行星轮系、能生成特殊轨迹线（摆线、椭圆线、直线段）的行星轮系进行了介绍，并对每种行星轮系按固定件、输入件和输出件的不同分别做了说明，还附有行星轮系的17道习题。
（2）重点突出。对经常采用的行星轮系做了重点介绍，如对2K-H  NGW型行星轮系，在介绍了基本形式后，还介绍了有多个行星轮的形式、双级串联的形式和应用实例。
（3）实例典型丰富。从目前广泛应用的机构学教科书和专著中选择了大量的行星轮系的应用实例，利用Pro/E软件构建了这些实例的骨架模型，并进行了运动仿真和分析，得出了一些有实用价值的结论。
（4）分析精准。对骨架模型根据运动分析的要求，设置了许多测量项目，在骨架模型运转后，系统可自动得出这些测量项目的数值。作者应用相对运动的原理，利用公式计算出各测量项目的数值，通过比较确定了测量值的准确性。
（5）仿真形象准确。在对骨架模型构建和分析的基础上，生成了行星轮系的三维实体组件，并进行了运动仿真和分析，使读者对行星轮系有一定的感性和理性的认识。
（6）参数化设计。在构建轮系的骨架模型时，采用了参数化设计的方法，修改轮系的设计参数，骨架模型就跟着变化，通过运动分析，可找出合适的设计参数，同时也可进行系列化设计。
（7）优化设计。对行星轮系和连杆机构组合而成的机构进行敏感度分析、可行性分析及优化设计，找出满足追求目标的最佳设计方案。
读者在阅读本书时可注意以下建议：
（1）本书注意做到软件应用和行星轮系方面理论知识的紧密结合，结合应用软件设计分析行星轮系的操作过程，适时地讲解一些行星轮系方面的理论知识，建议读者从这两方面加深理解。
（2）本书是按照应用软件解决实际问题的操作过程逐步编写的，对难以理解的问题辅以特殊说明，建议读者一边看书一边上机操作，即便对有些问题不理解，可先照书操作，待有结果后再仔细思考。
（3）学习本书的读者，应具备Pro/E软件方面的基本知识，如果对该软件一无所知，就应先补课后学习。
（4）学习本书的读者，应具备行星轮系方面的基本知识，在学习软件应用时，应力求与行星轮系方面的知识紧密结合。
（5）本书采用Pro/E Wildfire 4.0和Pro/E Wildfire 5.0中文版为工具，但也可用于Creo2.0中文版本。
由于作者的水平有限，加之本书是初版，书中难免有错误和疏漏之处，欢迎读者批评和指正。
编者

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