
【机】 planetary pinion
planet
pinion
【化】 pinion
行星小齿轮(Planetary Pinion)是行星齿轮系统中的核心传动部件,其英文术语在《机械工程术语词典(第三版)》中被定义为"与太阳轮和外齿圈啮合,并围绕中心轴公转的小型齿轮"【来源:机械工程术语词典,ISBN 978-7-111-45321-9】。该组件由渗碳合金钢(如20CrMnTi)经精密加工制成,表面硬度达HRC58-62,具有抗疲劳和耐磨损特性【来源:ISO 6336-5:2019齿轮材料标准】。
在结构特征方面,行星小齿轮通过行星架(Carrier)与太阳轮(Sun Gear)和外齿圈(Ring Gear)形成封闭传动链。其模数范围通常为1.5-4mm,齿数设计遵循(n_s + 2n_p)=n_r的配齿公式(n_s为太阳轮齿数,n_p为行星轮齿数,n_r为齿圈齿数)【来源:清华大学机械设计基础教材第5章】。
该部件在传动系统中实现功率分流功能,根据麻省理工学院机械工程系研究,其传动效率可达97%-98%。典型应用包括自动变速箱(如ZF 8HP系列)、工业减速机(如Flender P系列)和风电变桨系统【来源:SAE Technical Paper 2019-01-1456】。
行星小齿轮的失效模式主要表现为齿面点蚀和轮齿折断,美国齿轮制造商协会(AGMA)建议采用ISO 1328-1:2013标准进行精度检测,并通过有限元分析优化齿根圆角应力分布【来源:AGMA 1010-E95设计手册】。
行星小齿轮是行星齿轮系统中的核心部件之一,其名称来源于类似行星绕太阳公转的运行方式。以下是详细解释:
行星小齿轮(行星轮)是安装在行星架上的多个小型齿轮,在传动系统中同时实现两种运动:
行星齿轮系统通常包含三个核心部件(以汽车变速箱为例):
行星小齿轮通过啮合关系实现动力传递: $$ begin{aligned} &text{传动比公式} &frac{omega_s - omega_c}{omega_r - omega_c} = -frac{Z_r}{Z_s} end{aligned} $$ (其中$Z_s$为太阳轮齿数,$Z_r$为齿圈齿数,$omega$对应各部件转速)
主要见于自动变速箱(如AT变速器)和混合动力系统,通过控制行星架/太阳轮/齿圈的锁止状态,实现不同挡位切换。
注:不同文献对行星小齿轮的具体尺寸定义有差异,但核心特征都是具备"自转+公转"双重运动特性的卫星齿轮。
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