双级行星齿轮机构有三个基本元件,即太阳轮、齿圈和行星架,如图3-7所示。在太阳轮与齿圈之间有两组行星齿轮,行星齿轮1和行星齿轮2。两组行星齿轮共用一个行星架。行星齿轮不用作动力的输入或输出元件,只起到中间传力的作用。三个基本元件,如果没有固定元件,将任意两个元件作为动力输入和输出均不能传递动力。为了组成具有一定传动比的传动机构,必须将太阳轮、齿圈和行星架这三个元件中的一个加以固定,或者将某两个基本元件互相连接在一起,即两者同速转动,才能获得一定的传动比,如图3-8所示。其运动方程式为
①将行星架固定,以太阳轮为主动件,齿圈为从动件,则行星齿轮的轴线也被固定,行星齿轮只能自转,不能公转。可获得减速传动,传动比i=n1/n2=a。由于齿圈的齿数z2大于太阳轮的齿数z1,因而这传动比的数值a要大于1,从动件与主动件是同向、减速传动。
②将行星架固定,以齿圈为主动件,太阳轮为从动件,即可获得增速传动,其传动比i=n2/n1=1/a。由于太阳轮的齿数Z1小于齿圈的齿数Z2,因而a大于1,所以1/a小于1。从动件与主动件是同向增速传动。
③将太阳轮固定,以行星架为主动件,齿圈为从动件,此时传动比i=n3/n2=a/(a-1)。
这一传动比i大于1,从动件与主动件是同向减速传动。
④将太阳轮固定,以齿圈为主动件,行星架为从动件,即可获得同向增速传动,传动比i=n2/n2=(a-1)/a。这一传动比i小于1,从动件与主动件是同向增速传动,如图3-9所示。
⑤将齿圈固定,行星架为主动件,太阳轮为从动件,其传动比i=n3/n1=1/(1-a)。
由于a大于1,因此1-a小于0。此传动比小于1,表示输出与输入转向相反增速传动,如图3-10所示。
⑥将齿圈固定,太阳轮为主动件,行星架为从动件,可获得减速传动,传动比i=n1/n3=1-a。此传动比小于0,从动件与主动件是反向减速传动,如图3-10所示。
⑦若三个基本元件都没有被固定,各个基本元件都可以自由转动,则此时该机构无论以哪两个基本元件为主动件、从动件,都不能获得动力传递,处于空挡状态。
⑧若将任意两个基本元件互相连接起来,也就是说使n1等于n2或n2等于m3,则由行星排的运动特性方程式可知,第三个基本元件的转速必与前两个基本元件的转速相同,即三个基本元件将以同样的转速一同旋转。此时无论以哪两个基本元件为主动件、从动件,其传动比都是1。这种情况相当于直接挡。为便于记忆,可归纳如下。
a.齿圈主动,无论哪个固定,均为同向增速传动。
b.齿圈从动,无论哪个固定,均为同向减速传动。
c.齿圈固定,无论哪个主动,均为反向传动,可实现倒挡。
d.任意两元件连为一体,可实现同向等速传动,传动比为1,为直接挡。
e.无固定元件,为空挡。
