1惑星駆動装置の力分析の基礎
1.1 基本構造と運動特性
惑星駆動器は,太陽駆動器 (S),惑星駆動器 (P),環駆動器 (R),惑星運送器 (C) の4つの基本部品で構成される.一般的なタイプ:

NGW型 (2K-H型): 高効率で最も広く使用されている
NW型: 双惑星乗り具構造
WW型: 内部双面網構造
ZUWGW型: 複合型惑星駆動

1.2 送電比の計算
NGW惑星駆動装置については:iSRC =ωR −ωC ωS −ωC =−ZS ZR

ω = 角速度
Z = 歯の数

2惑星のギア駆動装置の静的分析
2.1 基本仮定

摩擦は無視される
すべての惑星ギアが同じ負荷を負う (理想的な製造と組立)
安定状態のバランス状態です
遠心力と慣性の力は無視される

2.2 力のバランス方程式
2.2.1 単一の惑星装置の力分析
I-th 惑星装置については:

接触力: FtSPi = FtRPi
放射線力: FrSPi = FrRPi
正常力:FnSPi =cosαn ⋅cosβFtSPi

2.2.2 太陽装置の力バランス
nの惑星ギアで網を設置する: 理論上は
2.2.3 惑星母体の力バランス
惑星ギアからのレヤリング反応力:FCx =FtPi ⋅sinφi +FrPi ⋅cosφi FCy =FtPi ⋅cosφi −FrPi ⋅sinφi
2.3 負荷分担因数と負荷分布
実際の負荷不均衡は,製造/組立の誤りや弾性変形から生じる.負荷分担因子:Kp =FtPi ((avg) FtPi ((max) 影響因子:

製造ミス:ピッチエラー,プロファイルエラー
組立の誤り:惑星ギア位置の正確性,同軸性
弾性変形:軸,ベアリング,ハウジングの変形
浮遊装置:太陽装置やキャリアを浮かせることで負荷の分配が改善される

3惑星のギアに対する強度計算方法
3.1 接触疲労 歯表面の強度
3.1.1 基本式 (ヘルツ接触理論)
σH =ZH ⋅ZE ⋅Zε ⋅Zβ ⋅d1 ⋅bKA ⋅KV ⋅KHβ ⋅KHα ⋅Ft ⋅uu±1係数:

ZH: ゾーンファクター
ZE:弾力系数
Zε: 接触比因数
Zβ: ヘリックス角度因数
KA: 適用因数
KV: ダイナミックファクター
KHβ: 顔負荷因子
KHα:横負荷因数

3.1.2 惑星駆動に関する特別な考慮事項

内側と外側のメッシュ:同じ側 (内側) または反対側 (外側) の曲率中心
多惑星効果: Ft (効果) =n⋅rbS Kp ⋅TS

3.2 屈曲疲労 歯根の強さ
3.2.1 基本式
σF =KA ⋅KV ⋅KFβ ⋅KFα ⋅b⋅mn Ft ⋅YFa ⋅YSa ⋅Yε ⋅Yβ係数:

YFa: 形状因数
YSa: ストレスの調整因数
Yε: 接触比因数
Yβ: ヘリックス角度因数
KFβ: 顔負荷因子
KFα:横負荷因子

3.2.2 惑星ギア用の特殊ケース
双方向の屈曲ストレスを受ける:σFP =σFSP2 +σFRP2 −σFSP ⋅σFRP ⋅cosθ ここで θ = 2つのメッシュポイント間の相角
3.3 惑星ギアのためのベアリングライフ計算
3.3.1 軸承負荷分析

半径負荷: Fr = Fr2 +Ft2
可能な軸性負荷 (螺旋回転)

3.3.2 寿命計算
基本評価寿命:L10 = ((PC)) p×106回転

C: 基本動的負荷
P: 相当動力負荷
p: エクスペンサー (3 球軸承,10/3 ロール軸承)

3.4 リングギアの強度計算
負荷特性:

圧縮状態で網状
薄壁のリングの変形は負荷の分布を乱す
根のフィレの高ストレス濃度

強度検査:σHR =σH ⋅ZR (リングギア係数)σFR =σF ⋅YR (リングギア根系数)
3.5 惑星母体の強さと硬さ
3.5.1 力の分析
負荷:

惑星のギアからのレアリング反応
出力トルク
遠心力 (高速)

3.5.2 強度チェック
臨界点でのストレスは:σ=WM +AF τ=Wp T

M: 曲がる瞬間
T:トルク
W: 折りたたみにおける切断模数
Wp: トルションにおける切断モジュール

3.6 ソーラーギアシャフトの強度計算
負荷:

トルショナルストレス
折りたたみストレスの (サポートされていない)
圧縮力 (浮遊式設計)

4強度計算に関する基準と仕様
4.1 国際規格

ISO 6336: スパーとヘリカルギアによる負荷能力の計算
ISO 9085: 惑星駆動装置の計算方法
AGMA 6123: 惑星装置の設計説明書

4.2 安全因子の選択
適用 フィールド 接触安全因数 SH 曲がり安全因数 SF 一般産業1.0 21自動車トランスミッション1.131.6 ワイルド1.8 風力タービンのギアボックス1.2 ワイルド1.51.8 ̇2.2 航空宇宙機器1.3 ̇1.62.0・25

5概要
惑星のギア駆動装置の力分析と強度計算は,以下を要する体系的な工学である.

実際の負荷分布と変形を考慮した正確な機械モデル
歯の表面,根,ベアリング,シャフト,キャリア
動力分析:振動,衝撃,動力負荷
製造/組立効果:エラー分析,容許設計
サービス条件:負荷スペクトル,環境,保守

合理 的 な 分析 と 設計 は,コンパクト で 高効率 で 信頼 できる 性能 を 確保 し ます.コンピューティング や 製造 の 進歩 は,より 精密 な 性能,信頼性,使用 寿命 を 高め ます.