本文整理了行星轮系配齿算法的分类与实现要点。
概述
本算法源于齿轮箱传动链设计过程，尝试构建算法求解行星轮系的齿数组合。遵循“应有尽有”的思路，先生成尽可能多的可行组合，再由设计人员按需求筛选。本文先给出基本分类与符号，随后说明三种方法：暴力历遍、等强度与最小外廓尺寸原则、以及基于人工神经网络（ANN）的传动比选择。对无双联齿轮的轮系，暴力法通常足够；对含双联齿轮的双排系统，后两种更合适。双排系统涉及传动比分配，本文亦参考相关手册的做法。
1．轮系分类与齿轮代号
介绍两类分类法，苏联学者库德略夫采夫提出按行星齿轮传动的基本构件进行分类，各个构件的代号见表1。在库氏原著中，K 表示中心轮，H 表示转臂。根据组合可得 2Z-X、3Z、Z-X-V 等类型（见图1～图3）。
| 名称 | 中心轮 | 转臂 | 输出轴 |
|---|---|---|---|
| 字母 | Z | X | V |
根据齿轮的啮合方式分类，N 表示内啮合，W 表示外啮合，G 表示“公共齿轮”（同时与两个中心轮啮合）。类型代码由字母组合构成；字母重复（如 NN、WW）表示该啮合形式出现两处。该方法强调啮合拓扑结构，常与 Z/X/V 构件角色分类互补使用。JB 1799-76 行星减速器标准，即采用该方法。详见表2。
| 类型代码 | N（内啮合数） | W（外啮合数） | G（公共齿轮数） | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| NGW | 1 | 1 | 1 | 同时具有内啮合与外啮合，并含一个与两中心轮同时啮合的公共齿轮 |
| NW | 1 | 1 | 0 | 具有一个内啮合和一个外啮合 |
| WW | 0 | 2 | 0 | 具有两个外啮合，无内齿圈（该情况可以看成某种传动链） |
| NN | 2 | 0 | 0 | 具有两个内啮合，无太阳轮 |
| NGWN | 2 | 1 | 1 | 具有两个内啮合和一个外啮合，并含一个公共齿轮 |
| N | 1 | 0 | 0 | 仅具有一个内啮合的行星齿轮传动（无太阳轮） |
2．传动比计算——确定我的设计目的
由上述的传动比计算公式，接下来可以开始设计了。以非变位直齿圆柱齿轮为例，需满足传动比、同心、邻接与装配等条件。给定精确传动比与行星轮数，可采用如下总配齿公式：
该式适用于各齿数均为整数的情况。据此可设定搜索范围：自太阳轮最小齿数起推算其它齿数，枚举组合并校核比例，即可得到可行解集。
3．初步设计的强度，尺寸问题
假设已经设计了一个完美的参数模型，但是发现模数为2，远远不能承受2000kN的载荷，可谓事半功倍。此外，对于多级轮系，含双联齿轮轮系还涉及传动比分配问题，人们提出了强度原则，根据等强度和最小尺寸原则来指导传动比的合理分配。故简述行星轮系强度计算。必须指出的是，行星轮系还涉及均载机构，其实际受力情况更为复杂。程序在处理时，采取了设置均载系数的方法。
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