畢業(yè)設(shè)計（論文）-NGW行星減速器設(shè)計.doc

11緒論行星齒輪減速器與普通定軸減速器相比，具有承載能力大、傳動比大、體積小、重量輕、效率高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、起重、冶金、礦山等領(lǐng)域。我國的行星齒輪減速器產(chǎn)品在性能和質(zhì)量方面與發(fā)達(dá)國家存在著較大差距，其中一個重要原因就是設(shè)計手段落后，發(fā)達(dá)國家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計上早巳進(jìn)入分析設(shè)計階段，他們利用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計中，采用機(jī)械CAD系統(tǒng)在計算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查等。本文通過對行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步計算出各零件的設(shè)計尺寸和裝配尺寸，并對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行參數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產(chǎn)品的開發(fā)和性能評價，實(shí)現(xiàn)行星齒輪減速器規(guī)?；a(chǎn)提供了參考和理論依據(jù)。本課題設(shè)計通過對行星齒輪減速器工作狀況和設(shè)計要求對其結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，得出總體方案.按總體方案對各零部件的運(yùn)動關(guān)系進(jìn)行分析得出行星齒輪減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體零部件的設(shè)計校核計算，得出各零部件的具體尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，不斷反復(fù)計算從而使減速器的性能主要使壽命和穩(wěn)定性及潤滑情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。22設(shè)計與校核2.1設(shè)計參數(shù)輸入功率：P=10KW輸入轉(zhuǎn)速：n1=750r/min；輸出轉(zhuǎn)速：n2=20r/min；中等沖擊；每天連續(xù)工作14小時；使用期限10年。2.2方案設(shè)計2.2.1傳動形式選擇減速器的總傳動比i=750/20=37.5，屬于二級NGW型的傳動比范圍。擬用兩級太陽輪輸入、行星架輸出的形式串聯(lián)，即i1i2=37.5。兩級行星輪數(shù)都選np=3。高速級行星架不加支承，與低速級太陽輪之間用單齒套聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)高速級行星架與低速級太陽輪浮動均載。其中高速級行星輪采用球面軸承，機(jī)構(gòu)鎮(zhèn)定。低速級仍為靜不定。其自由度為：54321654321610554133212113WnPPPPP機(jī)構(gòu)的靜定度為：1(3)4SWW2.2.2齒形及精度設(shè)計因?qū)儆诘退賯鲃?，采用齒形角an=20o的直齒輪傳動。精度定為6級。為提高承載能力，兩級均采用變位齒輪傳動，要求外嚙合aac=24o內(nèi)嚙合acb=20o左右。2.2.3齒輪材料及其性能太陽輪和行星輪采用硬齒面，內(nèi)齒輪采用軟齒面，以提高承載能力，減小尺3寸。兩級都采用相同的材料搭配，如表2-1疲勞極限Hlim和Flim選取區(qū)域圖的下部數(shù)值。表2-1齒輪材料及其性能表齒輪材料熱處理HlimFlim加工精度太陽輪20CrMnTi滲碳淬火HRC586214003506級行星輪245內(nèi)齒輪40Cr調(diào)質(zhì)HB2622936502207級2.2.4傳動比分配按照高速級和低速級齒面接觸強(qiáng)度相等的原則分配傳動比。取=1.2，取n=3,()=()=0.7,Hlim1=Hlim2其余系數(shù)確定如表2-2。則q值為：11221.21.81.1431.051.8HPHHPHKKXqKKX表2-2有關(guān)q值的系數(shù)表代號名稱說明取值KA使用系數(shù)中等沖擊，KA1=KA21.25KHP1行星輪間載荷分配系數(shù)行星架浮動，6級精度1.20KHP2太陽輪浮動，6級精度1.05KH1綜合系數(shù)np=3，高精度，硬齒面，靜定結(jié)構(gòu)降低取值1.80KH21.80計算q3值q3=1.143x1.232以此值和傳動比得p1=6.6可知：i1=1+p1=1+6.6=7.6i2=i/i1=37.5/7.6=4.9343高速級設(shè)計計算3.1配齒數(shù)按變位傳動要求選配齒數(shù)。從彎曲強(qiáng)度的高可靠性出發(fā),保證必要的工作平穩(wěn)性，取za=14。按齒面硬度HRC=60，u=zc/zc=(7.6-2)/2=2.8等zamax=18,故12za18,故可用。由傳動比條件知，Y=ibaxza=i1za=7.6+14=106.4,為滿足裝備條件取Y=108108363pYMn計算內(nèi)齒輪和行星輪齒數(shù)：108149440()2399414babaccbazYzzzzzzz1abc1名義齒數(shù)（按下面變位計算確定的實(shí)際齒數(shù)）實(shí)際傳動比：i=1+=1+=7.71配齒數(shù)結(jié)果：z=14,z=94,z=39,i=7.713.2初步計算齒輪主要參數(shù)（1）按齒面接觸強(qiáng)度計算太陽輪分度圓直徑太陽輪傳遞的扭矩：1109549954942.43750paPTNmnn取u=40/14=2.86,Ktd=768,則太陽輪分度圓直徑：lim131322142.41.251.21.82.861768370.714002.86HAHPHatddTKKKuddKmmu（2）按彎曲強(qiáng)度初算模數(shù)式中系數(shù)KA、d同前，其余系數(shù)如表3-15表3-1彎曲強(qiáng)度有關(guān)系數(shù)表代號名稱說明取值Ktm算式系數(shù)直齒輪12.1KFp行星輪間載荷分配系數(shù)KFp=1+1.5（KHp-1）=1+1.5（1.2-1）1.3KF綜合系數(shù)高精度，正變位，靜定結(jié)構(gòu)1.6YFa1齒形系數(shù)按x=0查值3.18YFa22.4所以應(yīng)按行星輪計算模數(shù)：1233221lim242.41.251.31.62.412.12.40.714245AFPFtmdFaHTKKKYmKmmz若按模數(shù)m=2.5mm，則太陽輪直徑da=zam=14x2.5=35mm，與接觸強(qiáng)度初算結(jié)果da=37mm接近，故初定按da=35mm，m=2.5mm進(jìn)行接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算。3.3齒輪變位計算（1）確定行星輪齒數(shù)zc1)由前面配齒數(shù)結(jié)果知：14,94,40abczzz2）初選a-c副的齒高變動系數(shù)和xac根據(jù)144054,241acacacaczzzax和左右的限制條件，初選3)初算a-c副的齒高變動系數(shù)acy根據(jù)初選的acacxxx，計算acy：按B查D：1000()10001cos118.521440xaxcBzazc=D=1.890,cos1,01.8914400.1021000cos1000aczzDac因所以則y=64）確定cz：4010.10239.102ccacaczzxy取39cz（2）a-c齒合副的計算1）確定中心距acaa-c和a-b嚙合副和標(biāo)準(zhǔn)中心距：0.50.514392.566.250.50.594392.568.75acaccbbcazzmmmazzmmm根據(jù)確定aca的方法，因zc為小于計算值的圓整值，取aca=68.52）中心距分離系數(shù)acy：68.566.250.92.5acacacaaym3）齒高變動系數(shù)acy：1000cos1.96514390.1041000acacaczzcyy式中=0，=0，cos=1,c=1.965故：4）變位系數(shù)acx和嚙合角aca0.90.1041.00466.25arccoscosarccoscos2024.65624392368.5acacacacacacacxyyaaaaacx在變位范圍內(nèi)，aca在推薦值范圍內(nèi)。5）變位系數(shù)分配根據(jù)齒數(shù)比39/142.785u得：11.0040.52,axxx時故：1.0040.520.484cacaxxx（3）變位系數(shù)分配71）中心距分離系數(shù)cby68.568.750.12.5accbcbaaym2）齒頂高變動系數(shù)cby已知cbacaa得：1000cosbccbzzcy式中=0，=0，cos=1,c=0.035故：0.03594390.0019251000cby3）變位系數(shù)bx0.10.0019250.09808cbcbcbxyy故0.098080.4840.3859bcbcxxx4）嚙合角cba68.75arccoscosarccoscos2019.4171925268.5cbcbcbcbaaaacba在推薦范圍內(nèi)。3.4幾何尺寸計算將分度圓直徑、節(jié)圓直徑和齒頂圓直徑的計算