機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書,行星齒輪減速器傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)單級(jí)講解

1、偵的穴尋標(biāo)志基于行星輪減速器的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué) 專 班 學(xué) 姓院：XXXXXXXXXXXXXXX業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化級(jí):機(jī)械XXX號(hào)： XXXXX名： XXXXX指導(dǎo)老師：XXXXXXX目錄一. 設(shè)計(jì)選題11.1應(yīng)用背景11.2題設(shè)條件1二. 傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì)22.1選取行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)22.2總體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3三. 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)33.1選擇電動(dòng)機(jī)33.2傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比53.3傳動(dòng)系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速/功率/轉(zhuǎn)矩54.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核64.1.1確定各齒輪的齒數(shù)64.1.2初算中心距和模數(shù)74.1.3齒輪幾何尺寸計(jì)算94.1.4齒輪強(qiáng)度校核（受力分析/接觸彎曲強(qiáng)度校核）114.2

2、軸/軸承/聯(lián)軸器/鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核164.2.1行星軸設(shè)計(jì)（軸/軸承）164.2.2行星架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.2.3輸入軸的設(shè)計(jì)（軸/軸承/聯(lián)軸器/鍵選用及校核）204.2.4輸出軸的設(shè)計(jì)（軸/軸承/聯(lián)軸器/鍵選用及校核）.284.3箱體的設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑密封的選擇354.3.1箱體的設(shè)計(jì)354.3.2潤(rùn)滑密封的選擇37五. 課程設(shè)計(jì)總結(jié)37六. 主要參考文獻(xiàn)38一、設(shè)計(jì)選題1.1應(yīng)用背景近些年，隨著國(guó)際工業(yè)水平的不斷提高以及國(guó)家對(duì)工業(yè)技術(shù)的支 持助力，越來越多的工業(yè)機(jī)器取代了人力，各行各業(yè)從中獲利；同時(shí) 由于市場(chǎng)工藝方面的需求，涌現(xiàn)了一批體積小，效率高的新型機(jī)械產(chǎn) 品。它們一般都是以小巧緊湊，平穩(wěn)高

3、效，方便快捷而深獲各行各業(yè) 的青睞。這些機(jī)器其屮就有一些是以行星輪作為其減速器的主要結(jié) 構(gòu)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上常用的減速器人多是普通齒輪減速器，般都比較笨 重粗糙，不太符合一些新興行業(yè)的緊湊高效快捷的理念。而行星齒輪 傳動(dòng)的主要特點(diǎn)就是體積、質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力、傳動(dòng)效率 高，傳動(dòng)比較大且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。所以，設(shè)計(jì) 出一款滿足市場(chǎng)常用機(jī)器的行星輪減速器是很有市場(chǎng)前景的。故本次機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)為一套基于行星輪減速器的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。12題設(shè)條件現(xiàn)取一款市場(chǎng)上常用的運(yùn)輸帶工作機(jī)，其工作拉力F=10000N, 運(yùn)輸帶速度v=1.30in/s,卷筒直徑D=205nun；根據(jù)這款運(yùn)輸機(jī)的I：作

4、 要求，設(shè)計(jì)出一套基于行星輪減速器的傳動(dòng)裝置。另要求該減速器能 夠連續(xù)工作10年；承受中等沖擊。二、傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì)2.1選取行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最常見的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是NGW型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。行星齒輪 傳動(dòng)的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同有NGW、NW、 NN、WW、NGWN和N等類型（N內(nèi)嚙合，W外嚙合，G內(nèi) 外嚙合公用行星輪）。其中最常用為NGW型。NGW型按基本結(jié)構(gòu)的 組成情況不同有2ZX、3Z、ZXV、ZX等類型。其+ 2Z-X型以其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣。2ZX型為單級(jí)傳動(dòng), 效率高達(dá)0.977.99,故本次設(shè)計(jì)選用2Z-X型行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖（1） 2

5、Z-X（A）行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化圖如上圖所示，a為太陽輪，b為內(nèi)齒輪，c為行星輪，x為轉(zhuǎn)臂, II軸III軸可為輸入輸出軸。當(dāng)II軸為輸入軸時(shí)，機(jī)構(gòu)整體為減速； 當(dāng)III軸為輸入軸時(shí)，機(jī)構(gòu)整體為加速。如圖(2)所示，運(yùn)輸機(jī)總體傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、行星輪減速器、 卷筒組成。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器將轉(zhuǎn)矩傳遞給行星齒輪減速器，行星齒 輪減速器再將轉(zhuǎn)矩經(jīng)聯(lián)軸器傳遞至工作機(jī)卷筒，使之帶動(dòng)運(yùn)輸帶工 作，完成傳動(dòng)方案。三. 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)3.1選擇電動(dòng)機(jī)按工作要求和工作條件選用Y系列鼠籠三相異步電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu) 為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380Vo工作機(jī)有效功率匕=處，根據(jù)已知條件所給數(shù)據(jù)1000F=10000

6、N, v = 1.3m/So則工作機(jī)有效功率有：P rx=iooooxi.3=i3kw1000 1000從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶Z間的總效率為% = 712x4 = 0.99x0.99 x 0.98x 0.99 = 0.93式中：弘，仏，仏，巾，分別為彈性聯(lián)軸器效率，滾動(dòng)軸承效率，行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率，卷筒效率肋0.99, Th = 0.99, % = 0.98, % = 0.99所以電動(dòng)機(jī)輸出功率為：Pw = J3_ = 14kw TZ 0.93按資料查找2Z-X型的行星輪傳動(dòng)比I仃星輪=2.8口 13工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為60xl000vDtt-60x1000x13205121.1 It / in

7、in 12117 inin所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為% = 4 X 心=(2.8 013)x120 = (336 1560)1* / inin符合這范圍的同步轉(zhuǎn)速有750i7miii,lOOOr/nmi, 1500r/nmi三種,比較三種電機(jī)，選1000r/niin的電機(jī)時(shí)，總傳動(dòng)較小，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu) 尺寸小，在根據(jù)額定功率人小選擇電機(jī)型號(hào)，故確定電機(jī)的型號(hào)為Y180L-6.其滿載轉(zhuǎn)速為970r/niin,額定功率為15KW。電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y180L-6 額定功率：15KW同步轉(zhuǎn)速：1000r/nmi滿載轉(zhuǎn)速：970r/niiiiX)3.2傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比總傳動(dòng)比二電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速/工作機(jī)轉(zhuǎn)速 即i

8、= H=2ZL=8% 121.113.3傳動(dòng)系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速/功率/轉(zhuǎn)矩如圖(1) 2Z-X(A)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化圖所標(biāo)注：電動(dòng)機(jī)軸為軸丨，減速器高速級(jí)軸為軸II,低速級(jí)軸為軸III,卷筒軸為軸IV,則各軸的轉(zhuǎn)速= ij| = g 9 7 01/ inill. 970_ .% =11| = - = -= 121.25r/liini各軸的輸入功率 P, = Pd = 14kWPh =耳弘=14 x 0.99 = 13.86kWPHI = P| 仏=13.86x0.992 x 0.98 = 13.3kWPIV = Pm = 13.3x 0.99 x 0.99 = 13kW各軸的輸入轉(zhuǎn)矩p14T.

9、= 9550 x-L= 9550 x =137.8N m11)970T = 9550 x 比=9550 x 旦竺=136.46N -in叫970p133Tm = 9550 x=9550 x = 1049.71N m= 1050N 訂 11皿121p13T1V = 9550 x=9550 x 二 1026.03N m = 1026N mm121行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：行星輪軸承安裝在行星輪內(nèi)，行星軸 固定在行星架的行星輪軸孔中；輸出軸和行星架通過鍵聯(lián)接其支承軸 承在減速器殼體內(nèi)，太陽輪通過聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，大致包括：齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（齒數(shù)/模數(shù)沖心距/齒輪材

10、料/彎曲接觸強(qiáng)度校核）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（三個(gè)軸:行星軸/輸入軸/輸出軸軸尺寸及強(qiáng)度校核）軸承的選型與壽命計(jì)算 鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算箱體的設(shè)計(jì)潤(rùn)滑與密封的選擇4.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 4.1.1確定各齒輪的齒數(shù)據(jù)2ZX（A）型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比ip值和按其配齒計(jì)算（見行 星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)公式（327）公式（333）可求得內(nèi)齒輪b和行 星輪c的齒數(shù)乙和4。現(xiàn)考慮到行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸較小，故選 擇中心輪a的齒數(shù)za=17和行星輪=3.根據(jù)內(nèi)齒輪厶二代-1）=（ 21x1 7二對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整，同時(shí)考慮到安裝條件，取4 = 115,此 時(shí)實(shí)際的p值與給定的p值稍有變化，但是必須控制在其傳動(dòng)比誤差

11、6的范圍內(nèi)。實(shí)際傳動(dòng)比為i = l+玉54 =7.：za 17其傳動(dòng)比誤差 M =寧 = 1= 3%由于外嚙合采用角度變位的傳動(dòng)，行星輪C的齒數(shù)Zc應(yīng)按如下公 式計(jì)算，即4 =生二仝=竺乞=49c99再考慮到安裝條件為 塵電= C = 33 (整數(shù))7故行星輪各齒數(shù)為za = 17, = 49, zc = 1154.1.2初算中心距和模數(shù)(1)齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定太陽輪材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理，強(qiáng)度極限crs = 700MPa ,屈服極 限(rb = 500MPa ,齒面硬度為280HBSo由行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)P166 圖6-13查得齒輪的接觸疲勞極限r(nóng)Hhm = 920MPa圖

12、6-26查得齒輪 的彎曲疲勞極限Fhm = 350MPa行星輪材料為40Ct,調(diào)質(zhì)處理，強(qiáng)度極限crs = 700MPa ,屈服極 限bb = 500MPd ,齒面硬度為240HBSo行星輪齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為6級(jí)。內(nèi)齒圈材料為30CrMnSi,調(diào)質(zhì)處理,強(qiáng)度極限llOOMPa,屈服 極限900MPa,農(nóng)面硬度為320HBS。齒形終加工為插齒，精度7級(jí)。(2)減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速由兒知1、1000/由 1=得幾=丄=125T/inm山 i 8(3)載荷不均衡系數(shù)查行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，取Khp二Kfp =1.4(4)齒輪模數(shù)m和中心距a (m=2.5,an = 82.5mm )

13、首先計(jì)算太陽輪分度圓直徑:, Tr /TKAKHPKHy u 1 z 、da = Kh 3 八 $px (nun)式中：正號(hào)為外嚙合，負(fù)號(hào)為內(nèi)嚙合；Kd一一算式系數(shù)為768 (直齒傳動(dòng))；u一一齒數(shù)比為 =2.8217Ka使用系數(shù)為1.25；KH2綜合系數(shù)為2；T太陽輪單個(gè)齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。Tpid二土；二 9550上一二 9550xxO.99N m二 44.12N -in1 npiiip3x1000其中一高速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)效率，取77 =0.99嗎一行星輪的數(shù)量% 齒寬系數(shù)暫取b/d, =0.5 bHig=1450Mpa代入下式得:_768% J44.12xl.25xl.4xl.62.82+1)

14、= 41.6nnii9u90.5X145022.82模數(shù) m=蟲二丄9 2.4 取模數(shù)ni=2.5J 17則 嗎=-m(za + zc) = x 2.5x(17 + 49)mm= 82.5mm取中心距a0 = 8 2 . fiin由于裝置狀況是小齒輪作懸臂布置故0 = 0.4匚0.6取如= 0.6計(jì)算齒輪齒寬 b = Q d = 0.6x2.5x 17 = 25.5inm考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬(510) mm；一般會(huì)取小齒輪齒寬等于bj = 35inm,人齒輪齒寬b? = 30mm這里由于內(nèi)齒輪、太陽輪內(nèi)外嚙合公用行星輪。為了保證三者之間的

15、穩(wěn)定性，選擇取行星輪齒寬35nun,太陽輪、內(nèi)齒輪齒寬30nmio4.1.3齒輪幾何尺寸計(jì)算圖(3)行星輪結(jié)構(gòu)各齒輪副對(duì)于單級(jí)的2Z-X(A)型的行星齒輪傳動(dòng)按公式進(jìn)行幾何尺寸的計(jì)算，各齒輪副的計(jì)算結(jié)果如下表：各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果 單位：nun項(xiàng)目計(jì)算公式AC齒輪副（外嚙合）bc齒輪副（內(nèi)嚙合）分度圓 直徑4 =屮d = 2.5x17 = 42.5Q =122.5d(= 11b Zod. = 2.5x49 = 122.5d. = 2.5x115 = 287.551電=d cosckdy = 42.5 x cos 20 = 39.944 產(chǎn) 1154=* cosa4? = 122.5 x

16、 cos 20 =115心二 287.5 X cos 20 =270.16外 嚙4i=d,+2mh/dal = 47.5齒頂圓 直徑合da2 = d2+ 211111*da2 = 127.5內(nèi) 嚙4=4+ 2mh/dal= 127.5合d*2 = 4_2inh/da2 = 282.5外 嚙clfl =d1-2m(ha*+c*)dn = 36.25齒根圓 直徑合df2 = d2 -2m(l*+c*)df2= 116.25df內(nèi) 嚙df嚴(yán) di-2m(h/+cjdfl =116.25合df2 = d2 4- 2111(11 * 4- c*)df2 = 293.75注：齒頂高系數(shù)太陽輪、內(nèi)齒輪、行星

17、輪-h； = l,頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪、行星輪一=0.25 ；模數(shù)in=2.5齒輪裝配需滿足4個(gè)條件：傳動(dòng)比條件/鄰接條件/同心條件/安裝條件本文前面齒輪尺寸選取已經(jīng)滿足傳動(dòng)比條件/同心條件/安裝條件現(xiàn)驗(yàn)算其鄰接條件：dac 00 4 5A4 9 T切向力 Ft =蘭=2141N1442.5徑向力 Fr = Ft t a MZ = 2 16 2 t 訂1 2 （N：li應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NbNa = 60疋訃= 60x 848.75 x3x 66000 = 1.008 xlO10 次式中:if =n -nH = 970 121.25= 84&75r/min, nJ1 為太陽輪相對(duì)于n行星架的轉(zhuǎn)速。該減速

18、器要求連續(xù)工作10年，每年按330天計(jì)算， 每天按20小時(shí)計(jì)算，即 = 10x330x20 = 660001.（2）齒輪強(qiáng)度校核在行星齒輪傳動(dòng)屮，外嚙合的屮心輪，如2ZX（A）型傳動(dòng)中的齒 輪a （太陽輪），由于它處于輸入軸上，且同時(shí)與幾個(gè)行星輪相嚙合, 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多，承受載荷較人，工作條件較差，通常是行星傳動(dòng) 中的薄弱壞節(jié)。故本節(jié)僅列出相嚙合的小齒輪（中心輪）的強(qiáng)度計(jì)算過 程，犬齒輪（行星輪）的計(jì)算方法相同，故略。齒面接觸強(qiáng)度校核：ac傳動(dòng)強(qiáng)度校核齒面接觸應(yīng)力：式屮:6/m由行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)圖6-20,得氐=1.26）尺寸系數(shù)Zx查行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)表6-15,得乙=1.07HP = Hh

19、m ZlZ ZrZZx=700x0.9 xl.12xl.01xl.15xl.2x 1.07 =1052MPa接觸強(qiáng)度安全系數(shù) =- 1.32 SHmiO*hoU 1.0查行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)表6-11,知可靠性高，符合設(shè)計(jì)要求。確定許用彎曲應(yīng)力Rp的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)Kt因凡=1.008x10】。次，查行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)圖6-31,得為=0.852）尺寸系數(shù)査行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)表6-17,得5 = 1.03）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)途打近似取617=1.04）齒根表面狀況系數(shù)綣如15查行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)表6-18,得綣小=1 674 一 0.529(& +1)01 = 1.674-0.529 x (37.

20、8+1咒=0.91(齒根 & u 6& = 6 x 6.3 = 37.8/zm )計(jì)算許用彎曲應(yīng)力SpcrFP =帀血為 百 errE = 500x 0.85 x 1.Ox 0.91 x 1.0 = 386.75MPa彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)練查行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)6-11,知可靠性高，符合設(shè)計(jì)要求。故行星齒輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核符合要求。4.2軸/軸承/聯(lián)軸器/鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（三個(gè)軸:行星軸/輸入軸/輸出軸）4.2.1行星軸設(shè)計(jì)（軸/軸承）（1）初算軸的最小直徑在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，每個(gè)行星輪軸承受穩(wěn)定載荷Ft = 2Fac = 2x2141=4282N ,當(dāng)行星輪相對(duì)于行星架對(duì)稱布置時(shí)，載16荷耳則作用在軸跨距的

21、中間。取行星輪與行星架之間的間隙 A =2.5nmi,齒寬 1）尸35,則跨距長(zhǎng)度lb+24 =35+5 = 40inm。當(dāng) 行星輪軸在轉(zhuǎn)臂屮的配合選為H7/h6時(shí)，就可以把它看成是具有跨距 為1。的雙支點(diǎn)梁。當(dāng)軸較短時(shí)，兩個(gè)軸承幾乎緊緊地靠著，因此，可 以認(rèn)為軸是沿著整個(gè)跨度承受均布載荷口=耳/1。（下圖）。圖（4）行星輪軸的載荷簡(jiǎn)圖危險(xiǎn)截面（在跨度中間）內(nèi)的彎矩 材料力學(xué)=4282X40 = 21410N.n.n8 8 8行星輪軸采用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)s = 500MPa ,考慮到可能的沖擊振動(dòng)，取安全系數(shù)s = 2.5;17則許用彎曲應(yīng)力 0L = o;/S= ( 50 0 /皿(,由材料

22、力學(xué)屮，彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件：入臥二叫竺SbI對(duì)于截面是直徑為d的圓形，則：帕斗故行星輪軸直徑3221410 ,nun = 10 iiln tt x 200取山 10.3inin其實(shí)際尺寸將在選擇軸承時(shí)最后確定。（2）選擇行星輪軸軸承及壽命計(jì)算在行星輪內(nèi)安裝兩個(gè)軸承，每個(gè)軸承上的徑向載荷耳 Ft tail 2092141xtan2(T9=389.5N在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，軸承外圈的轉(zhuǎn)速7I /n：=疋 x-2- = 848.75xr/mm=300.6r/minzc48考慮到行星輪軸的直徑10.71111）1,以及安裝在行星輪體內(nèi)的軸承，其外廓尺寸將受到限制，故初步選用深溝球軸承6404型, 其參數(shù)為 d

23、 = 2011)111, D = 7211U11, B = 19111111基本額定動(dòng)載荷：Cr =31.0kN基本額定定載荷 COr = 15.2kN 1 = 1300017111111 （油浴）; 取載荷系數(shù)fp=1.2；（中等沖擊1.2-1.8）行星軸上所受徑向力Fr = 389.5N當(dāng)量動(dòng)載荷P= fpFx =1.2 10 x330 x 20 = 6600011.所以設(shè)計(jì)決定選用6404型軸承，并把行星輪軸直徑增大到 = d = 201mm校核行星輪輪緣厚度乂是否人于許用值：A （df） D 106.51 72r A iAc = 17.255nun AJ = 2.5m = 2.5 x

24、2.5 = 6.25iranJ滿足條件比卜皿行星軸:行星輪軸直徑d=20imn；深溝球軸承6404型：d = 20imn D = 72nmi B = 19nmi4.2.2行星架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的行星架應(yīng)是外廓尺寸小，質(zhì)量小，具有足夠的強(qiáng) 度和剛度，動(dòng)平衡性好，能保證行星齒輪間的載荷分布均勻，而且具 有良好的加工和裝配工藝?；谝陨弦螅Y(jié)合行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 的行星架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定選用雙側(cè)板分開式行星架，材料選用20MnVo19圖（5）行星架結(jié)構(gòu)圖（5）所示行星架的主要結(jié)構(gòu)外形尺寸可按經(jīng)驗(yàn)公式確定：行星架厚度 5總（0.2 0a30.2 X）.3） =825（1這里取5Q 24mm （a為中

25、心距）行星架外徑 D24= 245n:（山為行星輪分度圓直徑）4.2.3輸入軸的設(shè)計(jì)（軸/軸承/聯(lián)軸器/鍵的尺寸選用及校核）（1）初算軸的刃、直徑d =初步估算軸的最小直徑，選取軸材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。根軸常用幾種材料的&及A）值軸的材料Q235A、20Q275、 354540Ci 35SiMnrT/MPa15 2520 35257535 55A149 126135 112126 103112 97查表取4 = 112,得20輸入軸的最小直徑安裝法蘭，該截面處開有鍵槽，軸頸增大5嚀7%。故 = 28.35,28.89nini其實(shí)際尺寸將在選擇軸承時(shí)最后確定。(2) 選擇輸入軸聯(lián)軸器根據(jù)傳

26、動(dòng)裝置的工作條件擬選用LX型聯(lián)軸器,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為:l=KT = 1.5x133.7 = 200.55N-m式中：K為工況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)教材得工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī)時(shí)K為L(zhǎng)21.5,取K=1.5o T為聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩，p14T = 9.55x106-=9.55x106 x=133700N-nnn= 133.7N-111n1000由計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表選用LX3型聯(lián)軸器1； = 1250Nm200.55N-mn = 475 / min 1Q00其軸孔直徑d為3078mm,選擇半聯(lián)軸器的孔徑為40mm,半聯(lián)軸器 的長(zhǎng)度L=112mm,半聯(lián)軸器與軸配合轂孔長(zhǎng)度L】=84mm,故最后確定 減速器高速外伸軸直

27、徑d=40nun；為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，外伸軸長(zhǎng) 度應(yīng)該比L1=84mm略短一些，即取80mm。(3) 選擇輸入軸軸承及壽命計(jì)算根據(jù)估算所得直徑，輪殼寬及安裝情況等條件，軸的結(jié)構(gòu)尺寸可 進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。該軸中間一段對(duì)稱安裝一對(duì)深溝球軸承6210型，其 尺寸為 dxDxB = 50miii x 90nun x 20nnn,21 軸承的壽命計(jì)算其參數(shù)為dxDxB = 50min x 90nun x 20nmiCr = 35kN COr = 2 3 . kb = 850017mill （油浴）；取載荷系數(shù)fp=1.2;（中等沖擊1.2-1.8）輸入軸上所受徑向力Fr =耳

28、tail20 = 2141 x tail20 = 779N當(dāng)量動(dòng)載荷 P= fpF, = 1.2x779 = 934.8N軸承的壽命計(jì)算 k =旦（9）3 = x（型22）3=874776h66000h6011 P 60x1000934.8故該對(duì)軸承滿足壽命要求。（4）輸入軸上鍵的選擇及強(qiáng)度計(jì)算平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，其主要失效形式是工作面被壓潰。因此， 通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。普通平鍵連接的強(qiáng) 度條件按下式計(jì)算 7p =馬器/49.142 +172 x 2 x tan 20 = 37.85/zm 計(jì)算齒厚下偏差E . =- T = -0.078- 0.03785 = -0.1

29、16imnsn ns si 計(jì)算跨齒數(shù)k.20z17k=f 0.5=f 0.5 = 2.391809進(jìn)一取整，取k=3 公法線上下偏差% = E“ cos% - 0.72Fr sin %=(-0.078x cos 20)- 0.72 x 0.017 x sin 20Jinm= -0.077mmcos% - 0.72Fr sin %= (-0.116xcos20). 0.72x 0.017 xsin20mm = -0.105min 計(jì)算公法線長(zhǎng)度帆=m2.952 x(k-0.5)+ 0.014z= 2.5x2.952x(3-0.5)+0.014xl7 = 11.666mm26（7）輸入軸的載荷分

30、析:fr=779NMv以圖上所標(biāo)力的方向?yàn)檎较?Ft求水平面支反力- 112Ft + 66FNH1=0解得 Fnh1=-3633NFNH2=5774N （負(fù)號(hào)表示方向與圖上相反）Fr求垂直面支反力LFmi + Fnv2 =*779NL 112耳+66陥嚴(yán)027解得Fnv1=-1322N FW2 = 2101N (負(fù)號(hào)表示方向與圖上相反)危險(xiǎn)截面B處的參數(shù)值載荷水平面H垂直面V支反力FFnhi 二3633N, FNH2=5774NFNV1=-1322N,FNV2=2101N彎矩MMh =-239792N-nnnMv =-87252N-imn總彎矩M = Jm； +M; = J(-239792)

31、2 + (-87252)? = 255173N inm扭矩TP 2 O/TT =9550x =9550x= 136460N-nmi1叫970(8)輸入軸的強(qiáng)度校核：按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最人彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截 面B)的強(qiáng)度。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a = 0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力Jm2+(T)2J2551732 +(0.6x136460)2“ =、 = 13.4MPaca 2 2前面選軸的材料為40C1鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表151 査得0J = 7OMPa。因此故安全。4.2.4輸出軸的設(shè)計(jì)(軸/軸承/聯(lián)軸器

32、/鍵的尺寸選用及校核)(1)初算軸的最小直徑在三個(gè)行星輪均布的條件下，輪齒嚙合中作用于中心輪上的力是相互平衡的，在輸出軸軸端安裝聯(lián)軸器時(shí)，則輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)只承受轉(zhuǎn) 矩。輸出軸選用406鋼，其許用剪切應(yīng)力取r = 45MPa,即求出輸28 出軸伸出端直徑同理，查表取入=100,得dnun= A/|- = 100x= 47.4i】im考慮聯(lián)軸器端有鍵槽，軸頸應(yīng)該增人4%-5%,故 dmm = 49.3 49.7711）111nun（2）選擇輸出軸聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：= 1.5x1016.12= 1524.18N-m式中：K為工況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)教材得工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī)時(shí)K為

33、1.21.5,取K=1.5o T為聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩，p13 3T = 9.55xl06-=9.55xl06 x=1016120N-nnn=1016.12N mn125由計(jì)算轉(zhuǎn)矩査表選用LX4聯(lián)軸器= 2500N in 1524.18N-mn = 3870 / min 1125 /其軸孔直徑d為40T53mm,可滿足電動(dòng)機(jī)的軸徑要求。選擇半聯(lián)軸器的孔徑為50imn,半聯(lián)軸器的氏度L=112mm,半聯(lián)軸器 與軸配合轂孔長(zhǎng)度LL84mm,故最后確定減速器高速外伸軸直徑 d=50miTi；夕卜伸軸長(zhǎng)度取84nmio最后確定減速器低速外伸軸直徑d=50innio（3）選擇輸出軸軸承及壽命計(jì)算由于輸

34、出軸的軸承不承受徑向匸作載荷（僅承受輸出行星架裝置29的自重），所示軸承的尺寸應(yīng)由結(jié)構(gòu)要求來確定。減速器低速外伸軸直徑d=50nuiio由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，輸出軸軸承須兼作行星架軸承。為了太陽輪安裝方便，使太陽輪能通過行星架輪轂中的孔，故輪轂孔的直徑應(yīng)大于太陽輪的齒頂直徑(da )& =47.5inm。故按結(jié)構(gòu)要求選用單列深溝球軸承6216型，其尺寸為d xD xB = 80nmix MOnmix 26nun軸承的壽命計(jì)算其參數(shù)為dxDxB = 80nunx 140nunx 26nunCr =71.5kN COr =54.R卜= 5300t/inin （油?。灰?yàn)檩斎胼S軸承選用6210型，滿足壽命

35、要求，輸出軸軸承不承 受徑向工作載荷（僅承受輸出行星架裝置的自重），故輸出軸軸承選 用6216型，應(yīng)該滿足壽命要求。（4）輸出軸上鍵的選擇及強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵連接的強(qiáng)度條件按下式計(jì)算弓=需 apK1CI同輸入軸上鍵的選擇方法知輸出軸上的轉(zhuǎn)矩T = 1049.71Nnmi由d = 50mm,選用A型（圓頭）鍵，其型號(hào)為b x h x L = 14nunx 9ininx80nmi0.5x 9 = 4.5nmi, 1 = 80-14 = 66nmi, crp/（N-nmr2） 許用擠壓應(yīng)力，在這里鍵、軸、輪轂材料為鋼，鍵取45鋼。其許用 擠壓應(yīng)力值按輕微沖擊算查相關(guān)資料的故該鍵強(qiáng)度不夠，采取雙鍵。兩個(gè)

36、平鍵沿周向相隔180?？紤]兩個(gè)鍵上載荷分配的不均勻性，在強(qiáng)度校核中只按1.5個(gè)鍵計(jì)算。即雙鍵的工作長(zhǎng)度1 = 1.5x66 = 99nun2000x1049.714.5x99x50=94.3MPa 4.5x齒輪寬度b,可得B4.5x30 = 135, B=140nun)參考表9-4可得，機(jī)體厚度583 10,這里取鑄造機(jī)體 的壁厚5 = 1 Onun。圖(6)箱體結(jié)構(gòu)35箱體參數(shù)表名稱代號(hào)數(shù)值（mm）機(jī)體壁厚$10前機(jī)蓋壁厚4 = 0.858后機(jī)蓋壁厚10加強(qiáng)筋厚度10加強(qiáng)筋斜度2機(jī)體和機(jī)蓋法蘭凸緣厚度12.5機(jī)體寬度B140機(jī)體內(nèi)壁直徑D320機(jī)體機(jī)蓋緊固螺栓直徑% = (0.85 1)510軸承端蓋螺栓直徑d2 = 0.8d8地腳螺栓直徑25機(jī)體底座凸緣厚度