起重設(shè)備用三速差動(dòng)行星齒輪減速裝置的設(shè)計(jì)

1、目錄摘要3第一章 緒論51.1.行星齒輪51.2.起重機(jī)起升結(jié)構(gòu)簡介6展開式布置7.同軸式展開71.3.驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械變速方案81.4反求設(shè)計(jì)簡介8第二章:配齒計(jì)算及運(yùn)動(dòng)分析102.1傳動(dòng)原理圖112.2齒輪的幾何尺寸計(jì)算132.3.運(yùn)動(dòng)分析15第三章 功率流分析173.1 a . b兩電機(jī)轉(zhuǎn)向相同時(shí)173.2當(dāng)a,b電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)173.3 na=0時(shí)，為行星輪系18第四章 效率計(jì)算4.1:行星輪系194.2當(dāng)a為主動(dòng)輪204.3當(dāng)轉(zhuǎn)臂H為主動(dòng)輪時(shí)25第五章 強(qiáng)度驗(yàn)算395.1行星齒輪系的強(qiáng)度設(shè)計(jì)395.2：電動(dòng)機(jī)的選定405.3強(qiáng)度的校核41第六章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)436.1剖分式436.2：調(diào)心軸

2、承446.3工藝性456.4密封和潤滑46第七章 結(jié)論48參考文獻(xiàn)49致謝50起重設(shè)備用三速差動(dòng)行星齒輪減速裝置的設(shè)計(jì)摘 要本次對(duì)起重設(shè)備用三速差動(dòng)行星齒輪減速裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行的研究，該減速器為多速且傳動(dòng)比比較大的行星齒輪傳動(dòng)，該設(shè)計(jì)研究將對(duì)這種類型的輪系的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，其中包括機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，齒數(shù)計(jì)算，運(yùn)動(dòng)分析，功率流分析，傳動(dòng)效率計(jì)算，動(dòng)力性能分析，強(qiáng)度校核，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，并且畫出其裝配圖和零件圖。本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)為雙電動(dòng)機(jī)行星減速器傳動(dòng)，分三種情況，一種是兩個(gè)電機(jī)同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出功率為兩個(gè)電機(jī)之和，另一種兩個(gè)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，其中一個(gè)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，還有一種情況就是一個(gè)電機(jī)閘住，就是行星

3、輪系，特點(diǎn)是起重機(jī)有三種速度分析情況。差動(dòng)輪系效率高，它與適當(dāng)?shù)亩ㄝS輪系組合并配2個(gè)動(dòng)力源，形成行星差動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)解決多速驅(qū)動(dòng)問題，根據(jù)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)協(xié)同工作情況，可使卷筒有四個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)。以滿足某些起重機(jī)工作的需要【關(guān)鍵字】：起重機(jī)；齒輪減速器；2K-H差動(dòng)行星齒輪The issue of lifting equipment for the three-speed planetary gear differential【Abstract】 The issue of lifting equipment for the three-speed planetary gear diff

4、erential design of the study, the reducer for multi-speed transmission and larger than the planetary gear transmission, the design study of this type will gear design study methods, including design agencies, number of teeth, the motion analysis, power flow analysis, transmission efficiency, the dyn

5、amic performance analysis, strength checking, structural design, and draw the assembly drawing and spare parts map .The innovation of this design for dual-motor drive planetary gear reducer, probably sub-analysis of three cases, a two motor rotating in the same direction, the output power of two mot

6、ors and the other a two-motor reverse rotation, One of the electrical power generation in the state, there is a situation in a live gate motor, planetary gear system is characterized by three cranes speed analysis. High efficiency of differential gear train, which with the appropriate combination of

7、 a fixed axis gear train is also equipped with two power sources to form a variable differential planetary bodies, such bodies can be resolved within a certain range of multi-speed drive, according to the situation of the two motors work together will enable the reel to the number of four. To meet t

8、he needs of some crane work.【Keyword：Crane】2K-H planetary gear differential； gear reducer第一章緒論1.1行星齒輪本次設(shè)計(jì)通過對(duì)起重機(jī)差動(dòng)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理與方法，并且進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)新的知識(shí)，掌握新的方法，開拓視野，國內(nèi)外對(duì)行星齒輪研究已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史了，1880年德國第一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)裝置的專利出現(xiàn)了，1920年首次成批制造出行星齒輪傳動(dòng)裝置，并首先用于汽車的減速器，1938年起集中發(fā)展汽車用的行星齒輪傳動(dòng)裝置。二次世界大戰(zhàn)后機(jī)械行業(yè)的蓬勃發(fā)展促進(jìn)了行星齒輪

9、傳動(dòng)的發(fā)展。高速大功率行星齒輪傳動(dòng)廣泛的實(shí)際應(yīng)用，于1951年首先在德國獲得成功。1958年后，英，意，日，美，蘇，瑞士等國也獲得成功。低速重載行星減速器已由系列產(chǎn)品發(fā)展到生產(chǎn)特殊用途產(chǎn)品，如法國Citroen生產(chǎn)用于水泥磨，榨糖機(jī)，礦山設(shè)備的行星減速器，重量達(dá)125t，輸出轉(zhuǎn)矩3900KN.m;我國從20世紀(jì)60年代起開始研制應(yīng)用行星齒輪減速器，20世紀(jì)70年代制訂了NGW型漸開線行星齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)系列JB1799-1976。已試制成功高速大功率的多種行星齒輪減速器，如列車電站燃?xì)廨啓C(jī)（3000KW）/高速汽輪機(jī)（500KW）和萬立方米制氧透平壓縮機(jī)（6300KW）的行星齒輪箱，低速大轉(zhuǎn)矩的

10、行星減速器也已批量生產(chǎn)，如礦井提升機(jī)的XL-30型行星減速器（800KW）。行星齒輪傳動(dòng)在設(shè)計(jì)上日趨完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步，使行星齒輪傳動(dòng)已達(dá)到了較高水平，我國與世界先進(jìn)水平雖存在明顯差距，但隨著改革開放帶來設(shè)備引進(jìn)，技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)方面取得長足的進(jìn)步。目前行星齒輪傳動(dòng)正向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）向無級(jí)變速行星齒輪傳動(dòng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速就是讓行星齒輪傳動(dòng)中三個(gè)基本結(jié)構(gòu)都轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞功率，這只要對(duì)原行星結(jié)構(gòu)中固定的結(jié)構(gòu)加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)（如采用液壓泵及液壓馬達(dá)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)），就 成為無級(jí)變速器。（2）向少齒行星齒輪傳動(dòng)方向發(fā)展。這類傳動(dòng)主要用于大傳動(dòng)比，小功率傳動(dòng)。（3）向復(fù)合式行星齒輪傳動(dòng)

11、發(fā)展。近幾年來 ，國外蝸桿傳動(dòng)，螺旋齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪與行星齒輪組合使用，構(gòu)成復(fù)合式行星齒輪箱。其高速級(jí)用前述各種定軸類型傳動(dòng)，低速級(jí)用行星齒輪傳動(dòng)箱。這樣可適應(yīng)相交軸和交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途，充分利用各類傳動(dòng)的特點(diǎn)，克服各自的缺點(diǎn)，以適應(yīng)市場上多樣化需求。如制堿工業(yè)澄清桶用蝸桿渦輪行星齒輪減速器，總傳動(dòng)比i=125r/min,輸出轉(zhuǎn)矩27200N.m。（4）向高速大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)展。例如年產(chǎn)300Kt合成氨透平壓縮機(jī)的行星齒輪增速器，其齒輪圓周速度已達(dá)150m/s:日本生產(chǎn)了巨型船艦推進(jìn)系統(tǒng)用的行星齒輪箱，功率為22065kw:大型水泥球磨機(jī)所用80/

12、125型行星齒輪箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá)4150KN.m在這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造中需要繼續(xù)解決均載，平衡，密封，潤滑，零件材料及熱處理及高效率，長壽命，可靠性等一系列設(shè)計(jì)制造技術(shù)問題。（5）m）從而提高承載能力，保證可靠性和使用壽命。1.2：起重機(jī)起升結(jié)構(gòu)簡介：起升結(jié)構(gòu)包括：起升機(jī)構(gòu)是塔式起重機(jī)最重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它要求重載低速，輕載高速，調(diào)速范圍大。起升機(jī)構(gòu)調(diào)速方式的優(yōu)劣直接影響整機(jī)性能。4繩最大起重量小于等于6t的小中型塔機(jī)競爭激烈，成本控制嚴(yán)格，國內(nèi)以多速電機(jī)變極調(diào)速為主，方案簡單，尚能滿足工作需要。8t和8t以上的中大型塔機(jī)需要較好的調(diào)速性能，調(diào)速方式很多，選擇原則有三個(gè)：首先要平穩(wěn)，沖擊?。黄浯?/p>

13、要經(jīng)濟(jì)和可靠，符合國情；三是要便于維修。起重不同的物品，需要不同的取物裝置，其驅(qū)動(dòng)裝置亦稍有不同，但布置方式基本上相同。當(dāng)起重量超過10噸時(shí)，常設(shè)兩個(gè)起升結(jié)構(gòu)，主起升結(jié)構(gòu)（起重量大）與副起升結(jié)構(gòu)（起重量?。?。對(duì)于雙梁橋式與龍門起重機(jī)，主副鉤起升結(jié)構(gòu)的卷筒中心線通常布置成互相平行而且與中心線垂直，對(duì)于單梁橋式起重機(jī)主，副卷筒的中心線也可布置成互相垂直的 。對(duì)于單主梁龍門起重機(jī)，為了適應(yīng)吊運(yùn)大尺寸構(gòu)件，常需采用分離的雙吊點(diǎn)懸掛系統(tǒng)，為了支持物品重量，在起升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)軸上都裝設(shè)常閉式制動(dòng)器。起升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的典型布置方式，展開式布置（1），吊鉤起重機(jī)（2），電磁起重機(jī)（3），抓斗起重機(jī)同軸式布置鋼

14、絲繩卷繞系統(tǒng)中，在鋼絲繩繞過卷筒或滑輪時(shí)要發(fā)生12次彎折，反復(fù)彎折的次數(shù)愈多，鋼絲繩鐘鋼絲便愈易疲勞，而鋼絲繩同向彎折的耐久性要比反向彎折的耐久性搞一倍，這相當(dāng)于鋼絲繩壽命相同時(shí)，同向彎折次數(shù)要比反向彎折的次數(shù)高一倍。為了提高鋼絲繩的耐久性，應(yīng)盡量減少鋼絲繩反向彎折的次數(shù)。但在某些起重機(jī)的卷繞系統(tǒng)中，反向彎折是不可避免的，此時(shí)，可用增大滑輪直徑來補(bǔ)償由此引發(fā)鋼絲繩壽命之降低。1.3驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械變速方案此起重裝置是利用差動(dòng)輪系來實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)，用NGW型差動(dòng)輪系構(gòu)成的復(fù)合輪系，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相同或相反，或者只啟動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)，另一臺(tái)制動(dòng)，就可得到4種不同的輸出轉(zhuǎn)速，但本課題只考慮三種情況，兩個(gè)電

15、機(jī)同向旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)閘住，這種傳動(dòng)可以解決在一定范圍內(nèi)的多速驅(qū)動(dòng)問題，與定軸傳動(dòng)采用滑移齒輪變速相比，差動(dòng)輪系變速箱軸向尺寸小，變速時(shí)齒輪始終處于齒合狀態(tài)，傳動(dòng)不會(huì)中斷，故變速可靠。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)帶重負(fù)荷起動(dòng)。1.4反求設(shè)計(jì)簡介反求設(shè)計(jì)是對(duì)已有的產(chǎn)品或技術(shù)進(jìn)行分析研究，掌握其功能原理、零部件的設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、關(guān)鍵技術(shù)等指標(biāo)，再根據(jù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，對(duì)原產(chǎn)品進(jìn)行仿造設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本課題運(yùn)用已有的數(shù)據(jù)對(duì)齒輪變速結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算。反求設(shè)計(jì)中關(guān)鍵性問題的分析探索原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想：探索原產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是產(chǎn)品改進(jìn)設(shè)計(jì)的前提。了解原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想后，可按認(rèn)知規(guī)

16、律，對(duì)零件進(jìn)行推導(dǎo)。探索原產(chǎn)品的原理方案設(shè)計(jì)：各種產(chǎn)品都是按一定的要求設(shè)計(jì)的，而滿足一定要求的產(chǎn)品，可能有多種不同的形式。所以產(chǎn)品的功能目標(biāo)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心總題。不同的功能目標(biāo)可引出不同的原理方案。探索原產(chǎn)品的原理方案設(shè)計(jì)，可以了解功能目標(biāo)的確定原則，這對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)有極大的幫助。研究產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：產(chǎn)品中零、部件的具體結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品功能目標(biāo)的保證，對(duì)產(chǎn)品的性能、成本、壽命、可靠性有著極大的影響。對(duì)產(chǎn)品的零、部件進(jìn)行測繪：對(duì)產(chǎn)品的零、部件進(jìn)行測繪是反求設(shè)計(jì)中工作量很大的一部分工作。用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法對(duì)所測的零件進(jìn)行分析，進(jìn)而確定反求時(shí)的設(shè)計(jì)方法。第二章 配齒計(jì)算及運(yùn)動(dòng)分析齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的

17、傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有，（1）：工作可靠，壽命長，設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，（2）:效率高：在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率最高，如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá)99%（3）：結(jié)構(gòu)緊湊：在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較?。?）：傳動(dòng)比穩(wěn)定，2.1：傳動(dòng)原理圖圖2.1：三速起重機(jī)齒輪傳動(dòng)簡圖圖2.2，起重機(jī)差動(dòng)行星齒輪減速器傳遞原理圖圖2-2即為起重機(jī)用三速差動(dòng)行星齒輪減速裝置的傳動(dòng)原理圖，針對(duì)此原理圖可得知起重機(jī)在運(yùn)行過程中有以下三種情況1：當(dāng)Z5閘住，Z1旋轉(zhuǎn)時(shí)=(1+) =(1+) =16.892：當(dāng)Z5與Z1同向旋

18、轉(zhuǎn)時(shí)n=+3：當(dāng)Z5與Z1反向旋轉(zhuǎn)n=-根據(jù)上圖，我們對(duì)此差動(dòng)輪系有了進(jìn)一步的了解，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，為使NEW型輪系效率較高，我們按=2.54.5本次我們?nèi)?4.1= 而傳動(dòng)比=1+=1+82/20=1+4.1=5.1K=2(兩個(gè)行星輪系):=:(-1):=:(5.1-1):=20:31:82:51其中=20.=31.=822.2：齒輪的幾何尺寸計(jì)算分度圓齒頂圓基圓直徑 齒寬 d寬=ad齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪-下面對(duì)減速箱的各個(gè)齒輪的幾何尺寸進(jìn)行計(jì)算如下：m=5 =20d=mz=520=100mm=m(z+2)=5(20+2)=110mmd寬=ad=0.6*100=60mmm=5 =82d=

19、mz=582=410mm=m(z+2)=5 X(82+2)=420mmd寬=d=0.6*410=246mmm=5 =31 d=mz=531=155mm =m(z+2)=5(31+2)=165mmd寬=d=0.6 X155=93mmm=4 Z1=22d=mz=422=88mm=m(z+2)=4(22+2)=96mmd寬=d=0.688=52.8mmm=4 =128d=mz= 4128=512mm =m(z+2)=4(128+2)=520mmd寬=d=0.6512=307.2mmm=8 Z3=30d=mz= 830=240mm =m(z+2)=8X(30+2)=256mmd寬=d =0.6 X24

20、0=144mmm=8 Z4=70d=mz= 870=560mm=m(z+2)=8(70+2)=576mmd寬 =d =0.6560=336mmm=3 Z5=21d=mz= 321=63mm =m(z+2)=3(21+2)=69mmd寬=d =0.663=37.8mmm=3 =158d=mz=3158=474mm =m(z+2)=3(158+2)=480mmd寬=d =0.6474=284.4mm齒輪中心距：a=m=3=268.5其他中心距可以依據(jù)此公式進(jìn)行類推2.3：運(yùn)動(dòng)分析圖2.3差動(dòng)輪系根據(jù)機(jī)械原理上的運(yùn)動(dòng)分析，參照上圖可得：=主動(dòng)輪 從動(dòng)輪1)=122.89(2) =117.63(1):

21、兩個(gè)電機(jī)同向旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)速N=52r/min=121.86N出=121.86=52.22r/min(2): 一個(gè)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)可得：=75.73N出=75.73=32.45r/min(3): 當(dāng)一個(gè)電機(jī)閘住時(shí)：=0 =122.89=98.79 N出=98.79=42.34r/min經(jīng)過上述推導(dǎo)可得到電動(dòng)機(jī)的三種轉(zhuǎn)速：52r/min 42r/min 32r/min第三章 功率流分析3.1：a . b兩電機(jī)轉(zhuǎn)向相同時(shí)= =則=00推導(dǎo)出h電機(jī)為主動(dòng)電機(jī)3.2當(dāng)a,b電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)=則=00）作主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)，太陽外齒輪A以角速度以角速度旋轉(zhuǎn)，是被動(dòng)件，在這種情況下，我們來求計(jì)算速比和效率和作用在各基本軸上

22、的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式，采用表2.1很容易求得。 表2.1 用合成法求旋轉(zhuǎn)角速度C B A S使整個(gè)系統(tǒng)s同時(shí)旋轉(zhuǎn)系桿固定- () 0合計(jì) 0 （1-） (1+) 由此得下式：=（1+）= (1+) (2.1)=1+ (2.2)其中：= (21 (4.1)如果 則由式（4.1）得由此得下式0 (4.3)如果則由式（4.1）得由此得下式0 時(shí)第一成分行星齒輪裝置（C固定，A主動(dòng)，S從動(dòng)）這是將圖（4.2）的全體加上一個(gè)-得到的裝置，這時(shí)候因?yàn)?.3式成立有=(-)0,=(-)0,則的方向如圖4.3所示從圖4.3可知，A是主動(dòng)側(cè)，S是從動(dòng)側(cè)，也就是將內(nèi)齒輪C固定，由于太陽外齒輪A驅(qū)動(dòng)，使系桿S以角速度S1

23、而傳遞輸出功率N01，因?yàn)?0由式（4.1）得到下式S1= /(1+io) (4.5)圖4.3，第一成分行星齒輪裝置的W和的關(guān)系這個(gè)第一成分行星齒輪裝置的效率由附表1得以下式表示= (4.6)其中是系桿S固定時(shí)的基準(zhǔn)效率，設(shè)齒輪A與B的齒合效率為，齒輪B和C的齒合效率為，則0可由下式求得，= (4.7)這時(shí)由軸A輸入的功率Ni1從下式求得：= (4.8)第二成分行星齒輪裝置（A固定，S主動(dòng)，C從動(dòng)這是將圖4.2的全體加上一個(gè)-所得的裝置，因?yàn)檫@時(shí)式（4.3）成立，有=(-)0,=(-)0所以的方向如圖4.4所示，從圖中可知：S是主動(dòng)側(cè)，C是從動(dòng)側(cè)，也就是可堪稱是將外齒輪A固定由系桿S驅(qū)動(dòng)，由C

24、輸出功率為Ni2的第二成分行星齒輪裝置，因?yàn)?0，由（4.1）式得下式：= (4.9)圖4.4，第2成分行星齒輪裝置的W和的關(guān)系= (4.10)由圖4.4 下式成立，= (4.11)于是設(shè)從動(dòng)軸S輸出的總輸出功率為N0，則整體的效率的下式所示= (4.12)現(xiàn)設(shè)輸出轉(zhuǎn)矩為MS，則下式成立：=(+)=+即得下式：=由此得下式：=(=MSS1)(4.13)=(=MSS2)(4.14)將式（4.13），（4.14）代入式（4.12），又將（4.6）和（4.10）式用在這里，則得下式：= (4.15)現(xiàn)在，若設(shè)軸A的軸轉(zhuǎn)矩為MA，軸C的軸轉(zhuǎn)矩為MC，則下式成立：= (4.16)= (4.17)將（4.

25、5），（4.6）式代入（4.16）式，得下式：= (4.18將（4.9）（4.10）式代入（4.17）式，得下式= (4.19) 時(shí)第一成分行星齒輪裝置（C固定，S主動(dòng)，A從動(dòng)）這時(shí)給圖4.2的全體家-J-而得到的裝置。這時(shí)，因?yàn)椋?.4）式常來，當(dāng)=（-）0,=(-)0,=(-)0則的方向如圖4.6所示， 圖4.6，第2成分行星齒輪裝置的W和的關(guān)系從這個(gè)圖可知C是主動(dòng)側(cè)，S是從動(dòng)側(cè)，即將齒輪A固定時(shí)，由于齒輪C的驅(qū)動(dòng)，系桿S以角速度S2傳遞輸出功率N02，因?yàn)?0，由（4.1）式算得S2得到（4.9）式，這個(gè)第2成分行星齒輪裝置的效率據(jù)附表1以下式表示：= (4.22)而且，由圖4.6得到下

26、式：= (4.23)于是，設(shè)由S軸輸出的總功率為N0時(shí)，全體的效率以下式計(jì)算：= (4.24)由（4.13）求得，由（4.14）式求得，將（4.13）（4.14）（4.20）（4.22）式代入（4.24）式得到下式：=(+) (4.25)軸A的轉(zhuǎn)矩，軸C的轉(zhuǎn)矩由下式求得：= (4.26)= (4.27)把（4.5）和（4.20）式代入（4.26）式得到下式:= (4.28)把（4.9）和（4.22）式代入（4.27）式得到下式:= (4.29)例：求，當(dāng)太陽外齒輪A為主動(dòng)件，太陽內(nèi)齒輪C和系桿S為從動(dòng)件時(shí)效率和軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式。 根據(jù)加在行星輪上的力的平衡，力W和回轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系，如圖4.7所示

27、： 圖4.7，加在行星輪B上的力與回轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系這種齒合設(shè)WA,WC，WS分別為齒輪A,C和系桿S加在行星齒輪B上的力，設(shè)，,為齒輪A,C和系桿S的旋轉(zhuǎn)角速度，通常定為順時(shí)針方向。轉(zhuǎn)矩與回轉(zhuǎn)角速度同向時(shí)為主動(dòng)側(cè)，相反時(shí)則為從動(dòng)側(cè)。規(guī)定W和的關(guān)系就如圖4.7所示，那么在這個(gè)I型2K-H差動(dòng)齒輪裝置中（4.1）式成立，將此式變形得下式：=(1+)- (4.30)還有因（4.1）式成立，然后因?yàn)閺膱D4.7可見,據(jù)此得， (4.31)其中 0,=(-)0. 的方向如圖4.8所示圖4.8，第1成分行星齒輪裝置的W和的關(guān)系因此得出A為主動(dòng)側(cè)，S為從動(dòng)側(cè)，即中心內(nèi)齒輪C固定，由主動(dòng)中心齒輪A輸入功率Ni1

28、,系桿從動(dòng)輸出功率N01，因?yàn)?0,由（4.30）式得下式：A1=（1+） (4.32)這時(shí)的效率據(jù)附表1以下式表示：= (4.33)而且，往系桿S輸出的功率N01以下式表示：= (4.34)第2成分行星齒輪裝置(S固定，A主動(dòng)，C從動(dòng))這是將圖4.7整個(gè)圖面家-J-得到的，這時(shí)，因?yàn)椋?.31）式成立，從而得到=(-)0,=(-)0, 的方向如圖4.9所示，圖4.9第2成分行星齒輪裝置的W和的關(guān)系從這個(gè)圖知：A是主動(dòng)側(cè)，C是從動(dòng)側(cè)，也就是說，系桿S固定，太陽外齒輪A以輸入功率Ni2驅(qū)動(dòng)，太陽內(nèi)齒輪C輸出功率為N02,是從動(dòng)件，在這個(gè)第2成分行星齒輪裝置力，因?yàn)?0，由（4.30）式得到下式，

29、A2=- (4.35)這時(shí)的效率以下式表示：= （4.36）而且，從圖4.9得下式：= (4.37)現(xiàn)設(shè)往中心齒輪A輸入的總功率為Ni，軸轉(zhuǎn)矩為MA，則得下式：=(+)=+由此得下式：=于是得下式：=(1+)=(4.38)=-= (4.39)然而下式成立：= (4.40)將（4.33），（4.36），（4.38），（4.39）式代入（4.40）式得下式：= (4.41)先若設(shè)系桿S的軸轉(zhuǎn)矩為MS，中心齒輪C的轉(zhuǎn)矩為MC則得下式：= （4.42）= (4.43)將（4.32）和（4.33）式代入（4.42）式得下式：=(1+) (4.44)由此= (4.45)又將（4.35）和（4.36）式代入

30、（4.43）式得下式：= (4.46)將（4.45）式代入（4.46）則得下式，= (4.47)用同樣的方法可求得I型的2K-H差動(dòng)行星齒輪機(jī)構(gòu)的角速度和效率以及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式第五章 強(qiáng)度驗(yàn)算5.1行星齒輪系的強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 行星齒輪傳動(dòng)都可以分解為兩對(duì)齒輪副的嚙合傳動(dòng)（外嚙合齒輪副和內(nèi)嚙合齒輪副），因此，其齒輪強(qiáng)度可分別采用定軸線齒輪傳動(dòng)的公式，但需要考慮行星傳動(dòng)的特點(diǎn)-多個(gè)行星齒輪嚙合（對(duì)于NGW型傳動(dòng)，行星齒輪的輪齒既參與外嚙合又參與內(nèi)嚙合）和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（行星齒輪既自傳又公轉(zhuǎn)）。在一般情況下，NGW型行星齒輪的承載能力注意取決于外嚙合副，因而要計(jì)算嚙合齒輪副的強(qiáng)度。但是，對(duì)于太陽輪和行星齒輪的輪

31、齒為滲碳淬火、磨削加工，而內(nèi)齒圈為調(diào)質(zhì)處理、插齒加工的行星傳動(dòng)，且速比較小，內(nèi)齒圈的強(qiáng)度為薄弱環(huán)節(jié)，也需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。每一種行星輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)皆可分解為幾對(duì)齒輪副，因此，其齒輪強(qiáng)度可分別采用前面定軸齒輪傳動(dòng)的公式計(jì)算，但要考慮行星輪系傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（多個(gè)行星齒合特點(diǎn)，對(duì)于NGW型行星輪系傳動(dòng)，行星輪的輪齒即參與外齒合，又參與內(nèi)齒合）和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（行星輪即作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)，一般情況下，NGW型行星輪系的承載能力主要取決于外齒合齒輪副，因而要計(jì)算外齒合齒輪副的強(qiáng)度。對(duì)于NGW型行星輪系的行星輪，各齒輪副中小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩M1為：對(duì)于1.2齒輪副，當(dāng)時(shí)，= 對(duì)于2-3齒輪副=對(duì)于2K-H型行星齒輪傳動(dòng)，

32、其承載能力取決于外齒合副（a-g），同時(shí)又是硬齒面，通常彎曲強(qiáng)度是主要矛盾，只要滿足彎曲強(qiáng)度，則齒面接觸強(qiáng)度和內(nèi)齒合副（a-b）的強(qiáng)度，一般是較易通過校核計(jì)算的。=13(2K/bd XYf)式中，-a-g副中小齒輪的齒數(shù) K-載荷系數(shù)，取決于使用工況和過載能力，通常K=1.11.8，一般取K=1.2Bd*=b/d1-齒寬系數(shù)，通常bd*=0.5當(dāng)時(shí)，取bda*0.7;在時(shí)，則bdg*=0.60.Yf-齒形系數(shù)，根據(jù)齒數(shù)Z1和變位系數(shù)F-鋼制齒輪的許用彎曲應(yīng)力，M=/K輸入轉(zhuǎn)矩：Ta=9550 =小齒輪轉(zhuǎn)矩T1;=5.2：電動(dòng)機(jī)的選定用類比法查找電動(dòng)機(jī)手冊(cè)主電機(jī)：YZR160L-8(S3,FC4

33、0%) 7.5KW 705r/min副電機(jī)：YZR112H-6(S3,FC40%) 1.5KW 866r/min1.5*4.1=6.15kw根據(jù)論文：1.5 X4.1=6.15kw輸出功率：1.5+6.15=7.55KW不管是分別啟動(dòng)每個(gè)電機(jī)，還是2臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，轉(zhuǎn)矩Mh是按恒轉(zhuǎn)矩輸出的，5.3強(qiáng)度的校核+=1404N.M1400N.M=1400=536666n.mm當(dāng)轉(zhuǎn)速為52r/min時(shí):=當(dāng)轉(zhuǎn)速為32r/min時(shí):a,h為從動(dòng)輪，b為主動(dòng)輪=1387.7N.M1388N.M根據(jù)上述原理可得：=當(dāng)轉(zhuǎn)速為42r/min時(shí):一個(gè)電機(jī)閘住，=1398.4N.M1398N.M=驗(yàn)算：M出=14

34、00N.M=T出=60052=H許應(yīng)力 m=3F1=80.73165m=4F2=146.78165m=5F3=83.27165m=8F4=9165根據(jù)機(jī)械手冊(cè)查得在這個(gè)范圍內(nèi)很安全。第六章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1剖分式采用雙剖分式立體定位與微量擠壓配合 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)存在著大量的減速機(jī)和軸承箱，這些設(shè)備中的傳統(tǒng)密封元件骨架油封失效快，更換頻繁，且更換時(shí)需對(duì)設(shè)備停機(jī)解體，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。而傳統(tǒng)的剖分式油封為單剖分，剖分口易錯(cuò)位、整體剛度差，因此，油封的剖分技術(shù)成為密封行業(yè)的難題。雙剖分式油封采用新型技術(shù)，徹底解決了以上問題：1立體定位技術(shù)由骨架和密封主體的立體定位對(duì)接，保障徑向和軸向的雙向鎖定，實(shí)現(xiàn)剖分端面的輔

35、助定位和自動(dòng)鎖緊。2微量擠壓配合剖分處骨架兩端口在自由狀態(tài)下有微量間距，對(duì)接后密封主體剖分端面自動(dòng)形成微量擠壓配合，確保彈性補(bǔ)償和密封性能。 打破了傳統(tǒng)骨架油封不能剖分的常規(guī)，開辟了密封技術(shù)的新領(lǐng)域。 優(yōu)勢特點(diǎn)：1.無需拆卸設(shè)備，方便快捷，2骨架采用特種高分子復(fù)合彈性材料，確保剖分后的回彈性和剛度。3以進(jìn)口特種合成橡膠為彈性主體，且磨擦系數(shù)極低，使用壽命長。4彈性材料唇口配合進(jìn)口Z形彈簧，提高唇口對(duì)軸的追隨性，避免了硬質(zhì)材料唇口的固有缺點(diǎn)。 5.國際領(lǐng)先的無模具加工工藝，無尺寸限制，安裝步驟：1）將油封拉開箍在軸上，露出的骨架插入另一端溝槽中吻合好。2）對(duì)接口朝上，將油封推入腔體。6.2：調(diào)心

36、軸承調(diào)心滾子軸承：調(diào)心滾子軸承具有兩列滾子，主要承受徑一載荷，同時(shí)也能承受任一方向的軸向載荷。有高的徑向載荷能力，特別適用于重載或振動(dòng)載荷下工作，但不能承受純軸向載荷。該類軸承外圈滾道是球面形，故其調(diào)心性能良好，能補(bǔ)償同軸度誤差。調(diào)心滾子軸承分為：圓柱形內(nèi)孔、圓錐形內(nèi)孔。圓錐內(nèi)孔的錐度分別為1：12的后置代號(hào)為K的調(diào)心滾子軸承（153000型或113000型）和 1：30的后置代號(hào)為K30的調(diào)心滾子軸承。此類軸承在與圓錐形軸個(gè)配時(shí)，內(nèi)圈沿軸向移動(dòng)可以調(diào)整軸承的徑向游隙。將后置代號(hào)為K、K30的圓錐孔調(diào)心滾子軸承，安裝在相配的緊定套上，則成為后置代號(hào)為K+H型和K30+H型軸承。此種軸承可以裝在

37、沒有軸肩的光軸上，適用于需要經(jīng)常安裝和拆卸軸承的場合。為了改善軸承的潤滑性能，在軸承外圈車有環(huán)形油槽并鉆有均勻分布的三個(gè)油孔，其后置代號(hào)為W33。特別是在高溫環(huán)境下的長壽命軸承。STJ2型的鋼材，可以在很大的溫度范圍，由室溫至250攝氏度的溫度范圍內(nèi)延長使用壽命。此鋼材是LH系列的自動(dòng)調(diào)心滾子軸承的標(biāo)準(zhǔn)材料。此軸承特點(diǎn)如下(與SUJ2的對(duì)比)大溫度范圍的長壽命軸承，在室溫下是普通材料壽命的3.5倍，在高溫下（250度）下是普通材料壽命的30倍，防止表面損傷，7倍的防剝落能力，1.4倍的防擦傷能力，2.5倍的防磨損能力，高溫條件下的尺寸穩(wěn)定性，在250攝氏度時(shí)幾乎無尺寸的變化，加強(qiáng)破裂疲乏的強(qiáng)度

38、，在高溫及緊配合的情況下，增加2倍的防破裂疲乏壽命。增加2倍的防破裂疲乏強(qiáng)度，簡化零件儲(chǔ)存管理程序，由室溫至250度都可使用單一標(biāo)準(zhǔn)軸承型號(hào)，自動(dòng)調(diào)心滾子軸承將逐漸轉(zhuǎn)成LH系列。6.3工藝性： 用組裝式裝配減速箱；根據(jù)齒輪的裝配位置,轉(zhuǎn)速,以及慣量的不同 他們的配合要求是不同的。典型零件加工工藝實(shí)際中，零件的結(jié)構(gòu)千差萬別，但其基本幾何構(gòu)成不外是外圓、內(nèi)孔、平面、螺紋、齒面、曲面等。很少有零件是由單一典型表面所構(gòu)成，往往是由一些典型表面復(fù)合而成，其加工方法較單一典型表面加工復(fù)雜，是典型表面加工方法的綜合應(yīng)用。下面介紹軸類零件、箱體類和齒輪零件的典型加工工藝。第一節(jié) 軸類零件的加工 一軸類零件的分

39、類、技術(shù)要求 軸是機(jī)械加工中常見的典型零件之一。它在機(jī)械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動(dòng)件，以傳遞扭矩。按結(jié)構(gòu)形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等（1）尺寸精度 軸類零件的主要表面常為兩類：一類是與軸承的內(nèi)圈配合的外圓軸頸，即支承軸頸，用于確定軸的位置并支承軸，尺寸精度要求較高，通常為IT 5IT7；另一類為與各類傳動(dòng)件配合的軸頸，即配合軸頸，其精度稍低，常為IT6IT9。 (2)幾何形狀精度 主要指軸頸表面、外圓錐面、錐孔等重要表面的圓度、圓柱度。其誤差一般應(yīng)限制在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)于精密軸，需在零件圖上另行規(guī)定其幾何形狀精度。相互

40、位置精度 包括內(nèi)、外表面、重要軸面的同軸度、圓的徑向跳動(dòng)、重要端面對(duì)軸心線的垂直度、端面間的平行度等。表面粗糙度 軸的加工表面都有粗糙度的要求，一般根據(jù)加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性來確定。支承軸頸常為0.21.6m，傳動(dòng)件配合軸頸為0.43.2m。其他 熱處理、倒角、倒棱及外觀修飾等要求。本減速箱采用兩中心孔定位裝夾 3:一般以重要的外圓面作為粗基準(zhǔn)定位，加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準(zhǔn)；盡可能做到基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合、互為基準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)一次安裝加工多個(gè)表面。中心孔是工件加工統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，它自身質(zhì)量非常重要，其準(zhǔn)備工作也相對(duì)復(fù)雜，常常以支承軸頸定位，車（鉆）中心錐孔；再以中心孔定位，精車外圓；以外圓定位，粗磨錐孔；以中心孔定位，精磨外圓；最后以支承軸頸外圓定位，精磨（刮研或研磨）錐孔，使錐孔的各項(xiàng)精度達(dá)到要求。6.4.密封和潤滑軸承在運(yùn)動(dòng)過程中，軸承內(nèi)外圈以及滾動(dòng)體之間必然產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣運(yùn)動(dòng)體之間就要產(chǎn)生摩擦，消耗一部分動(dòng)力，引起內(nèi)外圈和滾動(dòng)體之間發(fā)熱、磨損。為了減少摩擦阻力