NGW行星減速器的設(shè)計(jì)

摘要PAGEIVNGW行星減速器的設(shè)計(jì)摘要本文完成了對(duì)一級(jí)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該減速器具有較小的傳動(dòng)比，而且，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、外廓尺寸小和重量輕、承載能力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和震動(dòng)的能力較強(qiáng)、噪聲低的特點(diǎn)，適用于化工、輕工業(yè)以及機(jī)器人等領(lǐng)域。這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)展有著較重要的意義。行星齒輪傳動(dòng)在我國(guó)已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)才開(kāi)始對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無(wú)論是在設(shè)計(jì)理論方面，還是在試制和應(yīng)用實(shí)踐方面，均取得了較大的成就,并獲得了許多的研究成果。近20多年來(lái)，尤其是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過(guò)我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展。齒輪傳動(dòng)原理就是在一對(duì)互相嚙合的齒輪中，有一個(gè)齒輪作為主動(dòng)輪，動(dòng)力從它那里輸入，另一個(gè)齒輪作為從動(dòng)輪，動(dòng)力從它輸出。也有的齒輪僅作為中轉(zhuǎn)站，一邊與主動(dòng)輪嚙合，另一邊與從動(dòng)輪嚙合，動(dòng)力從它那里通過(guò)，這種齒輪叫惰輪。

在包含行星齒輪的齒輪系統(tǒng)中，情形就不同了。由于存在行星架，也就是說(shuō)，可以有三條轉(zhuǎn)動(dòng)軸允許動(dòng)力輸入/輸出，還可以用離合器或制動(dòng)器之類(lèi)的手段，在需要的時(shí)候限制其中一條軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，剩下兩條軸進(jìn)行傳動(dòng)，這樣一來(lái)，互相嚙合的齒輪之間的關(guān)系就可以有多種組合。確定選用2Z-X(A)型的行星傳動(dòng)較為合理。我們簡(jiǎn)要介紹了課題的背景以及齒輪減速器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，然后比較了各種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，從而確定了傳動(dòng)的基本類(lèi)型。論文主體部分是對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件包括太陽(yáng)輪、行星輪、內(nèi)齒圈及行星架的設(shè)計(jì)計(jì)算，通過(guò)所給的輸入功率、傳動(dòng)比、輸入轉(zhuǎn)速以及工況系數(shù)確定齒輪減速器的大致結(jié)構(gòu)之后，對(duì)其進(jìn)行了整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算和主要零部件的強(qiáng)度校核計(jì)算。其中該減速器的設(shè)計(jì)與其他減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比有三大特點(diǎn)：其一，為了使三個(gè)行星輪的載荷均勻分配，采用了齒式浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，即太陽(yáng)輪與高速軸通過(guò)齒式聯(lián)軸器將二者連接在一起，從而實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)輪的浮動(dòng)；其二，該減速器的箱體采用的是法蘭式箱體，上下箱體分別鑄造而成；其三，內(nèi)齒圈與箱體采用分離式，通過(guò)螺栓和圓錐銷(xiāo)將其與上下箱體固定在一起。最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)，基本上完成了對(duì)該減速器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：行星齒輪;傳動(dòng)機(jī)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);校核計(jì)算AbstractThiscompletedasingle-stageplanetarygearreducerdesign.Thegearhasasmallertransmissionratio,andithasacompact，hightransmissionefficiencyoutline,smallsizeandlightweight,carryingcapacity,smoothmotion,shockandvibrationresistantandlownoisecharacteristics,Usedinchemical,lightindustryandroboticsfields.Thefunctionofthedevelopmentofmodernmechanicaltransmissionhasamoreimportantsignificance.Planetarygeartransmissionhasmanyyearsofdevelopmentinourcountry,andithasbeenusedinmanyyears.However,since1960s,ourcountrybegantocarryonthemorethoroughandsystematicresearchandtrialmanufactureofplanetarygeartransmission.Bothinthedesigntheoryorinthetrialproductionandapplicationpractice,havemadegreatachievements,andobtainedalotofresearchresults.Inthepast20yearsespeciallysincethereformandopening-upofourcountry,withtheprogressanddevelopmentofthescientificandtechnologicallevelofthecountry,Chinahasfrommanyoftheworld'sindustrialdevelopedcountriesintroducedalargenumberofadvancedmachineryandequipmentandtechnology,afterourcountrymechanicalscienceandtechnologypersonnelconstantlyactiveabsorptionandelimination,advancingwiththetimes.pioneeringandinnovativeeffortstoforgeahead,planetarytransmissiontechnologyofourcountryhasdevelopedrapidly.Theprincipleofgeartransmissionisinapairofmeshinggears,agearasthedrivinggear,powerisinputtedfromthereit,anothergearasthewheel,thepoweroutputfromit.Alsosomegearsonlyastransferstation,andonesideofthedrivinggear,theothersideandfromthemeshingofwheel,powerfromwhereitthrough,thegearcalledidler.

Ingearsystemincludesaplanetarygear,thesituationisdifferent.Duetothepresenceofplanetcarrier.Thatistosay,canhavethreerotatingshaftsallowdynamicinput/output,bymeansoftheclutchorbrakeandthelike,needtimewhichlimitsanaxisofrotation,theremainingtwoaxesdrive,asaresult,betweenthegearmeshingrelationshiptoeachothercanhaveavarietyofcombinations.Todeterminethechoiceof2Z-X(A)typeofplanetarytransmissionismorereasonable.Firstpaperintroducesthebackgroundandthesubjectofgearreducersituationanddevelopmenttrend,andthencomparedvarioustransmissionstructures,whichdeterminethebasictypeoftransmission.Thesisisthemainpartofthemaincomponentsofdrivemechanismincludingthesunwheel，planetgear,ringgearandplanetcarrierinthedesigncalculation，givenbytheinputpower，gearratio,inputspeedandtheconditionfactortodeterminetheapproximatestructureafterthegearreducerAndtocarryoutthedesignandcalculationoftheoverallstructureandmaincomponentsofthestrengthcheckcalculation.Oneoftheothergearreducerdesignandcomparedthestructuraldesignofthethreemajorcharacteristics:First,thethreeplanetarygeartomaketheloadevenly,usingagear-typefloatingbody,thesungearandhigh-speedshaftthroughthegeartogetherCouplingthetwotogethertoachieveafloatingsungear;Second,theboxusesareducerflangebox,upperandlowerboxwerecast;Third，theringgearandBoxwithseparate,throughboltsandtaperedpinswillbefixedtogetherwiththeupperandlowerbox.Finally,asummaryoftheentiredesignprocessisbasicallycompletetheoveralldesignofthereducer.Keywords:planetarygear;drivingmachanism;structuraldesign;checkingcalculation前言目錄TOC\o"1-3"\h\u25348前言 119583第一章傳動(dòng)方案的確定 148271.1設(shè)計(jì)任務(wù) 1311811.2行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型選擇 139881.3確定行星齒輪傳動(dòng)類(lèi)型 317499第二章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 54882.1配齒計(jì)算 5151112.1.1確定各齒輪的齒數(shù) 5271372.1.2初算中心距和模數(shù) 6325102.2幾何尺寸計(jì)算 719142.3裝配條件驗(yàn)算 10205082.3.1鄰接條件 10262752.3.2同心條件 10198922.3.2安裝條件 10257942.4齒輪強(qiáng)度校核 1257022.4.1a-c傳動(dòng)強(qiáng)度校核 12192922.4.1c-b傳動(dòng)強(qiáng)度校核 161575第三章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 21252963.1行星軸設(shè)計(jì) 2151623.2轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 2378843.2.1輸入軸設(shè)計(jì) 2312243.2.2輸出軸設(shè)計(jì) 2423393結(jié)論 2712125謝辭 286083參考文獻(xiàn) 29緒論本課題通過(guò)對(duì)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步計(jì)算出各零件的設(shè)計(jì)尺寸和裝配尺寸，并對(duì)涉及結(jié)果進(jìn)行參數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和性能評(píng)價(jià)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)。通過(guò)本設(shè)計(jì)，要能弄懂該減速器的傳動(dòng)原理，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固，從而在以后的工作中能解決類(lèi)似的問(wèn)題。行星齒輪傳動(dòng)的效率作為評(píng)價(jià)器傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。如今，計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)效率的方法很多，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多有關(guān)行星齒輪傳動(dòng)效率的計(jì)算方法，在機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算中，較常用的計(jì)算方有3種：嚙合功率法、力偏移法、和傳動(dòng)比法（克萊依涅斯法），其中以嚙合功率法的用途最為廣泛，此方法用來(lái)計(jì)算普通的2K2H和3K型行星齒輪的效率十分方便。行星齒輪傳動(dòng)具備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載大的優(yōu)點(diǎn)。這些都是因?yàn)樵谄浣Y(jié)構(gòu)上應(yīng)用了多個(gè)行星輪的傳動(dòng)方式，充分運(yùn)用了軸齒輪之間的空間，使用了多個(gè)行星輪分擔(dān)載荷，形成功率流，并且合理的采用內(nèi)嚙合傳動(dòng)，使其具備了上述的很多優(yōu)點(diǎn)。但是，這僅僅是最理想的情況，而在實(shí)際應(yīng)用中，由于加工誤差和裝配誤差的存在，使得在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中各行星輪上的載荷分配不均勻，造成載荷集中在一個(gè)行星輪上的現(xiàn)象發(fā)生，這樣一來(lái)，行星齒輪的優(yōu)越性就得不到應(yīng)有的發(fā)揮，甚至不如普通的外傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。所以，為了更好的發(fā)揮行星齒輪的優(yōu)越性，均載的問(wèn)題就成了一個(gè)十分重要的課題。在結(jié)構(gòu)部分，開(kāi)始人們只努力地提升齒輪加工的精度，使得行星齒輪的裝配和制造變得尤為困難。后來(lái)通過(guò)采取了對(duì)行星齒輪基本構(gòu)件徑向不加限制的措施和其它可以自動(dòng)調(diào)位的方法，就是采用各種機(jī)械式地均載機(jī)構(gòu)，以達(dá)到各行星輪間載荷分布均勻的目的。其中典型的幾種均載機(jī)構(gòu)有基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)、杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu)和采用彈性件的均載機(jī)構(gòu)。CNC機(jī)床工藝技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的PLC、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，齒輪、帶輪、帶鏈的混合傳動(dòng)，將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)術(shù)交流，將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)。隨著我們國(guó)家航空、航天、電子、機(jī)械、能源及核工業(yè)方面的快速發(fā)展和工業(yè)機(jī)器人等一系列產(chǎn)品在各工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用，我國(guó)在諧波傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用方面已取得很好的成績(jī)。同時(shí)，隨著我國(guó)高新技術(shù)及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)諧波傳動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品的需求會(huì)更加突出。減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，所以，開(kāi)拓和發(fā)展齒輪技術(shù)和減速器在我國(guó)有廣闊的前景。論文的基本內(nèi)容：（1）選擇傳動(dòng)方案。傳動(dòng)方案的確定包括傳動(dòng)比的確定和傳動(dòng)類(lèi)型的確定。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，都大致包括：選擇傳動(dòng)方案、傳動(dòng)零件齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、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)滑與密封的選擇等。在對(duì)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)給定的減速器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，通過(guò)CAD繪圖軟件建立行星齒輪減速器各零件的二維平面圖，繪制出減速器的總裝圖對(duì)其進(jìn)行分析。REF_Ref168484390\r\h錯(cuò)誤！未找到引用源。REF_Ref168484424\h錯(cuò)誤！未找到引用源。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第一章傳動(dòng)方向的確定PAGE6PAGEPAGE30第一章傳動(dòng)方案的確定1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)減速器。原始條件和數(shù)據(jù)：傳動(dòng)比i=11，功率p=5.5kw，輸入轉(zhuǎn)速N=1500rpm，中等沖擊。使用壽命8年，每天工作16小時(shí)。且要求該齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小。1.2行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型選擇表1-1列出了常用行星齒輪傳動(dòng)的型式及特點(diǎn)：表1-1常用行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類(lèi)型及其特點(diǎn)傳動(dòng)形式簡(jiǎn)圖性能參數(shù)特點(diǎn)傳動(dòng)比效率最大功率/kWNGW[2Z-X(A)]負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）=1.13~13.7推薦2.8~90.97~0.99不限效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，傳遞公路范圍大，軸向尺寸小，可用于各個(gè)工作條件，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣。單級(jí)傳動(dòng)比范圍較小，耳機(jī)和三級(jí)傳動(dòng)均廣泛應(yīng)用NW（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）=1~50推薦7~21效率高，徑向尺寸比NGW型小，傳動(dòng)比范圍較NGW型大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、安裝較復(fù)雜，故||7時(shí)不宜采用NN（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）推薦值：=8~30效率較低，一般為0.7～0.840傳動(dòng)比打，效率較低，適用于短期工作傳動(dòng)。當(dāng)行星架X從動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比||大于某一值后，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖WW（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）=1.2~數(shù)千||=1.2~5時(shí)，效率可達(dá)0.9~0.7，>5以后.隨||增加徒降20傳動(dòng)比范圍大，但外形尺寸及重量較大，效率很低，制造困難，一般不用與動(dòng)力傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)精度低也不用于分度機(jī)構(gòu)。當(dāng)行星架X從動(dòng)時(shí)，||從某一數(shù)值起會(huì)發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動(dòng)比取值為=1.8~3，最佳值為2，此時(shí)效率可達(dá)0.9NGW（Ⅰ）型（3Z）小功率傳動(dòng)500；推薦：=20~1000.8~0.9隨增加而下降短期工作120，長(zhǎng)期工作10結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動(dòng)比范圍大，但效率低于NGW型，工藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪A輸出，當(dāng)||大于某一數(shù)值時(shí)會(huì)發(fā)生自鎖NGWN（Ⅱ）型（3Z）=60~500推薦：=64~3000.7~0.84隨增加而下降短期工作120，長(zhǎng)期工作10結(jié)構(gòu)更緊湊，制造，安裝比上列Ⅰ型傳動(dòng)方便。由于采用單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M(mǎn)足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動(dòng)自鎖情況同上1.3確定行星齒輪傳動(dòng)類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)要求：連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)比小、結(jié)構(gòu)緊湊和外廓尺寸較小。根據(jù)表1-1中傳動(dòng)類(lèi)型的工作特點(diǎn)可知，2Z-X(A)型效率高，體積小，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。適用于任何工況下的大小功率的傳動(dòng)，且廣泛地應(yīng)用于動(dòng)力及輔助傳動(dòng)中，工作制度不限。本設(shè)計(jì)選用2Z-X(A)型行星傳動(dòng)較合理，其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1-1所示。其中a為中心輪，b和c為內(nèi)齒輪，x為轉(zhuǎn)臂。圖1-1減速器設(shè)計(jì)方案（單級(jí)NGW—2Z-X(A)型行星齒輪傳動(dòng)）擬定的設(shè)計(jì)方案如下圖：圖2-2減速器整體裝配圖沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算第二章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1配齒計(jì)算2.1.1確定各齒輪的齒數(shù)據(jù)2Z-X(A)型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比值和按其配齒計(jì)算（見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]）公式（2-1）-公式（2-）可求得內(nèi)齒輪b和行星輪c的齒數(shù)和?，F(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)=17和行星輪=3。根據(jù)內(nèi)齒輪對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整，同時(shí)考慮到安裝條件，取，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)比誤差的范圍內(nèi)。實(shí)際傳動(dòng)比為其傳動(dòng)比誤差％由于外嚙合采用角度變位的傳動(dòng)，行星輪c的齒數(shù)應(yīng)按如下公式計(jì)算，即=在考慮到安裝條件為（整數(shù)）2.1.2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(yáng)輪和行星輪材料為20GrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57~61HRC。試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限=1591Mpa。試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽(yáng)輪=485Mpa。行星輪=4850.7Mpa=339.5Mpa(對(duì)稱(chēng)載荷)。齒形為漸開(kāi)線(xiàn)直齒。最終加工為磨齒，精度為6級(jí)。內(nèi)齒圈材料為38GrMoAlA，淡化處理，表面硬度為973HV。試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限=1282Mpa驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限=370MPa齒形的終加工為插齒，精度為7級(jí)。2.減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速由得=3.載荷不均衡系數(shù)采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，取。4.齒輪模數(shù)和中心距a首先計(jì)算太陽(yáng)輪分度圓直徑：式中：—齒數(shù)比為—使用系數(shù)為1.25；—算式系數(shù)為768；—綜合系數(shù)為2；—太陽(yáng)輪單個(gè)齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。其中—高速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)效率，取=0.985—齒寬系數(shù)暫取=0.5=1450Mpa代入=24.6模數(shù)取m=1.5則=35.25取齒寬取2.2幾何尺寸計(jì)算1.計(jì)算變位系數(shù)(1)a-c傳動(dòng)嚙合角因所以變位系數(shù)和=（17+30）=1.141圖2-1選擇變位系數(shù)線(xiàn)圖中心距變動(dòng)系數(shù)y齒頂降低系數(shù)分配邊位系數(shù)：分配邊位系數(shù)：根據(jù)線(xiàn)圖法，通過(guò)查找線(xiàn)圖2-1得到邊位系數(shù)則(2)c-b傳動(dòng)由于內(nèi)嚙合的兩個(gè)齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有從而且2.幾何尺寸計(jì)算結(jié)果對(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：表3-1各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目計(jì)算公式a-c齒輪副b-c齒輪副分度圓直徑基圓直徑齒頂圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合齒根圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合注：齒頂高系數(shù)：太陽(yáng)輪、行星輪—，內(nèi)齒輪—；頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪—2.3裝配條件驗(yàn)算對(duì)于所設(shè)計(jì)的單級(jí)2Z-X(A)型的行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足如下裝配條件2.3.1鄰接條件按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即已知行星輪c的齒頂圓的直徑=164.513，和代入上式，則得164.513滿(mǎn)足鄰接條件2.3.2同心條件按公式對(duì)于角變位有已知，代入上式得滿(mǎn)足同心條件2.3.2安裝條件按公式驗(yàn)證其安裝條件，即得將代入該式驗(yàn)證得滿(mǎn)足安裝條件嚙合要素的驗(yàn)算1.a-c傳動(dòng)端面重合度（1）頂圓齒形曲率半徑太陽(yáng)輪=29.31行星輪=42.416（2）端面嚙合長(zhǎng)度式中“”號(hào)正號(hào)為外嚙合，負(fù)號(hào)為內(nèi)嚙合；端面節(jié)圓嚙合角。直齒輪==則（3）端面重合度=1.2652.端面重合度（1）頂圓齒形曲率半徑行星輪由上面計(jì)算得，=42.416內(nèi)齒輪=61.597（2）端面嚙合長(zhǎng)度==24.05（3）端面重合度==1.632.4齒輪強(qiáng)度校核2.4.1a-c傳動(dòng)強(qiáng)度校核本節(jié)僅列出相嚙合的小齒輪(太陽(yáng)輪)的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程，大齒輪(行星輪)的計(jì)算方法相同，從略。1．確定計(jì)算載荷名義轉(zhuǎn)矩=376.89N·m名義圓周力==N=8868N2．應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60=次=次===181.82===818.18式中—太陽(yáng)輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速()—壽命期內(nèi)要求傳動(dòng)的總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(h)t=10a=70400h3.確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù)1)使用系數(shù)K取K=1.252)動(dòng)負(fù)荷系數(shù)K因z=17<50和==143.03<150，可根據(jù)圓周速度===3.64查得（6級(jí)精度)：K=1.0393)齒向載荷分布系數(shù)K、KK=1+(K-1)KKK=1+(K-1)KK式中K—計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，查得K=1.11(=0.5);K—計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)的跑合影響系數(shù)，查得K=0.72(=3.64，HB=450)；K—計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，查得K=1.13(=12.4)K—計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)的跑合影響系數(shù)，查得K=0.97(=3.64，HB=450)；K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=0.7K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=0.85則K=1+(1.11-1)0.720.7=1.215K=1+(1.13-1)0.970.85=1.1764)齒間載荷分布系數(shù)K、K因=1.25=178.789，精度6級(jí)，硬齒面直齒輪，查得K=K=1.05)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z按下式計(jì)算Z===2.171式中直齒輪=0—端面節(jié)圓嚙合角直齒輪==—端面壓力角直齒輪==206)彈性系數(shù)查得=189.8(鋼-鋼)7)載荷作用齒頂時(shí)的齒形系數(shù)Y根據(jù)z=17和x=0.549查得Y=2.1568)載荷作用齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)Y查得Y=1.7969)重合度系數(shù)z、z===0.955=0.25+=0.25+=0.84310)螺旋角系數(shù)、按下式計(jì)算因=0，z=得=1=得=14．齒數(shù)比===1.7655．計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值==2.171189.80.9551MPa=638.93MPa6．接觸應(yīng)力==638.93=802MPa7．彎曲應(yīng)力的基本值=YYYY==93.378MPa8．齒根彎曲應(yīng)力==93.3781.251.0681.1761=143MPa9．確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)l)壽命系數(shù)Z因N=，得Z=1.02)潤(rùn)滑系數(shù)Z因=220和>1200MPa查得Z=1.03)速度系數(shù)Z因=3.64和=1591MPa查得Z=0.9754)粗糙度系數(shù)Z因>1200MPa和齒面R=1.66=9.6查得Z=1.0265)工作硬化系數(shù)因大小齒輪均為硬齒面，且齒面R=9.6>6，由圖5-17取=1.06)尺寸系數(shù)查得Z=1.010．許用接觸應(yīng)力==15911.01.00.9751.0261.01.0=1592MPa11．接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SS===1.98512．確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)l)試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)=2.02)壽命系數(shù)因N=，查得=0.833)相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)由=1.796，查得=1.04)齒根表面狀況系數(shù)=0.925(齒根R=6.36=37.8)5)尺寸系數(shù)可按下式計(jì)算=0.01m==1.013．許用彎曲應(yīng)力==4852.00.831.00.9251.0MPa=745MPa14．彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)SS===c-b傳動(dòng)強(qiáng)度校核本節(jié)僅列出相嚙合的大齒輪(內(nèi)齒輪)的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程，小齒輪(行星輪)的計(jì)算方法相同，從略。齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算按第5章中的有關(guān)公式和圖表進(jìn)行。1．名義切向力=8868N2．應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN=60=60次=2.310次式中n—太陽(yáng)輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速()=n-n==181.823．確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù)1)使用系數(shù)K取K=1.252)動(dòng)負(fù)荷系數(shù)K根據(jù)===3.76查得（7級(jí)精度)：K=1.0683)齒向載荷分布系數(shù)K，K由式(5-1)和(5-2)K=1+(K-1)KKK=1+(K-1)KK式中K—計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，查得K=1.187(=0.5);K—計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)的跑合影響系數(shù)，查得K=0.83(v=3.76，HB=450)；K—計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，由圖5-4查得K=1.12(=12.4)K—計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)的跑合影響系數(shù)，由圖5-5查得K=0.95(v=3.76，HB=450)；K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=0.7K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=0.85則K=1+(1.187-1)0.830.7=1.149K=1+(1.12-1)0.950.85=1.0974)齒間載荷分布系數(shù)K、K因==178.79，精度7級(jí)，非硬齒面直齒輪由表5-9查得K=K=1.05)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z可查圖5-13或按下式計(jì)算Z===2.495式中直齒輪=0—端面節(jié)圓嚙合角直齒輪==20—端面壓力角直齒輪==206)彈性系數(shù)Z查得Z=189.8(鋼一鋼)7)載荷作用齒頂時(shí)的齒形系數(shù)Y查得Y=2.0538)載荷作用齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)Y查得Y=2.659)重合度系數(shù)z，Yz===0.889=0.25+=0.25+=0.7110)螺旋角系數(shù)Z，Y可按下式計(jì)算因=0，z=得z=1Y=所以z=1，Y=14．齒數(shù)比u===2.6335．計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值==2.495189.80.8891MPa=323.75MPa6．接觸應(yīng)力==323.75=401MPa7．彎曲應(yīng)力的基本值=YYYY==110.497MPa8．齒根彎曲應(yīng)力=KKKK=110.491.251.0681.0971=161.812MPa9．確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)l)壽命系數(shù)Z因N=2.310，查得Z=12)潤(rùn)滑系數(shù)Z因和=1282MPa查得Z=13)速度系數(shù)Z因v=3.76和=1282MPa查得Z=0.9754)粗糙度系數(shù)Z因=1282MPa和齒面R=6.36=9.6查得Z=1.0265)工作硬化系數(shù)取=1.06)尺寸系數(shù)查得Z=1.010．許用接觸應(yīng)力=ZZZZZwZ=1282110.9751.02611=1283MPa11．接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SS===3.212．確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)l)試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)Y=2.02)壽命系數(shù)因N=2.310，查得Y=1.03)相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)Y由Y=2.65，查得Y=1.04)齒根表面狀況系數(shù)0.925(齒根R=6.36=37.8)5)尺寸系數(shù)Y可按下式計(jì)算Y=0.006m=1.03-0.0065=1.013．許用彎曲應(yīng)力=YYYYY=3702110.9251MPa=684.5MPa14．彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)SS===4.23沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算第三章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算行星齒輪減速器結(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(guò)鍵聯(lián)接其支承軸承在減速器殼體內(nèi)，太陽(yáng)輪通過(guò)雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)輪浮動(dòng)。太陽(yáng)輪浮動(dòng)原理如圖3-1所示：圖3-1太陽(yáng)輪浮動(dòng)原理3.1行星軸設(shè)計(jì)1.初算軸的最小直徑在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，其中每個(gè)行星輪軸承受的穩(wěn)定載荷，當(dāng)行星輪相對(duì)于行星架對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，載荷就作用于軸跨距中間。選取行星輪與行星架之間的間隙，則跨距長(zhǎng)度為。當(dāng)行星輪軸在轉(zhuǎn)臂中的配合為H7/h6時(shí)，就可以把它看成是擁有跨距為的雙支點(diǎn)梁。當(dāng)軸比較短時(shí)，兩個(gè)軸承幾乎靠著，因此，可以確定軸是沿著整個(gè)跨度承受均布載荷（見(jiàn)圖3-2）。圖3-2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Nmm=148538Nmm行星輪軸采用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)MPa，考慮到可能的沖擊振動(dòng)，取安全系數(shù);則許用彎曲應(yīng)力MPa=176MPa，故行星輪軸直徑取其實(shí)際尺寸將在選擇軸承時(shí)最后確定。2.選擇行星輪軸軸承在行星輪內(nèi)部安裝兩個(gè)軸承，每個(gè)軸承上的徑向載荷為N=1614N相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，軸承外圈以轉(zhuǎn)速=463.64考慮行星輪軸的直徑應(yīng)，及安裝在行星輪體內(nèi)的軸承，其外廓的尺寸將受到限制，所以初步選用單列深溝球軸承型號(hào)為6306型，其參數(shù)為kNkN（油?。?；取載荷系數(shù)；當(dāng)量動(dòng)載荷N=1937N軸承的壽命計(jì)算h=97377h根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該減速器要求連續(xù)工作10年，每年按320天計(jì)算，每天按22小時(shí)計(jì)算，即h。所以設(shè)計(jì)決定選用6306型軸承，并把行星輪軸直徑增大到。校核行星輪輪緣厚度是否大于許用值：=mm式中行星輪模數(shù)（mm）mm=35.712=12.5mm滿(mǎn)足條件>。由于行星輪寬度mm，因此兩個(gè)軸承之間安裝一厚度為5mm，寬度為13mm的套筒。3.2轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)3.2.1輸入軸設(shè)計(jì)1．初算軸的最小直徑由下式初步估算軸的最小直徑，選取軸材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表3-2查得。表3-2軸常用幾種材料的及值軸的材料Q235-A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti）4540Cr、35SiMn38SiMnMo/15~2520~3525~4535~55149~126135~112126~103112~97查表取=112，得輸入軸的最小直徑安裝法蘭，該截面處開(kāi)有鍵槽，軸頸增大5%~7%。故其實(shí)際尺寸將在選擇軸承時(shí)最后確定。2．選擇輸入軸軸承(1)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)估算所得直徑，輪彀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(chēng)安裝一對(duì)深溝球軸承6217型，其尺寸為，可畫(huà)出輸入軸草圖（如附圖03）。軸承的壽命計(jì)算其參數(shù)為kNkN（油?。蝗≥d荷系數(shù)；當(dāng)量動(dòng)載荷N=3873N;軸承的壽命計(jì)算h=165258h>70400h故該對(duì)軸承滿(mǎn)足壽命要求。3.2.2輸出軸設(shè)計(jì)1．初算軸最小直徑三個(gè)行星輪均布的情況下，輪齒嚙合中作用于中心輪上的力應(yīng)是相互平衡的，在輸出軸得軸端安裝膜片盤(pán)式聯(lián)軸器時(shí)，輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)該只承受轉(zhuǎn)矩。輸出軸選用42CrMo的合金鋼，其許用剪切應(yīng)力MPa，即求出輸出軸伸出端直徑=88.423Nmm=6114Nmm式中—輸出軸轉(zhuǎn)矩；—齒輪嚙合傳動(dòng)的效率，取=0.97。2．選擇輸出軸軸承因?yàn)檩敵鲚S的軸承不承受徑向工作的載荷（只承受輸出行星架裝置的自重），所示軸承尺寸應(yīng)由結(jié)構(gòu)要求來(lái)確定。輸出軸端，軸頸mm。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(yáng)輪安裝方便，使太陽(yáng)輪能通過(guò)行星架輪轂中的孔，故輪轂孔的直徑應(yīng)大于太陽(yáng)輪的齒頂圓直徑=99.076mm。故按結(jié)構(gòu)要求選用特輕系列單列深溝球軸承6030型，其尺寸為，可畫(huà)出行星架草圖（如附圖03）。軸承的壽命計(jì)算其參數(shù)為kNkN（油?。?；取載荷系數(shù)；當(dāng)量動(dòng)載荷N=5088N;軸承的壽命計(jì)算h=1600938h>70400h故該軸承滿(mǎn)足壽命要求。3．輸出軸上鍵的選擇及強(qiáng)度計(jì)算平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，其主要失效形式為工作面被壓潰。所以我們，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核及計(jì)算。普通平鍵連接的強(qiáng)度條件則按（3-2）式計(jì)算式中－轉(zhuǎn)矩，；－軸頸，mm;－鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處為鍵的高度，mm；－鍵的工作長(zhǎng)度，mm，型鍵；型鍵；型鍵，其中為鍵的長(zhǎng)度，為鍵的寬度；－許用擠壓應(yīng)力，，在這里鍵材料為45鋼。其許用擠壓應(yīng)力值按輕微沖擊算查相關(guān)資料的=100~120。由前面計(jì)算知輸入轉(zhuǎn)矩Nm，選用型鍵，其型號(hào)為，將數(shù)值，，鍵連接處的軸頸=110mm代入式（3-6）得=39.9<故該鍵滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。結(jié)論沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文結(jié)論結(jié)論通過(guò)對(duì)行星齒輪的設(shè)計(jì)過(guò)程的熟悉，與傳統(tǒng)的減速器的設(shè)計(jì)有很大的不同，計(jì)算方式不一樣、安裝方式不一樣、要求精度不一樣等。我們所做的設(shè)計(jì)是自己獨(dú)立完成的一項(xiàng)機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)，我們工科生作為祖國(guó)未來(lái)的的應(yīng)用型人才，將來(lái)所從事的工作都是高新技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)際的操作。所以我們應(yīng)該培養(yǎng)自己市場(chǎng)調(diào)查、收集資料、綜合應(yīng)用能力，提高計(jì)算、繪圖、實(shí)驗(yàn)這些環(huán)節(jié)來(lái)鍛煉自己的技術(shù)應(yīng)用能力。行星輪系減速器較普通齒輪減速器具有體積小、重量輕、效率高及傳遞功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪減速器的類(lèi)型很多，本設(shè)計(jì)主要通過(guò)對(duì)ZX-A型的進(jìn)行系列設(shè)計(jì)的。計(jì)算主要參數(shù)，確定主