行星減速器設(shè)計(jì)

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1、目錄 第一章 概述 . 1 第二章 要求分析 . 2 （一）原始數(shù)據(jù) 2 （二）系統(tǒng)組成框圖 2 第三章 方案擬定 . 4 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) . 5 傳動(dòng)方案的分析與擬定 . 5 1. 對傳動(dòng)方案的要求 . 5 2. 擬定傳動(dòng)方案 . 5 第五章 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 6 （一） 行星齒輪傳動(dòng)比和效率計(jì)算 . 6 （二） 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 . 6 1. 傳動(dòng)比條件 . 6 2. 同軸條件 . 6 3. 裝配條件 . 7 4. 鄰接條件 . 7 （三） 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 . 8 （四）行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核 10 1 、行星齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算及校核 . 10

2、 2、 齒輪齒面強(qiáng)度的計(jì)算及校核 . 11 3、有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限 11 （五）行星齒輪傳動(dòng)的受力分析 13 （六）行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量 15 （七）輪間載荷分布均勻的措施 15 第六章 行星輪架與輸出軸間齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 17 （一）選擇齒輪材料及精度等級(jí) 17 （二）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè) 17 （三）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 18 （四）主要尺寸計(jì)算 18 （五）驗(yàn)算齒輪的圓周速度v . 18 第七章 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì) . 19 （一） . 減速器輸入軸的設(shè)計(jì) 19 1、 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 . 19 2、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 . 19 3、 確定各

3、軸段的直徑 . 19 4、 確定各軸段的長度 . 19 5、 校核軸 . 19 （二） . 行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計(jì) 21 1、 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 . 21 2、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 . 21 3、 確定各軸段的直徑 . 21 4、 確定各軸段的長度 . 21 5、 . 校核軸 22 第一章概述 1.1 周轉(zhuǎn)輪系簡介 如果在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中至少有一個(gè)齒輪軸軸線的位置并不固定， 而是繞著 其他齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)，則這種輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。 一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系是由若干個(gè)行星輪（即兼繞自身軸線作自轉(zhuǎn)和隨構(gòu)件 H 起 繞固定軸線作公轉(zhuǎn)，就像行星運(yùn)動(dòng)一樣的齒輪）、一個(gè)或兩個(gè)太陽輪（即與行星 輪相

4、嚙合并繞著定軸線回轉(zhuǎn)的齒輪）和一個(gè)（只有一個(gè)）行星架 （轉(zhuǎn)臂或系桿， 即裝架行星輪且繞固定軸線回轉(zhuǎn)的構(gòu)件）H組成的。 在周轉(zhuǎn)輪系中，一般都以太陽輪和行星架作為運(yùn)動(dòng)的輸入和輸出構(gòu)件， 故又 稱它們?yōu)橹苻D(zhuǎn)輪系的基本構(gòu)件?；緲?gòu)件都圍繞著同一固定軸線回轉(zhuǎn)。 周轉(zhuǎn)輪系分類如下： 按自由度數(shù)目分有差動(dòng)輪系（F = 2）和行星輪系（F= 1）如圖1.1所示 差動(dòng)輪系（F=2） 圖1-1按自由度數(shù)目分類圖 2）按基本構(gòu)件分類1) 仃星輪系 2- 3 /A - E n 1 r 圖1-2 2K H型和3K型 圖1-3 復(fù)合輪系 輪系中既包含定軸輪系部分，又包含周轉(zhuǎn)輪系部分，或者是由幾部分周轉(zhuǎn)輪 系組成的，這種輪

5、系稱為復(fù)合輪系。 定軸輪系的傳動(dòng)比等于組成該輪系的各對嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積； 也等于 各對嚙合齒輪中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積之比，即： 定軸輪系的傳動(dòng)比=所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積 /所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘 積 首、末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系可用標(biāo)注箭頭的方法來確定。 一對嚙合傳動(dòng)的圓柱或圓錐齒輪在其嚙合節(jié)點(diǎn)處的圓周速度是相同的， 所以 標(biāo)志兩者轉(zhuǎn)向的箭頭不是同時(shí)指向節(jié)點(diǎn)， 就是同時(shí)背離節(jié)點(diǎn)。根據(jù)此法則，在用 箭頭標(biāo)出主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向后， 其余各輪的轉(zhuǎn)向便可依次用箭頭標(biāo)出， 由此可確定輪 系首、末兩輪的轉(zhuǎn)向關(guān)系。 在實(shí)際機(jī)器中，首、末兩輪的軸線相互平行的輪系應(yīng)用最廣。這時(shí)，其首、 末兩輪的

6、轉(zhuǎn)向不是相同就是相反。 所以規(guī)定：當(dāng)兩者轉(zhuǎn)向相同時(shí)，其傳動(dòng)比為 “+，” 反之為“”。 但必須指出：如果輪系中首、末兩輪的軸線不平行，便不能用 “+、 ”號(hào)來 表示它們的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而只能在圖上用箭頭來表示。 過輪或中介輪僅起著中間過渡和改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的作用。 1.2 行星減速器簡介 行星減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因 ,單級(jí)減速最小為 3，最大一般不超過 10，常見 減速比為： 3、4、5、 6、 8、10，減速機(jī)級(jí)數(shù)一般不超過 3，但有部分大減速比 定制減速機(jī)有 4 級(jí)減速。相對其他減速機(jī)，行星減速機(jī)具有高剛性，高精度 （單 級(jí)可做到 1分以內(nèi)），高傳動(dòng)效率 （單級(jí)在 97%-98%），高的 扭矩/體積

7、比，終身免 維護(hù)等特點(diǎn)。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，行星減速機(jī)多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)上， 用來降低轉(zhuǎn)速，提 升扭矩 ，匹配慣 量。減速 機(jī)額定輸入 轉(zhuǎn)速最 高可達(dá)到 18000rpm（與減速機(jī)本身大小有關(guān)，減速機(jī)越大，額定輸入轉(zhuǎn)速越小 ）以上，工業(yè) 級(jí)行星減速機(jī)輸出扭矩一般不超過 2000Nm，特制超大扭矩行星減速機(jī)可做到 lOOOONm以上。工作溫度一般在-25C到100C左右，通過改變潤滑脂可改變其 工作溫度。行星減速機(jī)的幾個(gè)概念： 級(jí)數(shù) :行星齒輪的套數(shù)。由于一套星星齒輪無法滿足較大的傳動(dòng)比，有時(shí)需 要2套或者 3套來滿足擁護(hù)較大的傳動(dòng)比的要求。由于增加了星星齒輪的數(shù)量， 所以 2 級(jí)或 3

8、級(jí)減速機(jī)的長度會(huì)有所增加，效率會(huì)有所下降。 回程間隙 :將輸出端固定，輸入端順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，使輸入端產(chǎn)生 額定扭矩 +-2%扭矩時(shí)，減速機(jī)輸入端有一個(gè)微小的角位移，此角位移就是回程 間隙。單位是 分，就是一度的六十分之一。也有人稱之為背隙。 行星減速機(jī)是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品， 其性能可與其它軍品級(jí)減速機(jī)產(chǎn)品 相媲美，卻有著工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格，被應(yīng)用于廣泛的工業(yè)場合。 該減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。 具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá) 104kW。適用于起重 運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀 器儀表

9、、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門行星系列新品種 WGN 定軸傳 動(dòng)減速器、 WN 子母齒輪傳動(dòng)減速器、彈性均載少齒差減速器。 行星減速機(jī)是一種具有廣泛通用性的新性減速機(jī)，內(nèi)部齒輪采用 20CvMnT 滲碳淬火和磨齒。整機(jī)具有結(jié)構(gòu)尺寸小，輸出扭矩大，速比在、效率高、性能安 全可靠等特點(diǎn)。 本機(jī)主要用于塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 又可作為配套部件用于起 重、挖掘、運(yùn)輸、建筑等行業(yè)。 行星齒輪減速機(jī)重量輕、體積小、傳動(dòng)比范圍大、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲 低適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。減速機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重運(yùn)輸、電力、能源、建 筑建材、輕工、交通等工業(yè)部門。 在行星減速機(jī)中裝入建議的型號(hào)和數(shù)值的潤滑脂。

10、 行星減速機(jī)采用潤滑油潤 滑。對于豎直安裝的行星減速機(jī)， 鑒于潤滑油可能不能保證最上面的軸承的可靠 潤滑，因此采用另外的潤滑措施。工作油溫不能超過 80C。終生潤滑的組合行 星減速機(jī)在制造廠注滿合成油， 除此之外， 行星減速機(jī)供貨時(shí)通常是不帶潤滑油 的，并帶有注油塞和放油塞。 本樣本中列出的行星減速機(jī)潤滑油數(shù)量只是估計(jì)值。 根據(jù)訂貨時(shí)指定的安裝位置設(shè)置油位塞的位置以保證正確注油， 減速機(jī)注油量應(yīng) 該根據(jù)不同安裝方式來確定。 如果傳輸功率超過減速機(jī)的熱容量， 必須提供外置 冷卻裝置。 行星減速機(jī)包括單級(jí)、雙級(jí)和三級(jí)傳動(dòng)，計(jì)有 12 個(gè)機(jī)座， 27 個(gè)型號(hào)， 58 種速比，可組成 498 臺(tái)不同規(guī)

11、格的減速機(jī)。 行星齒輪減速機(jī)工作原理 : 1） 齒圈固定，太陽輪主動(dòng)，行星架被動(dòng)。 此種組合為降速傳動(dòng)，通常 傳動(dòng)比一般為2.55,轉(zhuǎn)向相同。 2） 齒圈固定， 行星架主動(dòng)， 太陽輪被動(dòng)。 此種組合為升速傳動(dòng)， 傳動(dòng)比 一般為 0.20.4，轉(zhuǎn)向相同。 3） 太陽輪固定， 齒圈主動(dòng)， 行星架被動(dòng)。 此種組合為降速傳動(dòng)， 傳動(dòng)比 一般為 1.251.67，轉(zhuǎn)向相同。 4） 太陽輪固定， 行星架主動(dòng)， 齒圈被動(dòng)。 此種組合為升速傳動(dòng)， 傳動(dòng)比 一般為 0.60.8，轉(zhuǎn)向相同。 5）行星架固定，太陽輪主動(dòng)，齒圈被動(dòng)。傳動(dòng)比一般為 1.54，轉(zhuǎn)向相 反。 6）行星架固定，齒圈主動(dòng)，太陽輪被動(dòng)。此種組合

12、為升速傳動(dòng)，傳動(dòng)比一 般為 0.250.67，轉(zhuǎn)向相反。 7）把三元件中任意兩元件結(jié)合為一體的情況： 當(dāng)把行星架和齒圈結(jié)合為一 體作為主動(dòng)件，太陽輪為被動(dòng)件或者把太陽輪和行星架結(jié)合為一體作為主動(dòng)件， 齒圈作為被動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況。 行星齒輪間沒有相對運(yùn)動(dòng)， 作為一個(gè)整體運(yùn)轉(zhuǎn)， 傳 動(dòng)比為 1，轉(zhuǎn)向相同。汽車上常用此種組合方式組成直接檔。 8）三元件中任一元件為主動(dòng)，其余的兩元件自由：從分析中可知，其余兩 元件無確定的轉(zhuǎn)速輸出。 第六種組合方式， 由于升速較大，主被動(dòng)件的轉(zhuǎn)向相反， 在汽車上通常不用這種組合。其余的七種組合方式比較常用。 1.3 行星減速器的安裝要求 在減速機(jī)家族中，行星減速機(jī)以其體

13、積小，傳動(dòng)效率高，減速范圍廣，精度 高等諸多有點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于伺服、步進(jìn)、直流等傳動(dòng)系統(tǒng)中。其作用就是在 保證精密傳動(dòng)的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載 /電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量比。在過去幾年里，有的用戶在使用減速機(jī)時(shí)，由于違規(guī)安裝等人為因素， 而導(dǎo)致減速機(jī)的輸出軸折斷了， 使企業(yè)蒙受了不必要的損失。 因此，為了更好的 幫助廣大用戶用好減速機(jī)，向你詳細(xì)地介紹如何正確安裝行星減速機(jī)。 正確的安裝， 使用和維護(hù)減速機(jī)， 是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。 因 此，在安裝行星減速機(jī)時(shí)， 請務(wù)必嚴(yán)格按照下面的安裝使用相關(guān)事項(xiàng)， 認(rèn)真地裝 配和使用。 第一步安裝前確認(rèn)電機(jī)和減速機(jī)是否完好無損，

14、并且嚴(yán)格檢查電機(jī)與減速機(jī) 相連接的各部位尺寸是否匹配， 這里是電機(jī)的定位凸臺(tái)、 輸入軸與減速機(jī)凹槽等 尺寸及配合公差。 第二步旋下減速機(jī)法蘭外側(cè)防塵孔上的螺釘，調(diào)整 PCS 系統(tǒng)夾緊環(huán)使其側(cè) 孔與防塵孔對齊，插入內(nèi)六角旋緊。之后，取走電機(jī)軸鍵。 第三步將電機(jī)與減速機(jī)自然連接。 連接時(shí)必須保證減速機(jī)輸出軸與電機(jī)輸入 軸同心度一致， 且二者外側(cè)法蘭平行。 如同心度不一致， 會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸折斷或減 速機(jī)齒輪磨損。 另外，在安裝時(shí)， 嚴(yán)禁用鐵錘等擊打， 防止軸向力或徑向力過大損壞軸承或 齒輪。一定要將安裝螺栓旋緊之后再旋緊緊力螺栓。安裝前，將電機(jī)輸入軸、定 位凸臺(tái)及減速機(jī)連接部位的防銹油用汽油或鋅鈉水擦

15、拭凈。 其目的是保證連接的 緊密性及運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性，并且防止不必要的磨損。 在電機(jī)與減速機(jī)連接前， 應(yīng)先將電機(jī)軸鍵槽與緊力螺栓垂直。 為保證受力均 勻，先將任意對角位置的安裝螺栓旋上， 但不要旋緊， 再旋上另外兩個(gè)對角位置 的安裝螺栓最后逐個(gè)旋緊四個(gè)安裝螺栓。 最后，旋緊緊力螺栓。 所有緊力螺栓均 需用力矩板手按標(biāo)明的固定扭力矩?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行固定和檢查。 減速機(jī)與機(jī)械設(shè)備間的 正確安裝類同減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)間的正確安裝。 關(guān)鍵是要必須保證減速機(jī)輸出軸 與所驅(qū)動(dòng)部分軸同心度一致。 根據(jù)上面的介紹，行星齒輪傳動(dòng)根據(jù)基本夠件的組成情況可分為： 2K H、 3K、及K H V三種。若按各對齒輪的嚙合方式，又可分

16、為： NGW型、NN型、WW 型、WG型、NGW型和N型等。我所設(shè)計(jì)的行星齒輪是 2K-H行星傳動(dòng)NGW型。 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)，逐漸獲得廣泛應(yīng)用。同時(shí)它的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制 造精度要求較高、 安裝較困難些、 設(shè)計(jì)計(jì)算也較一般減速器復(fù)雜。 但隨著人們對 行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步的深入地了解和掌握以及對國外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消 化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善， 同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提 高，完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。 根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行一般的齒輪強(qiáng)度、 幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算， 然后要進(jìn)行傳動(dòng) 比條件、

17、同心條件、裝配條件、相鄰條件的設(shè)計(jì)計(jì)算，由于采用的是多個(gè)行星輪 傳動(dòng)，還必須進(jìn)行均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量的設(shè)計(jì)計(jì)算。第二章要求分析 （一）設(shè)計(jì)相關(guān)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)行星輪系減速器， 要求給兩節(jié)普通干電池實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)停的電動(dòng)控制, 最終輸出所需的扭矩為 31 。 2N*m 。 （二）系統(tǒng)組成框圖 經(jīng)減速后 圖2-1所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成框圖第三章方案擬定 3.1 傳動(dòng)方案的分析與擬定 1） 對傳動(dòng)方案的要求 合理的傳動(dòng)方案， 首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求， 還要滿足工作可靠、 傳 動(dòng)精度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和 維護(hù)方便等要求。 2） 擬定傳動(dòng)方案 任何一個(gè)方案，要滿足上述所

18、有要求是十分困難的， 要統(tǒng)籌兼顧，滿足最 主要的和最基本的要求。例如圖2-2所示為作者擬定的傳動(dòng)方案，適于在惡劣環(huán) 境下長期連續(xù)工作。 電機(jī)通過聯(lián)軸器與2K-H型行星齒輪減速器輸入軸相連，傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速。 行星齒輪減速器采用3個(gè)行星輪模式。內(nèi)齒圈固定，行星架與輸出軸相連，輸出 轉(zhuǎn)速和扭矩。 “太陽輪厶內(nèi)齒圈C行崖輪行星架i.輸入軸2輸出軸 圖3-1所設(shè)計(jì)的行星齒輪減速器運(yùn)動(dòng)簡圖（五）行星齒輪傳動(dòng)的受力分析 在行星齒輪傳動(dòng)中由于其行星輪的數(shù)目通常大于 1,即 nw1,且均勻?qū)ΨQ地 分布于中心輪之間；所以在 2H K型行星傳動(dòng)中，各基本構(gòu)件（中心輪 a、b和 轉(zhuǎn)臂H）對傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑

19、向力等于零。因此，為了簡便起見， 本設(shè)計(jì)在行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力 Fr ,且用一條 垂直線表示一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)用符號(hào) F 代表切向力 Fr 。 為了分析各構(gòu)件所受力的切向力 F,提出如下三點(diǎn)： （1） 在轉(zhuǎn)矩的作用下，行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài)， 因此，構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。 （2） 如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力， 則中間的力與兩邊的 力的方向應(yīng)相反。 （3） 為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值， 則應(yīng)研究它們對第三個(gè) 力的作用點(diǎn)的力矩。 在2H-K型行星齒輪傳動(dòng)中，其受力分析圖是由運(yùn)動(dòng)的輸入件開始， 然后依 次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。 對于直齒

20、圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出 切向力F,如圖1-3所示。 由于在輸入件中心輪a上受有 nw個(gè)行星輪g同時(shí)施加的作用力Fga和輸入轉(zhuǎn) 矩 TA的作用。當(dāng)行星輪數(shù)目 nw 2時(shí)，各個(gè)行星輪上的載荷均勻，（或采用載荷 分配不均勻系數(shù)kp進(jìn)行補(bǔ)償）因此，只需要分析和計(jì)算其中的一套即可。在此 首先確定輸入件中心輪 a 在每一套中 （即在每個(gè)功率分流上） 所承受的輸入轉(zhuǎn)矩 為 Ti =Ta/ nw=9549P/ nwn=9549X 370/7 X 750=4.46N*m 可得 Ta=T1* nw=31.2 N*m 式中 Ta 中心輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N*m P1 -輸入件所傳遞的名義功率，kw；K Ft (a

21、) (b) 圖5-2傳動(dòng)簡圖 (a)傳動(dòng)簡圖 (b) 構(gòu)件的受力分析 按照上述提示進(jìn)行受力分析計(jì)算，則可得行星輪 g作用于中心輪a的切向力為 Fga=2000Ti/ da=2000Ta/ nwda=2000X 4.48/32=280N 而行星輪g上所受的三個(gè)切向力為 中心輪a作用與行星輪g的切向力為 Fag =- Fga =-2000Ta / nw da =-280N 內(nèi)齒輪作用于行星輪g的切向力為 Fbg = Fag =-2000Ta/ nw da=-280N 轉(zhuǎn)臂H作用于行星輪g的切向力為 FHg =-2 Fag =-4000Ta / nw da =-540N 轉(zhuǎn)臂H上所的作用力為 FgH

22、 =-2 FHg =-4000 Ta/ 門 da =-540N 轉(zhuǎn)臂H上所的力矩為 TH =nw FgH rx =-4000Ta/ da* =-4000 X 4.48/32 X 57=-9.82 N*m 在內(nèi)齒輪b上所受的切向力為 Fgb =- Fbg =2000Ta/ nw da =280N 在內(nèi)齒輪b上所受的力矩為 Tb=nw Fgb db/2000=Ta db/ da=280X 196/2000=27.44 N*m 式中 da 中心輪a的節(jié)圓直徑，伽 db 內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑，伽 rx 轉(zhuǎn)臂H的回轉(zhuǎn)半徑，伽 根據(jù)參考文獻(xiàn)二式（ 6 37）得 - Ta/ TH=1/ iabH =1/1-

23、iaHb =1/1+P 轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)矩為 TH =- Ta *（1+P）=-9.82N*m 仿上 - Tb/ TH=1/ iabH =1/1- iaHb =p/1+P 內(nèi)齒輪 b 所傳遞的轉(zhuǎn)矩， Tb =-p/1+p* TH =27.44 N*m （六） 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量 行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。這些是 由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)（ nw 2）行星輪的傳動(dòng)方式，充分利用了同心軸齒 輪之間的空間， 使用了多個(gè)行星輪來分擔(dān)載荷， 形成功率分流， 并合理地采用了 內(nèi)嚙合傳動(dòng)；從而，才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。 （七） 輪間載荷分布均勻的措施 為了使行星輪

24、間載荷分布均勻， 起初，人們只努力提高齒輪的加工精度， 從 而使得行星輪傳動(dòng)的制造和轉(zhuǎn)配變得比較困難。 后來通過實(shí)踐采取了對行星齒輪 傳動(dòng)的基本構(gòu)件徑向不加限制的專門措施和其他可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位的方法， 即采用 各種機(jī)械式的均載機(jī)構(gòu)， 以達(dá)到各行星輪間載荷分布均勻的目的。 從而，有效地 降低了行星齒輪傳動(dòng)的制造精度和較容易轉(zhuǎn)配， 且使行星齒輪傳動(dòng)輸入功率能通 過所有的行星輪進(jìn)行傳遞，即可進(jìn)行功率分流。 在選用行星齒輪傳動(dòng)均載機(jī)構(gòu)時(shí)， 根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況， 應(yīng)對其提 出如下幾點(diǎn)要求： （1） 載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng)，能較好地補(bǔ)償制造和轉(zhuǎn)配誤差及零 件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù) KP

25、 值最小。 （2） 均載機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償動(dòng)作要可靠、均載效果要好。為此，應(yīng)使均載構(gòu)件上 所受力的較大，因?yàn)椋饔昧Υ蟛拍苁蛊鋭?dòng)作靈敏、準(zhǔn)確。 （3） 在均載過程中，均載構(gòu)件應(yīng)能以較小的自動(dòng)調(diào)整位移量補(bǔ)償行星齒輪 傳動(dòng)存在的制造誤差 （4） 均載機(jī)構(gòu)應(yīng)制造容易，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、布置方便，不得影響到行星 齒輪傳動(dòng)性能。均載機(jī)構(gòu)本身的摩擦損失應(yīng)盡量小，效率要高。 （5） 均載機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一定的緩沖和減振性能； 至少不應(yīng)增加行星齒輪傳動(dòng) 的振動(dòng)和噪聲。 為了使行星輪間載荷分布均勻， 有多種多樣的均載方法。 對于主要靠機(jī)械的方法 來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)類型可分為兩種： 1、 靜定系統(tǒng) 該系統(tǒng)的均載原理是通過系

26、統(tǒng)中附加的自由度來實(shí)現(xiàn)均載的。 2、 靜不定系統(tǒng) 均載機(jī)構(gòu)： 1、 基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu) （1）中心輪a浮動(dòng) （2）內(nèi)齒輪b浮動(dòng) （3）轉(zhuǎn)臂H浮動(dòng) （4）中 心輪a與轉(zhuǎn)臂H同時(shí)浮動(dòng) （5）中心輪a與內(nèi)齒輪b同時(shí)浮動(dòng) （6） 組成靜定結(jié)構(gòu)的浮動(dòng) 2、 杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu) 本次所設(shè)計(jì)行星齒輪是靜定系統(tǒng)，基本構(gòu)件中心輪 a浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)。 第六章 行星輪架與輸出軸間齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 已知：傳遞功率P=370w齒輪軸轉(zhuǎn)速n=750r/min，傳動(dòng)比i=6.97，載荷平 穩(wěn)。使用壽命 10 年，單班制工作。 （一） 輪材料及精度等級(jí) 行星輪架內(nèi)齒圈選用40Cr鋼調(diào)質(zhì)，硬度為400450HBS齒輪軸選用40

27、Cr 鋼調(diào)質(zhì)，硬度為400450HBS選用8級(jí)精度，要求齒面粗糙度 Ra 3.2 6.3 m。 （二） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用參考文獻(xiàn)四式 10 22求出 d1值。確 定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)。 1）轉(zhuǎn)矩 T1 Ti= Ti=Ta/ nw=9549P/ nwn=9549X 0.37/7 X 750=4.48N*m 2）載荷系數(shù) K 查參考文獻(xiàn)四表 1011 取 K=1.1 3） 齒數(shù) z1 和齒寬系數(shù) d 行星輪架內(nèi)齒圈齒數(shù) z1 取 11，則齒輪軸外齒面齒數(shù) z2 =11。因單級(jí)齒 輪傳動(dòng)為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由參考文獻(xiàn)四表 10 20 選取 d =1。 4

28、） 許用接觸應(yīng)力 H 由參考文獻(xiàn)四圖 1024查得 Hlim1 =560Mpa， Hlim2=530 Mpa 由參考文獻(xiàn)四表 10 10 查得 SH =1 N1 =60nj Lh =60X 1600X 1X （10 X 52X 40）=1.997 X 109 9 N2 =N1/i=1.997 X 10 由參考文獻(xiàn)四圖 1027 可得 ZNT1=ZNT2=1.05。 由參考文獻(xiàn)四式 1013 可得 H 1=ZNT 1 H lim1 / SH =1.05 X 560/1=588 Mpa H 2=ZNT2 Hlim2/ SH =1.05X530/1=556.5 Mpa （三）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

29、由參考文獻(xiàn)四 式 1024 得出 F ，如 da1 da2 m z 1 11 11 則校核 合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： 1）齒形系數(shù) YF 由參考文獻(xiàn)四表 1013 查得 YF1=YF2 =3.63 2）應(yīng)力修正系數(shù) YS 由參考文獻(xiàn)四表 1014 查得 YS1=YS2=1.41 1 =YNT1 F iim1 / SF =210/1.3=162 Mpa F 2 =YNT2 Flim2 / SF =190/1.3=146 Mpa 故 m 1.26 KTYFYS/ dz1 T =1.26 X 1.1 4460 3.63 1.41/1 112 146 =1.58 2 2 1 1 4460 F1=2

30、KT1/b m Z1 YF YS= 2 X 3.63 X 1.41=110MPa F 1=162 Mpa 32 22 11 1 F2 = F1 gYF2 YS2 / YF1 YS1 =104MPa F 2 =146 Mpa 齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。 由參考文獻(xiàn)四表10 3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2 (四) 主要尺寸計(jì)算 d1 =d2 =mz=X 57mm=57mm 4 = 6= d d1=0.5 X 57mm=28.5mm a=1/2 gm(z1 + z2)=1/2 X 1 X (11+11)mm=57mm (五) 驗(yàn)算齒輪的圓周速度v v= d1 nJ60 X 1000= X 11X 1600/60 X

31、 1000=0.921m/s 由參考文獻(xiàn)四表10 22,可知選用8級(jí)精度是合適的。3）許用彎曲應(yīng)力 參考文獻(xiàn)四圖 10 25查得 F lim1 =210Mpa Flim2=190 Mpa 參考文獻(xiàn)四表 1010查得 SF =1.3 參考文獻(xiàn)四圖 10 26查得 YNT1 =YNT2 =1 參考文獻(xiàn)四式 1014可得 圖7-3 輸出軸 5、校核軸: a、受力分析圖見圖 圖7-4受力分析圖 （a）水平面內(nèi)彎矩圖（b）垂直面內(nèi)的彎矩圖（c）合成彎矩圖（d）轉(zhuǎn)矩圖 圓周力：Ft =2Ti /di=2X465.5/11=84.64N 徑向力：Fr = Ftgtana =846.4 X tan 200 =

32、308.1N I rt 法向力：Fn = Ft/cos a =846.4/ cos 20 =90.72N b、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-4a）.支點(diǎn)反力為： FH =Ft/2=42.32N 彎矩為：M H1 =42.32 X 68.25/2=1444.17N gmm M H2 =423.2 X 33.05/2=699.338N gmm c、 作垂直面內(nèi)的彎矩圖(7-4b),支點(diǎn)反力為：Fv = Fr/2=15.405N 彎矩為：Mvi=154.05 X 68.25/2=525.7 N gmm M v2 =154.05 X 33.05/2=254.57 N gmm d、 作合成彎矩圖(7-4c ):

33、 Mi =JMHI M：! =Jl4441.72 52572 =1536.87 N gmm M2MH2 MV2 = 6993.38 2545.7 =744.23 N gmm e、 作轉(zhuǎn)矩圖(7-4d): T= - TH =Ta* ( 1+P) = 0.8952 X( 1+4.2)=465.5 N*mm f、 求當(dāng)量彎矩 Me1= M12 (aT)2= ,15368.72 (0.6 4655)2 =1562.04 N gmm Me2 . M 2 (aT)2 = , 7442.3 2 (0.6 4655)2 =794.9Ngmm g、校核強(qiáng)度 e1=Me1/W=1562.04/0.1 d63 =1562.04/0.1 X 123=9.1Mpa e2 = Me2/W=794.9/0.1 d；3 =794.9/0.1 X 123= 4.6Mpa 所以滿足e 1b =55Mpa的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定 裕量.