行星齒輪式動力換擋變速箱設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 本 科 畢 業(yè) 設 計 題 目 行星齒輪式動力換擋變速箱的設計 學 院 工業(yè)制造學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號 年級 11 指導教師 職稱 講師 2015 年 4 月 11 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 行星齒輪式動力換擋變速箱 設計 專 業(yè)： 學 號： 學 生： 指導教師： 摘要： 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，機械工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在農(nóng)業(yè)方面，變速箱的應用非常廣泛，在一些特定的工作場合，變速箱體積小，變速靈活，價格成本低廉很受歡迎，根據(jù)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變速箱必須滿足當今人們對汽車速度調(diào)節(jié)方面的靈活性操控等需求，能夠在不改變發(fā) 動機的扭矩和轉速的情況下，改變變速箱的驅動力和行駛速度；在發(fā)動機曲軸旋轉方向不變的情況下，使變速箱前進或后退；在發(fā)動機不熄滅的情況下，可使變速箱長時間停車或進行固定作業(yè)。 目前市面上的變速箱大多都是采用傳統(tǒng)的變速結構，在某些特定的區(qū)域，這種結構形式的變速箱非常不受歡迎。由于以往的變速箱采用傳統(tǒng)的結構形式，這樣就造成傳動精度不好控制，保養(yǎng)維護費用較高 ;同時存在一定的安全隱患。因此，對整機的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強烈的震動，使得操作很不舒服。雖然傳通的變速箱傳動效率較高，變速效果較好，但是價 格也較昂貴，對于一般的用戶難以接受。所以研究一種新式的行星齒輪式動力換擋變速箱勢在必行！ 變速箱作為機動車輛中的核心部件的一種，它工作時，發(fā)動機通過 而間接地帶動了車輪的轉動，這樣車輛就可以行駛了。 本文介紹了行星齒輪式動力換擋變速箱的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，以及對其結構進行創(chuàng)新設計，該變速箱的優(yōu)點是傳動鏈短、效率高、易加工、使用和維護都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作，最主要的是其傳動效率很高。 關鍵詞： 行星齒輪式動力換擋變速 箱；扭矩；結構；校驗 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 of of is in of in in of is in of is to to of of in of of of or is of to a or on of is in in of of is of is is at of to a so is is is is to So of a as a in a it is to by of so be of of of is a to in is ey 購買設計文檔后加 費領取圖紙 I 目 錄 緒論 ........................................................................ 1 1. 課題的來源及研究的目的和意義 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 2. 本課題研究的主要內(nèi)容 ..................................................... 4 3. 行星齒輪式動力換擋變速箱的總體方案設計 .................................. 10 速箱的結構形式 .................................... 1錯誤 !未定義書簽。 速箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)的布局 ...................... 1錯誤 !未定義書簽。 行星機構的類型選擇 ................................. 1錯誤 !未定義書簽。 星機構的類型及特點 ........................... 1錯誤 !未定義書簽。 定行星齒輪傳動的類型 ......................... 1錯誤 !未定義書簽。 4. 行星齒輪式動力換擋變速箱傳動系統(tǒng)的設計 .................................. 14 速箱內(nèi) 部傳動系統(tǒng)的具體結構 ........................................ 16 星 齒輪的計算 ...................................................... 18 齒計算 ....................................... 2錯誤 !未定義書簽。 何尺寸計算 ................................... 2錯誤 !未定義書簽。 配條件驗算 ................................................... 26 星軸的設計計算 .................................................... 27 算軸的最小直徑 ............................................... 28 入軸的設計 ................................................... 28 出軸的設計 ................................................... 29 向離合器的工作原理及計算 .......................................... 29 5. 變速箱內(nèi)部主要傳動零件的強度校核 ....................................... 31 動軸的強度校核 .................................................... 32 動齒輪的強度校核 .................................................. 33 承強度的校核 ...................................................... 36 6. 結論 ................................................................... 37 參考文獻 .................................................................. 38 致謝 ...................................................................... 39 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1緒論 1 課題的來源及研究的目的和意義 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本， 對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武箱。 不論服務于哪一領域，機械工程的 工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。研究、設計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應當前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工 藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、 維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理 購買設計文檔后加 費領取圖紙 2和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等 ；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內(nèi) 燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、變速箱工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程， 19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在 20世紀中 期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度 的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們 掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自 20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。械工 程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標任務。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 3機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的 科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng) 的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程， 19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在 20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 綜合 再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng) 的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個行業(yè)在受到其他國家先進技術沖擊的同時，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機會也變的越來越多。變速箱行業(yè)通過行業(yè)展會、科研合作等多種途徑，不斷的提 高了自身實力和核心競爭力，縮小與發(fā)達國家之間的差距。 在新的市場需求的驅動下，變速箱設備的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內(nèi)變速箱設 購買設計文檔后加 費領取圖紙 4備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展大型環(huán)保節(jié)能的變速箱械設備，在我國飛速發(fā)展的農(nóng)業(yè)從人工作業(yè)到機械化的轉變中發(fā)揮著積極的作用。一般生產(chǎn)大型變速箱設備的企業(yè)對設備傳動效率指數(shù)上都有嚴格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設備時，都充分考慮到設備在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少設備因為振動或者操作不當而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內(nèi)行星齒輪式動力換擋變速箱的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經(jīng)濟、 經(jīng)久耐用主題保持一致。加大變速箱新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎建設發(fā)展的需求。 行星齒輪式動力換擋變速箱的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前行星齒輪式動力換擋變速箱正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 2 本課題研究的主要內(nèi)容 國內(nèi)行星齒輪式動力換擋變速箱的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經(jīng)濟、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大行星齒輪式動力換擋變速箱新型多樣化的研發(fā) 及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎建設發(fā)展的需求。 行星齒輪式動力換擋變速箱的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前變速箱自動變速箱正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 本次設計的任務是行星齒輪式動力換擋變速箱的設計，通過讓學生親自了解變速箱內(nèi)部的構造和組成部分，通過對變速箱內(nèi)部工件的測繪來認識工件，通過利用計算機繪圖軟件例如 對工件進行零件圖的繪制和裝配，這樣經(jīng)過一系列的 綜合性訓練，培養(yǎng)學生動手，動腦以及畫圖的能力。 3 行星齒輪式動力換擋變速箱的總體方案設計 速箱的結構形式 速箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)的布局 行星齒輪式動力換擋變速箱 作為車輛中最重要的核心部件的一種，廣泛應用于汽 購買設計文檔后加 費領取圖紙 5車，工程車輛，運輸機等等領域。它工作時，發(fā)動機通過 而間接地帶動了車輪的轉動，這樣汽車就可以行駛了，通過改變變速箱理論的檔位來實現(xiàn)機動車輛的前進、后退、加速、減速等等功能。在機動車輛的幾個組成部分里，變速箱是最重要也是最核心的部分，其組成機構及傳動系統(tǒng) 的布局圖如下圖所示： 圖 3行星機構的類型選擇 星機構的類型及特點 行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比較，它具有許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動的主要特點如下： （ 1）體積小，質量小，結構緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質量約為普通齒輪傳動的 51~21 （即在承受相同的載荷條件下）。 （ 2）傳動效率高。在傳動類型選擇恰當、結構布置合理的情況下，， 99。 （ 3）傳動比較大?？梢詫崿F(xiàn)運動的合成 與分解。只要適當選擇行星齒輪傳動的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個齒輪而獲得很大的傳動比。在僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動中，其傳動比可達到幾千。應該指出，行星齒輪傳動在其傳動比很大時，仍然可保持結構緊湊、質量小、體積小等許多優(yōu)點。 （ 4）運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強。由于采用了數(shù)個結構相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉臂的慣性力相互平衡。同時，也使參 購買設計文檔后加 費領取圖紙 6與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動的運動平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動的能力較強，工作較可靠。 最常見的行星齒輪傳動機構是 行星齒輪傳動的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同分有 等類型。按基本結構的組成情況不同有 23Z、 行星齒輪傳動最顯著的特點是：在傳遞動力時它可進行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機械傳動系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質量小、結構緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動 裝置以及需要變速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應用，表 1 表 1傳動 形式 簡圖 性能參數(shù) 特點 傳動比 效率 最大功率 /2負號機構） 限 效率高，體積小，重量輕，結構簡單，制造方便，傳遞公路范圍大，軸向尺寸小，可用于各個工作條件， 在機械傳動中應用最廣。單級傳動比范圍較小，耳機和三級傳動均廣泛應用 2 1~50 推薦7~21 效率高，徑向尺寸比 動比范圍較 用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、安裝較復雜， 購買設計文檔后加 費領取圖紙 7故 | ? 7 時不宜采用 2 推薦值： 8~30 效率較低，一般為 40 傳動比打，效率較低，適用于短期工作傳動。當行星架 動比 |i |大于某一值后，機構將發(fā)生自鎖 2 千 | = 時，i >5 以后 i |增加徒降 ? 20 傳動比范圍大，但外形尺寸及重量較大，效率很低，制造困難，一般不用與動力傳動。運動精度低也不用于分度機構。當行星架 |i |從某一數(shù)值起會發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動比取值為 ，最佳值為 2，此時效率可達 ）型（ 3Z） 小功率傳動 500；推薦：20~100 加而下降 短期工作? 120，長期工作? 10 結構緊湊，體積小，傳動比范圍大，但效率低于 藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪 |i |大于某一數(shù)值時會發(fā)生自鎖 ）型（ 3Z） 60~500 推薦： 120，長結構更緊湊，制造，安裝比上列Ⅰ型傳動方便。由于采用 購買設計文檔后加 費領取圖紙 864~300 降 期工作? 10 單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動自鎖情況同上 定行星齒輪傳動類型 根據(jù)設計要求：連續(xù)運轉、傳動比小、結構緊湊和外廓尺寸較小。根據(jù)表 12)型效率高，體積小，機構簡單，制造方便。適用于任何工況下的大小功率的傳動，且廣泛地應用于動力及輔助傳動中，工作制度不限。本設計選用的行星傳動較合理，其傳動簡圖如圖 1 圖 1 行星齒輪式動力換擋變 速箱傳動系統(tǒng)的設計 速箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)的具體結構 變速箱體內(nèi)部主要有各檔位傳動齒輪，各傳動軸以及端蓋，軸承等等零件組成，通過發(fā)動機驅動 V 帶傳動，從而帶動變速箱內(nèi)部的傳動機構動作，繼而實現(xiàn)機動車輛輪子的轉動，于是車輛就可以行駛了。其具體內(nèi)部傳動結構圖如下圖所示： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 星齒輪的設計計算 齒計算 據(jù) 2)型行星傳動的傳動比 和按其配齒計算（見參考文獻 [1]）公式（ 3公式（ 3求得內(nèi)齒輪 現(xiàn)考慮到行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，故選擇中心輪 17和行星輪 3. 根據(jù)內(nèi)齒輪 1( ?? ?? ）（ 對內(nèi)齒輪齒數(shù)進行圓整，同時考慮到安裝條件，取 79?此時實際的 是必須控制在其傳動比誤差的范圍內(nèi)。 實際傳動比為 ?1 = 其傳動比誤差 ????由于外嚙合采用角度變位的傳動，行星輪 按如下公式計算，即 購買設計文檔后加 費領取圖紙 10 ??? 2' 因為 62?? ab 偶數(shù)，故取齒數(shù)修正量為 1??? 此時，通過角變位后，既不增大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善 3017 在考慮到安裝條件為 322 ??? （整數(shù)） 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 太陽輪和行星輪材料為 20面滲碳淬火處理，表面硬度為 57~ 61 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限 =1591 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽輪 =485 行星輪 =485? 對稱載荷 )。齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為 6級。 內(nèi)齒圈材料為 38化處理，表面硬度為 973 試驗齒輪的接觸疲勞極限 =1282齒輪的彎曲疲勞極限 =370形的終加工為插齒，精度為 7級。 2. 減速器的名義輸出轉速 2n 由 i = 212n = = 購買設計文檔后加 費領取圖紙 11 3. 載荷不均衡系數(shù) 采用太陽輪浮動的均載機構，取 H 4. 齒輪模數(shù) m 和中心距 a 首先計算太陽輪分度圓直徑： 3d ? ??? 式中： u 一齒數(shù)比為 使用系數(shù)為 算式系數(shù)為 768； ?綜合系數(shù)為 2； 1T 一太陽輪單個齒傳遞的轉矩。 ??549??= 9 8 0 03 1 2 09 5 4 9 ??? =376 其中 ? — 高速級行星齒輪傳動效率，取 ? =d? — 齒寬系數(shù)暫取 0.5 =1450入 3 d ? ??? 3 2a 5 9 67 6 8d ??? ????? = 購買設計文檔后加 費領取圖紙 12 模數(shù) m= ?取 m=5 則 3017(521)(210 ?????? =取 齒寬 ????? db d? 取 2? 何尺寸計算 1. 計算變位系數(shù) (1) 嚙合角 因 ?20c o c o sc o s 0 ?? ?? 以 = “‘ 543920? 變位系數(shù)和 ? ?? 2 t ??? =（ 17+30） ? ???20ta 0543920"' = 購買設計文檔后加 費領取圖紙 13 圖 2中心距變動系數(shù) y y= 5 20 ???m 1 齒頂降低系數(shù) y? 1 4 ????? ? 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 2心距變動系數(shù) y y= 5 20 ???m 1 齒頂降低系數(shù) y? 1 4 ????? ? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 14 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 2到邊位系數(shù) 549.0? 則 5 9 9 ??? ? ac (2) 由于內(nèi)嚙合的兩個齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有 0???? bc 從而 ?? cb 且 ' ?? ?' 0?y 0??y 2. 幾何尺寸計算結果 對于單級的 2)型的行星齒輪傳動按公式進行幾何尺寸的計算，各齒輪副的計算結果如下表： 表 3項目 計算公式 分度圓直徑 d 111 222 851751 ???d 1503052 ???d 1501 ?d 3957952 ???d 基圓直徑?dd b ??dd b ??? ?o ?? ?o ?? ?)(211 ???? ?)(222 ???? ? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 15 頂圓直徑 內(nèi)嚙合 )(2 *11 ????)(222 ???? ?外嚙合 )(2 **11 ???)(2 *22 ??? ?內(nèi)嚙合 )(2 *11 ??? ?)(222 ??? ??頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪 — 1??內(nèi)齒輪 — 頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪 — c 按公式驗算其鄰接條件，即 ?已知行星輪 ? 3?入上式，則得 3s 2 ???? ?滿足鄰接條件 同心條件 按公式對于角變位有 '' c os ???已知 17?30?79? "'' 543925 ?? ?20' ?代入上式得 購買設計文檔后加 費領取圖紙 16 ?? 20c o s 3079543920c o s 3017 "' ??? =裝條件 按公式驗證其安裝條件，即得 )(整數(shù)Cn ? 將 17?79?3?代入該式驗證得 323 7917 ?? 滿足安裝條件 嚙合要素的驗算 1. a? （ 1）頂圓齒形曲率半徑 a? 22 )2()2( ?? 太陽輪 221 )??a? =行星輪 222 )2 2 ??a? =（ 2）端面嚙合長度 )s ''21 ?? ??? 式中“ ? ”號正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合； 't? 端面節(jié)圓嚙合角。 直齒輪 't? = = "'543925? 則 a )543925s i 24 1 "'????? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 17 =（ 3）端面重合度 ?20c c c ?? ????? =. 端面重合度 a? （ 1）頂圓齒形曲率半徑 a? 22 )2()2( ?? 行星輪 1a? 由上面計算得， 1a? =內(nèi)齒輪 222 )1()1( ??a? =（ 2）端面嚙合長度 ''21 s in ?? ??? = ?20s ?? =（ 3）端面重合度 )c o s/(c o s ?? ? = ?20 =星軸的設計計算 行星齒輪減速器結構特點：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)，太陽輪通過雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接，以實現(xiàn)太陽輪浮動。太陽輪浮動原理如圖 3示 ： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 18 圖 3陽輪浮動原理 算軸的最小直徑 在相對運動中，每個行星輪軸承受穩(wěn)定載荷 NF t 88682 ?? ，當行星輪相對于行星架對稱布置時，載荷 作用在軸 跨距的中間。? ，則跨距長度 75622 220 ?????? 。當行星輪軸在轉臂中的配合選為 H7/，就可以把它看成是具有跨距為 0l 的雙支點梁。當軸較短時，兩個軸承幾乎緊緊地靠著，因此，可以認為軸是沿著整個跨度承受均布載荷 0/t? （見圖 3 圖 3星輪軸的載荷簡圖 危險截面（在跨度中間）內(nèi)的彎矩 8 678 8 6 8288 020 ????? 148538. N? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 19 行星輪軸采用 40 ,調(diào)質 440s ?? 慮到可能的沖擊振動， ;則許用彎曲應力 ? ? ) 4 0(/? S?? 76行星輪軸直徑 ? ? b 3 83232 330 ????? ??? 取 其實際尺寸將在選擇軸承時最后確定。 2. 選擇行星輪軸軸承 在行星輪內(nèi)安裝兩個軸承，每個軸承上的徑向載荷 2 20t a 6 82 20t a n?? ??? =1614N 在相對運動中，軸承外圈以轉速 8 ????考慮到行星輪軸的直徑 ，以及安裝在行星輪體內(nèi)的軸承，其外廓尺寸將受到限制，故初步選用單列深溝球軸承 6306 型，其參數(shù)為 0? 2? 9? rC rC 2000n （油浴）； 取載荷系數(shù) 2.1? 當量動載荷 1 6 1 ?? =1937N; 軸承的壽命計算 3306 )193727000(6010 ???ch h=97377h 根據(jù)設計要求，該減速器要求連續(xù)工作 10 年，每年按 320 天計算，每天按 22 小時計算，即 7 0 4 0 0/22/3 2 010 ???? h h。所以設計決定選用 6306 型軸承，并把行星輪軸直徑增大到 00 ?? 。 校核行星輪輪緣厚度 c? 是否大于許用值： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 20 c? = ? ? m ??? 中 m 行星輪模數(shù)（ ? ? m i n ??????? c mm c? = ? =足條件 c? >? ?。 由于行星輪寬度 6202 ?? bb 此兩個軸承之間安裝一厚度為 5度為13套筒。 入軸設計 1．初算軸的最小直徑 由下式 30 初步估算軸的最小直徑，選取軸材料為 40，調(diào)質處理。根據(jù)表 3得 0A 。 表 3常用幾種材料的 ? ?T? 及 0A 值 軸的材料 20 35（ 1 45 40358 ?T? / 15~25 20~35 25~45 35~55 0A 149~126 135~112 126~103 112~97 查表取 0A =112，得 0 0120112 330m i n ???? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 21 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%~7%。 故 m ? 其實際尺寸將在選擇軸承時最后確定。 2．選擇輸入軸軸承 (1) 軸的結構設計 根據(jù)估算所得直徑，輪彀寬及安裝情況等條件，軸的結構尺寸可進行草圖設計。該軸中間一段對稱安裝一對深溝球軸承 6217 型，其尺寸為81 5 085 ????? ，可畫出輸入軸草圖（如附圖 03）。 軸承的壽命計算 其參數(shù)為 5? 50? 8? rC rC 000n （油?。?； 取載荷系數(shù) 2.1? 當量動載荷 3 2 2 ?? =3873N; 軸承的壽命計算 3306 )387383200(100016670)(6010 ???ah h=165258h>70400h 故該對軸承滿足壽命要 求。 出軸設計 1．初算軸的最小直徑 在三個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，在輸出軸軸端安裝膜片盤式聯(lián)軸器時，則輸出軸運轉時只承受轉矩。輸出軸選用 42金鋼，其許用剪切應力 ? ? 45?? 求出輸出軸伸出端直徑 ? ? 3 22 ??? ? = 11 2 09 5 4 99 5 4 922???? ?? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 22 =6114 N? 中 2T — 輸出軸轉矩； ? — 齒輪嚙合傳動的效率，取 ? = 2．選擇輸出軸軸承 由于輸出軸的軸承不承受徑向工作載荷（僅承受輸出行星架裝置的自重），所示軸承的尺寸應由結構要求來確定。 輸出軸端，軸頸 1102 ?d 由于結構特點，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，故輪轂孔的直徑應大于太陽輪的齒頂圓直徑 ? ? 故按結構要求選用特輕系列單列深溝球軸承 6030 型，其尺寸為5225150 ????? ，可畫出行星架草圖（如附圖 03）。 軸承的壽命計算 其參數(shù)為 50? 25? 5? 132?rC 1250 ?rC 000n （油浴）； 取載荷系數(shù) 2.1? 當量動載荷 4 2 4 ?? =5088N; 軸承的壽命計算 3306 )5088132000(6010 ???ch h=1600938h>70400h 故該軸承滿足壽命要求。 3．輸出軸上鍵的選擇及強度計算 平鍵連接傳遞轉矩時，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力進行強度校核計算。普通平鍵連接的強度條件按（ 3計算 ? ? 0 00 ?? ?? （ 3 式中 T －