NGW行星齒輪減速器設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、 課題名稱(chēng) NGW 行星減速器的設(shè)計(jì) 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)老師 NGW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。首先簡(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

2、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3目錄前言1第1章 傳動(dòng)方案的確定61.1 設(shè)計(jì)任務(wù)61.1.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)61.

3、1.2 齒輪傳動(dòng)的兩大類(lèi)型71.2行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型選擇71.2.1 行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及特點(diǎn)71.2.2 確定行星齒輪傳動(dòng)類(lèi)型10第2章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算122.1 配齒計(jì)算122.1.1 確定各齒輪的齒數(shù)122.1.2 初算中心距和模數(shù)132.2 幾何尺寸計(jì)算142.3 裝配條件驗(yàn)算172.3.1 鄰接條件172.3.2 同心條件172.3.2 安裝條件182.4 齒輪強(qiáng)度校核192.4.1 a-c傳動(dòng)強(qiáng)度校核192.4.1 c-b傳動(dòng)強(qiáng)度校核24第3章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算293.1 行星軸設(shè)計(jì)293.2 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)313.2.1 輸入軸設(shè)計(jì)313.2.2 輸出軸設(shè)計(jì)32第4章 行星架和箱體的設(shè)計(jì)354.

4、1 行星架的設(shè)計(jì)354.1.1 行星架結(jié)構(gòu)方案354.1.2 行星架制造精度374.2 箱體的設(shè)計(jì)39結(jié)論42參考文獻(xiàn)44附錄45主要代號(hào)代號(hào)意 義單 位代號(hào)意 義單 位abCdeHHBHRCX中心距、標(biāo)準(zhǔn)中心距角度變位齒輪的中心距切齒中心距 齒寬頂隙頂隙系數(shù)直徑、分獨(dú)圓直徑插刀齒的分度圓直徑齒頂圓直徑基圓直徑齒根圓直徑節(jié)圓直徑齒槽寬作用力法向力徑向力切向力齒向公差摩擦系數(shù)基節(jié)極限偏差齒距極限偏差高度布氏硬度洛氏硬度齒頂高齒頂高系數(shù)齒根高傳動(dòng)比齒數(shù)變位系數(shù)轉(zhuǎn)臂變位系數(shù)和系數(shù)齒形系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的壽命系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmNNNNmmmmmm mNy角

5、的漸開(kāi)線函數(shù)系數(shù)、載荷系數(shù)使用系數(shù)行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)動(dòng)載系數(shù)長(zhǎng)度彎矩模數(shù)指數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)轉(zhuǎn)速行星輪數(shù)目功率半徑、分度圓半徑節(jié)圓半徑齒頂圓半徑基圓半徑齒根圓半徑轉(zhuǎn)矩重合度效率計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力許用齒根彎曲應(yīng)力系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的尺寸系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的螺旋角系數(shù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的重合度系數(shù)中心距變動(dòng)系數(shù)壓力角、齒形角齒頂壓力角mmmmr/minkWmmmmmmmmmmradrad前言本課題通過(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)模化生產(chǎn)提供了參考和

6、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。1.齒輪減速器的研究現(xiàn)狀齒輪是使用量大面廣的傳動(dòng)元件。目前世器上齒輪最大傳遞功率已達(dá)6500kW，最大線速度達(dá)210ms(在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)300m/s)；齒輪最大重量達(dá)200t，最大直徑達(dá) (組合式)，最大模數(shù)m達(dá)50mm。我國(guó)自行設(shè)計(jì)的高速齒輪(增)減速器的功率已達(dá)44000kW，齒輪圓周速度達(dá)150ms以上。 由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器，用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。20世紀(jì)末的20多年，世界齒輪技術(shù)有了很大的發(fā)

7、展。產(chǎn)品發(fā)展的總趨勢(shì)是小型化、高速化、低噪聲、高可靠度。技術(shù)發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。硬齒面技術(shù)到20世紀(jì)80年代時(shí)在國(guó)外日趨成熟。采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于IS01328一1975的6級(jí)，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的4倍，為軟齒而齒輪的5一6倍。一個(gè)中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量?jī)H為軟齒面齒輪減速器的1/3左右。功率分支技術(shù)主要指行星及大功率齒輪箱的功率雙分及多分支裝置，如中心傳動(dòng)的水泥磨主減速器，其核心技術(shù)是均載。模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)通用和標(biāo)準(zhǔn)減速器旨在追求高性能和滿足用戶多樣化大覆蓋面需求的同時(shí)，盡可能減少零部件及毛坯的品

8、種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)，使零部件生產(chǎn)形成批量，降低成本，取得規(guī)模效益。其他技術(shù)的發(fā)展還表現(xiàn)在理論研究(如強(qiáng)度計(jì)算、修形技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，新齒形、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等)更完善、更接近實(shí)際；普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件；材料和熱處理質(zhì)量控制水平的提高；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理；加工精度普遍提高到ISO的4一6級(jí)；軸承質(zhì)量和壽命的提高；潤(rùn)滑油質(zhì)量的提高；加工裝備和檢測(cè)手段的提高等方面。這些技術(shù)的應(yīng)用和日趨成熟，使齒輪產(chǎn)品的性能價(jià)格比大大提.高，產(chǎn)品越來(lái)越完美。如非常粗略地估計(jì)一下，輸出IOONm轉(zhuǎn)矩的齒輪裝置，如果在1950年時(shí)重10kg，到80年代就可做到僅約lkg。20世紀(jì)70年代至90年代初，我國(guó)的高速

9、齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、技術(shù)引進(jìn)(技術(shù)攻關(guān))到獨(dú)立設(shè)計(jì)制造3個(gè)階段?，F(xiàn)在我國(guó)的設(shè)計(jì)制造能力基本上可滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)制造的最高參數(shù):最大功率44MW,最高線速度168m/s，最高轉(zhuǎn)速67000r/min。我國(guó)的低速重載齒輪技術(shù)，特別是硬齒面齒輪技術(shù)也經(jīng)歷了測(cè)繪仿制等階段，從無(wú)到有逐步發(fā)展起來(lái)。除了摸索掌握制造技術(shù)外，在20世紀(jì)80年代末至90年代初推廣硬齒面技術(shù)過(guò)程中，我們還作了解決“斷軸”、“選用”等一系列有意義的工作。在20世紀(jì)70-80年代一直認(rèn)為是國(guó)內(nèi)重載齒輪兩大難題的“水泥磨減速器”和“軋鋼機(jī)械減速器”，可以說(shuō)已完全解決。20世紀(jì)80年代至90年代初，我國(guó)相繼制訂了一批減速器標(biāo)準(zhǔn)

10、，如ZBJ19004一88圓柱齒輪減速器、ZBJ19026一90運(yùn)輸機(jī)械用減速器和YB/T050一93冶金設(shè)備用YNK齒輪減速器等幾個(gè)硬齒面減速器標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，如YB/T079 - 95三環(huán)減速器。按這些標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的許多產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)到或接近國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，其中YNK減速器較完整地吸取了德國(guó)FLENDER公司同類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)情作了許多改進(jìn)與創(chuàng)新。（1） 漸開(kāi)線行星齒輪效率的研究行星齒輪傳動(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。現(xiàn)在，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

11、，在設(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。（2） 漸開(kāi)線行星齒輪均載分析的研究現(xiàn)狀行星齒輪傳動(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)。這些都是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)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(lái)分擔(dān)載荷，形成功率流，并合理的采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)，從而使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。但是，這只是最理想的情況，而在實(shí)際應(yīng)用中，由于加工誤差和裝配誤差的存在，使得在傳動(dòng)過(guò)程中各個(gè)行星輪上的載荷分配不均勻，造成載荷有集中在一個(gè)行星

12、輪上的現(xiàn)象，這樣，行星齒輪的優(yōu)越性就得不到發(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)方面，起初人們只努力地提高齒輪的加工精度，從而使得行星齒輪的制造和裝配變得比較困難。后來(lái)通過(guò)時(shí)間采取了對(duì)行星齒輪的基本構(gòu)件徑向不加限制的專(zhuān)門(mén)措施和其它可自動(dòng)調(diào)位的方法，即采用各種機(jī)械式地均載機(jī)構(gòu)，以達(dá)到各行星輪間的載荷分布均勻的目的。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)。2.齒輪減速器的發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)，“九五”期間，齒輪行業(yè)的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平有了明顯提高，如一汽、二汽等大型企業(yè)集團(tuán)的

13、齒輪變速箱廠、車(chē)轎廠，通過(guò)企業(yè)改組、改制，改為相對(duì)獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)廠，參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)；隨著軍工轉(zhuǎn)民用，農(nóng)機(jī)齒輪企業(yè)轉(zhuǎn)加工非農(nóng)用齒輪產(chǎn)品，調(diào)整了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；私有企業(yè)的堀起，中外合資企業(yè)的涌現(xiàn)，齒輪行業(yè)的整體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，行業(yè)實(shí)力增強(qiáng)，技術(shù)進(jìn)步加快。近十幾年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進(jìn)技術(shù)。形成了高精度、高效率的智能化齒輪生產(chǎn)線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理。適應(yīng)市場(chǎng)要求的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，關(guān)鍵工藝技術(shù)的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)以及員工技術(shù)素質(zhì)與創(chuàng)新精神，是2l世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。在2l世紀(jì)

14、成套機(jī)械裝備中，齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度、加工效率太為提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品多樣化，整機(jī)配套的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致、美觀。CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng)，齒輪、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)科交叉，將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。工業(yè)通用變速箱是指為各行業(yè)成套裝備及生產(chǎn)線配套的大功率和中小功率變速箱。國(guó)內(nèi)的變速箱將繼續(xù)淘汰軟齒面，向硬齒面(5060HRC)、高精度(45級(jí))、高可靠度軟啟動(dòng)、運(yùn)行監(jiān)控、

15、運(yùn)行狀態(tài)記錄、低噪聲、高的功率與體積比和高的功率與重量比的方向發(fā)展。中小功率變速箱為適應(yīng)機(jī)電一體化成套裝備自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)速、多種控制與通訊功能的接口需要，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外型在相應(yīng)改變。矢量變頻代替直流伺服驅(qū)動(dòng)，已成為近年中小功率變速箱產(chǎn)品(如擺輪針輪傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)等)追求的目標(biāo)。 隨著我國(guó)航天、航空、機(jī)械、電子、能源及核工業(yè)等方面的快速發(fā)展和工業(yè)機(jī)器人等在各工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用，我國(guó)在諧波傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用方面已取得顯著成績(jī)。同時(shí)，隨著國(guó)家高新技術(shù)及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)諧波傳動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品的需求將會(huì)更加突出。總之，當(dāng)今世界各國(guó)減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬

16、度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動(dòng)效率；二低即低噪聲、低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。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，因此，開(kāi)拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國(guó)有廣闊的前景。3.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

17、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。 第1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=5.5，功率p=120kw，輸入轉(zhuǎn)速N=1000 rpm，中等沖擊。使用壽命10年。且要求該齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小。1.1.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)與其它傳動(dòng)比較，具有瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作可靠、壽命長(zhǎng)、效率高、可實(shí)現(xiàn)平行軸任意兩相交軸和交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，適應(yīng)的圓周速度和傳動(dòng)功率范圍大，但齒輪傳動(dòng)的制造成本高，低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)噪聲和振動(dòng)較大，不適宜于兩軸間距離較大的傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)是以主動(dòng)輪的輪齒依次推動(dòng)從動(dòng)輪來(lái)進(jìn)行工作的，是是現(xiàn)代機(jī)械

18、中應(yīng)用十分廣泛的一種傳動(dòng)形式。齒輪傳動(dòng)可按一對(duì)齒輪軸線的相對(duì)位置來(lái)劃分，也可以按工作條件的不同來(lái)劃分。隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已達(dá)到20000kW,輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到4500kN。據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向如下。（1） 標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已有50多個(gè)漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。（2） 硬齒面、高精度 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小

19、。（3） 高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。（4） 大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已有了較大的發(fā)展。1.1.2 齒輪傳動(dòng)的兩大類(lèi)型輪系可由各種類(lèi)型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿渦輪組成的輪系，稱(chēng)為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱(chēng)為平面輪系。根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪的幾何軸線相對(duì)位置是否變動(dòng)，齒輪傳動(dòng)分為兩大類(lèi)型。（1）普通齒輪傳動(dòng)（定軸輪系）當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的所有齒輪的幾何位置都是固定不變的，則稱(chēng)為普通齒輪傳動(dòng)（或稱(chēng)定軸輪系）。在普通齒輪傳動(dòng)中，如果各齒輪副的

20、軸線均相互平行，則稱(chēng)為平行軸齒輪傳動(dòng)；如果齒輪系中含有一個(gè)相交軸齒輪副或一個(gè)相錯(cuò)軸齒輪副，則稱(chēng)為不平行軸齒輪傳動(dòng)（空間齒輪傳動(dòng)）。（2）行星齒輪傳動(dòng)（行星輪系）當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，則稱(chēng)該齒輪傳動(dòng)為行星齒輪傳動(dòng)，即行星輪系。1.2行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型選擇1.2.1 行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及特點(diǎn)行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下：（1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的（即在承受

21、相同的載荷條件下）。（2）傳動(dòng)效率高。在傳動(dòng)類(lèi)型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0.970，99。（3）傳動(dòng)比較大?？梢詫?shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。（4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周?chē)?，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較

22、可靠。最常見(jiàn)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分有NGW、NW、NN、WW、NGWN和N等類(lèi)型。按基本結(jié)構(gòu)的組成情況不同有2Z-X、3Z、Z-X-V、Z-X等類(lèi)型。行星齒輪傳動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要變速器的汽車(chē)和坦克等車(chē)輛

23、的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，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 負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）=1.1313.7推薦2.890.970.99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)）=150推薦721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-

24、X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）推薦值：=830效率較低，一般為0.70.840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|=1.25時(shí)，效率可達(dá)0.90.7，5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=1.83，最佳值為2，此時(shí)效率可達(dá)0.9NGW（）型（3Z）小功率傳動(dòng)500；推薦：=201000.80.9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)

25、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（）型（3Z）=60500推薦：=643000.70.84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1.2.2 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

26、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。圖1-1減速器設(shè)計(jì)方案（單級(jí)NGW2Z-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39第2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（3-27）公式（3-33）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 =76.5 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

27、誤差的范圍內(nèi)。實(shí)際傳動(dòng)比為=其傳動(dòng)比誤差 =2.67%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 因?yàn)闉榕紨?shù)，故取齒數(shù)修正量為。此時(shí)，通過(guò)角變位后，既不增大該行星傳動(dòng)的徑向尺寸，又可以改善a-c嚙合齒輪副的傳動(dòng)性能。故 =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)線直齒。最終加工

28、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 =181.82 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： 一齒數(shù)比為一使用系數(shù)為1.25；一算式系數(shù)為768；一綜合系數(shù)為2；一太陽(yáng)輪單個(gè)齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。=376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 =78.66模數(shù) m=取 m=5則 =117.5取 齒寬 取

29、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 =0.93969262所以 =變位系數(shù)和 =（17+30） =1.141圖2-1選擇變位系數(shù)線圖中心距變動(dòng)系數(shù)y y=1齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)：根據(jù)線圖法，通過(guò)查找線圖2-1中心距變動(dòng)系數(shù)y y=1齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)：根據(jù)線圖法，通過(guò)查找線圖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-

30、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 =52.145滿足同心條件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.

31、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 =18.67（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2.4.1 a-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 =376.89 Nm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

32、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=1750和=143.03 1200MPa查得Z=1.03)速度系數(shù)Z因=3.64和=1591 MPa查得Z=0.9754)粗糙度系數(shù)Z因 1200 MPa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=9.66,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

33、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 =745 MPa14彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)SS=5.212.4.1 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=2.31

34、0次式中 n太陽(yáng)輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速()= n-n=181.82 3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 )KK K=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)

35、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=1.149 K=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

36、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=1 Y= 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=1282M

37、Pa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 =1282 MPa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= Z Z Z ZZw Z =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

38、 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第3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，每個(gè)行星輪軸承受穩(wěn)定載荷，當(dāng)行星輪相對(duì)于行星架對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，載荷則作用在軸跨距的中間。取行星輪與行星架之間的

39、間隙，則跨距長(zhǎng)度。當(dāng)行星輪軸在轉(zhuǎn)臂中的配合選為H7/h6時(shí)，就可以把它看成是具有跨距為的雙支點(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（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=148538. Nmm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)安裝兩個(gè)軸承，每個(gè)軸承上的徑向載荷N =1614N在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，軸承外圈以轉(zhuǎn)速=463.64考慮到行星輪軸的直徑，以及安裝在

40、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 kN kN （油浴）；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

41、，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/152520352545355514912613511212610311297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

42、其參數(shù)為 kN kN （油?。?；取載荷系數(shù) ；當(dāng)量動(dòng)載荷 N=3873N;軸承的壽命計(jì)算 h=165258h70400h故該對(duì)軸承滿足壽命要求。3.2.2 輸出軸設(shè)計(jì)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，在輸出軸軸端安裝膜片盤(pán)式聯(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42CrMo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=6114 Nmm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(yīng)由結(jié)構(gòu)要求來(lái)確定。輸出軸端

43、，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 kN kN （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=1600938h70400h故該軸承滿足壽命要求。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（3-2）式計(jì)算 （3-2） 式

44、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=100120。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（3-2）得=39.94)較大時(shí)，行星輪的軸承一般應(yīng)安裝在行星輪輪緣孔內(nèi)臂較合理。對(duì)于尺寸較小的整體式轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，可以采用整休鍛造毛坯來(lái)制造，但其切削加工量較大。因此，對(duì)于尺寸較大的整體式轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，則可采用鑄造和焊接的方法，以獲得形狀和尺寸較接近于實(shí)際轉(zhuǎn)臂的毛坯。但在制造轉(zhuǎn)臂的工藝

45、過(guò)程中，應(yīng)注意消除鑄造或焊接的內(nèi)應(yīng)力和其他缺陷;否則將會(huì)影響到轉(zhuǎn)臂的強(qiáng)度和剛度，而致使其產(chǎn)生較大的變形，從而，影響行星齒輪機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此，還應(yīng)該指出的是:在加工轉(zhuǎn)臂時(shí)，應(yīng)盡可能提高轉(zhuǎn)臂x上的行星輪心軸孔（或軸承孔）的位置精度和同軸度 圖4-1 雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂2. 雙側(cè)板分開(kāi)式轉(zhuǎn)臂雙側(cè)板分開(kāi)式轉(zhuǎn)臂(見(jiàn)圖4-1)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將一塊側(cè)板裝配到另一塊側(cè)板上，故又稱(chēng)之為裝配式轉(zhuǎn)臂;其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。這主要與行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝工藝有關(guān)。當(dāng)傳動(dòng)比較小，例如，2Z-X(A)型的傳動(dòng)比4，故在此情況下本設(shè)計(jì)采用這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的轉(zhuǎn)臂。4.1.2 行星架制造精度由于在轉(zhuǎn)臂x上支承和安裝著3個(gè)行星輪的心軸，因此

46、，轉(zhuǎn)臂x的制造精度對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的工作性能、運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和行星輪間載荷分布的均勻性等都有較大的影響。在制定其技術(shù)條件時(shí)，應(yīng)合理地提出精度要求，且嚴(yán)格地控制其形位偏差和孔距公差等。1. 中心距極限偏差在行星齒輪傳動(dòng)中，轉(zhuǎn)臂x上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距偏差的大小和方向，可能增加行星輪的孔距相對(duì)誤差和轉(zhuǎn)臂x的偏心量，且引起行星輪產(chǎn)生徑向位移;從而影響到行星輪的均載效果。所以，在行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格地控制中心距極限偏差值。要求各中心距的偏差大小相等、方向相同;一般應(yīng)控制中心距極限偏差=0.010.02mm的范圍內(nèi)。該中心距極限偏差之值應(yīng)根據(jù)巾心距值，按齒輪精度等級(jí)按照表4-1選取。 表4-

47、1 中心距極限偏差 精度等級(jí)齒輪副的中心距a18305080120180250315IT8IT916.52619.53123372743.531.5503657.540.56544.5702. 各行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差由于各行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差對(duì)行星輪間載荷分布的均勻性影響很大，故必須嚴(yán)格控制值的大小。而值主要取決于各軸孔的分度誤差，即取決于機(jī)床和工藝裝備的精度。一般，值可按下式計(jì)算，即括號(hào)中的數(shù)值，高速行星齒輪傳動(dòng)取小值，一般中低速行星傳動(dòng)取較大值。3. 轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差，推薦值不大于相鄰行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差的1/2，即4. 各行星輪軸孔平行度公差各行星輪軸孔對(duì)轉(zhuǎn)臂

48、x軸線的平行度公差和可按相應(yīng)的齒輪接觸精度要求確定，即和是控制齒輪副接觸精度的公差，其值可按下式計(jì)算，即=式中和在全齒寬上方向和方向的軸線平行度公差，；按GB/T100951988選取。 轉(zhuǎn)臂x上兩臂軸孔對(duì)稱(chēng)線(支點(diǎn))間的距離。 齒輪寬度。5. 平衡性要求為了保證行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，對(duì)中、低速行星傳動(dòng)的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)進(jìn)行靜平衡;一般，許用不平衡力矩可按表4-2選取。對(duì)于高速行星傳動(dòng)，其轉(zhuǎn)臂x應(yīng)在其.上全部零件裝配完成后進(jìn)行該部件的動(dòng)平衡。表4-2轉(zhuǎn)臂x許用不平衡力矩轉(zhuǎn)臂外圓直徑 200200300350500許用不平衡力矩/N0.150.250.506. 浮動(dòng)構(gòu)件的軸向間隙如前所述，在行星齒輪

49、傳動(dòng)中，上述各基本構(gòu)件(中心輪a, b以及轉(zhuǎn)臂x)均可以進(jìn)行浮動(dòng)，以便使其行星輪間載荷均勻分布。但是，在進(jìn)行各浮動(dòng)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意在每個(gè)浮動(dòng)構(gòu)件的兩端與其相鄰零件間需留有一定的軸向間隙，通常，選取軸向間隙=0.51.5mm，否則，使相鄰兩零件接觸后，不僅會(huì)影響浮動(dòng)和均載效果，而且還會(huì)導(dǎo)致摩擦發(fā)熱和產(chǎn)生噪聲。軸向間隙的大小通常是通過(guò)控制有關(guān)零件軸向尺寸的制造偏差和裝配時(shí)固定有關(guān)零件的軸向位置或修配有關(guān)零件的端面來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于小尺寸、小規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)其軸向間隙可取小值，對(duì)于較大尺寸、大規(guī)格的行星傳動(dòng)其軸向間隙可取較大值。4.2 箱體的設(shè)計(jì)機(jī)體是上述各基本構(gòu)件的安裝基礎(chǔ)，也是行星齒輪傳動(dòng)中的重要組成部分。在進(jìn)行機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)制造工藝、安裝工藝和使用維護(hù)及經(jīng)濟(jì)性等條件來(lái)決定其具體的結(jié)構(gòu)型式。對(duì)于單件生產(chǎn)和要求質(zhì)量較輕的非標(biāo)準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，一般采用焊接機(jī)體。對(duì)于中、小規(guī)格的機(jī)體在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)時(shí)，通常采用鑄造機(jī)體。按照行星傳動(dòng)的安裝型式的不同?？蓪C(jī)休分為臥式、立式和法蘭式(見(jiàn)圖4-4 )。按其結(jié)構(gòu)的不同，又可將機(jī)體分為整體式和剖分式。圖4-4 機(jī)體結(jié)構(gòu)形式圖4-4