沙灘車少齒差行星齒輪耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究設(shè)計(jì)[答辯畢業(yè)論文 資料 ]

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需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763摘要沙灘車行特點(diǎn)是低速大扭矩這就要求搭載的減速器的體積小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高、承載能力、大運(yùn)轉(zhuǎn)可靠以及壽命長等。行星減速器雖能滿足以上提出的要求，但其成本較高，需要專用設(shè)備制造；而漸開線少齒差行星減速器不但基本上能滿足以上提出的要求，并可用通用刀具在插齒機(jī)上加工，因而成本較低。本文將以少齒差行星齒輪減速器為例，根據(jù)目前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析少齒差行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，以及對(duì)其傳動(dòng)原理進(jìn)行一定點(diǎn)闡述。在設(shè)計(jì)過程中對(duì)內(nèi)嚙合傳動(dòng)所產(chǎn)生的各種干涉進(jìn)行詳細(xì)的分析和驗(yàn)算，以提高傳動(dòng)效率、精度以及提高其使用壽命為出發(fā)點(diǎn)，來選擇減速器齒輪的模數(shù)等參數(shù)，進(jìn)少齒差內(nèi)齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算，從而最終合理的設(shè)計(jì)出少齒差行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞： 沙灘車 少齒差 行星齒輪需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763AbstractDealers beach is characterized by low speed high torque gearbox equipped requiring small size, light weight, gear ratio, high efficiency, carrying capacity, reliable operation and long life large. Although the planetary gear to meet the requirements set forth above, but its high cost, need special equipment manufacturing; while involute small teeth difference planetary gear not only can basically meet the requirements set forth above, and is available in a generic tool slotting machine processing and thus lower cost. This article will be small teeth difference planetary gear reducer, for example, based on current development at home and abroad, advantages and disadvantages of small teeth difference planetary transmission, as well as its driving principle set forth certain point. In the design process of various internal meshing interference generated by checking the detailed analysis and to improve the transmission efficiency, and to 需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763improve the accuracy of its life as a starting point, to select the gear reducer modulus parameters into Vice-designed small teeth difference internal gear calculations, and ultimately rational design of small teeth difference planetary gear reducer structure. Keywords： ATV Small teeth difference Planetary gear目錄摘要 ................................................................................................................................1Abstract ..........................................................................................................................2第一章 緒 論 ................................................................................................................51.1 課題背景 ...........................................................................................................5需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 13041397631.2 發(fā)展現(xiàn)況 ..........................................................................................................61.3 設(shè)計(jì)要求 ..........................................................................................................61.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) ................................................................................................7第二章 少齒差行星減速器總體設(shè)計(jì) ..........................................................................82.1 少齒差行星減速器的結(jié)構(gòu)型式 ......................................................................82.1.1 N 型少齒差行星減速器 .........................................................................82.1.2 NN 型少齒差行星減速器 ......................................................................82.2 減速器結(jié)構(gòu)型式的確定 ...................................................................................92.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 .................................................................................................10第三章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) ................................................................................................123.1 齒數(shù)差的確定 .................................................................................................123.2 齒輪齒數(shù)的確定 ............................................................................................123.3 齒形角、螺旋角、齒頂高系數(shù) ....................................................................123.4 外齒輪的變位系數(shù) .........................................................................................133.5 嚙合角與變位系數(shù)差 .....................................................................................143.6 齒輪幾何尺寸與主要參數(shù)的選用 .................................................................143.6.1 模數(shù)的確定 ...........................................................................................143.6.2 幾何參數(shù)計(jì)算 .......................................................................................143.7 強(qiáng)度計(jì)算與校核 .............................................................................................19第四章 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) ....................................................................................................22需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 13041397634.1 選擇軸的材料 .................................................................................................224.2 低速軸（輸出軸）的設(shè)計(jì) .............................................................................234.2.1 初步確定軸端直徑 ...............................................................................234.2.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................234.2.3 求低速軸上的載荷 ...............................................................................244.2.4 按彎矩合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度 ...............................................................254.2.5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 .......................................................................254.3 高速軸（輸入軸、偏心軸）的設(shè)計(jì) .............................................................284.3.1 初步確定軸端直徑 ...............................................................................284.3.2 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................284.3.3 求高速軸上的載荷 ...............................................................................294.3.4 按彎矩合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度 ...............................................................304.3.5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 .......................................................................30第五章 減速器箱體及其附件設(shè)計(jì) ............................................................................345.1 減速器箱體簡介 ............................................................................................345.2 減速器箱體材料和尺寸的確定 ....................................................................345.3 減速器附件的設(shè)計(jì) ........................................................................................355.3.1 配重的設(shè)計(jì) ..........................................................................................355.3.2 減速器附件設(shè)計(jì) ...................................................................................35結(jié) 論 ............................................................................................................................37需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................38致 謝 ............................................................................................................................39第一章 緒 論1.1 課題背景據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有沙灘車企業(yè) 600 多家，主要分布在浙江、重慶、江蘇、上海、山東和廣東等地，產(chǎn)品主要在 50-250CC 之間，產(chǎn)量約占世界沙灘車總量的 40%。這些企業(yè)中既有傳統(tǒng)的摩托車企業(yè)，也有全新的專業(yè)沙灘車生產(chǎn)廠家，還有從事休閑、體育器械制造的企業(yè)。摩托車企業(yè)憑借著多年的技術(shù)儲(chǔ)備，可以輕松地實(shí)現(xiàn)從摩托車制造向沙灘車生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型，如廣州華南、江蘇林海動(dòng)力、江蘇健龍新田、重慶鑫源、重慶建設(shè)、重慶力帆等摩托生產(chǎn)企業(yè)都已將產(chǎn)品范圍延伸到沙灘車類產(chǎn)品。近些年，隨著沙灘車市場的升溫，大批需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763汽車零部件企業(yè)也開始兼營沙灘車整車或零部件制造業(yè)，專業(yè)對(duì)口的技術(shù)背景使這些企業(yè)能夠迅速地適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展和市場的需求，由于越來越多的企業(yè)開始加入到沙灘車這一新興行業(yè)中，使得這一行業(yè)競爭越發(fā)激烈。隨著市場對(duì)沙灘車需求量的日益增大，沙灘車企業(yè)都在積極擴(kuò)大生產(chǎn)能力，提升制造設(shè)備和技術(shù)水平，并引進(jìn)質(zhì)量控制體系，尤其在重慶、浙江二地，產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯，與之配套的零配件供應(yīng)圈也在迅速建立，并且輻射全國和海外市場。沙灘車行特點(diǎn)是低速大扭矩這就要求搭載的減速器的體積小、重量輕、傳動(dòng)比大、效率高、承載能力、大運(yùn)轉(zhuǎn)可靠以及壽命長等。減速器的種類雖然很多，但普通的圓柱齒輪減速器的體積大、結(jié)構(gòu)笨重；普通的蝸輪減速器在大的傳動(dòng)比時(shí)，效率較低；行星減速器雖能滿足以上提出的要求，但其成本較高，需要專用設(shè)備制造；而漸開線少齒差行星減速器不但基本上能滿足以上提出的要求，并可用通用刀具在插齒機(jī)上加工，因而成本較低。1.2 發(fā)展現(xiàn)況目前，世界沙灘車年銷售量約為 150-170 萬輛，2006 年世界沙灘車市場規(guī)模已達(dá)到 170 萬輛，其中北美市場約占 80%。2006 年我國沙灘車出口超過 100 需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763萬輛，達(dá) 123.88 萬輛，比 2005 年增長了 35.09%；出口金額為 5.34 億美元，同比增長 21.09%，呈現(xiàn)大幅上升趨勢(shì)。就整個(gè)市場發(fā)展趨勢(shì)來看，美國市場增長逐步放緩，歐洲與中南美洲市場份額則逐年擴(kuò)大，澳洲、西班牙、英國，甚至泰國等新興市場正逐漸進(jìn)入上升期。歐洲 2005 年市場規(guī)模達(dá) 12 萬輛以上，2003-2005 年平均增長率高達(dá) 15%以上；泰國目前市場規(guī)模雖僅為 6000 輛，但隨著當(dāng)?shù)芈糜?、娛樂事業(yè)的發(fā)展，2008 年市場需求量預(yù)計(jì)將達(dá) 2 萬輛，年平均增長率高達(dá) 27%。在市場新勢(shì)力帶動(dòng)下，未來 2 年世界沙灘車市場將維持5%以上的增長率。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如日本、德國、英國、美國和俄羅斯等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動(dòng)性能，傳動(dòng)功率轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星傳動(dòng)技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動(dòng)、行星齒輪變速傳動(dòng)和微型行星齒輪傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代化的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。行星齒輪傳動(dòng)在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自20 世紀(jì) 60 年代以來，我國才開始對(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，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過我國機(jī)械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展。1.3 設(shè)計(jì)要求1.3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)沙灘車少齒差行星齒輪耦合系統(tǒng)研制，設(shè)計(jì)少齒差偏曲軸行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力耦合系統(tǒng)應(yīng)用于混合動(dòng)力低速車，比如沙灘車上。設(shè)計(jì)中考慮耦合系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)比，行星齒輪的齒數(shù)差、斜齒輪法面模數(shù) Mn， 、小斜齒輪齒數(shù) z1、高速級(jí)傳動(dòng)比 i1、小斜齒輪齒寬 b1、螺旋角 β、少齒差行星齒輪傳動(dòng)齒數(shù)差 zd、模數(shù)需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763m、行星輪齒數(shù) z3、行星輪變位系數(shù) y3、行星輪齒寬 b3、內(nèi)齒輪變位系數(shù) y4、齒頂高系數(shù) h3、嚙合角 α′、內(nèi)齒輪壁厚 B4，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸體積等。研究少齒差行星齒輪耦合系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)一種少齒差行星齒輪動(dòng)力耦合傳動(dòng)系統(tǒng)，提高混合動(dòng)力低速車的動(dòng)力傳動(dòng)效率；合理選擇傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方式；合理選擇各項(xiàng)優(yōu)化參數(shù)；解決當(dāng)前混合動(dòng)力低速車傳動(dòng)的問題，既節(jié)約能源又環(huán)保，提高我國混合動(dòng)力低速車動(dòng)力耦合水平。1.3.2 參數(shù)選定查閱現(xiàn)有沙灘車技術(shù)參數(shù)，參考 50CC 型沙灘車動(dòng)力參數(shù)，本次設(shè)計(jì)行星減速器初步確定輸入 ，輸出轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比 。3.5Pkw?1.6TkNm?150i?需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763第二章 少齒差行星減速器總體設(shè)計(jì)2.1 少齒差行星減速器的結(jié)構(gòu)型式少齒差行星齒輪減速器常用的結(jié)構(gòu)型式有 N 型和 NN 型兩種。 2.1.1 N 型少齒差行星減速器N 型少齒差行星減速器按其輸出機(jī)構(gòu)的型式不同可分為十字滑塊式、浮動(dòng)式和孔銷式三種?，F(xiàn)以孔銷式為例來簡述其組成和原理。圖 1-1 圖 1-2圖 1-1 是典型的孔銷式 N 型減速器。它主要由偏心軸 1，行星齒輪 2，內(nèi)齒輪 3，銷套 4，銷軸 5，轉(zhuǎn)臂軸承 6，輸出軸 7 和殼體等組成。圖 1-2 為其傳動(dòng)原理簡圖，傳動(dòng)原理簡述如下：當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心軸 1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)齒輪 3 與機(jī)殼固定不動(dòng)，迫使行星齒輪 2 繞內(nèi)齒輪 3 作行星運(yùn)需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763動(dòng)（既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)） 。但由于行星齒輪與內(nèi)齒輪的齒數(shù)差很少，所以行星齒輪繞偏心軸中心所作的運(yùn)動(dòng)為反向低速運(yùn)動(dòng)。利用輸出機(jī)構(gòu) V 將行星輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按傳動(dòng)比 而傳遞給輸出軸 7，從而達(dá)到減速的目的。1?i圖 1-2 的 V 結(jié)構(gòu)為減速器的輸出結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是從結(jié)構(gòu)上保證行星齒輪上的銷孔直徑比銷軸套的外徑大兩倍偏心距。在運(yùn)動(dòng)過程中，銷軸套始終與行星齒輪上的銷孔壁接觸，從而使行星齒輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過軸套傳給輸出軸，以實(shí)現(xiàn)與輸入軸方向相反的減速運(yùn)動(dòng)。2.1.2 NN 型少齒差行星減速器NN 型少齒差行星減速器按其輸出構(gòu)件的不同，又可分為外齒輪輸出和內(nèi)輪輸出二種型式。以下以內(nèi)齒輪輸出為例來簡述其組成和原理。圖 1-3 圖 1-4如圖 1-3 所示，它主要由以下四個(gè)部分組成；1.轉(zhuǎn)臂 輸入軸 1 上做一個(gè)偏心軸頸，以構(gòu)成轉(zhuǎn)臂。為了達(dá)到平衡，在偏心軸頸的兩側(cè)裝有平衡塊 2。2.行星輪 行星齒輪 4 和 7 相聯(lián)結(jié)在一起，安裝在偏心軸頸上；為了減少摩擦，在行星齒輪與偏心軸頸間裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承 3。需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 13041397633.固定的內(nèi)齒輪 內(nèi)齒輪 5 與機(jī)座 6 聯(lián)接在一起，固定不動(dòng)。4.內(nèi)齒輪輸出 內(nèi)齒輪 8 與輸出軸制成一整體，把運(yùn)動(dòng)輸出。傳動(dòng)原理簡圖如圖 1-4 所示，原理簡述如下：當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心軸 1 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)齒輪 5 與機(jī)殼 6 固定不動(dòng)，迫使行星齒輪 4 繞內(nèi)齒輪 5 做行星運(yùn)動(dòng)（既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)） 。但由于行星齒輪與內(nèi)齒輪的齒數(shù)差很少，所以行星齒輪繞偏心軸 1 中心所作的運(yùn)動(dòng)為反向低速運(yùn)動(dòng)。行星輪 7 與輸出軸上的內(nèi)齒輪 8 作行星運(yùn)動(dòng)，把運(yùn)動(dòng)傳出去，達(dá)到減速的目的。2.2 減速器結(jié)構(gòu)型式的確定根據(jù)參數(shù)要求 ，輸出轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比 傳確定選3.5Pkw?1.6TkNm?150i?用 NN 型少齒差行星減速器結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案如下圖：圖 2.1 NN 型行星減速器結(jié)構(gòu)簡圖NN 型少齒差行星減速器由兩對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副組成。共同完成減速與輸出的任務(wù)。無需其他型式的輸出機(jī)構(gòu)，直接由齒輪軸輸出。其基本構(gòu)件為兩個(gè)中心輪 K 和行星架（即偏心軸）H 組成。由 式(2.1）4324124/()/()1/Xxxxiznn????需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763因?yàn)?，得到20n?43241//xnz??其傳動(dòng)傳動(dòng)比計(jì)算公式為： 式44/xin(2.2）于是得到傳動(dòng)比的計(jì)算公式 41423()xizz?? 式(2.3）2.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算前述已選定行星減速器參數(shù)為：輸入 輸出轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比3.5Pkw?1.6TkNm?150i?少齒差傳動(dòng)效率主要由三部分組成即：行星機(jī)構(gòu)的嚙合效率 、傳輸機(jī)構(gòu)的e?效率 、轉(zhuǎn)臂軸承的效率 則少齒差傳動(dòng)效率：p?b?epb?查手冊(cè)得到各計(jì)算式： 41/()1XeXei?????其中 1212(/)XeezE?????查表 13-6-11 得到0.94 0.930.92e?pb?所以 0.81epb??傳動(dòng)比： 4150Xi?需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763輸出功率： 3.50812.4Pkw????輸出轉(zhuǎn)速： 2295016.95/minnpTr?輸入轉(zhuǎn)速： 1425.Xni?:/inr求出輸出轉(zhuǎn)矩：13.2N.m1950/TPn?計(jì)算出各軸上具體數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢?）高速軸（輸入軸）13.5PKW?1254.minnr?13.2TNm??2）低速軸（輸出軸）2??????216.95/innr?21.6TK??需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763第三章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 齒數(shù)差的確定內(nèi)嚙合齒輪副內(nèi)齒輪數(shù)與外齒輪齒數(shù)之差 稱為齒數(shù)差。一般21dZ??稱為少齒差， =0 稱為零齒差。1~8dZ?dZ傳動(dòng)比 i 的絕對(duì)值等于行星輪齒數(shù)除以中心輪與行星輪的齒數(shù)差，齒數(shù)差愈小，則傳動(dòng)比 i 的絕對(duì)值愈大。因此為了得到較大的傳動(dòng)比，希望齒數(shù)差小，一般取齒數(shù)差為 ，動(dòng)力傳動(dòng) 。由于需要的傳動(dòng)比大，于是選擇齒1dZ?2dZ?數(shù)差 。d3.2 齒輪齒數(shù)的確定根據(jù)內(nèi)齒輪 2Z-X(2K-H)（I）型傳動(dòng)特點(diǎn)，齒數(shù)差 ；1dZ?傳動(dòng)比的計(jì)算公式 41423()xizz??和齒輪差計(jì)算公式 2143dzz??得出齒輪 的計(jì)算式2需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763????22 4(1)[ 1]dcdcdcxzzzi???（錯(cuò)齒數(shù) 24130c??）計(jì)算出 2z，并取整得出各齒輪齒數(shù)如表 3.1 所示。表 3.1 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比與齒數(shù)組合各齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)比 錯(cuò)齒數(shù) 齒數(shù)差1z23z44xiczd41 42 32 33 150.333 9 13.3 齒形角、螺旋角、齒頂高系數(shù)一般采用標(biāo)準(zhǔn)齒形角，當(dāng)齒數(shù)差 時(shí)，取齒形角 ，結(jié)合標(biāo)1dZ?14~25???準(zhǔn)采用 。20???為保證轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性選用斜齒輪傳動(dòng)，且選用螺旋角 。??15?當(dāng)齒形角 時(shí)，齒頂高系數(shù) 。當(dāng) 減小時(shí)，嚙合角 也20??? 0.6~8ah??ah?'?減小，有利于提高效率。但 太小時(shí)，變位系數(shù)太小會(huì)發(fā)生外齒輪切齒干涉a?（根切）或插齒加工時(shí)的負(fù)嚙合，本次設(shè)計(jì)選用 。.7a?3.4 外齒輪的變位系數(shù)變位系數(shù)需滿足方程式：式(3.1）' 2112tan[()]invixz????變位系數(shù)還需要滿足如下條件：需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763（1）重合度 應(yīng)符合a?' '12(2)[(tnt)(tant)]1aazz????????（2）齒廓重疊干涉驗(yàn)算值 應(yīng)符合aG'1122()()0daaaGzinvzinvzinv?????????式中： ，''1211rcos[4]aad'2'2212()aad????按照表 2.2 選取外齒輪的變位系數(shù) 可保證嚙合齒輪副的重合度1x 1a??且其頂隙 。表中列出對(duì)應(yīng)于 和 時(shí) 的上限值。120.5cm?.05??12.cm1x表中不帶 的數(shù)值表示 取值受到 的限制，其值與插齒刀無關(guān)。?1x1.帶 的數(shù)值表示 上限受到頂隙 的限制，其值與插齒刀有關(guān)。若實(shí)1120.5c?際選用的插齒刀與表 2.2 的注解不通，表示數(shù)值可供估算。估算方法：插齒刀齒數(shù) 或齒頂高 或變位系數(shù) 時(shí)， 上限值會(huì)略大于表 3.2025z?0.ahm?0x?1的數(shù)值，反之則小于表中之值。選用 時(shí)，距離其上限值留有余量。1表 3.2 外齒輪變位系數(shù) 的上限值1xah?21z?1z1 0.8 0.61 40 0.7?0.15 -0.5需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 130413976360 1.5?0.30 -0.7（①插齒刀參數(shù) ， ②可插值求 的上限值）025z?0.ah0x?1x3.5 嚙合角與變位系數(shù)差在齒數(shù)差與齒頂高系數(shù)確定的情況下，要滿足主要限制條件，關(guān)鍵在于決定變位系數(shù)差和嚙合角。表 3.3 嚙合角 與變位系數(shù)差 的選用推薦值'?21x?1ah??0.8ah??0.6ah??21z?21x'()??21x?'()??21x?'()??1 0.80 58.1877 0.58 54.0920 0.39 49.15633.6 齒輪幾何尺寸與主要參數(shù)的選用3.6.1 模數(shù)的確定根據(jù) NN 型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在偏心軸上安裝兩個(gè)行星輪，則一個(gè)行星輪上的轉(zhuǎn)矩輸入滾動(dòng)軸承效率，外齒輪選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度 。齒輪HBS=20~5的由文獻(xiàn)[3]查得彎曲極限應(yīng)力 lim1=650Mp?內(nèi)齒輪選用 45 號(hào)調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度 ,查得齒輪的彎曲極RC405限應(yīng)力 。 lim2=850MPa?使用系數(shù) KA， 因原動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)有振動(dòng)，查表得使用系數(shù)KA=2.0， 動(dòng) 載荷 KV=1.4（取齒輪的傳動(dòng)平穩(wěn)精度為 8 級(jí)）因 YF1/σFP1>YF2/σFP2 按外齒輪校核，根據(jù)文獻(xiàn)[11] 表 18-12 取齒寬系數(shù) 。根據(jù)文獻(xiàn)[1]校核公式，0.2~5d??需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2.5.3.6.2 幾何參數(shù)計(jì)算由表 2.4 確定：壓力角 20??? 嚙合角 '51.20??? 模數(shù) 2m? ① 算第一內(nèi)齒輪副幾何參數(shù)計(jì)算1z=41， 2=42 中心距：=1.499mm'121()cos/2(41)cos20/51.0Amz????????取中心距 1.50分度圓直徑： 12418dzm??2428dzm??齒頂高： 0.7.ah?齒輪寬度： 11.286.4db????取 120Bm25② 第二內(nèi)齒輪副幾何參數(shù)計(jì)算3z=32， 4=33中心距：=1.499mm'243()cos/2(32)cos0/51.20Amz????????取中心距 21.50分度圓直徑： 3264dzm??4236dzm??需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763齒頂高： 0.721.4ahm????1.6.8db?取 35B?420齒輪詳細(xì)尺寸計(jì)算與驗(yàn)算結(jié)果如下:①計(jì)算第一內(nèi)齒輪副外齒輪齒數(shù) Z1: 41內(nèi)齒輪齒數(shù) Z2: 42法向模數(shù) Mn:2.5mm分圓法向壓力角 αn:20°分圓螺旋角 β:15°齒頂高系數(shù) ha*:0.7頂隙系數(shù) c*:0.25中心距 a:2mm齒寬 b:20mm量棒直徑 dp:1.7mm內(nèi)插齒刀齒數(shù) Z02:25內(nèi)插齒刀齒頂高系數(shù) ha*02:1.25插齒刀刃磨刀原始齒形的距離 X02:0mm端面模數(shù) mt = 2.5882mm需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763嚙合角 αw = 52.7360°插內(nèi)齒輪時(shí)的嚙合角 α02 = 29.6081°插內(nèi)齒輪時(shí)的中心距 a02 = 23.6784mm總變位系數(shù) ∑X = 0.5186mm外齒輪變位系數(shù)：X1 =0.3000mm內(nèi)齒輪變位系數(shù)：X2 =0.8186mm分度圓直徑：d1 = 106.1158mm分度圓直徑：d2 =108.7040mm齒根圓直徑：df1 =102.8658mm齒根圓直徑：df2 =116.1068mm 齒頂圓直徑：da1 = 110.8568mm齒頂圓直徑：da2 = 108.1158mm 外齒輪齒頂壓力角 αa1 = 26.3949°內(nèi)齒輪齒頂壓力角 αa2 = 19.8031°插齒刀齒頂壓力角 αa02 = 28.2718°端面重合度 εα= 1.0407軸向重合度 εβ= 0.6591校驗(yàn)內(nèi)齒輪加工范成頂切:判斷 z02/z2=0.5952≥1-tanaa0/tana02 =0.3663校驗(yàn)過渡曲線干涉: 需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763外齒輪用滾刀加工 z2tanaa2-(z2-z1)tanaw =13.8091≥z1tanan-4(ha*-x1)/sin2a =12.4336校驗(yàn)重疊干涉:z1(dt1+invaa1)-z2(dt2+invaa2)+inva(z2-z1) =0.0258 大于等于 0校驗(yàn)外齒輪齒頂厚度: 判斷 sa1 =0.7134＞0.25m =0.6250外齒輪固定弦齒厚：sc1=3.9497mm內(nèi)齒輪固定弦齒厚：sc2=2.1521mm外齒輪固定弦齒高：hc1=1.6517mm內(nèi)齒輪固定弦齒高：hc2= -0.0854mm跨齒數(shù)：k = 6外齒輪公法線長度：w=42.6896mm外齒輪跨棒距 M1=102.0423內(nèi)齒輪跨棒距 M2=115.1559② 第二內(nèi)齒輪副幾何參數(shù)計(jì)算外齒輪齒數(shù) Z3: 32內(nèi)齒輪齒數(shù) Z4: 33法向模數(shù) Mn:2.5mm分圓法向壓力角 αn:20°分圓螺旋角 β:15°需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763齒頂高系數(shù) ha*:0.7頂隙系數(shù) c*:0.25中心距 a:2mm齒寬 b:20mm量棒直徑 dp:1.7mm內(nèi)插齒刀齒數(shù) Z02:25內(nèi)插齒刀齒頂高系數(shù) ha*02:1.25插齒刀刃磨刀原始齒形的距離 X02:0mm端面模數(shù) mt =2.5882mm嚙合角 αw =52.7360°插內(nèi)齒輪時(shí)的嚙合角 α02 =35.1857°插內(nèi)齒輪時(shí)的中心距 a02 =11.8536mm總變位系數(shù) ∑X =0.5186mm外齒輪變位系數(shù)：X1 = 0.3000mm內(nèi)齒輪變位系數(shù)： X2 =0.8186mm分度圓直徑：d1 =82.8221mm分度圓直徑： d2 =85.4103mm齒根圓直徑：df1 =79.5721mm齒根圓直徑：df2 =92.4572mm 齒頂圓直徑：da1 =87.2072mm需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763齒頂圓直徑：da2 =84.8221mm 外齒輪齒頂壓力角 αa1 =7.2875°內(nèi)齒輪齒頂壓力角 αa2 =19.5653°插齒刀齒頂壓力角 αa02 =28.2718°端面重合度 εα =0.9698軸向重合度 εβ =0.6591校驗(yàn)內(nèi)齒輪加工范成頂切：判斷 z02/z2 =0.7576≥1-tanaa0/tana02 =0.4959校驗(yàn)過渡曲線干涉：外齒輪用滾刀加工 z2tanaa2-(z2-z1)tanaw=10.4139≥z1tanan-4(ha*-x1)/sin2a =9.1579校驗(yàn)重疊干涉:z1(dt1+invaa1)-z2(dt2+invaa2)+inva(z2-z1) =0.2059≥0校驗(yàn)外齒輪齒頂厚度: 判斷 sa1 =2.8569＞0.25m =0.6250外齒輪固定弦齒厚：sc1 =3.9497mm內(nèi)齒輪固定弦齒厚：sc2=2.1521mm外齒輪固定弦齒高：hc1 =1.4738mm內(nèi)齒輪固定弦齒高：hc2=-0.0821mm跨齒數(shù)：k = 5外齒輪公法線長度：w=34.9614mm外齒輪跨棒距 M1 =80.9632需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763內(nèi)齒輪跨棒距 M2 =91.4949由上面的選取和計(jì)算得出雙聯(lián)齒輪各項(xiàng)數(shù)據(jù)見表 3.5 所示。表 3.5 行星齒輪幾何參數(shù)見 (長度單位： mm)第一內(nèi)齒輪副 第二內(nèi)齒輪副名稱 符號(hào)外齒輪 內(nèi)齒輪 外齒輪 內(nèi)齒輪齒數(shù) z41 42 32 33模數(shù) m2．5齒形角 a20°15°齒頂高系數(shù) ah? 0.7嚙合角 '?52.7360°變位系數(shù) 1x0.3 0.81860.1 0.6186嚙合中心距 A2.0分度圓直徑 d106.116 108.704 82.822 85.41齒頂圓直徑 a110.857 108.116 87.207 84.822齒根圓直徑 df 102.8658 116.107 79.572 92.457齒輪寬度 B20 25 15 20驗(yàn)算重合度 ?? 1.05?齒廓重干涉驗(yàn)算值 sG.需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763跨齒數(shù) k4 5 5 6測(cè)量柱直徑 pd1.73.7 強(qiáng)度計(jì)算與校核漸開線少齒差行星傳動(dòng)為內(nèi)嚙合傳動(dòng)，又采用正角度變位，其齒面接觸強(qiáng)度與齒根彎曲強(qiáng)度均提高，且齒面接觸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于齒根彎曲強(qiáng)度，同時(shí)又是多齒對(duì)嚙合，所以內(nèi)外齒輪的接觸強(qiáng)度可不進(jìn)行驗(yàn)算及滿足要求(參見文獻(xiàn)[2]第九章少齒差行星齒輪傳動(dòng)第 6 節(jié)齒輪強(qiáng)度計(jì)算)。只計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度，其彎曲強(qiáng)度條件為： FP??, 式(3.4）(/)FtAVFYbmK????limin(/)FPSTXRNY??根據(jù) 型傳動(dòng)計(jì)算方式得到式中： 2()ZXH?tF-齒輪分度圓上的圓周力（N） 2340/0841/29047.62tTzd N????-齒形系數(shù)：參見文獻(xiàn)[1]表 10-5 齒形系數(shù)表得到 FY .3FY齒輪寬度： 式0.7825.4db????(3.5）-使用系數(shù)：參見文獻(xiàn)[2]第 5 章行星傳動(dòng)承載能力計(jì)算表 5-6 得到AK2.0?-動(dòng)載系數(shù)：參見參見文獻(xiàn)[2]第 5 章行星傳動(dòng)承載能力計(jì)算圖 5-1 得到V1.4K?需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763-彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)：參見參見文獻(xiàn)[2]表 5-9 得FK?1.2?-彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分配系數(shù)：查文獻(xiàn)[1]圖 10-13 F? 1.08FK??-試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲極限應(yīng)力。lim?查參見文獻(xiàn)[1]圖 10-21 2lim490/FN??-齒根彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù):表 5-5 得 =1.60 minFS minFS-應(yīng)力修正系數(shù)：一般試驗(yàn)齒輪修正系數(shù)取 STY 2.0STY?-尺寸系數(shù)：查文獻(xiàn)[2]圖 6-37 得 =0.9X XY-齒根表面狀況系數(shù)；查文獻(xiàn)[2]圖 6-36 得 =1.28RY R-彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù): 查文獻(xiàn)[2]圖 6-34 得 =2.4N NY于是計(jì)算出 (/)FtAVFYbmK????190472.3/5.4)1.2.081426.95????limin(/)(90/.6.9.3.FPFSTXRNY???滿足 ，所以齒根彎曲強(qiáng)度滿足。齒輪尺寸設(shè)計(jì)滿足實(shí)際要求。P?需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763需要 CAD 圖紙，咨詢 Q：414951605 或 1304139763第四章 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。4.1 選擇軸的材料軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，最常用的是 45 鋼。必須指出在一般工作溫度下（低于 200 攝氏度）各種碳鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲或者扭轉(zhuǎn)剛度，在既定的條件下，有時(shí)也可選擇較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面積的方法來提高軸的剛度。各種熱處理如高頻淬火、滲碳、氧化、氰化以及表面強(qiáng)化處理如噴丸、滾寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）壓等對(duì)提高軸的抗疲勞都有著顯著的效果。應(yīng)用于軸的材料種類很多，主要根據(jù)軸的使用條件。對(duì)軸的強(qiáng)度、剛度和其他機(jī)械性能等的要求，采用熱處理方式，同時(shí)考慮制造加工工藝，并力求經(jīng)濟(jì)合理，通過設(shè)計(jì)計(jì)算來選擇軸的材料。根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表 5-1-1 軸的材料及其主要力學(xué)性能選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)熱處理。具體參數(shù)見表 4.1表 4.1 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料 熱處理毛坯直徑mm硬度HB抗拉強(qiáng)度 b?屈服點(diǎn) s彎曲疲極限 1?扭轉(zhuǎn)疲勞極限?許用靜應(yīng)力 p??許用疲勞應(yīng)力 p?45鋼 調(diào)質(zhì) ≤200 217~255 650 360 270 155 260 180~2074.2 低速軸（輸出軸）的設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它與軸上安裝的零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸，對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。4.2.1 初步確定軸端直徑由前得輸出軸上 , ,Z2PW??????216.95/minnr?21.6TKN??求作用在齒輪上的力（2Z-X 型） （參見文獻(xiàn)[4]13-453 受力分析與強(qiáng)度計(jì)算）齒輪分度圓直徑 364dZ??分度圓切向力 12340/01632/8741.8tFTz N????寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）徑向力 31387.1'23340sin/cosrFTzdz???法向力 =40274.4N234/n表 4.2 軸常用幾種材料的 及 值[]T?0A軸的材料 []/TMPa0A2350QA?15~25 149~1267、20~35 135~11245 25~45 126~1034035CrSiMn、35~55 112~97按表 4.2 選取 ，軸的輸入端直徑及軸的最小直徑：012A?33min02/.84/6.951.8dPm??又因?yàn)榇硕伍_有鍵槽，對(duì)于直徑 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大0d?取5%~7初選 mm。min61.80.6d????????165?4.2.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承不受軸向力，故選擇深溝球軸承。最小直徑 右端用軸端擋圈定位，安裝軸承蓋。所以 mm1265dm?? 165d?根據(jù)軸肩的高度 (0.7~.1)hd2-3 處安裝軸承，3 處為安裝軸肩 23650.724.1m?????預(yù)選軸承型號(hào)為 6215 尺寸為 75×100×18，選 23L? 275d寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3-4 段 4 處為定位軸肩 347585dm?????0.2 340L? 385dm?4-5 處安裝軸承，5 處為安裝軸肩 4596.????????預(yù)選軸承型號(hào)為 6216 尺寸為 80×110×20，選 4532L??410dm?， 5d為內(nèi)齒輪，具體尺寸見齒輪設(shè)計(jì)。2）根據(jù) SJ 型雙內(nèi)嚙合行星減速器具體結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)的輸出軸與內(nèi)齒圈裝成一體。3）參考文獻(xiàn)[1]表 15-2 取軸端的倒角為 245??軸肩上的圓角半徑 2 處取 3、4 處取.0Rm?2.Rm?4.2.3 求低速軸上的載荷由前得輸出軸上 2PW?????216.95/innr21.6TKN?求作用在齒輪上的力（2Z-X 型） （參見文獻(xiàn)[4]13-453 受力分析與強(qiáng)度計(jì)算）分度圓切向力 12340/01632/8741.8tFTzd?????徑向力 31387.1'2334sin/cosr?法向力 =40274.4N2340/nFTzd?確定軸承的支撐點(diǎn)位置時(shí)，參看文獻(xiàn)[1]圖 15-23，對(duì)于所選軸承，查得， 。所以得到圖 4.2 的 , ,12.5a17. 12L?67.532L?從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度看，截面 2 和 3 處的過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面 2-3 中間受載荷最大，截面 2、3 相近，但截面3 受扭矩，所以 2 截面不必校核，截面 2-3 中間受力，但應(yīng)力集中不大，不必校核。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩圖計(jì)算出軸受力分析的各個(gè)力，見表 4.3。表 4.3 軸受力分析載荷 垂直面 水平面支反力12NVF?1960169NHF?15128VM?彎矩 247539029.HM?18N總彎矩 2340.?扭矩 16Tm?4.2.4 按彎矩合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度在進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受對(duì)大彎矩和扭矩的截面即危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 15-5 取 a=0.6 軸的計(jì)算應(yīng)力（ ）22 21ca 3()108(.610)6.45MMpaW??????????30.1Wd?前已經(jīng)選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，參考文獻(xiàn)[1]表 15-1 查得[ -1?]=60Pa，所以 ca?????????????，故安全。4.2.5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1)判斷軸的危險(xiǎn)截面由軸分析可知，1-2 截面只受扭矩作用，雖然有鍵槽、軸肩及過渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑強(qiáng)度按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較寬余寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）考慮的，所以 1-2 段 6、7 截面無須校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度看，截面 2 和 3 處的過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面 2-3 中間受載荷最大，截面 2、3 相近，但截面 3 受