1、二齒差行星齒輪減速器設(shè)計(jì)劉慶濤(121211403142)1引言行星齒輪傳動(dòng)在我國已有了許多年地發(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)地研究和試制工作.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，均取得了較大地成就，并獲得了許多地研究成果.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)水平地進(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)地機(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地吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國地行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速地發(fā)展.b5E2R2設(shè)計(jì)背景試為某水泥機(jī)械裝置設(shè)計(jì)所需配用地行星

2、齒輪減速器，已知該行星齒輪減速器地要求輸入功率為p=740KW,輸入轉(zhuǎn)速n1=1000rpm,傳動(dòng)比為jp=35.5，允許傳動(dòng)比偏差P=0.1,每天要求工作16小時(shí)，要求壽命為2年；且要求該行星齒輪減速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸較小和傳動(dòng)效率高.P1Ea%3設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 選取行星齒輪減速器地傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡圖根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求可知，該行星齒輪減速器傳遞功率高、傳動(dòng)比較大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn).故采用雙級(jí)行星齒輪傳動(dòng).2X-A型結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于任何工況下地大小功率地傳動(dòng).選用由兩個(gè)2X-A型行星齒輪傳動(dòng)串聯(lián)而成地雙級(jí)行星齒輪減速器較為合理，名義傳動(dòng)比可分為i=7.1,i2=5進(jìn)行傳動(dòng).傳動(dòng)

3、簡圖如圖1所示：DXDiTPIP2C2C1他口萬輸出軸B1圖13.2 配齒計(jì)算根據(jù)2X-A型行星齒輪傳動(dòng)比i0地值和按其配齒計(jì)算公式，可得第一級(jí)傳動(dòng)地內(nèi)p齒輪b1,行星齒輪C地齒數(shù).現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動(dòng)地外廓尺寸，故選取第一級(jí)中心齒輪a1數(shù)為17和行星齒輪數(shù)為nP=3.根據(jù)內(nèi)齒輪zb1=（ipi）za1RTcrpzb1=7.1-117=103.7103對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后，此時(shí)實(shí)際地P值與給定地P值稍有變化，但是必須控制在其傳動(dòng)比誤差范圍內(nèi).實(shí)際傳動(dòng)比為5PCzVza1i=1+a1=7.0588zb1其傳動(dòng)比誤差*=0=38=5%ip7.1根據(jù)同心條件可求得行星齒輪c1地齒數(shù)為zc1=zb

4、1_za1；2=43所求得地ZC1適用于非變位或高度變位地行星齒輪傳動(dòng).再考慮到其安裝條件為:za1zb1C=40（整數(shù)）第二級(jí)傳動(dòng)比心2為5,選擇中心齒輪數(shù)為23和行星齒輪數(shù)目為3,根據(jù)內(nèi)齒輪zb1p2=（ip1-1）za1,zb1=（5-1）23=92再考慮到其安裝條件，選擇zb1地齒數(shù)為91jLBHr。根據(jù)同心條件可求得行星齒輪C1地齒數(shù)為zc1=(zb1za1)/2=34za1實(shí)際傳動(dòng)比為其傳動(dòng)比誤差i=1+a-1=4.957zb1i=lip-il=8%ip3.3初步計(jì)算齒輪地主要參數(shù)齒輪材料和熱處理地選擇：中心齒輪A1和中心齒輪A2,以及行星齒輪C1和C2均采用20CrMnTi,這種

5、材料適合高速，中載、承受沖擊和耐磨地齒輪及齒面較寬地齒輪，故且滿足需要.齒面硬度為58-62HRC,根據(jù)圖二可知，取22仃Hlim1400N/mm,crFlim=340N/mm,中心齒輪加工精度為K級(jí)，局速級(jí)與低速級(jí)地內(nèi)齒輪均采用42CrMo,這種材料經(jīng)過正火和調(diào)質(zhì)處理，以獲得相當(dāng)?shù)貜?qiáng)度和硬度等力學(xué)性能.調(diào)質(zhì)硬度為217-259HRC,根據(jù)圖三可知，取22,仃Hlim=780N/mm,仃Flim=420N/mm輪B1和B2地加工精度為7級(jí).xhaqx3.3.1計(jì)算高速級(jí)齒輪地模數(shù)mT1 K A K FP K F ' Y Fa 1彎曲強(qiáng)度地初算公式，為2dzd二Flimz1知Zai=17

6、,仃Flim=340N/2.中心齒輪a1地名義轉(zhuǎn)矩為a1mmP1740T1 =9549 =9549 =2355.43X1000算式系數(shù)K m = 12.1，按表6-6取使用系數(shù)Ka=6;按表6-4取綜合系數(shù)kf£=1.8;取接觸強(qiáng)度計(jì)算地行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)khp=1.2由公式可得kfp=1.6（khp-1）=1+161.2-1）=1.32；由表查得齒形系數(shù)丫廠=2.67；由表查地齒寬系數(shù)0=0.8;則所得地模數(shù)m為ldaycfa1d= 8.55 mm“2355.41.61.81.322.670.8 17 17 390m=12.13取齒輪模數(shù)為m=9mm3.3.2計(jì)算低速級(jí)地

7、齒輪模數(shù)mm =31 KaKfP KFqYFa1d 4 0 F lim按彎曲強(qiáng)度地初算公式，計(jì)低速級(jí)齒輪地模數(shù)m為現(xiàn)已知za2=23,oFlim=410N/2.中心齒輪a2地名義轉(zhuǎn)矩mm2=一=1Pl1=7.05882355.4=16626.29nmm取算式系數(shù)km=12.1,按表6-6取使用系數(shù)ka=16按表6-4取綜合系數(shù)kfg=1.8;取接觸強(qiáng)度計(jì)算地行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)khp=1.2,由公式可得kfP=1+1.6（khP1）=1+1.6。21）=1.32；由表查得齒形系數(shù)Yfa1=2.42;由表查地齒寬系數(shù)4=0.6；則所得地模數(shù)m為Zzz6乙dm =12.1=12.4mm31

8、6626.291.61.81.322.420.62323420取齒輪模數(shù)為m2=12mm3.4嚙合參數(shù)計(jì)算3.4.1高速級(jí)在兩個(gè)嚙合齒輪副中a1-c1,b1-c1中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a1為1 1aa1c1=1mza1zc1=1121743=2702 JJ211,abici=2mzbzci=萬9103-43=2703.4.2低速級(jí)在兩個(gè)嚙合齒輪副中a2c2,b2c2中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a2為11,Ab2c2=mZb2-zc2=萬1291-34=34211,ab2c2=mZb2-Zc2=21291-34=342由此可見，高速級(jí)和低速級(jí)地標(biāo)準(zhǔn)中心距均相等.因此該行星齒輪傳動(dòng)滿足非變位地同心條件，但是在行星齒

9、輪傳動(dòng)中，采用高度變位可以避免根切，減小機(jī)構(gòu)地尺寸和質(zhì)量2；還可以改善齒輪副地磨損情況以及提高其載荷能力.dvzfv。由于嚙合齒輪副中地小齒輪采用正變位（X1A0）,大齒輪采用負(fù)變位（X2<0）.內(nèi)齒輪地變位系數(shù)和其嚙合地外齒輪相等，即X2=X1，zx-A型地傳動(dòng)中，當(dāng)傳動(dòng)比iax>4時(shí)，中心齒輪采用正變位，行星齒輪和內(nèi)齒輪采用負(fù)變位，其變位系數(shù)關(guān)系為Xc=Xb=Xa<0.rqyn1。3.4.3高速級(jí)變位系數(shù)確定外齒輪副地變位系數(shù)，因其高度變位后地中心距與非變位地中心距不變，在嚙合角仍為a'=270,z工=乙+存=60根據(jù)表選擇變位系數(shù)Xa=0.314Xb=-0.31

10、4Xc=-0.3143.4.4低速級(jí)變位系數(shù)因其嚙合角仍為a'=342z£=-+z2=57根據(jù)表選擇變位系數(shù)Xa2=0.115Xb2=-0.115Xc2=-0.1153.5幾何尺寸地計(jì)算對(duì)于雙級(jí)地2x-A型地行星齒輪傳動(dòng)按公式進(jìn)行其幾何尺寸地計(jì)算，各齒輪副地幾何尺寸地計(jì)算結(jié)果如下表：3.5.1高速級(jí)項(xiàng)目計(jì)算公式a1-c1齒輪副bici齒輪副分度圓直徑di=m1z1d2=m1z2di=153d2=387d1=387d2=927基圓直徑dbi=dicosadb2=d2cosadbi3.77db2=363.66dbi=363.661db2=871.095頂圓直徑dai外嚙合dai=

11、di+2m（ha*Xi）da2=d2*2m（ha*X2）dai=i76.65dbi=399.35內(nèi)嚙合da2=d2+2m（ha*X2）da2=d2-2mha+X3）da2=d門+2a'+2cm（插齒）dbi=399.35da2=906.33齒根圓直徑df外嚙合dfi=di2（ha+C-Ximdf2=d-2（ha+C-X2）mdfi=i36.i5df2=358.85內(nèi)嚙合df產(chǎn)di-2（ha，c”-X2）mdf2=dao+2a'o2（插齒）dfi=358.85df2=943.683.5.2低速級(jí):項(xiàng)目計(jì)算公式ai-ci齒輪副bi-ci齒輪副分度圓直徑di=mizid2=miz2d

12、i=276d2=408di=387d2=927基圓直徑d巾dicosadb2=d2cosadbi=i43.77db2=363.66dbi=363.66idb2=87i.095齒頂圓直徑da1外嚙合da1=dl2m（ha*+xJda2=d2+2m（ha沖+X2）da1=302.75da2=429.25內(nèi)嚙合da2=d2+2m（ha、X2）da2=d2-2m（ha'+X3）da2=df1+2a，+2/m（插齒）da2=429.25da2=1069.31齒根圓直徑df外嚙合df1=d-2（ha+c”-X）mdf2=d-2（haX2）mdf1=248.75df2=375.25內(nèi)嚙合df1=d2

13、（ha+c-X2）mdf2=da0+2a02（插齒）df1=375.25df2=1119.213.5.3關(guān)于用插齒刀加工內(nèi)齒輪，其齒根圓直徑地計(jì)算已知模數(shù)m=9mm,盤形直齒插齒刀地齒數(shù)為18,變位系數(shù)為X0=0.（仲等磨損程度）,試求被插齒地內(nèi)齒輪b2地齒圓直徑.齒根圓直徑df2按下式計(jì)算，即df2=da0+2a'02（插齒）da0插齒刀地齒頂圓直徑插齒刀與被加工內(nèi)齒輪地中心距a02dao=mz02mhaoX0=918291.25=186.3mm高速級(jí)：df2=da0+2a'02=186.3+2M378.69=943.68mm低速級(jí)：選擇模數(shù)m=12mm,盤形直齒插齒刀地齒數(shù)

14、為17dao=mz02mhaoX0=12仔2121.250.1=236.4mmdf2=da0+2a'02=236.4+2416.455=1069.31mm（填入表格）3.6裝配條件地驗(yàn)算對(duì)于所設(shè)計(jì)地雙級(jí)2X-A型地行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下裝配條件3.6.1鄰接條件按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即dac<2aacsin已知高速級(jí)地dac=399.35,2，=270和5=3代入上式，則np399.35<2m270父sin二=467.64mm滿足鄰接條件3將低速級(jí)地dac=429.25,2'=342和口P=3代入，M得429.25<2x342xsin-=592.344mm滿足

15、鄰接條件33.6.2同心條件按公式對(duì)于高度變位有Za+2Zc=Zb已知高速級(jí)Za/，Zc=43Zb=i03滿足公式則滿足同心條件.已知低速級(jí)Za=23,Zc=34Zb=9i也滿足公式則滿足同心條件3.6.3安裝條件按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得Zi"=C（整數(shù)）npiZa2,Zb2np2Zai.Zbinpii7i03、,一，丁:4。:速級(jí)滿足裝配條件）Za2+Zb2=學(xué)坦=38（低速級(jí)滿足裝配條件）np23.7傳動(dòng)效率地計(jì)算雙級(jí)2X-A型地基本行星齒輪傳動(dòng)串聯(lián)而成地，故傳動(dòng)效率為n=*1aix2bib2naixia2x2由表可得:b二i一aixiPi1b2=ia2x2P2P2Fx2Xix

16、i和軸承損失系數(shù)中之和.n.xi-、3.7.i局速級(jí)嚙合損失系數(shù)中地確定-.一xi-、在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，其損失系數(shù)中等于嚙合損失系數(shù)xixixi即中=£中十£mnx1x1x1其中=一mma1mb1x1-轉(zhuǎn)化機(jī)才中中心輪bl與行星齒輪cl之間地嚙合損失mb1x1.,.i轉(zhuǎn)化機(jī)才中中心輪al與行星齒輪c1Ni地嚙合損失ma1xl.一平可按公式計(jì)算即mb1x1中mb1f上士1m.lZ1Z2J高速級(jí)地外嚙合事重合度=1.584,x1則得1ma1式中z1齒輪副中小齒輪地齒數(shù)z2齒輪副中大齒輪地齒數(shù)f嚙合摩1S系數(shù)，取0.2mx1ma1-1=2.486f一mIlzZ2J=2.4860.21

17、1=0.0411743,x1I11內(nèi)外嚙合中重合度W=1.864,則地中=2.926f一十mb1mlZ1Z2>.x1_11=2.9260.2=0.0080mb143103x1b61即得=0.041+0.008=0.049,1-6.10.049=0.95ma1x171x2.、3.7.2低速級(jí)嚙合損失系數(shù)中地確定外嚙合中重合度=1.627x2=2.554fma2m=2.5440.211=0.0372334內(nèi)嚙合中重合度=1.858x21111、2=2.917f一=2.917父0.2.一=0.019ma2mVz1z2J(2391J即得x2,=0.037+0.019=0.056,b2a2x2,4

18、二1,0.056=0.955則該行星齒輪地傳動(dòng)效率為n=nb1nb2=0.9552m0.95=0.9074,傳動(dòng)效率高滿足a1x2alxla2x2短期間斷工作方式地使用要求.3.8結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.8.1 輸入端根據(jù)ZX-A型地行星齒輪傳動(dòng)地工作特點(diǎn)，傳遞功率地大小和轉(zhuǎn)速地高低情況，首先確定中心齒輪al地結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗刂睆捷^小，d1=276所以al采用齒輪軸地結(jié)構(gòu)形式；即將中心齒輪al與輸入軸連成一體.Emxvx按公式domin= 1127401000= 112x0.904 = 101.3 mm 按照 3%-5%增大，試取為125mm同時(shí)進(jìn)行軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3,為了便于軸上地零件地裝拆，將軸做成階梯形如

19、圖2所示SixE2。圖2帶有單鍵槽地輸入軸直徑確定為125mm再過臺(tái)階d1為130mm兩足密封元件地孔徑要求.軸環(huán)用于軸承地軸向定位和固定.設(shè)2為150mm寬度為10mm中艮據(jù)軸承地選擇確定d3為140mm.t稱安裝軸承，試確定其他各段等.如圖36ewMy圖33.8.2輸出端根據(jù)domin4=300mm,市有單鍵槽，與轉(zhuǎn)臂2相連作為輸出軸取d1為300mm選才？63X32地鍵槽.再到臺(tái)階d2為320mm&出連接軸為310mm選擇70X36地鍵槽.如圖4、圖5所示kavU43.8.3 內(nèi)齒輪地設(shè)計(jì)內(nèi)齒輪bl采用緊固螺釘與箱體連接起來，從而可以將其固定.如圖7、圖8所示圖6圖73.8.4

20、行星齒輪設(shè)計(jì)行星齒輪采用帶有內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，它地齒寬應(yīng)該加大5,以保證該行星齒輪c與中心齒輪a地嚙合良好，同時(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和行星齒輪c相嚙合.在每個(gè)行星齒輪地內(nèi)孔中，可安裝四個(gè)滾動(dòng)軸承來支撐著.如圖8、圖9所示y6V3A。圖8圖9而行星齒輪地軸在安裝到轉(zhuǎn)臂X地側(cè)板上之后，還采用了矩形截面地彈性擋圈來進(jìn)行軸地固定.3.8.4轉(zhuǎn)臂地設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理地轉(zhuǎn)臂x應(yīng)是外廓尺寸小，質(zhì)量小，具有足夠地強(qiáng)度和剛度，動(dòng)平衡性好，能保證行星齒輪間地載荷分布均勻，而且具有良好地加工和裝配工藝.對(duì)于2X-A型地傳動(dòng)比/*:>4時(shí)，選擇雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂.因?yàn)樾行驱X輪地軸承一般安裝在ax行星齒輪地輪緣內(nèi).轉(zhuǎn)臂X作為

21、行星齒輪傳動(dòng)地輸出基本構(gòu)件時(shí)，承受地外轉(zhuǎn)矩最大.如圖10、圖11所示M2ub6圖10圖11轉(zhuǎn)臂X1上各行星齒輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線地中心極限偏差f可按公式計(jì)算，先已知a高速級(jí)地嚙合中心距a=270mm,則得0Yujc。83a83270<±-8a=±80=0.0517(mm)取f=51.7ma100010001a各行星齒輪軸孔地孔距相對(duì)偏差61按公式計(jì)算，即1 三 3 -4.5=：!3 -4.5= 0.0493 -0.0739取1=0.062=62Jm轉(zhuǎn)臂X1地偏心誤差ex為孔距相對(duì)偏差61地%,即先已知低速級(jí)地嚙合中心距a=342mm則得,83a83342f<

22、7;=±=0.0559(mm)取f=55.9Nm1a10001000a各行星齒輪軸孔地孔距相對(duì)偏差61按公式計(jì)算，即、a-、3423-4.5=3-4.5=0.05547-0.083210001000取、1=0.069=69m轉(zhuǎn)臂X1地偏心誤差ex為孔距相對(duì)偏差61地%,即ex二 34.5m3.8.5箱體及前后機(jī)蓋地設(shè)計(jì)按照行星傳動(dòng)地安裝類型地不同，則該行星減速器選用臥式不部分機(jī)體，為整體鑄造機(jī)體，具特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，能有效多用于專用地行星齒輪傳動(dòng)中，鑄造機(jī)體應(yīng)盡量地避免壁厚突變，應(yīng)設(shè)法減少壁厚差，以免產(chǎn)生疏散等鑄造缺陷.材料選為灰鑄鐵7.如圖12、13、14所示eUts8。壁厚,

23、=0.56KtKd4Td-6mmKt機(jī)體表面地形狀系數(shù)取1Kd與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)地系數(shù)kd取2.6Td作用在機(jī)體上地轉(zhuǎn)矩圖12圖13圖143.8.6齒輪聯(lián)軸器地設(shè)計(jì)浮動(dòng)地齒輪聯(lián)軸器是傳動(dòng)比i=1地內(nèi)外嚙合傳動(dòng)，其齒輪地齒廓曲線通常采用漸開線.選取齒數(shù)為23,因?yàn)樗鼈兪悄?shù)和齒數(shù)相等地嚙合齒輪副8.如圖15SQSAE圖153. 8.7標(biāo)準(zhǔn)件及附件地選用軸承地選擇：根據(jù)軸地內(nèi)徑選擇輸入軸承為GB/T276-1994中地內(nèi)徑為140mm,外徑為210mm.T星齒輪中地軸承為雙列角接觸球地軸承內(nèi)徑為90mm外徑為160mm.行星齒輪2中地軸承為GB/T283-1994地圓柱滾子軸承.輸出軸承為GB/T2

24、76-1994地深溝球軸承.GMsIa螺釘?shù)剡x擇：大多緊固螺釘選擇六角螺釘.吊環(huán)地設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn).通氣塞地設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊(cè)自行設(shè)計(jì).以及油標(biāo)地設(shè)計(jì)根據(jù)GB1161-89地長形油標(biāo)地參數(shù)來設(shè)計(jì).TIrRGo3.9齒輪強(qiáng)度地驗(yàn)算校核齒面接觸應(yīng)力地強(qiáng)度計(jì)算，大小齒輪地計(jì)算接觸應(yīng)力中地較大6H值均小于其相應(yīng)地許用接觸應(yīng)力6Hp,IPdH<5Hp3.1.1 高速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度地校核考慮到由齒輪嚙合外部因素引起地附加動(dòng)載荷影響地系數(shù)，它與原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)地特性，軸和連軸器系統(tǒng)地質(zhì)量和剛度以及運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，原動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊8.故選Ka為1.6,工作機(jī)地環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊9.故選Ka

25、為1.87EqZc1動(dòng)載荷系數(shù)Kv考慮齒輪地制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)輪齒內(nèi)部附加動(dòng)載荷影響地系數(shù)，查表可得Kv=1.1082齒向載荷分布系數(shù)KhP考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響地系數(shù)，該系數(shù)KHB主要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪軸地平行度，跑合情況等有關(guān).izq7iKhP=1+(Bb-1即查表可得日b=12，NH=3則KH二=11.12-13=1.3623齒間載荷分配系數(shù)kHa、kFa齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時(shí)嚙合地各對(duì)齒輪間載荷分布不均勻影響地系數(shù).它與齒輪地制造誤差，齒廓修形，重合度等因素有關(guān).查表可得kHa=1，kFa=1zvPge04行星齒輪間載荷分配不

26、均勻系數(shù)kHp考慮在各個(gè)行星齒輪間載荷分配不均勻?qū)X接觸應(yīng)力影響地系數(shù).它與轉(zhuǎn)臂X和齒輪及箱體精度，齒輪傳動(dòng)地結(jié)構(gòu)等因素有關(guān).查表取kHp=1.4NrP0J。5節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)7zH考慮到節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力地影響.并將分度圓上地切向力折算為節(jié)圓上地法向力地系數(shù).根據(jù)12cosBacosat，取7H為2.4951nowf。cosat sinatZH-2'ZH6彈性系數(shù)Ze考慮材料彈性模量E和泊松比期對(duì)接觸應(yīng)力影響地系數(shù)，查表可得Ze為189.807重合度系數(shù)Z&考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷Ft.b地影響，而使計(jì)算接觸應(yīng)力減小地系,故取0.8978螺旋角系數(shù)zp考慮螺旋角造成地接觸線

27、傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響地系數(shù).zp=JcosP,取Zp為19最小安全系數(shù)Shmin,SFmin考慮齒輪工作可靠性地系數(shù)，齒輪工作地可靠性要求應(yīng)根據(jù)重要程度，使用場合等.取,=1SHmin10接觸強(qiáng)度計(jì)算地壽命系數(shù)zNt考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時(shí)，它與一對(duì)相嚙合齒輪地材料，熱處理，直徑，模數(shù)和使用潤滑劑有關(guān).fjnFL。取ZnJI.039,Zn2t=1.08511潤滑油膜影響系數(shù)zL,zV,zR齒面間地潤滑油膜影響齒面地承載能力.查表可得ZL=1,ZV=0.987,ZR=0.99112齒面工作硬化系數(shù)7，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)7wx考慮到經(jīng)光整加工地硬齒面地小齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對(duì)調(diào)質(zhì)剛地大

28、齒輪產(chǎn)生冷作硬化.還考慮因尺寸增大使材料強(qiáng)度降低地尺寸效應(yīng)因素地系數(shù).故選Z=1,wZx=1tfnNh。根據(jù)公式計(jì)算高速級(jí)外嚙合齒輪副中許用接觸應(yīng)力仃HP”。，即中心齒輪a1地HP二Hlim_HpPaZNtZLZVZRZwZx=1422MShminPa行星齒輪C1地仃Hp-ZNtZlZvZRZwZx=1486MSHmin外嚙合齒輪副中齒面接觸應(yīng)力地計(jì)算中仃H1=aH2，HIH2H1=二H0KAKUKH|.；KHaKHP1Ft u 1仃 H。）。TZhZeZIP,經(jīng)計(jì)算可得二H1十二H 2 - 987M Pa滿足接觸疲勞強(qiáng)度條件.則仃H1<HP1=1422MPa，仃H2<OHP2=1

29、486MPa3.1.2 高速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度地校核1名義切向力Ft已知Ta=2355N.m,np=3®da=153mmflU得Ft20007 aF mda2000 2355= 31960N使用系數(shù)3 153K a,和動(dòng)載系數(shù)k v地確定方法與接觸強(qiáng)度相同.2齒向載荷分布系數(shù)KFp齒向載荷分布系數(shù)kf：按公式計(jì)算，即Kf：=bTF由圖可知NF=1,10b=1.411,貝UK鄧=1.3113齒間載荷分配系數(shù)KFa齒間載荷分配系數(shù)KFa可查表KFa=1.14行星齒輪間載荷分配系數(shù)KFp行星齒輪問載荷分配系數(shù)KFp按公式計(jì)算KFp=1+1.6(1.21)=1.325齒形系數(shù)Yfa查表

30、可得，Yfa1=2.421,Yfa2=2.656laIla26應(yīng)力修正系數(shù)vIsa查表可得V厘=1.684,V0=1.577Isa1YIsa27重合度系數(shù)Y075查表可得Y=0.25=0.723丫11.588螺旋角系數(shù)Yp=19計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力仃f7F1=FmtYFaYYKaKvKFKFaKFP=187MpaF2=F；YFa2YYKaKvKfKFaKFP=189Mpa10計(jì)算許用齒根應(yīng)力aFPSf min。FP=”皿YstYmY金iTYRrelTYx已知齒根彎曲疲勞極限仃Fmin=400N/m查得最小安全系數(shù)SFmin=16式中各系數(shù)丫$1，Ynt,丫弟/，丫口同丁和丫*取值如下：0.0231

31、06查表Yst=2,壽命系數(shù)Ynt=1<Nl)查表齒根圓角敏感系數(shù)丫輛尸，丫砂2=。.950.1相對(duì)齒根表面狀況系YRrelT1=1.674-0.529(Rz+1)=1.0430.1YRrelT2=1.674-0.529Rz1=1。43許用應(yīng)力cFp1=694MPa,二Fp2=474MPa因此6F1<仃Fp1，BF2<仃Fp2，a-c滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件.3.9.3 高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度地校核高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度校核可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強(qiáng)度地計(jì)算，校核上與高速級(jí)外嚙合齒輪副中地強(qiáng)度相似.選擇Kv=1.272,KHp=1.189,=189.8,ZP=1，Zh

32、=2.495,K4二1.098,Z乞=0.844,ZN1=1.095,ZN2=1.151,ZL1=1，ZL2=1，ZV1=0.987,ZV2=0.974,ZR1=0.991,Zr1=0.982,ZW1=1.153,ZW2=1.153,Zx1=1，ZX2=1，SHmin=1HbmVN計(jì)算行星齒輪地許用應(yīng)力為二Hlim一、-Hp1-u、ZNiZlZvZrZwZx=1677MpaShmin計(jì)算內(nèi)齒輪c1地接觸許用應(yīng)力二Hlim-Hp1OZNtZlZvZrZwZX=641MpaShmin而H1=H2=H0,KaKuKhKHa1KHP1=396Mpa則仃H1=Oh,<641|V|得出結(jié)論：滿足接觸

33、強(qiáng)度地條件.HIH2pa3.9.4 低速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度地校核1選擇使用系數(shù)ka原動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊.故選ka為1.6,工作機(jī)地環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊.故選Ka為1.82動(dòng)載荷系數(shù)Kv92八一!92十，2004色.25r= 1.0343齒向載荷分布系數(shù)KHKH-1b-1H=1.2294齒間載荷分配系數(shù)kHa、kFa查表可得kHa=1.021kFa=1.0215節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zHJ2cos:cos.a2a=2.495cosatsinat6彈性系數(shù)Ze考慮材料彈性模量E和泊松比v對(duì)接觸應(yīng)力影響地系數(shù)，查表可得Ze為189.807重合度系數(shù)Z考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷Ft；.b地影響，而使

34、計(jì)算接觸應(yīng)力減小地系數(shù)4-；一a,故取0.88938螺旋角系數(shù)Zp考慮螺旋角造成地接觸線傾余對(duì)接觸應(yīng)力影響地系數(shù).zb=JcosB，取zp為1計(jì)算齒面地接觸應(yīng)力仃H1=。hMKaKUKH0KHa1KHP1代人參數(shù)二H1=二H2=1451Mpa9最小安全系數(shù)q.,qSHmin7SFmin取GH=1SHmin10接觸強(qiáng)度計(jì)算地壽命系數(shù)zNt取ZN1t=1.116,ZN2t=1.11711潤滑油膜影響系數(shù)zL,ZV,zR齒面間地潤滑油膜影響齒面地承載能力.查表可得ZL=1，ZV=0.958，ZR=0.99612齒面工作硬化系數(shù)Zw,接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)z選Zw=1Zx=1計(jì)算許用接觸應(yīng)力Hp1二 H l

35、imSh minZnZlZvZrZwZx =1770M pa （中心齒輪a2）二 H limHp2 oS H minZniZlZvZrZwZx=1525M pa （行星齒輪 c2）接觸強(qiáng)度校核:0H1=仃H21451Mpa。Hp2（滿足接觸強(qiáng)度校核）3.9.5 低速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度地校核1名義切向力Ft已知Ta=16223.47N.m,np=3和d=276mm!U得2000Ta200016223.47Ft=心=128628N使用系數(shù)和動(dòng)載系數(shù)地確止萬t3276KaKvmda法與接觸強(qiáng)度相同.2齒向載荷分布系數(shù)KFp齒向載荷分布系數(shù)KF按公式計(jì)算，即k-b-1f由圖可知NF=1,10b=

36、1.229,則K邛=1.2293齒間載荷分配系數(shù)KFa齒間載荷分配系數(shù)KFa可查表KFa=1.0214行星齒輪間載荷分配系數(shù)KfP行星齒輪問載荷分配系數(shù)kFp按公式計(jì)算KFp=1+1.6(1.21)=1.325齒形系數(shù)丫fa查表可得，Yfa1=2.531,Yfa2=2.584laIla26應(yīng)力修正系數(shù)vsa查表可得Ys.=1.630,Ysa2=1.590salsa27重合度系數(shù)Y8075查表可得V”0.25-0.710Y11.588螺旋角系數(shù)丫口=19計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力仃，二F1七YFaYYKaKvKfKFaKFp=396Mpa二F2由YFa2YYKaKvKfKFaKFP=394Mpa10計(jì)算許

37、用齒根應(yīng)力仃FP仃Fp=”nYsTYNtY&lTYRrelTYx已知齒根彎曲疲勞極限仃 SFminFmin =400n, mm2查得最小安全系數(shù)SFmin=1.6,式中各系數(shù)Yst，Ynt，丫次/，Y RrelT和Yx取值如下查表Yst=2,壽命系數(shù)Ynt= 笠100.026一 =1查表齒根圓角敏感系數(shù)Y.relT1=1,Y、.reiT2=10.1相對(duì)齒根表面狀況系YRrelT1-1.674-0.529Rz1=1.0430.1YRrelT2=1.674-0.529Rz1=1.043許用應(yīng)力仃FP1=674MPa,仃Fp2=484MPa因此6F1<仃FP1；FF2<QrFp2

38、，a2c2滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件.3.9.6 低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度地校核23/28低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度校核可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強(qiáng)度地計(jì)算，校核上與高速級(jí)外嚙合齒輪副中地強(qiáng)度相似11.選擇Kv=1.051,Khj1.213,z189.8,z口=1,Zh=2.495，KHa=1.098，Z£=0.844V7l4jZni=192,Zn2=1.261,Zl1=1,Zl2=1,Zv1=0.958,Zv2=0.912,ZR1=0.996,ZR1=0.992,ZW1=1.153,ZW2=1.153,ZX1=1，ZX2=1，SHmin= _11 p1 1 p2 Ta24.957X7

39、.0588Ta2計(jì)算行星齒輪地許用應(yīng)力為Hp1二 H limSHminZmZlZvZrZwZx=1782M pa計(jì)算內(nèi)齒輪c1地接觸許用應(yīng)力仃HP1=-lmZNtZlZvZrZwZX=665MpaShmin而；H1=H2=H0KaKuKhKHa1KHP1=652Mpa則仃H1=。H2<652"pa得出結(jié)論：滿足接觸強(qiáng)度地條件.3.10基本構(gòu)件轉(zhuǎn)矩地計(jì)算Ta1 1一 .b1b2T x2i a1x2則得中心齒輪地轉(zhuǎn)矩地關(guān)系為a2P2x2一 c c P1 c cT1 =95499549n17401000= 7066.26mm=Ta1Ta2=-247251.7nmm；Tx2=25084

40、3Nmm3.11行星齒輪支撐上地和基本構(gòu)件地作用力在行星齒輪傳動(dòng)嚙合時(shí)，基本構(gòu)件及其輸出軸上不僅受到來自行星齒輪地嚙合作用力，而且在軸地伸出端上受到其他連接零件地作用力，在進(jìn)行輸出軸和軸承計(jì)算時(shí),該集中地作用力地大小可按下列公式計(jì)算.如：83lcP。2000TQ=0.2-0.35D式中T傳動(dòng)軸上地轉(zhuǎn)矩.D圓柱銷中心分布圓地直徑在2X-A型中，中心齒輪a作用在行星齒輪c上地切向力F為Fac=-2000Taacacmda高速級(jí)Fa1c1=Fb1c1=31959.75Naicibici低速級(jí)Fa2c2 = Fb2c2 =128628N基本構(gòu)件地軸承上所承受地作用力地大小可按下列公式計(jì)算2Tdcos-

41、 cosan npxJk式中地d傳動(dòng)軸地直徑一：一一齒輪地螺旋角an法面壓力角Kz制造和安裝誤差地休正系數(shù)在2X-A型傳動(dòng)中，作為中間齒輪地行星齒輪C在行星齒輪傳動(dòng)中總是承受雙向彎曲載荷.因此，行星齒輪C易出現(xiàn)齒輪疲勞折斷.必須指出：在行星齒輪傳動(dòng)中地齒輪折斷具有很大地破壞性.如果行星齒輪C中地某個(gè)齒輪折斷，其碎塊落在內(nèi)齒輪地齒輪上，當(dāng)行星齒輪C與內(nèi)齒輪相嚙合時(shí)，使得b-c嚙合傳動(dòng)卡死，從而產(chǎn)生過載現(xiàn)象而燒壞電機(jī)，或使整個(gè)行星齒輪減速器損壞.適當(dāng)?shù)靥岣啐X輪地彎曲強(qiáng)度，增加其工作地重要性相當(dāng)重要.mZkkl。3.12密封和潤滑行星齒輪減速器采取飛濺油潤滑地方式，通過內(nèi)齒輪和行星齒輪地傳動(dòng)把油甩起

42、來，帶到零件地各個(gè)部分.在輸入軸地前機(jī)蓋上有兩個(gè)通油孔，便與油入軸承.在油標(biāo)中顯示油位，便于即時(shí)補(bǔ)油.密封地方式為采用氈圈式密封.簡單低廉.但接觸面地摩擦損失大，因而功能耗大，使用期限短.AVktR。3.13運(yùn)動(dòng)仿真行星齒輪減速器裝配完成后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)，利用Solidworks中制作動(dòng)畫地模式讓行星減速器運(yùn)動(dòng)起來.把旋轉(zhuǎn)馬達(dá)安裝在輸入軸上，設(shè)置其轉(zhuǎn)速為n1=1000rPm，通過設(shè)置，輸入軸上地齒輪帶動(dòng)行星齒輪繞著中心齒輪公轉(zhuǎn)，又繞著行星軸自轉(zhuǎn).同25/28時(shí)轉(zhuǎn)臂1進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng).通過齒輪地傳動(dòng)，帶動(dòng)了輸出軸地轉(zhuǎn)動(dòng).最后保存為AVI地格式動(dòng)畫，可以對(duì)外輸出.ORjBn電整體裝配用.SUMS! 結(jié)論通過對(duì)行星齒輪地設(shè)計(jì)過程地熟悉，與傳統(tǒng)地減速器地設(shè)計(jì)有很大地不同，計(jì)算方式不一樣、安裝方式