行星減速箱設(shè)計(jì)

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1、 2K-H 行星減速箱設(shè)計(jì) 摘要：在給定傳動(dòng)比、扭矩、模數(shù)及行星輪個(gè)數(shù)的條件下進(jìn)行了行星減速器的總體方案設(shè)計(jì)、 常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算、 輸出軸的工藝流程設(shè)計(jì)及繪制總裝圖和部分零件圖。 行星減速器的總體方案設(shè)計(jì)選用太陽(yáng)輪浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)， 太陽(yáng)輪通過(guò)單齒聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)，這種浮動(dòng)方法浮動(dòng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，便于安裝。太陽(yáng)輪與齒輪聯(lián)軸器的外齒半聯(lián)軸套做成一體， 內(nèi)齒輪設(shè)計(jì)成內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)，行星架選用剛性較好的雙側(cè)板整體式結(jié)構(gòu)， 與輸出軸法蘭式聯(lián)接， 行星架與輸出軸通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱布置得定位銷保證同軸度。 齒輪聯(lián)軸器選用鼓形齒齒輪聯(lián)軸器，鼓形

2、齒齒輪聯(lián)軸器允許兩軸線有較大角位移， 相對(duì)承載能力較強(qiáng)， 并且易于安裝調(diào)整。減速器齒輪采用油池潤(rùn)滑，軸承采用飛濺潤(rùn)滑。 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案和常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算繪制總裝配圖以及太陽(yáng)輪、 行星架、輸入軸、輸出軸的零件圖。 輸入軸的工藝流程設(shè)計(jì)對(duì)輸入軸進(jìn)行工藝分析， 繪制零件圖；確定毛坯的制造形式；制定零件的機(jī)械加工工藝路線并填寫工藝過(guò)程卡和工序卡。 關(guān)鍵詞： 2K-H 行星齒輪 減速箱 指導(dǎo)老師簽名： 2K-H planetary gear box design Ab

3、stract ：In a given gear ratio, torque, modulus, and the number of planets round under the conditions of the planetary reducer for the overall program design, conventional design, the output shaft of the process design and draw parts assembly diagram and Fig. Planetary reducer selection of the

4、overall design of the sun round the floating bodies are set, the sun wheel gear coupling with a single high-speed shaft connected to the realization of floating, the floating floating method is sensitive, simple structure, easy to manufacture, easy to install. Round the sun gear coupling with the se

5、cond half of the outer sleeve teeth into one, with gear designed with the structure of ring gear, planetary rigid frame a better selection of both the overall board structure, with the output shaft flange-type connection, planetary output shaft through the frame with two pins in a symmetrical arrang

6、ement to ensure coaxiality. Selection of drum gear coupling tooth gear coupling, gear coupling crown gear axis to allow the two larger angular displacement, load-bearing capacity is relatively strong, and easy to install and adjust. Used oil tank gear reducer lubrication, bearing lubrication using s

7、plash. According to the overall design of conventional design and calculation programs and the general assembly drawing, as well as round the sun, planetary plane, input shaft, output shaft of the parts diagram. Input shaft of the process design of the input shaft to process analysis, mapping pa

8、rts diagram; to determine the manufacture of blank forms; the development of parts of the machining process and complete the process route and process Card card. Key words : 2K-H planetary gear reducer box Signature of Supervisor : 目 錄 1 前言

9、 -----------------------------------------------------------------------------------------------------1 1.1 選題的依據(jù)及意義 -----------------------------------------------------------------------------1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) ---------------------------------------------------------------1 2 常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算 ---

10、------------------------------------------------------------------------------------ 3 2.1 已知條件 2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算  -------------------------------------------------------------------------------------------- 3 -----------------------------------------------------------------------------------

11、--------- 3 2.2.1 選取行星輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 -------------------------------------------- 3 2.2.2 行星輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 ------------------------------------------------------------------ 3 2.2.3 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) ---------------------------------------------------------------- 4 2.2.

12、4 裝配條件的驗(yàn)算 ---------------------------------------------------------------------------- 5 2.2.5 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ---------------------------------------------------------------------------- 6 2.2.6 減速器的潤(rùn)滑和密封 --------------------------------------------------------------------- 10

13、 2.2.7 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 ------------------------------------------------------------------------------ 10 2.2.7.1 校核其齒面接觸強(qiáng)度 ------------------------------------------------------------------------ 10 2.2.7.2 校核其齒跟彎曲強(qiáng)度 ---------------------------------------------------------------------

14、--- 13 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 -------------------------------------------------------------------------------------- 15 3.1 行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 -------------------------------------------------------------------- 15 3.1.1 行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - -----------------------------------------------------------------------

15、-- 15 3.1.2 行星架結(jié)構(gòu)計(jì)算 ----------------------------------------------------------------------------- 15 3.2 齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ------------------------------------------------------------- 16 3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 --------------------------------------------------------------------------- 17

16、 3.3.1 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ---------------------------------------------------------------- 17 3.3.2 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 - ------------------------------------------------------------------------- 19 3.4 鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 -------------------------------------------------------------------- 20 4 輸入軸的工藝

17、設(shè)計(jì) ----------------------------------------------------------------------------- 22 4.1 零件的分析 ----------------------------------------------------------------------------------------- 22 4.1.1 零件的圖樣分析 ----------------------------------------------------------------------------- 22

18、 4.1.2 零件的工藝分析 ----------------------------------------------------------------------------- 22 4.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) -------------------------------------------------------------------------------------- 23 4.2.1 確定毛坯的制造形式 ----------------------------------------------------------------------

19、 23 4.2.2 基面的選擇 ----------------------------------------------------------------------------------- 23 4.3 制定工藝路線 -------------------------------------------------------------------------------------- 23 4.3.1 工藝路線方案一 -----------------------------------------------------

20、------------------------ 23 4.3.2 工藝路線方案二 ----------------------------------------------------------------------------- 24 4.3.3 工藝路線方案三 ----------------------------------------------------------------------------- 25 4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定--------------------------------------- 25

21、 4.4.1 機(jī)械加工余量的確定 ---------------------------------------------------------------------- 25 4.4.2 毛坯尺寸確定 -------------------------------------------------------------------------------- 26 4.5 確定切削用量及基本工時(shí) -------------------------------------------------------------------- 26 總結(jié)與評(píng)價(jià)

22、 ---------------------------------------------------------------------------- 34 參考文獻(xiàn) ---------------------------------------------------------------------------------- 35 致謝 ------------------------------------------------------------------------------------------- 36 1、

23、前言 1.1 選題的依據(jù)及意義 行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)；這些已被我國(guó)越來(lái) 越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。 由于在各種類型的行星齒輪傳動(dòng)中均有效的利用了功率分流性和輸入、 輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合， 才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、 大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng) 的合成和分解， 以及其特殊的應(yīng)用中； 這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工

24、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、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應(yīng)用。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)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、傳遞功率、 轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位； 并出現(xiàn)了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(guó)已有了許多年的發(fā)展史， 很早就有了應(yīng)用

25、。 然而，自二十世紀(jì) 60 年代以來(lái)，我國(guó)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(wú)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 年來(lái)，尤其是我國(guó)改革開放以來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展， 我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)， 經(jīng)過(guò)我國(guó)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)， 使得我國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速發(fā)展。 目前，我國(guó)已有許多的機(jī)械設(shè)計(jì)人員開始研究分析和應(yīng)用上述的新型行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)，并期待著能有更大的突破。 據(jù)有關(guān)資料介紹

26、，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)漸開線行星齒輪傳動(dòng)系列設(shè) 計(jì)，而且還演化出多種形式的行星減速器、差速器和行星變速器等多種產(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淡化化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在 6級(jí)以上。 （ 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，如在高速汽輪傳動(dòng)中已獲得廣泛的應(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，傳動(dòng)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 。 減速器的代號(hào)包括：型號(hào)、級(jí)別、聯(lián)接型式、

27、規(guī)格代號(hào)、規(guī)格、傳動(dòng)比、裝配型式、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。 其標(biāo)記符號(hào)如下： N－NGW（N－內(nèi)嚙合、 G－公用齒輪、 W－外嚙合）型； A－單級(jí)行星齒輪減速器， B－兩級(jí)行星齒輪減速器， C－三級(jí)行星齒輪減速 器； Z－定軸圓柱齒輪， S－螺旋錐齒輪， D－底座聯(lián)接， F－法蘭聯(lián)接， L－立式 行星減速器。 2、常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1

28、 已知條件 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 給定傳動(dòng)比 i=4.64, 作用于太陽(yáng)輪上扭矩 M=1140N.M。設(shè)計(jì)太陽(yáng)輪及行星輪 材料均采用 20CrMnTi, 表面淬火硬度 HRC=45-56,齒寛 b=52mm,模數(shù) m=5,行星輪數(shù) c=3。 要求： 1、設(shè)計(jì)一行星減速箱，結(jié)構(gòu)合理、緊湊 ; 2 、輸出軸的工藝流程設(shè)計(jì)； 3 、要求畫出總裝圖及部分主要零件圖紙。 2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 選取行星輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求：給定傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)合理、緊湊。據(jù)各行星輪傳動(dòng)類型的

29、 傳動(dòng)比和工作特點(diǎn)可知 2K-H 型結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比符合給定要求。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如 圖 2-1 所示。、圖中太陽(yáng)輪 a 輸入，行星架 x 輸出，內(nèi)齒圈 b 固定。 b c x 輸入 輸出 a 圖 2-1 行星傳動(dòng)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 行星輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 在確定行星輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)時(shí)， 除了滿足給定的傳動(dòng)比外， 還應(yīng)滿足與其 裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還應(yīng)考慮到與其承 載能力有關(guān)的其他條件。 在給定傳

30、動(dòng)比的情況下，行星輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)的確定方法有兩種： （一）、 計(jì)算法；（二）、查表法。下面采用計(jì)算法來(lái)確定各輪齒數(shù)： 由公式  3-28  得  p  zb za  =i  p -1=4.46-1=3.46  （見(jiàn)參考文獻(xiàn)  [2]  ） （一般  p 取  3—8，在滿足  i p 的條件下為減小行星傳動(dòng)的徑向尺寸中心輪  a 和行星輪  c 的尺寸應(yīng)盡可能地小。） 由公式  3-29 （見(jiàn)

31、參考文獻(xiàn)  [2]  ）得  zb  p za  (i p  1) 3.64za 取 za =17 則 zb =3.64X17=61.88 ，圓整后取 zb =61。 根據(jù)同心條件可以求得行星輪的齒數(shù)： 由公式 3-30 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 zc zb za =22.44 ，圓整后取 zc 22 。 2 所以，行星輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)分別為 za 17， zb 61， zc 22。 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，齒頂高系

32、數(shù)和 頂隙系數(shù)，在確定上述基本參數(shù)后，齒輪的齒形及幾何尺寸就完全確定了。 已知： za 17, zb 61, zc 22, 20 , ha 1, c 0.25 齒輪的幾何尺寸計(jì)算如下： （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ） 裝配條件的驗(yàn)算 在確定行星齒輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)時(shí)， 除了滿足給定的傳動(dòng)比外， 還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。 （ 1）鄰接條件 由多個(gè)行星輪均勻?qū)ΨQ地布置在太

33、陽(yáng)輪和內(nèi)齒輪之間的行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)中必須保證相鄰兩個(gè)行星輪齒頂之間不得相互碰撞， 這個(gè)約束稱之為鄰接條件。 按公式（ 3-7 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）驗(yàn)算其鄰接條件，即 即滿足鄰接條件。 （ 2）同心條件 對(duì)于 2K-H 型行星傳動(dòng)，三個(gè)基本構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線必須重合于 主軸線，即由中心輪和行星輪組成的所有嚙合副實(shí)際中心距必須相等， 稱之為同 心條件。 按公式（ 3-8a ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）驗(yàn)算同心條件，即 即滿足同心條件。 （

34、3）安裝條件 在行星傳動(dòng)中，幾個(gè)行星輪能均勻裝入并保證中心論正確嚙合 應(yīng)具備的齒數(shù)關(guān)系和切齒要求，稱之為裝配條件。 按公式（ 3-20 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）驗(yàn)算安裝條件，即 za zb c （整數(shù)） n p 已知 即滿足安裝條件。 傳動(dòng)效率的計(jì)算 按照表 5-1 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）或 5-2 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）中所對(duì)應(yīng)的效率計(jì) 算公式計(jì)算：

35、 可見(jiàn)，該行星傳動(dòng)的傳動(dòng)效率較高，可滿足短期間斷工作方式的使用要求。 行星齒輪傳動(dòng)功率分流的理想受力狀態(tài)由于受不可避免的制造和安裝誤差， 零件變形及溫度等因素的影響，實(shí)際上是很難達(dá)到的。若用最大載荷 Fbtamax 與平均載荷 Fbta 之比值 Kp 來(lái)表示載荷不均勻系數(shù)，即 Kp=Fbtamax/F bta Kp 值在 1 K p n p 的范圍內(nèi)變化， 為了減小載荷不均勻系數(shù)， 便產(chǎn)生了所謂的均載機(jī)構(gòu)。均載機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)， 對(duì)能否充分發(fā)揮行星傳動(dòng)的優(yōu)越性有這極其重要 的意義。 均載機(jī)構(gòu)分為基本構(gòu)件浮動(dòng)

36、的均載機(jī)構(gòu)、 采用彈性元件的均載機(jī)構(gòu)和杠桿聯(lián) 動(dòng)式均載機(jī)構(gòu)。 在選用行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)時(shí)， 根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況， 應(yīng)對(duì)其提出如下幾點(diǎn)要求。 （ 1） 均載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng)，能較好的補(bǔ)償制造和裝配誤差及零件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù) K 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)件上所受的力較大，因此，作用力大才能使其動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確。 （ 3） 在均載過(guò)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(jiǎn)單、緊湊、布置方便，

37、不得影響到行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)性能。 （ 5） 均載機(jī)構(gòu)本身的摩擦損失應(yīng)盡量小，效率要高。 （ 6） 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。 在本設(shè)計(jì)中采用了中心輪浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)。 太陽(yáng)輪通過(guò)雙齒或單齒式聯(lián)軸器與高速軸相聯(lián)實(shí)現(xiàn)浮動(dòng) （如圖 2-2 所示），前者既能使行星輪間載荷分布均衡， 又能使嚙合齒面沿齒寛方向的載荷分布得到改善；而后者在使行星輪間載荷均衡過(guò) 程，只能使太陽(yáng)輪軸線偏斜， 從而使載荷沿齒寛方向分布不均勻， 降低了傳動(dòng)承載能力。這種浮動(dòng)方法，因?yàn)樘?yáng)輪重量小，浮動(dòng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，便于安裝，應(yīng)用廣泛。 根據(jù)

38、 2K-H（ A）型行星傳動(dòng)的工作特點(diǎn)、傳遞扭矩的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情 況對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先應(yīng)該確定太陽(yáng)輪 a 的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆?d 較小，所以輪 a 應(yīng)該采用軸齒輪的結(jié)構(gòu)。 因?yàn)樵谠撛O(shè)計(jì)中采用了中心論浮動(dòng)的結(jié) 構(gòu)因此它的軸與浮動(dòng)齒輪聯(lián)軸器的外齒半聯(lián)軸套Ⅱ制成一體或連接 ( 如圖 2-3) 。 且按該行星傳動(dòng)的扭矩初步估算輸入軸的直徑 da， 同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了便于軸上零件的拆裝， 通常將軸制成階梯形。 總之在滿足使用要求的情況下， 軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以便于加工制造 ( 詳見(jiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ) 。

39、 a） b） 圖 2-2 齒輪聯(lián)軸器 內(nèi)齒輪做成環(huán)形齒圈，在該設(shè)計(jì)中內(nèi)齒輪是用鍵在圓周方向上實(shí)現(xiàn)固定的。行星輪通過(guò)兩個(gè)軸承來(lái)支撐， 由于軸承的安裝誤差和軸的變形等而引起的行 星輪偏斜，則選用具有自動(dòng)調(diào)心性能的球面滾子軸承是較為有效的。 （但是只有在使用一個(gè)浮動(dòng)基本構(gòu)件的行星輪傳動(dòng)中， 行星輪才能選用上述自動(dòng)調(diào)心軸承作為支撐。）行星輪心軸的軸向定位是通過(guò)螺釘固定在輸出軸上實(shí)現(xiàn)的。 行星架的結(jié)構(gòu)選用了剛性比較好的雙側(cè)板整體式結(jié)構(gòu)，與輸出軸法蘭聯(lián)接，為保證行

40、星架與輸出軸的同軸度， 行星架時(shí)應(yīng)與輸出軸配做， 并且用兩個(gè)對(duì)稱布置得銷定位。行星架靠近輸入軸的一端采用一個(gè)向心球軸承支撐在箱體上。 轉(zhuǎn)臂上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距極限偏差 fa 可按公式（ 9-1 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）計(jì)算?，F(xiàn)已知嚙合中心距 a=97.5mm，則 f a 83 a 0.0368mm 1000 取 f a 36.8 m 圖 2-3

41、太陽(yáng)輪 各行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差 1 的 1/2, 即 ex1 / 2 18 m 在對(duì)所設(shè)計(jì)的行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了其嚙合參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算， 驗(yàn)算其轉(zhuǎn)配 條件，且進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，繪制該行星齒輪的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖（即裝配圖） ，如 下圖 2-4 圖 2-4 行星減速箱結(jié)構(gòu)圖 減速器的潤(rùn)滑和密封 （ 1）齒輪采用油池潤(rùn)滑， 常溫條件

42、下潤(rùn)滑油的粘度按表 7-2-81 選用（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [11] ）。 （ 2）軸承采用飛濺潤(rùn)滑，但每當(dāng)拆洗重裝時(shí)，應(yīng)注入適量的（約占軸承空間體 積 1/3 ）鈣鈉基潤(rùn)滑脂。 （ 3）減速器的密封，減速器的剖分面，陷入式端蓋四周和視孔蓋等處應(yīng)涂以密封膠。 2.2.7 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 校核其齒面接觸強(qiáng)度 （ 1）確定使用系數(shù) KA 查表 6-7 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 KA=1.1( 工作機(jī)中等沖擊，原動(dòng)機(jī)輕微沖擊的情況下 ) （ 2）確定動(dòng)載荷系數(shù) KV 取功率 P=45KW,n=377.1r/min a n x

43、 na 377.1 1 82.1r / min p 1 3.59 na n x 295r / min 已知 d1=85mm,有公式（ 6-57 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 x d1 n1 nx v m / s 1.31m / s 計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù) kv 由公式（ 6-58 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 B A k v X A 200V 取傳動(dòng)精度系數(shù)為 7 即 c=6， B=025(7-5) 0.667=0.817 A=50+56(1-B)=60.248 所以 kv=1.17. （ 3）

44、齒向載荷分布系數(shù) K H , K F 因?yàn)樵?2K-H 行星齒輪傳動(dòng)的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于 1， 所以 k h k f 1。 （ 4）齒間載荷分配系數(shù) K H , K F 查表 6-9 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 KH KF 1.1 （ 5）行星輪間載荷分配不均勻系數(shù) K HP , K FP 查圖 7-19 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）取 K HP 1.2 由公式 7-12 得（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）取 k FP 1 1.5 (1.2 1) 1.3 （ 6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Z H

45、查圖 6-9 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 Z H 2.05 （ 7）彈性系數(shù) Z E 查表 6-10 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 Z E 189.8 N / mm2 （ 8）重合度系數(shù) Z 已知 a-c 副 1.56 ,b-c 副 1.78 所以 ( a c) Z 4 0.9 3 (c b) Z 4 0.86 3 （ 9）螺旋角系數(shù) Z Z cos 1 （ 10）試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 H lim

46、 查圖 6-14 （a）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 2 （ 11）最小安全系數(shù) SH min, , SF min 查表 6-11 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 SH min 1.25, SH min 1.6 （ 12）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) Z NT a-c ：用表 6-13 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 N L 1 60(na nx )npt 2.5488 10 8 查表 6-12 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 Z NTI1 2 10 6 0.0191 0.97 ( )

47、 N L 1 N L 2 N L1 / unp 1. 099 108 2 10 6 0.0191 0.93 ZNT2 N L 2 c-b ： u zb 2.77 zc N N  L 2 60(nb n x ) n pt 7.093 107 L1 N L 2 u 6.55 10 7 n p 由表 6-12 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 2 10 6 0.0191 0.89

48、 Z NT1 N L1 2 0.0191 10 6 0.89 ZNT2 N L 2 （ 13）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Z L , Z V , Z R 查圖 6-17 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）取 ZL 1; 查圖 6-18 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）取 ZV 0.94; 查圖 6-19 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）取 ZR 0.95 ; （ 14）齒面硬化系數(shù) ZW 已知條件中給定硬度為 45-56HRC,取 ZW =1.0 ； （ 15）尺寸系數(shù) Z X

49、 查表 6-15 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 Z X =0.9997 a-c 副：許用接觸應(yīng)力 HP 校核其齒跟彎曲強(qiáng)度 （ 1）彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的切向力 相同，即 K A 1.1, KV 1.17; （ 2）齒向載荷分布系數(shù) K F  Ft ，使用系數(shù)  KA 和動(dòng)載荷系數(shù)  KV與接觸強(qiáng)度計(jì)算 K F  =1; （ 3）齒間載荷分配系數(shù) K F 查表 6-9 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 K F  1.1 （ 4）齒

50、形系數(shù) YFa 查圖 6-22 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 YFa 2.053 （ 5）應(yīng)力修正系數(shù) YSa 查圖 6-23 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 YSa 2.65 （ 6）重合度系數(shù) Y 按公式（ 6-75 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）計(jì)算，即 a c Y 0.25 0.75 0.73 ac c b Y 0.25 0.75 0.67 1.78 （ 7）螺旋角系數(shù) Y 查圖 6-25 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 Y 1 （ 8）齒輪的彎曲疲勞極限

51、 F lim 查圖 6-29 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 F lim 310N mm2 （ 9）彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) YNT 由公式 (6-13) （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 ( a c) N L1 2.5488 108 ; N L 2 1.099 108 (c b) N L1 6.55 107 , NL2 7.093 107 由公式 (6-16) （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 (a c)YNT 1 ( 3 106 )0.02 0.955 N L1 YNT 2 ( 3

52、 10 6 ) N L 2 6 (b c)YNT 1 ( 3 10 ) N L1 6 YNT 2 ( 3 10 ) N L 2  0. 02 0. 02 0.02  0.9 0.835 0.848 （ 10）彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) YX 由表 6-17 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 YX 1.05 0.01m 1 （ 11）相對(duì)齒根圓敏感系數(shù) Y relT 由圖 6-33 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）查得 Y relT

53、1 （ 12）相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) YRrelT 由表 6-18 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）得 YRrelT 1.674 0.529( RZ 1) 0.1 0.9863 RZ 12 m （ 13）最小安全系數(shù) 由表 6-11 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] ）查得 SF min 1.6 ( a c) 副 許用齒根應(yīng)力 FP FP F lim YSaYNT Y relT YRrelT YX 2922.44 SF min 齒根應(yīng)力 F

54、 F 0 Ft YFa YSaY Y 136.58 bmn 251.36 F F0KAKVKF KF KFP F FP , (a c) 副滿足齒根彎曲強(qiáng)度的要求。 (b c) 副 許用齒根應(yīng)力 FP FP F lim YSaYNT Y relT YRrelT YX 429.43 SF min 齒根應(yīng)力 F F 0 Ft YFa YSaY Y 125.35 bmn 230.7 F F0K AKV KF KF K FP

55、 F FP , (b c) 副滿足齒根彎曲強(qiáng)度的要求。 3．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 行星架是行星傳動(dòng)中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜而重要的構(gòu)件。當(dāng)行星架作為基本構(gòu)件 時(shí)，它是機(jī)構(gòu)中承受外力矩最大的零件。 因此行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量對(duì)行 星輪間的載荷分配以及傳動(dòng)裝置的承載能力、噪聲和振動(dòng)等有重大影響。 行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 行星架的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式有雙臂整體式、 雙臂裝配式和單臂式三種。 在制造工藝上又有鑄造、鍛造和焊接等不同形式。 雙臂整體式行星架結(jié)構(gòu)剛性較好， 采用鑄造和焊接方法可得到與成品尺寸相近的毛

56、坯，加工余量小。鑄造行星架常用于批量生產(chǎn)地中、小型行星減速器中，如用鍛造，則加工余量大，浪費(fèi)材料和工時(shí)，不經(jīng)濟(jì)。焊接行星架通常用于單件生產(chǎn)的大型行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中。 該設(shè)計(jì)選用雙臂式整體行星架（軸與行星架法蘭連接） ，如圖 3-1 所示 圖 3-1 行星架 3.1.2 行星架結(jié)構(gòu)計(jì)算 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [1] ） 當(dāng)兩側(cè)板不裝軸承時(shí)： c1 (0.25 0.3)a' (0.25 0.3) 97.5

57、 25 取 c1 20mm c2 (0.2 0.25) a' (0.2 0.25) 97.5 20 取 c2 20mm 連接板的內(nèi)圓半徑 Rn / R 0.85 0.5 Rn (0.85 0.5)R 70 .5 120 取 Rn 103 行星架厚度 c 0.5b, b 為內(nèi)齒輪寬度（ b=52mm） c 0.5 52 26mm 行星架外徑 D 2a' 0.8dc (a'  97.5mm, dc  110mm) D 97.5  2  0.8 11

58、0  283mm  取 D  284mm 3.2 齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接同軸線的兩軸，一同旋轉(zhuǎn)傳遞轉(zhuǎn)矩的剛性可移式機(jī) 構(gòu)，基本形式見(jiàn)圖 3-2. 圖 3-2 齒輪聯(lián)軸器 1—外齒軸套 2 —端蓋 3 —內(nèi)齒圈 齒輪聯(lián)軸器是漸開線齒輪應(yīng)用的一個(gè)重要方面，一般由參數(shù)相同的內(nèi)外齒 輪副相互配合來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，并能補(bǔ)償兩軸線間的徑向、軸線傾斜的角位

59、移，允 許正反轉(zhuǎn)。 沿分度圓（如圖 3-3 所示）位置剖切外齒，剖切面得齒廓為直線時(shí)，稱之 為直齒聯(lián)軸器；齒廓為腰鼓形曲線時(shí)，稱之為鼓形齒聯(lián)軸器。齒輪聯(lián)軸器的內(nèi) 齒圈都用直齒。 鼓形齒聯(lián)軸器的主要特點(diǎn)： （ 1）外齒輪齒厚中間厚兩端薄，允許兩軸線有較大的角位移，一般設(shè)計(jì)為 1.5 ，特殊的設(shè)計(jì)在 3 以上也能可靠地工作。 （ 2）能承受較大的轉(zhuǎn)矩和沖擊載荷， 在相同的角位移時(shí)， 比直齒聯(lián)軸器的承 載能力高 15％-20 ％，外形尺寸小。 （ 3）易于安裝調(diào)整。 A A A

60、 A 圖 3-3 加工鼓形齒常用滾齒法和插齒法， 用磨齒和剃齒法也可獲得一定得鼓形量。 齒輪聯(lián)軸器的外齒半聯(lián)軸套和太陽(yáng)輪做成一體， 直徑較小而承受轉(zhuǎn)矩較大情況下 常取 b1/ dg ' 0.2 0.3 ，并設(shè)計(jì)成鼓形齒。 已知 dg 106mm, m 6 內(nèi)齒圈寬度 b2 (1.15 1.25)b1 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [1] ） b1 (0.2 0.3) dg' 21.2 31.6 取 b1 20mm b2 (1.15 1.25)b1 23 25 取 b2 25mm 聯(lián)軸器外殼的壁厚

61、為： hg (0.05 0.1)dg ' 5.3 10.6 取 hg 10.5mm 3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于 以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以 及和軸的連接方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等等。 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 擬定軸上的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提， 它決定軸的基本形式。 所 謂裝配方案就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系

62、。如圖 2-4 中的裝配方案是軸承、套筒、軸承、軸承端蓋依次從軸右端向左裝。 （ 2）軸上零件的定位 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向和周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 軸上零件出了游動(dòng) 或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。 1>軸上零件的軸向定位是以套筒、軸承端蓋和軸承蓋來(lái)保證的； 2>軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 常用的周向定 位的零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過(guò)盈配合等。 (3 ）各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定 1>按扭矩計(jì)算軸徑 軸的材料選用 40Gr, 則查表 15-

63、3 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [5] ）得 T 45MPa, A0 110 計(jì)算軸的直徑： 有公式（ 15-2 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [5] ）得 d 9550000p 9550000 3 P 101.997 3 45 3 3 0.2 T n 0.2 T n 377.1 49.98mm 取 d min 70mm 2>初步確定各軸段直徑和長(zhǎng)度如圖 3-4 所示

64、 圖 3-4 輸入軸 (4) 軸上零件的選擇 1>軸承的選擇 2>鍵的選擇 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [7] 表 14-1 ）bxh=16x10，L=70mm 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1 ）擬定軸上零件的裝配方案 如圖 2-4 中的裝配方案是行星架、軸承和軸承蓋，依次從軸左端向右裝。 (2 ）軸上零件的定位 1>軸上零件的軸向定位是以定位軸肩、軸承端蓋和軸承蓋來(lái)保證的； 2>軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 常用的周向定 位的零件有鍵、和過(guò)盈配合等。 (3 ）各

65、軸段直徑和長(zhǎng)度的確定 1>按扭矩計(jì)算軸徑 選用的原動(dòng)機(jī)為 p=45kw，n=377.1 r / min ， i 4.5882,0.98 nc nr 377.1r / min 82.19 r / min i 4.5882 p p 45 kw 0.98 kw c 44.1 根據(jù)公式（ 15-2 ）（見(jiàn)參考文獻(xiàn) [5] ）得 dc 9550000 pc 9550000 441kw 3 0.2 T nc 3 0.2 T 82.9mm 82.19r

66、/ min 取 d c 86mm。 2>初步確定各軸段直徑和長(zhǎng)度如圖 3-5 所示 (4 ）軸上零件的選擇 1>軸承的選擇 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [4] ） 2>鍵的選擇 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [7] 表 14-1 ）bxh=25x14，L=50mm （ a） （ b） 圖 3-5 輸出軸 3.4 鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [1] ） 鑄造機(jī)體的壁厚： 3D B 3 310 123 k 1000 1.053 1000 查表 7.5 （見(jiàn)參考文獻(xiàn) [1] ）得 10mm 下列計(jì)算均按表 7.5-16 （見(jiàn)參考文