668 螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀含9張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】

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Its principles are : When electric motors driven screw axis rotation, the inside of the materials themselves as role-not screw leaf surface, but once the spiral must thrust role toward a direction to the mouth of the discharge Office of materials being discharged to reach carrier materials. The aircraft carrier transmission devices used NGW-planetary gear reducer transmission, NGW-planetary gear reducer with small size, quality small, transmission than large, large carrying capacity and a smooth and efficient transmission of higher advantages. The graduate design major design type planetary gear reducer is --NGW design. First, by defining its velocity ratio, and then to calculate the allocation of teeth, to determine the type of planetary gear reducer NGW various gear and mesh size parameters, planetary transmission is the final design and structure are reflected in the design of institutions. Through this design, I have a deeper understanding to NGW-planetary gear reducer and parts of the design process . Keyword： Spiral conveyer NGW-planetary gear reducer Balanced load institution I 前言 GX 型螺旋輸送機(jī)是工農(nóng)業(yè)各部門機(jī)械化運(yùn)輸工作的主要機(jī)組，可使運(yùn)輸 工作減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，應(yīng)用范圍很廣泛。適用于輸送粉狀、粒狀 及小塊物料：如煤粉、水泥、礦沙、爐灰、石灰、化肥、蘇打、食鹽、砂糖、 谷物、淀粉、棉子、麥芽、飼料、飼料、鋸木宵等，因此在水泥廠、化肥廠、 化工廠、鐵廠、礦山、糖廠、造紙廠、維尼龍廠、飼料公司、水利工場(chǎng)使用較 多。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、面積小、操作安全方便、在運(yùn)輸過程中能與 外界隔離，是一種封閉的運(yùn)輸設(shè)備，它不僅可以水平運(yùn)輸，而且可以傾斜運(yùn)輸。 螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)部分采用行星齒輪傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來 代替普通齒輪傳動(dòng),而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)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)緊湊和傳功效率高的輸送設(shè)備、起 重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速器的汽車和坦克等車 輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高(類型選用 得當(dāng)) 等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、 冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車、 坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn) 速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也獲得了應(yīng)用。它幾乎可通用于 一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重 點(diǎn)之一。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的日新月異的發(fā)展，螺旋輸送機(jī)作為重要的輸送設(shè)備，在祖 國(guó)建設(shè)的各個(gè)角落都發(fā)揮著巨大的作用。 II 目 錄 前言 I 1 螺旋輸送機(jī)概述 1 1.1 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展歷史 .2 1.2 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展概況 .2 2 GX 螺旋輸送機(jī)主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)和選用 7 2.1 GX 螺旋輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu) 8 2.1.1 螺旋輸送機(jī)的類型 8 3 行星齒輪傳動(dòng)概論 9 3.1 行星齒輪傳動(dòng)的定義、符號(hào)及其特點(diǎn) .9 3.2 行星齒輪傳動(dòng)的符號(hào) 12 3.3 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 13 4 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 .16 4.1 行星齒輪傳動(dòng)中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件 16 4.1.1 傳動(dòng)比條件 .16 4.1.2 鄰接條件 .16 4.1.3 同心條件 .18 4.1.4 安裝條件 .18 4.1.5 2Z-X(A)型行星傳動(dòng) 20 4.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 22 5 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 .23 5.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 23 6 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 .26 6.1 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析 26 6.1.1 行星齒輪傳動(dòng) .27 6.2 行星輪支承上和基本構(gòu)件軸上的作用力 29 6.2.1 行星輪軸承上的作用力 .29 6.3 行星齒輪傳動(dòng)中輪齒的失效形式和常用的齒輪材料 30 6.3.1 輪齒的失效形式 .30 6.3.2 常用的齒輪材料 .31 7 行星減速器的箱體設(shè)計(jì) .35 7.1 箱體的結(jié)構(gòu)及各個(gè)尺寸的計(jì)算數(shù)值如下： 35 7.2 行星齒輪減速器的潤(rùn)滑 36 7.2.1 行星齒輪減速器的潤(rùn)滑特點(diǎn)及潤(rùn)滑劑的作用 .36 7.2.2 行星齒輪減速器的潤(rùn)滑方式 .36 7.2.3 行星齒輪減速器齒輪潤(rùn)滑油的使用要求 .37 III 7.3 附件的選取 38 7.4 軸承、鍵及聯(lián)軸器的選取 38 7.4.1 軸承的選取 .38 7.4.2 聯(lián)軸器及鍵的選取 .38 8 螺旋 .40 8.1 螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)軸 40 8.2 螺旋葉片 41 9 螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算 .43 9.1 輸送量與輸送距離 43 9.2 實(shí)際計(jì)算 44 9.2.1 螺旋周長(zhǎng)的計(jì)算 .44 9.2.2 螺旋機(jī)的輸送量 .44 9.2.3 螺旋直徑 .45 9.2.4 空心軸 .45 10 頭節(jié)裝置與尾節(jié)裝置的結(jié)構(gòu) 46 11 懸掛軸承裝置 47 12 機(jī)槽（機(jī)殼） 48 13 密封系統(tǒng)改進(jìn) 49 14 GX 型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn) 51 14.1 螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍 .51 14.2 螺旋輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) .51 15 總結(jié) 52 16 參考文獻(xiàn) 53 17 致謝 54 1 1 螺旋輸送機(jī)概述 螺旋輸送機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)，是一種物料輸送機(jī)械。輸送機(jī)械有很多類 型，由于連續(xù)運(yùn)輸機(jī)在工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、輸送物料的方法和方向以及其他 一系列特性上各有不同，因此種類繁多。 連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械按照用途分為通用輸送機(jī)械、專用輸送機(jī)械和輔助輸送設(shè)備； 按照輸送的對(duì)象可分為輸送散粒物料、輸送成件物品和輸送人員三類；按照安 裝形式可分為固定式，移動(dòng)式和移置式三類；按照輸送機(jī)的傳動(dòng)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形 式的不同可分為有撓性牽引構(gòu)件的和無撓性牽引構(gòu)件的兩類；按照連續(xù)輸送機(jī) 械輸送機(jī)理可分為機(jī)械式和流體式兩類；此外輸送機(jī)械還可分為輥式、鏈?zhǔn)健?輪式、膠帶式、滑板式及懸掛式等多種具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)，被運(yùn) 送物品放在牽引構(gòu)件上或與牽引構(gòu)件連接的承載構(gòu)件上，利用牽引構(gòu)件的連續(xù) 運(yùn)動(dòng)使物品往特定方的方向進(jìn)行運(yùn)送。這類輸送機(jī)械除了具有撓性牽引構(gòu)件， 承載構(gòu)件，驅(qū)動(dòng)裝置，和張緊裝置外，一般還具有裝載，卸載，改向等裝置。 屬于這類輸送機(jī)械的有帶式輸送機(jī)，板式輸送機(jī)，行車式輸送機(jī)，自動(dòng)扶梯， 通用刮板輸送機(jī)，埋刮板輸送機(jī)，斗式輸送機(jī)，斗式提升機(jī)，托架提升機(jī)，搖 架提升機(jī)，懸掛輸送機(jī)，推桿輸送機(jī)，架空索道等。 不具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 使物料沿封閉的管道或料槽向前運(yùn)送。它們輸送物料的原理各自根本不同，而 且具有共性的部件較少。這類輸送機(jī)械有螺旋輸送機(jī)，滾珠輸送機(jī)，振動(dòng)輸送 機(jī)等。 螺旋輸送機(jī)在我國(guó)研制較早，是一種重要而又具有代表性的旋轉(zhuǎn)類型的連續(xù)運(yùn) 輸機(jī)械。在各種不同類型的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械中，螺旋輸送機(jī)是屬于不具有撓性牽 引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)，利用工作構(gòu)件即螺旋的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使物料向前運(yùn)送。 螺旋輸送機(jī)適用于短距離輸送物料，應(yīng)用螺旋輸送機(jī)可以將物料在一定的 輸送線路上，從裝載地點(diǎn)到卸載地點(diǎn)以恒定的或變化的速度進(jìn)行輸送，還可以 形成連續(xù)的物流或脈動(dòng)性的物流，即從最初的供料到最終的卸料之間可以形成 2 一種物料的輸送流程。螺旋輸送機(jī)可沿水平、傾斜或垂直方向上輸送物料，主 要分為水平螺旋輸送機(jī)和垂直螺旋輸送機(jī)。這兩種機(jī)型也是最常用的。螺旋輸 送機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)分為，雙螺旋輸送機(jī)和單螺旋輸送機(jī)，后者使用較多。螺旋輸送 機(jī)的安裝方式有固定式和移動(dòng)式兩種，大部分螺旋輸送機(jī)采用固定式。 其他型式的螺旋輸送機(jī)有很多種類，例如有垂直螺旋輸送機(jī)，螺旋管輸送 機(jī)，可彎曲螺旋輸送機(jī)，大傾角螺旋輸送機(jī)，成件物品螺旋輸送機(jī)，熱交換式 螺旋輸送機(jī)，微粉螺旋輸送機(jī)，新型冷卻螺旋輸送機(jī)，對(duì)轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī)，復(fù)式 輸送機(jī)，雙向輸送機(jī)，變螺距輸送機(jī)，變直徑輸送機(jī)等。各種型式的螺旋輸送 機(jī)在工程實(shí)際中都得到了很廣泛的應(yīng)用。 1.1 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展歷史及趨勢(shì) 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展，分為有軸螺旋輸送機(jī)和無軸螺旋輸送機(jī)兩種型式的發(fā) 展過程。有軸螺旋輸送機(jī)由螺桿，U 型料槽，蓋板，進(jìn)，出料口和驅(qū)動(dòng)裝置組 成，一般還有水平式，傾斜式和垂直式三種；而無軸旋輸送機(jī)則采用螺桿改為 無軸螺旋，并在 U 型槽內(nèi)裝置有可換襯體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物料由進(jìn)料口輸入經(jīng) 螺旋推動(dòng)后由出料口輸出，整個(gè)傳輸過程可在一個(gè)密封的槽中進(jìn)行。一般來講， 我們平常所指的螺旋輸送機(jī)都指有軸型式的螺旋輸送機(jī)。而對(duì)許多輸送比較困 難的物料，人們一直在尋求一種可靠的輸送方法，而無軸螺旋輸送機(jī)則是一種 較好的解決方法。 1.2 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展概況 從 17 世紀(jì)中葉，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料，到 1887 年，螺旋輸送 機(jī)由阿基米德發(fā)明，后來得到改進(jìn)，在工業(yè)上廣泛用來輸送散狀、固體物料， 隨后經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過程，逐漸研制出了一系列的螺旋輸送機(jī)，使得螺 旋輸送機(jī)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。GX 型螺旋輸送機(jī)是出現(xiàn)較早的一種螺旋輸送機(jī)， 也是我國(guó)最早定型生產(chǎn)的通用性生產(chǎn)設(shè)備。它以輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料 為主，不適宜輸送易變質(zhì)的，粘性的易結(jié)塊的物料和大塊的物料，因?yàn)檫@些物 料容易粘在螺旋上而隨之旋轉(zhuǎn)，或在 3 吊軸承處產(chǎn)生堵料現(xiàn)象，給物料輸送過程帶來很大的不便。GX 型螺旋輸送機(jī) 的優(yōu)點(diǎn)主要是節(jié)能、降耗顯著，其頭部、尾部軸承移至殼體外，具有防塵密封 性好，噪聲低，適應(yīng)性強(qiáng)，操作維修方便，進(jìn)、出料口位置布置靈活等：缺點(diǎn) 是動(dòng)力消耗大，機(jī)件磨損快，物料在運(yùn)輸時(shí)粉碎嚴(yán)重。 LS 型螺旋輸送機(jī)是在 GX 型輸送機(jī)的基礎(chǔ)上修改設(shè)計(jì)的新一代螺旋輸送 機(jī)，LS 型螺旋輸送機(jī)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，性能可靠，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，適用范圍 廣泛，節(jié)能降耗顯著。 TLSS 系列螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能好，無粉塵、噪聲低，能 多點(diǎn)送料、卸料等特點(diǎn)，適用于各行業(yè)的粉狀或顆粒的輸送。該螺旋輸送機(jī)橫 截面可設(shè)計(jì)成 U 形和圓形兩種，圓形截面輸送機(jī)還可作為垂直輸送用。該機(jī) 廣泛用于面粉、糧油、飼料行業(yè)水平物料的輸送，并可在其出料端增設(shè)料封裝 置，形成 TLSSF 型料封螺旋輸送機(jī)，在進(jìn)料口左側(cè)或右側(cè)增設(shè)吸風(fēng)口，專門 用于輸送粉碎后的物料。 JT 型螺旋輸送機(jī)，是一種按工藝布置需要有單機(jī)單驅(qū)動(dòng)（或重疊式，分 體雙驅(qū)動(dòng)）, 帶夾套的全密封型螺旋輸送機(jī)。其具有結(jié)構(gòu)緊湊合理，占地面積 小，密封性好，工藝布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，適用于輸送要求冷卻或加熱的有毒、易 揮發(fā)及具有腐蝕性或怕被污染的物料，如三聚氰胺、IH 口等，可以水平輸送 溫度低于 250 ℃ 的物料，可廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、輕工等行業(yè)。 MLG 管式螺旋給料輸送機(jī)是一種等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的螺旋輸送機(jī)，其特點(diǎn) 是變螺距，給料量穩(wěn)定，具有一定的鎖風(fēng)效果。輸送機(jī)長(zhǎng)度在特定范圍內(nèi)可由 用戶指定選用，用作料倉(cāng)底部給料設(shè)備時(shí)，一般采用傾斜布置，基本可消除物 料自流（即沖料）現(xiàn)象。隨著運(yùn)輸機(jī)械的發(fā)展，還出現(xiàn)一些新型的特殊用途的 螺旋輸送機(jī)，如可彎曲螺旋輸送機(jī)，螺旋管輸送機(jī)，大傾角螺旋輸送機(jī)，成件 物品螺旋輸送機(jī)，熱交換式螺旋輸送機(jī)，微粉螺旋輸送機(jī)，新型冷卻螺旋輸送 機(jī)等。 可彎曲螺旋輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)空間可彎曲輸送物料，有水平型，垂直型，還可 4 以布置成其他型式?？蓮澢菪斔蜋C(jī)的螺旋體心軸為可撓曲材料，輸送線路 可根據(jù)需要按空間曲線任意布置，避免物料轉(zhuǎn)載，不設(shè)中間軸承，阻力小，當(dāng) 機(jī)殼內(nèi)進(jìn)入過多的物料或有硬塊物料時(shí)，螺旋體會(huì)自由浮起，不會(huì)產(chǎn)生卡堵現(xiàn) 象；噪音小。 螺旋管輸送機(jī)也稱滾筒輸送機(jī)，其為螺旋輸送機(jī)的一種變態(tài)形式，為內(nèi) 螺旋輸送機(jī)。在其圓筒形機(jī)殼內(nèi)焊有連續(xù)的螺旋葉片，機(jī)殼與螺旋葉片一起轉(zhuǎn) 動(dòng)，加入的物料由于離心力和管壁的摩擦力的作用隨機(jī)殼一起轉(zhuǎn)動(dòng)并被提升， 然后在物料的重力下，又沿螺旋面下滑，實(shí)現(xiàn)物料的向前移動(dòng)。如同不旋轉(zhuǎn)的 螺桿沿著轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母做平移運(yùn)動(dòng)一樣，達(dá)到輸送物料的目的。螺旋管輸送機(jī)工 作時(shí)沒有卡殼、阻塞現(xiàn)象，對(duì)谷物破碎小，適于輸送含雜較多的谷物、經(jīng)烘干 機(jī)處理后的熱谷物以及谷物種子。如果在螺旋管壁上銷上不同直徑的孔眼，還 可在輸送的同時(shí)完成物料的篩分工作。 大傾角螺旋輸送機(jī)輸送原理是，由于大傾角螺旋輸送機(jī)的螺旋轉(zhuǎn)速較高， 物料在它的推動(dòng)下，產(chǎn)生較大的離心力，傾角越大，轉(zhuǎn)速越高，離心力也越大。 這種離心力足以使物料克服它與螺旋葉片之間的摩擦力而被壓向螺旋葉片的周 圍，呈環(huán)狀分布。被壓向螺旋葉片周圍的物料與輸送管內(nèi)壁形成了新的摩擦阻 力，當(dāng)這種阻力達(dá)到足夠大時(shí)，便能克服物料本身重力及其它力所引起的下滑 力，在螺旋葉片的推動(dòng)下，物料又克服它與螺旋葉片間的和它與輸送管內(nèi)壁間 的兩個(gè)摩擦阻力，從而以比螺旋轉(zhuǎn)速較低的旋轉(zhuǎn)速度上升，直到出料口卸出。 熱交換式螺旋輸送機(jī)，廣泛用于化工、糧食加工以及礦物處理等行業(yè)，如 冷卻鍋爐爐渣、冷卻礦渣、加熱干燥多種化工產(chǎn)品以及糧食或飼料等，是一種 特殊的高效熱交換器，同時(shí)也起輸送物料作用，并完成對(duì)物料的攪拌、混合、 冷卻、加熱或干燥等工藝。輸送微粉的微粉螺旋輸送機(jī)，具備合理的螺旋軸結(jié) 構(gòu)，有很好的密封性能，穩(wěn)定的微粉原料的輸送速率，能減少懸料及降低過沖 量。微粉輸送技術(shù)已用于設(shè)計(jì)微粉螺旋輸送機(jī)上，并且在玻璃纖維池窯拉絲配 料生產(chǎn)線上得以應(yīng)用，經(jīng)生產(chǎn)運(yùn)行，達(dá)到輸送微粉原料的目的，滿足了生產(chǎn)的 5 需求。 成件物品螺旋輸送機(jī)可以對(duì)成件、大型物料進(jìn)行輸送，它由兩根相互平 行的表面焊有左、右旋螺旋形鋼條的兩根鋼管組成，輸送距離較長(zhǎng)的可以分為 幾斷。 螺旋扒谷機(jī) 由螺旋喂料機(jī)構(gòu)與傾斜移動(dòng)式螺旋輸送機(jī)組合而成。喂料機(jī)構(gòu)主 要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種型式是螺旋體一半為左旋，一半為右旋，工作時(shí)自兩 側(cè)向中心匯集物料：第二種型式是螺旋體只有一個(gè)旋向，但是可以上下左右移 動(dòng)，以擴(kuò)大扒谷范圍，減少移動(dòng)次數(shù)。 對(duì)轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī)，其輸料管與螺旋體都旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向相反。這種新 穎的垂直螺旋輸送機(jī)填充率高達(dá) 70 一 90 ％。當(dāng)螺旋體轉(zhuǎn)速與輸料管以一定 的轉(zhuǎn)速相配時(shí)，可觀察到物料并無旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而只有垂直上升運(yùn)動(dòng)。它的工作原 理不能再用單一顆粒受到離心力的作用來說明，而應(yīng)對(duì)整個(gè)物料柱的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行 分析。在這方面還需要作進(jìn)一步研究。復(fù)式螺旋輸送機(jī)，同一料槽內(nèi)裝上轉(zhuǎn)向 相反的兩個(gè)螺旋體，加上驅(qū)動(dòng)裝置，就構(gòu)成了復(fù)式螺旋輸送機(jī)。它能同時(shí)完成 兩種不同物料的輸送，并且占地面積小，相對(duì)空間尺寸也小。 雙向螺旋輸送機(jī)，同一螺旋軸上的兩半節(jié)上，分別焊有左旋葉片和右旋 葉片，這是雙向螺旋輸送機(jī)的主要特點(diǎn)。它可以向兩個(gè)方向同時(shí)輸送同一種物 料，即將物料從兩端集向中心，或從中部進(jìn)料后輸向兩端。 變螺距螺旋輸送機(jī)，這種螺旋輸送機(jī)的螺距沿前進(jìn)方向是變化的。葉片焊接或 由疏漸密，或由密漸疏，適合港口卸船用或飼料工業(yè)中作配料設(shè)備用。 1.2.1 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 縱觀螺旋輸送機(jī)的發(fā)展歷程，可以預(yù)見未來的發(fā)展方向主要有以下幾方面： 1 ．大運(yùn)量、高速度、長(zhǎng)使用壽命。高速度即意味著高生產(chǎn)率，減少單位 時(shí)間生產(chǎn)成本。磨損是限制螺旋輸送機(jī)壽命的主要原因，減少物料與螺旋之間 的摩擦系數(shù)，增加螺旋軸的耐磨性，改善物料的性能，可以較大程度提高輸送 機(jī)的使用壽命。 6 2 ．低能源消耗及降低能量消耗。螺旋輸送機(jī)的能源絕大部分都消耗在摩 擦損失上。因此降低能源消耗是研究和設(shè)計(jì)螺旋輸送機(jī)急待解決的難題和發(fā)展 方向。 3 ．智能化發(fā)展。未來的螺旋輸送機(jī)應(yīng)與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、 智能操作。物料的裝卸、機(jī)器安裝與維護(hù)都應(yīng)能實(shí)現(xiàn)智能化管理。 4 ．空間可彎曲輸送。為了克服水平和垂直螺旋輸送機(jī)由于構(gòu)造上的限制 而只能直線輸送物料的不足，近年來出現(xiàn)了可彎曲螺旋輸送機(jī)，彈簧輸送機(jī)等。 另外其他各種輸送機(jī)也應(yīng)為了實(shí)現(xiàn)空間、可彎曲輸送研制新的機(jī)型。 5 ．組合復(fù)合化輸送，向著大型化發(fā)展。使用螺旋輸送機(jī)，結(jié)合各種連續(xù) 輸送機(jī)械，來完成復(fù)雜的物料輸送。大型化包括大輸送能力、單機(jī)長(zhǎng)度和大輸 送傾角等幾個(gè)方面。 6 ．?dāng)U大使用范圍。目前，螺旋輸送機(jī)的使用范圍受到限制，要擴(kuò)大其使 用范圍，研究能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中 工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的螺旋輸送機(jī)。 7 ．環(huán)保意識(shí)設(shè)計(jì)，減少污染，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)的目標(biāo)。傳統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī) 械是敞開狀態(tài)下輸送物料的，在輸送粉狀、顆粒狀物料時(shí)，物料散落飛揚(yáng)，嚴(yán) 重影響周圍的環(huán)境，特別是在輸送水泥、化肥、礦石、煤炭、谷物等粉末易飛 揚(yáng)物料時(shí)尤顯嚴(yán)重。為了解決這個(gè)問題，人們應(yīng)當(dāng)提前研制多種形式的環(huán)保型 輸送機(jī)，而螺旋輸送機(jī)對(duì)于解決這個(gè)難題，無疑具有很大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展空間。 7 2 GX 螺旋輸送機(jī)主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)和選用 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，螺旋輸送機(jī)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)過 程中的重要組成部分，正朝著長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高速度方向發(fā)展。為了使輸送 機(jī)安全可靠地運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具有良好的靜、動(dòng)態(tài)特性，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方 法己不能滿足設(shè)計(jì)要求，必須采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法對(duì)輸送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法是以經(jīng)驗(yàn)、感性、靜態(tài)手工式勞動(dòng)為基礎(chǔ)的一種設(shè)計(jì)方法， 包括下列各種方法： 類比設(shè)計(jì)方法：類比設(shè)計(jì)方法是基于與舊有的同類或相似的機(jī)器作比較而 進(jìn)行新機(jī)器設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)方法。依據(jù)這種方法，在設(shè)計(jì)之前，首先要以工藝 對(duì)設(shè)備所提出的性能要求為依據(jù)，同時(shí)參照舊有的類似機(jī)器設(shè)備，依靠經(jīng)驗(yàn)估 計(jì)，針對(duì)舊有設(shè)備的缺點(diǎn)加以改進(jìn)，從而擬定出一個(gè)或幾個(gè)新的設(shè)計(jì)方案，進(jìn) 而分析比較，擇其較好的方案或集中諸方案的優(yōu)點(diǎn)做出最終的設(shè)計(jì)方案。顯然， 它是基于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)積累進(jìn)行局部創(chuàng)新而形成的一種設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方 法的設(shè)計(jì)工作量很大，設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng)?，F(xiàn)仍被廣泛采用。 試算法：此法是以一定的理論公式為依據(jù)，在一定的技術(shù)條件下算得相應(yīng) 的參數(shù)值，若所得結(jié)果不理想，則改變技術(shù)條件，重新計(jì)算，循環(huán)往復(fù)，直至 獲得感性認(rèn)為是理想的結(jié)果。它的計(jì)算工作量也很大，且難于取得真實(shí)的理想 結(jié)果。但在計(jì)算工具不足的情況下，目前國(guó)內(nèi)仍大量采用。 表格法：它是根據(jù)一定的理論公式，參照常用的尺寸系列和材料參數(shù)，預(yù) 制出系統(tǒng)表格，以供設(shè)計(jì)時(shí)使用，此法減少工作量，提高設(shè)計(jì)速度。但是這個(gè) 方法難取得理想的結(jié)果。 圖算法：此法的原理與表格法相同，但有不同于表格法。圖算法是使用按 一定的比例尺繪制成的專用圖線一諾模圖來進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算工作量大大減少， 所計(jì)算的結(jié)果要比表格法改進(jìn)許多。 上述這些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不是完全沒有優(yōu)點(diǎn)，而是需要改善，使之適應(yīng)現(xiàn)代化的 需要。 8 2.1 GX 螺旋輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu) GX 螺旋輸送機(jī)由料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)軸組成的螺旋體、兩端軸承、中 間懸掛軸承及驅(qū)動(dòng)裝置所組成。螺旋體由兩端軸承和中間懸掛軸承支承，由驅(qū) 動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，物料由進(jìn)料口進(jìn)入料槽，在旋轉(zhuǎn)螺旋葉片的 推動(dòng)下，沿著料槽作軸向移動(dòng)，直至卸料排出。 GX 螺旋輸送機(jī)的基本機(jī)型有水平螺旋輸送機(jī)、垂直螺旋輸送機(jī)以及處于 兩者之間的傾斜螺旋輸送機(jī)。此外，還有許多其他型式的兼有工藝過程和特殊 作用的螺旋輸送機(jī)。 2.1.1 螺旋輸送機(jī)的類型 1. 水平螺旋輸送機(jī) 水平螺旋輸送機(jī)多采用“U”形槽體（也可采用圓筒槽體） 、較低的螺旋 轉(zhuǎn)速及固定安裝的結(jié)構(gòu)。輸送機(jī)工作時(shí)，物料從輸送機(jī)的一端加入槽體，被輸 送到槽體的另一端或在任一希望的中間位置經(jīng)槽體底部的開口卸出。 2. 傾斜螺旋輸送機(jī) 輸送傾角≤20 o 的螺旋輸送機(jī)，一般與水平螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)相同。輸送 傾角為 20o—90o 的螺旋輸送機(jī)，一般采用短螺距螺旋及圓筒壯槽體，螺旋體 的轉(zhuǎn)速也需增加，其結(jié)構(gòu)如同垂直螺旋輸送機(jī)。 3. 垂直螺旋輸送機(jī) 垂直螺旋輸送機(jī)可垂直提升一般的散狀物料，物料顆粒大小一般≤12mm。 垂直螺旋輸送機(jī)的槽體為封閉的圓筒，螺旋體的轉(zhuǎn)動(dòng)可采用底部驅(qū)動(dòng)或頂部驅(qū) 動(dòng)。垂直螺旋輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所占空間位置小，制造成本底；缺點(diǎn) 是輸送量小，輸送高度一般不超過 8m。 9 3 行星齒輪傳動(dòng)概論 3.1 行星齒輪傳動(dòng)的定義、符號(hào)及其特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)在各種機(jī)器和機(jī)械設(shè)備中已獲得了較廣泛的應(yīng)用。例如，起重機(jī) 械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、汽車、飛 機(jī)、火炮、船舶利儀器、儀表中均采用了齒輪傳動(dòng)。在上述各種機(jī)器設(shè)備和機(jī) 械傳動(dòng)裝置中，為了減速、增速和變速等特殊用途，經(jīng)常采用一系列互相嚙合 的齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，在《機(jī)械原理》中，便將上述的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)稱之 為輪系。 1. 行星齒輪傳動(dòng)的定義 輪系可由各種類型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿蝸輪組成的 輪系，稱為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱為平面輪系。 根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其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軸線位置都是固定 不變的，則稱為普通齒輪傳動(dòng)(或稱定軸輪系)。在普通齒輪傳動(dòng)中，如果各齒 輪副的軸線均互相平行，則稱為平行軸齒輪傳動(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，如圖 3-1（a）所示。在上述齒輪傳動(dòng)中，齒輪 a、b 和 構(gòu)件 x 均繞幾何軸線 轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒輪 c 是活套在構(gòu)件 x 的軸 0c 上，它一方面O 繞自身的幾何軸線 0c 旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn)) ，同時(shí)又隨著幾何軸線 0c 繞固定的幾何軸線 OO 旋轉(zhuǎn)( 公轉(zhuǎn) )，即齒輪 c 作行星運(yùn)動(dòng)；因此，稱該齒輪傳動(dòng)為行星齒輪傳動(dòng)， 10 即行星輪系。 行星齒輪傳動(dòng)按其自由度的數(shù)目可分為以下幾種。 a. 簡(jiǎn)單行星齒輪傳動(dòng) 具有一個(gè)自由度 (W=1)的行星齒輪傳動(dòng)，如圖 1— 1(b)所示。對(duì)于簡(jiǎn)單行星齒輪傳動(dòng)。只需要知道其中一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余 各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)便可以確定。 b. 差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng) 具有兩個(gè)自由度(W＝2) 的行星齒輪傳動(dòng)，即它是 具有三個(gè)可動(dòng)外接構(gòu)件(a 、b 和 x)的行星輪系[見圖 3—1(a)]。對(duì)于差動(dòng)行星齒 輪傳動(dòng)，必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)才能確定。 圖 3-1 行星齒輪傳動(dòng) 圖 3-2 2Z-X 型的負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu) 11 圖 3-3 2Z-X 型的正好機(jī)構(gòu) 在行星齒輪傳動(dòng)中作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪 c，稱為行星齒輪(簡(jiǎn)稱為行星輪)。 換言之，在齒輪系中，凡具有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的齒輪，則稱為行星輪，如圖 3—l 中所示的齒輪 c。僅有一個(gè)齒圈的行星 c，稱為單齒圈行星輪 [見圖 3—1 和圖 3—2(a)]；帶有兩個(gè)齒圈的行星輪 c—d，稱為雙齒圈行星輪[ 見圖 3—2(b)和圖 1—3]。 在行星齒輪傳動(dòng)中，支承行星輪 c(或 c—d)并使它得到公轉(zhuǎn)的構(gòu)件，稱為 轉(zhuǎn)臂( 又稱為系桿) ，用符號(hào) x 表示。轉(zhuǎn)臂 x 繞之旋轉(zhuǎn)的幾何軸線，稱為主軸線， 如軸線 。在行星齒輪傳動(dòng)中，與行星齒輪相嚙合的，且其軸線又與主軸線o 重合的齒輪，稱為中心輪；外齒中心輪用符號(hào) a 或 b 表示，內(nèi)齒中心輪用 符號(hào) b 或 e 表示。最小的外齒中心輪 a 又可稱為太陽輪。而將固定不動(dòng)的 (與 機(jī)架連接的)中心輪，稱為支持輪，如圖 3—1(b)中所示的內(nèi)齒輪 b。 在行星齒輪傳動(dòng)中，凡是其旋轉(zhuǎn)軸線與主軸線 相重合，并承受外力矩o 的構(gòu)件，稱為基本構(gòu)件，如圖 1—1 中的中心輪 a、 b 和轉(zhuǎn)臂 x 。換言之，所 謂基本構(gòu)件就是在空間具有固定旋轉(zhuǎn)軸線的受力構(gòu)件；其中也可能是固定構(gòu)件， 如圖 3-l(b)中與機(jī)架相連接的內(nèi)齒輪 b。而差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng) [見圖 3-1(a)]就是 具有三個(gè)運(yùn)動(dòng)基本構(gòu)件的行星齒輪傳動(dòng)。在其三個(gè)基本構(gòu)件中，若將內(nèi)齒輪 b 固定不動(dòng)，則可得到應(yīng)用十分廣泛的，輸入件為中心輪 a 或轉(zhuǎn)臂 x，輸出件為 轉(zhuǎn)臂 x 或中心輪 a 的行星齒輪傳動(dòng) [見圖 1—1(b)]。仿上，當(dāng)中心輪 a 固定不動(dòng) 時(shí)，則可得到輸入件為內(nèi)齒輪 b 或轉(zhuǎn)臂 x，輸出件為轉(zhuǎn)臂 x 或內(nèi)齒輪 b 的行星 12 齒輪傳動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)臂 x 固定不動(dòng)時(shí)，則可得到所有齒輪軸線均固定不動(dòng)的普通齒 輪傳動(dòng)，即定軸齒輪傳動(dòng)。由于該定軸齒輪傳動(dòng)是原來行星齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)化機(jī) 構(gòu)，故又稱之為準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，如圖 3—l(c)所示。為了便于對(duì)上述行星齒 輪傳動(dòng)進(jìn)行研究分析，差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)(W=2)、 行星齒輪傳動(dòng)(W＝1)和準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，統(tǒng)稱為行星齒輪傳動(dòng)。 3.2 行星齒輪傳動(dòng)的符號(hào) 在行星齒輪傳動(dòng)中較常用的符號(hào)如下。 n——轉(zhuǎn)速，以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來衡量的角速度，r／min 。 ——角速度，以每秒弧度來衡量的角速度，rad／s。? ——齒輪 a 的轉(zhuǎn)速，r／min 。a 一一內(nèi)齒輪 b 的轉(zhuǎn)速，r／min。bn ——轉(zhuǎn)臂 x 的轉(zhuǎn)速，r／min。x ——行星輪 c 的轉(zhuǎn)速，r ／min。c ——a 輪輸入，b 輪輸出的傳動(dòng)比，即i =± az ——在行星齒輪傳動(dòng)中，構(gòu)件 A 相對(duì)于構(gòu)件 c 的相對(duì)轉(zhuǎn)速與構(gòu)件 B 相CABi 對(duì)構(gòu)件 C 的相 對(duì)轉(zhuǎn)速之比值，即 =CABin? ——在行星齒輪傳動(dòng)中，中心輪 a 相對(duì)于轉(zhuǎn)臂 x 的相對(duì)轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒輪 bxabi 相對(duì)于轉(zhuǎn)臂 x 的相對(duì)轉(zhuǎn)速之比值，即 =xabixn? 3.3 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 13 行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特 點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流； 同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同 軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被 人們用來代替普通齒輪傳動(dòng)．而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)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)緊湊和傳功效率高的航 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)裝置以及需要差速器的汽 車和坦克等車輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 行星齒輪傳動(dòng)的主要持點(diǎn)如下。 (1) 體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大 由于行星齒輪傳動(dòng)具有功 率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此可 使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。再由于在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個(gè)行星輪來共同分 擔(dān)載荷，從而使得每個(gè)齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模 數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容體積， 從而有利于縮小其外廓尺寸．使其體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊、且承載能 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 1/2—1/5 (即在承受相同的載荷條件下)。 (2) 傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱分 布的行星輪．使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有 利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下， 其效率值可達(dá) 0．97~0 ． 99。 (3) 傳動(dòng)比較大，可以實(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)的類型及配兩方案，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)到幾干。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)。而且， 它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。 (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圍， 14 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)，工作較可靠。 總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高(類型選用 得當(dāng)) 等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、 冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車、 坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn) 速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也獲得了應(yīng)用。它幾乎可通用于 一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重 點(diǎn)之一。 隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)裝里所傳 遞的功率已達(dá)到 20000kW，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到 4500kN·m。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)漸開線行星由輪傳動(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。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。 （3） 高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在同速傳動(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。 行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難些。但 隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深人地了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的 引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水 平也不斷提高。因此，對(duì)于它的制造安裝問題，目前巳不再視為一件什么困難 的事情。實(shí)踐表明，在具有中等技術(shù) 15 水平的工廠里也是完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。應(yīng)該指出，對(duì) 于行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作 中，充分地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度。從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良 的行星齒輪傳動(dòng)裝置。 綜上，根據(jù)原始條件可以確定所需用的輸入功率為 16.5.80.9809PKW???入 至此，可以確定所用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào) Y160M-6 可以確定本設(shè)計(jì)題目（螺旋輸送機(jī)）的傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)方案——NGW 型 2Z-X（A） 。行星輪數(shù) 。3pn? 16 4 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 4.1 行星齒輪傳動(dòng)中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件 在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)給定的傳動(dòng)比 ip 來分配各輪的齒數(shù)，這就 是人們研究行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)的主要仟?jiǎng)?wù)之一。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。 4.1.1 傳動(dòng)比條件 在行星齒輪傳動(dòng)中，各輪齒數(shù)的選擇必須確保實(shí)現(xiàn)所給定的傳動(dòng)比 的pi 大小。例如，2z —x(A)型行星傳動(dòng)，其各輪齒數(shù)與傳動(dòng)比 的關(guān)系式為pi =1- =1+baxibaz 可得 =（ -1）bzaxiz 若令 Y= ，則有 =Y-pba 式中 ——給定的傳動(dòng)比．且有 = ；i pibax Y——系數(shù)，必須是個(gè)正整數(shù) ； ——中心輪 a 的齒數(shù)，一般， ≥ 。az azminZ 4.1.2 鄰接條件 在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，為了進(jìn)行功率分流，而提高其承載能力，同時(shí) 也是為了減少其結(jié)構(gòu)尺寸，使其結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)常在太陽輪 a 與內(nèi)齒輪 b(或 e) 之間，均勻地、對(duì)稱地設(shè)置幾個(gè)行星輪 c(或 d)。為了使各行星輪不產(chǎn)生相互 碰撞，必須保證它們齒頂之間在其連心線上有一定的間隙．即兩相鄰行星輪 的頂圓半徑之和應(yīng)小于其中心距 L c ，即 2 ＜L c ar 17 ＜2acdsinp?? 式中 、 ——分別為行星輪 c 的齒頂圓半徑和直徑；acrd ——行星輪個(gè)數(shù)；pn 圖 4-1 鄰接條件 ——a、c 齒輪嚙合副的中心距；? L c——相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離。 不等式(3 —7)稱為行星齒輪傳動(dòng)的鄰接條件。間隙△c＝L c— 的最小允acd 許值取決于行且齒輪減速器的冷卻條件和嚙合傳動(dòng)時(shí)的潤(rùn)滑油攪動(dòng)損失。實(shí) 際使用中，一般應(yīng)取間隙值△c＞0．5m，m 為齒輪的模數(shù)。 在此應(yīng)該指出，鄰接條件與行星輪個(gè)數(shù) 有關(guān)， 的多少，應(yīng)受到其承pnp 載能力的限制。行星輪個(gè)數(shù) 還應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、均載條件和制造條件等pn 因素。一般，在行星齒輪傳動(dòng)中大都采用 ＝3 個(gè)行輪。但是，當(dāng)需要進(jìn)一p 步提高其承載能力，減少行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量時(shí)，在滿足上述鄰 接條件的前提下允許采用 ＞3 個(gè)行星輪的配置；不過還必須采取合理的均pn 載措施。 4.1.3 同心條件 18 在此討論的同心條件只適用丁漸開線圓柱齒輪的行星齒輪傳動(dòng)。所謂同 心條件就是出中心輪 a、 b(或 e)與行星輪 c(或 d)的所有嚙合齒輪副的實(shí)際中 心距必須相等。 對(duì)于 2Z—X(A)型行星齒輪傳動(dòng)，其同心條件為 acb?? 4.1.4 安裝條件 在行星齒輪傳動(dòng)中，如果僅有一個(gè)行星輪，即 ＝1，只要滿足上述同心pn 條件就保證能夠裝配。為了提高其承載能力，大多是采用幾個(gè)行星輪。同時(shí)， 為了使嚙合時(shí)的徑向力相互抵消，通常，將幾個(gè)行星輪均勻地分布在行星傳 動(dòng)的中心圓上。所以，對(duì)于具有 ＞1 個(gè)行星輪的行星齒輪傳動(dòng)．除應(yīng)滿足pn 同心條件和鄰接條件外；其各輪的齒數(shù)還必須滿足安裝條件。所謂安裝條件 就是安裝在轉(zhuǎn)臂 x 上的 個(gè)行星輪均勻地分布在中心輪的周圍時(shí)，各輪齒數(shù)p 應(yīng)該滿足的條件。例如，對(duì)于 2Z—X(A)型行星傳動(dòng)， 個(gè)行星輪在兩個(gè)中心pn 輪 a 和 b 之間要均勻分布，而且，每個(gè)行星輪 c 能同時(shí)與兩中心輪 n 和 b 相 嚙合而沒有錯(cuò)位現(xiàn)象(見圖 4—2)。 通常，在行星齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)個(gè) 行星輪均勻分布時(shí)，每個(gè)中心角應(yīng)等pn ．直線 OⅠ、OⅡ和 OⅢ分別為主軸線 O 與行星輪 l、行星輪 2 和行星輪2pn? 3 的軸線 O1、O2 和 O3(轉(zhuǎn)臂 x 上的)的連線。 為了繪圖方便起見，在此用圓弧來表示輪齒的形狀，故 2Z—X(A)型傳功 如圖 3—2 所示。對(duì)于具有單齒圈的行星輪，可用平面 Q 表示齒輪輪齒的對(duì) 稱面。當(dāng)行星輪齒數(shù) Z c 為偶數(shù)時(shí)，該平而 Q 通過其齒槽的對(duì)稱線；當(dāng)行星 輪齒數(shù) Z c 為奇數(shù)時(shí)，則它們分別與輪 b 的齒槽對(duì)稱線相重合。由此可見， 若中心輪 a 和 b 的齒數(shù) 和 均是 的倍數(shù)時(shí)，該行星齒輪傳動(dòng)定能滿足裝azbpn 配條件。 19 在一般情況下，齒數(shù) 和 都不是 的倍數(shù)。當(dāng)齒輪 a 和 b 的輪齒對(duì)稱azbpn 線及行星輪 1 的華而 Q1 與直線 OⅠ重合時(shí)，行星輪 2 的平面 Q 2 與直線 OⅡ 的夾角為 如果轉(zhuǎn)臂 x 固定，當(dāng)中心輪 a 按逆時(shí)方向轉(zhuǎn)過 時(shí)，則行星輪 2C? C? 按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 角，而內(nèi)齒輪 b 按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 角。 當(dāng) 個(gè)行星輪在中心輪周圍均勻分布時(shí)，則兩相鄰行星輪間pn 的中心角為 ?，F(xiàn)設(shè)已知中小輪 a 和 b 的節(jié)圓直徑 和 ，其齒距2p? ad?b 為 。在中心角 內(nèi)，中心輪 a 和 b 具有的弧長(zhǎng)分別為 和 abp?pn apn??pdn?? 對(duì)于弧長(zhǎng) ，一般應(yīng)包含若干個(gè)整數(shù)倍的齒距 p 和一個(gè)剩余弧段(apdn? ? )。同理，對(duì)于弧長(zhǎng) ，也應(yīng)包含有若干個(gè)整數(shù)倍的齒距 p 和一個(gè)剩ap????bpdn? 余弧段 。 可得b? 12()ababpzcp???????? 顯然，等式左邊等于整數(shù)。要使等式右邊也等于整數(shù)，其必要和充分的 條件是 ab????? 公式表明：兩中心輪 a 和 b 的齒數(shù)和( )應(yīng)為行星輪數(shù) 的倍數(shù)，abz?pn 就是 2Z—X(A)型行星傳動(dòng)的安裝條件。 20 圖 4-2 行星傳動(dòng)安裝條件 4.1.5 2Z-X(A)型行星傳動(dòng) 據(jù) 2Z-X(A)型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式 1bpazi?? 式中——P 是行星齒輪的特性參數(shù)。 特性參數(shù)多與給定的傳動(dòng)比 有關(guān)。p 值必須合理地選取。p 值太大或太i 小都是不合理的。如果 p 值太大，或許可能使得 值很大；或使得 值很小。bzaz 通常，內(nèi)齒輪 b 的尺寸是受到減速器總體尺寸的限制。為了不過分地增大其 21 外形尺寸，故 值不能很大。而中心輪 a 的尺寸應(yīng)考慮到其齒數(shù) 受到最少齒數(shù)bz az 的限制，以及齒輪 轉(zhuǎn)軸的直徑不能太小，故 值不能很小。另外，p 值接minz az 近于 1 也是不允許的，因?yàn)檫@樣會(huì)使得行星輪 c 的尺寸太小。一般，應(yīng)選取 p=3~8。 則由式可得 (1)bpaziz?? 當(dāng)選定最小齒數(shù) 時(shí)，就容易求得 值。bz 關(guān)于最小齒數(shù) 、 的選取，為了盡可能地縮小 2Z—X(A)型行星傳動(dòng)的azb 徑向尺寸、在滿足給定的傳動(dòng)比 的條件下，中心輪 a 和行星輪 c 的尺寸應(yīng)pi 盡可能地小。因此， 應(yīng)該選用最少齒數(shù)，但實(shí)際上它受到輪齒根切和齒輪az 能否安裝軸承或能否安裝到軸上去的限制。一般情況下，齒輪 a 的最少齒數(shù) 的范圍為 14—18；對(duì)于中小功率的行星傳動(dòng)，有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)行星減速器的外 廓尺寸盡可能小的原則，在滿足輪齒彎曲強(qiáng)度的條件下，允許其輪齒產(chǎn)生輕 微的根切；因此，對(duì)于角度變位傳動(dòng)(正傳動(dòng))，其最少齒數(shù)可選取為 10~13 個(gè)。 應(yīng)該指出：在對(duì) b 輪齒數(shù) 進(jìn)行圓整后，此時(shí)實(shí)際的 p 值與給定的 pbz 值稍有變化，但必須控制在其傳動(dòng)比誤差范圍內(nèi)。一般其傳動(dòng)比誤差 ≤ 4％。pi??? 據(jù)同心條件可求得行星輪 c 的齒數(shù)為 2pbacaizz?? 顯然，由上式所求得的 適用于非變位的或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)。cz 如果采用角度變位的傳動(dòng)時(shí)，行星輪 c 的齒數(shù) 應(yīng)按如下公式計(jì)算，即cz 2baccz????? 當(dāng)( )為偶數(shù)時(shí)，可取齒數(shù)修正量為 ＝ 1。此時(shí)，通過角度變baz?az? 22 位后，既不增 大該行星傳動(dòng)的徑向尺寸，又可以改善傳動(dòng)性能。綜合上述公 式．則可得 2Z—X(A)型傳功的配齒比例關(guān)系式為 2:::(1):ppabcaapaiizzizn?? 最后，再按公式(3—7) 校核其鄰接條件。根據(jù)給定的行星齒輪傳動(dòng)的傳 動(dòng)比 的大小和中心輪 a 的齒數(shù) 及行星輪個(gè)數(shù) ，由表 3—2 可查得 2Z—pi azp X(A)型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 及其各輪齒數(shù)。pi 根據(jù)以上步驟可以確定其齒數(shù)及傳動(dòng)比如下： az 17、 67、 151、 9.88。czbzbaxi 4.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 所謂配齒計(jì)算就是據(jù)給定的傳動(dòng)比 來確定行星齒輪傳動(dòng)中各輪的齒數(shù)。pi 在據(jù)給定的傳動(dòng)比 選擇行星傳動(dòng)的齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮在各種不同齒數(shù)組pi 合的條件下，能獲得與給定的傳動(dòng)比 值相同的或較近似的值。此外，齒數(shù)pi 的選擇還應(yīng)滿足輪齒彎曲強(qiáng)度的要求，如果承載能力受工作齒面接觸強(qiáng)度的 限制，則應(yīng)選擇盡可能多的齒數(shù)較合理。對(duì)于速度較低、短時(shí)工作制的硬齒 面(HB＞350)齒輪傳動(dòng)，特別是有反向載荷時(shí)，在許多情況下，其承載能力 是受輪齒彎曲強(qiáng)度的限制。為了保證齒根具有足夠的彎曲強(qiáng)度，同時(shí)也為了 減小行星傳動(dòng)的外形尺寸和質(zhì)量，則選取盡可能少的齒數(shù)是較合理的。對(duì)于 軟齒面(HB≤ 350)齒輪傳動(dòng)，必須校核輪齒的接觸強(qiáng)度．因此，可適當(dāng)增加中 心輪 a 的齒數(shù)較為合理。對(duì)于高速行星傳動(dòng)．其嚙合齒輪副的齒數(shù)，不應(yīng)該 有公因子，一般也不推薦使其中心輪 a 和 b 的齒數(shù) 和 等為行星輪數(shù) 的azbpn 倍數(shù)。 23 5 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 5.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 根據(jù)漸開線及其傳動(dòng)性質(zhì)可知，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)： 齒數(shù) z、模數(shù) m、壓力角 、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù) 。在確定上述基?*ah*c 本參數(shù)后，齒輪的齒形及幾何尺寸就完全確定了。 齒數(shù) z——齒輪整個(gè)圓周上輪齒的總數(shù)。在嚙合齒輪副中，小齒輪和大 齒輪分別用 和 表示。12 模數(shù)——分度圓上的齒距 p 與圓周率 (無理數(shù))的比值，即? m? 模數(shù) m 是齒輪的一個(gè)基本參數(shù)，其單位為 mm(毫米)。因齒距 ，pm?? 若模數(shù) m 增大，則齒輪的齒距 p 就增大；齒輪的輪齒及各部分尺寸均相應(yīng)地 增大。為了齒輪的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量等工作的標(biāo)準(zhǔn)化，模數(shù) m 的數(shù)值已經(jīng)標(biāo) 準(zhǔn)化。漸開線圓柱齒輪模數(shù)可參見 GB1357-1987。 在此應(yīng)該指出，由于在齒輪的不同圓周上，其齒距不相同，故其模數(shù)也 是不同的；只有分度圓上的模數(shù) m 是標(biāo)準(zhǔn)值。 因齒輪分度圓的周長(zhǎng)為 ，即可得 ；兩式聯(lián)立可得齒輪dzp??pdz?? 的分度圓直徑 z 上式表示，當(dāng)給定一個(gè)齒輪的模數(shù) m 和齒數(shù) z，齒輪的分度圓直徑就確 定了。分度圓壓力角 ＝ 20°，即該壓力角等于基準(zhǔn)齒形的齒形角。 因此，? 齒輪的分度圓應(yīng)當(dāng)定義為：齒輪上具有標(biāo)推模數(shù) m 和標(biāo)準(zhǔn)壓力角 ＝20°的? 圓稱為分度圓。因?yàn)椋?，式中基圓直徑為/cosbd?cosbd? 漸開線圓柱齒輪模數(shù)表 表 5-1 24 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 第二系列 1.75 2.25 2.75 （3.25 ） 3.5 （ 3.75 ） 第一系列 5 6 8 10 12 16 第二系列 4.5 5.5 （6.5 ） 7 9 （11） 14 第一系列 20 25 32 40 50 第二系列 18 22 28 36 45 注:1、對(duì)斜齒輪是指法向模數(shù) 。nm 2、對(duì)優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。 由公式可見，當(dāng)齒輪的分度圓直徑 d 確定后，如果再規(guī)定漸開線在分度 圓上的壓力角 的數(shù)值，則基圓直徑 就確定了。而齒輪的漸開線齒形僅取?b 決于基圓的大小。 齒項(xiàng)高系數(shù) ——按 GBl356—1988 規(guī)定：正常齒 =1，短齒*ah *ah =0．80。*ah 頂隙系數(shù) ——按 GBl357—1988 規(guī)定：正常齒 ＝0．25，短齒c c ＝0．3。c 一對(duì)漸開線圓柱直齒輪的正確嚙合條件是：兩齒輪的模數(shù) m 相等，分度 圓壓力角 相等，即? 12m? ? 齒輪的模數(shù)的確定，由公式初算得 mm11332 2lim1. 77053AFpamdTKYz??????? 根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目要求，選定模數(shù) 。. 表 5-2 參數(shù) a-c(w) c-b(N) 25 模數(shù) m 2.5 2.5 嚙合角 ?20° 20° 分度圓直徑 d 5.167421?mzd5.37 162?d 齒頂高 ahah 375.2)1.(.21??mha 齒根高 f 125.31?ff 1ff 全齒高 h 6.21h125.6h? 齒頂圓直徑 ad5.7421?ad7.321ad 齒根圓直徑 f .6321f 845621?f 基圓直徑 bd4.57921?bd7.3521bd 中心距 a 00?a 26 6 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 6.1 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析 為了對(duì)行星齒輪傳動(dòng)中的齒輪、軸和軸承等零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，便需要 分析行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件的受力情況。行星齒輪傳動(dòng)的主要受力構(gòu)件有中 心輪、行星輪、轉(zhuǎn)臂、內(nèi)齒輪和行星齒輪軸及軸承等。在進(jìn)行受力分析時(shí)， 首先假設(shè)行星齒輪傳動(dòng)為等速旋轉(zhuǎn)，多個(gè)行星輪受載均勻，且不考慮摩擦力 和構(gòu)件自重的影響。因此，在輸入轉(zhuǎn)矩的作用下各構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，構(gòu)件 間的作用力等于反作用力。在此平衡狀態(tài)下，分析和計(jì)算各構(gòu)件上所受的力 和力矩。 為了計(jì)算輪齒上的作用力，首先需要求得行星齒輪傳動(dòng)中輸入件所傳遞的 額定轉(zhuǎn)矩。在已知原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)等)的名義功率 P 和同步轉(zhuǎn)速 n 的條件下， 其輸入件所傳遞的轉(zhuǎn)矩 可按下式計(jì)算，即AT （N·m）1950Pn? 式中 ———輸入件所傳遞的名義功率，kw；1p ———輸入件的轉(zhuǎn)速，r／min。n 在行星齒輪傳動(dòng)中，該輸入轉(zhuǎn)矩 通常應(yīng)取決于工作機(jī)所需的額定轉(zhuǎn)矩AT (或額定功率 )。當(dāng)工作機(jī)在變負(fù)荷下上作時(shí)，該額定轉(zhuǎn)矩 是指在較繁BT2P BT 重的、連續(xù)的正常工作條件下使用的轉(zhuǎn)矩(或功率)，如起重機(jī)的最大起重量 產(chǎn)生的力矩。 在行星齒輪傳動(dòng)中，一個(gè)嚙合齒輪副的受力分析與計(jì)算與普通定軸齒輪傳 動(dòng)是相同的。在圓柱齒輪傳動(dòng)中，若忽略齒面間的摩擦力的影響，其法向作 用力 可分解為如下的三個(gè)分力，即nF 切向力 (N)120tTd? 27 徑向力 (N)tancosrF??? 軸向力 (N)ta 法向力 與切向力 的關(guān)系式為nt （N） costnnF???? 對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于輪齒的螺旋角 ，法面壓力角 ，0??n?? 故其軸向力 =0，則可得aF 切向力 (N)120tTd? 徑向力 (N)anrt? 法向力 (N)costF 式中 ——嚙合齒輪副中小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m ；1T ——斜齒輪分度圓上的螺旋角，(°)；? ——小齒輪分度圓直徑，mm；1d ——分度圓壓力角，通常 ＝20°。 ?? 6.1.1 行星齒輪傳動(dòng) 在行星齒輪傳動(dòng)中，由于其行星輪的數(shù)目通常大于 1，即 ＞l，且均勻pn 對(duì)稱地分布于中心輪之間；所以，在 2Z-X 型行星傳動(dòng)中，各基本構(gòu)件(中心 輪 a、b 和轉(zhuǎn)臂 x)對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了 簡(jiǎn)便起見，在行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力 ，且rF 用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)用符號(hào) F 代表切向力 。為了分析各構(gòu)件t 所受的切向力 F，現(xiàn)提示如下三點(diǎn)。 (1) 在轉(zhuǎn)矩的作用下，行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài)，因此， 28 構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。 (2) 如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力，則中間的力與兩邊的力的方 向應(yīng)相反。 (3) 為了求得構(gòu)