行星齒輪減速箱運(yùn)動(dòng)仿真分析

湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文#1緒論1.1行星減速器發(fā)展?fàn)顩r,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1.2選題分析與設(shè)計(jì)內(nèi)容,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2行星齒輪減速器裝置設(shè)計(jì)2.1基本參數(shù)要求與選擇3行星齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算3.1行星齒輪傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的選擇32配齒計(jì)算3.3初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù),,,,,,,,,,,,,,,3.4嚙合參數(shù)計(jì)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,35幾何尺寸計(jì)算裝配條件計(jì)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,傳動(dòng)效率計(jì)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,38機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.9行星齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4總結(jié)~ 3kl_lJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

目錄135,,,,,,,,,,,,,,,,, 66,,,,, 77101313141725kutoCAT團(tuán)形99KB色輪AutoCAD團(tuán)形137KB畢業(yè)論文封面MicrosoftWord9...29KE畢業(yè)論文枉務(wù)書Miorosoftford9..45KB后端蓋AutoCAD78KB鑒定意見MicrosoftWord936KB評(píng)閱表MicrosoftWord9,--32KBAut&CAB圈那104KB說(shuō)明書Micrcs&ftWord9...1,032KB外文翻譯粘和齒輪MicrosoftWord9...52KB箱烷AutoCAD134KE轉(zhuǎn)臂AutoCAD圖老T&KB裝配圖AutoCAB圉形147KB目錄MicrosoftWord9.…14KBaH行塁齒輪漑箱運(yùn)斷9 防且分析第一章緒論1.1行星減速器發(fā)展?fàn)顩r由于國(guó)家采取了積極穩(wěn)健的財(cái)政貨幣政策， 固定資產(chǎn)投資力度加大，特別是基礎(chǔ)建設(shè)的投資，使冶金、電力、水泥、建筑、建材、能源等加快了發(fā)展，因此，對(duì)減速機(jī)的需求也逐步擴(kuò)大。隨著國(guó)家對(duì)機(jī)械制造業(yè)的重視，重大裝備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的加快以及城市化改造進(jìn)程的加快，減速機(jī)行業(yè)仍將保持快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，尤其是齒輪減速機(jī)的增長(zhǎng)將會(huì)大幅度提高，這與進(jìn)口設(shè)備大多配套采用齒輪減速機(jī)有關(guān)。 因此，業(yè)內(nèi)專家希望企業(yè)抓緊開發(fā)制造齒輪減速機(jī)，尤其是大、中、小功率硬齒面減速機(jī)，以滿足市場(chǎng)的需求。國(guó)內(nèi)外動(dòng)力齒輪傳動(dòng)正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化、小振動(dòng)、低噪聲的方向發(fā)展。行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展和少齒差零齒差內(nèi)齒輪副的應(yīng)用， 是當(dāng)代齒輪的一大特征，是齒輪傳動(dòng)小型化的一個(gè)典型的標(biāo)志。行星傳動(dòng)把傳統(tǒng)的定軸傳動(dòng)改為動(dòng)軸傳動(dòng)，采用了功率分流并合理應(yīng)用內(nèi)嚙合及均載裝置，具有重量輕，體積小，承載高等優(yōu)點(diǎn)，因此,行星傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用日漸廣泛。20世紀(jì)末的20多年，世界齒輪技術(shù)有了很大的發(fā)展，鏟平發(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應(yīng)吃面技術(shù)，功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。硬面齒輪技術(shù)到20世紀(jì)80年代在國(guó)外日趨成熟。采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件神探淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于IS01328-1975的6級(jí)，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的4倍，為軟齒面齒輪的5-6倍。一個(gè)中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量?jī)H為軟吃面齒輪減速器的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份及多分支裝置， 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)隊(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)，盡量減少零部件及毛坯的品種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)，使零部件產(chǎn)生形成批量，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；普通采用各種優(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4-6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100Nm轉(zhuǎn)矩的齒輪裝置，如果在1950年時(shí)重10kg,到80年代就可做到僅為1kg。20世紀(jì)70年代至90年代初，我國(guó)的高速齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測(cè)繪仿制，技術(shù)引進(jìn)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44M0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年代初步推廣硬齒面技術(shù)過(guò)程中，我們還做了解決“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世界80年代至90年代初，我國(guó)相繼制定了一批減速器標(biāo)準(zhǔn)，如ZBJ19004-88《圓柱齒輪減速器》，ZBJ19026-90《運(yùn)輸機(jī)械用減速器》和YB/T050-93《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)有自己只是產(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)外同類產(chǎn)品的水平，其中YNK減速器較完整地吸取了德國(guó)FLENDE公司同類產(chǎn)品的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)情做了血多改進(jìn)與創(chuàng)新。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，傳動(dòng)效率，轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星齒輪傳動(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。行星齒輪顫動(dòng)在我已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自 20世紀(jì)60年代以來(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，均有了較大的成就，并獲得了血多的研究成果。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，改變了執(zhí)照也得傳統(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)，敏捷執(zhí)照，智能執(zhí)照等先進(jìn)技術(shù)。形成了高精度，高效率的智能化圣餐先和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理。在21世紀(jì)成套件機(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，加工效率大為提高，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，高精度，高可靠度軟啟動(dòng)，運(yùn)行監(jiān)控，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器驅(qū)動(dòng)，已成為經(jīng)年中小功率變速箱產(chǎn)品追求的目標(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)品的需求將更會(huì)更加突出?？傊?，當(dāng)今世紀(jì)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，開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國(guó)有廣闊的前景。1.2選題分析與設(shè)計(jì)內(nèi)容行星齒輪傳動(dòng)與普通定州齒輪傳動(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)，這些已經(jīng)被我過(guò)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)種均有效地利用了功率分流性和輸入，輸出地同軸性以及合理的采用了內(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，兵和航空航天等工業(yè)部門獲得了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)以本設(shè)計(jì)基于SolidWorks便于交互及強(qiáng)大的二維、三維繪圖功能。先確定總體思路、設(shè)計(jì)總體布局，然后設(shè)置零部件，最后完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。利用SolidWorks模塊實(shí)現(xiàn)裝配中零部件的裝配、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等功能。行星齒輪減速器的體積、重量及其承載能力主要取決于傳動(dòng)參數(shù)的選擇，設(shè)計(jì)問(wèn)題一般是在給定傳動(dòng)比和輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，確定各輪的齒數(shù)，模數(shù)和齒寬等參數(shù)。其中優(yōu)化設(shè)計(jì)采用SolidWorks自帶的模塊，模擬真實(shí)環(huán)境中的工作狀況進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)元件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。減速器作為獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)元部件，由于應(yīng)用范圍極廣，其產(chǎn)品必須按系列化進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于制造和滿足不同行業(yè)的選用要求。針對(duì)其輸人功率和傳動(dòng)比的不同組合，可獲得相應(yīng)的減速器系列。在以往的人工設(shè)計(jì)過(guò)程中，在圖紙上盡管能實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座不同規(guī)格的部分系列表示，但其圖形受到極大限制。采用 SolidWorks工具來(lái)實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，不僅能完善上述工作，，方便設(shè)計(jì)操作，而且使系列產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，圖形庫(kù)的建立、查詢成為可能，使設(shè)計(jì)速度加快。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)本課題的各設(shè)計(jì)步驟與任務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)了解。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)，利用 SolidWorks參數(shù)化建模。在設(shè)計(jì)計(jì)算方面：分析行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案；并通過(guò)計(jì)算分析，確定行星輪系齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和軸、行星架的各項(xiàng)參數(shù)，校核齒輪的接觸和彎曲強(qiáng)度；完成內(nèi)外嚙合齒輪、軸、行星架的設(shè)計(jì)計(jì)算；在整機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)背景下，結(jié)合運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成建模。在工程仿真分析方面：本論文利用三維軟件SolidWorks對(duì)行星輪減速器進(jìn)行三維建模，并完成與整機(jī)的裝配。第二章行星齒輪減速器方案設(shè)計(jì)2.1基本參數(shù)要求與選擇行星齒輪傳動(dòng)的類型很多，其分類方法也不少。在庫(kù)氏的分類方法中，行星齒輪傳動(dòng)的基本代號(hào)為：Z――中心輪，X――轉(zhuǎn)臂，V――輸出軸（現(xiàn)說(shuō)明：在庫(kù)氏原著作中，K—中心輪，H—轉(zhuǎn)臂）。根據(jù)其基本構(gòu)件的配置情況，可將行星齒輪傳動(dòng)分為2Z-X、3Z和Z-X-V三種基本傳動(dòng)類型；其他的結(jié)構(gòu)型式的行星齒輪傳動(dòng)大都是它們的演化型式或組合型式。設(shè)計(jì)行星齒輪減速器，已知該行星傳動(dòng)的輸入功率P仁22KV，輸入轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，傳動(dòng)比ip=134，允許的傳動(dòng)比偏差△ip=0.01，短期間斷的工作方式，每天工作16h,要求使用壽命8年；且要求該行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動(dòng)功率較高。第三章設(shè)計(jì)計(jì)算3.1選取行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖根據(jù)上述要求：短期間斷，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊和外輪廓尺寸較小。據(jù) 書【7】和書【5】傳動(dòng)類型的工作特點(diǎn)可知，3Z型適用于短期間斷的工作方式，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大。為了裝配方便，結(jié)構(gòu)更加緊湊，適用具有單齒圈行星齒輪的 3Z型行星齒輪傳動(dòng)較合理，其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3-1所示。圖3-13Z型行星齒輪減速傳動(dòng)3.2配齒計(jì)算根據(jù)3Z型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比ip值和按其齒輪計(jì)算公式可求得內(nèi)齒輪 b，e和行星齒輪C的齒數(shù)Zb，Ze和Zc?？紤]到該行星齒輪傳動(dòng)的外輪廓尺寸較小，故選擇中心輪的齒數(shù)Za=15和行星齒輪數(shù)目np=3。為了使內(nèi)齒輪b與e的齒數(shù)差盡可能小，即應(yīng)取Ze-zb=np。再將Za，np和ip值代入公式查書【1】，則的內(nèi)齒輪b的齒數(shù)Zb為ZbJnpZbJnp4Zanp(ip_1)_(Za按以下公式可得內(nèi)齒輪e的齒數(shù)Ze為ze=zb+np=69+3=72

因ze-za=72-15=57為奇數(shù)，應(yīng)按如下公式求得行星輪 c的齒數(shù)Zc為1 1zc= (ze-za)-0.5= (72-15)-0.5=282 2再按傳動(dòng)比驗(yàn)算公式驗(yàn)算其實(shí)際的傳動(dòng)比ibe為biaeZbZebiaeZbZe=1+—丿(ze-zb丿IZaJ”妙二］=134.415人72-69丿72其傳動(dòng)比誤差：i書【1】為? ?? ?bIp—laeip=竺空=0.O03v嘰134故滿足傳動(dòng)比誤差的要求，即得該行星齒輪傳動(dòng)實(shí)際的傳動(dòng)比為 iae=134.4.最后確定該行星傳動(dòng)各齒的齒數(shù)為Za=15，Zb=69,Ze=72和Zc=28.另外，也可根據(jù)傳動(dòng)比i=134.4查書【1】表直接可得上述各輪的齒數(shù)。3.3初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)齒輪材料和熱處理的選擇：中心輪a和行星輪c均采用20CrMnTi,滲碳淬火,齒面硬度58-62HRC取▽hlim=1400N/mm和▽fim=340N/mm，中心輪a和行星齒輪c的加工精度6級(jí)；內(nèi)齒輪b和e均采用42CrMq調(diào)質(zhì)硬度217-259HB,取匚ml=780N/mm和二flim=260N/mm,內(nèi)齒輪b和e的加工精度7級(jí)。按彎曲強(qiáng)度的初計(jì)算公式計(jì)算齒輪的模數(shù) m為書【2】m=KKaKm=KKaK八KFpYFa1Flim現(xiàn)已知乙=15，匚F|im=340N/mm。22小齒輪名義轉(zhuǎn)矩「=9549—」=9549X =46.68N?M取算式系數(shù)K=12.1;npn1 3"500查表取使用系數(shù)K=1.5;取綜合系數(shù)&沂1.8,;去接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪見在和分布不據(jù)黁系數(shù)K=1.2，由書【1】公式可得《=1+1.5(Kv1)=1+1.5(1.2-1)=1.3;可查得齒形系數(shù)YFa1=2.67;查得齒寬系數(shù)①d=0.6。則的齒輪模數(shù)為m=12.1346.681.51.81.32.67m=12.1346.681.51.81.32.670.6152340=2.57(mr)取齒輪模數(shù)m=3mm3.4嚙合參數(shù)計(jì)算在三個(gè)嚙合齒輪副a-c、b-c和e-c中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a為TOC\o"1-5"\h\z1 1aacmza■zc 31528=64.5(mm2 21 1abc m zb -zc 369_28 =61.5(mr)2 21 1aec m ze —Zc 372—28 =66(mijn2 2由此可見，三個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距不相等，且有 aec-aac■abc。因此，此行星齒輪傳動(dòng)不能滿足非變位的同心條件。為了使該行星齒輪既能滿足給定的傳動(dòng)比ip=134.4的要求，又能滿足嚙合傳動(dòng)的同心條件，即應(yīng)使各齒輪副的嚙合中心距a■相等，則必須對(duì)該3Z(II)型行星傳動(dòng)進(jìn)行角度變位。根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)中心距之間的關(guān)系aec-aac-abc，取選取其嚙合中心距為a=aec=66mn作為各齒輪副的中心距值。已知za+zc=43，zb-zc=41和ze-zc=44，m=3mma=66mm及壓力角：=20，按公式計(jì)算該3Z型行星傳動(dòng)角度變位的嚙合參數(shù)。對(duì)各齒輪副的嚙合參數(shù)計(jì)算結(jié)果 書【3】見表1-1。表1-13Z型行星傳動(dòng)嚙合參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式a-c齒輪副b-c齒輪副e-c齒輪副中心距變動(dòng)系數(shù)ya"—ay=mya=0.5yb=1.5ye=0嚙合角Fa? (aa=arccos!—；cosa<a 丿aac =23勺8,abc=2853raec-a=20：變位系數(shù)和zy/. *? 、Xy= i—(inva—inva)—2tanax贏=0.5377Xybc=1.83770(X1=X2)

齒頂高變動(dòng)系數(shù)紉y-yX--yaAyo-A-7重合度&■114#an怡-2aan怡2z)±an怡-1兀na2ta-1(tCOrE*乩-2.表內(nèi)公式的aa為齒頂壓力角，且有aa=arcosda注：1.表內(nèi)公式的“2.表內(nèi)公式的aa為齒頂壓力角，且有aa=arcosda確定各齒輪的變位系數(shù)x（1） a-c齒輪副在a-c齒輪副中，由于中心輪 a的齒數(shù)za=15<zmin=17,za+zc=43>2zmin=34和中心距aac=64.5mmd=66mm。由此可知，該齒輪副的變位目的是避免小齒輪a產(chǎn)生根切、湊合中心距和改善嚙合性能。其變位方式應(yīng)采用角度變位的正傳，書【3】即卩X^c二Xa Xc0當(dāng)齒頂高系數(shù)ha=1，壓力角a=20時(shí)，避免根切的最小變位系數(shù)Xmin為17-Za17-ZaXmin=17=17-15=0.117617按如下公式可求得中心論a的變位系數(shù)xa書按如下公式可求得中心論a的變位系數(shù)xa書為Xa=0.5=0.505377-2*一25(0.5377—0.0377J+0.08IL 2825=0.2732>X=0.2732>Xmin=0.1176按書【3】公式可得到行星齒輪C的變位系數(shù)xcx,=x^c-xa=0.5377-0.2732=0.2645b-c齒輪副在b-c齒輪副中，zc=28>zmin=17，zb-zc=41>2zmin=34和abc=61.5mm<a=66mm0據(jù)此可知，該齒輪副的變位目的是為了湊合中心距和改善嚙合性能。故其能變位方式也應(yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)，即 Xmc=Xb-Xc00現(xiàn)已知其變位系數(shù)和X亦=1.8377和xc=0.2645,則可得內(nèi)齒輪b的變位系數(shù)為xb=x^cxc=1.83770.2645=2.1022。e-c齒輪畐【J 在e-c齒輪副中，zc>zmin,厶-zc=44>2zmin=34和aec二a'66mm。由此可知，該齒輪副的變位目的是為改善嚙合性能和修復(fù)嚙合齒輪副。故其變位方式應(yīng)采用高度變位，即 x^c二xe-Xc=0。貝U可得內(nèi)齒輪e的變位系數(shù)為xe=xc=0.2645。3.5幾何尺寸計(jì)算對(duì)于該3Z(II)型行星齒輪傳動(dòng)可按下面計(jì)算公式進(jìn)行其幾何尺寸的計(jì)算。各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果見表1-2。表1-23Z(II) 型行星齒輪傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式a-c齒輪副b-c齒輪副e-c齒輪副變位系數(shù)xx2=Xf斗x1x1=0.2732x2=0.2645x1=0.2645x2=2.1022x1=0.2645x2=0.2645分度圓直徑dd1=mzd2=mz2d1=45d2=207d1=84d2=207d1=84d2=216基圓直徑dbdb1=d1cosadb2=d2cosadb1=42.2862db2=78.9342db1=78.9342db2=194.5164db1=78.9342db2=202.9736節(jié)圓直徑d，d1=2aZ2土zd；=46.0465d1=90.1463d；=84

d；=2a" Z2Z2土Zd2=85.9535d2=222.1463d2=216外嚙dai=4十勿1<+dai=52.合Xi-切4i3da2"2+2m(ha+da2=9idaX2-環(huán).3608內(nèi)嚙dai=di+2m(ha+xjdai=合91.587-Ae=91.244da2=d2-2m(h：-da2=211.587X2+勿）(x工=X2—Xi)dm=di+2m(h；+xi)-Aeda2=d2-2m(hC-X2)da2—Qe=0.3426)dai—91.587-2=df1+2a『+2C*m91.244(:插齒）da2=211.587i52忖-xYm< Z2 J齒根圓外嚙合dfi=4-2m(h^C-為)￥dfi=39.i392直徑dfdf2=4-2血+df2=78C-X2).087內(nèi)嚙dfi=4—2m(l<+C—Xi)df1=78.087df1=78.087合用插齒刀加工df2=da0"*"2a02df2=224.7126df2=225.0204注：1.表內(nèi)公式中，da0為插齒刀的齒頂圓直徑；a02為插齒刀與被加工齒輪之間

的中心距的中心距2.表中的徑向間徑 e=2ham，其中：ha=7.6（1-x）2/z2關(guān)于用插齒刀加工內(nèi)齒輪，起齒根圓直徑df2的計(jì)算。已知模數(shù)m=3mm插齒刀齒數(shù)zo=25，齒頂高系數(shù)h^o=1.25，變位系數(shù)Xo=0（中等磨損程度）。試求被插制內(nèi)齒輪的齒根圓直徑df2。齒根圓直徑df2按下式計(jì)算，即=da0+2a02式中 dao 插齒刀的齒頂圓直徑；ao2 插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中心距。da0=mz）2mhaoxo=325231.250=82.5（mrh現(xiàn)對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副b-c和e-c分別計(jì)算如下。（1）b-c內(nèi)嚙合齒輪副（X2=2.1022,互=69）,2x2-XoJtanainva02 invaZb一Z。22.1069：05tan20 inv20=0.049683查表得a02=2917yo2=/、cosayo2=/、cosa/69-25’1icosa°2 )2<Zb-Zo2cos20cos2917-1=1.7021加工中心距a02為ao2=mZb—Zoao2=mZb—Zo"2Z0y02=369一251.7021=71.10632(mm按一下公式計(jì)算內(nèi)齒輪b齒根圓直徑為df2二da。2ao2=82.5+271.1063=224.7126mm（填入表2中）(2)e-c內(nèi)嚙合齒輪副(x2=0.2645，Ze=72)2X2-Xotana.仿上,inva°2= invaZ2-Zo20.2645-0tan2020.2645-0tan2072—25inv20=0.019001查表得a02=2137查表得a02=2137Ze—Zoyo2=—--^osa_icosa0272-252cos201cos2137一二0.2534a°2=m穿+y02〕=3［寧+0.2534卜71?26-2a°2=m則得內(nèi)齒輪e的齒根圓直徑為df2二da02a02=82.5271.2602二225.0204mm（填入表2中）3.6裝配條件的計(jì)算對(duì)于所設(shè)計(jì)的上述行星輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下的裝配條件鄰接條件按書【5】如下公式驗(yàn)算其鄰接條件，即r 兀dac：：2aacSin-nP將已知的dac、aac和np值代入上式，則得18091.3608mm<266sin=114.3154mm3即滿足鄰接條件。同心條件按書【1】如下公式驗(yàn)算該3Z（II）型行星傳動(dòng)的同心條件，即ZaZc_Zb-Zc_Ze-Zccosaac cosabc cosaec各各齒輪副的嚙合角為aac=2318）abc=2853、和aec=a=20；且知za=15、Zb=69、Ze=72和Zc=28。代入上式，即得15+28 69—28 72—28_oo=46.82cos2318cos2853cos20則滿足同心條件。安裝條件按書【4】以下公式驗(yàn)算其安裝條件，即得=口9=28（整數(shù)）』np 3=畧空=47（整數(shù)）np 3

所以，滿足其安裝條件3.7傳動(dòng)效率的計(jì)算由查表得到的幾何尺寸計(jì)算結(jié)果可知，內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑db=222.1463mm大于內(nèi)齒輪e的節(jié)圓直徑de=216mm即db>de,故該3Z(II)行星傳動(dòng)的傳動(dòng)功率可采用書【5】如下公式進(jìn)行計(jì)算，即ae0.98ae0.98已知i；e=134.4和p=zb/za=69/15=4.6其嚙合損失系數(shù)；X；FX亠；Xbe一mb me和tme可按書【5】如下公式計(jì)算，即有Xmb=2.3fm丄ZXmb=2.3fm丄Zb」X

me=2.3fmZcZe丿取齒輪的嚙合摩擦因數(shù)fm=0.1，且將Zc、Zb和Ze代入上式，可得'■■■mb=2.30.1- 1 0.00488「28 69丿(11vme=2.3*0.1西一72J二0.00502即有'bl='■m^■ =0.00488+0.00502=0.0099即有所以，其傳動(dòng)效率為ae—134.41ae—134.41+1k0.00991+4.6b= 0.98=0.80可見，該行星齒輪傳動(dòng)的效率較高，可以滿足短期間斷工作方式的使用要求。3.8結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入端根據(jù)3Z(II)行星傳動(dòng)的工作特點(diǎn)、傳遞功率的大小和轉(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)確定中心輪 a的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆絛較小，所以，輪a應(yīng)該采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)型式；既將中心輪a與輸入軸連成一個(gè)整體。且按該行星的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n的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裝拆，通常將軸制成階梯形?？傊?，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。按書【1】公式d0mind0min=112322=27mm1500按照3%-5%增大，試取為30mm帶有單鍵槽的輸入軸直徑確定為30mm再過(guò)臺(tái)階d1為36mn滿足密封元件的孔徑要求。軸環(huán)用于軸承的軸向定位和固定?？芍猶2為45mm寬度為135mm根據(jù)軸承的選擇確定軸肩d3為52mmd4為38mm如附圖。輸出端根據(jù)d根據(jù)d0min=50mm帶有單鍵槽，與齒輪e同體相連作為輸出軸。取d1為57mm選擇16X10的鍵槽。如附圖所示內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì)內(nèi)齒輪b采用緊固螺釘與箱體連接起來(lái)，從而可以將其固定。其尺寸如上已算出，圖形如附圖。內(nèi)齒輪e采用齒輪軸設(shè)計(jì)，既將輪e與輸出軸連成一個(gè)整體。且按該輪的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n的初步估算輸出軸的直徑de，同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？傊跐M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。轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)是外廓尺寸小，質(zhì)量小，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，動(dòng)平衡性好，能保證行星齒輪間的載荷分布均勻，而且具有良好的加工和裝配工藝。對(duì)于3Z(II)型中的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩的作用，也不是行星傳動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件(此時(shí)它不是基本構(gòu)件)，故采用雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂(其側(cè)板兩端無(wú)凸緣)。雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂，可采用連接板將兩塊側(cè)板連接在一起。整體式轉(zhuǎn)臂的毛皮是采用鍛造或焊接的范式得到的，即在其毛坯上已將兩側(cè)板與連接板制成一個(gè)整體。 轉(zhuǎn)臂x中所需連接板得數(shù)目一般應(yīng)等于行星齒輪數(shù)np。壁厚為=0.2~0.3a=0.2~0.366=13.2~19.8mm取壁厚為15,其中a?為實(shí)際嚙合中心距。溝槽寬度為80mm外圓直徑^2dc=168mm取外圓直徑170mm如附圖所示。轉(zhuǎn)臂X1上各行星齒輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心極限偏差 f可按公式計(jì)算，先已知1a高速級(jí)的嚙合中心距a=66mm則得8劭a 8v66小____, .fa 0.0323(mm10001000取f=32.3Jma各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差1按公式計(jì)算，即<3~4.5—=3~4.5-^66=0.0243~0.036610001000取、1=0.0300=30Jm轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差ex為孔距相對(duì)偏差1的12，即—=15」m先已知低速級(jí)的嚙合中心距a=66mm則得8需 8^66小c—/-fa =0.0323(mm10001000取f=32.3Jma各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差1按公式計(jì)算，即廠 /—r_3~4.5 - 3~4.5 66=0.0243~0.03661000 1000取、1=0.0300=30Jm轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差Qx為孔距相對(duì)偏差51的%，即ex1=15-m2箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì)按照行星傳動(dòng)的安裝類型的不同，則該行星減速器選用臥式不剖分機(jī)體，為整體鑄造機(jī)體，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，能有效多用于專用的行星齒輪傳動(dòng)中，鑄造機(jī)

體應(yīng)盡量的避免壁厚突變，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⑺。如附圖所示壁厚=0.56ktKd4仁6mmKtKt機(jī)體表面的形狀系數(shù)取1Kd――與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)的系數(shù) Kd取2.6TdTd 作用在機(jī)體上的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用螺釘?shù)倪x擇：大多緊固螺釘選擇六角螺釘。吊環(huán)的設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)。通氣塞的設(shè)計(jì)螺釘?shù)倪x擇：大多緊固螺釘選擇六角螺釘。吊環(huán)的設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)。通氣塞的設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊(cè)自行設(shè)計(jì)。以及油標(biāo)的設(shè)計(jì)根據(jù)GB1161-89參照設(shè)計(jì)手冊(cè)自行設(shè)計(jì)。以及油標(biāo)的設(shè)計(jì)根據(jù)GB1161-89的長(zhǎng)形油標(biāo)的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)行星齒輪c采用帶有內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)，它的齒寬b應(yīng)當(dāng)加大；以便保證該行星齒輪c與中心輪a的嚙合良好，同時(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和e相嚙合。在每個(gè)行星輪的內(nèi)孔中，可以安裝兩個(gè)滾動(dòng)軸承來(lái)支撐著。而行星齒輪軸在安裝到轉(zhuǎn)臂x的側(cè)板上之后，還采用了矩形截面的彈性擋圈來(lái)進(jìn)行軸向固定。由于該3Z型行星傳動(dòng)的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩，也不是行星傳動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件；而且還具有np=3個(gè)行星輪。因此，其轉(zhuǎn)臂x采用了雙側(cè)板整體式的結(jié)構(gòu)型式。該轉(zhuǎn)臂x可以采用兩個(gè)向心球軸承支承在中心輪a的軸上。轉(zhuǎn)臂x上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距極限偏差 fa可按如下公式計(jì)算?，F(xiàn)已知嚙合中心距a'=66mm則得=0.032(mrj)TOC\o"1-5"\h\z..83.a 8366=0.032(mrj)U十 =十 a—— —1000 1000取fa=32」m各行星輪軸孔的孔距先對(duì)偏差M可按以下公式計(jì)算，即「_(3~4.5) 3~4.5 0.024~0.036(mm)10001000取「=0.030mm=30m轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差ex約為孔距相對(duì)偏差1的1/2,即ex 1=15」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)算其裝配條

件，且進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，便可以繪制該行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖(或裝配圖) 。3.9齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算由于3Z(II)型行星齒輪齒輪傳動(dòng)具有短期間間斷的工作特點(diǎn)，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、外輪廓尺寸較小和傳動(dòng)比大的特點(diǎn)。針對(duì)其工作特點(diǎn)，只需按書【5】其齒根彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核計(jì)算，即二F首先按書【5】以下公式計(jì)算齒輪的齒根應(yīng)力，即二F==FoKaKvKf『,Kf：.Kfp其中，齒根應(yīng)力的基本值 二Fo可按書【5】以下公式計(jì)算，即FtbmFtbmYFaYsaYY:許用齒根應(yīng)力匚Fp可按書【5】以下公式計(jì)算，即丫jelT丫RrelTYXe Q丫jelT丫RrelTYX=一FpsFlim現(xiàn)將該3Z(II)行星傳動(dòng)按照三個(gè)齒輪副a-c、b-c和e-c分別驗(yàn)算如下。a-c齒輪副①名義切向力Ft。中心輪a的切向力Ft=Ftca可按如下公式計(jì)算；已知 Ta二140.1N?m,n^3和da"=46.047mm則得2000Tanp2000Tanpda2000140.1346.047=2028（N）②有關(guān)系數(shù)。使用系數(shù)KA。使用系數(shù)Ka按書【5】中等沖擊查表得Ka=1.5動(dòng)載荷系數(shù)Kv。先按下式計(jì)算輪a相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的速度，即xdaria-nxu= 19100其中 nx a 267.86(m/s)1+p1+4.6

所以46.047(1500—267.86)_297?319100(m/s)已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級(jí)，即精度系數(shù)所以46.047(1500—267.86)_297?319100(m/s)已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級(jí)，即精度系數(shù)；再按下公式計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)Kv，即心-^「B

jA+#200ux式中B=0.25C-50.667=O.256-50.667=0.25A=50+56則得1-B=50561-0.25二9292_92 「2003—0.25=1.06中心輪a和行星輪c的動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.06齒向載荷分布系數(shù)Kf：齒向載荷分布系數(shù)Kf-:可按下式計(jì)算，即Kf：=1+入-1件查表得書【1】 \=10.5a'=0.5X66

da= 45=0.73查表得=1.3，代入上式，則得Kf1=1+（1.3-1） 1=1.3齒間載荷分配系數(shù)KFao齒間載荷分配系數(shù)KFa查書【1】表得KFa=1.1行星輪間載荷分配系數(shù)Kfpo行星輪間載荷分配系數(shù)Kfp按書【1】下式計(jì)算即 Kfp=1+1.5Khp-1已取Khp=1.2，則得KFp=1+1.51.2-1=1.3

f.齒形系數(shù)YFa。齒形系數(shù)丫尸玄查書【1】得。YFa"258 YFa2二233f.齒形系數(shù)YFa。齒形系數(shù)丫尸玄查書【1】得。YFa"258 YFa2二233g.應(yīng)力修正系數(shù)YSa。應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查書【1】得Ysai=1.63Ysa2=1.73h.重合度系數(shù)Y；。重合度系數(shù)Y；可按下式計(jì)算，即丫；=0.25 075=0.25+'ac0.751.40.78i.螺旋角系數(shù)丫-：。螺旋角系數(shù)丫-：查得Y：=1因行星輪c不僅與中心論a嚙合，且同時(shí)與內(nèi)齒輪b和e相嚙合，故取齒寬b=60mm③計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力二F。按下式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力Cf，即"扃3顯廠心心“心5^20282.581.630.7811.51.061.31.11.3=109（N/mrf）6032028二F2二沖2.331.730.7811.51.061.31.11.3=105（N/mrr）603取彎曲應(yīng)力匚F=110N/miri④計(jì)算許用齒根應(yīng)力匚Fp按書【5】以下公式計(jì)算許用齒根應(yīng)力匚fp，即FlimSFlim丫STYNT丫、relT丫RrelT已知齒根彎曲疲勞極限二Fiim=340N/mm由查表得最小安全系數(shù)SFlim=1.6。式中各系數(shù)Yst、Ynt、Y；relT、felT和匕取值如下

應(yīng)力系數(shù)Yst,按所給定的二Flim區(qū)域圖取二Flim時(shí)，取塔=2壽命系數(shù)Ynt由下式計(jì)算，即勺x106勺x1060.02式中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Nl由表相應(yīng)公式計(jì)算，且可按照每年工作 300天，每天工作16小時(shí)，即Nl=60na-nxnpt=601500-267.86 3=1.06109/6■■0.02則得 YNt= 3"°9 =0.89J.06S09丿齒根圓角敏感系數(shù)YjelT查得丫、.即=1。先對(duì)齒根表面狀況系數(shù)丫只聞按表中對(duì)應(yīng)公式計(jì)算，即01Yrgit=1.674-0.529Rz1'取齒根表面微觀不平度RZ=12.5」m代入上式得01Yr^it=1.674-0.52912.51.=0.98尺寸系數(shù)Yx按表中相對(duì)應(yīng)公式計(jì)算，即YX=1.05-0.01mn=1.05-0.01 3=1.02代入下公式可得許用齒根應(yīng)力為340 2匚巾=沐20.8910.981.02=378（N/mrr）p1.6因齒根應(yīng)力crF=110N/mrn小于許用齒根應(yīng)力crFp=378N/mrm,即坊F Fp。所以，a-c齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。b-c齒輪副在內(nèi)嚙合齒輪副b-c中只需要校核內(nèi)齒輪b的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按公式計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力-F2及按公式計(jì)算許用齒根應(yīng)力 -Fp。已知z^z^69，二Flin=260N/mrlt使用系數(shù)KA。使用系數(shù)KA按中等沖擊查表得KA=1.11動(dòng)載荷系數(shù)KV先按下式計(jì)算輪a相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的速度，即

x二dana-nx-19100na1500 / ,、其中 nxa 267.86(m/s)1+p1+4.6所以x 彳6.。所以x 彳6.。4"1500-267.86)297二319100(m/s)已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級(jí)，即精度系數(shù);再按下公式計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)Kv，即A載荷系數(shù)Kv，即A [B.A+J200ux_式中B=0.25C-50.667=0.256-50.667二0.25A=50+56則得1-B[=50561-0.25[=921 一_92 200392—1 一_92 200392—0.25=1.26中心輪a中心輪a和行星輪c的動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.26齒向載荷分布系數(shù)Kf1