《輪邊封閉行星減速器中薄壁輪緣行星輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算》

輪邊封閉行星減速器中薄壁輪緣行星輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算1概述

輪邊封閉行星減速器結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、制造工藝成熟，在設(shè)計(jì)中多采用薄壁輪緣行星輪結(jié)構(gòu)和無(wú)外圈的非標(biāo)雙列圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)。

本文介紹薄壁輪緣行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度及其非標(biāo)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算。2輪邊封閉行星減速器結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

該減速器一般由多級(jí)差動(dòng)和一級(jí)（封閉機(jī)構(gòu)）的2k-h型混合行星輪系所組成，其轉(zhuǎn)矩輸出構(gòu)件為公共內(nèi)齒圈，徑向尺寸較小。

在設(shè)計(jì)行星機(jī)構(gòu)時(shí)，由于行星輪徑向尺寸受到制約，因此常采用薄壁輪緣結(jié)構(gòu)和無(wú)外套圈的非標(biāo)雙列圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)。圖1 封閉行星輪系運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算薄壁輪緣行星輪在嚙合力作用下，由于輪緣的變形在齒根上產(chǎn)生附加的交變應(yīng)力而使彎曲應(yīng)力增大。

當(dāng)輪緣齒高比

時(shí)，

在齒根處不受附加交變應(yīng)力的影響；

當(dāng)

時(shí)，為薄壁柔性輪緣，齒根產(chǎn)生附加交變應(yīng)力的彎曲應(yīng)力增大。3.1

行星輪相關(guān)計(jì)算參數(shù)（a）行星輪橫截面（b）行星輪受力（c）行星輪彎矩分布3.2

行星輪彎曲強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3480-1997推薦，在薄輪緣齒輪齒根彎曲應(yīng)力基本值 計(jì)算時(shí)，應(yīng)增加一項(xiàng)輪緣系數(shù) ，用以考慮輪緣齒高比 對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響。其強(qiáng)度條件為：輪緣系數(shù)：將以上參數(shù)帶入上式得

752Mpa，可見(jiàn)彎曲應(yīng)力相對(duì)于不考慮薄輪緣影響時(shí)增大了1.49倍，影響較大計(jì)算時(shí)不可忽略。行星輪計(jì)算齒根應(yīng)力小于許用齒根應(yīng)力

，行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。4軸承壽命校核a－行星架；b－行星輪；c－軸承圖4行走減速器行星機(jī)構(gòu)徑向基本額定動(dòng)載荷Cr和徑向基本額定靜載荷的Cor計(jì)算軸承相關(guān)尺寸參數(shù)計(jì)算Cr計(jì)算Cor4.2

計(jì)算軸承壽命4.2.1

當(dāng)量動(dòng)載荷載荷系數(shù):軸承徑向載荷:4.2.2額定靜載荷校核計(jì)算由于行星輪內(nèi)軸承轉(zhuǎn)速小于10r/min，為防止軸承零件的接觸表面產(chǎn)生過(guò)大塑形變形，要求軸承的靜載荷承載能力達(dá)到一定水平。要求:其中額定靜載荷;當(dāng)量靜載荷;軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù);而，滿(mǎn)足軸承靜強(qiáng)度要求。4.2.3軸承基本額定壽命4.2.4軸承修正額定壽命軸承修正額定壽命是計(jì)算不同水平可靠度下的壽命以及更精確計(jì)算特定潤(rùn)滑和污染條件下的壽命。可靠度壽命修正系數(shù)：系統(tǒng)方法的壽命修正系數(shù)：污染系數(shù)疲勞載荷極限（一般清潔級(jí)別）(簡(jiǎn)化方法)粘度比(實(shí)際運(yùn)動(dòng)粘度,參考運(yùn)動(dòng)粘度)（3）修正額定壽命5

結(jié)論通過(guò)以上計(jì)算，輪緣彎曲應(yīng)力計(jì)算值相對(duì)于不考慮薄輪緣影響時(shí)增大1.49倍（影響較大不可忽略），行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求；由于軸承轉(zhuǎn)速較低，粘度比k小于1（實(shí)際運(yùn)動(dòng)粘度偏

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