行星齒輪減速器設(shè)計(jì)

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1 引言 行星齒輪傳動在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自20世紀(jì)60年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。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，均取得了較大的成就,并獲得了許多的研究成果。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)水平的進(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)的機(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的吸收和消化，與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國的行星傳動技術(shù)有了迅速的發(fā)展[1]。 2 設(shè)計(jì)背景 試為某水泥機(jī)械裝置設(shè)計(jì)所需配用的行星齒輪減速器，已知該行星齒輪減速器的要求輸入功率為，輸入轉(zhuǎn)速 ,傳動比為,允許傳動比偏差,每天要求工作16小時，要求壽命為2年；且要求該行星齒輪減速器傳動結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸較小和傳動效率高。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1選取行星齒輪減速器的傳動類型和傳動簡圖 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、傳動比較大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。故采用雙級行星齒輪傳動。2X-A型結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于任何工況下的大小功率的傳動。選用由兩個2X-A型行星齒輪傳動串聯(lián)而成的雙級行星齒輪減速器較為合理，名義傳動比可分為,進(jìn)行傳動。傳動簡圖如圖1所示： 圖1 3.2 配齒計(jì)算 根據(jù)2X-A型行星齒輪傳動比的值和按其配齒計(jì)算公式，可得第一級傳動的內(nèi)齒輪,行星齒輪的齒數(shù)?，F(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動的外廓尺寸，故選取第一級中心齒輪數(shù)為17和行星齒輪數(shù)為。根據(jù)內(nèi)齒輪 對內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后，此時實(shí)際的P值與給定的P值稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差范圍內(nèi)。實(shí)際傳動比為 ＝＋＝7．0588 其傳動比誤差＝＝＝5℅ 根據(jù)同心條件可求得行星齒輪c1的齒數(shù)為 所求得的適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動。再考慮到其安裝條件為： ＝ C ＝40 第二級傳動比為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zb1＝,＝＝92再考慮到其安裝條件，選擇的齒數(shù)為91 根據(jù)同心條件可求得行星齒輪c1的齒數(shù)為 ＝﹙－﹚／2＝34 實(shí)際傳動比為 ＝＋＝4.957 其傳動比誤差 ＝＝8﹪ 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：中心齒輪A1和中心齒輪A2，以及行星齒輪C1和C2均采用20CrMnTi,這種材料適合高速，中載、承受沖擊和耐磨的齒輪及齒面較寬的齒輪,故且滿足需要。齒面硬度為58-62HRC，根據(jù)圖二可知，取=1400,=340,中心齒輪加工精度為六級，高速級與低速級的內(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)膹?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=780,=420輪B1和B2的加工精度為7級。 3.3.1 計(jì)算高速級齒輪的模數(shù)m 按彎曲強(qiáng)度的初算公式，為 現(xiàn)已知＝17,=340。中心齒輪a1的名義轉(zhuǎn)矩為 取算式系數(shù)，按表6-6取使用系數(shù); 按表6-4取綜合系數(shù)=1.8;取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由公式可得；由表查得齒形系數(shù)；由表查的齒寬系數(shù)；則所得的模數(shù)m為 8.55 取齒輪模數(shù)為 3.3.2 計(jì)算低速級的齒輪模數(shù)m 按彎曲強(qiáng)度的初算公式，計(jì)低速級齒輪的模數(shù)m為 現(xiàn)已知＝23，=410。中心齒輪a2的名義轉(zhuǎn)矩 = 取算式系數(shù)，按表6-6取使用系數(shù); 按表6-4取綜合系數(shù)=1.8;取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由公式可得；由表查得齒形系數(shù)；由表查的齒寬系數(shù)；則所得的模數(shù)為 12.4mm 取齒輪模數(shù)為 3.4 嚙合參數(shù)計(jì)算 3．4．1高速級 在兩個嚙合齒輪副中，中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a1為 3．4．2低速級 在兩個嚙合齒輪副中，中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a2為 由此可見，高速級和低速級的標(biāo)準(zhǔn)中心距均相等。因此該行星齒輪傳動滿足非變位的同心條件, 但是在行星齒輪傳動中，采用高度變位可以避免根切，減小機(jī)構(gòu)的尺寸和質(zhì)量[2]；還可以改善齒輪副的磨損情況以及提高其載荷能力。 由于嚙合齒輪副中的小齒輪采用正變位，大齒輪采用負(fù)變位。內(nèi) 齒輪的變位系數(shù)和其嚙合的外齒輪相等，即，型的傳動中，當(dāng)傳動比時，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。 3．4．3高速級變位系數(shù) 確定外齒輪副的變位系數(shù)，因其高度變位后的中心距與非變位的中心距不變，在嚙合角仍為，根據(jù)表選擇變位系數(shù) 3．4．4低速級變位系數(shù) 因其嚙合角仍為 根據(jù)表選擇變位系數(shù) 3.5 幾何尺寸的計(jì)算 對于雙級的型的行星齒輪傳動按公式進(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)果如下表： 3.5.1 高速級 項(xiàng)目 計(jì)算公式 齒輪副 齒輪副 分度圓直徑 基圓直徑 頂圓 直徑 外嚙合 內(nèi)嚙 合 齒根圓直徑 外嚙合 內(nèi)嚙 合 3.5.2 低速級： 項(xiàng)目 計(jì)算公式 齒輪副 齒輪副 分度圓直徑 基圓直徑 齒頂圓 直徑 外嚙合 內(nèi)嚙 合 齒根圓直徑 外嚙合 內(nèi)嚙 合 3.5.3 關(guān)于用插齒刀加工內(nèi)齒輪，其齒根圓直徑的計(jì)算 已知模數(shù)，盤形直齒插齒刀的齒數(shù)為18，變位系數(shù)為，試求被插齒的內(nèi)齒輪，的齒圓直徑。 齒根圓直徑按下式計(jì)算，即 ——插齒刀的齒頂圓直徑 ——插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中心距 高速級： 低速級：選擇模數(shù)，盤形直齒插齒刀的齒數(shù)為17 ﹙填入表格﹚ 3.6 裝配條件的驗(yàn)算 對于所設(shè)計(jì)的雙級2X-A型的行星齒輪傳動應(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 已知高速級的，和代入上式，則得 滿足鄰接條件 將低速級的，和代入，則得 滿足鄰接條件 3．6．2 同心條件 按公式對于高度變位有已知高速級， 滿足公式則滿足同心條件。 已知低速級， 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 （高速級滿足裝配條件） （低速級滿足裝配條件） 3.7 傳動效率的計(jì)算 雙級2X-A型的基本行星齒輪傳動串聯(lián)而成的，故傳動效率為 由表可得: ， 3.7.1 高速級嚙合損失系數(shù)的確定 在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，其損失系數(shù)等于嚙合損失系數(shù)和軸承損失系數(shù)之和。即 其中 ——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪與行星齒輪之間的嚙合損失 ——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪與行星齒輪之間的嚙合損失 可按公式計(jì)算即 高速級的外嚙合中重合度=1.584,則得 式中——齒輪副中小齒輪的齒數(shù) ——齒輪副中大齒輪的齒數(shù) ——嚙合摩擦系數(shù)，取0.2 =0.041 內(nèi)外嚙合中重合度=1.864,則的 =0.0080 即得 =0.041+0.008=0.049, 3.7.2低速級嚙合損失系數(shù)的確定 外嚙合中重合度=1.627 ==0.037 內(nèi)嚙合中重合度=1.858 =0.019 即得 =0.037+0.019=0.056, 則該行星齒輪的傳動效率為==，傳動效率高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) 3.8.1 輸入端 根據(jù)ZX-A型的行星齒輪傳動的工作特點(diǎn)，傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低情況，首先確定中心齒輪a1的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆捷^小，所以a1采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式；即將中心齒輪a1與輸入軸連成一體。 按公式mm 按照3﹪-5﹪增大，試取為125mm,同時進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3]，為了便于軸上的零件的裝拆，將軸做成階梯形。如圖2所示 圖2 帶有單鍵槽的輸入軸直徑確定為125mm,再過臺階為130mm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。設(shè)為150mm,寬度為10mm。根據(jù)軸承的選擇確定為140mm。對稱安裝軸承，試確定其他各段等。如圖3 圖3 3.8.2 輸出端 根據(jù)=112，帶有單鍵槽[4]，與轉(zhuǎn)臂2相連作為輸出軸。取為300mm，選擇63X32的鍵槽。再到臺階為320mm。輸出連接軸為310mm，選擇70X36的鍵槽。如圖4、圖5所示 圖4 圖5 3.8.3 內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì) 內(nèi)齒輪b1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7 3.8.4 行星齒輪設(shè)計(jì) 行星齒輪采用帶有內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，它的齒寬應(yīng)該加大[5]，以保證該行星齒輪c與中心齒輪a的嚙合良好，同時還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和行星齒輪c相嚙合。在每個行星齒輪的內(nèi)孔中，可安裝四個滾動軸承來支撐著。如圖8、圖9所示 圖8 圖9 而行星齒輪的軸在安裝到轉(zhuǎn)臂X的側(cè)板上之后，還采用了矩形截面的彈性擋圈來進(jìn)行軸的固定。 3.8.4 轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì) 一個結(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。對于2X-A型的傳動比時，選擇雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂。因?yàn)樾行驱X輪的軸承一般安裝在行星齒輪的輪緣內(nèi)。轉(zhuǎn)臂X作為行星齒輪傳動的輸出基本構(gòu)件時，承受的外轉(zhuǎn)矩最大。如圖10、圖11所示 圖10 圖11 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可按公式計(jì)算，先已知高速級的嚙合中心距a=270mm[6]，則得 取=51.7 各行星齒輪軸孔的孔距相對偏差按公式計(jì)算，即 取0.062=62 轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差為孔距相對偏差的，即 先已知低速級的嚙合中心距a=342mm，則得 取=55.9 各行星齒輪軸孔的孔距相對偏差按公式計(jì)算，即 取0.069=69 轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差為孔距相對偏差的，即 3．8．5 箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì) 按照行星傳動的安裝類型的不同，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，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，能有效多用于專用的行星齒輪傳動中，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[7]。如圖12、13、14所示 壁厚 ——機(jī)體表面的形狀系數(shù) 取1 ——與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)的系數(shù)取2.6 _____作用在機(jī)體上的轉(zhuǎn)矩 圖12 圖13 圖14 3．8．6 齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 浮動的齒輪聯(lián)軸器是傳動比的內(nèi)外嚙合傳動，其齒輪的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)相等的嚙合齒輪副[8]。如圖15 圖15 3．8．7標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用 軸承的選擇：根據(jù)軸的內(nèi)徑選擇輸入軸承為GB/T276-1994中的內(nèi)徑為140mm ，外徑為210mm。行星齒輪中的軸承為雙列角接觸球的軸承內(nèi)徑為90mm,外徑為160mm 。行星齒輪2中的軸承為GB/T283-1994的圓柱滾子軸承。輸出軸承為GB/T276-1994的深溝球軸承。 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)手冊自行設(shè)計(jì)。以及油標(biāo)的設(shè)計(jì)根據(jù)GB1161-89的長形油標(biāo)的參數(shù)來設(shè)計(jì)。 3.9 齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算 校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算，大小齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力中的較大值均小于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力，即 3.9.1 高速級外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 考慮到由齒輪嚙合外部因素引起的附加動載荷影響的系數(shù)，它與原動機(jī)和工作機(jī)的特性，軸和連軸器系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度以及運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，原動機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊[8]。故選為1.6, 工作機(jī)的環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊[9]。故選為1.8 1動載荷系數(shù) 考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù)，查表可得=1.108 2齒向載荷分布系數(shù) 考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，該系數(shù)主要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪軸的平行度，跑合情況等有關(guān)。 查表可得， 則 3齒間載荷分配系數(shù)、 齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時嚙合的各對齒輪間載荷分布不均勻影響的系數(shù)。它與齒輪的制造誤差，齒廓修形，重合度等因素有關(guān)。查表可得=1 ，=1 4行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù) 考慮在各個行星齒輪間載荷分配不均勻?qū)X接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。它與轉(zhuǎn)臂X和齒輪及箱體精度，齒輪傳動的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。查表取 =1.4 5節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 考慮到節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對接觸應(yīng)力的影響。并將分度圓上的切向力折算為節(jié)圓上的法向力的系數(shù)。根據(jù)，取為2.495 6彈性系數(shù) 考慮材料彈性模量E和泊松比對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表可得為 189.80 7重合度系數(shù) 考慮重合度對單位齒寬載荷的影響，而使計(jì)算接觸應(yīng)力減小的系，故取0.897 8螺旋角系數(shù) 考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。，取為1 9最小安全系數(shù)， 考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)，齒輪工作的可靠性要求應(yīng)根據(jù)重要程度，使用場合等。取=1 10接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) 考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時，它與一對相嚙合齒輪的材料，熱處理，直徑，模數(shù)和使用潤滑劑有關(guān)。 取=1.039，=1.085 11潤滑油膜影響系數(shù)，， 齒面間的潤滑油膜影響齒面的承載能力。查表可得=1，=0.987, =0.991 12齒面工作硬化系數(shù)，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) 考慮到經(jīng)光整加工的硬齒面的小齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對調(diào)質(zhì)剛的大齒輪產(chǎn)生冷作硬化。還考慮因尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的尺寸效應(yīng)因素的系數(shù)。故選=1，=1 根據(jù)公式計(jì)算高速級外嚙合齒輪副中許用接觸應(yīng)力[10]，即中心齒輪a1的 =1422 行星齒輪c1的=1486 外嚙合齒輪副中齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算中，則 ，經(jīng)計(jì)算可得 則， 滿足接觸疲勞強(qiáng)度條件。 3.9.2 高速級外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核。 1名義切向力 已知，=3和=153mm,則得 使用系數(shù)，和動載系數(shù)的確定方法與接觸強(qiáng)度相同。 2齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)按公式計(jì)算，即 由圖可知=1，，則=1.311 3齒間載荷分配系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù)可查表=1.1 4行星齒輪間載荷分配系數(shù) 行星齒輪間載荷分配系數(shù)按公式計(jì)算 5齒形系數(shù) 查表可得，=2.421, =2.656 6應(yīng)力修正系數(shù) 查表可得=1.684, =1.577 7重合度系數(shù) 查表可得 8螺旋角系數(shù) 9計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力 =187 =189 10計(jì)算許用齒根應(yīng)力 已知齒根彎曲疲勞極限=400 查得最小安全系數(shù)=1.6,式中各系數(shù)，，，和取值如下： 查表=2，==1 查表齒根圓角敏感系數(shù)=1， 相對齒根表面狀況系=1.043 =1.043 許用應(yīng)力694, 因此；， a-c滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 3.9.3 高速級內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 高速級內(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)度的計(jì)算，校核上與高速級外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似。選擇=1.272，=1.189, =189.8,=1, =2.495, =1.098,=0.844，=1.095, =1.151, =1, =1,=0.987,=0.974, =0.991,=0.982,=1.153, =1.153,=1,=1, =1 計(jì)算行星齒輪的許用應(yīng)力為 =1677 計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力 =641 而==396 則641 得出結(jié)論：滿足接觸強(qiáng)度的條件。 3.9.4 低速級外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 1選擇使用系數(shù) 原動機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊。故選為1.6, 工作機(jī)的環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊。故選為1.8 2動載荷系數(shù) 3齒向載荷分布系數(shù) =1.229 4齒間載荷分配系數(shù)、 查表可得=1.021 =1.021 5節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 取=2.495 6彈性系數(shù) 考慮材料彈性模量E和泊松比對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表可得為 189.80 7重合度系數(shù) 考慮重合度對單位齒寬載荷的影響，而使計(jì)算接觸應(yīng)力減小的系數(shù)，故取0.889 8螺旋角系數(shù) 考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。，取為1 計(jì)算齒面的接觸應(yīng)力代人參數(shù) =1451 9最小安全系數(shù)， 取=1 10接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) 取=1.116，=1.117 11潤滑油膜影響系數(shù)，， 齒面間的潤滑油膜影響齒面的承載能力。查表可得=1，=0.958, =0.996 12齒面工作硬化系數(shù)，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) 選=1，=1 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 =1770 ﹙中心齒輪a2﹚=1525 ﹙行星齒輪c2﹚ 接觸強(qiáng)度校核： 1451﹤﹙滿足接觸強(qiáng)度校核﹚ 3.9.5 低速級外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核 1名義切向力 已知，=3和=276mm,則得 使用系數(shù)，和動載系數(shù)的確定方法與接觸強(qiáng)度相同。 2齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)按公式計(jì)算，即 由圖可知=1，，則=1.229 3齒間載荷分配系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù)可查表=1.021 4行星齒輪間載荷分配系數(shù) 行星齒輪間載荷分配系數(shù)按公式計(jì)算 5齒形系數(shù) 查表可得，=2.531, =2.584 6應(yīng)力修正系數(shù) 查表可得=1.630, =1.590 7重合度系數(shù) 查表可得 8螺旋角系數(shù) 9計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力 =396 =394 10計(jì)算許用齒根應(yīng)力 已知齒根彎曲疲勞極限=400 查得最小安全系數(shù)=1.6,式中各系數(shù)，，，和取值如下 查表=2，==1 查表齒根圓角敏感系數(shù)=1， 相對齒根表面狀況系=1.043 =1.043 許用應(yīng)力674, 因此；， a2-c2滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 3.9.6 低速級內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 低速級內(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)度的計(jì)算，校核上與高速級外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似[11]。選擇=1.051，=1.213, =189.8,=1, =2.495, =1.098,=0.844 =1.192, =1.261, =1, =1,= 0.958,=0.912, =0.996,=0.992,=1.153, =1.153,=1,=1, =1 計(jì)算行星齒輪的許用應(yīng)力為 =1782 計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力=665 而==652 則652 得出結(jié)論：滿足接觸強(qiáng)度的條件。 3．10基本構(gòu)件轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 則得中心齒輪的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為 = = ； 3．11行星齒輪支撐上的和基本構(gòu)件的作用力 在行星齒輪傳動嚙合時，基本構(gòu)件及其輸出軸上不僅受到來自行星齒輪的嚙合作用力，而且在軸的伸出端上受到其他連接零件的作用力，在進(jìn)行輸出軸和軸承計(jì)算時，該集中的作用力的大小可按下列公式計(jì)算。如： 式中T——傳動軸上的轉(zhuǎn)矩。 D——圓柱銷中心分布圓的直徑 在2X-A型中，中心齒輪a作用在行星齒輪c上的切向力為 高速級 低速級 基本構(gòu)件的軸承上所承受的作用力的大小可按下列公式計(jì)算。。 式中的——傳動軸的直徑 ——齒輪的螺旋角 ——法面壓力角 ——制造和安裝誤差的休正系數(shù) 在2X-A型傳動中，作為中間齒輪的行星齒輪C在行星齒輪傳動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：在行星齒輪傳動中的齒輪折斷具有很大的破壞性。如果行星齒輪C中的某個齒輪折斷，其碎塊落在內(nèi)齒輪的齒輪上，當(dāng)行星齒輪C與內(nèi)齒輪相嚙合時，使得b-c嚙合傳動卡死，從而產(chǎn)生過載現(xiàn)象而燒壞電機(jī)，或使整個行星齒輪減速器損壞。適當(dāng)?shù)奶岣啐X輪的彎曲強(qiáng)度，增加其工作的重要性相當(dāng)重要。 3．12 密封和潤滑 行星齒輪減速器采取飛濺油潤滑的方式，通過內(nèi)齒輪和行星齒輪的傳動把油甩起來，帶到零件的各個部分。在輸入軸的前機(jī)蓋上有兩個通油孔，便與油入軸承。在油標(biāo)中顯示油位，便于即時補(bǔ)油。密封的方式為采用氈圈式密封。簡單低廉。但接觸面的摩擦損失大，因而功能耗大，使用期限短。 3．13 運(yùn)動仿真 行星齒輪減速器裝配完成后，進(jìn)行運(yùn)動仿真設(shè)計(jì)，利用Solidworks中制作動畫的模式讓行星減速器運(yùn)動起來。把旋轉(zhuǎn)馬達(dá)安裝在輸入軸上，設(shè)置其轉(zhuǎn)速為，通過設(shè)置，輸入軸上的齒輪帶動行星齒輪繞著中心齒輪公轉(zhuǎn)，又繞著行星軸自轉(zhuǎn)。同時轉(zhuǎn)臂1進(jìn)行轉(zhuǎn)動。通過齒輪的傳動，帶動了輸出軸的轉(zhuǎn)動。最后保存為AVI的格式動畫，可以對外輸出。 結(jié)論 通過對行星齒輪的設(shè)計(jì)過程的熟悉，與傳統(tǒng)的減速器的設(shè)計(jì)有很大的不同， 計(jì)算方式不一樣、安裝方式不一樣、要求精度不一樣等。行星輪系減速器較普通齒輪減速器具有體積小、重量輕、效率高及傳遞功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪減速器的類型很多，本設(shè)計(jì)主要通過對ZX—A型的進(jìn)行系列設(shè)計(jì)的。 計(jì)算兩級中主要參數(shù)，確定主要零件的各部位的尺寸。通過對每個零件的建模再進(jìn)行組裝。通過對行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)，基本熟悉設(shè)計(jì)的一般流程。理解行星減速器的工作原理。對于傳遞轉(zhuǎn)矩要求高的行星齒輪減速器，行星齒輪中應(yīng)當(dāng)安裝滑動軸承，輸入軸應(yīng)盡量避免采用齒輪軸的形式。行星齒輪的安裝較為復(fù)雜。在設(shè)計(jì)中，同時由于本人能力和經(jīng)驗(yàn)有限，在設(shè)計(jì)過程中難免會犯很多錯誤，也可能有許多不切實(shí)際的地方，個人覺得設(shè)計(jì)行星減速器的工藝要求很高，在裝配零件圖較為復(fù)雜。運(yùn)動仿真主要困難在于行星齒輪與轉(zhuǎn)臂的運(yùn)動上。我以后會做更多的關(guān)于行星齒輪減速器的研究。 、 致謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)接近了尾聲，在這段時間中我所做的工作是比較膚淺的，很多方面由于知識跨度較大，我的設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)顯得很欠缺，所以遇到了不小的困難。在論文寫作的關(guān)鍵步驟上，導(dǎo)師給了我很大的幫助和指導(dǎo)，同時在學(xué)習(xí)的每一個細(xì)節(jié)上都為我考慮得很周到，論文能夠完成，首先要感謝的是我的導(dǎo)師支前鋒教授。支教授平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，收據(jù)分析等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)分析較為復(fù)雜煩瑣，但是支教授仍然細(xì)心地糾正分析過程的錯誤，讓我少走了很多彎道。除了敬佩支教授的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作 在本文的完成過程中，我還要感謝的是在大學(xué)期間給我授過課的老師，正是他們出色的工作使我掌握了較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識，本課題的研究工程中我多次得益于大學(xué)階段的學(xué)習(xí)。本文所引用文獻(xiàn)的作者也給我了很大的幫助，正是他們做在前面的工作使我在做這個課題的時候有很多資料可以借鑒，有很多前人的方法可以參考，他們的工作大大的豐富了我的思路，給我了很多有益的啟示。 然后，感謝我的家人。是他們在挫折時，給與我信心與前進(jìn)的動力；是他們在快樂時，分享我的喜悅。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人。 最后感謝我的母?！搓幑W(xué)院四年來對我的大力栽培。 謝謝！ 致謝 參考文獻(xiàn) [1]馮澄宇.漸開線少齒差行星傳動.人民教育出版社,1981.3 [2] 饒振綱.行星傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).國防工業(yè)出版社,1980.11 [3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.第四版,2002.1 [4] 唐保寧，高學(xué)滿.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡明手冊.同濟(jì)大學(xué)出版社,1993.7 [5] 孫寶鈞.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,2004.4 [6]甘永立.幾何量公差與檢測.上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005.7 [7]馬從謙，陳自修.漸開線行星齒輪傳動設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，１９８７ [8]王云根.封閉行星傳動系統(tǒng).機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，1995 [9] 殷玉楓. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [10] 孫巖, 陳曉羅, 熊涌主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京理工大學(xué)出版社， 2007 [11]寇尊權(quán), 王多主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社， 2007