畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )兩個(gè)行星輪 RV 減速器設(shè)計(jì)及仿真所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日I摘 要RV 減速機(jī)由一個(gè) RV 減速器減速機(jī)的前級(jí)和一個(gè)擺線針輪減速機(jī)的后級(jí)組成，RV減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動(dòng)機(jī)械，是最常用的減速機(jī)之一而且振動(dòng)小，噪音低，能耗低。本設(shè)計(jì)是基于 RV 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，和 PROE 三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真。RV 減速器和各種類型的特性的比較，確定方案；其次根據(jù)輸入功率，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比的傳動(dòng)設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；三維建模并最終完成了 PROE，和模型的裝配，并完成了傳動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)仿真和運(yùn)動(dòng)分析。關(guān)鍵詞： RV 減速器、運(yùn)動(dòng)仿真、裝配、三維建模IIAbstractRV reducer RV reducer consists of a gear unit and a pre-cycloid reducer stage composition, RV reducer has a compact structure, transmission ratio, and under certain conditions, mechanical drive with self-locking function, one of the most commonly used gear and vibration, low noise, low power consumption.The design is based on the RV reducer structure design, and PROE three-dimensional modeling and motion simulation. Compare RV reducer and various types of characteristics, to determine the program; secondly according to the input power, the corresponding output speed ratio transmission design, the overall structural design; three-dimensional modeling, and finally completed the PROE, and assembly models, and complete motion analysis and motion simulation transmission section.Keywords: RV reducer, motion simulation, assembly, 3D modelingIII目 錄摘 要 .IAbstract II第 1 章 緒論 .11.1 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及其發(fā)展方向 11.2 RV 減速器的選題分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容 .21.3 主要的工作內(nèi)容 2第 2 章 RV 減速器方案確定 32.1 RV 減速器零部件介紹 32.2 傳動(dòng)原理 42.3 RV 傳動(dòng)過(guò)程剖析 .5第 3 章 行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .73.1 基本參數(shù)要求與選擇 73.1.1 基本參數(shù)要求 .73.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .73.2 方案設(shè)計(jì) 73.2.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 .73.2.2 齒形及精度 .83.2.3 齒輪材料及性能 .83.3 齒輪的計(jì)算與校核 83.3.1 配齒數(shù) .83.3.2 初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) .93.3.3 按彎強(qiáng)度曲初算模數(shù) m 123.3.4 齒輪疲勞強(qiáng)度校核 .133.4 軸上部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 183.4.1 軸的計(jì)算 .183.5 鍵的選擇與校核 273.5.1 鍵的選擇 .273.5.2 鍵的校核 .27IV第 4 章 擺線針輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) .304.1 擺線針輪傳動(dòng)的嚙合原理 304.2 擺線輪的齒廓曲線與齒廓方程 334.3 擺線輪齒廓曲率半徑 344.4 擺線針輪傳動(dòng)的受力分析 354.4.1 針齒與擺線輪齒嚙合時(shí)的作用力 .354.4.2 輸出機(jī)構(gòu)的柱銷（套）作用于擺線輪上的力 .384.4.3 轉(zhuǎn)臂軸承的作用力 .394.5 擺線針輪行星減速器主要強(qiáng)度件的計(jì)算 404.5.1 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 .404.5.2 針齒抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算及剛度計(jì)算 .404.5.3 轉(zhuǎn)臂軸承選擇 .414.5.4 輸出機(jī)構(gòu)柱銷強(qiáng)度計(jì)算 .414.6 輸出軸的計(jì)算 454.7 輸入軸的計(jì)算 .494.8 潤(rùn)滑與密封 53第 5 章 PROE 的建模 .545.1 建模軟件的介紹 545.2 RV 減速器機(jī)構(gòu)的建模 .545.2.1 對(duì) RV 減速器的建模 .545.2.2 RV 減速器其他部件的建模 555.3 RV 減速器機(jī)構(gòu)的虛擬裝配 .575.4 裝配體的實(shí)現(xiàn) 60總 結(jié) .62參考文獻(xiàn) .63致 謝 .641第 1 章 緒論1.1 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及其發(fā)展方向國(guó)內(nèi)對(duì) RV 減速器傳動(dòng)比較深入的研究最早開(kāi)始于 20 世紀(jì) 60 年代后期。已研制成功高速大功率的多種 RV 減速器，如列車電站燃?xì)廨啓C(jī)（ 3000KW）、高速氣輪機(jī)（500KW）和萬(wàn)立方米制氧透平壓縮機(jī)（6300KW）的 RV 減速器箱。低速大轉(zhuǎn)矩的RV 減速器已成批生產(chǎn)，如礦井提升機(jī)的 XL-30 型 RV 減速器（800kW），雙滾筒采煤機(jī)的 RV 減速器（375kW）。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如： 日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和俄羅斯等，對(duì) RV減速器傳動(dòng)的應(yīng)用、生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)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)了一些新型的傳動(dòng)技術(shù)，如封閉 RV 減速器傳動(dòng)、RV 減速器變速傳動(dòng)和微型 RV 減速器傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。世界各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，經(jīng)由工業(yè)化、信息時(shí)代化，正在進(jìn)入知識(shí)化時(shí)代，RV 減速器傳動(dòng)在設(shè)計(jì)上日趨完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步，使 RV 減速器傳動(dòng)已達(dá)到較高的水平。我國(guó)與世界先進(jìn)水平雖存在明顯的差距，但隨著改革開(kāi)放帶來(lái)設(shè)備引進(jìn)、技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)方面取得很大的進(jìn)步。目前 RV 減速器傳動(dòng)正在向以下幾個(gè)方面發(fā)展：1）向高速大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)展。例如年產(chǎn) 300kt 合成氨透平壓縮機(jī)的RV 減速器增速器，其齒輪圓周速度已達(dá) 150m/s；日本生產(chǎn)了巨型船艦推進(jìn)系統(tǒng)用的RV 減速器箱，功率為 22065kW；大型水泥磨中所用 80/125 型 RV 減速器箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá) 4150kN m。在這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造中需要繼續(xù)解決均載、平衡、密封、潤(rùn)滑、零件材料與熱處理及高效率、長(zhǎng)壽命、可靠性等一系列設(shè)計(jì)制造技術(shù)問(wèn)題。2）向無(wú)級(jí)變速 RV 減速器傳動(dòng)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速就是讓 RV 減速器傳動(dòng)中三個(gè)基本構(gòu)件都傳動(dòng)并傳遞功率，這只要對(duì)原行星機(jī)構(gòu)中固定的構(gòu)件附加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)（如采用液壓泵及液壓馬達(dá)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)），就能成為變速器。3）向復(fù)合式 RV 減速器傳動(dòng)發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)外將蝸桿傳動(dòng)、螺旋齒輪傳動(dòng)、圓2錐齒輪傳動(dòng)與 RV 減速器傳動(dòng)組合使用，構(gòu)成復(fù)合式 RV 減速器箱。其高速級(jí)用前述各種定軸類型傳動(dòng)，低速級(jí)用 RV 減速器傳動(dòng)，這樣可適用相交軸和交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途，充分利用各類型傳動(dòng)的特點(diǎn)，克服各自的弱點(diǎn)，以適應(yīng)市場(chǎng)上多樣化需要。4）向少齒差 RV 減速器傳動(dòng)方向發(fā)展。這類傳動(dòng)主要用于大傳動(dòng)比、小功率傳動(dòng)。1.2 RV 減速器的選題分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)以本設(shè)計(jì)基于 PROE 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 PROE 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。RV 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 PROE 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 PROE 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 PROE 參數(shù)化建模動(dòng)態(tài)仿真。1.3 主要的工作內(nèi)容1. 設(shè)計(jì)計(jì)算部分：分析 RV 減速器機(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(kāi)發(fā)背景下，結(jié)合運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成建模。2. 工程仿真分析部分：本論文利用三維軟件 PROE 對(duì) RV 減速器進(jìn)行三維建模，并完3成與整機(jī)的裝配；利用 PROE 減速器機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)內(nèi)外嚙合齒輪傳動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。第 2 章 RV 減速器方案確定2.1 RV 減速器零部件介紹本課題研究的減速器型號(hào)為 RV-6 生成的該型號(hào) RV 減速器的爆炸圖，主要由齒輪軸、行星輪、曲柄軸、轉(zhuǎn)臂軸承、擺線輪、針輪、剛性盤及輸出盤等零部件組成。圖 2.1 減速器型號(hào)為 RV-6一、零部件介紹(l）齒輪軸：齒輪軸用來(lái)傳遞輸入功率，且與漸開(kāi)線行星輪互相嚙合。(2）行星輪：它與轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）固聯(lián)，兩個(gè)行星輪均勻地分布在一個(gè)圓周上，起功率分流的作用，即將輸入功率分成兩路傳遞給擺線針輪行星機(jī)構(gòu)。(3）轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）H：轉(zhuǎn)臂是擺線輪的旋轉(zhuǎn)軸。它的一端與行星輪相聯(lián)接，另一端與支撐圓盤相聯(lián)接，它可以帶動(dòng)擺線輪產(chǎn)生公轉(zhuǎn)，4而且又支撐擺線輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。（4）擺線輪（RV 齒輪）：為了實(shí)現(xiàn)徑向力的平衡在該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，一般應(yīng)采用兩個(gè)完全相同的擺線輪，分別安裝在曲柄軸上，且兩擺線輪的偏心位置相互成 180°。（5）針輪：針輪與機(jī)架固連在一起而成為針輪殼體，在針輪上安裝有 30 個(gè)針齒。（6）剛性盤與輸出盤：輸出盤是 RV 型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與外界從動(dòng)工作機(jī)相聯(lián)接的構(gòu)件，輸出盤與剛性盤相互聯(lián)接成為一個(gè)整體，而輸出運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。在剛性盤上均勻分布兩個(gè)轉(zhuǎn)臂的軸承孔，而轉(zhuǎn)臂的輸出端借助于軸承安裝在這個(gè)剛性盤上。2.2 傳動(dòng)原理圖 2-2 RV 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖圖 2-2 是 RV 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。它由漸開(kāi)線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)和擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分組成。漸開(kāi)線行星齒輪 3 與曲柄軸 2 連成一體，作為擺線針輪傳動(dòng)部分的輸入。如果漸開(kāi)線中心齒輪 1 順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，那么漸開(kāi)線行星齒輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)還有逆時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)，并通過(guò)曲柄帶動(dòng)擺線輪作偏心運(yùn)動(dòng)，此時(shí)擺線輪在其軸線公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還將在針齒的作用下反向自轉(zhuǎn)，即順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)通過(guò)曲柄軸將擺線輪的轉(zhuǎn)動(dòng)等速傳給輸出機(jī)構(gòu)。為計(jì)算 RV 傳動(dòng)的傳動(dòng)比，將上述的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖用圖 3-3 所5示的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖代替。該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖包括兩個(gè)簡(jiǎn)單行星機(jī)構(gòu)：x1 和 x2。輸出件 A 為中心輪 1，輸出件 B 為輸出盤 6，且有 ω6=ω4。支承件 E 為針輪 7，漸開(kāi)線行星輪 2 與轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）3 均為輔助件 d。圖 2-3 RV 傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖式中 Z1——漸開(kāi)線中心輪齒數(shù) 21；Z2——漸開(kāi)線行星輪齒數(shù) 50；Z4——擺線輪齒數(shù)24；Z7——針輪齒數(shù)，Z7=Z4+1=25。經(jīng)計(jì)算，本型號(hào) RV 減速器的傳動(dòng)比為 60.5。2.3 RV 傳動(dòng)過(guò)程剖析1.第一級(jí)減速的形成執(zhí)行電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由齒輪軸傳遞給兩個(gè)漸開(kāi)線行星輪，進(jìn)行第一級(jí)減速。62.第二級(jí)減速的形成行星輪的旋轉(zhuǎn)通過(guò)曲柄軸帶動(dòng)相距 180°的擺線輪，從而生成擺線輪的公轉(zhuǎn)；同時(shí)由于擺線輪在公轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)受到固定于針齒殼上的針齒的作用力而形成與擺線輪公轉(zhuǎn)方向相反的力矩，也造就了擺線輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣完成了第二級(jí)減速。3.運(yùn)動(dòng)的輸出通過(guò)兩個(gè)曲柄軸使擺線輪與剛性盤構(gòu)成平行四邊形的等角速度輸出機(jī)構(gòu)，將擺線輪的轉(zhuǎn)動(dòng)等速傳遞給剛性盤及輸出盤。7第 3 章 行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 基本參數(shù)要求與選擇3.1.1 基本參數(shù)要求電動(dòng)機(jī)功率：0.75KW 工作時(shí)間：15 年（每年按 300 天計(jì)算，每天工作為 12 小時(shí)）3.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)工作功率與要求選擇電動(dòng)機(jī)為：Y90S-6各項(xiàng)參數(shù)為：額定功率：P=0.75KW 轉(zhuǎn)速： n=910r/min3.2 方案設(shè)計(jì)3.2.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖 3-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)8遵循以上原則, 通過(guò)配齒計(jì)算, 確定該 RV 減速器行星齒輪的主要參數(shù)見(jiàn)表 1。各級(jí)齒輪采用相同的材料及熱處理工藝, 精度 6 級(jí)。表 3-1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)表齒數(shù) 傳動(dòng)比太陽(yáng)輪 21第一級(jí)行星輪 502.383.2.2 齒形及精度因?qū)儆诘退龠\(yùn)動(dòng)，采用壓力角 =20 的直齒輪傳動(dòng)，精度等級(jí)為 6 級(jí)。?3.2.3 齒輪材料及性能高速機(jī)太陽(yáng)輪和行星輪采用硬齒面，以提高承載能力，減低尺寸，內(nèi)齒輪用軟齒面（便于切齒，并使道具不致迅速磨損變鈍）。高速級(jí)部分采用軟齒面。兩級(jí)材料分別如表 3-1。疲勞極限 бHlim 和 бFlim 查書(shū)【1】圖 10-20（c）、（d），10-21（d）、（e）選取，行星輪的 бFlim 是乘以 0.7 后的數(shù)值。表 3-2 齒輪材料及性能齒輪 材料 熱處理б Hlim(N/mm )2б Flim(N/mm )2加工精度太陽(yáng)輪 375行星輪20CrMnTi滲碳淬火HRC58~621400267.56 級(jí)內(nèi)齒輪 40Cr調(diào)質(zhì)HB262~286650 275 7 級(jí)93.3 齒輪的計(jì)算與校核3.3.1 配齒數(shù)表 1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)表3.3.2 初步計(jì)算齒輪主要參數(shù)（1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級(jí)① 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊要求，屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查《機(jī)械基礎(chǔ)》P 322 表 14－10，小齒輪選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 236HBS；大齒輪選用 45 號(hào)鋼，正火處理，硬度為 190HBS。② 精度等級(jí)初選減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 145 表5－7，初選 8 級(jí)精度。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪由于本設(shè)計(jì)中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計(jì)公式為： ????1231.()EHdKTuZd?????① 確定載荷系數(shù) K因?yàn)樵擙X輪傳動(dòng)是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對(duì)軸承是對(duì)稱布置，根據(jù)電動(dòng)機(jī)和載荷的性質(zhì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 147 表5－8，得 K 的范圍為 1.4~1.6， 取 K＝1.5。接觸疲勞許用應(yīng)力10??limiHNPZS???。┙佑|疲勞極限應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 150 圖 5－30 中的 MQ 取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得 45 鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為=600MPa , =560MPa lim1H?lim2H?ⅱ）接觸疲勞壽命系數(shù) ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jth 工作壽命每年按 300 天，每天工作 2×8 小時(shí)，故th=(300×10×2×8)=48000hN1=60×466.798×1×48000=1.344×109982.3410= .27610i???查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 151 圖 5－31，且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕ZN1=1.02 ZN2=1.15ⅲ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) SHmin查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 151 表 5－10，得 SHmin＝1 ⅳ）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 。HP?將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得lim11n60.261HNpZMaS????li22mn5.4pHPⅶ）齒寬系數(shù)11由于本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪為對(duì)稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P326 表 14－12 ，得到齒寬系數(shù)的范圍為 0.8～1.1。取 。1d??ⅵ）計(jì)算小齒輪直徑 d1由于 ，故應(yīng)將 代入齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)公式，得2p??p???2321331 18954105().2 8.4m6EHdZKTud?? ?????? ??????????④ 圓周速度 v115768.4159/600nv ms????查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 145 表 5－7，v 13L61?1STY試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)按所給 區(qū)域圖取Flim?Flim2a.relT?太陽(yáng)輪齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖 6-35 0.96cY.relT?RV 減速器齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖 6-35 0.97Trel齒根表面形狀系數(shù)，查【5】圖 6-354.2?ZR1.045limFS最小安全系數(shù) 按高可靠度，查【5】表 6-8 1.6① 太陽(yáng)輪： 彎曲應(yīng)力基本值： a0F。?=a0F。? 2Fa /9.105)2.7/(1.584.276b/ mNYSt ??????（3-13）彎曲應(yīng)力： = . . . . .Y =aFp。?alimSTYNaFrelTY.relX 2470.5N/1/.6.05961237.5???（3-14）故 ,滿足壽命要求。?21410.5??（三）、滾動(dòng)軸承選擇2、高速軸軸承的校核①根據(jù)軸承型號(hào) 30307 查設(shè)計(jì)手冊(cè)取軸承基本額定動(dòng)載荷為：C=75200N；基本額定靜載荷為： NCor8250?② 求兩軸承受到的徑向載荷將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。有力分析可知： NFdVreVraere 53.2417.645847.216901021 ???????25NFHrVrrrteHrte 98.6024.53.241376851291010622111 ???????③求兩軸承的計(jì)算軸向力 2aF和對(duì)于圓錐滾子軸承，軸承派生軸向力 ，Y 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得為 1.9，因此可以估算：rd?NYFrdr 36.179.860221??則軸有向右竄動(dòng)的趨勢(shì)，軸承 1 被壓緊，軸承 2 被12.293ddae F??放松 NFdae36.173621??④求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 21P和查設(shè)計(jì)手冊(cè)知 e=0.31eFrar ??53.098.6217查課本表 13-5 得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)軸承 1 9.1,4.01?YX軸承 2 .,.因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,查課本表 13-6 得 則1.,2.01???ppff取畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )兩個(gè)行星輪 RV 減速器設(shè)計(jì)及仿真所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日I摘 要RV 減速機(jī)由一個(gè) RV 減速器減速機(jī)的前級(jí)和一個(gè)擺線針輪減速機(jī)的后級(jí)組成，RV減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動(dòng)機(jī)械，是最常用的減速機(jī)之一而且振動(dòng)小，噪音低，能耗低。本設(shè)計(jì)是基于 RV 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，和 PROE 三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真。RV 減速器和各種類型的特性的比較，確定方案；其次根據(jù)輸入功率，相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比的傳動(dòng)設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；三維建模并最終完成了 PROE，和模型的裝配，并完成了傳動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)仿真和運(yùn)動(dòng)分析。關(guān)鍵詞： RV 減速器、運(yùn)動(dòng)仿真、裝配、三維建模IIAbstractRV reducer RV reducer consists of a gear unit and a pre-cycloid reducer stage composition, RV reducer has a compact structure, transmission ratio, and under certain conditions, mechanical drive with self-locking function, one of the most commonly used gear and vibration, low noise, low power consumption.The design is based on the RV reducer structure design, and PROE three-dimensional modeling and motion simulation. Compare RV reducer and various types of characteristics, to determine the program; secondly according to the input power, the corresponding output speed ratio transmission design, the overall structural design; three-dimensional modeling, and finally completed the PROE, and assembly models, and complete motion analysis and motion simulation transmission section.Keywords: RV reducer, motion simulation, assembly, 3D modelingIII目 錄摘 要 .IAbstract II第 1 章 緒論 .11.1 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及其發(fā)展方向 11.2 RV 減速器的選題分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容 .21.3 主要的工作內(nèi)容 2第 2 章 RV 減速器方案確定 32.1 RV 減速器零部件介紹 32.2 傳動(dòng)原理 42.3 RV 傳動(dòng)過(guò)程剖析 .5第 3 章 行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .73.1 基本參數(shù)要求與選擇 73.1.1 基本參數(shù)要求 .73.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .73.2 方案設(shè)計(jì) 73.2.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 .73.2.2 齒形及精度 .83.2.3 齒輪材料及性能 .83.3 齒輪的計(jì)算與校核 83.3.1 配齒數(shù) .83.3.2 初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) .93.3.3 按彎強(qiáng)度曲初算模數(shù) m 123.3.4 齒輪疲勞強(qiáng)度校核 .133.4 軸上部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 183.4.1 軸的計(jì)算 .183.5 鍵的選擇與校核 273.5.1 鍵的選擇 .273.5.2 鍵的校核 .27IV第 4 章 擺線針輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) .304.1 擺線針輪傳動(dòng)的嚙合原理 304.2 擺線輪的齒廓曲線與齒廓方程 334.3 擺線輪齒廓曲率半徑 344.4 擺線針輪傳動(dòng)的受力分析 354.4.1 針齒與擺線輪齒嚙合時(shí)的作用力 .354.4.2 輸出機(jī)構(gòu)的柱銷（套）作用于擺線輪上的力 .384.4.3 轉(zhuǎn)臂軸承的作用力 .394.5 擺線針輪行星減速器主要強(qiáng)度件的計(jì)算 404.5.1 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 .404.5.2 針齒抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算及剛度計(jì)算 .404.5.3 轉(zhuǎn)臂軸承選擇 .414.5.4 輸出機(jī)構(gòu)柱銷強(qiáng)度計(jì)算 .414.6 輸出軸的計(jì)算 454.7 輸入軸的計(jì)算 .494.8 潤(rùn)滑與密封 53第 5 章 PROE 的建模 .545.1 建模軟件的介紹 545.2 RV 減速器機(jī)構(gòu)的建模 .545.2.1 對(duì) RV 減速器的建模 .545.2.2 RV 減速器其他部件的建模 555.3 RV 減速器機(jī)構(gòu)的虛擬裝配 .575.4 裝配體的實(shí)現(xiàn) 60總 結(jié) .62參考文獻(xiàn) .63致 謝 .641第 1 章 緒論1.1 國(guó)內(nèi)外的研究狀況及其發(fā)展方向國(guó)內(nèi)對(duì) RV 減速器傳動(dòng)比較深入的研究最早開(kāi)始于 20 世紀(jì) 60 年代后期。已研制成功高速大功率的多種 RV 減速器，如列車電站燃?xì)廨啓C(jī)（ 3000KW）、高速氣輪機(jī)（500KW）和萬(wàn)立方米制氧透平壓縮機(jī)（6300KW）的 RV 減速器箱。低速大轉(zhuǎn)矩的RV 減速器已成批生產(chǎn)，如礦井提升機(jī)的 XL-30 型 RV 減速器（800kW），雙滾筒采煤機(jī)的 RV 減速器（375kW）。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如： 日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和俄羅斯等，對(duì) RV減速器傳動(dòng)的應(yīng)用、生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)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)了一些新型的傳動(dòng)技術(shù)，如封閉 RV 減速器傳動(dòng)、RV 減速器變速傳動(dòng)和微型 RV 減速器傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。世界各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，經(jīng)由工業(yè)化、信息時(shí)代化，正在進(jìn)入知識(shí)化時(shí)代，RV 減速器傳動(dòng)在設(shè)計(jì)上日趨完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步，使 RV 減速器傳動(dòng)已達(dá)到較高的水平。我國(guó)與世界先進(jìn)水平雖存在明顯的差距，但隨著改革開(kāi)放帶來(lái)設(shè)備引進(jìn)、技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)方面取得很大的進(jìn)步。目前 RV 減速器傳動(dòng)正在向以下幾個(gè)方面發(fā)展：1）向高速大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)展。例如年產(chǎn) 300kt 合成氨透平壓縮機(jī)的RV 減速器增速器，其齒輪圓周速度已達(dá) 150m/s；日本生產(chǎn)了巨型船艦推進(jìn)系統(tǒng)用的RV 減速器箱，功率為 22065kW；大型水泥磨中所用 80/125 型 RV 減速器箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá) 4150kN m。在這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造中需要繼續(xù)解決均載、平衡、密封、潤(rùn)滑、零件材料與熱處理及高效率、長(zhǎng)壽命、可靠性等一系列設(shè)計(jì)制造技術(shù)問(wèn)題。2）向無(wú)級(jí)變速 RV 減速器傳動(dòng)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速就是讓 RV 減速器傳動(dòng)中三個(gè)基本構(gòu)件都傳動(dòng)并傳遞功率，這只要對(duì)原行星機(jī)構(gòu)中固定的構(gòu)件附加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)（如采用液壓泵及液壓馬達(dá)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)），就能成為變速器。3）向復(fù)合式 RV 減速器傳動(dòng)發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)外將蝸桿傳動(dòng)、螺旋齒輪傳動(dòng)、圓2錐齒輪傳動(dòng)與 RV 減速器傳動(dòng)組合使用，構(gòu)成復(fù)合式 RV 減速器箱。其高速級(jí)用前述各種定軸類型傳動(dòng)，低速級(jí)用 RV 減速器傳動(dòng)，這樣可適用相交軸和交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途，充分利用各類型傳動(dòng)的特點(diǎn)，克服各自的弱點(diǎn)，以適應(yīng)市場(chǎng)上多樣化需要。4）向少齒差 RV 減速器傳動(dòng)方向發(fā)展。這類傳動(dòng)主要用于大傳動(dòng)比、小功率傳動(dòng)。1.2 RV 減速器的選題分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)以本設(shè)計(jì)基于 PROE 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 PROE 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。RV 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 PROE 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 PROE 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 PROE 參數(shù)化建模動(dòng)態(tài)仿真。1.3 主要的工作內(nèi)容1. 設(shè)計(jì)計(jì)算部分：分析 RV 減速器機(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(kāi)發(fā)背景下，結(jié)合運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成建模。2. 工程仿真分析部分：本論文利用三維軟件 PROE 對(duì) RV 減速器進(jìn)行三維建模，并完3成與整機(jī)的裝配；利用 PROE 減速器機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)內(nèi)外嚙合齒輪傳動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。第 2 章 RV 減速器方案確定2.1 RV 減速器零部件介紹本課題研究的減速器型號(hào)為 RV-6 生成的該型號(hào) RV 減速器的爆炸圖，主要由齒輪軸、行星輪、曲柄軸、轉(zhuǎn)臂軸承、擺線輪、針輪、剛性盤及輸出盤等零部件組成。圖 2.1 減速器型號(hào)為 RV-6一、零部件介紹(l）齒輪軸：齒輪軸用來(lái)傳遞輸入功率，且與漸開(kāi)線行星輪互相嚙合。(2）行星輪：它與轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）固聯(lián)，兩個(gè)行星輪均勻地分布在一個(gè)圓周上，起功率分流的作用，即將輸入功率分成兩路傳遞給擺線針輪行星機(jī)構(gòu)。(3）轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）H：轉(zhuǎn)臂是擺線輪的旋轉(zhuǎn)軸。它的一端與行星輪相聯(lián)接，另一端與支撐圓盤相聯(lián)接，它可以帶動(dòng)擺線輪產(chǎn)生公轉(zhuǎn)，4而且又支撐擺線輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。（4）擺線輪（RV 齒輪）：為了實(shí)現(xiàn)徑向力的平衡在該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，一般應(yīng)采用兩個(gè)完全相同的擺線輪，分別安裝在曲柄軸上，且兩擺線輪的偏心位置相互成 180°。（5）針輪：針輪與機(jī)架固連在一起而成為針輪殼體，在針輪上安裝有 30 個(gè)針齒。（6）剛性盤與輸出盤：輸出盤是 RV 型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與外界從動(dòng)工作機(jī)相聯(lián)接的構(gòu)件，輸出盤與剛性盤相互聯(lián)接成為一個(gè)整體，而輸出運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。在剛性盤上均勻分布兩個(gè)轉(zhuǎn)臂的軸承孔，而轉(zhuǎn)臂的輸出端借助于軸承安裝在這個(gè)剛性盤上。2.2 傳動(dòng)原理圖 2-2 RV 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖圖 2-2 是 RV 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。它由漸開(kāi)線圓柱齒傳輸線行星減速機(jī)構(gòu)和擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分組成。漸開(kāi)線行星齒輪 3 與曲柄軸 2 連成一體，作為擺線針輪傳動(dòng)部分的輸入。如果漸開(kāi)線中心齒輪 1 順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，那么漸開(kāi)線行星齒輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)還有逆時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)，并通過(guò)曲柄帶動(dòng)擺線輪作偏心運(yùn)動(dòng)，此時(shí)擺線輪在其軸線公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還將在針齒的作用下反向自轉(zhuǎn)，即順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)通過(guò)曲柄軸將擺線輪的轉(zhuǎn)動(dòng)等速傳給輸出機(jī)構(gòu)。為計(jì)算 RV 傳動(dòng)的傳動(dòng)比，將上述的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖用圖 3-3 所5示的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖代替。該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖包括兩個(gè)簡(jiǎn)單行星機(jī)構(gòu)：x1 和 x2。輸出件 A 為中心輪 1，輸出件 B 為輸出盤 6，且有 ω6=ω4。支承件 E 為針輪 7，漸開(kāi)線行星輪 2 與轉(zhuǎn)臂（曲柄軸）3 均為輔助件 d。圖 2-3 RV 傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖式中 Z1——漸開(kāi)線中心輪齒數(shù) 21；Z2——漸開(kāi)線行星輪齒數(shù) 50；Z4——擺線輪齒數(shù)24；Z7——針輪齒數(shù)，Z7=Z4+1=25。經(jīng)計(jì)算，本型號(hào) RV 減速器的傳動(dòng)比為 60.5。2.3 RV 傳動(dòng)過(guò)程剖析1.第一級(jí)減速的形成執(zhí)行電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由齒輪軸傳遞給兩個(gè)漸開(kāi)線行星輪，進(jìn)行第一級(jí)減速。62.第二級(jí)減速的形成行星輪的旋轉(zhuǎn)通過(guò)曲柄軸帶動(dòng)相距 180°的擺線輪，從而生成擺線輪的公轉(zhuǎn)；同時(shí)由于擺線輪在公轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)受到固定于針齒殼上的針齒的作用力而形成與擺線輪公轉(zhuǎn)方向相反的力矩，也造就了擺線輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣完成了第二級(jí)減速。3.運(yùn)動(dòng)的輸出通過(guò)兩個(gè)曲柄軸使擺線輪與剛性盤構(gòu)成平行四邊形的等角速度輸出機(jī)構(gòu)，將擺線輪的轉(zhuǎn)動(dòng)等速傳遞給剛性盤及輸出盤。7第 3 章 行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 基本參數(shù)要求與選擇3.1.1 基本參數(shù)要求電動(dòng)機(jī)功率：0.75KW 工作時(shí)間：15 年（每年按 300 天計(jì)算，每天工作為 12 小時(shí)）3.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)工作功率與要求選擇電動(dòng)機(jī)為：Y90S-6各項(xiàng)參數(shù)為：額定功率：P=0.75KW 轉(zhuǎn)速： n=910r/min3.2 方案設(shè)計(jì)3.2.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖 3-1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)8遵循以上原則, 通過(guò)配齒計(jì)算, 確定該 RV 減速器行星齒輪的主要參數(shù)見(jiàn)表 1。各級(jí)齒輪采用相同的材料及熱處理工藝, 精度 6 級(jí)。表 3-1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)表齒數(shù) 傳動(dòng)比太陽(yáng)輪 21第一級(jí)行星輪 502.383.2.2 齒形及精度因?qū)儆诘退龠\(yùn)動(dòng)，采用壓力角 =20 的直齒輪傳動(dòng)，精度等級(jí)為 6 級(jí)。?3.2.3 齒輪材料及性能高速機(jī)太陽(yáng)輪和行星輪采用硬齒面，以提高承載能力，減低尺寸，內(nèi)齒輪用軟齒面（便于切齒，并使道具不致迅速磨損變鈍）。高速級(jí)部分采用軟齒面。兩級(jí)材料分別如表 3-1。疲勞極限 бHlim 和 бFlim 查書(shū)【1】圖 10-20（c）、（d），10-21（d）、（e）選取，行星輪的 бFlim 是乘以 0.7 后的數(shù)值。表 3-2 齒輪材料及性能齒輪 材料 熱處理б Hlim(N/mm )2б Flim(N/mm )2加工精度太陽(yáng)輪 375行星輪20CrMnTi滲碳淬火HRC58~621400267.56 級(jí)內(nèi)齒輪 40Cr調(diào)質(zhì)HB262~286650 275 7 級(jí)93.3 齒輪的計(jì)算與校核3.3.1 配齒數(shù)表 1 主要設(shè)計(jì)參數(shù)表3.3.2 初步計(jì)算齒輪主要參數(shù)（1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級(jí)① 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊要求，屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查《機(jī)械基礎(chǔ)》P 322 表 14－10，小齒輪選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 236HBS；大齒輪選用 45 號(hào)鋼，正火處理，硬度為 190HBS。② 精度等級(jí)初選減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 145 表5－7，初選 8 級(jí)精度。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪由于本設(shè)計(jì)中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計(jì)公式為： ????1231.()EHdKTuZd?????① 確定載荷系數(shù) K因?yàn)樵擙X輪傳動(dòng)是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對(duì)軸承是對(duì)稱布置，根據(jù)電動(dòng)機(jī)和載荷的性質(zhì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 147 表5－8，得 K 的范圍為 1.4~1.6， 取 K＝1.5。接觸疲勞許用應(yīng)力10??limiHNPZS???。┙佑|疲勞極限應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 150 圖 5－30 中的 MQ 取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得 45 鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為=600MPa , =560MPa lim1H?lim2H?ⅱ）接觸疲勞壽命系數(shù) ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jth 工作壽命每年按 300 天，每天工作 2×8 小時(shí)，故th=(300×10×2×8)=48000hN1=60×466.798×1×48000=1.344×109982.3410= .27610i???查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 151 圖 5－31，且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕ZN1=1.02 ZN2=1.15ⅲ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) SHmin查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 151 表 5－10，得 SHmin＝1 ⅳ）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 。HP?將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得lim11n60.261HNpZMaS????li22mn5.4pHPⅶ）齒寬系數(shù)11由于本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪為對(duì)稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P326 表 14－12 ，得到齒寬系數(shù)的范圍為 0.8～1.1。取 。1d??ⅵ）計(jì)算小齒輪直徑 d1由于 ，故應(yīng)將 代入齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)公式，得2p??p???2321331 18954105().2 8.4m6EHdZKTud?? ?????? ??????????④ 圓周速度 v115768.4159/600nv ms????查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P 145 表 5－7，v 13L61?1STY試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)按所給 區(qū)域圖取Flim?Flim2a.relT?太陽(yáng)輪齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖 6-35 0.96cY.relT?RV 減速器齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖 6-35 0.97Trel齒根表面形狀系數(shù)，查【5】圖 6-354.2?ZR1.045limFS最小安全系數(shù) 按高可靠度，查【5】表 6-8 1.6① 太陽(yáng)輪： 彎曲應(yīng)力基本值： a0F。?=a0F。? 2Fa /9.105)2.7/(1.584.276b/ mNYSt ??????（3-13）彎曲應(yīng)力： = . . . . .Y =aFp。?alimSTYNaFrelTY.relX 2470.5N/1/.6.05961237.5???（3-14）故 ,滿足壽命要求。?21410.5??（三）、滾動(dòng)軸承選擇2、高速軸軸承的校核①根據(jù)軸承型號(hào) 30307 查設(shè)計(jì)手冊(cè)取軸承基本額定動(dòng)載荷為：C=75200N；基本額定靜載荷為： NCor8250?② 求兩軸承受到的徑向載荷將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。有力分析可知： NFdVreVraere 53.2417.645847.216901021 ???????25NFHrVrrrteHrte 98.6024.53.241376851291010622111 ???????③求兩軸承的計(jì)算軸向力 2aF和對(duì)于圓錐滾子軸承，軸承派生軸向力 ，Y 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得為 1.9，因此可以估算：rd?NYFrdr 36.179.860221??則軸有向右竄動(dòng)的趨勢(shì)，軸承 1 被壓緊，軸承 2 被12.293ddae F??放松 NFdae36.173621??④求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 21P和查設(shè)計(jì)手冊(cè)知 e=0.31eFrar ??53.098.6217查課本表 13-5 得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)軸承 1 9.1,4.01?YX軸承 2 .,.因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,查課本表 13-6 得 則1.,2.01???ppff取