行星齒輪減速器設(shè)計(jì)(精編文檔)

【最新整理，下載后即可編輯】引言行星齒輪傳動(dòng)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(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(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展［1］。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p=740KW，輸入轉(zhuǎn)速n=1000rpm,11傳動(dòng)比為i=35.5，允許傳動(dòng)比偏差應(yīng)=0.1，每天要求工作16小時(shí)，要pP求壽命為2年；且要求該行星齒輪減速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸較小和傳動(dòng)效率高。設(shè)計(jì)計(jì)算選取行星齒輪減速器的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)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(dòng)比較大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。故采用雙級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。2X-A型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適用于任何工況下的大小功率的傳動(dòng)。選用由兩個(gè)2X-A型行星齒輪傳動(dòng)串聯(lián)而成的雙級(jí)行星齒輪減速器較為合理，名義傳動(dòng)比可分為i二7.1,i=5進(jìn)行傳動(dòng)。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示:p1 p2圖1配齒計(jì)算根據(jù)2X-A型行星齒輪傳動(dòng)比i的值和按其配齒計(jì)算公式，可得

p第一級(jí)傳動(dòng)的內(nèi)齒輪b，行星齒輪c的齒數(shù)?，F(xiàn)考慮到該行星齒輪傳11動(dòng)的外廓尺寸，故選取第一級(jí)中心齒輪a數(shù)為17和行星齒輪數(shù)為1n=3。根據(jù)內(nèi)齒輪z二C-i）zp b1 p1 a1z=（7.1-1）17=103.7沁103

對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后，此時(shí)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(dòng)比誤差范圍內(nèi)。實(shí)際傳動(dòng)比為=1+za1=7.0588

zb1其傳動(dòng)比誤差A(yù)i="—耳=17.1-7.°588|=5%ip 7.1根據(jù)同心條件可求得行星齒輪c1的齒數(shù)為Z=(Z—Z)/2=43

cl bl al■■所求得的ZC1適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)。再考慮到其安裝條件為：za1za1+zb1=C=40(整數(shù)第二級(jí)傳動(dòng)比i為5,選擇中心齒輪數(shù)為23和行星齒輪數(shù)目為3,p2根據(jù)內(nèi)齒輪zb1=(ip1—1)za1,zb1=(5—1)23=92再考慮到其安裝條件，選擇Zb1的齒數(shù)為91根據(jù)同心條件可求得行星齒輪cl的齒數(shù)為zc1=(zb1—za1)/2=34實(shí)際傳動(dòng)比為 i=1+za1=4.957zb1其傳動(dòng)比誤差 Ai=”—耳=8%ip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bHlim=1400nmm,bFlim=340nmm,中心齒輪加工精度為六級(jí)，高速級(jí)與低速級(jí)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bHlim=780Nmm2,bFlim=420Nmm2輪B1和B2的加工精度為7級(jí)。計(jì)算高速級(jí)齒輪的模數(shù)m按彎曲強(qiáng)度的初算公式，為TKKKY1AFPFyFa1?dz按彎曲強(qiáng)度的初算公式，為TKKKY1AFPFyFa1?dz12bFlim現(xiàn)已知Za117,bFlim=340o2中心齒輪a1的名義轉(zhuǎn)矩為T1二9549—^二9549740二2355.4Nmm取算式系數(shù)K=12.1，按表6-6nn 3x1000 mP1取使用系數(shù)K=1.6；按表6-4取綜合系數(shù)k =1.8；取接觸強(qiáng)度計(jì)算的A fy行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)k=1.2，由公式可得hpk=1+1.6G-1)=1+1.6(1.2—1)=1.32；由表查得齒形系數(shù)y =2.67；由表fp hp fa1查的齒寬系數(shù)?=0.8；則所得的模數(shù)m為=8.55=8.55(mm)“.,2355.4x1.6x1.8x1.32x2.67m=12.13—冷0.8x17x17x390取齒輪模數(shù)為m=9mm3.3.2計(jì)算低速級(jí)的齒輪模數(shù)m

按彎曲強(qiáng)度的初算公式，計(jì)低速級(jí)齒輪的模數(shù)m為m二：TKaKfpKf》YFai 現(xiàn)已知za2=23,bFlim=410N/ 。中心齒輪a23?dz12bFlim ,/mm2的名義轉(zhuǎn)矩=Ta2廠=(1+P=7.0588x2355.4=16626.29n?mmx 1 a1取算式系數(shù)k=12.1，按表6-6取使用系數(shù)k=1.6；按表6-4取綜合系ma數(shù)k=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)f工k=1.2，由公式可得k二1+1.6 二1+1.6(1.2-1)=1.32；由表查得齒hp fp hp形系數(shù)Y=2.42；由表查的齒寬系數(shù)?=0.6；則所得的模數(shù)m為二12.4mmfa1 二12.4mm“.J16626.29x1.6x1.8x1.32x2.42m=12.13—3 0.6x23x23x420取齒輪模數(shù)為m2二12mm嚙合參數(shù)計(jì)算3．4．1高速級(jí)在兩個(gè)嚙合齒輪副中al-c1，bl-c1中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a1為a=1m(z+z)=-x12(17+43)=270a1c12 a1 c12a=1m(Z-Z)=1x9(103-43)=270b1c12 b1c123．4．2低速級(jí)在兩個(gè)嚙合齒輪副中a2-c2，b2-c2中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a2為a =1m(Z-Z)=1x12(91-34)=342b2c22 b2 c2 2a=1m(z-z)=-X12(91—34)=342b2c22 b2c22由此可見，高速級(jí)和低速級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)中心距均相等。因此該行星齒輪傳動(dòng)滿足非變位的同心條件,但是在行星齒輪傳動(dòng)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(x>0),大齒輪采用負(fù)變1位(x<0)。內(nèi)2齒輪的變位系數(shù)和其嚙合的外齒輪相等，即x=x,zx―A型的傳動(dòng)中，21當(dāng)傳動(dòng)比ib>4時(shí)，中心齒輪采用正變位，行星齒輪和內(nèi)齒輪采用負(fù)ax變位，其變位系數(shù)關(guān)系為x=x=—X<0。cba3．4．3高速級(jí)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a=270，z》=z+z=60根據(jù)表選擇變位12系數(shù)x=0.314 x=—0.314 x=—0.314abc3．4．4低速級(jí)變位系數(shù)因其嚙合角仍為a=342zE=z+z=57根據(jù)表選擇變位系數(shù)12x=0.115 x=—0.115 x=—0.115a2 b2 c2幾何尺寸的計(jì)算對(duì)于雙級(jí)的2x-A型的行星齒輪傳動(dòng)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：【最新整理，下載后即可編輯】高速級(jí)項(xiàng)目計(jì)算公式al—cl齒輪副bl—Cl齒輪副分度圓直dl二mlzl徑dl=153dl=387d2二mlz2d2=387d2=927d=dcosad=143.77d=363.661基圓直bl 1d=dcosabld=363.66,b1d=871.095徑b2 2b2b2外d=d+2m\h*+x丿d=176.65嚙al 1 id=d+2mQ”+x)丁ald=399.35bl合a2 2a2頂圓d=d+2m滋*+x丿d=399.35直徑內(nèi)a2 2 id=d—2m廠a2)h*+x丿7b1d=906.33a2d嚙a2 2a3al合d=d+2a，+2C*m(插齒)a2 f1外d=d—2Vz*+c*-—X)md=136.15嚙fi i (d=d—2(a1)d=358.85*+c*—X丿mf2齒根圓合f2 1a2直徑df()內(nèi)d=d—2(h*+C*-X丿md=358.85嚙fi id=d+2aa2'G插齒)d=943.68f2合f2 a002j厶低速級(jí)：項(xiàng)目計(jì)算公式al—cl齒輪副bl—cl齒輪副分度圓直徑dl=mlzld2=mlz2dl=276d2=408dl=387d2=927d=dcosa bi 1 1d=143.77 M 1d=363.661 bl

基圓直徑d=dcosab2 2d=363.66b2d=871.095b2齒頂圓直徑dal外嚙合d=d+2m(*+X丿al 1 (a 1\d=d+2m(*+X丿a2 2 a 2()d=302.75丁a1d=429.25a2內(nèi)嚙合d=d+2mh*+X/a2 2 /a 2、d=d-2m(*+X丿a2 2 a 3d=d+2a，+2C*m(插齒)a2 f1d=429.25a2d=1069.31a2齒根圓直徑df■外嚙合d=d-2(*+C*-X)mf1 1 (a 1)d=d-2(*+C*-X)mf2 1 a 2()d=248.75力f1d=375.25f2內(nèi)嚙合d=d-2'h*+C*-X)mf1 1 a 2d=d+2a‘(插齒)f2 a0 02d=375.257f1d=1119.21f2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)m二9mm，盤形直齒插齒刀的齒數(shù)為18,變位系數(shù)為x=0.1（中等磨損程度），試求被插齒的內(nèi)齒輪b,b的齒圓直徑。012齒根圓直徑d按下式計(jì)算，即d=d+2a（插齒）f2 f2 a0 02dada0插齒刀的齒頂圓直徑9x189x18+2x9x1.25=186.3mmao插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中心距02=mZ+2mao0高速級(jí)：d=d =943.68mmf2 a0 02低速級(jí)：選擇模數(shù)m二12mm，盤形直齒插齒刀的齒數(shù)為17《廣mZ0+2m—X0'12X17十2X12（1.25十°小236.4mmd二d+2a二236.4+2X416.455二1069.31mm（填入表格）f2a0 02裝配條件的驗(yàn)算對(duì)于所設(shè)計(jì)的雙級(jí)2X-A型的行星齒輪傳動(dòng)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d<2a'sinnac ac np已知高速級(jí)的d=399.35aca=270和n二3代入上式，則得ac p399.35<2x270xsin-=467.64mm滿足鄰接條件3將低速級(jí)的d=429.25，a'=342和n=3代入，則得ac ac p429.25<2x342xsin-=592.344mm滿足鄰接條件33.6.2同心條件 按公式對(duì)于高度變位有z+2z=Z已知高速級(jí)acbz二17,z二43z二103滿足公式則滿足同心條件。a c b已知低速級(jí)z二23,z二34z二91也滿足公式則滿足同心條acb件。安裝條件按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得—an——b1=C（整數(shù)）—an——b2=C（整數(shù)）p1 p2S+91=17+103=40（高速級(jí)滿足裝配條件）n3p1

低速級(jí)滿足裝配條件）z+z23+91,Q低速級(jí)滿足裝配條件）―a2 b2= =38n3p2傳動(dòng)效率的計(jì)算雙級(jí)2X-A型的基本行星齒輪傳動(dòng)串聯(lián)而成的，故傳動(dòng)效率為耳=耳bl耳b2a1x2 a1x1a2x2由表可得:pp耳b—i-pi申xi， 耳b2—i-p2申x2aixi p+i a2x2 p+ii23.7.1高速級(jí)嚙合損失系數(shù)申xi的確定在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，其損失系數(shù)申xi等于嚙合損失系數(shù)申xi和軸承損失m系數(shù)申xi之和。即申xi二工申xi+工申xin m n其中工屮xi=屮xi+屮xim mai mbi申xi——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪bi與行星齒輪ci之間的嚙合損失mbi申xi——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪ai與行星齒輪Ci之間的嚙合損失mai申xi可按公式計(jì)算即mbi(Pximbi高速級(jí)的外嚙合中重合度e=1.584,則得申xi=2.486ff丄+丄mai m.zzi2式中z——齒輪副中小齒輪的齒數(shù)1z——齒輪副中大齒輪的齒數(shù)2f——嚙合摩擦系數(shù)，取0.2申xi申ximai=0.0412.486x0.2f丄+—'=0.041fi743丿

內(nèi)外嚙合中重合度e=1.864，則的「1=2.926fx1內(nèi)外嚙合中重合度e=1.864，則的「1=2.926fx1mb1IZZ12申x1二2.926x0.2一—mb143103丿=0.0080即得申x1=0.041+0.008=0.049,r|—1-X0-049=°95a1x13.7.2低速級(jí)嚙合損失系數(shù)申x2的確定外嚙合中重合度e=1.627ma2(11]ma2(11]=(z11)+ 2.544x0.21+——1Z,I、2334丿m申x2=2.554/=0.037內(nèi)嚙合中重合度e=1.858ma2IZZ12ma2IZZ12二2.917x0.2[丄-—]=°.°192391丿申x2申x2=0.037+0.019=0.056,耳mb2=1--x0.056=0.955a2x2 5則該行星齒輪的傳動(dòng)效率為耳Jb1Hb2=0.9552x0.95=0.9074，傳動(dòng)a1x2 a1x1a2x2效率高滿足短期間斷工作方式的使用要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入端根據(jù)ZX-A型的行星齒輪傳動(dòng)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，d1=276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d >c3-=112^^40二112X0.904二101.3mm按照3%-5%增ominn 1000大，試取為125mm,同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［習(xí)，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(tái)階d為130mm滿1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)d為2150mm,寬度為10mm。根據(jù)軸承的選擇確定d為140mm。對(duì)稱安裝3軸承，試確定其他各段等。如圖3圖3

輸出端根據(jù)d >c諾=112；_1=300mm,帶有單鍵槽［4］，與轉(zhuǎn)臂2相連0min n *〃作為輸出軸。取d為300mm，選擇63X32的鍵槽。再到臺(tái)階d為12320mm。輸出連接軸為310mm，選擇70X36的鍵槽。如圖4、圖5所示217圖50S-0'00^^09004-170技伸？217圖50S-0'00^^09004-170技伸？*輸出軸V I內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì)66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所示圖圖7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(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和行星齒輪c相嚙合。在每個(gè)行星齒輪的內(nèi)孔中，可安裝四個(gè)滾動(dòng)軸承來支撐著。如圖8、圖9所示

8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)—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2X-A型的傳動(dòng)比ib4時(shí)，選擇雙aX側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂。因?yàn)樾行驱X輪的軸承—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(dòng)的輸出基本構(gòu)件時(shí)，承受的外轉(zhuǎn)矩最大。如圖10、圖11所示

圖10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f可按公a式計(jì)算，先已知高速級(jí)的嚙合中心距a=270mm[6]，則得f<±8^a=±83270二0.0517(mm)取f=51-7卩ma1000 1000各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差S1按公式計(jì)算，即51<(3-4^ =(3-4^喘=0-0493-0-0739取§1二0.062=62|^m轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差e為孔距相對(duì)偏差§1的V，即X ""§e沁―1=31卩m

x2先已知低速級(jí)的嚙合中心距a=342mm,則得a-1船"需二O'0559(mmIf-55.9卩ma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 =(3-4.5^342=0.05547-0.083210001000取§1二0.069=69呦轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差e為孔距相對(duì)偏差§1的1/，即X ""§eu1=34.5卩m

X23．8．5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部分機(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［7］。如圖12、13、14所示壁厚§=0.56KK4T>6mmtddK——機(jī)體表面的形狀系數(shù)取1tK——與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)的系數(shù)K取2.6dd

作用在機(jī)體上的轉(zhuǎn)矩d圖圖12d圖圖1413圖143．8．6齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)浮動(dòng)的齒輪聯(lián)軸器是傳動(dòng)比i1的內(nèi)外嚙合傳動(dòng)，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153．8．7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(cè)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)。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5H值均小于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力6Hp，即8H<8Hp3.9.1高速級(jí)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(dòng)載荷影響的系數(shù)，它與原動(dòng)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(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊［8］。故選K為1.6,工作機(jī)的a環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊［9］。故選K為1.8a動(dòng)載荷系數(shù)Kv考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)輪齒內(nèi)部附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)，查表可得K=1.108v齒向載荷分布系數(shù)KH0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)K主要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪H0軸的平行度，跑合情況等有關(guān)。K=1+G-1）卩H查表可得。=1.12，RH=3H0 b b貝寸K二1+（1.12-1）3二1.362H0齒間載荷分配系數(shù)k、kHa Fa齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)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k=1，k=1Ha Fa行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)kHp考慮在各個(gè)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(dòng)的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。查表取k=1.4Hp節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zH考慮到節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)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)z■2cos力折算為節(jié)圓上的法向力的系數(shù)。根據(jù)z■2cos0cosa'，取z為2.495~a 十Hvcosat2sinaI b .彈性系數(shù)Z考慮材料彈性模量E和泊松比v對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表可得Z為189.80重合度系數(shù)Z4—￡故取0.89730的系Z=4—￡故取0.89730的系Z=螺旋角系數(shù)Z考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。Z廠時(shí)'取Z0為1最小安全系數(shù)S，SHminFmin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(chǎng)合等。取S=1Hmin10接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZNt考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時(shí)，它與一對(duì)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Z=1.039，Z=1.085N1t11潤滑油膜影響系數(shù)Z，Z，Z齒面間的潤滑油膜影響齒面的承載能力。查表可得Z=1，Z=0.987,Z=0.991VR12齒面工作硬化系數(shù)Z，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)Zwx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(duì)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Z=1，Z=1wx根據(jù)公式計(jì)算高速級(jí)外嚙合齒輪副中許用接觸應(yīng)力b[10],即中心HP齒輪a1的b 二習(xí)limZZZZZZ=1422MHpS NtLVRWX PaHmin行星齒輪c1的b _bHlimZzZZZZ=1486MHpS NtLVRWX PaHmin外嚙合齒輪副中齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算中b_b，則H1 H2b KKKKKH1 H0丫AU HB Hal HP1bH0_\F-xu^1ZZZZ，經(jīng)計(jì)算可得b_b _bH0dbuHEE卩 H1 H2 Pa丫1則b<b _1422M，b<b_i486M滿足接觸疲勞強(qiáng)度條H1 Hp1 Pa H2 HP2 Pa件。高速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核1名義切向力Ft已知t_2355Nm，n= 齒向載荷分布系數(shù)KFB和df 齒向載荷分布系數(shù)KFBa p aF_2000L_2000x2355_31960N使用系數(shù)K，和動(dòng)載系數(shù)K的確

tnd' 3x153 a vPa定方法與接觸強(qiáng)度相同。

齒向載荷分布系數(shù)K按公式計(jì)算，即K=1+G_1)卩FFB Fp b由圖可知卩F=1,9=1.411，則K=1-311b Fp3齒間載荷分配系數(shù)KFa齒間載荷分配系數(shù)K可查表K=1.1Fa Fa4行星齒輪間載荷分配系數(shù)KFp行星齒輪間載荷分配系數(shù)K按公式計(jì)算K二1+1.6(1.2-1)=1.32Fp Fp齒形系數(shù)Yfa查表可得，Y=2.421,Y=2.656fa1 fa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查表可得Y=1.684,Y=1.577sa1 sa2重合度系數(shù)Y￡查表可得y=0.25+075=0.723￡1 1.588螺旋角系數(shù)Y=1p9計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力。fFb =LtYYYKKKKK=187MF1bmFa1 ￡pAVFpFaFP PaF==YYYKKKKK=189MF2bmFa2￡pAVFp FaFP Pa10計(jì)算許用齒根應(yīng)力。Fpb YYYYY已知齒根彎曲疲勞極限FpS STNt brelT RrelTX2Fmin2Fmin查得最小安全系數(shù)S =1.6，式中各系數(shù)Y ，Y，Y，Y和YFmin ST NT brelT RrelT x

取值如下：查表齒根圓角敏感系數(shù)Y=1,5relT1查表Y=2,壽命系數(shù)Y=|產(chǎn)I=1ST NT查表齒根圓角敏感系數(shù)Y=1,5relT1Y二0.955relT2相對(duì)齒根表面狀況系Y 二1.674-0.529（R+1）.1=1-043RrelT1 zY 二1.674-0.529（R+1）.1=1.043<b；<b；5 <b,a-cF1 Fp1 F2 Fp2許用應(yīng)力b =694M,b=474M因此5Fp1 Pa Fp2 Pa滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核高速級(jí)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(jí)外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似。選擇=1.272 , K=1.189, =189.8, Z =1,Z=2.495,TOC\o"1-5"\h\zHB B hL1K=1.098, Z =0.844,Z =1.095, Z =1.151, Z=1,L1Ha ￡ N1 N2Z=1,Z=0.987,Z=0.974,Z=0.991,Z=0.982,Z=1.153,L2 V1 V2 R1 R1 W1Z=1.153,Z=1,Z=1,S=1HminW2 X1 X2Hmin計(jì)算行星齒輪的許用應(yīng)力為b =b^limZZZZZZ=1677MHp1S NtLVRWX paHmin計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力b 二理mZZZZZZ=641MHp1 S NtLVRWX paHmin而b=b=bKKKKK=396MH1 H2 H0 AUHBHa1 HP1 pa

則O=Q<641M得出結(jié)論：滿足接觸強(qiáng)度的條件H1 H2pa低速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核1選擇使用系數(shù)Ka原動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊。故選K為1.6,工作機(jī)的環(huán)境惡a劣，屬于嚴(yán)重沖擊。故選K為1.8a2動(dòng)載荷系數(shù)Kv92_92+J20092_92+J200x4_-0.25=1.034齒向載荷分布系數(shù)KH0K=1+C一1）卩H=1-229H0 b齒間載荷分配系數(shù)k、kHa Fa查表可得k=1.021k=1.021Ha Fa節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zH取z=：2cos0。cos/=2.495H cosat2sina彈性系數(shù)Ze考慮材料彈性模量E和泊松比v對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表可得Z為189.80e7重合度系數(shù)Z￡考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷F的影響，而使計(jì)算接觸應(yīng)力減小的系tb數(shù)Z ，故取0.889￡ 3

螺旋角系數(shù)Zp考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)Z=Qcosp，取Z為1p p計(jì)算齒面的接觸應(yīng)力q=qKKK一K—K—代人參數(shù)H1 H0 AUHPHalHP1Q=Q=1451MH1 H2 pa最小安全系數(shù)S，SHmin Fmin取S =1Hmin10接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZNt取Z=1.116，Z=1.117N1t N2t11潤滑油膜影響系數(shù)Z，Z，ZLVR齒面間的潤滑油膜影響齒面的承載能力。查表可得Z=1LZ=0.958,Z=0.996VR12齒面工作硬化系數(shù)Z，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)Zwx選Z=1，Z=1wx計(jì)算許用接觸應(yīng)力q=qHlimZZZZZZ=1770M（中心齒輪Hp1S NtLVRWX paa2）QHp2a2）QHp2pa二単mzzzzzz=1525m（行星SNtLpaHmin齒輪c2)接觸強(qiáng)度校核：Q=QH1H21451Q=QH1H21451MpaHp2滿足接觸強(qiáng)度校核)低速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核1名義切向力Ft已知T二16223.47Nm,n=3和d'=276mm,則得2000T a2000T and'2000x16223.473x276二128628N使用系數(shù)K，和動(dòng)載系數(shù)K的avPa確定方法與接觸強(qiáng)度相同2齒向載荷分布系數(shù)KF卩齒向載荷分布系數(shù)K按公式計(jì)算，即K=i+C-J卩fF卩 FB b由圖可知卩f=1，0=1.229，則K=1.229b FB3齒間載荷分配系數(shù)kFa齒間載荷分配系數(shù)K可查表K=1.021Fa Fa4行星齒輪間載荷分配系數(shù)KFp行星齒輪間載荷分配系數(shù)K按公式計(jì)算K二1+1.6(1.2-1)=1.32Fp Fp齒形系數(shù)Yfa查表可得，Y=2.531,Y=2.584fa1 fa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查表可得Y=1.630,Y=1.590sa1 sa2重合度系數(shù)Y￡查表可得y=0.25+075=0.710￡1 1.588螺旋角系數(shù)Y=1B9計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力。

FQ=二YYYKKKKK=396MF1bmFa1ePAV FP FaFP PaFPaQ=二YYYKKKKK=394MF2bmFa2ePAVFP FaFPPa10計(jì)算許用齒根應(yīng)力QFpQ二巳mnYYYYY已知齒

FpQ二巳mnYYYYY已知齒

Fps STNtbrelTRrelTXFminQ —400n：mm2Fmin查得最小安全系數(shù)S =1.6，式中各系數(shù)YFmin ST根彎，Y ，NT曲疲Y，8relT勞極限Y 和YRrelT x取值如下查表Y查表Y=2,ST」3x106嚴(yán)壽命系數(shù)Ynt=［片丿=!§relT1查表齒根圓角敏感系數(shù)Y=1，Y=1brelT§relT1相對(duì)齒根表面狀況系Y 二1.674-0.529（R+1）.1=1>043RrelT1 zY 二1.674—0.529（Rz+1）.1=1.043RrelT2 zF2 Fp2許用應(yīng)力q=674M,q=484M因此5 <q；F2 Fp2Fp1 Pa Fp2 Pa F1 Fp1a2-c2滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核低速級(jí)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(jí)外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似［11］。選擇K=1.051，K=1.213, Z=189.8,Z=1,Z=2.495,v HP e PhK=1.098,Z=0.844Ha eZ=1.192,Z=1.261,Z=1,Z=1,Z=0.958,Z=0.912,N1 N2 L1 L2 V1 V2

Z=0.996,Z=0.992,Z=1.153,Z=1.153,Z=1,Z=1,S=1R1 R1 W1W2 X1 X2 Hmin計(jì)算行星齒輪的許用應(yīng)力為c先limZZZZZZ=1782MHp1 S NtLVRWX paHmin計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力=cHlimZZZZZZ=665MS NtLVRWX paHmin而c=c=cKKKKK~=652MH1 H2 H0 AUHBHal HP1 pa則c=c <652則c=c <652MH1 H2 pa3．10基本構(gòu)件轉(zhuǎn)矩的計(jì)算T1aT i(bib2)x2 a1x2則得中心齒輪的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為T1Ta1r+P)G+P12=- Ta2 4.957X7.0588a2T=-_±-TTOC\o"1-5"\h\za2 i+P x22P1 740T1二9549—二9549 二7066.26mm=Ta1n 1000a11T=-247251.7nmm；T=250843Nmma2 x23．11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(dòng)嚙合時(shí)，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(shí)，該集中的作用力的大小可按下列公式計(jì)算。如：

Q=(0.2-0.35)2000T式中T——傳動(dòng)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F為ac-2000TTOC\o"1-5"\h\zF= aacndf高速級(jí)低速級(jí)Pa高速級(jí)低速級(jí)F=F =31959.75Na1c1 b1c1F=F =128628Na2c2 b2c2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。。F=生 KZdcospcosan-1 znp式中的d 傳動(dòng)軸的直徑p 齒輪的螺旋角a

nKza

nKz法面壓力角制造和安裝誤差的休正系數(shù)在2X-A型傳動(dòng)中，作為中間齒輪的行星齒輪C在行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(gè)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(shí)，使得b-c嚙合傳動(dòng)卡死，從而產(chǎn)生過載現(xiàn)象而燒壞電機(jī)，或使整個(gè)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(dòng)把油甩起來，帶到零件的各個(gè)部分。在輸入軸的前機(jī)蓋上有兩個(gè)通油孔，便與油入軸承。在油標(biāo)中顯示油位，便于即時(shí)補(bǔ)油。密封的方式為采用氈圈式密封。簡(jiǎn)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(dòng)仿真行星齒輪減速器裝配完成后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)，利用Solidworks中制作動(dòng)畫的模式讓行星減速器運(yùn)動(dòng)起來。把旋轉(zhuǎn)馬達(dá)安裝在輸入軸上，設(shè)置其轉(zhuǎn)速為looorpm，通過設(shè)置，輸入軸上的齒輪帶動(dòng)行星齒輪繞著中心齒輪公