畢業(yè)設(shè)計（論文）-行星減速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計

行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄8797第1章緒論 PAGE44第1章緒論1.1國內(nèi)外的研究狀況及其發(fā)展方向在國內(nèi)的發(fā)展中，對于減速箱的發(fā)展在不斷的提升，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和減速箱設(shè)備的使用不斷增加，市場需求量也很大，所有對行星齒輪結(jié)構(gòu)的傳動研究也是比較多的。研究最早在國內(nèi)得到發(fā)展是在20世紀(jì)60年代左右，直到20世紀(jì)70年代，發(fā)展減速箱上，制定了采用漸開線的行星齒輪減速箱，設(shè)定的系列為：JB1799-1976。在世界上的各先進(jìn)工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的工業(yè)化、信息發(fā)展的時代，正在進(jìn)入數(shù)控智能化的和知識化發(fā)展時代，使得行星齒輪減速箱的傳動結(jié)構(gòu)，在設(shè)計上得到了日趨的完善和發(fā)展，使得制造減速箱的技術(shù)再不斷的進(jìn)步，使行星齒輪減速箱實(shí)現(xiàn)的傳動方式，在國外已達(dá)到一個較高的技術(shù)水平。我國行星減速箱的發(fā)展與世界一些先進(jìn)的國家的水平上，雖存在一些比較明顯的差距，但隨著現(xiàn)代社會的進(jìn)步和改革，目前國內(nèi)的自主研發(fā)的行星齒輪減速箱的設(shè)計。1.2行星齒輪的選題分析及設(shè)計內(nèi)容本次設(shè)計的主要內(nèi)容：對行星減速機(jī)進(jìn)行了解和分析，設(shè)計計算相關(guān)參數(shù)；確定總體思路，設(shè)計總結(jié)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計減速箱零部件結(jié)構(gòu)；完成行星減速箱三維結(jié)構(gòu)建模設(shè)計；繪制減速箱的二維結(jié)構(gòu)圖紙，主要部件的零件圖紙；撰寫設(shè)計論文。1.3主要的工作內(nèi)容1.行星減速箱結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算，通過對減速箱校核，計算齒輪的接觸和零部件的彎曲強(qiáng)度；實(shí)現(xiàn)對內(nèi)外嚙和合齒輪零件，減速箱軸以及行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)的計算；再完成三維建模。2.繪制二維結(jié)構(gòu)裝配圖，由三維建模導(dǎo)出二維結(jié)構(gòu)圖紙，并按照要求完成圖紙設(shè)計。第2章行星輪減速箱方案確定行星齒輪減速箱的工作過程和結(jié)構(gòu)2.1機(jī)構(gòu)簡圖的確定減速箱傳動比i=4.64行星傳動系統(tǒng)。查參考文獻(xiàn)：《漸開線行星齒輪傳動設(shè)計》=2、3。從提高傳動裝置承載力，減小尺寸和重量出發(fā)，取=3。計算系統(tǒng)自由度W=3*3-2*3-2=12.2周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇周轉(zhuǎn)輪系的類型很多，按其基本構(gòu)件代號可分為2Z-X、3Z和Z-X-F三大類(其中Z—中心輪)。其他各種復(fù)雜的周轉(zhuǎn)輪系，大抵可以看成這三類輪系的聯(lián)合貨組合機(jī)構(gòu)。2.3行星輪減速箱方案確定確定傳動比為4.64，行星輪系結(jié)構(gòu)設(shè)計中外嚙合以及公用的行星輪等結(jié)構(gòu)組成。實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的形式、設(shè)計軸向的尺寸、考慮工藝性好、提高效率。2.4行星輪系中各輪齒數(shù)的確定在行星減速箱中，各齒輪數(shù)量的選擇是很重要的，需要滿足相應(yīng)的傳動條件。（1）保證實(shí)現(xiàn)給定的傳動比根據(jù)上面的行星輪系圖示，通過機(jī)械原理知識可以知道，因，故（2）保證滿足同心條件能夠?qū)崿F(xiàn)行星減速箱的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)先必須要在一個直線上。在設(shè)計行星減速箱的時候要必須滿足計算公式：當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒齒輪傳動或等變位齒輪傳動時，上式變?yōu)榛颍?）保證安裝均布條件在行星減速箱上的太陽輪和行星輪的結(jié)構(gòu)配合要緊湊合理。不然會因為干涉無法實(shí)現(xiàn)配合運(yùn)轉(zhuǎn)的情況發(fā)生。（4）保證滿足鄰接條件對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動：式中，m為模數(shù)，為齒頂高系數(shù)。

第3章行星減速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1基本參數(shù)要求與選擇3.1.1基本參數(shù)要求電動機(jī)功率：3KW總傳動比：4.64工作時間：15年（每年按300天計算，每天工作為12小時）3.1.2電動機(jī)的選擇根據(jù)工作功率與要求選擇電動機(jī)為：YB2S-6各項參數(shù)為：額定功率：P=3KW轉(zhuǎn)速：n=960r/min工作效率：=83%3.2方案設(shè)計3.2.1機(jī)構(gòu)簡圖圖2-4機(jī)構(gòu)簡圖設(shè)計在本次的設(shè)計中符合設(shè)計的要求，采要1個太陽輪，3個行星輪和3個內(nèi)齒圈的設(shè)計形式。遵循以上原則,通過配齒計算,確定該兩級傳動比為4.64，實(shí)現(xiàn)行星齒輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計。表1主要設(shè)計參數(shù)表齒數(shù)傳動比第一級太陽輪204.64行星輪34內(nèi)齒輪88減速箱的傳動比為4.64，4.64行星輪部分3.2.2齒形及精度因為在設(shè)計上屬于低速減速箱的運(yùn)動結(jié)構(gòu)，所有可以采用的設(shè)計壓力角為：=20的直齒輪結(jié)構(gòu)定時的傳動，設(shè)計的精度等級選擇常用的6級。3.2.3齒輪材料及性能高速機(jī)太陽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）。兩級材料分別如表3-1。疲勞極限бHlim和бFlim查書【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3-1齒輪材料及性能齒輪材料熱處理бHlim(N/mm)бFlim(N/mm)加工精度太陽輪20CrMnTi滲碳淬火HRC58~6214003756級行星輪267.5內(nèi)齒輪40Cr調(diào)質(zhì)HB262~2866502757級3.3齒輪的計算與校核3.3.1配齒數(shù)表1主要設(shè)計參數(shù)表齒數(shù)傳動比第一級太陽輪204.64行星輪34內(nèi)齒輪883.3.2初步計算齒輪主要參數(shù)（1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級①齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度查《機(jī)械基礎(chǔ)》P322表14－10，小齒輪選用20CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理，硬度236HBS。②精度等級初選行星減速箱為一般結(jié)構(gòu)形式的齒輪傳動機(jī)構(gòu)，傳動上的圓周工作的速度一般不會太大，根據(jù)設(shè)計文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)》P145表5－7，初選設(shè)定的等級為8級精度。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計齒輪由于本設(shè)計中的減速箱是軟齒面的閉式齒輪傳動，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計公式為：確定載荷系數(shù)K根據(jù)電動機(jī)和載荷的性質(zhì)查《機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)》P147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ⅰ）接觸疲勞極限應(yīng)力由《機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)》P150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,=560MPaⅱ）接觸疲勞壽命系數(shù)ZN應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為N=60njth工作壽命每年按300天，每天工作2×8小時，故th=(300×10×2×8)=48000hN1=60×466.798×1×48000=1.344×109查《機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)》P151圖5－31，且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕ZN1=1.02ZN2=1.15ⅲ)接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SHmin查《機(jī)械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)》P151表5－10，得SHmin＝1ⅳ）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計算公式得ⅶ）齒寬系數(shù)由于本設(shè)計的齒輪傳動中的齒輪為對稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?，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。ⅵ）計算小齒輪直徑d1由于，故應(yīng)將代入齒面接觸疲勞設(shè)計公式，得④圓周速度v（1）用【5】式（6-6）進(jìn)行計算式中系數(shù)，、、K、如表3-2u=29/19,電動機(jī)效率，電機(jī)與輸入軸間彈性柱銷聯(lián)軸箱之間的效率為。則輸入功率：=則太陽輪的傳遞扭矩為T==(3-5)直齒輪算式系數(shù)，則太陽輪分度圓直徑（3-6）表3-2接觸強(qiáng)P度有關(guān)系數(shù)代號名稱說明取值K使用系數(shù)查書【5】表6-5，輕微沖擊1.25行星輪間載荷分配不均系數(shù)查書【5】表7-2行星架浮動，6級精度1.20K綜合系數(shù)n=3,高精度，硬齒面1.80齒寬系數(shù)查書【5】表6-60.73.3.3按彎強(qiáng)度曲初算模數(shù)m因為取和中的較小值=（3-7）則=293.25N/mm則齒數(shù)模數(shù)的出算公式為：查書【2】10-1取模數(shù)m=2.5mm.其他幾何尺寸的計算（，）其他幾何尺寸的計算（，）齒頂高由于正常齒輪，所以齒根高由于正常齒所以全齒高幾何尺寸計算：將分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒寬列于表3-3表3-3高速級齒輪基本幾何尺寸單位：mm齒輪齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬太陽輪20505543.7534行星輪34859078.7534內(nèi)齒輪88220225213.7534表3-4接觸強(qiáng)度有關(guān)系數(shù)代號名稱說明取值算式系數(shù)直齒輪12.1行星輪間載荷分配系數(shù)1.3綜合系數(shù)查【5】表6-4高精度1.6齒形系數(shù)查書【5】6-252.842.543.3.4齒輪疲勞強(qiáng)度校核（1）外嚙合查書【5】式6-19、6-20,計算接觸應(yīng)力,用式6-21計算其需用應(yīng)力,式中的參數(shù)和數(shù)值如表3-4表3-4外嚙合接觸強(qiáng)度有關(guān)參數(shù)和系數(shù)代號名稱說明取值使用系數(shù)按中等沖擊查【5】表6-51.25動載系數(shù)6級精度，查【5】圖6-5b1.01齒向載荷分布系數(shù)查書【4】圖6-7（a）（b）（c）得=0.311.065齒間載荷分布系數(shù)查【4】表6-9，六級精度1行星輪間載荷分布系數(shù)行星架浮動，查【5】表7-21.20節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)2.5彈性系數(shù)查【5】表6-17189.8重合度系數(shù)查【4】6-10得，0.90螺旋角系數(shù)直齒，=01分度圓上切向力685.7Nb工作齒寬17u齒數(shù)比1.526壽命系數(shù)按工作15年，每年工作300天，每天12小時計算，按【5】圖6-18HRC=60,v=0.957,查【5】表8-101潤滑油系數(shù)查【4】圖6-171.03速度系數(shù)查【5】圖6-20，0.95粗超度最小安全系數(shù)查【5】圖6-211.01工作硬化系數(shù)內(nèi)齒輪均為硬齒面，查【5】圖6-221尺寸系數(shù)查【4】表6-151最小安全系數(shù)按高可靠度，查【5】表6-221.25接觸應(yīng)力基本值（3-10）接觸應(yīng)力（3-11）許用接觸應(yīng)力:/= （3-12）故,接觸強(qiáng)度通過齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞應(yīng)力及許用應(yīng)力用書【5】6-34,、6-35、6-35、6-36計算并分別對太陽輪和行星輪進(jìn)行校核。各項參數(shù)如表3-5表3-5外嚙合齒根彎曲強(qiáng)度有關(guān)參數(shù)和系數(shù)代號名稱說明取值齒向載荷分布系數(shù)1.054齒間載荷分布系數(shù)1行星輪載荷分布系數(shù)按【5】式7-431.3太陽輪齒形分配敘述x=0,z=19,查【5】6-252.84行星輪齒形分布系數(shù)x=0,,查【5】圖6-252.54太陽輪應(yīng)力修正系數(shù)查【5】圖6-271.57太陽輪應(yīng)力修正系數(shù)查【5】圖6-271.72重合度系數(shù)查【5】式6-40，0.72彎曲壽命能夠系數(shù)N>31試驗齒輪應(yīng)力修正系數(shù)按所給區(qū)域圖取2太陽輪齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖6-350.96行星齒輪齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖6-350.97齒根表面形狀系數(shù)，查【5】圖6-351.045最小安全系數(shù)按高可靠度，查【5】表6-81.6=1\*GB3①太陽輪：彎曲應(yīng)力基本值：=（3-13）彎曲應(yīng)力：=Y=（3-14）故<,彎曲強(qiáng)度通過=2\*GB3②行星輪=../bm=103.79N/mm=./===故<,彎曲強(qiáng)度通過（2）內(nèi)嚙合=1\*GB3①齒輪接觸疲勞強(qiáng)度、仍用【5】式（6-19）、（6-20）、（6-21）計算，其中與外嚙合取值，不同的參數(shù)為u=77/29=2.655,=0.87,=1.03,=0.97,=1.11=Z（3-15）（3-16）=mm（3-17）故<=2\*GB3②齒根彎曲疲勞強(qiáng)度只需計算內(nèi)齒輪，計算公式仍為書【5】（6-34）、（6-35）和式6-36，其中取值與外嚙合不同的系數(shù)：，，=0.683=1.02=1.045=（3-18）==(3-19)=./=(3-20)故<,彎曲強(qiáng)度通過3.4軸上部件的設(shè)計計算與校核3.4.1軸的計算3.4.1.1輸出軸1.輸出軸上的功率(為齒輪嚙合效率)2..求齒輪上的力2.初步確定軸的最小直徑根據(jù)表【1】式（15-3），取,于是得軸的輸出最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸箱的直徑dⅠ-Ⅱ,為了所選軸直徑孔徑相適，故需同時選取聯(lián)軸箱型號，聯(lián)軸箱查【1】表14-1，取，則（3-47）按計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸箱公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩條件，查【6】表11-17，ZL3彈性柱銷齒式聯(lián)軸箱dⅠ=38，半聯(lián)軸箱長度L=82,半聯(lián)軸箱與軸配合得轂孔長度L1=60。3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）半聯(lián)軸箱與軸配合得轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸箱上而不壓在軸端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)該L1略短一些，現(xiàn)取LⅠ-Ⅱ=58mm。2）初選滾動軸承。應(yīng)為軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承6010，其尺寸d-D-T=50mm-80mm-16mm,故dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ=50mm,而LⅦ-Ⅷ=16mm.有手冊上查的6010軸間高度，h=3,因此選取dⅥ-Ⅶ=56。已知齒輪輪轂的寬度為60mm,為了使套筒斷面可靠的緊壓齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，軸環(huán)寬度取10mm。軸承端蓋的總寬度為21mm(由減速箱及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定),取LⅢ-Ⅳ=30.5。取齒輪距箱體的內(nèi)壁之間的距離a=10.5,.(2)軸上零件的周向定位同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同時半聯(lián)軸箱的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸箱的配合為。4.求軸上的載荷作為簡支梁的軸的支撐跨距為L1+L2=72.5+127.5=200mm。3,（3-47）,（3-48）代入數(shù)值可得：則截面C處的,代入數(shù)值可得，N（3-49）總彎矩：（3-50）（3-51）5.按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)書【1】式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力：(3-52)前已選定軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理，由【1】表15-1查得，，故<3.4.1.2輸入軸1．輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩=2.465kw，=960r/min，=8.413N.m2．求作用在齒輪上的力3.初步確定軸的最小直徑根據(jù)表【1】式（15-3），取,于是得(3-53)4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按照輸入軸的設(shè)計方法各段軸的大小、長度如圖3-4所示選滾動軸承型號為：6005(單位為mm)聯(lián)軸箱處鍵槽：3.4.1.3滾動軸承的壽命校核1．求軸向力與徑向力的比值根據(jù)【1】表13-5<e2．初步計算當(dāng)量動載荷p（3-55）按【1】表13-6，按式13-5，X=1,Y=0則：（3-56）=1.2=1818.924N3．驗算6010的壽命，根據(jù)【1】式（13-5），，（深溝球軸承）（3-57）>,滿足壽命要求。3.4.2行星架設(shè)計軸與孔之見采用過盈配合（），用溫差裝配，配合長度為1.5d-2.5d范圍內(nèi)取，取配合長度為20mm。取左端與齒輪軸配合長度為20mm,孔與軸之間采用間隙配合。（三）、滾動軸承選擇2、高速軸軸承的校核①基本額定靜載荷為：=2\*GB3②求兩軸承受到的徑向載荷有力分析可知：=3\*GB3③求兩軸承的計算軸向力對于圓錐滾子軸承，軸承派生軸向力，Y由設(shè)計手冊查得為1.9，因此可以估算：則軸有向右竄動的趨勢，軸承1被壓緊，軸承2被放松=4\*GB3④求軸承當(dāng)量動載荷查設(shè)計手冊知e=0.31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軸承2因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,查課本表13-6得則=5\*GB3⑤驗算軸承壽命因為,所以按軸承1的受力大小驗算3.5鍵的選擇與校核3.5.1鍵的選擇在本設(shè)計中，所選擇的鍵的類型均為A型圓頭普通平鍵，其材料為45鋼，在帶輪1上鍵的尺寸如下表所示：軸鍵鍵槽半徑r公稱直徑d公稱尺寸bh寬度b深度公稱尺寸b極限偏差軸t轂一般鍵聯(lián)結(jié)軸N9轂9公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差最小最大288780-0.0360.0184.0+0.203.3+0.200.250.403.5.2鍵的校核3.6.2.1鍵的剪切強(qiáng)度校核鍵在傳遞動力的過程中，要受到剪切破壞，其受力如下圖所示：鍵的許用剪切應(yīng)力為[τ]=30，由前面計算可得，軸上受到的轉(zhuǎn)矩T=55Nm，由鍵的剪切強(qiáng)度條件：（其中D為帶輪輪轂直徑）（5-1）=10M30（結(jié)構(gòu)合理）3.6.2.2鍵的擠壓強(qiáng)度校核鍵在傳遞動力過程中，由于鍵的上下兩部分之間有力偶矩的作用，迫使鍵的上下部分產(chǎn)生滑移，從而使鍵的上下兩面交界處產(chǎn)生破壞，其受力情況如下圖所示：（初取鍵的許用擠壓應(yīng)力=100）由（5-2）=2000N又有（5-3）8結(jié)構(gòu)合理3.6聯(lián)軸箱的選擇聯(lián)軸箱的計算轉(zhuǎn)矩，查課本表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則，半聯(lián)軸箱的孔徑=24mm。（6）潤滑與密封①齒輪的潤滑采用浸油潤滑，浸油深度為一個齒高，但不小于10mm。②滾動軸承的潤滑所以選用軸承內(nèi)充填油脂來潤滑。③潤滑油的選擇齒輪選用普通工業(yè)齒輪潤滑油，軸承選用鈣基潤滑脂。④密封方法的選取箱內(nèi)密封采用擋油盤。3.7箱體尺寸及附件的設(shè)計采用HT250鑄造而成，其主要結(jié)構(gòu)和尺寸如下：中心距a=154.5mm，取整160mm總長度L：總寬度B：總高度H：箱座壁厚：，未滿足要求，直接取8mm箱蓋壁厚：，未滿足要求，直接取8mm箱座凸緣厚度b：=1.5*8=12mm箱蓋凸緣厚度b1：=1.5*8=12mm箱座底凸緣厚度b2：=2.5*8=20mm箱座肋厚m：=0.85*8=6.8mm箱蓋肋厚m1：=0.85*8=6.8mm扳手空間：C1＝18mm，C2＝16mm軸承座端面外徑D2：高速軸上的軸承：低速軸上的軸承：軸承旁螺栓間距s：高速軸上的軸承：低速軸上的軸承：軸承旁凸臺半徑R1：箱體外壁至軸承座端面距離：地腳螺釘直徑：地腳螺釘數(shù)量n：因為a=160mm<250mm，所以n=4軸承旁螺栓直徑：凸緣聯(lián)接螺栓直徑：,?。?0mm凸緣聯(lián)接螺栓間距L：，取L＝100mm軸承蓋螺釘直徑與數(shù)量n：高速軸上的軸承：d3=6,n＝4，低速軸上的軸承：d3=8，n＝4，檢查孔蓋螺釘直徑：,取d4＝6mm檢查孔蓋螺釘數(shù)量n：因為a=160mm<250mm,所以n=4啟蓋螺釘直徑d5（數(shù)量）：（2個）定位銷直徑d6（數(shù)量）：（2個）齒輪圓至箱體內(nèi)壁距離：，?。?0mm小齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離：，?。?0mm軸承端面至箱體內(nèi)壁距離：當(dāng)軸承脂潤滑時，＝10～15，?。?0大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁距離：>30～50，?。?0mm箱體內(nèi)壁至箱底距離：＝20mm減速箱中心高H：，取H＝185mm。箱蓋外壁圓弧直徑R：箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面距離L1：箱體內(nèi)壁軸向距離L2：兩側(cè)軸承座孔外端面間距離L3：

第4章三維建模結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1建模軟件的介紹各種三維軟件兼容性好且具有高端三維機(jī)械設(shè)計軟件類似的功能，而且功能強(qiáng)大技術(shù)創(chuàng)新和易學(xué)易用是的三大主要特點(diǎn)，使得成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。另外在齒輪建模的過程中，需要利用到CAXA這款軟件，通過CAXA軟件建立漸開線齒廓，能夠更為準(zhǔn)確的建立齒輪模型。4.2行星齒輪機(jī)構(gòu)的建模4.2.1對行星齒輪的建模在中對漸開線齒輪進(jìn)行建模時，時常會發(fā)生誤差，從而對齒輪的后續(xù)裝配產(chǎn)生影響，本文采用了在SolidWorks中進(jìn)行齒輪建模。點(diǎn)擊保存，保存為.dwg格式，保存名稱為輸入齒輪軸。分度圓半徑（1）齒根圓半徑（2）齒頂圓半徑（3）齒根過渡圓角半徑（4）式中,m為模數(shù);z為齒數(shù);α為標(biāo)準(zhǔn)齒形角;為齒頂高系數(shù),正常齒取1.0,短齒取0.8;為頂隙系數(shù),正常齒取0.25,短齒取0.3;x為變位系數(shù);為齒頂高變動系數(shù);分度圓上的展角tan。（5）選擇插入—凸臺/基體—旋轉(zhuǎn)凸臺/基體，彈出對話框，對草圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸。4.2.2行星齒輪其他部件的建模行星齒輪的建模與輸入齒輪軸的齒輪方法相同，通過軟件生成漸開線齒廓，然后轉(zhuǎn)入到中，建立行星齒輪模型。對于其他各個部件的建模與輸入齒輪軸的建模類似，通過旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃描獲得。根據(jù)具體要求進(jìn)行建模。在此就不進(jìn)行詳細(xì)的概述。其他零件圖一次方法一一設(shè)計，其中包括行星輪、太陽輪、系桿的零件建模見圖3行星輪太陽輪圖3各零件實(shí)體模型4.3行星齒輪機(jī)構(gòu)的虛擬裝配輪系各輪轉(zhuǎn)角為：太陽輪轉(zhuǎn)角:（4-1）內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)角:（4-2）第1個行星齒輪自轉(zhuǎn)角：（4-3）式中Np———行星齒輪的個數(shù)Za———太陽輪的齒數(shù)Zc———行星齒輪的齒數(shù)Zb———內(nèi)齒圈的齒數(shù)③第3個行星齒輪的裝配1、選擇箱體基準(zhǔn)軸1和裝配體1中的基準(zhǔn)軸1選擇重合按鈕；2、選擇箱體右視基準(zhǔn)面和裝配體右視基準(zhǔn)面選擇重合按鈕。3、選擇行星齒輪的端面和箱體內(nèi)齒輪的端面，選擇重合按鈕。4、再次插入零部件行星齒輪，打開配合按鈕。裝配步驟：1、選擇行星齒輪基準(zhǔn)軸1和裝配體基準(zhǔn)面1，選擇重合按鈕；2、選擇基準(zhǔn)軸1和行星齒輪的基準(zhǔn)軸1，選擇距離按鈕，輸入距離36；3、步驟與下面的步驟基本相同，除了步驟（1）中與行星齒輪基準(zhǔn)軸配合的是裝配體基準(zhǔn)面3，其他步驟相同。步驟：①選擇行星齒輪基準(zhǔn)軸1和裝配體基準(zhǔn)面2，選擇重合按鈕；②選擇基準(zhǔn)軸1和行星齒輪的基準(zhǔn)軸1，選擇距離按鈕，輸入距離36；（10）打開干涉按鈕，計算是否發(fā)生干涉；（11）插入輸入齒輪軸，打開配合按鈕，配合后如圖4.4。步驟：1、選擇輸入齒輪軸的基準(zhǔn)軸和裝配體的基準(zhǔn)軸，選擇重合按鈕；2、選擇行星齒輪端面和輸入齒輪軸齒輪端面，選擇重合按鈕。（12）打開干涉按鈕，計算是否發(fā)生干涉；（13）右擊箱體，選擇隱藏零部件。（14）插入小軸，打開配合按鈕，配合后如圖4.5。步驟：①選擇行星齒輪中心孔面和小軸的外圓柱面，選擇同軸心按鈕；②選擇行星齒輪端面和小軸的端面，選擇重合。圖4.5小軸與行星齒輪的配合（15）再次插入兩個小軸，分別裝入另外兩個行星齒輪中，配合方式與步驟14相同。（16）插入零件調(diào)整墊，打開配合按鈕。步驟：①選擇調(diào)整墊的中心孔面和小軸的外圓柱面，選擇同軸心按鈕；②選擇行星齒輪端面和調(diào)整墊的端面，選擇重合。（17）再次插入兩個調(diào)整墊，分別裝入另外兩個小軸中，配合方式與步驟16相同。（18）插入零件轉(zhuǎn)盤，打開配合按鈕，配合完成后如圖4.6。圖4.6轉(zhuǎn)盤與小軸的配合步驟：①選擇轉(zhuǎn)盤前視基準(zhǔn)面和裝配體的右視基準(zhǔn)面，選擇重合按鈕；②選擇轉(zhuǎn)盤右視基準(zhǔn)面和裝配體的上視基準(zhǔn)面，選擇重合按鈕；③選擇轉(zhuǎn)盤基準(zhǔn)軸3和裝配體的右視基準(zhǔn)面，選擇重合按鈕。（19）打開工具選項，選擇插件欄，點(diǎn)擊SlidworksToolbox和SlidworksToolboxBrowser最后單擊確定。（20）打開設(shè)計庫，選擇Toolbox中的GB—墊圈和擋圈—平墊圈，選擇小墊圈-A級GB/T848-1985，設(shè)置屬性大小為M12。步驟：①選擇墊圈的基準(zhǔn)軸和小周的基準(zhǔn)軸，選擇重合按鈕：②選擇墊圈的端面和轉(zhuǎn)盤的端面，選擇重合按鈕。（21）繼續(xù)打開設(shè)計庫，重新選擇兩個墊片，配合在另外兩個小軸上，屬性和裝配步驟與步驟20相同（22）】選擇六角薄螺母GB/T6172.1-2000，設(shè)置屬性大小為M12，螺紋線顯示為簡化模式，打開配合按鈕。步驟：①選擇六角螺母的基準(zhǔn)軸和小軸的基準(zhǔn)軸，選擇重合按鈕；②選擇六角螺母的端面和按片的端面，選擇重合按鈕。（23）繼續(xù)打開設(shè)計庫，重新選擇兩個六角螺母，配合的部件是另外兩個小軸，屬性大小與步驟20相同，配合步驟與步驟20相同。（24）插入零部件輸出齒輪軸，移動齒輪軸至合適位置，打開配合按鈕。步驟：①選擇輸出齒輪軸基準(zhǔn)軸和裝配體基準(zhǔn)軸，選擇重合按鈕；②選擇輸出齒輪軸鍵槽底面和轉(zhuǎn)盤鍵槽底部，選擇平行按鈕。（25）打開設(shè)計庫，選擇Toolbox中的GB—銷和鍵—平行鍵，選擇普通平鍵GB1096—79，設(shè)置屬性大小為8，長度28，類型A，打開配合按鈕，配合完成后如圖4.7。完成后再次選擇一個相同的并行健，裝入輸出軸的另外一個鍵槽之中，裝配的基本步驟與之前的相同。步驟：①選擇輸出齒輪軸鍵槽底面和鍵槽頂面，選擇重合按鈕；②選擇輸出齒輪軸鍵槽圓柱面和鍵槽圓柱面，選擇重合按鈕；③選擇輸出齒輪軸鍵槽側(cè)端面和鍵槽側(cè)端面，選擇重合按鈕。圖4.7輸出齒輪軸與普通平鍵的配合（26）打開配合按鈕，選擇轉(zhuǎn)盤的頂面和輸出齒輪軸臺階端面，選擇重合按鈕。（28）插入零部件端蓋，移動至合適位置，打開配合按鈕,如圖4.9。步驟：①選擇端蓋外圓柱面和箱體外圓柱面，選擇同心按鈕；②選擇端蓋拉伸切除內(nèi)圓柱面和箱體M8螺紋孔，選擇同心按鈕；③選擇端蓋最內(nèi)里的端面和銅套端面，選擇重合按鈕。（32）打開設(shè)計庫，選擇Toolbox中的GB—銷和鍵—平行鍵，選擇普通平鍵GB1096—79，設(shè)置屬性大小為6，長度28，類型A，打開配合按鈕，配合步驟與第23步的步驟相同。（33）將除了三個行星齒輪、輸入齒輪軸和箱體，將其他零件隱藏。步驟：1、再次對另外兩個行星齒輪進(jìn)行同樣的配合方法。2、選擇機(jī)械配合中的齒輪按鈕，選擇要配合的實(shí)體，選擇行星齒輪的內(nèi)孔和箱體的外圓柱，輸入齒輪比率為18:66，選擇反轉(zhuǎn)框，如圖4.12。圖4.12箱體與行星齒輪的齒輪配合3、再次對另外兩個行星齒輪進(jìn)行同樣的配合方法。4、右擊箱體，選擇隱藏按鈕，右擊轉(zhuǎn)盤，選擇顯示按鈕，打開配合按鈕，選擇機(jī)械配合中的齒輪按鈕，選擇轉(zhuǎn)盤中的基準(zhǔn)軸1和行星齒輪1的基準(zhǔn)軸，輸入齒輪比率為1:1。（34）右擊箱體，選擇顯示零部件。（35）選擇干涉，對零件進(jìn)行干涉檢查，若發(fā)生干涉，將要對裝配中出現(xiàn)的位置進(jìn)行檢查。在裝配的過程中，有的零件重復(fù)出現(xiàn)，可以通過陣列的方法裝配，例如以上步驟中的步驟9、15、17、21、23等，可以通過陣列的方式進(jìn)行裝配。在裝配過程中的說明：（1）在進(jìn)行干涉檢查的時候，會發(fā)現(xiàn)螺釘與螺孔的裝配和小軸與螺母的裝配有干涉提示，這是由于螺釘與螺孔的裝配不像現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)配不同，所以這個干涉可以忽略。（2）在裝配的過程中，O型橡膠密封圈由于其材料為橡膠，所以在實(shí)際的裝配過程中，是不會發(fā)生干涉的，但是在虛擬仿真中，由于不能考慮其彈性功能，在視覺上會感覺其與輸入齒輪軸處于干涉狀態(tài)，所以這個干涉也可以忽略。（3）在裝配的過程中，有些零件如果不能在零件庫中打開的話，就要重新建模一個。在裝配過程中所需要注意的問題：（1）在對行星齒輪、箱體和輸入齒輪軸進(jìn)行齒輪配合時，要注意齒輪的正反轉(zhuǎn)。（2）在對行星齒輪和箱體、輸入齒輪軸進(jìn)行齒輪配合之后要將第8步中的步驟③、第9步中的步驟③、第11步中的步驟②刪除，否則在運(yùn)動的過程中不能進(jìn)行運(yùn)動。4.4裝配體的實(shí)現(xiàn)圖4.13（a）裝配體 圖4.13（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖總結(jié)本次設(shè)計，使我進(jìn)一步鞏固，