畢業(yè)設(shè)計(jì)---ngw型行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)我對(duì)日常生活的觀察，以及在大學(xué)階段的各個(gè)實(shí)習(xí)，最后選定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為——螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。其原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋軸回轉(zhuǎn)時(shí)，加入槽內(nèi)的物料由于自重的作用，不能螺旋葉面旋轉(zhuǎn)，但受著螺旋的軸向推力的作用，向著一個(gè)方向推進(jìn)到卸料口處，物料被卸出，從而達(dá)到輸送物料的目的。本輸送機(jī)傳動(dòng)裝置采用NGW型行星齒輪減速器傳動(dòng)，NGW型行

2、星齒輪減速器具有體積小、質(zhì)量小、傳動(dòng)比大、承載能力大，以及傳動(dòng)平穩(wěn)和效率高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是——NGW型行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)。首先通過(guò)確定其傳動(dòng)比，再到配齒計(jì)算，再確定NGW型行星齒輪減速器各個(gè)齒輪的尺寸及嚙合參數(shù)，最后是行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)NGW型行星齒輪減速器的各個(gè)部分以及其設(shè)計(jì)過(guò)程都有了更加深入的理解。</p><p&g

3、t;　　關(guān)鍵詞： 螺旋輸送機(jī) NGW型行星齒輪減速器 均載機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to my observation of daily life, as well as the various internship at the university stage, the final

4、design selected topics for graduate -- spiral conveyer design. Its principles are : When electric motors driven screw axis rotation, the inside of the materials themselves as role-not screw leaf surface, but once the spi

5、ral must thrust role toward a direction to the mouth of the discharge Office of materials being discharged to reach carrier materials. The aircraft carrier transmission</p><p>　　The graduate design major des

6、ign type planetary gear reducer is --NGW design. First, by defining its velocity ratio, and then to calculate the allocation of teeth, to determine the type of planetary gear reducer NGW various gear and mesh size parame

7、ters, planetary transmission is the final design and structure are reflected in the design of institutions. Through this design, I have a deeper understanding to NGW-planetary gear reducer and parts of the design process

8、 .</p><p>　　Keyword：Spiral conveyer NGW-planetary gear reducer</p><p>　　Balanced load institution </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　GX型螺旋輸送機(jī)是工農(nóng)業(yè)各部門(mén)機(jī)械化運(yùn)輸工

9、作的主要機(jī)組，可使運(yùn)輸工作減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，應(yīng)用范圍很廣泛。適用于輸送粉狀、粒狀及小塊物料：如煤粉、水泥、礦沙、爐灰、石灰、化肥、蘇打、食鹽、砂糖、谷物、淀粉、棉子、麥芽、飼料、飼料、鋸木宵等，因此在水泥廠、化肥廠、化工廠、鐵廠、礦山、糖廠、造紙廠、維尼龍廠、飼料公司、水利工場(chǎng)使用較多。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、面積小、操作安全方便、在運(yùn)輸過(guò)程中能與外界隔離，是一種封閉的運(yùn)輸設(shè)備，它不僅可以水平運(yùn)輸，而且可以傾斜運(yùn)輸。<

10、/p><p>　　螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)部分采用行星齒輪傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)。而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳功效率高的輸送設(shè)備、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速器的汽車(chē)和坦克等車(chē)輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、

11、體積小、傳動(dòng)比大及效率高(類(lèi)型選用得當(dāng))等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也獲得了應(yīng)用。它幾乎可通用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。</p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)

12、的日新月異的發(fā)展，螺旋輸送機(jī)作為重要的輸送設(shè)備，在祖國(guó)建設(shè)的各個(gè)角落都發(fā)揮著巨大的作用。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言I</b></p><p>　　1 行星齒輪傳動(dòng)概論1</p><p>　　1.1 行星齒輪傳動(dòng)的定義、符號(hào)及其特點(diǎn)1<

13、/p><p>　　1.2 行星齒輪傳動(dòng)的符號(hào)3</p><p>　　1.3 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)4</p><p>　　2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算7</p><p>　　2.1 行星齒輪傳動(dòng)中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件7</p><p>　　2.1.1 傳動(dòng)比條件7</p><p>　　2.

14、1.2 鄰接條件7</p><p>　　2.1.3 同心條件8</p><p>　　2.1.4 安裝條件9</p><p>　　2.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算11</p><p>　　2.1.5 2Z-X(A)型行星傳動(dòng)12</p><p>　　3 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算14</p

15、><p>　　3.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)14</p><p>　　4 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算17</p><p>　　4.1 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析17</p><p>　　4.1.1 行星齒輪傳動(dòng)18</p><p>　　4.2 行星輪支承上和基本構(gòu)件軸上的作用力20</p>

16、<p>　　4.2.1 行星輪軸承上的作用力20</p><p>　　4.3 行星齒輪傳動(dòng)中輪齒的失效形式和常用的齒輪材料20</p><p>　　4.3.1 輪齒的失效形式20</p><p>　　4.3.2 常用的齒輪材料22</p><p>　　4.4 齒輪、軸和軸承的強(qiáng)度校核24</p><p&

17、gt;　　4.4.1 齒輪的校核24</p><p>　　4.4.2 軸的校核24</p><p>　　4.4.3 軸承的校核25</p><p>　　5 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)26</p><p>　　5.1 行星輪間載荷分布不均勻性分析26</p><p>　　5.2 行星輪間載荷分布均勻的措施29&l

18、t;/p><p>　　5.2.1 基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)30</p><p>　　5.2.2 杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu)37</p><p>　　5.2.3 采用彈性件的均載機(jī)構(gòu)39</p><p>　　6 行星減速器的箱體設(shè)計(jì)43</p><p>　　6.1 箱體的結(jié)構(gòu)及各個(gè)尺寸的計(jì)算數(shù)值如下：43</p>

19、<p>　　6.2 行星齒輪減速器的潤(rùn)滑44</p><p>　　6.2.1 行星齒輪減速器的潤(rùn)滑特點(diǎn)及潤(rùn)滑劑的作用44</p><p>　　6.2.2 行星齒輪減速器的潤(rùn)滑方式44</p><p>　　6.2.3 行星齒輪減速器齒輪潤(rùn)滑油的使用要求45</p><p>　　6.3 附件的選取45</p>

20、<p>　　6.4 軸承、鍵及聯(lián)軸器的選取46</p><p>　　6.4.1 軸承的選取46</p><p>　　6.4.2 聯(lián)軸器及鍵的選取46</p><p>　　7 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算48</p><p>　　7.1 GX螺旋輸送機(jī)各零部件構(gòu)造分述如下：48</p><p>　　7.1.1

21、 螺旋48</p><p>　　7.1.2 頭節(jié)裝置與尾節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)50</p><p>　　7.1.3 懸掛軸承裝置50</p><p>　　7.1.4 機(jī)槽（機(jī)殼）51</p><p>　　7.2 GX型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)51</p><p>　　7.2.1 螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍51<

22、/p><p>　　7.2.2 螺旋輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)51</p><p>　　7.3 螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)計(jì)算52</p><p><b>　　8總結(jié)53</b></p><p><b>　　9 參考文獻(xiàn)54</b></p><p><b>　　10致謝55<

23、;/b></p><p>　　1 行星齒輪傳動(dòng)概論</p><p>　　1.1 行星齒輪傳動(dòng)的定義、符號(hào)及其特點(diǎn)</p><p>　　齒輪傳動(dòng)在各種機(jī)器和機(jī)械設(shè)備中已獲得了較廣泛的應(yīng)用。例如，起重機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、建筑機(jī)械、石油機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)、火炮、船舶利儀器、儀表中均采用了齒輪傳動(dòng)。在上述各種機(jī)器設(shè)備和機(jī)械傳動(dòng)裝置中，為了減速、增速

24、和變速等特殊用途，經(jīng)常采用一系列互相嚙合的齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，在《機(jī)械原理》中，便將上述的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)稱(chēng)之為輪系。 </p><p>　　1. 行星齒輪傳動(dòng)的定義</p><p>　　輪系可由各種類(lèi)型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿蝸輪組成的輪系，稱(chēng)為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱(chēng)為平面輪系。</p><p>　　根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其各齒輪的幾何軸線

25、相對(duì)位置是否變動(dòng)，齒輪傳動(dòng)分為兩大類(lèi)型。（1）．普通齒輪傳動(dòng)(定軸輪系)</p><p>　　當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的所有齒輪的幾何軸線位置都是固定不變的，則稱(chēng)為普通齒輪傳動(dòng)(或稱(chēng)定軸輪系)。在普通齒輪傳動(dòng)中，如果各齒輪副的軸線均互相平行，則稱(chēng)為平行軸齒輪傳動(dòng)；如果齒輪系中含有一個(gè)相交軸齒輪副或一個(gè)相錯(cuò)軸齒輪副，則稱(chēng)為不平行軸齒輪傳動(dòng)(空間齒輪傳動(dòng))。</p><p>　?。?）

26、．行星齒輪傳動(dòng)(行星輪系)</p><p>　　當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，如圖1-1（a）所示。在上述齒輪傳動(dòng)中，齒輪a、b和構(gòu)件x均繞幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒輪c是活套在構(gòu)件x的軸0c上，它一方面繞自身的幾何軸線0c旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))，同時(shí)又隨著幾何軸線0c繞固定的幾何軸線OO旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))，即齒輪c

27、作行星運(yùn)動(dòng)；因此，稱(chēng)該齒輪傳動(dòng)為行星齒輪傳動(dòng)，即行星輪系。</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)按其自由度的數(shù)目可分為以下幾種。</p><p>　　a. 簡(jiǎn)單行星齒輪傳動(dòng) 具有一個(gè)自由度(W=1)的行星齒輪傳動(dòng)，如圖1—1(b)所示。對(duì)于簡(jiǎn)單行星齒輪傳動(dòng)。只需要知道其中一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)便可以確定。</p><p>　　b. 差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng) 具有

28、兩個(gè)自由度(W＝2)的行星齒輪傳動(dòng)，即它是具有三個(gè)可動(dòng)外接構(gòu)件(a、b和x)的行星輪系[見(jiàn)圖1—1(a)]。對(duì)于差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)，必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后，其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)才能確定。</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪c，稱(chēng)為行星齒輪(簡(jiǎn)稱(chēng)為行星輪)。換言之，在齒輪系中，凡具有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的齒輪，則稱(chēng)為行星輪，如圖1—l中所示的齒輪c。僅有一個(gè)齒圈的行星c，稱(chēng)為單齒圈行星輪[見(jiàn)圖l—1和圖1—2(a

29、)]；帶有兩個(gè)齒圈的行星輪c—d，稱(chēng)為雙齒圈行星輪[見(jiàn)圖1—2(b)和圖1—3]。</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，支承行星輪c(或c—d)并使它得到公轉(zhuǎn)的構(gòu)件，稱(chēng)為轉(zhuǎn)臂(又稱(chēng)為系桿)，用符號(hào)x表示。轉(zhuǎn)臂x繞之旋轉(zhuǎn)的幾何軸線，稱(chēng)為主軸線，如軸線。在行星齒輪傳動(dòng)中，與行星齒輪相嚙合的，且其軸線又與主軸線重合的齒輪，稱(chēng)為中心輪；外齒中心輪用符號(hào)a或b表示，內(nèi)齒中心輪用符號(hào)b或e表示。最小的外齒中心輪a又可稱(chēng)為太

30、陽(yáng)輪。而將固定不動(dòng)的(與機(jī)架連接的)中心輪，稱(chēng)為支持輪，如圖1—1(b)中所示的內(nèi)齒輪b。</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，凡是其旋轉(zhuǎn)軸線與主軸線相重合，并承受外力矩的構(gòu)件，稱(chēng)為基本構(gòu)件，如圖1—1中的中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂x 。換言之，所謂基本構(gòu)件就是在空間具有固定旋轉(zhuǎn)軸線的受力構(gòu)件；其中也可能是固定構(gòu)件，如圖1-l(b)中與機(jī)架相連接的內(nèi)齒輪b。而差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)[見(jiàn)圖1、1(a)]就是具有三個(gè)運(yùn)動(dòng)基本構(gòu)件

31、的行星齒輪傳動(dòng)。在其三個(gè)基本構(gòu)件中，若將內(nèi)齒輪b固定不動(dòng)，則可得到應(yīng)用十分廣泛的，輸入件為中心輪a或轉(zhuǎn)臂x，輸出件為轉(zhuǎn)臂x或中心輪a的行星齒輪傳動(dòng)[見(jiàn)圖1—1(b)]。仿上，當(dāng)中心輪a固定不動(dòng)時(shí)，則可得到輸入件為內(nèi)齒輪b或轉(zhuǎn)臂x，輸出件為轉(zhuǎn)臂x或內(nèi)齒輪b的行星齒輪傳動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)臂x固定不動(dòng)時(shí)，則可得到所有齒輪軸線均固定不動(dòng)的普通齒輪傳動(dòng)，即定軸齒輪傳動(dòng)。由于該定軸齒輪傳動(dòng)是原來(lái)行星齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)，故又稱(chēng)之為準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，如圖l—l(c

32、)所示。為了便于對(duì)上述行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行研究分析，差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)(W=2)、</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)(W＝1)和準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，統(tǒng)稱(chēng)為行星齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　1.2 行星齒輪傳動(dòng)的符號(hào)</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中較常用的符號(hào)如下。</p><p>　　n——轉(zhuǎn)速，以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)衡量的角速度，r／min 。&l

33、t;/p><p>　　——角速度，以每秒弧度來(lái)衡量的角速度，rad／s。</p><p>　　——齒輪a的轉(zhuǎn)速，r／min 。</p><p>　　一一內(nèi)齒輪b的轉(zhuǎn)速，r／min。</p><p>　　——轉(zhuǎn)臂x的轉(zhuǎn)速，r／min。</p><p>　　——行星輪c的轉(zhuǎn)速，r／min。</p><p&g

34、t;　　——a輪輸入，b輪輸出的傳動(dòng)比，即</p><p><b>　　=±</b></p><p>　　——在行星齒輪傳動(dòng)中，構(gòu)件A相對(duì)于構(gòu)件c的相對(duì)轉(zhuǎn)速與構(gòu)件B相對(duì)構(gòu)件C的相</p><p><b>　　對(duì)轉(zhuǎn)速之比值，即</b></p><p><b>　　=</b&g

35、t;</p><p>　　——在行星齒輪傳動(dòng)中，中心輪a相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的相對(duì)轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒輪b相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的相對(duì)轉(zhuǎn)速之比值，即</p><p><b>　　=</b></p><p>　　1.3 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行

36、功率分流； 同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)．而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳功效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速器的汽車(chē)和坦克等車(chē)輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)的

37、主要持點(diǎn)如下。</p><p>　　(1) 體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大 由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。再由于在中心輪的周?chē)鶆虻胤植贾鴶?shù)個(gè)行星輪來(lái)共同分擔(dān)載荷，從而使得每個(gè)齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容體積，從而有利于縮小其外廓尺寸．使其體積小，

38、質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊、且承載能力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的1/2—1/5 (即在承受相同的載荷條件下)。</p><p>　　(2) 傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱(chēng)分布的行星輪．使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類(lèi)型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0．97~0．99。</p>

39、<p>　　(3) 傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配兩方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾干。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(4) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能

40、力較強(qiáng) 由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周?chē)?，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。</p><p>　　總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高(類(lèi)型選用得當(dāng))等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、

41、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也獲得了應(yīng)用。它幾乎可通用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。</p><p>　　隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)裝里所傳遞的功率已達(dá)到20000kW，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到4500kN·m。據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動(dòng)

42、技術(shù)的發(fā)展方向如下。</p><p>　?。?） 標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已有50多個(gè)漸開(kāi)線行星由輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。</p><p>　　（2） 硬齒面、高精度 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。制造精度一般均在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。</

43、p><p>　?。?） 高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在同速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。</p><p>　?。?） 大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已有了較大的發(fā)展。</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難些。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深人地了

44、解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此，對(duì)于它的制造安裝問(wèn)題，目前巳不再視為一件什么困難的事情。實(shí)踐表明，在具有中等技術(shù)水平的工廠里也是完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。應(yīng)該指出，對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作中，充分地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度。從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動(dòng)裝置。</p&g

45、t;<p>　　綜上，根據(jù)原始條件可以確定所需用的輸入功率為</p><p>　　至此，可以確定所用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào) Y160M-6</p><p>　　可以確定本設(shè)計(jì)題目（螺旋輸送機(jī)）的傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)方案——NGW型 2Z-X（A）。行星輪數(shù)。</p><p>　　2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算</p><p>　　2.1 行星

46、齒輪傳動(dòng)中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件</p><p>　　在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)給定的傳動(dòng)比ip來(lái)分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)的主要仟?jiǎng)?wù)之一。在確定行星齒輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)時(shí)，除了滿足給定的傳動(dòng)比外，還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。</p><p>　　2.1.1 傳動(dòng)比條件</p>

47、<p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，各輪齒數(shù)的選擇必須確保實(shí)現(xiàn)所給定的傳動(dòng)比的大小。例如，2z—x(A)型行星傳動(dòng)，其各輪齒數(shù)與傳動(dòng)比的關(guān)系式為</p><p><b>　　=1-=1+</b></p><p><b>　　可得</b></p><p><b>　　=（-1）</b></p&

48、gt;<p><b>　　若令 Y=，則有</b></p><p><b>　　=Y-</b></p><p>　　式中 ——給定的傳動(dòng)比．且有=；</p><p>　　Y——系數(shù)，必須是個(gè)正整數(shù)；</p><p>　　——中心輪a的齒數(shù)，一般，≥。</p><p

49、>　　2.1.2 鄰接條件</p><p>　　在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，為了進(jìn)行功率分流，而提高其承載能力，同時(shí)也是為了減少其結(jié)構(gòu)尺寸，使其結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)常在太陽(yáng)輪a與內(nèi)齒輪b(或e)之間，均勻地、對(duì)稱(chēng)地設(shè)置幾個(gè)行星輪c(或d)。為了使各行星輪不產(chǎn)生相互碰撞，必須保證它們齒頂之間在其連心線上有一定的間隙．即兩相鄰行星輪的頂圓半徑之和應(yīng)小于其中心距L c ，即</p><p><b&

50、gt;　　2＜L c </b></p><p><b>　?。?</b></p><p>　　式中 、 ——分別為行星輪c的齒頂圓半徑和直徑；</p><p><b>　　——行星輪個(gè)數(shù)；</b></p><p><b>　　圖2-1 鄰接條件</b><

51、;/p><p>　　——a、c齒輪嚙合副的中心距；</p><p>　　L c——相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離。</p><p>　　不等式(3—7)稱(chēng)為行星齒輪傳動(dòng)的鄰接條件。間隙△c＝L c—的最小允許值取決于行且齒輪減速器的冷卻條件和嚙合傳動(dòng)時(shí)的潤(rùn)滑油攪動(dòng)損失。實(shí)際使用中，一般應(yīng)取間隙值△c＞0．5m，m為齒輪的模數(shù)。</p><p>　　

52、在此應(yīng)該指出，鄰接條件與行星輪個(gè)數(shù)有關(guān)，的多少，應(yīng)受到其承載能力的限制。行星輪個(gè)數(shù)還應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、均載條件和制造條件等因素。一般，在行星齒輪傳動(dòng)中大都采用＝3個(gè)行輪。但是，當(dāng)需要進(jìn)一步提高其承載能力，減少行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量時(shí)，在滿足</p><p>　　上述鄰接條件的前提下允許采用＞3個(gè)行星輪的配置；不過(guò)還必須采取合理的均載措施。</p><p>　　2.1.3 同心條件&l

53、t;/p><p>　　在此討論的同心條件只適用丁漸開(kāi)線圓柱齒輪的行星齒輪傳動(dòng)。所謂同心條件就是出中心輪a、b(或e)與行星輪c(或d)的所有嚙合齒輪副的實(shí)際中心距必須相等。</p><p>　　對(duì)于2Z—X(A)型行星齒輪傳動(dòng)，其同心條件為</p><p>　　2.1.4 安裝條件</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，如果僅有一個(gè)行星輪，即＝1

54、，只要滿足上述同心條件就保證能夠裝配。為了提高其承載能力，大多是采用幾個(gè)行星輪。同時(shí)，為了使嚙合時(shí)的徑向力相互抵消，通常，將幾個(gè)行星輪均勻地分布在行星傳動(dòng)的中心圓上。所以，對(duì)于具有＞1個(gè)行星輪的行星齒輪傳動(dòng)．除應(yīng)滿足同心條件和鄰接條件外；其各輪的齒數(shù)還必須滿足安裝條件。所謂安裝條件就是安裝在轉(zhuǎn)臂x上的個(gè)行星輪均勻地分布在中心輪的周?chē)鷷r(shí)，各輪齒數(shù)應(yīng)該滿足的條件。例如，對(duì)于2Z—X(A)型行星傳動(dòng)，個(gè)行星輪在兩個(gè)中心輪a和b之間要均勻分布，

55、而且，每個(gè)行星輪c能同時(shí)與兩中心輪n和b相嚙合而沒(méi)有錯(cuò)位現(xiàn)象(見(jiàn)圖3—2)。</p><p>　　通常，在行星齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)個(gè)行星輪均勻分布時(shí)，每個(gè)中心角應(yīng)等．直線OⅠ、OⅡ和OⅢ分別為主軸線O與行星輪l、行星輪2和行星輪3的軸線O1、O2和O3(轉(zhuǎn)臂x 上的)的連線。</p><p>　　為了繪圖方便起見(jiàn)，在此用圓弧來(lái)表示輪齒的形狀，故2Z—X(A)型傳功如圖3—2所示。對(duì)于具有單齒圈的

56、行星輪，可用平面Q表示齒輪輪齒的對(duì)稱(chēng)面。當(dāng)行星輪齒數(shù)Z c為偶數(shù)時(shí)，該平而Q通過(guò)其齒槽的對(duì)稱(chēng)線；當(dāng)行星輪齒數(shù)Z c為奇數(shù)時(shí)，則它們分別與輪b的齒槽對(duì)稱(chēng)線相重合。由此可見(jiàn)，若中心輪a和b的齒數(shù)和均是的倍數(shù)時(shí)，該行星齒輪傳動(dòng)定能滿足裝配條件。</p><p>　　在一般情況下，齒數(shù)和都不是的倍數(shù)。當(dāng)齒輪a和b的輪齒對(duì)稱(chēng)線及行星輪1的華而Q1與直線OⅠ重合時(shí)，行星輪2的平面Q 2與直線OⅡ的夾角為如果轉(zhuǎn)臂x固定，當(dāng)中心

57、輪a按逆時(shí)方向轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，則行星輪2按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)角，而內(nèi)齒輪b按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)角。 </p><p>　　當(dāng)個(gè)行星輪在中心輪周?chē)鶆蚍植紩r(shí)，則兩相鄰行星輪間的中心角為?，F(xiàn)設(shè)已知中小輪a和b的節(jié)圓直徑和，其齒距為。在中心角內(nèi)，中心輪a和b具有的弧長(zhǎng)分別為 </p><p><b>　　和 </b></p><p>　　對(duì)于弧長(zhǎng)，一般應(yīng)包含若

58、干個(gè)整數(shù)倍的齒距p和一個(gè)剩余弧段()。同理，對(duì)于弧長(zhǎng)，也應(yīng)包含有若干個(gè)整數(shù)倍的齒距p和一個(gè)剩余弧段?？傻?lt;/p><p>　　顯然，等式左邊等于整數(shù)。要使等式右邊也等于整數(shù)，其必要和充分的條件是</p><p>　　公式表明：兩中心輪a和b的齒數(shù)和()應(yīng)為行星輪數(shù)的倍數(shù)，</p><p>　　就是2Z—X(A)型行星傳動(dòng)的安裝條件。</p><p

59、>　　圖 3-2 行星傳動(dòng)安裝條件</p><p>　　2.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算</p><p>　　所謂配齒計(jì)算就是據(jù)給定的傳動(dòng)比來(lái)確定行星齒輪傳功中各輪的齒數(shù)。</p><p>　　在據(jù)給定的傳動(dòng)比選擇行星傳動(dòng)的齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮在各種不同齒數(shù)組合的條件下，能獲得與給定的傳動(dòng)比值相同的或較近似的值。此外，齒數(shù)的選擇還應(yīng)滿足輪齒彎曲強(qiáng)度的要求，如果承載

60、能力受工作齒面接觸強(qiáng)度的限制，則應(yīng)選擇盡可能多的齒數(shù)較合理。對(duì)于速度較低、短時(shí)工作制的硬齒面(HB＞350)齒輪傳動(dòng)，特別是有反向載荷時(shí)，在許多情況下，其承載能力是受輪齒彎曲強(qiáng)度的限制。為了保證齒根具有足夠的彎曲強(qiáng)度，同時(shí)也為了減小行星傳動(dòng)的外形尺寸和質(zhì)量，則選取盡可能少的齒數(shù)是較合理的。對(duì)于軟齒面(HB≤350)齒輪傳動(dòng)，必須校核輪齒的接觸強(qiáng)度．因此，可適當(dāng)增加中心輪a的齒數(shù)較為合理。對(duì)于高速行星傳動(dòng)．其嚙合齒輪副的齒數(shù)，不應(yīng)該有公因

61、子，一般也不推薦使其中心輪a和b的齒數(shù)和等為行星輪數(shù)的倍數(shù)。</p><p>　　2.1.5 2Z-X(A)型行星傳動(dòng)</p><p>　　據(jù)2Z-X(A)型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式</p><p>　　式中——P是行星齒輪的特性參數(shù)。</p><p>　　特性參數(shù)多與給定的傳動(dòng)比有關(guān)。p值必須合理地選取。p值太大或太小都是不合理的。如果

62、p值太大，或許可能使得值很大；或使得值很小。通常，內(nèi)齒輪b的尺寸是受到減速器總體尺寸的限制。為了不過(guò)分地增大其外形尺寸，故值不能很大。而中心輪a的尺寸應(yīng)考慮到其齒數(shù)受到最少齒數(shù)的限制，以及齒輪轉(zhuǎn)軸的直徑不能太小，故值不能很小。另外，p值接近于1也是不允許的，因?yàn)檫@樣會(huì)使得行星輪c的尺寸太小。一般，應(yīng)選取p=3~8。</p><p><b>　　則由式可得 </b></p>&l

63、t;p>　　當(dāng)選定最小齒數(shù)時(shí)，就容易求得值。</p><p>　　關(guān)于最小齒數(shù)、的選取，為了盡可能地縮小2Z—X(A)型行星傳動(dòng)的徑向尺寸、在滿足給定的傳動(dòng)比的條件下，中心輪a和行星輪c的尺寸應(yīng)盡可能地小。因此，應(yīng)該選用最少齒數(shù)，但實(shí)際上它受到輪齒根切和齒輪能否安裝軸承或能否安裝到軸上去的限制。一般情況下，齒輪a的最少齒數(shù)的范圍為14—18；對(duì)于中小功率的行星傳動(dòng)，有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)行星減速器的外廓尺寸盡可能小的

64、原則，在滿足輪齒彎曲強(qiáng)度的條件下，允許其輪齒產(chǎn)生輕微的根切；因此，對(duì)于角度變位傳動(dòng)(正傳動(dòng))，其最少齒數(shù)可選取為10~13個(gè)。</p><p>　　應(yīng)該指出：在對(duì)b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，但必須控制在其傳動(dòng)比誤差范圍內(nèi)。一般其傳動(dòng)比誤差≤4％。</p><p>　　據(jù)同心條件可求得行星輪c的齒數(shù)為</p><p>　　顯然，由上式所求得

65、的適用于非變位的或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)。如果采用角度變位的傳動(dòng)時(shí)，行星輪c的齒數(shù)應(yīng)按如下公式計(jì)算，即</p><p>　　當(dāng)()為偶數(shù)時(shí)，可取齒數(shù)修正量為＝1。此時(shí)，通過(guò)角度變位后，既不增 大該行星傳動(dòng)的徑向尺寸，又可以改善傳動(dòng)性能。綜合上述公式．則可得2Z—X(A)型傳功的配齒比例關(guān)系式為</p><p>　　最后，再按公式(3—7)校核其鄰接條件。根據(jù)給定的行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比的大小

66、和中心輪a的齒數(shù)及行星輪個(gè)數(shù)，由表3—2可查得2Z—X(A)型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比及其各輪齒數(shù)。</p><p>　　根據(jù)以上步驟可以確定其齒數(shù)及傳動(dòng)比如下： </p><p>　　17、 67、 151、 9.88。</p><p>　　3 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的

67、基本參數(shù)</p><p>　　根據(jù)漸開(kāi)線及其傳動(dòng)性質(zhì)可知，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)：齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。在確定上述基本參數(shù)后，齒輪的齒形及幾何尺寸就完全確定了。</p><p>　　齒數(shù)z——齒輪整個(gè)圓周上輪齒的總數(shù)。在嚙合齒輪副中，小齒輪和大齒輪分別用和表示。</p><p>　　模數(shù)m——分度圓上的齒距p與圓周率(無(wú)理數(shù))的比值

68、，即</p><p>　　模數(shù)m是齒輪的一個(gè)基本參數(shù)，其單位為mm(毫米)。因齒距，若模數(shù)m增大，則齒輪的齒距p就增大；齒輪的輪齒及各部分尺寸均相應(yīng)地增大。為了齒輪的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量等工作的標(biāo)準(zhǔn)化，模數(shù)m的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。漸開(kāi)線圓柱齒輪模數(shù)可參見(jiàn)GB1357-1987。</p><p>　　在此應(yīng)該指出，由于在齒輪的不同圓周上，其齒距不相同，故其模數(shù)也是不同的；只有分度圓上的模數(shù)m是標(biāo)準(zhǔn)值

69、。</p><p>　　因齒輪分度圓的周長(zhǎng)為 ，即可得 ；兩式聯(lián)立可得齒輪的分度圓直徑</p><p>　　上式表示，當(dāng)給定一個(gè)齒輪的模數(shù)m和齒數(shù)z，齒輪的分度圓直徑就確定了。分度圓壓力角＝20°，即該壓力角等于基準(zhǔn)齒形的齒形角。 因此，齒輪的分度圓應(yīng)當(dāng)定義為：齒輪上具有標(biāo)推模數(shù)m和標(biāo)準(zhǔn)壓力角＝20°的圓稱(chēng)為分度圓。因?yàn)椋?，式中基圓直徑為</p><

70、;p>　　漸開(kāi)線圓柱齒輪模數(shù)表</p><p>　　由公式可見(jiàn)，當(dāng)齒輪的分度圓直徑d確定后，如果再規(guī)定漸開(kāi)線在分度圓上的壓力角的數(shù)值，則基圓直徑就確定了。而齒輪的漸開(kāi)線齒形僅取決于基圓的大小。</p><p>　　齒項(xiàng)高系數(shù)——按GBl356—1988規(guī)定：正常齒=1，短齒=0．80。</p><p>　　頂隙系數(shù)——按GBl357—1988規(guī)定：正常齒＝0．

71、25，短齒＝0．3。</p><p>　　一對(duì)漸開(kāi)線圓柱直齒輪的正確嚙合條件是：兩齒輪的模數(shù)m相等，分度圓壓力角相等，即</p><p>　　齒輪的模數(shù)的確定，由公式初算得</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目要求，選定模數(shù)。</p><p>　　4 行星

72、齒輪傳動(dòng)的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　4.1 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析</p><p>　　為了對(duì)行星齒輪傳動(dòng)中的齒輪、軸和軸承等零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，便需要分析行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件的受力情況。行星齒輪傳動(dòng)的主要受力構(gòu)件有中心輪、行星輪、轉(zhuǎn)臂、內(nèi)齒輪和行星齒輪軸及軸承等。在進(jìn)行受力分析時(shí)，首先假設(shè)行星齒輪傳動(dòng)為等速旋轉(zhuǎn)，多個(gè)行星輪受載均勻，且不考慮摩擦力和構(gòu)件自重的影響。因此，在輸入

73、轉(zhuǎn)矩的作用下各構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，構(gòu)件間的作用力等于反作用力。在此平衡狀態(tài)下，分析和計(jì)算各構(gòu)件上所受的力和力矩。</p><p>　　為了計(jì)算輪齒上的作用力，首先需要求得行星齒輪傳動(dòng)中輸入件所傳遞的額定轉(zhuǎn)矩。在已知原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)等)的名義功率P和同步轉(zhuǎn)速n的條件下，其輸入件所傳遞的轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算，即</p><p><b>　?。∟·m）</b></p

74、><p>　　式中 ———輸入件所傳遞的名義功率，kw；</p><p>　　———輸入件的轉(zhuǎn)速，r／min。</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，該輸入轉(zhuǎn)矩通常應(yīng)取決于工作機(jī)所需的額定轉(zhuǎn)矩(或額定功率)。當(dāng)工作機(jī)在變負(fù)荷下上作時(shí)，該額定轉(zhuǎn)矩是指在較繁重的、連續(xù)的正常工作條件下使用的轉(zhuǎn)矩(或功率)，如起重機(jī)的最大起重量產(chǎn)生的力矩。</p><p&

75、gt;　　在行星齒輪傳動(dòng)中，一個(gè)嚙合齒輪副的受力分析與計(jì)算與普通定軸齒輪傳動(dòng)是相同的。在圓柱齒輪傳動(dòng)中，若忽略齒面間的摩擦力的影響，其法向作用力可分解為如下的三個(gè)分力，即</p><p><b>　　切向力 (N)</b></p><p><b>　　徑向力 (N)</b></p><p><b>　　軸向力

76、 (N)</b></p><p>　　法向力與切向力的關(guān)系式為</p><p><b>　?。∟） </b></p><p>　　對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于輪齒的螺旋角，法面壓力角，故其軸向力=0，則可得</p><p><b>　　切向力 (N)</b></p>

77、;<p><b>　　徑向力 (N)</b></p><p><b>　　法向力 (N)</b></p><p>　　式中 ——嚙合齒輪副中小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m ；</p><p>　　——斜齒輪分度圓上的螺旋角，(°)；</p><p>　　——小齒輪

78、分度圓直徑，mm；</p><p>　　——分度圓壓力角，通常＝20°。 </p><p>　　4.1.1 行星齒輪傳動(dòng)</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，由于其行星輪的數(shù)目通常大于1，即＞l，且均勻?qū)ΨQ(chēng)地分布于中心輪之間；所以，在2Z-X型行星傳動(dòng)中，各基本構(gòu)件(中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂x)對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在

79、行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力，且用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)用符號(hào)F代表切向力。為了分析各構(gòu)件所受的切向力F，現(xiàn)提示如下三點(diǎn)。</p><p>　　(1) 在轉(zhuǎn)矩的作用下，行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài)，因此，構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。</p><p>　　(2) 如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力，則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反。</p>&l

80、t;p>　　(3) 為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值，則應(yīng)研究它們對(duì)第三個(gè)力的作用點(diǎn)的力矩。</p><p>　　在2Z-X（A）型行星齒輪傳動(dòng)中，其受力分析圖是由運(yùn)動(dòng)的輸入件開(kāi)始，然后依次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。對(duì)于直齒圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力F，如圖6—1所示。由于在輸入件中心輪a上受有個(gè)行星輪c同時(shí)施加的作用力和輸入轉(zhuǎn)矩的作用。當(dāng)行星輪數(shù)目≥2時(shí)，各個(gè)行星輪上的載荷均勻(或采用載荷分配

81、不均勻系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償)，因此，只需要分析和計(jì)算其中的一套即可。在此首先應(yīng)計(jì)算輸入件中心輪a在每一套中(即在每個(gè)功率分流上)所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　式中 ——中心輪a所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p><b>　　——行星輪數(shù)目。</b></p><p>　　按照上述提示進(jìn)行受力分析計(jì)算，則可得行星輪c作用于中心

82、輪a的切向力為</p><p>　　圖 4-1 2Z-X（A）型受力分析</p><p>　　4.2 行星輪支承上和基本構(gòu)件軸上的作用力</p><p>　　4.2.1 行星輪軸承上的作用力</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，對(duì)于各種不同的傳動(dòng)類(lèi)型，其行星輪上所受的作用力也是不相同的。表6-2列出各種不同傳動(dòng)類(lèi)型的圓柱行星輪及其軸承上的

83、作用力計(jì)算簡(jiǎn)圖。圓柱中心輪與行星輪相嚙合時(shí)，行星輪上的切向力可按如下公式計(jì)算，即</p><p><b>　?。∟）</b></p><p>　　例如，在2Z—X(A)型行星齒輪傳動(dòng)中，中心輪a作用于行星輪c上的切向力</p><p>　　公式(6—10)計(jì)算，即</p><p><b>　　（N）</b

84、></p><p>　　對(duì)于鋼制行星輪c，其材料密度；行星輪的相對(duì)體積</p><p>　　將和的關(guān)系式代入公式，則可得2Z—X(A)型傳動(dòng)行星輪的離心力為</p><p>　　式中 ——行星輪c的分度圓直徑，mm；</p><p>　　b——行星輪的寬度，mm；</p><p>　　——行星輪的折算系數(shù)．相

85、對(duì)于轉(zhuǎn)臂x轉(zhuǎn)動(dòng)的行星輪及其軸承的質(zhì)量直徑為 、寬度為b的實(shí)心鋼制圓柱體質(zhì)量之比值的系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)滾動(dòng)軸承安裝在行星輪內(nèi)時(shí)，；當(dāng)滾動(dòng)軸承安裝轉(zhuǎn)臂x內(nèi)時(shí)， 。</p><p>　　4.3 行星齒輪傳動(dòng)中輪齒的失效形式和常用的齒輪材料</p><p>　　4.3.1 輪齒的失效形式</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，各齒輪輪齒較

86、常見(jiàn)的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損和輪齒折斷。在行星齒輪傳動(dòng)中，各齒輪的輪齒工作時(shí)，其齒面接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的。若齒面接觸應(yīng)力超出材料的接觸持久極限，則輪齒在載荷的多次重復(fù)作用下，齒面表層產(chǎn)生細(xì)小的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展，使表層金屬微粒剝落面形成疲勞點(diǎn)蝕。輪齒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕后，嚴(yán)重影響傳動(dòng)的穩(wěn)定性，且致使產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，影響傳動(dòng)的正常工作，甚至引起行星傳動(dòng)的破壞。</p><p>　　提高齒面硬度、減小齒面

87、粗糙度，提高潤(rùn)滑油黏度和接觸精度，以及進(jìn)行合理的變位均能提高齒面抗電蝕能力。</p><p>　　軟齒面(HB350)的閉式齒輪傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效。在開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中，由于齒面磨損嚴(yán)重，點(diǎn)蝕還來(lái)不及出現(xiàn)，其表面層就被磨掉。故開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的失效形式是齒面磨損和輪齒折斷。</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，輪齒在載荷的多次重復(fù)作用下，齒根彎曲應(yīng)力超過(guò)材料的彎曲持久極限時(shí)，齒根部分將產(chǎn)生疲勞裂

88、紋。裂紋逐漸擴(kuò)展，最終致使輪齒產(chǎn)生疲勞折斷。另外，還有過(guò)載折斷．輪齒因短時(shí)過(guò)載或沖擊過(guò)載而引起的突然折斷，稱(chēng)之為過(guò)載折斷。用淬火鋼或鑄鐵制成齒輪，容易產(chǎn)生過(guò)載折斷。</p><p>　　齒面磨料磨損是由于齒廓間相對(duì)滑動(dòng)的存在，如果有硬的屑粒進(jìn)入輪齒工作面間，則將會(huì)產(chǎn)生磨料磨損。閉式齒輪傳動(dòng)中，應(yīng)經(jīng)常注意潤(rùn)滑油的清潔和及時(shí)更換。而開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的工作條件較差，其主要的失效形式就是磨料磨損。</p>&l

89、t;p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，外嚙合的中心輪，比如2Z—X(A)型和2Z—X(B)型傳動(dòng)中的齒輪a(太陽(yáng)輪)，通常是行星傳動(dòng)中的薄弱環(huán)節(jié)。由于它處于輸入軸上，且同時(shí)與幾個(gè)行星輪相嚙合，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多，承受載荷較大，工作條件較差。因此，該中心輪首先產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕，磨損和輪齒折斷的可能性較大。內(nèi)嚙合齒輪副的接觸應(yīng)力一般比外嚙合齒輪副要小很多。但經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，在低速重載的行星齒輪傳動(dòng)中，內(nèi)齒輪輪齒的出面接觸強(qiáng)度可能低于計(jì)算值，

90、即使得其齒面接觸應(yīng)力大于許用的接觸應(yīng)力，即；</p><p>　　從而出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕現(xiàn)象。所以，在設(shè)計(jì)低速重載的行星齒輪傳動(dòng)中，確定該內(nèi)嚙合齒輪副的許用接觸應(yīng)力 時(shí)，必須考慮到上述情況。</p><p>　　在2Z—X(A)型傳動(dòng)中，作為中間齒輪的行星輪c在行星齒輪傳動(dòng)中總是承受雙向彎曲載荷。因此，行星輪c易出現(xiàn)輪齒疲勞折斷。必須指出：在行星傳動(dòng)中的輪齒折斷具有很大的破壞性。如果行星輪c中的

91、某個(gè)輪齒折斷，其碎塊掉落在內(nèi)齒輪b的輪齒上，當(dāng)行星輪c與輪b相嚙合時(shí)．使得b-c嚙合傳動(dòng)卡死，從而產(chǎn)生過(guò)載現(xiàn)象而燒毀電機(jī)，或使整個(gè)行星減速器全部損壞。所以，在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，合理地提高輪齒的彎曲強(qiáng)度，增加其工作的可靠性是非常重要的。</p><p>　　4.3.2 常用的齒輪材料</p><p>　　在行星齒輪傳動(dòng)中，齒輪材料的選擇應(yīng)綜合地考慮到齒輪傳動(dòng)的工作情況(如載荷性質(zhì)和大小、工

92、作環(huán)境等)，加工工藝和材料來(lái)源及經(jīng)濟(jì)性等條件。由于齒輪材料及其熱處理是影響齒輪承載能力和使用壽命的關(guān)鍵因素，也是影響齒輪生產(chǎn)質(zhì)量和加工成本的主要條件。選擇齒輪材料的一般原則是：既要滿足其性能要求，保證齒輪傳動(dòng)的工作可靠、安全；同時(shí)，又要使其生產(chǎn)成本較低。例如，對(duì)于高速重載、沖擊較大的運(yùn)輸車(chē)輛和裝甲車(chē)輛的行星齒輪傳動(dòng)裝置應(yīng)選用滲碳鋼20crMnTi或力學(xué)性能相當(dāng)?shù)钠渌牧?如30CrMnTi等)。經(jīng)滲碳或表面淬火，以便使得其齒面硬度較高，

93、心部韌性較好。對(duì)于中、低速重載的重型饑械和較重型軍用工程機(jī)械的行星齒輪傳動(dòng)裝置應(yīng)選用調(diào)質(zhì)鋼40Cr、35siMn和35crMnsi等材料。經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)或表面淬火，以使其獲得機(jī)械強(qiáng)度、硬度和韌性等綜合性能較好。對(duì)于載荷較平穩(wěn)的一般機(jī)械傳動(dòng)裝置中的行星齒輪傳動(dòng)，可選用45、40Cr或力學(xué)性能相當(dāng)?shù)钠渌牧?，?0SiMn、42crMo和37SiMn2MoV等，經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，以獲得相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和硬度等力學(xué)性能。除考慮齒輪的工作條件外，選擇齒

94、輪材料時(shí)還要考慮齒輪的構(gòu)造和材料的</p><p>　　制造齒輪的鋼材，一般應(yīng)根據(jù)其齒面的硬度要求，按如下兩種情況來(lái)進(jìn)行選擇。</p><p>　?。?）軟齒面(HB350)齒輪材料的選擇</p><p>　　由于軟齒面的硬度較低，故其承載能力不很高。對(duì)于這類(lèi)齒輪一般應(yīng)選用中碳鋼40、45、50以及中碳合金鋼40Cr、45Cr、40MnB、35S5Mn、38SiMn

95、Mo、35CrMnSi、</p><p>　　35SiMn2Mov等。選用這類(lèi)材料的齒輪，一般在毛坯熱處理后進(jìn)行切齒，可以消除熱處理變形對(duì)齒輪精度的影響。</p><p>　　對(duì)于上述材料較常用的熱處理方法有以下兩種。</p><p>　　a. 調(diào)質(zhì)處理(即淬火后高溫回火) 上述材料經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可以獲得良好的綜合力學(xué)性能(即具有較高的強(qiáng)度和硬度及較好的韌性)，其

96、硬度在200~300HB的范圍內(nèi)，使用于中速、中等載荷下工作的齒輪。齒面的精加工可在熱處理后進(jìn)行，以消除熱處理的變形，保持齒輪的精度。</p><p>　　b. 正火處理(加熱保溫后空氣中冷卻) 正火處理后的綜合力學(xué)性能不如調(diào)質(zhì)處理，其硬度在160~ 210HB范圍內(nèi)，多用于直徑很大，強(qiáng)度要求不高的齒輪傳動(dòng)。</p><p>　?。?）硬齒面(HB＞350)齒輪材料的選擇</p&g

97、t;<p>　　由于硬齒面的硬度較高，所以其承載能力較大。對(duì)于這類(lèi)齒輪一般應(yīng)選用中碳鋼35、45和中碳合金鋼40Cr、35SiMn、40MnB以及滲碳鋼(低碳合金鋼)20Cr、20CrMnTi、20MnVH，氮化鋼38crMoAlA等。選用這類(lèi)材料的齒輪必須在切制輪齒后進(jìn)行熱處理(硬化處理)。</p><p>　　對(duì)于上述材料通?？刹捎孟铝腥N熱處理方法。</p><p>　

98、　a. 表面淬火 中碳鋼和中碳合金鋼經(jīng)表面淬火后輪齒表面硬度高，接觸強(qiáng)度較高，抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，耐磨性能好。由于輪齒心部具有較高的韌性，故可承受一定的沖擊載荷。同時(shí)．輪齒表面經(jīng)硬化后產(chǎn)生了殘余壓縮應(yīng)力，較大地提高了齒根強(qiáng)度。表面淬火通?？蛇_(dá)到的硬度范圍為：中碳合金鋼45~55HRC，優(yōu)質(zhì)碳素鋼40~50HRC。</p><p>　　b. 滲碳淬火 低碳鋼和低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火后，齒面硬度很高，接觸強(qiáng)度高、抗點(diǎn)蝕能

99、力很強(qiáng)，耐磨性能很好。輪齒心部具有很好的韌性，表面經(jīng)硬化后產(chǎn)生了殘余壓縮應(yīng)力，大大地提高了齒根強(qiáng)度。滲碳淬火后一般齒面硬度為56~62HRC。由于熱處理變形較大，熱處理后應(yīng)磨齒，則增加了加工成本；但是可以獲得高精度的齒輪。</p><p>　　c. 氮化 氮化鋼經(jīng)氮化后，可以獲得很高的齒面硬度，一般可達(dá)62~67HRC．具有較強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕和耐磨性能，心部具有較高的韌性。為提高心部強(qiáng)度，對(duì)中碳鋼需先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。由

100、于氯化是一種化學(xué)熱處理，加熱溫度低，故其變形很小，氯化后不需要磨齒。氮化的硬化層很薄，故其承載能力不及滲碳淬火后的齒輪，因此它不適用于沖擊載荷下的工作條件。氮化處理的成本高。</p><p>　　氮化后齒輪主要用于接觸強(qiáng)度高和耐磨性要求很高的行星齒輪傳動(dòng)裝置。</p><p>　　由于軟齒面的工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單，適用于一般中、小功率的行星齒輪傳動(dòng)。通常，應(yīng)考慮到嚙合齒輪副中的小齒輪受載次數(shù)較多

101、、易磨損，故在選擇材料和熱處理時(shí)，應(yīng)使小齒輪齒面硬度稍高一些(比大齒輪約高20~40HB)；齒數(shù)比大，硬度差也大。對(duì)于采用硬齒面的行星齒輪傳動(dòng)，其嚙合齒輪副中的大、小齒輪的齒面硬度應(yīng)大致相同。</p><p>　　為了提高抗齒面膠合的能力，建議在行星齒輪傳動(dòng)中，各嚙合齒輪副中的小齒輪和大齒輪應(yīng)選用不同牌號(hào)的材料來(lái)制造。對(duì)于重要行星傳動(dòng)的齒輪，輪齒表面應(yīng)采用高頻淬火．并沿齒溝進(jìn)行。對(duì)于用滾刀切制的齒輪，被加工齒輪的

102、齒面硬度一般不應(yīng)超過(guò)300HB；個(gè)別的情況下，對(duì)于尺寸較小的齒輪允許其硬度達(dá)到320~350HD。</p><p>　　4.4 齒輪、軸和軸承的強(qiáng)度校核</p><p>　　4.4.1 齒輪的校核</p><p>　　對(duì)于外嚙合的齒輪副a-c、內(nèi)嚙合的齒輪副c-b應(yīng)采用按齒面接觸強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　同理，可以計(jì)算

103、得</b></p><p><b>　　許用接觸用力 </b></p><p>　　至此可知， ，各個(gè)齒輪的強(qiáng)度足夠。</p><p>　　4.4.2 軸的校核</p><p>　　根據(jù)我所選擇的傳動(dòng)方案[2Z-X（A）]型的行星減速器，減速器采用中心輪a浮動(dòng)，軸只受扭矩的作用，而不受彎矩（即不受軸向力和徑向

104、力）。故可按扭矩強(qiáng)度條件進(jìn)行校核。</p><p><b>　　同理，可以計(jì)算得</b></p><p>　　根據(jù)已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查標(biāo)準(zhǔn)得</p><p>　　許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[]為40，因、，故安全。</p><p>　　4.4.3 軸承的校核</p><p>　　根據(jù)以上的計(jì)算

105、數(shù)據(jù)，可知 </p><p>　　=1050.17N </p><p>　　=970r/min =100r/min =125r/min</p><p><b>　　預(yù)期計(jì)算壽命 </b></p><p>　　則 軸承的校核可有下式計(jì)算得</p><p>　　故 所選用的軸承

106、符合要求。</p><p>　　5 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)</p><p>　　5.1 行星輪間載荷分布不均勻性分析</p><p>　　如前所述，行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。這些部是由于在具結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)(2)行星輪的傳動(dòng)方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個(gè)行星輪來(lái)分擔(dān)載荷，形成功率分流．并合理地采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)：從而

107、，才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。這對(duì)于傳遞動(dòng)力的行星齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，采用多個(gè)行星輪的結(jié)構(gòu)型式確是非常合理的。如果各行星輪間的載荷分布是均勻的，隨著行星輪數(shù)的增加，其結(jié)構(gòu)更加緊湊、承載能力更大。例如，在傳動(dòng)比和名義功率相同的情況下，采用四個(gè)行星輪的行星齒輪傳動(dòng)裝置的外形尺寸，僅為具有一個(gè)行星輪的行星齒輪傳動(dòng)的一半；在相同結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，行星齒輪傳動(dòng)所傳遞的轉(zhuǎn)矩為普通定軸齒輪傳動(dòng)的4~5倍。但是，當(dāng)人們?cè)谠O(shè)計(jì)這種傳動(dòng)效率高、體積小和傳動(dòng)比大的

108、行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，即使在設(shè)計(jì)過(guò)程中作了許多細(xì)致的工作，如果在結(jié)構(gòu)上疏忽了由輸入齒輪(如中心輪a)傳到各個(gè)行星輪的載荷分布</p><p>　　的不均勻件問(wèn)題，那么，就不能很好地發(fā)揮行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)越性?，F(xiàn)在不少的行星齒輪傳動(dòng)裝置正是在行星輪間的載荷均勻分布。上不同程度地存在著一些問(wèn)題，而沒(méi)有能夠充分地發(fā)揮行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)越性。這是由于設(shè)計(jì)者錯(cuò)誤地、且過(guò)分地強(qiáng)調(diào)其傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊和承載能力大等優(yōu)點(diǎn)，卻片面地?cái)喽ㄝd荷

109、是按行星輪的個(gè)數(shù)平均分配的。實(shí)際上．由于不可避免的制造和安裝誤差，以及構(gòu)件的變形等因素的影響，致使行星輪間的載荷分布是不均勻的。較嚴(yán)重的情況是：有時(shí)載荷可能是集中在果一個(gè)行星輪上，而其他的(—1)個(gè)行星輪則被閑置，而不能起著傳遞動(dòng)力的作用。這就是某些行星齒輪減速器產(chǎn)生異常的工作情況或出現(xiàn)事故的原因所在。因此，在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，認(rèn)真地解決行星輪間載荷分配的不均勻性問(wèn)題，這對(duì)于充分發(fā)揮其優(yōu)越性就顯得非常重要了。為了解決這個(gè)問(wèn)題、近十幾年

110、</p><p>　　來(lái)，在國(guó)內(nèi)外的行星齒輪傳動(dòng)中已出現(xiàn)了許多的均載機(jī)構(gòu)，目前該均載機(jī)構(gòu)大多數(shù)仍是依靠機(jī)械的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)行星輪間載荷均衡的目的。</p><p>　　所謂行星輪間載荷分布均勻(或稱(chēng)載荷均衡)，就是指輸入的中心輪傳遞結(jié)各行星輪的嚙合作用力的大小相等。例如，在圖7—1所示的2Z—X(A)型行星傳動(dòng)，設(shè)中心輪a上輸入一個(gè)轉(zhuǎn)矩，在理想的制造精度和剛度的條件下，中心輪a上的輪齒就會(huì)與個(gè)

111、行星輪c上的輪齒相接觸(嚙合)，則各行星輪、和(=3)對(duì)中心輪a的法向作用力、和的大小是相等的?，F(xiàn)取中心輪a為受力對(duì)象，法向作用力、和組成為一個(gè)等邊的力三角形[見(jiàn)圖7—1(b)]，即各行星輪作用于中心輪a上的力的主矢為零．++＝0；而其主矩的大小則等于轉(zhuǎn)矩。因此，中心輪a可達(dá)到無(wú)徑向載荷地傳遞轉(zhuǎn)矩。但是，在沒(méi)有采取任何均載措施的情況下，實(shí)際上行星輪間的載荷分布是不均勻的；即使采用了某種均載機(jī)構(gòu)，在行星齒輪傳動(dòng)工作的過(guò)程中，行星輪問(wèn)的載荷