行星齒輪減速器設(shè)計

1、學(xué)科分類號0408簿南弁匏/摩本科畢業(yè)設(shè)計題目（中文）：行星齒輪減速器設(shè)計（英文）：Planetarygearreducerdesign姓名：鄭興學(xué)號：2011180427院（系）：工程與設(shè)計學(xué)除專業(yè)、機械制造工藝教育201機指導(dǎo)教師：楊勝培二0一五年五月湖南師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除設(shè)計中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本設(shè)計的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本科

2、畢業(yè)設(shè)計作者簽名：二0一五年五月九日畢業(yè)設(shè)計題目行星齒輪減速器設(shè)計作者姓名指導(dǎo)教師姓名、職稱選題的目的和意義詡、“雨尸貯不”谷工程與設(shè)計學(xué)院機械制造工藝教育專業(yè)關(guān)B興所屬阮、專業(yè)、W2011年級楊勝培O?預(yù)計字?jǐn)?shù)10000|開題日期1月6日目的:本次畢業(yè)設(shè)計通過對行星齒輪減速器設(shè)計，利用三維軟件Pro/e對其相關(guān)結(jié)構(gòu)進行建模,便于分析，熟練使用三維軟件，不但培養(yǎng)我們把所學(xué)相關(guān)的專業(yè)知識綜合利用的能力，而且加深對行星齒輪減速速器的工作原理與結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，是一次很好的將理論與實踐相結(jié)合的鍛煉機會。意義：行星齒輪傳動不但用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機械傳動裝置上。可用于減速、增速和變速傳動

3、，運動的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中，這些功用對于現(xiàn)代機械傳動發(fā)展有著十分重要的意義。主要研究內(nèi)容：簡單的行星齒輪機構(gòu)包括一個太陽輪、若干個行星齒輪和一個齒輪圈，其中行星齒輪由行星架的固定軸支承，允許行星輪在支承軸上轉(zhuǎn)動。行星齒輪和相鄰的太陽輪、齒圈總是處于常嚙合狀態(tài),通常都采用斜齒輪以提高工作的平穩(wěn)性。我主要研究的內(nèi)容是：1、行星齒輪傳動尺寸設(shè)計包含傳動比的分配、配齒計算、齒輪的主要參數(shù)設(shè)計及裝配條件驗算2、行星齒輪傳動強度的校核有高速級、低速級的齒輪嚙合疲勞強度校核3、主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計分別是軸、齒輪、行星架、齒輪聯(lián)軸器應(yīng)達到的技術(shù)指標(biāo)或要求：1、行星齒輪體積盡量小，重量盡量輕2、使整個

4、結(jié)構(gòu)具有合理性3、承載能力大4、工作平穩(wěn)主要設(shè)計方法或技術(shù)路線：1、全盤認(rèn)識行星齒輪減速器的構(gòu)成，充分理解各部分工作的協(xié)調(diào)性2、運用所學(xué)的專業(yè)課程知識，掌握行星齒輪的結(jié)構(gòu)、工作原理3、運用Pro/ENGINEER5.0畫出齒輪各零件的結(jié)構(gòu)簡圖與三維圖完成本課題應(yīng)具備的環(huán)境(軟件、硬件):所使用的軟件是Pro/ENGINEER5.0各階段任務(wù)安排:2014年12月2015年1月：通過互聯(lián)網(wǎng)、校圖書館等一切可用資源進行查閱，完成開題報告2015年1月6日：提交開題報告2015年3月10日一2015年3月31日：行星齒輪減速器的理論資料整理2015年4月01日一2015年4月20日：書寫畢業(yè)論文20

5、15年4月21日2015年4月30日：提交論文，老師批閱，進一步修改2015年5月1日2015年5月8日：上交論文終稿，準(zhǔn)備答辯材料2015年5月9日：答辯主要參考資料：1孫桓、陳作模、葛文杰.機械原理(第七版)M.北京：高等教育出版社，20062王巍.機械制圖M.北京：高等教育出版社，20093王文斌.機械設(shè)1f手冊/單行本/齒輪傳動M.北京：機械工業(yè)出版社，20074王文斌.機械設(shè)1f手冊/單行本/輪系M.北京：機械工業(yè)出版社，20075饒振綱.行星齒輪彳動設(shè)計M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20146李建功.機械設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社.20077陸玉.機械設(shè)計課程設(shè)atM.北京：機械工業(yè)

6、出版社，20068TamiyaPlanetaryGearboxSet,Item72001-1400.EdmunScientific,CatalogNo.C029D,item#D30524-08($19.95).9C.Carmichael,ed.,Kent'sMechanicalEngineer'sHandbook,12thed.(NewYork:JohnWileyandSons,1950).DesignandProductionVolume,p.14-49to14-43.指導(dǎo)教師意見：開題報告會紀(jì)要時間地點與會人員姓名職務(wù)（職稱）姓名職務(wù)（職稱）姓名職務(wù)（職稱）會議記錄摘要：會

7、議主持人簽名：記錄人簽名：年月日指導(dǎo)小組意見負(fù)責(zé)人簽名：年月日學(xué)院意見負(fù)責(zé)人簽名：年月日湖南師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書湖南師范大學(xué)工程與設(shè)計學(xué)院指導(dǎo)教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計情況登記表論文（設(shè)計）題目行星齒輪減速器設(shè)計學(xué)生姓名鄭興專業(yè)、機械制造工藝教育專業(yè)2011級指導(dǎo)教師姓名楊勝培職稱教授學(xué)歷博士指導(dǎo)時間指導(dǎo)地點指導(dǎo)內(nèi)容學(xué)生簽名教師簽名畢業(yè)設(shè)計題目行星齒輪減速器設(shè)計作者姓名鄭興所屬院、專業(yè)、年級工程與設(shè)計院機械制造工藝教育專業(yè)2011年級指導(dǎo)教師姓名、職稱楊勝培教授字?jǐn)?shù)110007H2日5月9日期5月9目中文摘要行星齒輪傳動與定軸輪系相比較，具有以下優(yōu)點，如體積小、重量輕、傳動比范圍大、效率高和工作平

8、穩(wěn)等，因此，行星傳動在工業(yè)部門的應(yīng)用日益廣泛，如在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽布、船舶、兵器、和航空航天方面。本次設(shè)計主要是對漸開線行星齒輪減速器進行研究，在已給定的電動機功率、輸入轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩條件下，首先確定行星齒輪傳動尺寸，然后根據(jù)高速級與低速級對其進行強度校核，最后為主要構(gòu)件如軸、行星齒輪、行星架、齒輪聯(lián)軸器設(shè)計其結(jié)構(gòu)，并畫出三維圖。關(guān)鍵詞（3-5個）行星齒輪傳動；強度校核；結(jié)構(gòu)設(shè)計；高速級；低速級英文摘要Planetarygeartransmissionascomparedwiththefixedaxisgeartrai

9、n,hasthefollowingadvantages,suchassmallvolume,lightweight,largerangeoftransmissionratio,highefficiencyandstablework,etc.,asaresult,planetarytransmissionapplicationisbecomingmoreandmorewidelyintheindustrialsector,suchasinhoisting,transportation,engineeringmachinery,metallurgy,mining,petrochemicalindu

10、stry,constructionmachinery,lightindustry,textile,medicalequipment,instrumentsandmeters,automobiles,ships,weapons,andaerospace.Thisdesignmainlyisthestudyofinvoluteplanetarygearreducer,inhasgivenrotationalspeedofmotorpower,inputandoutputrotationalspeedandoutputtorqueconditions,firstdeterminethesizeofp

11、lanetarygeartransmission,andthenaccordingtothehighlevelandlowlevelofintensity,thelastasthemaincomponentssuchasaxis,planetarygear,planetcarrier,gearcouplingdesignitsstructure,anddrawathree-dimensionalfigure.關(guān)鍵詞（3-5個）Planetarygeartransmission;Intensity;Structuredesign;Highlevel;Lowleve畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評定成績砰申基元

12、評審要素評審內(nèi)涵滿分實評分選題Mit28%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和綜合訓(xùn)練的基本要求9選題恰當(dāng)題目規(guī)模適當(dāng)5題目難易度適中5聯(lián)系實際題目與生廣、科研、實驗室建設(shè)等實際相結(jié)合，具有一定時實際價值9能力水平30%綜合運用知識能力能將所學(xué)專業(yè)知識和機能用與畢業(yè)設(shè)計中；設(shè)計內(nèi)容有適當(dāng)?shù)纳疃?、廣度和難度5應(yīng)用文獻資料能力能獨立查閱相關(guān)文獻資料，能對本設(shè)計所涉及的侶大研究狀況及成果歸納、總結(jié)和恰當(dāng)運用5實驗（設(shè)計）能力能運用本學(xué)科常用的研究方法，選擇合理可行的方案，能對實際問題進行分析，進行實驗（設(shè)計），具有較強的動手能力5計算能力原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)；能進行本專業(yè)要求的計算

13、，理論依據(jù)正確，數(shù)據(jù)處理方法和處理結(jié)果正確5計算機應(yīng)用能力能根據(jù)設(shè)計題悟求編程上機或使用專業(yè)應(yīng)用軟件完成設(shè)計任務(wù)5分析能力能對設(shè)計項目進行技術(shù)經(jīng)濟分析或?qū)嶒灲Y(jié)果進行綜合分析5設(shè)計X32%插圖或圖紙質(zhì)量能用計算機繪圖，且繪制圖紙表格符合標(biāo)準(zhǔn)5說明書撰寫水平設(shè)計說明書齊全；概念清楚，內(nèi)容正確，條理分明，語言流暢，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；篇幅達到學(xué)校要求12規(guī)范化程度設(shè)計的格式、圖紙、數(shù)據(jù)、用語、量和單位、各種資料引用和運用規(guī)范化，符合標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計欄目齊全合理5成果的實用性與科學(xué)性較好地完成設(shè)計選題的目的要求，成果富有一定的理論深度和實際運用價值5創(chuàng)見性具有創(chuàng)新意識，設(shè)計具有一定的創(chuàng)新性5外文資料翻譯10%外義應(yīng)

14、用能力能搜集、閱讀、翻譯、歸納、綜述一定量的本專業(yè)外文資料與外文摘要，并能加以運用，體現(xiàn)一定的外語水平，譯文漢字?jǐn)?shù)1500-200010總成績：評定等級：指導(dǎo)教師評審意見：指導(dǎo)教師簽名：說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，總成績90-100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。若譯文成績?yōu)榱?，則不計總成績，評定等級記為不及格。三、湖南師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計答辯記錄表畢業(yè)設(shè)計題目行星齒輪減速器設(shè)計作者姓名鄭興所屬院、專業(yè)、年級工程與設(shè)計院機械制造工藝教育專業(yè)2011年級指導(dǎo)教師姓名、職稱楊勝培教授答辯會紀(jì)要時間地點答辯小

15、組成員姓名職務(wù)（職稱）姓名職務(wù)（職稱）姓名職務(wù)（職稱）答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄:會議主持人簽名:記錄人簽名：年評語：答_1_、工解小組意見評定等級：負(fù)責(zé)人：年月日學(xué)院意見評語：畢業(yè)設(shè)計學(xué)院最終評定等級：負(fù)責(zé)人：學(xué)院年月日學(xué)校意見評語：評定等級：負(fù)責(zé)人：年月日摘要1Abstract21、前言31.1 研究行星齒輪減速器的目的、意義31.2 國內(nèi)外行星齒輪減速器發(fā)展概況32、行星齒輪減速器方案確定55.1 設(shè)計背景55.2 行星齒輪減速器的傳動型式55.3 傳動簡圖53、行星齒輪傳動尺寸設(shè)計63.4 傳動比分配63.5 配齒計算73.6 齒輪主要參數(shù)計算73.7 裝配條件驗算123

16、.8 傳動效率的計算134、齒輪傳動強度的校核151 高速級齒輪嚙合疲勞強度校核計算151.5 外嚙合齒輪副中接觸強度的校核151.5 外嚙合齒輪副中彎曲強度的校核171.5 高速級齒輪內(nèi)嚙合接觸強度的校核191 低速級齒輪嚙合疲勞強度的校核191.6 低速級外嚙合接觸疲勞強度校核191.6 低速級外嚙合齒根彎曲疲勞強度的校核211.6 低速級內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強度的校核225、主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算24軸的設(shè)計24輸入軸24輸出軸25行星軸26齒輪的設(shè)計28太陽輪設(shè)計28行星輪設(shè)計29內(nèi)齒輪31行星架設(shè)計32齒輪聯(lián)軸器設(shè)計35齒輪聯(lián)軸器的幾何計算36齒輪聯(lián)軸器的強度計算366、三維建模37

17、行星齒輪減速器裝配圖37行星齒輪減速器爆炸圖38總結(jié)39參考文獻40致謝41行星齒輪減速器設(shè)計機械制造工藝教育2011級鄭興摘要行星齒輪傳動與定軸輪系相比較，具有以下優(yōu)點，如體積小、重量輕、傳動比范圍大、效率高和工作平穩(wěn)等，因此，行星傳動在工業(yè)部門的應(yīng)用日益廣泛，如在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天方面。本次設(shè)計主要是對漸開線行星齒輪減速器進行研究，在已給定的電動機功率、輸入轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩條件下，首先確定行星齒輪傳動尺寸，然后根據(jù)高速級與低速級對其進行強度校核，最后為主要構(gòu)件如軸、行星齒輪、行星架、齒輪聯(lián)軸器

18、設(shè)計其結(jié)構(gòu)，并畫出三維圖。關(guān)鍵詞：行星齒輪傳動；強度校核；結(jié)構(gòu)設(shè)計；高速級；低速級AbstractPlanetarygeartransmissionascomparedwiththefixedaxisgeartrain,hasthefollowingadvantages,suchassmallvolume,lightweight,largerangeoftransmissionratio,highefficiencyandstablework,etc.,asaresult,planetarytransmissionapplicationisbecomingmoreandmorewidelyin

19、theindustrialsector,suchasinhoisting,transportation,engineeringmachinery,metallurgy,mining,petrochemicalindustry,constructionmachinery,lightindustry,textile,medicalequipment,instrumentsandmeters,automobiles,ships,weapons,andaerospace.Thisdesignmainlyisthestudyofinvoluteplanetarygearreducer,inhasgive

20、nrotationalspeedofmotorpower,inputandoutputrotationalspeedandoutputtorqueconditions,firstdeterminethesizeofplanetarygeartransmission,andthenaccordingtothehighlevelandlowlevelofintensity,thelastasthemaincomponentssuchasaxis,planetarygear,planetcarrier,gearcouplingdesignitsstructure,anddrawathree-dime

21、nsionalfigure.Keywords:Planetarygeartransmission;Intensity;Structuredesign;Highlevel;Lowleve1、前言研究行星齒輪減速器的目的、意義本次通過對行星齒輪減速器設(shè)計，利用繪圖軟Pro/ENGINEER5.0對其相關(guān)結(jié)構(gòu)進行建模，便于分析，熟練使用三維軟件，不但培養(yǎng)我們把所學(xué)相關(guān)的專業(yè)知識綜合利用的能力，而且加深對行星齒輪減速速器的工作原理與結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，是一次很好的將理論與實踐相結(jié)合的鍛煉機會。對于我自身來說，可以深入學(xué)習(xí)繪圖軟件，提高自學(xué)能力；大的方面則是為機械齒輪傳動作出輕微貢獻，行星齒輪傳動可用于減速、增

22、速和變速傳動，運動的合成和分解，以及在特殊的應(yīng)用中，這些作用對于現(xiàn)代機械傳動發(fā)展有著十分重要的意義，但這里，我只關(guān)注行星齒輪傳動作為減速傳動的部分。國內(nèi)外行星齒輪減速器發(fā)展概況國外發(fā)展：國外行星齒輪減速器應(yīng)用非常普遍，發(fā)展非常迅速，其制造公司有NEWSTART紐氏達特、德國DEMAG、英國ALLEN齒輪公司、瑞士馬格MAAG、日本三菱造船公司，以上公司主要體現(xiàn)在高速大功率傳動方面；而法國雪特龍（Citroen）、德國法倫達（Flender）公司、日本宇都興產(chǎn)公司則注重的是低速重載方面。英國ALLEN齒輪公司生產(chǎn)了一臺功率為25740KW的壓縮機用行星減速器，瑞士馬格MAAG生產(chǎn)了一臺功率為11

23、030KW的船用行星減速器，日本三菱造船公司制造出了功率為8830KW的船用行星減速器；承載重量一般在50-125t左右。國內(nèi)發(fā)展：我國的行星齒輪減速器生產(chǎn)地主要集中北京、江蘇、洛陽、成都，而山東的淄博市博山楷鈞源機械廠主要生產(chǎn)的行星齒輪減速器類型有NGW-L型、NGW-S型、NGW系列等其他類型?？偟膩碚f，這行業(yè)還是有了很大的提高，體現(xiàn)在起重運輸、輕工化工、工程機械等設(shè)備上。在1975年，制定了三個系列的NGW型行星減速器系列；在1984年，頒布了NGW-L、NGW-S、NGW-Z系列的標(biāo)準(zhǔn)，全國擁有齒輪制造企業(yè)600多家，減速器制造企業(yè)400家，這就為我國的機械行業(yè)作出了重大貢獻。2、行星

24、齒輪減速器方案確定設(shè)計背景試為一卷筒直徑為3.5m的卷揚機設(shè)計行星齒輪減速器，高速軸通過彈性聯(lián)軸器與電動機直接聯(lián)接，已知電動機功率P=850kw,轉(zhuǎn)速n入=950r/min,減速器輸出軸轉(zhuǎn)速n出=43r/min,最大輸出轉(zhuǎn)矩為Tmax=390M03Nm,預(yù)期壽命10年。行星齒輪減速器的傳動型式根據(jù)上述設(shè)計要求可知，此行星齒輪減速器應(yīng)具有傳動效率高，體積小，重量輕，傳動比范圍大等特點，所以我們采用雙級行星齒輪傳動。而雙級NGW型符合上述要求，所以選用由兩個行星齒輪串聯(lián)而成的雙級行星齒輪減速器較為合理。傳動簡圖圖2.1行星齒輪減速器傳動簡圖3、行星齒輪傳動尺寸設(shè)計3.1傳動比分配由功率P=850k

25、w,則算出總傳動比i=n=950=22.09,用角標(biāo)I表n出43示高速級參數(shù)，II表示低速級參數(shù)。設(shè)高速級與低速級外嚙合齒輪材dhTT料、出面硬度相叵I,則(Hiim1=啊im口，取nwI=nwU,zwI=ZwII,B=d；=1.03,（db為低速級內(nèi)齒輪分度圓直徑，dbi為高速級內(nèi)齒輪分度圓直徑）Kci=Kc產(chǎn)1.86,Kf=1.3,引用多級行星齒輪傳動的傳動比分配，由式17.2-7得:(3.1)2(THlim口-2(THlimIE=AB3A=nwiicduKciKviKhbiZ2nuZ2wiinwIUdiKcuKvuKhBuZNiZwI式中：nw行星輪數(shù)目；d齒寬系數(shù)；Kc載荷不均勻系數(shù)見

26、表17.2-16;Kv動載系數(shù)；Khb接觸強度的齒向載荷分布系數(shù)；Zn接觸強度的壽命系數(shù)；Zw工作硬化系數(shù)；的im計算齒輪的接觸疲勞極限。A=2.418E=AB3=2.418X.033=2.64查圖17.2-4得ii=5.5,in=22.09=4ii5.53.2配齒計算高速級：查表17.2-1選擇行星輪數(shù)目，取nw=3確定各輪齒數(shù)，按配齒方法進.bl行計算何必L=c，適當(dāng)調(diào)整i，i=5.53125使C為整數(shù)，5.53125>Zai=59nwi3Za1=32Zb1=Cnw1Za1=59M32=145Zc1=1(Zb1-Za1)=Jx(14532)=56.522取Zc1=56,則j=zi二z

27、1=145二56=1.01136,由圖17.2-3可查出適用的Za1Zc132+56預(yù)計嚙合角在%=20°、%1=18°20'到&ci=23°、%cb1=21°30'的范圍內(nèi)，預(yù)取%=21°30'低速級：b2計算方法同高速級，首先，UMC,4Ma2=40nw3二Za2=30Zb2=Cnw=40M3za20=901,、1Zc2=2(zb2Za2)=2X(9030)=30-Zb2-Zc2_90-30_A1=1Za2Zc23030預(yù)計嚙合角在/2=20°、%2=20°10'到/2=22

28、76;、的2=21°的范圍內(nèi)。3.3齒輪主要參數(shù)計算1)按接觸強度初算a-c傳動的中心距和模數(shù)高速級：輸入轉(zhuǎn)矩=9550P=9550X8笆Nm=8544Nm1n950查表17.2-16,設(shè)載荷不均勻系數(shù)Kc=1.15,在一對a-c傳動中，太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩Ta=T1Kc=85&M.15=3275Nmnw3表3.1綜合系數(shù)K載荷特性接觸強度甯曲強度說明平穩(wěn)2.0精度同、仰耳對稱、硬的面，未取后2.53.02.32.9中等沖擊4.0利于提高強度的變位時取低值，反之較大沖擊取局值由表3.1查得接觸強度使用的綜合系數(shù)K=3,齒數(shù)比u=zc1=56=1

29、.75Zal32太陽輪和行星輪的材料用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度5660HRC,查圖16.2-18選取glim=1300MPa,取齒寬系數(shù)中a=b=0.5按表16.2-20中的公式計算中心距,、KT。,、483(U+1U£(3Za=483X(1.75+1)32752=249.7mm.0.51.751300+普興/ra2a2249.7模數(shù)m1=5.67mmZa1z3256取m=6mm1、1未變位時，aa1c1=-m(Za1+zC1)=-><6X(32+56)=264mm按預(yù)取嚙合角oac1=2130;可得a-c傳動中心距變動系數(shù),ya1c11，、,2(Za+Zc1)

30、(1，、,=1X(32+56)x(coS20.、1)cos2130=0.438625貝U中心品巨a；1c1=aaici+Yaicim=264+0.438625卷=266.63175mm取aalci=267mm低速級:低速級輸入轉(zhuǎn)矩Tn=TiiI刀=8544X5.5X0.98=46052NmTa=TnKc=46052Xi.i5=i7653.267Nm-acnw3接觸強度使用的綜合系數(shù)K依然等于3,齒數(shù)比u=2=30=1,Za230(THlim=1300MPa,a"=0.5a由公式3.2得a983(u+1)3JKT；=483x(1+1)313x176532'Qu0Hlim00.5

31、Mix1300=397.6mm2a2383.7模數(shù)m=13.25mm,取m=14mmzazc30301.、1未變位時，aa2c2=-m(Za2+Zc2)=-M4x(30+30)=420mm22按預(yù)取嚙合角ac2=21°,ya2c21，、，(Za2+Zc2)(_L_1)cos：ac2=l><30+30)Kcos21)2cos21=0.1965貝U中心品巨a：2c2=aa2c2+ya2c2m=420+0.196514=422.751mm取a22c2=423mm2）計算a-c傳動的實際中心距變動系數(shù)yac和嚙合角aac1cosqici=a：1c1cosaalci高速級：ye=T

32、=0.5264xcos20=0.9291342267%c1=20422低速級：ya2c2=aa22c2=423-420=0.214m14ccaa2c2.cosa2c22cosaa2c2420a=423xcos20=0.9330281%a2c2=215（注：式中上標(biāo)與下標(biāo)1、2表示為高速級、低速級。）3）計算a-c傳動變位系數(shù)高速級:XWc1(Za1+Zc1)1inv-a1c1-inv-2tan工(32+56)inv2142-inv20X2tan20=0.52079用圖16.2-7校核，x1am在P5與P6線之間，為綜合性能較好區(qū)，可用。用圖16.2-8分配變位系數(shù),得Xa1=0.31,Xc1=

33、x1c1-xa1=0.52079-0.31=0.21079低速級：x即c2=(Za2+Zc2)一一2._.inv-a2c2-inv.2tan;=(30+30)51V215-inv202tan20=0.20111用圖16.2-7校核，x室c2在P4與P5線之間，為綜合性能較好區(qū)，可用。同樣，用圖16.2-8分配變位系數(shù)，得Xa2=0.1,分配變位系數(shù)方法如下：先在圖16.2-8上找出由£三和2鎏所決定22的點，由此點按L射線的方向作一射線，在此射線上找出與Za和Zc相應(yīng)的點，然后即可從縱坐標(biāo)軸上查得變位系數(shù)Xao3xc2=xN2c2-xa2=0.20111-0.1=0.10111C2a

34、2c2a24)計算c-b傳動的中心距變動系數(shù)ycb和嚙合角陽c-b傳動未變位時高速級：ac1b1=：億第一Zc1)=6X14556)=267mm1-erccr貝Uyc1b1=ac1b1-ac1b1=267-267=0m6.以化尸20低速級：ac2b2=£(Zb2Zc2)=14X(9030)=420mm,ac2b2不等于ac2b2.二低速級的c-b傳動與a-c傳動一樣，yc2b2=ya2c2=0.214%c2b2=%a2c2=215)計算c-b傳動的變位系數(shù)高速級：:Otc1b1=20°x龍1b1=0xb1=x1b1+xc1=0+0.21079=0.21低速級：:Za2+Zc

35、2=Zb2Zc2xE2b2=xm2c2=0.20111xb2=x12b2+xc2=0.20111+0.10111=0.302220.36)幾何尺寸計算高速級：見表3,2（單位：mm）低速級：見表3,3表3.2高速級幾何尺寸名稱分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑公式d=mz*外:da=d+2(ha+x-Ay)m一.一一*，一內(nèi)：da=d-2(ha-x+Ay-k2)mdf=d-2(ha+c-x)m,df=d+2(ha+c+x)ma1d=192da=207.470df=180.720Cld=336da=350.280df=323.529bid=870da=863.205df=887.520表3.3低速級

36、幾何尺寸名稱分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑公式d=mz*外：da=d+2(ha+x-Ay)m，*.內(nèi)：da=d-2(ha-x+Ay-k2)mdf=d-2(ha+c-x)df=d+2(ha+c+x)ma1d=420da=450.439df=387.8C1d=420da=450.470df=387.831b1d=1260da=1245.989df=1303.4裝配條件驗算對于我設(shè)計的雙級NGW型的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下裝配條件:1）鄰接條件按公式驗算鄰接條件，即180y2aacSin>dacnwdac行星輪的齒頂圓直徑已知高速級的aac=267mm,dac=350.280mm,nw=32X2

37、67>sin180=462.457>350.280mm,從而滿足鄰接條件；已知低速級的aac=423mm,dac=450.470mm1802X423>Sin1|0=732.657mm>450.470mE滿足鄰接條件。2）同心條件按Za+2Zc=Zb的條件，已知高速級，Za=32,Zb=145,Zc=56則滿足同心條件；已知低速級，Za=30,Zb=90,Zc=30滿足同心條件。3）安裝條件按此公式驗算，Jb=C（整數(shù)）nw經(jīng)吆5=59（整數(shù)）高速級滿足安裝條件3笆坐=40（整數(shù)）低速級滿足安裝條件3傳動效率的計算雙級NGW型是由基本的行星齒輪傳動串聯(lián)而成的，故傳動效率為

38、(3.4)而喘=1一篇”啜2X2=1一弋；中x2,P=zbP21Za高速級嚙合損失系數(shù)中x1的確定在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中，其損失系數(shù)”等于嚙合損失系數(shù)邛m1和軸承損失系數(shù)呼之和，即，中x1=z毒1+£臂1,這里計算時軸承損失系數(shù)工中：為。其中，25m1=w；1+中m（3.5）鴛：一一轉(zhuǎn)化機中中心輪a1與行星輪c1之間的嚙合損失喘一一轉(zhuǎn)化機中中心輪b1與行星輪c1之間的嚙合損失1=-bfm（上士工）（3.6）2ZiZ2fm(-±)ZlZ2高速級中外嚙合的重合度名查圖16.2-10可得，3=0.84+0.89=1.73內(nèi)嚙合的重合度；b=0.89+0.94=1.833.6與3.7式中嚙合

39、摩才g系數(shù)，取fm=0.2Z1齒輪副中小齒輪的齒數(shù)Z2齒輪副中大齒輪的齒數(shù)鴛：1=2M.730.2X(1+工)=0.0266723256鴛；產(chǎn)土M.830.2X(-A)=0.00629256145x1='mx1=0.02667+0.00629=0.03296而p1=Zb=4.53125Za32貝UW'n-p-中x1=1453125>0.03296=0.972Pi15.53125低速級嚙合損失系數(shù)中x2的確定低速級中嚙合的重合度名查圖16.2-10可得=0.83+0.83=1.66,；b=0.83+0.92=1.75C2=-X1.660.2X(+)=0.0347423030

40、喘2=三><1.750.2X(-)=0.0122123090x2="m2=0.03474+0.01221=0.04695p2=3"；x2=1pcpx2=1->0.04695=0.965P214綜上所述，總的傳動效率為，僅2="11x1嗎2x2=0.9720.965=0.93798由此可見，該行星齒輪傳動效率高，滿足使用要求。4、齒輪傳動強度的校核高速級齒輪嚙合疲勞強度校核計算外嚙合齒輪副中接觸強度的校核1）使用系數(shù)Ka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)，它與原動機和工作機的特性，軸和連軸器系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度以及運行狀態(tài)有關(guān)，原動機工

41、作平穩(wěn)，為中等振動，3取Ka=1.752）動載系數(shù)Kv考慮齒輪的制造精度，運轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù),3由式16.2-12得，Kv=1.1083）齒向載荷分布系數(shù)KhP考慮沿齒向載荷分布不均勻影響的系數(shù)，3按表16.2-40、41公式計算確定，Kh=1.1254）齒間載荷分配系數(shù)KHa考慮同時嚙合的各對輪齒間載荷分配不均勻影響的系數(shù)F由表42查得，Kh«=15）行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)Khp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),3Khp=1.46）節(jié)點區(qū)域系數(shù)Zh考慮節(jié)點嚙合處法面曲率與端面曲率的關(guān)系，并把節(jié)圓上的圓周力換算為分度圓上的圓周力，把法

42、面圓周力換算為端面圓周力的系數(shù)，冏其計算公式為Zh=J2乎（4.1）co%tanat式中-t分度圓端面壓力角；：,節(jié)圓端面嚙合角；：b基圓柱螺旋角，取Zh=2.57）彈性系數(shù)Ze考慮配對齒輪的材料彈性模量E和泊松比v對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)網(wǎng)公式為(4.2)8）重合度z君考慮端面重合度取Ze=189.80、縱向重合度鄧對齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)31/（4-Q（1-SR/4C、3V（43）取z=0.8979）螺旋角系數(shù)zp考慮螺旋角B對齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，網(wǎng)zp=no，取zp=110）最小安全系數(shù)SHmin考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)網(wǎng)，取SHmin=111）接觸強度計算的壽命系數(shù)Znt考慮當(dāng)齒輪只要

43、求有限壽命時，齒輪的接觸疲勞極限可以提高的系數(shù)冏按表16.2-44中公式計算得，Znt=1.03812）潤滑油膜影響系數(shù)Zlvr考慮潤滑油粘度、圓周速度、以及齒面粗糙度對潤滑油膜影響的系數(shù),3取Zlvr=113）工作硬化系數(shù)Zw考慮經(jīng)光整加工的硬齒面小齒輪在運轉(zhuǎn)過程中對調(diào)質(zhì)鋼大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化，從而使大齒輪的齒面接觸疲勞極限提高的系數(shù)，網(wǎng)取Zw=114）接觸強度計算的尺寸系數(shù)Zx考慮計算齒輪的模數(shù)大于試驗齒輪的模數(shù)時，由于尺寸效應(yīng)使齒輪的齒面接觸疲勞極限降低的系數(shù)，3取Zx=1.04315）分度圓上的切向力Ft查表16.2-32得:Ft二典（4.4da9549P而1=9549P1=2848

44、NmM入.Ft=27454.57N接觸應(yīng)力:Oh=ZhZeZ5Px(Eu1)KaKvKh：Kh：.bd1u(4.5)0h=2.5¥89.800.897不(27454.57”.75口父1.75”.108125”120270.4701.75=785.38MPa許用接觸應(yīng)力”=小二=13001.038111.043=1407MPaSHmin1H<''HP滿足接觸疲勞強度條件4.1.2外嚙合齒輪副中彎曲強度的校核1）齒向載荷分布系數(shù)KfP由表16.2-40、41,取Kf=1.3012）齒間載荷分布系數(shù)Kfoc由表16.2-42,取Kf：=1.13）行星輪載荷分布系數(shù)Kf

45、p取Kfp=1.314）太陽輪、行星輪齒形分布系數(shù)丫.、YFa2Yfhi=2.43,Yf,2=2.615）太陽輪、行星輪應(yīng)力修正系數(shù)0、Ysa2Ysai=1.64,Ysa2=1.536）重合度系數(shù)丫名由圖16.2-25,Y=0.727）抗彎強度計算的尺寸系數(shù)Yx由表16.2-49得，Yx=1.028）抗彎強度計算的壽命系數(shù)Ynt查表16.2-47得,Ynt=0.8579）太陽輪、行星輪齒根圓角敏感性系數(shù)Y&m、YdelT2查表16.2-48得，Y般iti=1,Yait2=110）相對表面狀況系數(shù)YRrelT由式16.2-21至16.2-23得,y枳it=0.98711）彎曲強度最小安全

46、系數(shù)SFmin查表16.2-46得，SFmin=1.10齒根彎曲應(yīng)力FP27454.5712020=LYFaiYsaiYY-1KAKvKF；KF-Kbm2.431.640.721.01.751.1081.3011.11.31=119.32MPa27454.5713020'2之.丫丫（”及小2.611.530.721.01.751.1081.3011.11.31=110.36MPa?。篎=119.32MPa許用彎曲應(yīng)力FPFlimSFminYstYntYIT丫RrelTYx=30010.85710.987l.02=235.30MPa1.10；:F<二FP滿足齒根彎曲強度條件4.1.

47、3高速級齒輪內(nèi)嚙合接觸強度的校核內(nèi)嚙合齒輪副中彎曲強度可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強度的計算，而校核與外嚙合齒輪副的接觸強度校核相似。選擇參數(shù)Kv=1.128,KhB=1.225,Kh/1,Khp=1.42,Zh=2.48,Ze=189.80,z=0.987,z：=1,SHmin=1,z.=1.058,zjr=1,zw=1,Zx=1.056,u=l45=2.58,7HHm=750MPa56接觸應(yīng)力Oh=ZhZeZ鏟曲迎亙匹bd1u=2.48¥89.800.987”74"2.58少-75".128”.225”120270.4702.58=664.45MPa許用接觸應(yīng)力C

48、-HP=CHlimZNTZLVRZWZxSHmin7501058111056H<"HP滿足接觸疲勞強度條件4.2低速級齒輪嚙合疲勞強度的校核低速級外嚙合接觸疲勞強度校核1）使用系數(shù)Ka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)，它與原動機和工作機的特性，軸和連軸器系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度以及運行狀態(tài)有關(guān)，原動機工作平穩(wěn)，為中等振動網(wǎng)取Ka=1.752）動載系數(shù)Kv考慮齒輪的制造精度，運轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù),3由式16.2-12得，Kv=1.0953）齒向載荷分布系數(shù)KhP考慮沿齒向載荷分布不均勻影響的系數(shù)，按表16.2-40、41公式計算確定,3k=1.1024

49、）齒間載荷分配系數(shù)K也考慮同時嚙合的各對輪齒間載荷分配不均勻影響的系數(shù)網(wǎng)，由表16.2-42查得，Kh/15）行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)Khp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),3Khp=1.356）節(jié)點區(qū)域系數(shù)Zh考慮節(jié)點嚙合處法面曲率與端面曲率的關(guān)系，并把節(jié)圓上的圓周力換算為分度圓上的圓周力，把法面圓周力換算為端面圓周力的系數(shù)，冏其計算公式為式5.1.6,取Zh=2.57）彈性系數(shù)Ze考慮配對齒輪的材料彈性模量E和泊松比v對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，冏公式為Ze=21取Ze=189.80/（必+山）ElE28）重合度z名考慮端面重合度”縱向重合度鄧對齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)

50、網(wǎng)z1（2a-*®十為取ZR8973;9）螺旋角系數(shù)zp考慮螺旋角B對齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，3zp=%無*,取zp=l10）最小安全系數(shù)SHmin考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)，取SHmin=111）接觸強度計算的壽命系數(shù)Znt考慮當(dāng)齒輪只要求有限壽命時，齒輪的接觸疲勞極限可以提高的系數(shù)冏按表16.2-44中公式計算得，Znt=1.056潤滑油膜影響系數(shù)Zlvr考慮潤滑油粘度、圓周速度、以及齒面粗糙度對潤滑油膜影響的系數(shù)，網(wǎng)取Zlvr=113）工作硬化系數(shù)Zw考慮經(jīng)光整加工的硬齒面小齒輪在運轉(zhuǎn)過程中對調(diào)質(zhì)鋼大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化，從而使大齒輪的齒面接觸疲勞極限提高的系數(shù)，網(wǎng)取Zw=114

51、）接觸強度計算的尺寸系數(shù)Zx考慮計算齒輪的模數(shù)大于試驗齒輪的模數(shù)時，由于尺寸效應(yīng)使齒輪的齒面接觸疲勞極限降低的系數(shù)，網(wǎng)取Zx=1.08615）分度圓上的切向力匕查表16.2-32得，F(xiàn)t=2000T1,而1=空阻=15350.67Nmdam入.Ft=68158.7N16）齒寬b及齒數(shù)比uB=120,u=30=130低速級外嚙合接觸應(yīng)力Oh=ZhZeZ0X歸叵亞西及bdu，（681587父1+1）父175父1095M1102父1=2.5189.800.897168158“1-1.'51.0951.1021=695.08MPa120450.4391許用接觸應(yīng)力_,-HlimZNTZLVRZ

52、WZx_13001.056111.086-HPSHmin1=1490.86MPa二H<二HP滿足接觸疲勞強度條件4.2.2低速級外嚙合齒根彎曲疲勞強度的校核1）齒向載荷分布系數(shù)KfP由表16.2-40、41,取Kf=1.3132）齒間載荷分布系數(shù)Kf«由表16.2-42,取Kf：=1.13）行星輪載荷分布系數(shù)Kfp取Kfp=1.314）太陽輪、行星輪齒形分布系數(shù)Yfhi、YFa2YFa1=2.43,YFa2=2.615）太陽輪、行星輪應(yīng)力修正系數(shù)、Ysa2Ysa1=1.64,Ysa2=1.536）重合度系數(shù)Y£由圖16.2-25,Y=0.727）抗彎強度計算的尺寸系數(shù)Yx由表16.2-49得，Yx=1.028）抗彎強度計算的壽命系數(shù)Ynt查表16.2-47得,Ynt=0.8579）太陽輪、行星輪齒根圓角敏感性系數(shù)丫承、YdelT2查表16.2-48得