【正文】 曲強度條件確定模數(shù)m根據(jù)某石油機械裝置對其行星齒輪減速器的強度、速度及精度的要求，該行星齒輪減速器的齒輪材料均為合金調(diào)質(zhì)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，其硬度HB〈350為軟齒面。由于該行星齒輪減速器具有短期間斷的工作特點，故可按齒根彎曲強度條件的設計公式可確定其模數(shù)m；即 式()由于3K 型傳動有三個嚙合齒輪副：ag、bg 和ef。在此先按高速級ag 齒輪副進行模數(shù)m的初算。首先求得轉(zhuǎn)矩T1，即 式()式中，輸入軸作用在a輪上的轉(zhuǎn)矩為 式()即得由參考文獻[12]公式（）和參考文獻[1]表72——74 可得：載荷系數(shù)K=。由參考文獻[12]公式（）求得：按=0由參考文獻[12]表71 和72查得：==。由參考文獻[12]表77初步選取D=470N/mm2。初選b*=2。代入公式（），則初算得其模數(shù)m為取模數(shù)m=6。 嚙合參數(shù)的計算如前所述，該行星減速器具有三個嚙合齒輪副 ：ag、bg、ef；而各齒輪副的標準中心距為 （）因此三齒輪副的標準中心距相等，無需進行角度變位。 幾何尺寸的計算根據(jù)參考文獻[12]表52公式對該3K型行星齒輪減速器進行幾何尺寸的計算?，F(xiàn)將各齒輪副幾何尺寸的計算結果列入表21中。表 21 行星齒輪減速器各齒輪副的幾何尺寸內(nèi)容計算公式ag嚙合bg嚙合ef嚙合分度圓直徑db=108=540=540=1188=486=1134齒頂高ha外嚙合= 內(nèi)嚙合= ha2=() =6==6==6=齒根高齒全高======齒頂圓直徑da=120=552=552=1200=498=1146續(xù)表21內(nèi)容計算公式ag嚙合bg嚙合ef嚙合齒根圓直徑=93=525=525=1173=471=1119基圓直徑======中心距aa=324a=864a=810 傳動效率的計算因為b輪的節(jié)圓直徑大于e輪的節(jié)圓直徑，故該行星減速器的傳動效率可采用參考文獻[12]表34中的公式進行計算，即 式（）已知： 和p= =11 式（）其嚙合損失系數(shù) 式（）式中，和可按參考文獻[12]公式（374）計算，即有 式（） 式（）取輪齒的嚙合摩擦系數(shù)=，且將=198, =189, =90, =81帶入公式（）和（）得 即有 所以，其傳動效率為再考慮到行星輪g、f 滾動軸承的摩擦損失，約減少 的2％；則得考慮到嚙合和軸承損失后的傳動效率為 式（）最后，驗算當e 輪輸入而進行逆運轉(zhuǎn)時，該3K 型行星減速器是否自鎖。計算其逆?zhèn)鲃拥男士砂磪⒖嘉墨I[12]34中的公式（2）計算，即 式（）將代入公式（212）得0可見，當e輪輸入進行逆運轉(zhuǎn)時，該行星減速器不會產(chǎn)生自鎖。但是，隨著其傳動比的增大，當e輪輸入而進行逆運轉(zhuǎn)時，該行星減速器將會產(chǎn)生自鎖。由自鎖條件； 式（）可得； 由此可見，當3K型行星傳動的傳動比時，其逆運動才可能產(chǎn)生自鎖。 裝配條件的驗算對于設計石油機械裝置行星減速器應滿足如下的裝配條件： 鄰接條件按參考文獻[12]公式（）驗算其鄰接條件，即 式 （）將已知的，和值代入公式（），即得5522 324 =則滿足鄰接條件。 同心條件按參考文獻[12]公式（）驗算該3K型行星傳動的同心條件，即 式 ()各齒輪的嚙合角均為20度，且知=18, =198, =189, =90, =81，代入公式()得18+90=19890=18981=108所以，滿足同心條件。 安裝條件按參考文獻[1]公式（）驗算其安裝條件，即得 式（） 式（）所以，滿足安裝條件。 強度驗算根據(jù)該石油機械裝置行星減速器具有短期間斷的工作特點以及結構緊湊、外廓尺寸較小和傳動比大等要求，分別選用各齒輪的材料熱處理極其硬度列于表22。表 22 各齒輪的材料熱處理極其硬度名稱材料牌號熱處理硬度抗拉強度極限 b(N/mm2)屈服極限 S(N/mm2)中心輪a35CrMnSiA調(diào)質(zhì)HB255300900720行星輪f35CrMnSiA調(diào)質(zhì)HB241286820640行星輪g35CrMnSiA調(diào)質(zhì)HB241286820640內(nèi)齒輪e40CrNiMoA調(diào)質(zhì)HB255300900720內(nèi)齒輪b40CrMoA調(diào)質(zhì)HB241286820640對于具有短期間斷工作特點的3K 型行星傳動，僅需按參考文獻[12]公式(）和(）進行輪齒彎曲強度的驗算。其許用彎曲應力σFp 可按參考文獻[1]公式(）求得。現(xiàn)將該3K型傳動按照三個齒輪副ag、bg和ef分別驗算如下： ag 齒輪副先按參考文獻[12]公式（）計算小齒輪a的齒輪彎曲應力，即 式（）已求得小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 為 式（）載荷系數(shù)K可按參考文獻[12]公式（）求得: K=。由參考文獻[1]=；再由參考文獻[12]公式（）得 式（） 式中 式（）按 8 級精度和 值由參考文獻[12]表73 查得動載荷系數(shù)，取。因，按參考文獻[12]表74查得載荷分布系數(shù) =。所以，載荷系數(shù)K為K== 按內(nèi)齒輪b“浮動”的情況和由參考文獻[12]公式（）可得：行星論間載荷分布不均勻系數(shù)為 據(jù)=18 和=0 由參考文獻[12] 查得應力集中系數(shù)YF1= 和由參考文獻[12]=。 工作齒寬，取b=220mm代入公式（）得再按參考文獻[12]公式（）計算小齒輪a 的許用彎曲應力，即 式()由參考文獻[12]表77查得：。循環(huán)次數(shù)，可取彎曲壽命系數(shù)。按模數(shù)m值由參考文獻[12]表78查得尺寸系數(shù)。因輪a為受載的可正、反方向運轉(zhuǎn)的齒輪。帶入公式（），則得所以 再按參考文獻[12]公式（）計算大齒輪g 的齒輪彎曲應力，即 式（）仿上，據(jù)，由參考文獻[12]圖71和參考文獻[12]圖72可查得，則由參考文獻[1]表77得，；同理，和。因行星齒輪g為承受雙向?qū)ΨQ載荷的齒輪。代入?yún)⒖嘉墨I[12]公式（），則得g輪的許用齒根彎曲應力為所以 = 式（） bg 齒輪副 先按參考文獻[1]公式（）計算小齒輪g的齒輪彎曲應力，即 式 ()已知：，b=220mm，m=6。而與外嚙合ag 不同系數(shù)有：因b*=，可查得=,故得載荷系數(shù)；因內(nèi)齒輪b 浮動。小齒輪g上的轉(zhuǎn)矩T1可按參考文獻[12]公式（）計算，即 式（）轉(zhuǎn)矩Tb可按參考文獻[12]公式（）求得，即 式（）按參考文獻[1]=，即則 代入公式（），可得g輪的齒根彎曲應力為所以， 按參考文獻[12]公式（）計算內(nèi)齒輪b的齒根彎曲應力，即 式（）因內(nèi)齒輪b 的齒型系數(shù)和應力修正系數(shù)。代入公式（）得同上可得，；同理，取和。因內(nèi)齒輪b 為承載的正、反方向運轉(zhuǎn)齒輪。代入?yún)⒖嘉墨I[12]公式（），則得b 輪的許用齒根彎曲應力為 式（）所以 式（） ef 齒輪副先按參考文獻[12]公式（）計算小齒輪f 的齒輪彎曲應力，即 式（）將齒輪f上的轉(zhuǎn)矩按參考文獻[12公式（）計算，即 轉(zhuǎn)矩Te可按參考文獻[12公式（）求得，即 式 ()由參考文獻[1]圖310查得，即則 因各系數(shù)和幾何參數(shù)值與bg齒輪副相等，則可得 式()所以，內(nèi)齒輪e的系數(shù)YF2=，YS2=。代入?yún)⒖嘉墨I[1]公式（）計算內(nèi)齒輪e的輪齒彎曲應力，即 式 ()可得，；取和。同理。代入?yún)⒖嘉墨I[1]公式（）則得e輪的許用齒根彎曲應力為 式（）所以 上述計算結果表明，該3K 型行星齒輪減速器中的各嚙合齒輪副均滿足齒輪的彎曲強度條件。3 行星齒輪減速器結構設計 傳動作用力計算圖31傳動作用力示意圖 分度圓上的切向力太陽輪a ： 式 （）行星輪g ： 行星輪f ：