【正文】 ZX等類型。行星齒輪傳動最顯著的特點是：在傳遞動力時它可進(jìn)行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機械傳動系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要變速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，表11列出了常用行星齒輪傳動的型式及特點：表11常用行星齒輪傳動的傳動類型及其特點傳動形式簡圖性能參數(shù)特點傳動比效率最大功率/kWNGW（2ZX 負(fù)號機構(gòu)）=~~9~不限效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳遞公路范圍大，軸向尺寸小，可用于各個工作條件，在機械傳動中應(yīng)用最廣。單級傳動比范圍較小，耳機和三級傳動均廣泛應(yīng)用NW（2ZX負(fù)號機構(gòu)）=1~50推薦7~21效率高，徑向尺寸比NGW型小，傳動比范圍較NGW型大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、安裝較復(fù)雜，故||7時不宜采用NN（2ZX負(fù)號機構(gòu)）推薦值：=8~30效率較低，～40傳動比打，效率較低，適用于短期工作傳動。當(dāng)行星架X從動時，傳動比||大于某一值后，機構(gòu)將發(fā)生自鎖WW（2ZX負(fù)號機構(gòu)）=~數(shù)千||=~5時，~，||增加徒降20傳動比范圍大，但外形尺寸及重量較大，效率很低，制造困難，一般不用與動力傳動。運動精度低也不用于分度機構(gòu)。當(dāng)行星架X從動時，||從某一數(shù)值起會發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動比取值為=~3，最佳值為2，NGW（Ⅰ）型（3Z）小功率傳動500；推薦：=20~100~短期工作120，長期工作10結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動比范圍大，但效率低于NGW型，工藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪A輸出，當(dāng)||大于某一數(shù)值時會發(fā)生自鎖NGWN（Ⅱ）型（3Z）=60~500推薦：=64~300~短期工作120，長期工作10結(jié)構(gòu)更緊湊，制造，安裝比上列Ⅰ型傳動方便。由于采用單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動自鎖情況同上 確定行星齒輪傳動類型根據(jù)設(shè)計要求：連續(xù)運轉(zhuǎn)、傳動比小、結(jié)構(gòu)緊湊和外廓尺寸較小。根據(jù)表11中傳動類型的工作特點可知，2ZX(A)型效率高，體積小，機構(gòu)簡單，制造方便。適用于任何工況下的大小功率的傳動，且廣泛地應(yīng)用于動力及輔助傳動中，工作制度不限。本設(shè)計選用2ZX(A)型行星傳動較合理，其傳動簡圖如圖11所示。圖11減速器設(shè)計方案（單級NGW—2ZX(A)型行星齒輪傳動）擬定的設(shè)計方案如下圖：圖22 減速器整體裝配圖40第2章 齒輪的設(shè)計計算 配齒計算 確定各齒輪的齒數(shù)據(jù)2ZX(A)型行星傳動的傳動比值和按其配齒計算（見參考文獻(xiàn)[1]）公式（327）~公式（333）可求得內(nèi)齒輪b和行星輪c的齒數(shù)和?，F(xiàn)考慮到行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，故選擇中心輪a的齒數(shù)=17和行星輪=3.根據(jù)內(nèi)齒輪 = 對內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整，同時考慮到安裝條件，取，此時實際的p值與給定的p值稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差的范圍內(nèi)。實際傳動比為=其傳動比誤差 =%由于外嚙合采用角度變位的傳動，行星輪c的齒數(shù)應(yīng)按如下公式計算，即 因為為偶數(shù)，故取齒數(shù)修正量為。此時，通過角變位后，既不增大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善ac嚙合齒輪副的傳動性能。故 =在考慮到安裝條件為 （整數(shù)） 初算中心距和模數(shù)1. 齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定太陽輪和行星輪材料為20GrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57~ 61HRC。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限=1591Mpa。試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽輪=485Mpa。行星輪== (對稱載荷)。齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為6級。內(nèi)齒圈材料為38GrMoAlA，淡化處理，表面硬度為973HV。試驗齒輪的接觸疲勞極限=1282Mpa驗齒輪的彎曲疲勞極限=370MPa齒形的終加工為插齒，精度為7級。2. 減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速由 = 得 === 3. 載荷不均衡系數(shù)采用太陽輪浮動的均載機構(gòu)，取。4. 齒輪模數(shù)和中心距a首先計算太陽輪分度圓直徑：式中： 一齒數(shù)比為；一算式系數(shù)為768；一綜合系數(shù)為2；一太陽輪單個齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。==376其中 —高速級行星齒輪傳動效率，取=—齒寬系數(shù)暫取==1450Mpa代入 =模數(shù) m=取 m=5則 =取 齒寬 取 幾何尺寸計算1. 計算變位系數(shù)(1) ac傳動嚙合角因 =所以 =變位系數(shù)和 =（17+30） =圖21選擇變位系數(shù)線圖中心距變動系數(shù)y y==1齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)：根據(jù)線圖法，通過查找線圖21中心距變動系數(shù)y y==1齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)：根據(jù)線圖法，通過查找線圖21得到邊位系數(shù) 則 (2) cb傳動由于內(nèi)嚙合的兩個齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有從而 且 2. 幾何尺寸計算結(jié)果對于單級的2ZX(A)型的行星齒輪傳動按公式進(jìn)行幾何尺寸的計算，各齒輪副的計算結(jié)果如下表：表31各齒輪副的幾何尺寸的計算結(jié)果項目 計算公式ac齒輪副bc齒輪副分度圓直徑基圓直徑齒頂圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合齒根圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合注：齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪—，內(nèi)齒輪—；頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪— 裝配條件驗算對于所設(shè)計的單級2ZX(A)型的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下裝配條件 鄰接條件按公式驗算其鄰接條件，即 已知行星輪c的齒頂圓的直徑=，和代入上式，則得 同心條件按公式對于角變位有已知 ， 代入上式得 = 安裝條件按公式驗證其安裝條件，即得將 代入該式驗證得 滿足安裝條件嚙合要素的驗算1. ac傳動端面重合度（1）頂圓齒形曲率半徑太陽輪=行星輪=（2）端面嚙合長度式中“”號正號為外嚙合，負(fù)號為內(nèi)嚙合；端面節(jié)圓嚙合角。直齒輪==則 =（3）端面重合度 =2. 端面重合度（1）頂圓齒形曲率半徑行星輪由上面計算得，=內(nèi)齒輪 =（2）端面嚙合長度==（3）端面重合度 = = 齒輪強度校核 ac傳動強度校核本節(jié)僅列出相嚙合的小齒輪(太陽輪)的強度計算過程，大齒輪(行星輪)的計算方法相同，從略。1．確定計算載荷名義轉(zhuǎn)矩 = Nm名義圓周力==N=8868N2．應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60=次=次==== == 式中 —太陽輪相對于行星架的轉(zhuǎn)速() —壽命期內(nèi)要求傳動的總運轉(zhuǎn)時間(h) t=10a=70400h3. 確定強度計算中的各種系數(shù)1)使用系數(shù)K取K=1. 252)動負(fù)荷系數(shù)K因z=1750和== 150 ,可根據(jù)圓周速度=== 查得（6級精度)：K=1. 0393)齒向載荷分布系數(shù)K、K K= 1+(K1 )KK K=1+(K1)KK 式中 K— 計算接觸強度時運轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，查得 K= (=)。K— 計算接觸強度時的跑合影響系數(shù)，查得 K= (=，HB=450)；K— 計算彎曲強度時運轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，查得 K=(=) K—計算彎曲強度時的跑合影響系數(shù)，查得K= (=，HB=450)；K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K= K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=則 K= 1+( )= K=1+()=4)齒間載荷分布系數(shù)K、K因=1. 25=，精度6級，硬齒面直齒輪，查得K=K=5)節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z按下式計算 Z== = 式中 直齒輪= 0 —端面節(jié)圓嚙合角直齒輪==—端面壓力角直齒輪==206)彈性系數(shù)查得 =(鋼鋼)7)載荷作用齒頂時的齒形系數(shù)Y根據(jù) z=17和x=查得Y=8)載荷作用齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù)Y查得Y=9)重合度系數(shù)z、z====+=+=10)螺旋角系數(shù)、按下式計算因 =0，z= 得=1 = 得=14．齒數(shù)比 ===5．計算接觸應(yīng)力的基本值= ==6．接觸應(yīng)力= ==802MPa7．彎曲應(yīng)力的基本值=YYYY==8．齒根彎曲應(yīng)力= ==143MPa9．確定計算許用接觸應(yīng)力時的各種系數(shù)l)壽命系數(shù)Z因N= ，得Z=2)潤滑系數(shù)Z因=220和1200MPa查得Z=3)速度系數(shù)Z因==1591 MPa查得Z=4)粗糙度系數(shù)Z因 1200 MPa和齒面R==查得Z=5)工作硬化系數(shù)因大小齒輪均為硬齒面，且齒面R=6,由圖517取=6)尺寸系數(shù) 查得Z=10．許用接觸應(yīng)力= ==1592MPa11．接觸強度安全系數(shù)SS===12．確定計算許用彎曲應(yīng)力時的各種系數(shù)l)試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)= 2)壽命系數(shù)因N=，查得=3)相對齒根圓角敏感系數(shù)由=，查得= 4)齒根表面狀況系數(shù)= (齒根R== 37. 8)5)尺寸系數(shù) 可按下式計算 ===13．許用彎曲應(yīng)力 = = =745 MPa14．彎曲強度安全系數(shù)SS=== cb傳動強度校核本節(jié)僅列出相嚙合的大齒輪(內(nèi)齒輪)的強度計算過程，小齒輪(行星輪)的計算方法相同，從略。齒輪強度驗算按第5章中的有關(guān)公式和圖表進(jìn)行。1．名義切向力 =8868N2．應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN=60 =60次=式中 n—太陽輪相對于行星架的轉(zhuǎn)速()= nn== 3．確定強度計算中的各種系數(shù)1)使用系數(shù)K 取K=1. 252)動負(fù)荷系數(shù)K根據(jù) === 查得（7級精度)：K=1. 0683)齒向載荷分布系數(shù)K,K由式(51)和(52) K= 1+(K1 )KK K=1+(K1)KK式中 K— 計算接觸強度時運轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，查得 K= (=)。K— 計算接觸強度時的跑合影響系數(shù)，查得 K= (v =，HB=450)；K— 計算彎曲強度時運轉(zhuǎn)初期(未經(jīng)跑合)的齒向載荷分布系數(shù)，由圖54查得 K=(=) K—計算彎曲強度時的跑合影響系數(shù)，由圖55查得K= (v =，HB=450)；K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=K—與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)，K=則 K= 1+( )= K=1+()=4)齒間載荷分布系數(shù)K、K因 ==，精度7級，非硬齒面直齒輪由表59查得K=K=5)節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z可查圖513或按下式計算 Z== = 式中 直齒輪= 0—端面節(jié)圓嚙合角直齒輪==20—端面壓力角直齒輪==206)彈性系數(shù)Z查得 Z=(鋼一鋼)7)載荷作用齒頂時的齒形系數(shù)Y查得Y=8)載荷作用齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù)Y查得Y=9)重合度系數(shù)z，Yz=== =+=+=10)螺旋角系數(shù)Z , Y可按下式計算因 =0，z= 得z=1 Y= 所以 z=1,Y=14．齒數(shù)比u===5．計算接觸應(yīng)力的基本值= ==6．接觸應(yīng)力= ==401MPa7．彎曲應(yīng)力的基本值