【正文】 27 圖 軸的水平彎矩內(nèi)力圖 圖 軸的合成彎矩圖 圖 軸的合成扭矩圖 從上述結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中，可以看出截面 10是軸的危險截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 10處的 HM 、 VM 和 M 的值如下表 : 表 10處的 HM 、 VM 和 M 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 N ?NHF N ?NHF N ?NVF N ?NVF N 彎矩 M N?mm ?HM ?HM 9616471 ?VM 9759802 ?VM 28 總彎矩 N?mm 4 0 0 6 9 19 6 1 6 4 1 1 2 2 8 8 221 ???M 3 3 8 8 6 49 7 5 9 8 1 6 5 2 6 222 ???M 扭矩 T N?mm ?T 按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行較核時，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，同上 。 軸段直徑和長度的確定 (1）確定齒輪軸的最小直徑，計(jì)算方法及步驟同高速軸。 (2）軸肩高度 ? ? mdh ~~ 1 ?? 取 h =10 mm則： 135 d2? mm 考慮到軸上要安裝端蓋、擋圈和甩油環(huán)，取軸的長度為 802?L mm。因此，軸徑要增大 10～ 15%，則 ~ %1101 1 2 . 8 )~( ???d ，取 mmd 125 1 ? 根據(jù) 1 d 選擇鍵尺寸為 32 140。 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的裝配方案及定位 根據(jù)軸上主要零 件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，軸上零件從右到左依次為：聯(lián)軸器、右端蓋、甩油環(huán)、擋環(huán)、支承軸承、轉(zhuǎn)臂軸承、內(nèi)齒輪。 ?? ???apaat dn TF （ N） 1 0 3 020t a 8 2 9t a n ???? ??tar FF （ N） 71 48 51713 9619120 0020 00 39。 軸段直徑和長度的確定： 計(jì)算方法及步驟同高速軸。 表 截面 10處的 HM 、 VM 和 M 的值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 N ?NHF N ?NHF N ?NVF N ?NVF N 彎矩 M N?mm ?HM ?VM 總彎矩 N?mm ??? VH MMM 扭矩 T N?mm 191?T 按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行較核時，通常只 較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。 ?ad （ mm） 則得 453 19120202020 39。 (6）為行星架和齒輪軸不發(fā)生碰撞，取 746 ??LL mm ， 38 dd 46 ?? mm。選用 TGL鼓形齒式聯(lián)軸器，其具體參數(shù)如下表： 21 表 TGL鼓形齒式聯(lián)軸器具體參數(shù) 型號 TGLA8 額定轉(zhuǎn)矩 Tn() 140 許用轉(zhuǎn)速 [n](r/min) 5600 軸孔直徑 d d2 28 軸孔長度 L\J1型 44 D 100 D1 72 B 50 B1 23 S 4 d M8 重量 (kg) 轉(zhuǎn)動慣量 (^2 取軸長 1L 為 2倍軸孔長度，即： 884421 ???L mm (2）軸肩高度 ? ? ~~ 1 ?? dh 取 h =2 mm則： 30 d2? mm 選擇圓錐滾子軸承，具體參數(shù)見表 24； 考慮到軸上要安裝端蓋以及軸套和甩油環(huán)，取軸的長度為 502?L mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》參考文獻(xiàn) [3]表 153，得 97~1120 ?A則 ? ? ~~112 3 ??d mm 因軸的截面上有一個鍵槽，所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的削弱。 軸段直徑和長度的確定 (1）確定齒輪軸的最小直徑 在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中，通常按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算軸的最小軸徑。它允許內(nèi)齒輪 b的軸線產(chǎn)生徑向位移。 （ a）內(nèi)齒輪 （ b)固定齒輪 b 浮動 1端蓋 2齒輪固定環(huán) 19 圖 內(nèi) 齒輪 b 的行星齒輪傳動 該行星傳動均載 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成情況如圖 ，在內(nèi)齒輪 b 的左側(cè)有一條凹槽“ J”，齒輪固定環(huán)右側(cè)的矩形樣“ K”與凹槽“ J”相配合：而固定環(huán)的左側(cè)還有一條凹槽“ A”。 在此設(shè)計(jì)中，若采用雙齒聯(lián)軸器或單齒聯(lián)軸器作為內(nèi)齒輪 b浮動的均載機(jī)構(gòu)，通常內(nèi)齒輪是與箱體或輸出軸相連接。因此，很少采用它。例如，采用杠桿聯(lián)動的均載機(jī)構(gòu)，使 np＝２～４個行星輪浮動，即行星輪可以自動調(diào)整位量，以實(shí)現(xiàn)行星輪間載荷分布均勻。所謂“浮動基本構(gòu)件”，就是指某個基本構(gòu)件沒有徑向的支承，則稱它為浮動基本構(gòu)件。對于主要靠機(jī)械方法來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng) (簡稱為機(jī)械均載系統(tǒng) )，其結(jié)構(gòu)類型可分為如下兩種 : （ 1）靜定系統(tǒng)： 該機(jī)械系統(tǒng)的均載原理是通過系統(tǒng)中附加的自由度來實(shí)現(xiàn)均載的。 (4)均載機(jī)構(gòu)應(yīng)制造容易，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，布置方便，不得影響到行星齒輪傳動的傳動性能。 均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 目前國內(nèi)外較常采用的幾種均載機(jī)構(gòu)有： 太陽輪浮動 ,行星架浮動 ,內(nèi)齒圈浮動 ,太陽輪與行星架同時浮動 ,太陽輪與內(nèi)齒圈同時浮動 ,無多余約束的浮動 ,行星輪油膜浮動 ,杠桿聯(lián)動浮動 ,柔性均載浮動 在選用行星齒輪傳動的均載機(jī)構(gòu)時，根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況，應(yīng)對其提出如下幾點(diǎn)要求 : (1)均載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系 統(tǒng)，能較好地補(bǔ)償制造和裝配誤差及其零件的變形，使載荷分布不均勻系數(shù) Kp值最小。例如，中心輪軸線的位移，軸承軸線或內(nèi)齒輪與粕體配合的徑向倫移和轉(zhuǎn)臂上安裝行星輪的心軸孔 的位移，以及雙聯(lián)行星輪工作齒形的相對位移，中心輪 a、 b的運(yùn)功誤差和行星輪與中心輪嚙合的運(yùn)動誤差等，將形成中心輪與行星輪嚙合時的間隙或過盈。但是，在沒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)，在行星齒輪傳動工作的過程中，行星輪問的載荷分布也并非完全是均衡的。并合理地采用內(nèi)嚙合傳動，從而才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。一般情況下有一個基本構(gòu)件浮動，即可起到均載作用，采用二個基本構(gòu)件同時浮動時，均載效果更好。它是靠基本構(gòu)件（太陽輪、內(nèi)齒圈或行星架）沒有固定的徑向支撐，在受力不平衡的情況下作徑向游動 (又稱浮動 )，以使各行星輪均勻分擔(dān)載荷。彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) ??? FFPFS ?? (3)ec齒輪副 在內(nèi)嚙合齒輪副 ec中只需校核內(nèi)齒輪 e的齒根彎曲強(qiáng)度，計(jì)算方法及過程同上。 VK 按公式計(jì)算 a 相對于轉(zhuǎn)臂的速度如下 ? ? (m / s ) )(39。現(xiàn)已知嚙合中心距 57?a mm，則得 )( 57810008 33 mmaf a ????? 取 mfa ?31? 。在每個行星輪的內(nèi)孔中，可安裝兩個滾動軸承來支承，而行星輪安裝到轉(zhuǎn)臂 H的側(cè)板上之后，還應(yīng)采用矩形截面的彈性擋圈來進(jìn)行軸向固定。總之，在滿足使用要求的情況下， 軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡單，以便于加工制造。 齒輪的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù) 3K型行星傳動的工作特點(diǎn)、傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。ed ： 1802260 60572239。 ?????? ca aa zz zad 22572239。 (3)裝配條件 ? ?? ????????????整數(shù)整數(shù)pebpbanzznzz （ 212） 按公式 210驗(yàn)算其安裝條件，即得???????????????393 6057243 5715pebpbanzznzz 故滿足其裝配條件。330??bc? 和 ?20????ec ；且知 15?az 、 57?bz 、22?cz 和 60?ez 。 配齒結(jié)果 的驗(yàn)算 所設(shè)計(jì)的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的驗(yàn)算條件。故其變位方式采用高度變位，即 021 ???? xxx （ 29） 則可得內(nèi)齒輪 e的變位系數(shù)為： ?? ce xx 。因此，該齒輪副的變 位目的是為了湊合中心距和改善嚙合性能。330??bc? ②變位系數(shù)和 ? ? ? ? 00 ????? ??? invinvzzx bccb ③中心距變動系數(shù) y ????? m aay b ④齒頂高變動系數(shù) y? 3 8 4 8 4 ?????? ? yxy b 3） ec傳動 ①嚙合角 ec? ∵ os5757c osc os00 ????? ?? aaec ∴ ??20ec? ②變位系數(shù)和 ? ? ? ? 0tan2 00 ????? ??? invinvzzx ecce ③中心距變動系數(shù) y 03 57570 ????? maay e ④齒頂高變動系數(shù) y? 0???? ? yxye （ 2） 確定各齒輪的變位系數(shù) 1） ac傳動 在 ac齒輪副中，由于 minzza ? ； min2zzz ca ?? ； aca 5739。即必須對該 3K型行星傳動進(jìn)行角度變位。 (2)按彎曲強(qiáng)度公式 [2]計(jì)算齒輪的模數(shù) m： 3 FPamFSz YKTm ??? （ 25） 現(xiàn)已知 Za=15， 2lim /450 mmNF ?? ； 6 小齒輪額定轉(zhuǎn)矩 ???? 95499549 11 nnpT p mN ??? 30； 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》參考文獻(xiàn) [2]取載荷系數(shù) K=； 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》參考文獻(xiàn) [2]取齒形系數(shù) ?FSY ； 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》參考文獻(xiàn) [2]查得齒寬系數(shù) 8?m? ； 則得齒輪模數(shù) m為： 3 ??? ???m (mm) 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》參考文獻(xiàn) [2]表 123取標(biāo)準(zhǔn)值，得模數(shù) 3?m mm。 要參數(shù) (1)齒輪材料和熱處理的選擇 中心輪 a和行星輪 c均采用 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，齒面硬度為 5662HRC?？紤]到該行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，故選擇中心輪 a的齒數(shù) Za=15。代號為：Ｎ 內(nèi)嚙合齒輪；Ｇ 外嚙合齒輪；ＺＵ 錐齒輪。 且要求該行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動效率較高。本論文研究的主要內(nèi)容為： （ 1）行星齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括齒輪傳遞類型的確定、齒輪主要參數(shù)的計(jì)算、傳動 3 效率的計(jì)算及齒輪強(qiáng)度校核等； （ 2）行星減速器均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括均載 裝置類型的選取、均載機(jī)構(gòu)的選擇及行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)的確定等； （ 3）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括高速軸、中間軸和低速軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算；其他零件如滾動軸承的選擇、行星架的選擇等 （ 4）行星齒輪減速器基本零件（包括齒輪、軸等）的三維成型。因此，對于它的制造安裝問題，目前已不再成為一件困難的事情 。適當(dāng)選擇傳動類型，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，可使行星傳動的效率達(dá)到 ～ 。采用差動行星傳動，可實(shí)現(xiàn)兩個運(yùn)動的合成和一個運(yùn)動的分解。 (1)行星齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn) ①結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕 行星傳動具有行星運(yùn)動和功率分流的傳動特性，采用內(nèi)齒輪副 ,可以充分利用內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈內(nèi)部的可容空間，使其具有結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。無論是在設(shè)計(jì)理論方面，還是在試制和應(yīng)用實(shí)踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的 研究成果?？梢灶A(yù)見，本新型減速器在國內(nèi)外市場中的潛力是很大的。特別在需要較 大減速比和較大功率的各種傳動中有巨大的市場和應(yīng)用價值。 Pro／ E系統(tǒng)是 3D CAD/CAM實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng) ,Pro／ E最顯著的優(yōu)點(diǎn)是造型功能強(qiáng) ,目前在工業(yè)設(shè)計(jì)中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用，越來越多的設(shè)計(jì)人員用 Pro／ E進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。在本次行星減速器的設(shè)計(jì)中，由于減速器齒輪傳動中的兩個內(nèi)齒輪齒數(shù)不相同，而公共行星輪要同時與兩個內(nèi)齒輪相嚙合，故行星減速器必須要采用角度變位。 IPro/E 的行星齒輪減速器設(shè)計(jì) （ **大學(xué) **學(xué)院 機(jī)械 ** **） 摘 要 目前，減速器作為機(jī)械傳動裝置應(yīng)用日益廣泛，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)給設(shè)計(jì)工作帶來了重復(fù)性和繁瑣性。 本文主要基于 Pro/E設(shè)計(jì)行星減速器 ,行星減速器的設(shè)計(jì)過程主要包括行星傳動設(shè)計(jì)，均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸和軸承的選擇計(jì)算與校核， Pro/E建模等過程。行星傳動不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩 的傳動裝置上也已獲得了應(yīng)用，它幾乎可通用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動技術(shù)已成為世界各國機(jī)