【正文】 械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。本減速器可廣泛應(yīng)用于機(jī)械，冶金、礦山、建筑、航空、軍事等領(lǐng)域。不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長(zhǎng)使用壽命和提高承載能力以及降低成本等等方面，有所改進(jìn)的話，都將會(huì)促進(jìn)資源（包括人力、材料和動(dòng)力）的節(jié)省。然而，自 20 世紀(jì) 60年代以來(lái)，我國(guó)才開(kāi)始對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。概括地講，在礦山、工程、冶金、起重、運(yùn)輸、輕工、石油化工、機(jī)床 、汽車、機(jī)器人、坦克、火炮、飛機(jī)、船舶、儀器儀表等機(jī)械行業(yè)和高科技領(lǐng)域中，已普遍采用行星傳動(dòng)作為減速、增速、差速、變速或控制裝置。用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大傳動(dòng)比可達(dá)幾萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)以上；作為動(dòng)力傳動(dòng)，其最大傳動(dòng)比可達(dá)幾十或數(shù)百。采用這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有利于提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深人地了解以及對(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。 本論文研究的主要內(nèi)容 減速器是動(dòng)力和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需求。以短期間斷的工作方式，每天工作 16h，要求使用壽命 10年以上。 行星齒輪傳動(dòng)還可按齒輪嚙合方式不同劃分為：ＮＧＷ型、ＮＷ型、ＮＮ型、ＷＷ型、ＮＧＷＮ型、Ｎ型和ＺＵＷＧＷ型等。 bac deH 圖 配齒 和主要參數(shù) 計(jì)算 3K型行星傳動(dòng)的配齒計(jì)算公式： ? ? ? ? ? ??????? ?????? papapab nzinznzz 1421 2 （ 21） pbe nzz ?? （ 22） 5 )(21 ??? aec zzz （ 23） ???????? ????????? ?? be eab zz zzzi 1 （ 24） 試中 np為行星齒輪的數(shù)目，由《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》參考文獻(xiàn) [1]取 np=3。最后確定該行星傳動(dòng)各齒輪的齒數(shù)為 Za=15， Zb=57， Zd=Zc=22和 Ze=60。據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)圖》圖 1212(c)[2]和 1223(c)[2]，取齒面接觸疲勞極限 2lim /720 mmNH ?? 和齒根彎曲疲勞極限 2lim /280 mmNF ?? ，內(nèi)齒圈 b和 c的加工精度 7級(jí)。為了使該行星傳動(dòng)既能滿足給定傳動(dòng)比的要求，又能滿足嚙合傳動(dòng) 的同心條件，應(yīng)使各齒輪副的嚙合中心距相等。4823??ac? ②變位系數(shù)和 ? ? ? ? 00 ????? ??? invinvzzx acca ③中心距變動(dòng)系數(shù) y ????? m aay a ④齒頂高變動(dòng)系數(shù) y? 7 0 5 9 5 9 ?????? ? yxy a 2） bc傳動(dòng) ①嚙合角 bc? ∵ os57 osc os 00 ????? ?? aabc ∴ 39。其變位方式應(yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)，即 021 ???? xxx （ 26） 齒頂高系數(shù) 1*?ah ，壓力角 ??20? 時(shí)，避免根切的最小變位系數(shù)為： 8 15171717m in ????? azx 中心輪 a的變位系數(shù)計(jì)算公式為： ? ? xyxzz zzxx aacaca ???????? ?????? ?? （ 27） 因此求得 ? ? ??????? ?????ax 1 1 7 in3 1 2 ??? x 按公式（ 26）可得行星輪 c的變位系數(shù) cx 為： 2 4 6 1 2 5 9 ????? ? ac xxx 2） bc傳動(dòng) 在 bc齒輪副中， 17min ?? zzb ， min2zzz cb ?? ， aabc? 。因此，該齒輪副的變位目的是為了改善嚙合性能和修復(fù)嚙合齒輪副。 頂隙系數(shù) C*[1]： 太陽(yáng)輪、 行星輪 —— C*=；內(nèi)齒輪 —— C*=。4823??ac? ， 39。4823c os 2215 ?????? ??? 故滿足同心條件。330s i ( mmg a ?????? ③ 端面重合度 a? 由公式（ 215）得： os3 0c ??? ??? ?? a （ 3） ec傳動(dòng)端面重合度 ①頂圓齒形曲徑ρ a 由公式（ 213）得： 行星輪： 2387 221 ???????????????a?(mm) 內(nèi)齒輪 e： 222 ???????????????a?(mm) ②端面嚙合長(zhǎng)度 ga 由公式（ 214）得： )20s i ( ??????ag ③端面重合度 a? 由公式（ 215）得： os3 0c ??? ??? ?? a 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ac 齒輪副中節(jié)圓直徑： 15572239。 ?????? cb bb zz zad 12 ec 齒輪副中節(jié)圓直徑 39。 eb dd? ，故該行星齒輪傳動(dòng)效率 bae? 可采用公式（ 216）進(jìn)行計(jì)算，即 HbeHabbaebaeii ?? ?????111 （ 216） 已知 96?baei ， ???abHab zzi 其嚙合損失系數(shù) HmeHmbHbe ??? ?? （ 217） Hmb? 和 Hme? 可按如下公式計(jì)算，取輪齒的嚙合摩擦系數(shù) ?mf ，即 )571221( ???????????? ??bcmHmb zzf? )601221( ???????????? ??ecmHme zzf? 代入公式（ 217），得 0 1 3 0 0 6 6 0 6 4 ????? HmeHmbHbe ??? 代入公式（ 216），即得傳動(dòng)效率為 0 1 3 0 961 ??????bae? 可見(jiàn)，該行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率較高，可以滿足短期工作方式的使用要求。為了便于軸上零件的裝卸，通常將軸制成階梯形。 13 行星輪 c采用帶有內(nèi)控的結(jié)構(gòu)，它的齒寬 b應(yīng)當(dāng)加大；以便保證行星輪與中心輪的嚙合良好，同時(shí)還要保證其與內(nèi)齒輪 b、 c嚙合。 轉(zhuǎn)臂上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距極限偏差 af 可按《行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)》參考文獻(xiàn) [5]公式 91計(jì)算。針對(duì)其工作特點(diǎn)，只需按齒根彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件進(jìn)行較核計(jì)算，即 FpF ?? ? （ 218） 現(xiàn)將該 3K型行星齒輪傳動(dòng)按照三個(gè)齒輪副 ac、 bc和 ec分別驗(yàn)算如下： (1)ac齒輪副 ①確定計(jì)算負(fù)荷 名義轉(zhuǎn)矩 )(19115003095509550 mNnpT ????? 名義圓周力 Ndn TF pt 19120202020 ?? ??? ②應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Na ??????? tnnN pHaa 次 式中 Han —— 太陽(yáng)輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速 [1]； 14 t—— 壽命期內(nèi)要求傳動(dòng)的總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，按每年工作 300 天計(jì)算； ③確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù) AK 使用系數(shù)按中等沖擊查《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》表 [5]得 ?AK 。 已知： 57?bz , 280lim ?F? N/mm2 通過(guò)查表及采用相應(yīng)的公式計(jì)算，得各項(xiàng)系數(shù)的值如下： ?AK ， ?VK ， ??FK ， ??FK ， ?SaY ， ?FaY ，??Y ， ?NTY ， ?STY ， ?RrelTY ?relTY? 和 ?xY )N / m m( 20 ??????? ?? YYYbmF saFatF )N / m m( 20 ??????? ???? FFvAFF KKKK 取彎曲應(yīng)力 )N /m m(100 2?F? )/( 2lim mmNYYYYY XR r e l Tr e l TNTSTFFp ???????? ??? 可見(jiàn)， FpF ?? ? ，故 bc齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 NGWN型行星傳動(dòng)常用的均載機(jī)構(gòu)為基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，主要適用于具有三個(gè)以上行星輪的行星傳動(dòng)。由于制造誤差和浮動(dòng)構(gòu)件自重等影響，實(shí)際上不是等邊三角形而是近似等邊三角形，因而引入了均載系數(shù)。這些都是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)行星輪的傳動(dòng)方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用多個(gè)行星輪來(lái)分擔(dān)載荷，形成功率分流。 所謂行星輪間載荷分布均勻 (或稱載荷均衡 )，就是指輸入的中心輪傳遞給各行 星輪的嚙合作用力的大小相等。各基本構(gòu)件和行星輪軸線的位移，及各齒輪的運(yùn)動(dòng)誤差。在內(nèi)齒輪 b浮動(dòng)情況下，如 采用十字滑塊聯(lián)袖器或齒輪聯(lián)軸器時(shí)，其行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)為 : ~?HpaK ， ~?HpbK 。 (3)在均載過(guò)程中，均載構(gòu)件應(yīng)能以較小的自動(dòng)調(diào)整位移量補(bǔ)償行星齒輪傳動(dòng)存在的制造誤差。 為 了使行星輪間載荷分布均勻，有多種多樣的均載方法。 較常見(jiàn)的靜定均載系統(tǒng)有如下兩種組成方案 : ①具有浮動(dòng)基本構(gòu)件的系統(tǒng)。 ②全部構(gòu)件都是剛性連接的，而行星輪在工作過(guò)程中可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位的杠桿系統(tǒng)。但采用這種均載方法將使得行星齒輪傳動(dòng)的制造和裝配變得非常困難和復(fù)雜，且成本較高。例如，將內(nèi)齒輪制成薄壁無(wú)體結(jié)構(gòu)，或用彈性件將內(nèi)齒輪連接在箱體上，以及采用具有彈性襯套或柔性銷軸的行星輪。 對(duì)于 3K型傳動(dòng)，由于在結(jié)構(gòu)上內(nèi)齒輪是與輸出軸或與箱體相連， U可采用十字滑塊聯(lián)軸器使內(nèi)齒輪 b浮動(dòng)，如圖 b浮動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)，其行星輪數(shù) np=3。 由圖 [6]可見(jiàn)，該均載機(jī)構(gòu)是內(nèi)齒輪 b、齒輪固定環(huán)和端蓋二個(gè)構(gòu)件組成的剛性可移式聯(lián)軸器，即十字滑塊聯(lián)軸器。軸向定位采用軸肩、套筒、軸套和端蓋，周向定位采用鍵。 由公式（ 221）可得 30333 ][][ nPAnPnPdTT????? ?? （ 221） 式中 0A = 3 ][?。 采用齒輪聯(lián)軸器保證輸入軸在受力不平衡時(shí)產(chǎn)生位移，從而使輸入軸受力均勻。 (5）基本尺寸 \B(mm)=14，齒輪軸的齒寬應(yīng)略大于內(nèi)齒輪 b和 e的齒輪寬度，在 3Ｋ型行星傳動(dòng)中， ?b? ， ?e? ，所以 ? ? 1 92 0 75 ????L mm，取 905?L mm。 m， 3?pn 和 4539。軸的危險(xiǎn)截面，分 別為 3，如圖： 圖 軸的危險(xiǎn)截面 23 圖 軸的水平彎矩內(nèi)力圖 圖 軸的垂直彎矩內(nèi)力圖 圖 軸的彎矩合成內(nèi)力圖 圖 軸的扭矩合成內(nèi)力圖 24 從上述結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中，可以看出截面 1是軸的危險(xiǎn) 截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 10處的 HM 、 VM 和 M 的值如下表 。 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的裝配方案及定位 中間軸采用鍵結(jié)構(gòu)帶動(dòng)行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其兩端用向心球軸承支承在行星架上，用矩形截面的彈性擋圈來(lái)進(jìn)行軸向固定。取伸出余量 101?S ，行星輪與行星架的間隙 102?S 所以 mmL 150101020290 ?????? 求軸上的載荷 行星輪受力分析圖 ： 26 F NH1 FNH2F at +F btF etF erF ar F brF NV2F NV1 圖 行星輪受力分析 19120202020 39。 由參考公式 [3]表 154，計(jì)算出軸的抗彎截面系數(shù) W如下 ? ? ? ? 59302 30232 2323 ?? ???????? ?? d tdbtdW 3mm 則： ? ? ? ? MP aW TMca *2222 ????? ?? 軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》參考文獻(xiàn) [5]151查得 MPa701 ??? ， 因此 ? ?1????ca ，故安全。 由公式（ 42）可得軸的直徑 ? ? m~ ~112 3 ??d 因軸的截面上有兩個(gè)以上鍵槽，所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱。 (3）軸肩高度取 h =5 mm 則 140 d3? mm 選擇調(diào)心滾子軸承，具體參數(shù)如下表 ： 表 29 軸承代號(hào) 3053128 尺寸 d 140 尺寸 \D 210 尺寸 \B 53 尺寸 \rs(min) 2 軸長(zhǎng)略長(zhǎng)于軸承寬度，取 603?L mm (4）用軸肩固定調(diào)心滾子軸承，取軸肩高度 mmh 10? 則： 150 d4? mm，取 204?