【正文】 衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。在增速器制造者的選擇樣本上，除了給出額定功率外，還給出了減速器的熱穩(wěn)定功率，即熱功率。清洗油一般是指粘度較低的潤滑油。機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 48 頁 共 63 頁要求潤滑油對油封、油漆以及軸承保持架具有良好的相容性。對于重要的傳動可取兩者中的較大值。鑄造機(jī)體應(yīng)盡量避免壁厚突變，減少壁厚差，以免長生縮孔和疏松等鑄造缺陷。直徑之間的配合一般采用 F8/h7，被浮動齒輪為柔性????1????1輪緣是其配合間隙可略小些。本設(shè)計(jì)采用一根空心軸定心，可以有效防止工作時因載荷變化造成傳動中聯(lián)軸器的傾斜角過大，而增大齒面磨損和減少使用壽命。m扭矩 T T=3526N ???機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 44 頁 共 63 頁= = .??ca??^2+(∝??)^2??^2+(3526)^^3于是可以求得 ??ca=??????前已選定軸的材料為 40CrNi 鋼（調(diào)質(zhì)） ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 151 查得 ，故安全。軸肩處的圓角半徑為 R=2mm 或R=?！?5 m140??IVl取軸段 I—II 處與軸段 VI—VII 處相同的軸承直徑，因此 ，○ 6 m90??Id由軸承工作的要求，已選擇的軸承型號為 7218C，0 基本游隙組，基本尺寸為 3169???BDd因此 ，又根據(jù)軸承安裝尺寸 、 ，m32??Il 8max?d102min?ad選擇 II—III 段直徑為 。m。?=50000 ?軸承的各力的計(jì)算公式：將力 在法面內(nèi)分解沿徑向的分力，周向的分力????以及和軸向的分力，各力的計(jì)算如下； N， =,????=2??1/??1=????=????tan????/cos??????=????????????=??.因?yàn)榻墙佑|球軸承，所以軸向力為 N，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二卷????=知軸承的 ，查表，有中等沖擊，取 。m20??Il④因?yàn)檩S段 V—Ⅵ處是齒輪軸段，故 lIV1⑤考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承的寬度 40mm 后，在留出 2mm 的墊片可以得到 =42mm，至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。其軸承寬度 B=40mm，參照工作要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級 7224C 的角接觸球軸承，根據(jù)其基本尺寸確定 ；m12??Ⅶ—VIId而 。I?l ??Ⅰ ?Ⅱ = 圓柱齒輪傳動中間齒輪軸設(shè)計(jì)（1）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 42CrMo，調(diào)制處理 260～290HBS， ， 。并根據(jù)最小軸徑 ，查機(jī)械手冊初步選取標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心滾子軸承型號為 1222。3) 脹套連接在超載時，將失去連接作用，可以保護(hù)設(shè)備不受破壞。當(dāng)承受負(fù)荷時，7Z10靠脹緊套與機(jī)件的結(jié)合力及相伴產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩、軸向力或兩者的復(fù)合載荷。??????——彎曲強(qiáng)度計(jì)算時的齒向載荷分布系數(shù):表征齒面上載荷不均勻的?FK程度對輪齒強(qiáng)度的影響。?FSY齒根許用彎曲應(yīng)力為機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 28 頁 共 63 頁)(lim????FXRrelTlSTFPSY???輸入齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??FPS? 第三級直齒圓柱齒輪強(qiáng)度校核材料選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度 56～60HRC，查閱手冊，選取，MPa150lim?H?Pa480lim?F?輸入軸轉(zhuǎn)矩 ，?查手冊選取齒寬系數(shù) ?d?計(jì)算齒寬為 m2022???b取 m1952?Bm201?B小齒輪受到轉(zhuǎn)矩 ????iT齒輪參數(shù)各系數(shù)確定如下：使用系數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版教材表 102（濮良貴編寫）齒輪箱所處環(huán)境為嚴(yán)重沖擊狀況，故取 ?AK——動載系數(shù)：考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷????影響的系數(shù)。??=?????3內(nèi)齒輪齒根彎曲應(yīng)力為 ?????bmFKYtVAFSF?????齒根許用彎曲應(yīng)力為 .)(lim ?????FXRrelTlSTNFPSYY??? ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)；查行星齒輪傳動表 616，取T 1NTY機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 24 頁 共 63 頁——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，采用行星齒輪傳動的 時，取STY limF?=2；——相對齒根表面狀況系數(shù)；查行星齒輪傳動設(shè)計(jì)表 618 取RrelT120.?rlY——相對齒根圓角敏感系數(shù)；查行星齒輪傳動圖 633，取relT? ?relTY?——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)；查行星齒輪傳動表 617 得XY或者圖 632，??XY——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，查表行星齒輪傳動設(shè)計(jì)饒振剛編著FS書中，表 611， =齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??FPS?由于其安全系數(shù)大于 1，故此參數(shù)設(shè)計(jì)合理。齒輪的 可根據(jù)其 、齒寬 b 與齒高比 b/h 從圖?FK??????1013 中查得 ??F、 ——齒間載荷分布系數(shù) :根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表 103 齒間載荷?KH分配系數(shù)，如下表 所示。 的精確值可通過實(shí)際測量，或按 GB3480——1983 的一般方法確????定。齒面各點(diǎn)都有相對滑動，會產(chǎn)生磨損。但經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，在低速重載的行星輪齒輪傳動中，內(nèi)齒輪輪齒的吃面接觸強(qiáng)度可能低于計(jì)算值，即使其齒面接觸應(yīng)力 大于許用的接觸應(yīng)????力 ，從而出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕的現(xiàn)象，所以在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動中，確定該內(nèi)嚙合??????齒輪副的許用接觸應(yīng)力時，必須考慮上述情況。 ??2 ??39。當(dāng)行星架作為基本構(gòu)件時，它是機(jī)構(gòu)中承受外力矩最大的零件。在大多數(shù)的行星傳動中，行星輪應(yīng)具有內(nèi)孔，以便在該內(nèi)孔中軸承或與心軸配合。 行星輪傳動部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 太陽輪的結(jié)構(gòu)及其工藝制造路線 為便于軸與齒輪之間的連接，本文將太陽輪制成齒輪軸的形式，并利用鼓形漸開線花鍵實(shí)現(xiàn)與上一級行星架的連接，可使中心輪在一定范圍內(nèi)輕微擺動，實(shí)現(xiàn)均載。當(dāng)齒頂圓直徑 時，用軋制圓鋼做毛坯，可制成實(shí)心結(jié)構(gòu)。行星輪 41 10 0 430 385 410 0176。即即CnZiwH??13 CZ??——行星輪的數(shù)目，此處取 =3. ???? ????C——盡可能取質(zhì)數(shù)，——太陽輪的齒數(shù)。其具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)行星架采用焊接結(jié)構(gòu)，工藝簡單，重量較輕，便于加工和裝配。增速機(jī)構(gòu)增速后的輸出速度：1625r/min. 6215?i機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 6 頁 共 63 頁根據(jù)增速裝置的用途和工作特點(diǎn)，傳動形式定位兩級定軸傳動+單級行星傳動，行星傳動的結(jié)構(gòu)形式確定為：單級 2KH（NWG）型行星傳動機(jī)構(gòu)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的種類很多，按照傳統(tǒng)類型可分為圓柱齒輪箱、行星齒輪箱以及它們互相組合起來的齒輪箱；按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級齒輪箱；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式以及混 600kw 以上的風(fēng)電增速箱由于功率大，大轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，通常采用功率分流的行星傳動。 增速器是指安裝在原動機(jī)與工作機(jī)之問獨(dú)立的閉式傳動裝置，用于增加轉(zhuǎn)速應(yīng)相應(yīng)減小轉(zhuǎn)矩 [ ]。其主要優(yōu)點(diǎn)是：具有瞬時傳動比恒定、可靠性高、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊。本文的主要研究內(nèi)容主要包括以下兩個方面：（1）600kW 風(fēng)力發(fā)電組增速器的設(shè)計(jì)；（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個重要的機(jī)械部件,其主要需要機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 3 頁 共 63 頁研究的部件如下:箱體，行星架，齒輪（太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈、斜齒輪、直齒輪）軸、聯(lián)接（鍵的聯(lián)接，以及脹緊聯(lián)接）2 600kW 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速器設(shè)計(jì) 傳動方案的確定傳動裝置是大多數(shù)機(jī)器的主要組成部分。影響疲勞壽命的因素很多，包括材料本身的性能、工件本身的結(jié)構(gòu)、載荷特征等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)電齒輪箱的損壞在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)的故障中占據(jù)了很大比重，有的風(fēng)力發(fā)電廠齒輪箱損壞率竟高達(dá) 40~50%，與其他工業(yè)齒輪箱相比，風(fēng)電齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米的狹小機(jī)艙內(nèi)，其維修不方便，維修成本高，要求有較高的可靠性和較長的壽命。所以國外專家評論，如果中國單靠風(fēng)力發(fā)電以每年 30%的速度發(fā)展，到 2020 年占到全部電力的 10%具有可行性。因此，合理的設(shè)計(jì)齒輪箱系統(tǒng)則顯得很重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)電齒輪箱的損壞在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行出現(xiàn)的故障中占據(jù)了很大比重，有的風(fēng)力發(fā)電廠齒輪箱損壞率高達(dá) 40~50%，與其他工業(yè)齒輪箱相比，風(fēng)電齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米的狹小機(jī)艙內(nèi)，其維修不便，維修成本很高，要求有較高的可靠性和較長的壽命。齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要、應(yīng)用最廣泛的一種傳動形式。增速器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，它承擔(dān)了調(diào)速、改變運(yùn)動形式、動力和運(yùn)動的傳遞和分配等功能。高速級齒輪布置在原理轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形可部分抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均現(xiàn)象，用于載荷比較平緩場合。 (2)確定行星傳動的結(jié)構(gòu)形式和選擇傳動方案。參考文獻(xiàn)3i[7]增速器齒輪箱的主要設(shè)計(jì)要求如表 表 增速器齒輪箱的主要設(shè)計(jì)參數(shù)轉(zhuǎn)速n(r/min)功率P（KW）扭矩 T(N)???傳動比 i 效率Ⅰ軸 25 618 Ⅱ軸 612 Ⅲ軸 606 Ⅳ軸 1625 600 傳動方案及運(yùn)動原理圖根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，行星齒輪傳動的分類說明如下：（1）簡單行星齒輪傳動（單級行星齒輪傳動） 、 （2）差動行星齒輪傳動（w=2 的行星齒輪傳動） 、（3）行星齒輪變速傳動（多自由度的行星齒輪傳動） 、 （4）組合行星齒輪傳動。圖 600kW 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速箱傳動簡圖增速器傳動結(jié)構(gòu)分為三級，第一級為行星輪系，第一級行星架為輸入端，由第一級太陽輪傳遞至第二級直齒圓柱齒輪平行軸輪系傳動；第三級采用斜齒輪平行軸輪系傳動，直接與電機(jī)相聯(lián)。單排 2KH 行星傳動的裝配條件為：兩中心輪的齒數(shù)之和應(yīng)為行星輪數(shù)目的整數(shù)倍。具體參數(shù)如上表，由此可計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中心距：a= 第三級平行軸圓柱直齒輪設(shè)計(jì)由第一級，第二級的尺寸大小初步選定 ，m=8，根據(jù)第三級的傳動??7=25比 ， 故可計(jì)算齒輪參數(shù)如表 ?i表 第三級平行軸直齒輪參數(shù)齒輪 模數(shù) 變位系數(shù)齒頂圓 齒根圓 分度圓 螺旋角??6 88 8 0 544 515 528 0176。由于大齒輪 1 的齒頂圓直徑 ，所以大齒輪 1 做成輪m1004?ad輻面為“十”字形的輪輻式結(jié)構(gòu)。對齒輪進(jìn)行噴丸處理，可以使齒根圓角處表面產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力，另一方面使加工刀痕或熱處理表面缺陷壓平碾實(shí)，從而提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。在行星輪孔內(nèi)裝一個雙列調(diào)心滾子軸承也可以減小載荷沿齒寬分布的不均勻性。結(jié)構(gòu)如下圖 ：圖 雙臂整體式行星架雙臂整體式行星架的剛性好，這種結(jié)構(gòu)如果采用整體鍛造則切削加工量很大，因此可用鑄造和焊接方法得到結(jié)構(gòu)和尺寸接近成品的毛坯，但應(yīng)注意消除鑄造或焊接缺陷和內(nèi)應(yīng)力，否則將影響行星架的強(qiáng)度、加工質(zhì)量及使用時可能產(chǎn)生變形。輪齒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕厚，嚴(yán)重影響傳動的穩(wěn)定性，且致使產(chǎn)生振動和噪聲，影響傳動的正常工作，甚至引起行星傳動的破壞。表 26 列出本文所設(shè)計(jì)的增速器各傳動部件的材料及力學(xué)性能。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可以求得以下數(shù)據(jù)。表中精度等級為齒輪第Ⅲ公差組精度。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 108 查取動載荷系數(shù)VK0123.?——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)。表中精度等級為齒輪第Ⅲ公差組精度。在無法實(shí)現(xiàn)時，對于中等或較重載荷工況，對調(diào)質(zhì)齒輪的 按表?HK ?HK行星齒輪傳動設(shè)計(jì)（饒振剛編著）表 68 計(jì)算。（2）輸入軸連接形式選擇及校核計(jì)算考慮到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸入軸的安裝和拆卸麻煩，并且受重在沖擊，所以輸入軸采用脹緊連接。脹套也可用來連接焊接性差的零件。脹緊時，接觸面緊密貼合不易銹蝕，也便于拆開。m20?Ⅶ—Ⅵl因?yàn)榘惭b齒輪處的軸段Ⅳ—Ⅴ的直徑 ；齒輪左端與左軸承之190?Id間采用套筒定位。其尺寸為 d 。軸環(huán)m142(ax),4(in)?baDd 136??VId寬度 ，取 。??452（6）斜齒輪軸上的軸承的壽命計(jì)算求當(dāng)量動載荷 P機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 39 頁 共 63 頁現(xiàn)僅對傳動軸上的軸承進(jìn)行校核計(jì)算，我設(shè)計(jì)時選的軸承為深溝球軸承7224C。 圓柱齒輪傳動輸出軸的設(shè)計(jì)（1）初步確定軸的最小直徑機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 40 頁 共 63 頁選取軸的材料為 42CrMo，調(diào)制處理 260～290HBS， ，MPa10~9?b?取 110，于是得MPa650?s???0=110 ??pAd輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。90??VIl④右端滾動軸承采用軸肩定位。按 ，查手冊得平m78??VId鍵截面 ，鍵槽用鍵銑刀加工，長為 110mm，半聯(lián)軸器與軸142hb的配合為 。m彎矩 M = ???? N對傳動比較小，太陽輪直徑較大的 NGW?K機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 45 頁 共 63 頁型傳動，采用雙齒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)更為有利。左右，其輪齒的受力情況好，浮動靈敏，強(qiáng)度和壽命均較直齒的有所提高。機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 46 頁 共 63 頁8 行星齒輪箱機(jī)體結(jié)構(gòu)機(jī)體結(jié)構(gòu)要根據(jù)制造工藝、安裝工藝條件和使用維護(hù)的方便與否以及經(jīng)濟(jì)性條件決定。鑄造機(jī)體的特點(diǎn)是能有效地吸收振動和降低噪聲，且具有良好的耐腐蝕性。行星齒輪增速器既有外嚙合傳動，又有內(nèi)嚙合傳動，工作溫度隨工作制度等變化，因此，行星齒輪增速器要求潤滑油在啟動和正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度下具有良好的粘溫特性。一般行星齒輪箱用 50μm 的濾網(wǎng)