【正文】 （3）軸段3安裝滾動(dòng)軸承，取（4）軸段4安裝齒輪，?。?）軸段5為定位軸肩，取 確定軸長(zhǎng)度齒輪軸孔直徑那么齒輪的輪轂長(zhǎng)度，取綜合考慮軸的安裝和裝配條件，初選L1=60mm，L2=39mm，L3=91mm，L4=82mm，L5=10mm，L=282mm。 輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 輸出軸初步設(shè)計(jì)計(jì)算輸出軸材料選取40Cr，調(diào)質(zhì)處理。按許用切應(yīng)力計(jì)算軸的最小直徑，由參考文獻(xiàn)[2]式（）， 確定各軸段直徑（1）最小直徑dmin為裝聯(lián)軸器的軸頭直徑，軸段1?。?）軸段2為定位軸肩，?。?）軸段3安裝滾動(dòng)軸承，?。?）軸段4安裝齒輪，?。?）軸段5為定位軸肩，取 確定軸長(zhǎng)度齒輪軸孔直徑那么齒輪的輪轂長(zhǎng)度，取綜合考慮軸的安裝和裝配條件，初選L1=152mm，L2=39mm，L3=250mm，L4=228mm，L5=15mm，L=684mm。 輸入軸按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（1）軸的受力軸的受力如圖62(b)所示，軸上各支點(diǎn)跨距為。程序框圖如圖53所示。 cb傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)齒輪b分度圓直徑 齒寬系數(shù) 查表47得， 齒寬b cb傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)齒輪材料選用40CrMnMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為210HB~237HB,平均值取220HB。 圖51 3KI型行星齒輪傳動(dòng) 配齒計(jì)算（1）各齒輪齒數(shù)的計(jì)算總傳動(dòng)比 查參考文獻(xiàn)[1]表77 A=7，K=34由式（49） 太陽(yáng)輪a齒數(shù) 由式（410）， 太陽(yáng)輪b齒數(shù) 由式（411）， 行星輪c齒數(shù) 由式（412）， 行星輪d齒數(shù) 由式（413）， 太陽(yáng)輪e齒數(shù) 由式（414）， （2）行星輪數(shù)和齒數(shù)校核 ① 傳動(dòng)比條件校核 總傳動(dòng)比 由式（36），由式（37）， 由式（38），由式（33）， 校核結(jié)果表明，齒輪齒數(shù)滿足傳動(dòng)條件。 行星輪結(jié)構(gòu)行星傳動(dòng)的傳動(dòng)形式、傳動(dòng)比的大小和軸承共同決定了行星輪結(jié)構(gòu)的類型。靜定系統(tǒng)是在系統(tǒng)中附加自由度來實(shí)現(xiàn)均載的?！獞?yīng)力修正系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)可通過參考文獻(xiàn)[2]。 （427）齒寬系數(shù)可通過表47①查得。計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)齒向載荷分布系數(shù) （423）計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)的齒向載荷分布系數(shù) （424）式中 “”、“”為各個(gè)齒輪相對(duì)于行星架的圓周速度和大齒輪齒面硬度HB2對(duì)齒向載荷分布系數(shù)的影響系數(shù)，可通過圖45查得；為齒寬和行星輪數(shù)對(duì)齒向載荷分布系數(shù)的影響系數(shù)，對(duì)于圓柱外嚙合直齒輪，可通過圖46（a）查得，對(duì)于內(nèi)嚙合直齒輪一般取1，內(nèi)外嚙合的可通過圖46（b）查得；為與均載機(jī)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，對(duì)靜定機(jī)構(gòu)，～，～，其他非靜定機(jī)構(gòu)[1]。行星傳動(dòng)的動(dòng)載系數(shù)應(yīng)按齒輪相對(duì)于行星架的圓周速度查圖44。表42 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1和圓周力Ft轉(zhuǎn)矩T1圓周力Ftac傳動(dòng)cb傳動(dòng)de傳動(dòng)注：式中Ta為太陽(yáng)輪a的轉(zhuǎn)矩，單位為；Kc為載荷不均勻系數(shù)（見表43①）； r1為小齒輪分度圓直徑，單位為mm。設(shè)行星輪數(shù)為nw,各行星輪載荷均勻，并且行星傳動(dòng)各個(gè)構(gòu)件在輸入轉(zhuǎn)矩的作用下受力平衡，即各構(gòu)件間的作用力與反作用力大小相等方向相反。（1）計(jì)算法3KI型行星傳動(dòng)的行星輪c和d的齒數(shù)不相等，即。（4） 滿足行星傳動(dòng)的鄰接條件行星傳動(dòng)中，由于有多個(gè)行星輪均勻分布在太陽(yáng)輪周圍，為了使行星傳動(dòng)能夠正常安全地運(yùn)行，那么就必須要保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相鄰兩個(gè)行星輪的齒頂不會(huì)相碰。 圖41太陽(yáng)輪a、b與行星輪c幾何嚙合關(guān)系（3）滿足行星傳動(dòng)的裝配條件我們知道行星傳動(dòng)一般有多個(gè)行星輪均勻分布在太陽(yáng)輪周圍。在NGWN型行星傳動(dòng)中 。3KⅢ型行星傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍和傳動(dòng)效率與3KI型的基本相同。（a）3KI型 （b）3KII型 （c）3KIII型圖34 3K型行星傳動(dòng)的類型（1）3KI型，如圖34（a）所示，3KI型行星傳動(dòng)的兩個(gè)行星輪直徑不相等，是雙齒圈行星輪。行星架H 行星傳動(dòng)的效率 行星傳動(dòng)的傳動(dòng)效率主要包含軸承效率、嚙合效率和潤(rùn)滑油攪動(dòng)飛濺效率。然而，行星傳動(dòng)的以上特點(diǎn)也注定了行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)比普通齒輪傳動(dòng)更加復(fù)雜，制造精度要求更高，制造安裝更加困難。若用“N”表示內(nèi)嚙合，“W”表示外嚙合，“G”表示公用行星輪，“ZU”表示錐齒輪，則可分為NGW型、NGWN型、NW型、NN型、WW型和ZUWGW型。（1）KHV型行星傳動(dòng)，如圖27，這種行星輪傳動(dòng)中,只有一個(gè)太陽(yáng)輪、一個(gè)行星架、一個(gè)安裝在行星架上的行星輪和一根帶輸出機(jī)構(gòu)的輸出軸。齒輪3固定不動(dòng)，當(dāng)齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪2出了繞軸線OH自轉(zhuǎn)外還繞軸線O1O1公轉(zhuǎn)。（1）定軸輪系在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，輪系中的所有齒輪都只繞各自的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，各個(gè)齒輪的軸線的位置都固定不變，這種輪系稱為定軸輪系，如圖21所示，各個(gè)齒輪的幾何軸線都固定不變。齒輪的制造一般均在6級(jí)制造精度以上。 行星齒輪傳動(dòng)發(fā)展現(xiàn)狀行星齒輪傳動(dòng)的一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得各個(gè)行業(yè)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)類產(chǎn)品的需求越來越大，同時(shí)更多的專業(yè)企業(yè)把行星齒輪傳動(dòng)的研究制造作為了企業(yè)的主要和重要的研發(fā)對(duì)象，由此也推動(dòng)了行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)水平的發(fā)展進(jìn)步和應(yīng)用的進(jìn)一步普及。在我國(guó)，行星齒輪傳動(dòng)在很早之前就有了應(yīng)用，早在南北朝時(shí)期，世界著名的偉大科學(xué)家祖沖之就發(fā)明創(chuàng)造了一種有行星齒輪傳動(dòng)的差動(dòng)式指南車，如圖11所示，這是一種由圓錐齒輪構(gòu)造成的差動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)，這種差動(dòng)式行星齒輪傳動(dòng)能保證“圓轉(zhuǎn)不窮，而司方如一”。3K型變速器就是基于3K型行星傳動(dòng)的原理，普遍應(yīng)用于汽車、起重、冶金、礦山、兵器裝備、機(jī)器人、航空航天、微型傳動(dòng)等領(lǐng)域，對(duì)科技的發(fā)展有著重要的作用。行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用非常廣泛, 在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中已是一種重要的技術(shù)。一個(gè)或者多個(gè)齒輪軸線圍繞另一個(gè)齒輪的固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)就叫做行星齒輪傳動(dòng)。因此行星齒輪傳動(dòng)的可靠性是一個(gè)熱門研究課題。例如，在設(shè)計(jì)時(shí)選配齒數(shù)比較困難，目前設(shè)計(jì)手冊(cè)雖然有很多配齒的表格可以提供參考, 但如果設(shè)計(jì)給定的參數(shù)與表格中給出的參數(shù)不相符,那就需要設(shè)計(jì)人員自己選配齒數(shù), 首先要自己進(jìn)行試配, 工作量很大。圖11 指南車在理論設(shè)計(jì)、試制和應(yīng)用實(shí)踐等各個(gè)方面，我國(guó)都取得了比較大的成就，并取得了很多的研究成果。例如, 平均年產(chǎn)量為三十萬噸合成氨的透平壓縮機(jī)（圖12）, 就是運(yùn)用行星齒輪箱來增速, 其齒輪的圓周速度最高達(dá)到150 m/s。例如，隨著礦井等提升設(shè)備的大型化，與其所配套的行星齒輪箱必須大型化，同時(shí)其傳遞功率及轉(zhuǎn)矩也必然提高，因此行星齒輪傳動(dòng)裝置的大型化也就再所難免。齒輪2用構(gòu)件H連接，一方面繞其自己幾何軸線O1O1自轉(zhuǎn)，同時(shí)又與構(gòu)件H一起繞固定幾何軸線OO公轉(zhuǎn)。差動(dòng)輪系可以用于速度的分解和合成。 圖27 KHV型行星傳動(dòng) 圖28 2KH型行星傳動(dòng)（2）2KH型行星傳動(dòng)，如圖28所示，主要由兩個(gè)太陽(yáng)輪1和行星輪2和行星架H組成。一般，在承受同樣載荷的情況下，行星傳動(dòng)裝置的重量比普通齒輪傳動(dòng)裝置要輕2～5倍。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，我們給整個(gè)行星傳動(dòng)假定地附加一個(gè)繞行星架固定軸線回轉(zhuǎn)、且與行星架轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反轉(zhuǎn)速相等的公共角速度“–wH ”，這樣，各個(gè)構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)仍然保持不變，而行星架的角速度變?yōu)榱?，這樣行星傳動(dòng)就轉(zhuǎn)換為定軸齒輪傳動(dòng)了。其中“K”表示太陽(yáng)輪。如圖32為太陽(yáng)輪和行星輪的嚙合關(guān)系。（2）3KII型，如圖34（b）所示，3KII型行星傳動(dòng)的兩個(gè)行星輪大小相同，就可以將兩個(gè)行星輪做成一個(gè)單齒圈行星輪，這樣就降低了加工難度。其中，2KH（NGW）型行星傳動(dòng)，如圖36所示，是由太陽(yáng)輪a和b、行星輪c和行星架H組成，a為主動(dòng)件、H為從動(dòng)件；2KH（NN）型行星傳動(dòng)，如圖37所示，由太陽(yáng)輪b和e、行星輪c、d和行星架H組成，H為主動(dòng)件，e為從動(dòng)件。 行星輪數(shù)和齒輪齒數(shù)的確定3KI型行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，要想獲得理想合理的行星輪數(shù)和齒數(shù)，那么應(yīng)該要滿足以下幾個(gè)條件。用“”表示行星輪數(shù)。如果計(jì)算結(jié)果不滿足鄰接條件的話，我們可以通過增加太陽(yáng)輪齒數(shù)或者減少行星輪數(shù)的方法來滿足鄰接條件。太陽(yáng)輪a、b和行星輪c的齒數(shù)計(jì)算公式與時(shí)相同。表41 3KI型行星傳動(dòng)受力分析項(xiàng)目太陽(yáng)輪a太陽(yáng)輪b行星輪c行星輪d行星架H太陽(yáng)輪e圓周力Ft徑向力Fr單個(gè)行星輪作用在軸上的力各行星輪作用在軸上力和轉(zhuǎn)矩注：① 表中公式適用于太陽(yáng)輪a輸出、內(nèi)齒圈b固定、e輸出、行星輪數(shù)大于2的3K型行星傳動(dòng)?！? ① 本表引用參考文獻(xiàn)[1]表719而得。表45 齒間載荷分配系數(shù)等級(jí)精度567891011～126級(jí)及更低硬齒面直齒輪非硬齒面直齒輪上表中“”和“”分別為接觸強(qiáng)度計(jì)算和彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的重合度系數(shù)。（2）計(jì)算參數(shù)選取——重合度系數(shù)計(jì)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度時(shí)的重合度系數(shù)的計(jì)算公式見式（420）。表48 最小安全系數(shù)使用要求失效概率高可靠度不大于~較高可靠度不大于~一般可靠度不大于~低可靠度不大于——應(yīng)力循環(huán)次數(shù)載荷恒定時(shí)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N計(jì)算公式見表49。初步設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，推薦取 (434) 行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu) 行星傳動(dòng)的均載我們知道3K型行星傳動(dòng)有承載能力大、工作平穩(wěn)、噪聲低、可靠性高等一系列的優(yōu)點(diǎn)，為了更加充分的體現(xiàn)和發(fā)揮其特點(diǎn)，在制造設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)時(shí)通常使用均載機(jī)構(gòu)。（2）均載機(jī)構(gòu)的選擇選擇均載機(jī)構(gòu)有以下幾個(gè)原則。 行星架結(jié)構(gòu)行星架根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可分為雙壁整體式、雙壁分開式、單壁式三種。 配齒電算編程由上面計(jì)算知道，想要確定齒輪的齒數(shù)，必須先確定行星輪的數(shù)目，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表77查得參數(shù)A、K的值，再根據(jù)公式（49）~（414）計(jì)算得出齒輪的齒數(shù)，然后就根據(jù)行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件驗(yàn)算校核齒輪的齒數(shù)，最后確定齒輪的最終齒數(shù)。 de傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)齒輪e分度圓直徑 行星輪d分度圓直徑 齒寬系數(shù) 查表47得， 齒寬b de傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算內(nèi)齒輪e材料選用與內(nèi)齒輪b相同，選用40CrMnMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為210HB~237HB,平均值取220HB。 圖61 雙壁整體式行星架 行星架主要尺寸計(jì)算[4]行星架中心距 側(cè)板厚度 尺寸Lc 連接板外圓半徑R 連接板內(nèi)圓半徑Rn 輸入軸設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸和輸出軸傳遞的功率P輸入軸 輸出軸 輸入軸初步設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸材料選取40Cr，調(diào)質(zhì)處理。 垂直面：垂直面受力及彎矩如圖62（e）所示。（2）轉(zhuǎn)矩的計(jì)算輸入軸轉(zhuǎn)矩 軸段1受力 （3）齒輪e的作用力計(jì)算圓周力 徑向力