【正文】 ac傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ac傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （1） 初步計(jì)算 太陽(yáng)輪a和行星輪c材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241HB~286HB，平均硬度取260HB。按許用切應(yīng)力計(jì)算軸的最小直徑，由參考文獻(xiàn)[2]式（），mm上式中C為與材料有關(guān)的系數(shù)，可通過(guò)表61[2]查得；P為軸傳遞的功率，單位為；n為軸的轉(zhuǎn)速，單位為。軸的草圖如圖63(a)所示。圖53 傳動(dòng)設(shè)計(jì)程序框圖NYNY開(kāi)始結(jié)束輸出d、b、m齒根彎曲強(qiáng)度校核？由式（426）初步確定小齒輪直徑d1齒面接觸強(qiáng)度校核？ 確定b。 各個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速分別為 ② 裝配條件校核由式（47） 校核結(jié)果表明，行星輪數(shù)目和齒輪齒數(shù)滿足行星傳動(dòng)裝配條件。靜不定系統(tǒng)主要是依靠彈性結(jié)構(gòu)和高精度構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)均載的。表47 齒寬系數(shù)齒輪相對(duì)于軸承的位置齒面硬度軟齒面（≤350HB）硬齒面（350HB）對(duì)稱布置~~非對(duì)稱布置~~懸臂布置~~（3）許用接觸應(yīng)力[2]許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式 ① 本表引用參考文獻(xiàn)[2] （428）式中為接觸疲勞極限，可通過(guò)參考文獻(xiàn)[2]；為接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，可通過(guò)表48①查得；為壽命系數(shù)，可通過(guò)參考文獻(xiàn)[2]。行星傳動(dòng)中齒輪相對(duì)于行星架H的圓周速度為 （419）式中 “m”表示行星傳動(dòng)中的齒輪；“”為齒輪的節(jié)圓直徑，單位為mm。3KI型行星傳動(dòng)的受力分析如圖43所示。如圖41所示。3K（NGWN）型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)效率曲線如圖36所示（?。?。其中，太陽(yáng)輪b固定，轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)輪a和e分別與行星輪c和d內(nèi)嚙合。行星傳動(dòng)的效率一般用表示，其中 ，“3”表示固定件，“1”表示主動(dòng)件，“2”表示從動(dòng)件。 行星傳動(dòng)的特點(diǎn)行星齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械、冶金機(jī)械、石油機(jī)械、工程機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、建筑機(jī)械、汽車(chē)、飛機(jī)、火炮、船舶和儀器、儀表、微型傳動(dòng)等領(lǐng)域，因?yàn)槠溆腥缦聨讉€(gè)特點(diǎn)。（2）差動(dòng)輪系自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動(dòng)輪系，如圖26所示。硬齒面、高精度方向的發(fā)展有利于行星齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)承載能力的進(jìn)一步提高，同時(shí)也使得齒輪尺寸變得更小。因此，我國(guó)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用要比歐洲各國(guó)早上一千多年。但是, 它同時(shí)也有許多的理論課題與實(shí)際課題還沒(méi)有解決, 在行星齒輪傳動(dòng)的研究領(lǐng)域中, 也存在著很多不同的觀點(diǎn)。有的行星齒輪傳動(dòng)裝置, 產(chǎn)品的可靠性不夠理想, 實(shí)際壽命與設(shè)計(jì)壽命還存在著一定的差距。但是直到20世紀(jì)60年代以后，我國(guó)才對(duì)行星齒輪傳動(dòng)有了比較深入的研究和制造，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)和公司不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的行星齒輪傳動(dòng)的生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)制造技術(shù)，并且對(duì)這些先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行深入的研究和開(kāi)發(fā)，在學(xué)習(xí)了國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的同時(shí)，我們也對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了進(jìn)一步的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)，使我國(guó)內(nèi)的行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)得到了良好的發(fā)展。（4）向傳動(dòng)裝置大型化方向發(fā)展 傳動(dòng)裝置的大型化是許多生產(chǎn)設(shè)備的大型化所提出的必然要求，同時(shí)現(xiàn)代制造技術(shù)水平的發(fā)展提高和制造手段的不斷加強(qiáng)也為傳動(dòng)裝置大型化提供了可能。齒輪3和構(gòu)件H都不固定，都可以轉(zhuǎn)動(dòng)。（1） 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕行星傳動(dòng)具有動(dòng)軸線的運(yùn)動(dòng)特性，并且各個(gè)太陽(yáng)輪的軸線的幾何位置相同，同時(shí)太陽(yáng)輪和行星輪的嚙合部分采用了內(nèi)嚙合，內(nèi)齒圈本身的可容體積有利于縮小其外廓尺寸，這樣，內(nèi)嚙合使得行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)非常緊湊、體積小、重量輕。3 3K型行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介在前一章已經(jīng)提到，行星傳動(dòng)根據(jù)其基本構(gòu)件的不同來(lái)可以分KHV、2KH和3K三種。3KI型行星傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍為20～500，～。圖36 3K（NGWN）型傳動(dòng)效率曲線4 3KI型行星傳動(dòng) 3KI型行星傳動(dòng)主要參數(shù)的確定3KI型行星傳動(dòng)參數(shù)的確定主要是行星輪輪數(shù)的確定和齒輪齒數(shù)的確定。則有鄰接條件 （48）上式中，為嚙合齒輪a、c的中心距，為行星輪的齒頂圓直徑。圖43 3KI型行星傳動(dòng)的受力分析各個(gè)構(gòu)件所受作用力的計(jì)算公式見(jiàn)表41[1]。（3）齒間載荷分布系數(shù)在一般計(jì)算中，直齒輪的齒間載荷分配系數(shù)的使用可根據(jù)表45①選取。行星傳動(dòng)中，計(jì)算內(nèi)嚙合傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)將查取的適當(dāng)降低，建議：時(shí)，降低8﹪；時(shí)，降低16﹪；時(shí)，可以不降低[1]。常用的均載機(jī)構(gòu)的形式和特點(diǎn)參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]表721。 ③ 鄰接條件校核設(shè)m為模數(shù)，那么行星齒輪齒頂圓直徑校核結(jié)果表明，行星輪數(shù)目和齒輪齒數(shù)滿足行星傳動(dòng)鄰接條件。 確定m查表44圖4式（420）、（422）得出、選擇齒輪材料，查文獻(xiàn)[2]輸入轉(zhuǎn)矩T1 各個(gè)齒輪的主要尺寸分度圓直徑d 齒頂圓直徑 由參考文獻(xiàn)[4]表217， 齒根圓直徑 由參考文獻(xiàn)[4]表217， 中心距 齒寬b 6 行星架和傳動(dòng)軸的計(jì)算 行星架計(jì)算 選擇行星架根據(jù)前面章節(jié)介紹，行星架分為雙壁整體式、雙壁分開(kāi)式和單壁式三種，本次初步設(shè)計(jì)的3K型變速器，其輸入功率比較大、傳動(dòng)比高、行星輪直徑較大等，綜合這些因素，決定選擇雙壁整體式行星架如圖61所示。 輸出軸按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（1）軸的受力軸的受力如圖63(b)所示，軸上各支點(diǎn)跨距為。強(qiáng)度極限。3K型行星傳動(dòng)的配齒的程序框圖如圖52所示。① 均載機(jī)構(gòu)中浮動(dòng)的構(gòu)件的質(zhì)量要輕、承受較大的載荷。表49 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)構(gòu)件計(jì)算公式太陽(yáng)輪a太陽(yáng)輪b行星輪c行星輪d太陽(yáng)輪e注：①為各個(gè)齒輪和行星架H的轉(zhuǎn)速，單位為；t為齒輪同側(cè)齒面總工作時(shí)間，單位為h。 （420） （421）式中“”為端面重合度 （422）式中“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合。② 式中 ——法向壓力角①；β——螺旋角①③ 應(yīng)帶正負(fù)，當(dāng)傳動(dòng)比為負(fù)，的方向與圖43所示方向相反；式中“”、“”，上面用于傳動(dòng)比為正，下面用于傳動(dòng)比為負(fù)。3KI型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍行星輪齒數(shù)關(guān)系如下 時(shí)， 時(shí)， 3KI型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比與行星輪的數(shù)目無(wú)關(guān)。（1）滿足行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比條件確定的行星輪數(shù)和齒數(shù)一定要保證給定的傳動(dòng)比，3KI型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比計(jì)算公式為式（36）、式（37）以及式（38）。其中，太陽(yáng)輪b固定，太陽(yáng)輪a和e同時(shí)與單齒圈行星輪c內(nèi)嚙合。3K型行星齒輪系就是輪系中有3個(gè)太陽(yáng)輪，3K型行星傳動(dòng)是一種應(yīng)用非常廣泛的行星傳動(dòng)類(lèi)型,它合理地應(yīng)用了內(nèi)齒輪嚙合副,使結(jié)構(gòu)更加緊湊, 重量比普通外嚙合副的行星齒輪要輕23倍, 嚙合損失也小很多。（2） 承載能力大行星傳動(dòng)中，在太陽(yáng)輪的周?chē)梢跃鶆虿贾枚鄠€(gè)行星齒輪，這樣，幾個(gè)行星齒輪同時(shí)承擔(dān)載荷，就使得每個(gè)齒輪所承受的載荷相對(duì)變小，從而大大提高了行星傳動(dòng)的承載能力。行星輪系和差動(dòng)輪系統(tǒng)稱為行星傳動(dòng)。如圖117所示。從理論上，我國(guó)做了許多的分析和研究，同時(shí)還進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和工業(yè)實(shí)驗(yàn)。在行星齒輪傳動(dòng)的工作過(guò)程中, 行星齒輪容易發(fā)熱,因此熱穩(wěn)定性也是一個(gè)問(wèn)題。在第二次世界大戰(zhàn)以后，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備性能的要求越來(lái)越高，速度也要求越來(lái)越快了，同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的外廓尺寸要求越來(lái)越小，機(jī)械結(jié)構(gòu)越來(lái)越緊湊，為了適應(yīng)市場(chǎng)和生產(chǎn)的需要，各個(gè)行業(yè)都紛紛使用和生產(chǎn)行星齒輪傳動(dòng)裝置。 行星齒輪傳動(dòng)研究及發(fā)展現(xiàn)狀 行星齒輪傳動(dòng)研究現(xiàn)狀在國(guó)際上，世界上一些先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家，如美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)，在行星齒輪傳動(dòng)方面的研究、生產(chǎn)制造和應(yīng)用方面均處于國(guó)際領(lǐng)先水平。 圖13 行星齒輪差速器 圖14 p系列行星齒輪減速機(jī)圖15 tp系列行星齒輪減速機(jī)（3）向硬齒面、高精度的方向發(fā)展行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用氮化和滲碳等化學(xué)熱處理方式。（1）行星輪系自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系，如圖25所示。 圖29 3K型行星傳動(dòng)另外，行星傳動(dòng)還可以根據(jù)齒輪嚙合的方式來(lái)劃分。那么轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為 （21）其中，“m”表示外嚙合數(shù)。圖33 傳動(dòng)原理圖 3K型行星傳動(dòng)的類(lèi)型3K型行星傳動(dòng)有三種常用類(lèi)型。為了更加便于實(shí)用計(jì)算，通常按下式計(jì)算 （312）式中“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合。此時(shí)，傳動(dòng)比為 （45）由式（33）可知 （46）結(jié)合上述兩式有整理后得 （47）由上述可得，行星輪數(shù)和齒輪齒數(shù)要滿足的裝配條件為：兩太陽(yáng)輪的齒數(shù)之和應(yīng)是行星輪數(shù)的整數(shù)倍。 3KI型行星傳動(dòng)的受力分析3KI型行星傳動(dòng)的主要受力構(gòu)件是太陽(yáng)輪、行星輪、行星架和軸承。圖44 動(dòng)載系數(shù)　 ① 本表引用參考文獻(xiàn)[2]。圖47 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（）——齒寬系數(shù)齒寬系數(shù)就是齒輪齒寬與小齒輪分度圓直徑的比值。（1）均載機(jī)構(gòu)的形式均載方法根據(jù)均載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為靜定系統(tǒng)和靜不定系統(tǒng)兩種。 傳功設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇行星傳動(dòng)類(lèi)型根據(jù)上述原始數(shù)據(jù)，選用3KⅠ型行星傳動(dòng)，如圖51所示，太陽(yáng)輪b固定不動(dòng)，太陽(yáng)輪a輸入，太陽(yáng)輪e輸出，行星傳動(dòng)使用直齒圓柱齒輪，分度圓螺旋角，分度圓法向壓力角；各齒輪模數(shù)相同；行星輪數(shù)目；均載機(jī)構(gòu)選用內(nèi)齒輪e浮動(dòng)。 傳動(dòng)設(shè)計(jì)電算編程3K型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟與單級(jí)齒輪傳動(dòng)基本相同，首先選擇齒輪的材料，根據(jù)齒輪的材料、傳動(dòng)裝置的工作情況和環(huán)境、齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩等通過(guò)查表確定傳動(dòng)的各種參數(shù)，再根據(jù)公式初步確定齒輪的分度圓直徑、齒寬和模數(shù)，然后通過(guò)校核傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度來(lái)最終確定齒輪的主要尺寸。強(qiáng)度極限。軸的草圖如圖62(a)所示。 ac傳動(dòng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算彎曲最小安全系數(shù) 查表48得， 彎曲疲勞極限 查參考文獻(xiàn)[2] 得 重合度系數(shù) 由式（432）， 齒形系數(shù) 查參考文獻(xiàn)[2] 應(yīng)力修正系數(shù) 查參考文獻(xiàn)[2] 齒間載荷分布系數(shù) 查表45， 齒向載荷分布系數(shù) 查圖45得 查圖46得 取 由式（424）， 載荷系數(shù)K