【正文】 ac傳動設(shè)計計算 ac傳動齒面接觸疲勞強度計算 （1） 初步計算 太陽輪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。按許用切應力計算軸的最小直徑，由參考文獻[2]式（），mm上式中C為與材料有關(guān)的系數(shù)，可通過表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 傳動設(shè)計程序框圖NYNY開始結(jié)束輸出d、b、m齒根彎曲強度校核？由式（426）初步確定小齒輪直徑d1齒面接觸強度校核？ 確定b。 各個齒輪的轉(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)件來實現(xiàn)均載的。表47 齒寬系數(shù)齒輪相對于軸承的位置齒面硬度軟齒面（≤350HB）硬齒面（350HB）對稱布置~~非對稱布置~~懸臂布置~~（3）許用接觸應力[2]許用接觸應力計算公式 ① 本表引用參考文獻[2] （428）式中為接觸疲勞極限，可通過參考文獻[2]；為接觸強度的最小安全系數(shù)，可通過表48①查得；為壽命系數(shù)，可通過參考文獻[2]。行星傳動中齒輪相對于行星架H的圓周速度為 （419）式中 “m”表示行星傳動中的齒輪；“”為齒輪的節(jié)圓直徑，單位為mm。3KI型行星傳動的受力分析如圖43所示。如圖41所示。3K（NGWN）型行星傳動的傳動效率曲線如圖36所示（?。?。其中，太陽輪b固定，轉(zhuǎn)動的太陽輪a和e分別與行星輪c和d內(nèi)嚙合。行星傳動的效率一般用表示，其中 ，“3”表示固定件，“1”表示主動件，“2”表示從動件。 行星傳動的特點行星齒輪傳動廣泛應用于起重機械、冶金機械、石油機械、工程機械、紡織機械、機床、建筑機械、汽車、飛機、火炮、船舶和儀器、儀表、微型傳動等領(lǐng)域，因為其有如下幾個特點。（2）差動輪系自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動輪系，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系統(tǒng)承載能力的進一步提高，同時也使得齒輪尺寸變得更小。因此，我國對行星齒輪傳動的應用要比歐洲各國早上一千多年。但是, 它同時也有許多的理論課題與實際課題還沒有解決, 在行星齒輪傳動的研究領(lǐng)域中, 也存在著很多不同的觀點。有的行星齒輪傳動裝置, 產(chǎn)品的可靠性不夠理想, 實際壽命與設(shè)計壽命還存在著一定的差距。但是直到20世紀60年代以后，我國才對行星齒輪傳動有了比較深入的研究和制造，國內(nèi)許多企業(yè)和公司不斷引進國外先進的行星齒輪傳動的生產(chǎn)以及設(shè)計制造技術(shù)，并且對這些先進的技術(shù)進行深入的研究和開發(fā)，在學習了國外發(fā)達國家先進的行星齒輪傳動技術(shù)的同時，我們也對行星齒輪傳動進行了進一步的創(chuàng)新和開發(fā)，使我國內(nèi)的行星齒輪傳動技術(shù)得到了良好的發(fā)展。（4）向傳動裝置大型化方向發(fā)展 傳動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也為傳動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。（1） 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕行星傳動具有動軸線的運動特性，并且各個太陽輪的軸線的幾何位置相同，同時太陽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)嚙合使得行星傳動的結(jié)構(gòu)非常緊湊、體積小、重量輕。3 3K型行星傳動簡介在前一章已經(jīng)提到，行星傳動根據(jù)其基本構(gòu)件的不同來可以分KHV、2KH和3K三種。3KI型行星傳動的合理傳動比范圍為20～500，～。圖36 3K（NGWN）型傳動效率曲線4 3KI型行星傳動 3KI型行星傳動主要參數(shù)的確定3KI型行星傳動參數(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型行星傳動的受力分析各個構(gòu)件所受作用力的計算公式見表41[1]。（3）齒間載荷分布系數(shù)在一般計算中，直齒輪的齒間載荷分配系數(shù)的使用可根據(jù)表45①選取。行星傳動中，計算內(nèi)嚙合傳動的接觸強度時，應將查取的適當降低，建議：時，降低8﹪；時，降低16﹪；時，可以不降低[1]。常用的均載機構(gòu)的形式和特點參見參考文獻[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[2]輸入轉(zhuǎn)矩T1 各個齒輪的主要尺寸分度圓直徑d 齒頂圓直徑 由參考文獻[4]表217， 齒根圓直徑 由參考文獻[4]表217， 中心距 齒寬b 6 行星架和傳動軸的計算 行星架計算 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、雙壁分開式和單壁式三種，本次初步設(shè)計的3K型變速器，其輸入功率比較大、傳動比高、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力計算（1）軸的受力軸的受力如圖63(b)所示，軸上各支點跨距為。強度極限。3K型行星傳動的配齒的程序框圖如圖52所示。① 均載機構(gòu)中浮動的構(gòu)件的質(zhì)量要輕、承受較大的載荷。表49 應力循環(huán)次數(shù)構(gòu)件計算公式太陽輪a太陽輪b行星輪c行星輪d太陽輪e注：①為各個齒輪和行星架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 應帶正負，當傳動比為負，的方向與圖43所示方向相反；式中“”、“”，上面用于傳動比為正，下面用于傳動比為負。3KI型行星傳動的傳動比范圍行星輪齒數(shù)關(guān)系如下 時， 時， 3KI型行星傳動的傳動比與行星輪的數(shù)目無關(guān)。（1）滿足行星傳動的傳動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比，3KI型行星傳動的傳動比計算公式為式（36）、式（37）以及式（38）。其中，太陽輪b固定，太陽輪a和e同時與單齒圈行星輪c內(nèi)嚙合。3K型行星齒輪系就是輪系中有3個太陽輪，3K型行星傳動是一種應用非常廣泛的行星傳動類型,它合理地應用了內(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中，在太陽輪的周圍可以均勻布置多個行星齒輪，這樣，幾個行星齒輪同時承擔載荷，就使得每個齒輪所承受的載荷相對變小，從而大大提高了行星傳動的承載能力。行星輪系和差動輪系統(tǒng)稱為行星傳動。如圖117所示。從理論上，我國做了許多的分析和研究，同時還進行了大量的試驗和工業(yè)實驗。在行星齒輪傳動的工作過程中, 行星齒輪容易發(fā)熱,因此熱穩(wěn)定性也是一個問題。在第二次世界大戰(zhàn)以后，人們對機械設(shè)備性能的要求越來越高，速度也要求越來越快了，同時，機械設(shè)備的外廓尺寸要求越來越小，機械結(jié)構(gòu)越來越緊湊，為了適應市場和生產(chǎn)的需要，各個行業(yè)都紛紛使用和生產(chǎn)行星齒輪傳動裝置。 行星齒輪傳動研究及發(fā)展現(xiàn)狀 行星齒輪傳動研究現(xiàn)狀在國際上，世界上一些先進的工業(yè)化國家，如美國、德國、英國、日本等國，在行星齒輪傳動方面的研究、生產(chǎn)制造和應用方面均處于國際領(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圖15 tp系列行星齒輪減速機（3）向硬齒面、高精度的方向發(fā)展行星齒輪傳動機構(gòu)中的齒輪廣泛采用氮化和滲碳等化學熱處理方式。（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型行星傳動另外，行星傳動還可以根據(jù)齒輪嚙合的方式來劃分。那么轉(zhuǎn)化輪系的傳動比為 （21）其中，“m”表示外嚙合數(shù)。圖33 傳動原理圖 3K型行星傳動的類型3K型行星傳動有三種常用類型。為了更加便于實用計算，通常按下式計算 （312）式中“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合。此時，傳動比為 （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：兩太陽輪的齒數(shù)之和應是行星輪數(shù)的整數(shù)倍。 3KI型行星傳動的受力分析3KI型行星傳動的主要受力構(gòu)件是太陽輪、行星輪、行星架和軸承。圖44 動載系數(shù)　 ① 本表引用參考文獻[2]。圖47 節(jié)點區(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）均載機構(gòu)的形式均載方法根據(jù)均載機構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型可分為靜定系統(tǒng)和靜不定系統(tǒng)兩種。 傳功設(shè)計計算 選擇行星傳動類型根據(jù)上述原始數(shù)據(jù)，選用3KⅠ型行星傳動，如圖51所示，太陽輪b固定不動，太陽輪a輸入，太陽輪e輸出，行星傳動使用直齒圓柱齒輪，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；均載機構(gòu)選用內(nèi)齒輪e浮動。 傳動設(shè)計電算編程3K型行星傳動的傳動設(shè)計步驟與單級齒輪傳動基本相同，首先選擇齒輪的材料，根據(jù)齒輪的材料、傳動裝置的工作情況和環(huán)境、齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩等通過查表確定傳動的各種參數(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)，然后通過校核傳動的齒面接觸強度和齒根彎曲強度來最終確定齒輪的主要尺寸。強度極限。軸的草圖如圖62(a)所示。 ac傳動齒根彎曲疲勞強度計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[2] 得 重合度系數(shù) 由式（432）， 齒形系數(shù) 查參考文獻[2] 應力修正系數(shù) 查參考文獻[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