【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。 總之，行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高 (類型選用得當(dāng) )等優(yōu)點(diǎn)。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也己獲得了應(yīng)用。它幾乎可適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)己成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā) 展的重點(diǎn)之一。 從機(jī)構(gòu)的活動(dòng)度來分，有一個(gè)自由度的行星機(jī)構(gòu)、兩個(gè)自由度的行星機(jī)構(gòu)和多自由度的行星機(jī)構(gòu) .從結(jié)構(gòu)形式來分，有 KHV型、 2KH型和 3K型行星機(jī)構(gòu)三種基本類型。其它的漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu)，都可以分解為這三種基本機(jī)構(gòu)，即可以由這三種基本行星機(jī)構(gòu)復(fù)臺(tái)而成。 通過上述的比較，結(jié)合要求 :傳動(dòng)比大、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊及外廓尺 寸小等，我們選擇行星齒輪傳動(dòng)作為減速器的傳動(dòng)型式。 選擇行星機(jī)構(gòu)的類型 本課題選取 2ZX 型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu) ,這種行星齒輪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)中心輪 a, b(即 2Z)和 轉(zhuǎn)臂 (X)，山此三個(gè)簽本構(gòu)件組成，故用符號(hào) 2ZX表示。根據(jù)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比端的不同，可分為兩類。當(dāng) i12h0 時(shí)，稱為正號(hào)機(jī)構(gòu) ； i12h0時(shí)，稱為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。如圖 ，為 2ZX 型行星機(jī)構(gòu)的常見類型 。 圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 由于負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)單、制造容易，外形尺寸小，質(zhì)量小，傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)合理的 條件下 通常，其傳動(dòng)比范圍為 2. 813,傳動(dòng)效率為 。目前該傳動(dòng)類型已獲得了較廣泛的應(yīng)用。 具有雙齒圈行星的負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，其合理的傳動(dòng) 比范圍為 716，傳動(dòng)效率仍較高 ； 但由于采用了雙齒圈行星輪，故制造安裝較復(fù)雜。 具有圓錐齒輪傳動(dòng)的負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)，主要用于差動(dòng)行星裝置。 具 有雙嚙合的正號(hào)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，嚙合摩擦系數(shù)較大，故其傳動(dòng)效率低，一般 該機(jī)構(gòu)基本上不用于傳遞動(dòng)力。 具有雙內(nèi)嚙合的正號(hào)機(jī)構(gòu)，其合理的傳動(dòng)比范圍為 830,其嚙合摩擦損失較小。當(dāng)傳動(dòng)比小于 50，其傳動(dòng)效率可達(dá)到 以上，但隨著傳動(dòng)比的增加，其效率值也會(huì)降低。 少齒差 2ZX 正號(hào)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍為 30100。但它由于具有少齒差的內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，其嚙合摩擦系數(shù)較小，故該行星齒輪傳動(dòng) 的傳動(dòng)效率較高，可達(dá) 。 本文選取 2KH（ A）這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)， 2ZX(A)型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)類型為 NGW 型（具有內(nèi)嚙合和外啃合，同時(shí)還其有一個(gè)公共齒輪的行星齒輪傳動(dòng)） 。 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 ,主要包括前蓋組件、被動(dòng)輪組件、第一級(jí)行星輪總成、第二級(jí)行星輪總成、機(jī)體中部組件和法蘭盤組件 6 大部分。機(jī)體間采用螺栓和銷釘連接與定位 ,機(jī)體與內(nèi)齒圈之間采用彈性套銷的均載機(jī)構(gòu)。為便于用戶在使用時(shí)裝配與拆卸 ,減速器主軸線與安裝面設(shè)計(jì)有 15176。的傾角 ,法蘭盤軸線可以向 X、 Y 和 Z 方 向擺動(dòng)177。 6176。 ,并選用專用球面軸承作為支承。 軸承裝入行星輪中 ,彈簧擋圈裝在軸承外側(cè)且軸向間隙≤ mm,減速器最大外形尺寸 467 mm 460 mm 530 mm,總質(zhì)量 (不含油 )為 290 kg。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該減速器采用 3 級(jí)減速方案 ,第一級(jí)為高速圓柱齒輪傳動(dòng) ,其余兩級(jí)為 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)。其中 ,第二、三級(jí)分別有 3 個(gè)和 4 個(gè)中空式行星輪 ,行星輪安裝在單臂式行星架上 ,行星架浮動(dòng)且采用滾動(dòng)軸承作為支承 ；第二級(jí)行星架與法蘭盤之間采用鼓形齒雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器連接。鼓形齒雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器連接 ,機(jī)動(dòng)示意 圖和結(jié)構(gòu)圖分別如圖 和 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面磨損等要求十分苛刻 ,因此合理地選擇變位系數(shù)和進(jìn)行修形計(jì)算十分重要。 圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 齒輪的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)比的分配 多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)各級(jí)傳動(dòng)比的分配原則是獲得各級(jí)傳動(dòng)的等強(qiáng)度和最小的外形尺寸。在兩級(jí) NGW 型行星齒輪傳動(dòng)中，欲得到最小的傳動(dòng)徑向尺寸，可使低速級(jí)內(nèi)齒輪分度圓直徑 db1與高速級(jí)內(nèi)齒輪分度圓直徑 db2之比 (db2/ db1)接近于 1,通常使 db2/ db1= 。 NGW 型兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可利用圖 進(jìn)行分配，圖中 i1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 和 i 為高速級(jí)及總傳動(dòng)比， E可按下式計(jì)算 : E = AB3 圖 NGW傳動(dòng)比分配 式中 , 式中和圖中代號(hào)的角標(biāo)Ⅰ和 Ⅱ 分別表示高速級(jí)和低速級(jí) ； C為行星輪數(shù)； KC為載荷分布系數(shù) ； KHβ 為接觸強(qiáng)度的載荷分布系數(shù) ； 其他代號(hào)可在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查取。 的比值可用類比法 進(jìn)行試湊或取三項(xiàng)比值的乘積 ： = 齒面工作硬化系數(shù) ZW一般可取 1； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 如果全部采用硬度 350HB 的齒較時(shí) .可取 最后算得之 E 值如果大于 6， 則取 E=6 。 本題目傳動(dòng)比 i=100:1, 該減速器采用 3 級(jí)減速方案 ,第一級(jí)為高速圓柱齒輪傳動(dòng) ,其余兩級(jí)為 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)。其中 ,第二、三級(jí)分別有3個(gè)和 4 個(gè)中空式行星輪。第一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比初選為 ，那么剩下兩級(jí)傳動(dòng)的 i 總 =100/= ,即為以下計(jì)算中的 i值。 選擇各個(gè)計(jì)算參數(shù)： 分度圓直徑 (db2/ db1) = , 選 進(jìn)行計(jì)算 ； 行星輪數(shù) C2/C1 =4/3 ； =，取這比值為 2； 工作硬化系數(shù) ZW一般可取 1； 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 一般可取 1； 選擇齒寬系數(shù) Φ d ，通用減速器Φ a=； Φ d =(i+1)Φ a ， 根據(jù)計(jì)算 i1()在這個(gè)范圍里 ； Φ d1=( 10) =() 取Φ d1=； Φ d =(i+1)Φ a ， 根據(jù)計(jì)算 i2()在這個(gè)范圍里 ； Φ d2=(~) =() 取Φ d2=； 選擇 KC 為 載荷分布系數(shù) KC； 第一級(jí)行星齒輪為行星輪浮動(dòng)， KC1取 取 ； 第二級(jí)行星齒輪為太陽輪浮動(dòng)， KC2取 取 ； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 E = AB3 = = 根據(jù)圖 可得出 i1= 那么 i2=。 齒數(shù)及行星輪數(shù)的確定 第一級(jí)高速圓柱齒輪齒數(shù)的計(jì)算： 齒數(shù)比 u=i1= ； 初選 z1=30，則 Z2=u z1= 30= ,取 Z2=59 ； 第二級(jí) NGW 行星齒輪齒數(shù)的計(jì)算： 初選行星輪數(shù) Nw=3； 確定 Za， 依據(jù)公式： iabH Za / Nw=C,計(jì)算中 C取整數(shù)； 即為 Za/3=C Za=3C/ C 取 46 則 Za=17 確定 Zb， 依據(jù) NGW 型行星輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式： iabH=1+Zb/ Za 即為 =1+Zb/17 Zb=() 17 = 取 Zb=121 確定 Zc, 依據(jù) NGW 型行星輪系非角變位傳動(dòng)公式： Zc= Zb Za/2 Zc=12117/2=52 得出第二級(jí) NGW 行星齒輪齒數(shù) : Za=17, Zb=121, Zc=52 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 表 第三級(jí) NGW 行星齒輪齒數(shù)的計(jì)算： 初選行星輪數(shù) Nw=4； 確定 Za， 依據(jù)公式： iabH Za / Nw=C,計(jì)算中 C取整數(shù)； 即為 Za/4=C Za=4C/ C 取 31 則 Za=20 確定 Zb， 依據(jù) NGW 型行星輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式： iabH=1+Zb/ Za 即為 =1+Zb/20 Zb=() 20 = 取 Zb=104 確定 Zc, 依據(jù) NGW 型行星輪系非角變位傳動(dòng)公式： Zc= Zb Za/2 Zc=10420/2=41 得出第三級(jí) NGW 行星齒輪齒數(shù) : Za=20, Zb=104, Zc=41 。 變位系數(shù)的選擇及齒輪幾何尺寸計(jì)算 在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中，合理采用變位齒輪可以獲得如下效果 :獲得準(zhǔn)確的傳動(dòng)比、改善嚙臺(tái)質(zhì)量和提高承載能力，在保證所需傳動(dòng)比前提下得到合理的中心即、在保證裝配及同心等條件下使齒數(shù)的選擇具有較大 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 的靈活性 。 變位齒輪有高變位和角變位，兩者在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中都有應(yīng)用。高變位主要用于 消除根 切和使相嚙合齒輪的滑動(dòng)比及彎曲強(qiáng)度大致相等。角變位主要用于更靈活地選擇齒數(shù)，拼湊中心距，改善嚙合特性及提高承載能為。由于高變位的應(yīng)用在某些情 況下受到限制，因此角變位在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用更為廣泛 。 在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中，合理采用變位齒輪可以獲得如下效果 :獲得準(zhǔn)混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面磨損等要求十分苛刻 ,因此合理地選擇變位系數(shù)和進(jìn)行修形計(jì)算十分重要。 常用行星齒輪傳動(dòng)的變位方法及變位系數(shù)可按 參考文獻(xiàn) 1表 圖,圖 。 第一級(jí)高速圓柱齒輪變位系數(shù)的計(jì)算及幾何尺寸計(jì)算 變位系數(shù)計(jì)算： ZΣ =Z1+Z2=30+59=89 ； 從圖 中 P9 線的上方區(qū)域初選 XΣ = ； 利用圖 y =； 所以 y=XΣ – Δ y==；初選模數(shù) m= a =(XΣ /2 + y)m = 取 a =115 ， y = ； 根據(jù)圖 Δ y=； XΣ = y +Δ y=+=。 在圖 中找出 ZΣ /2= ， XΣ /2= 決定的點(diǎn)，有此點(diǎn)按 L 射線方向引一射線，取 z1=30， Z2=59 得出： X1= ,X2=； 齒輪幾何尺寸計(jì) 算： 輸入齒輪 : d1=m z1=30 =75 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 da=d+2(h*+xΔ y)m =75+2(1+) = mm df = d2(h*+c*x) = mm 輸出齒輪： d2= m z2=59 = da= d+2(h*+xΔ y) = mm df= d2(h*+c*x)= mm a=1/2 m(z1+z2) = 89 = 取中心距 a=111mm ； Φ a=b/a= 得出： 齒寬 b=39 mm ； 第二級(jí) NGW 行星齒輪變位系數(shù)的計(jì)算及幾何尺寸計(jì)算 變位系數(shù)計(jì)算： ac 計(jì)算 iabH=＞ 4 ，則太陽輪采取正變位，行星輪和內(nèi)齒圈采用負(fù)變位 預(yù)計(jì)嚙合角： α ac`=α cb=22176。 計(jì)算未變位時(shí)中心距： adac =m/2(Za+Zc)= 計(jì)算中心距變動(dòng)系數(shù)： yac`= Za+Zc/2(cosα / cosα ac1) = 計(jì)算中心距并取整數(shù) : a = m(Za+Zc/2+ yac`)= 取 88 實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù)： yac=a adac /m= 計(jì)算嚙合角： cosα ac= adac / a cos20176。 = 得出α ac=23176。 計(jì)算總變位系數(shù)： XΣ ac =(Za+Zc)invα ac`invα /2tanα = 校核 在 XΣ ac 介于曲線 P6和 P7 之間，有利于提高接觸疲勞強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度， 表示這對(duì)齒輪可用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 分配變?yōu)橄禂?shù) ：按圖 分配得 Xa= ,Xc=. cb 計(jì)算 計(jì)算未變位時(shí)中心距： adcb= m/2(Zb+ Zc)= 計(jì)算中心距變動(dòng)系數(shù)： ycb= 計(jì)算嚙合角： cosα cb= adcb/ acosα = 得出α bc=23176。 計(jì)算總變位系數(shù)