【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)緊湊，承載能力大 由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。再由于在中心輪的周?chē)鶆虻胤植贾鴶?shù)個(gè)行星輪來(lái)共同分擔(dān)載荷，從而使得每個(gè)齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容體積，從而有利于縮小其外廓尺寸．使其體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊、且承載能力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的 1/2—1/5 (即在承受相同的載荷條件下) 。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5 (2) 傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱(chēng)分布的行星輪．使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類(lèi)型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0．97~0．99。(3) 傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配兩方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾干。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。(4) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng) 由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周?chē)瑥亩墒剐行禽喤c轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠?？傊?，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(lèi)型選用得當(dāng)) 等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)、坦克、火炮、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。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)裝置上也獲得了應(yīng)用。它幾乎可通用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)之一。 隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)裝里所傳遞的功率已達(dá)到 20220kW，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到 4500kNm。據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向如下。（1） 標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已有 50 多個(gè)漸開(kāi)線行星由輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。（2） 硬齒面、高精度 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。制造精度一般均在 6 級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。（3） 高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在同速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。（4） 大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6動(dòng)已有了較大的發(fā)展。行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難些。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深人地了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此，對(duì)于它的制造安裝問(wèn)題，目前巳不再視為一件什么困難的事情。實(shí)踐表明，在具有中等技術(shù)水平的工廠里也是完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。應(yīng)該指出，對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)者，不僅應(yīng)該了解其優(yōu)點(diǎn)，而且應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)工作中，充分地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度。從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動(dòng)裝置。綜上，根據(jù)原始條件可以確定所需用的輸入功率為 ???入至此，可以確定所用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào) Y160M6可以確定本設(shè)計(jì)題目（螺旋輸送機(jī)）的傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)方案——NGW 型 2ZX（A） 。行星輪數(shù) 。3pn?河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）72 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 行星齒輪傳動(dòng)中分配各輪齒數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足的條件在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)給定的傳動(dòng)比 ip 來(lái)分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)的主要仟?jiǎng)?wù)之一。在確定行星齒輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)時(shí)，除了滿(mǎn)足給定的傳動(dòng)比外，還應(yīng)滿(mǎn)足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。 傳動(dòng)比條件在行星齒輪傳動(dòng)中，各輪齒數(shù)的選擇必須確保實(shí)現(xiàn)所給定的傳動(dòng)比 的大小。例如，pi2z—x(A)型行星傳動(dòng)，其各輪齒數(shù)與傳動(dòng)比 的關(guān)系式為pi =1 =1+baxibaz可得=（ 1）bzaxiz若令 Y= ，則有p =Ybza式中 ——給定的傳動(dòng)比．且有 = ；pi pibax Y——系數(shù)，必須是個(gè)正整數(shù)； ——中心輪 a 的齒數(shù)，一般， ≥ 。az azminZ 鄰接條件在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，為了進(jìn)行功率分流，而提高其承載能力，同時(shí)也是為了減少其結(jié)構(gòu)尺寸，使其結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)常在太陽(yáng)輪 a 與內(nèi)齒輪 b(或 e)之間，均勻地、對(duì)稱(chēng)地設(shè)置幾個(gè)行星輪 c(或 d)。為了使各行星輪不產(chǎn)生相互碰撞，必須保證它們齒頂之間在其連心線上有一定的間隙．即兩相鄰行星輪的頂圓半徑之和應(yīng)小于其中心距 L c ，即 2 ＜L c ar ＜2cdsinp??河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8式中 、 ——分別為行星輪 c 的齒頂圓半徑和直徑；acrd——行星輪個(gè)數(shù)；pn圖 21 鄰接條件——a、c 齒輪嚙合副的中心距；? L c——相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離。不等式(3—7) 稱(chēng)為行星齒輪傳動(dòng)的鄰接條件。間隙△c＝L c— 的最小允許值取決ad于行且齒輪減速器的冷卻條件和嚙合傳動(dòng)時(shí)的潤(rùn)滑油攪動(dòng)損失。實(shí)際使用中，一般應(yīng)取間隙值△c＞0． 5m，m 為齒輪的模數(shù)。在此應(yīng)該指出，鄰接條件與行星輪個(gè)數(shù) 有關(guān)， 的多少，應(yīng)受到其承載能力的pnp限制。行星輪個(gè)數(shù) 還應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、均載條件和制造條件等因素。一般，在行星pn齒輪傳動(dòng)中大都采用 ＝3 個(gè)行輪。但是，當(dāng)需要進(jìn)一步提高其承載能力，減少行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量時(shí)，在滿(mǎn)足上述鄰接條件的前提下允許采用 ＞3 個(gè)行星輪的配置；不過(guò)還必須采取合理的均pn載措施。 同心條件 在此討論的同心條件只適用丁漸開(kāi)線圓柱齒輪的行星齒輪傳動(dòng)。所謂同心條件就是出中心輪 a、 b(或 e)與行星輪 c(或 d)的所有嚙合齒輪副的實(shí)際中心距必須相等。對(duì)于 2Z—X(A)型行星齒輪傳動(dòng)，其同心條件為河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 acb?? 安裝條件在行星齒輪傳動(dòng)中，如果僅有一個(gè)行星輪，即 ＝1，只要滿(mǎn)足上述同心條件就保pn證能夠裝配。為了提高其承載能力，大多是采用幾個(gè)行星輪。同時(shí)，為了使嚙合時(shí)的徑向力相互抵消，通常，將幾個(gè)行星輪均勻地分布在行星傳動(dòng)的中心圓上。所以，對(duì)于具有 ＞1 個(gè)行星輪的行星齒輪傳動(dòng)．除應(yīng)滿(mǎn)足同心條件和鄰接條件外；其各輪的齒數(shù)還pn必須滿(mǎn)足安裝條件。所謂安裝條件就是安裝在轉(zhuǎn)臂 x 上的 個(gè)行星輪均勻地分布在中心pn輪的周?chē)鷷r(shí)，各輪齒數(shù)應(yīng)該滿(mǎn)足的條件。例如，對(duì)于 2Z—X(A)型行星傳動(dòng)， 個(gè)行星pn輪在兩個(gè)中心輪 a 和 b 之間要均勻分布，而且，每個(gè)行星輪 c 能同時(shí)與兩中心輪 n 和 b相嚙合而沒(méi)有錯(cuò)位現(xiàn)象(見(jiàn)圖 3—2)。通常，在行星齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)個(gè) 行星輪均勻分布時(shí)，每個(gè)中心角應(yīng)等 ．直線pn2p?OⅠ、OⅡ和 OⅢ分別為主軸線 O 與行星輪 l、行星輪 2 和行星輪 3 的軸線 OO2 和O3(轉(zhuǎn)臂 x 上的 )的連線。為了繪圖方便起見(jiàn)，在此用圓弧來(lái)表示輪齒的形狀，故 2Z—X(A)型傳功如圖 3—2所示。對(duì)于具有單齒圈的行星輪，可用平面 Q 表示齒輪輪齒的對(duì)稱(chēng)面。當(dāng)行星輪齒數(shù) Z c 為偶數(shù)時(shí)，該平而 Q 通過(guò)其齒槽的對(duì)稱(chēng)線；當(dāng)行星輪齒數(shù) Z c 為奇數(shù)時(shí)，則它們分別與輪 b 的齒槽對(duì)稱(chēng)線相重合。由此可見(jiàn)，若中心輪 a 和 b 的齒數(shù) 和 均是 的倍數(shù)azbpn時(shí)，該行星齒輪傳動(dòng)定能滿(mǎn)足裝配條件。在一般情況下，齒數(shù) 和 都不是 的倍數(shù)。當(dāng)齒輪 a 和 b 的輪齒對(duì)稱(chēng)線及行星azbpn輪 1 的華而 Q1 與直線 OⅠ重合時(shí)，行星輪 2 的平面 Q 2 與直線 OⅡ的夾角為 如果轉(zhuǎn)C?臂 x 固定，當(dāng)中心輪 a 按逆時(shí)方向轉(zhuǎn)過(guò) 時(shí)，則行星輪 2 按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò) 角，而C?內(nèi)齒輪 b 按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò) 角。 C當(dāng) 個(gè)行星輪在中心輪周?chē)鶆蚍植紩r(shí)，則兩相鄰行星輪間的中心角為 。現(xiàn)設(shè)pn 2pn?已知中小輪 a 和 b 的節(jié)圓直徑 和 ，其齒距為 。在中心角 內(nèi)，中心ad?babp?p輪 a 和 b 具有的弧長(zhǎng)分別為 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10 和 apdn??bp?對(duì)于弧長(zhǎng) ，一般應(yīng)包含若干個(gè)整數(shù)倍的齒距 p 和一個(gè)剩余弧段( )。同ap? ap????理，對(duì)于弧長(zhǎng) ，也應(yīng)包含有若干個(gè)整數(shù)倍的齒距 p 和一個(gè)剩余弧段 。可得bpdn?? b? 12()ababpznc????????顯然，等式左邊等于整數(shù)。要使等式右邊也等于整數(shù)，其必要和充分的條件是 ab?????公式表明：兩中心輪 a 和 b 的齒數(shù)和( )應(yīng)為行星輪數(shù) 的倍數(shù)，abz?pn就是 2Z—X(A)型行星傳動(dòng)的安裝條件。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11圖 32 行星傳動(dòng)安裝條件 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算所謂配齒計(jì)算就是據(jù)給定的傳動(dòng)比 來(lái)確定行星齒輪傳功中各輪的齒數(shù)。pi在據(jù)給定的傳動(dòng)比 選擇行星傳動(dòng)的齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮在各種不同齒數(shù)組合的條件下，pi能獲得與給定的傳動(dòng)比 值相同的或較近似的值。此外，齒數(shù)的選擇還應(yīng)滿(mǎn)足輪齒彎曲強(qiáng)度的要求，如果承載能力受工作齒面接觸強(qiáng)度的限制，則應(yīng)選擇盡可能多的齒數(shù)較合理。對(duì)于速度較低、短時(shí)工作制的硬齒面(HB ＞350) 齒輪傳動(dòng)，特別是有反向載荷時(shí)，在許多情況下，其承載能力是受輪齒彎曲強(qiáng)度的限制。為了保證齒根具有足夠的彎曲強(qiáng)度，同時(shí)也為了減小行星傳動(dòng)的外形尺寸和質(zhì)量，則選取盡可能少的齒數(shù)是較合理的。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12對(duì)于軟齒面(H B≤ 350)齒輪傳動(dòng)，必須校核輪齒的接觸強(qiáng)度．因此，可適當(dāng)增加中心輪 a的齒數(shù)較為合理。對(duì)于高速行星傳動(dòng)．其嚙合齒輪副的齒數(shù)，不應(yīng)該有公因子，一般也不推薦使其中心輪 a 和 b 的齒數(shù) 和 等為行星輪數(shù) 的倍數(shù)。azbpn 2ZX(A)型行星傳動(dòng)據(jù) 2ZX(A)型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式 1bpazi??式中——P 是行星齒輪的特性參數(shù)。特性參數(shù)多與給定的傳動(dòng)比 有關(guān)。p 值必須合理地選取。p 值太大或太小都是不i合理的。如果 p 值太大，或許可能使得 值很大；或使得 值很小。通常，內(nèi)齒輪 bbzaz的尺寸是受到減速器總體尺寸的限制。為了不過(guò)分地增大其外形尺寸，故 值不能很大。bz而中心輪 a 的尺寸應(yīng)考慮到其齒數(shù) 受到最少齒數(shù) 的限制，以及齒輪 轉(zhuǎn)軸的直徑azminz不能太小，故 值不能很小。另外，p 值接近于 1 也是不允許的，因?yàn)檫@樣會(huì)使得行星z輪 c 的尺寸太小。一般，應(yīng)選取 p=3~8。則由式可得 (1)bpaziz?? 當(dāng)選定最小齒數(shù) 時(shí)，就容易求得 值。bz 關(guān)于最小齒數(shù) 、 的選取，為了盡可能地縮小 2Z—X(A)型行星傳動(dòng)的徑向尺azb寸、在滿(mǎn)足給定的傳動(dòng)比 的條件下，中心輪 a 和行星輪 c 的尺寸應(yīng)盡可能地小。因此，pi應(yīng)該選用最少齒數(shù)，但實(shí)際上它受到輪齒根切和齒輪能否安裝軸承或能否安裝到軸上az去的限制。一般情況下，齒輪 a 的最少齒數(shù)的范圍為 14—18；對(duì)于中小功率的行星傳動(dòng)，有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)行星減速器的外廓尺寸盡可能小的原則，在滿(mǎn)足輪齒彎曲強(qiáng)度的條件下，允許其輪齒產(chǎn)生輕微的根切；因此，對(duì)于角度變位傳動(dòng)(正傳動(dòng)) ，其最少齒數(shù)可選取為10~13 個(gè)。 應(yīng)該指出：在對(duì) b 輪齒數(shù) 進(jìn)行圓整后，此時(shí)實(shí)際的 p 值與給定的 p 值稍有變化，bz但必須控制在其傳動(dòng)比誤差范圍內(nèi)。一般其傳動(dòng)比誤差 ≤4％。pi???河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13據(jù)同心條件可求得行星輪 c 的齒數(shù)為2pbacaizz?? 顯然，由上式所求得的 適用于非變位的或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)。如果采用c角度變位的傳動(dòng)時(shí)，行星輪 c 的齒數(shù) 應(yīng)按如下公式計(jì)算，即cz 2bac????? 當(dāng)( )為偶數(shù)時(shí)，可取齒數(shù)修正量為 ＝ 1。此時(shí)，通過(guò)角度變位后，既baz?az?不增 大該行星傳動(dòng)的徑向尺寸，又可以改善傳動(dòng)性能。綜合上述公式．則可得 2Z—X(A)型傳功的配齒比例關(guān)系式為 2:::(1):ppabcaapaiizzizn??最后，再按公式(3—7)校核其鄰接條件。根據(jù)給定的行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 的大pi小和中心輪 a 的齒數(shù) 及行星輪個(gè)數(shù) ，由表 3—2 可查得 2Z—X(A)型行星齒輪傳動(dòng)azp的傳動(dòng)比 及其各輪齒數(shù)。pi根據(jù)以上步驟可以確定其齒數(shù)及傳動(dòng)比如下： 1 6 15 。azczbzbaxi河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）143 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)根據(jù)漸開(kāi)線及其傳動(dòng)性質(zhì)可知，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)：齒數(shù) z、模數(shù) m、壓力角 、齒頂高系數(shù) 和頂隙系數(shù) 。在確