【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 速度所以，選?、蚬罱M9級(jí)式中， 小輪分度圓直徑，由式65得齒寬系數(shù)：查表6．9按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取小輪齒數(shù)：在推薦值20~40中選取 大輪齒數(shù)：，圓整取 齒數(shù)比 ：傳動(dòng)比誤差：誤差在范圍內(nèi)，合適小輪轉(zhuǎn)矩：＝ 載荷系數(shù)：使用系數(shù)：查表6．3 得，動(dòng)載荷系數(shù)：由推薦值1．05~1．4中選取 齒向載荷分布系數(shù)： 由推薦值1．0~1．2中選取齒間載荷分配系數(shù)：由推薦值1．0~1．2中選取載荷系數(shù)：彈性系數(shù)： 查表6．4，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：查圖63（，）重合度系數(shù)：是用以考慮因重合度的增加，接觸長(zhǎng)度增加而造成的接觸應(yīng)力降低的影響系數(shù)。一般取0．85~0．92，所以，故的設(shè)計(jì)初值為：所以，齒輪模數(shù)：查表6．6，參照第一系列，圓整小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值：mm圓周速度：m/s大輪分度圓直徑：mm中心距 ：mm齒寬：mm大輪齒寬： mm小輪齒寬： ，mm3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效核計(jì)算由式610， 齒形系數(shù)：查表6．5 小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù)：查表65 小輪 大輪 重合度系數(shù)：重合度： ==直齒圓柱齒輪齒根彎曲強(qiáng)度校核公式為： 齒根彎曲強(qiáng)度足夠4）齒輪幾何尺寸計(jì)算（參考文獻(xiàn)2）分度圓直徑： mm mm齒頂高：mm齒根高：mm 式中，為齒頂高系數(shù)，為徑向間隙系數(shù)，在GB/T13562001規(guī)定，齒頂圓直徑：mm mm齒根圓直徑：mmmm基圓直徑： mm mm 注：GB/T13562001中規(guī)定齒形角 齒距：（分度圓上） mm齒厚，齒槽寬e：（分度圓上）：惰輪主要尺寸參數(shù)：（漸開線直齒輪）mm，mm分度圓直徑：mm齒頂圓直徑：mm齒根圓直徑：mm由于各軸的計(jì)算方法與校核基本相同，故只對(duì)Ⅱ軸做詳細(xì)的介紹Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：（1）計(jì)算作用在齒輪上的力：軸上的轉(zhuǎn)矩=.軸上輸出小齒輪分度圓直徑：mm圓周力N徑向力N各力方向如圖所示：（2）初步估算軸的直徑選取45號(hào)鋼為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理按文獻(xiàn)1式82初估軸的最小直徑，查文獻(xiàn)1表8．6 取A=115，則 mmⅡ軸的設(shè)計(jì)及校核如下：（1）計(jì)算作用在齒輪上的力：（漸開線圓柱齒輪受力分析如下圖所示：）軸上的轉(zhuǎn)矩： =軸上輸出大齒輪分度圓直徑：mm軸上輸出小齒輪分度圓直徑：mm大齒輪圓周力：小齒輪圓周力：大齒輪徑向力：小齒輪徑向力：各力方向如圖所示：（2）初步估算軸的直徑選取45號(hào)鋼為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理按文獻(xiàn)1式82初估軸的最小直徑，查文獻(xiàn)1表8．6 取A=115，則 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位，該軸上有一個(gè)軸齒輪。左軸承和齒輪從軸的左端裝入，齒輪右端靠軸肩定位，齒輪和左軸承之間采用定位套筒使軸承得到定位。齒輪采用普通平鍵得到軸向固定。（軸的結(jié)構(gòu)見下頁(yè)圖）2）確定各軸段直徑和長(zhǎng)度①段 根據(jù)圓整，取，根據(jù)文獻(xiàn)6選擇單列圓錐滾子軸承33216（GB/T2971994），故取②段 為使軸承定位，取，③段 為軸齒輪，其長(zhǎng)度取齒輪的齒寬④段 為使齒輪定位，取，⑤段 為使套筒可靠地壓緊齒輪，應(yīng)比齒輪齒寬短1~4mm．，齒輪靠軸肩定位，所以⑥段 ，⑦段 選擇單列圓錐滾子軸承33216（GB/T2971994），3）確定軸承及齒輪作用力位置如下圖所示，先確定軸承支點(diǎn)位置，查33216軸承，其支點(diǎn)尺寸，因此，軸的支承點(diǎn)到齒輪的載荷作用點(diǎn)距離見下圖所示。4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖（見下圖）①求軸承反力H水平面N NV垂直面N N②求齒寬中點(diǎn)處彎矩H水平面 V垂直面 合成彎矩M 扭矩T5）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 當(dāng)量彎矩：，取折合系數(shù)，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩： 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8．2查得，由表8．9查得材料許用應(yīng)力則軸的計(jì)算應(yīng)力為為：該軸滿足強(qiáng)度要求 因該軸為比較重要的軸，應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的精確校核6）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度：①判斷危險(xiǎn)截面 危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大，同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。分析可知，危險(xiǎn)截面為Ⅳ截面②計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力截面右側(cè)彎矩M為截面上的扭矩T為 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù)截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅 因彎矩為對(duì)稱循環(huán)，故彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即③確定軸材料機(jī)械性能查表8．2，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限碳鋼材料：特性系數(shù)：，Ⅴ軸的設(shè)計(jì)及校核如下：軸上的轉(zhuǎn)矩 =大齒輪圓周力N大齒輪徑向力N小齒輪圓周力N小齒輪徑向力N選取45號(hào)鋼為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理按文獻(xiàn)1式82初估軸的最小直徑，查文獻(xiàn)1表8．6 取A=115，則 mm軸的校核同Ⅱ軸。行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與是輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下：體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力??；傳動(dòng)效率高；傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)總傳動(dòng)比為，查文獻(xiàn)7，根據(jù)表1353得知，需要選用兩級(jí)NGW型行星齒輪減速器。(1)高速級(jí)（）配齒計(jì)算以及變位方式和變位系數(shù)的選擇 根據(jù)表1353選擇行星輪數(shù)目，取。已選擇，故，根據(jù)同心條件，有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：獲得真確的傳動(dòng)比、改善嚙合質(zhì)量和提高承載能力，在保證所需傳動(dòng)比的前提下得到合理的中心距、在保證裝配及同心等條件下使齒數(shù)的選擇具有較大的靈活性。變位齒輪有高變位和角變位，兩者在漸開線行星齒輪中都有應(yīng)用。高變位主要應(yīng)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的選擇齒數(shù)，拼湊中心距，改善嚙合特性及提高承載能力。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。本級(jí)傳動(dòng)中，AC傳動(dòng)BC傳動(dòng)均采用不等角變位。對(duì)AC不等角變位，查圖1354得到幾對(duì)嚙合角，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取，齒輪預(yù)取的端面嚙合角，為提高傳動(dòng)承載能力，宜?。喊唇佑|強(qiáng)度初算AC傳動(dòng)的中心距和模數(shù)估算中心距：式中，A直齒輪的鋼對(duì)鋼配對(duì)齒輪副A值查表得483輸入轉(zhuǎn)矩 取載荷不均勻系數(shù)故，在一對(duì)AC傳動(dòng)中，小輪（太陽(yáng)輪）傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩：齒數(shù)比：太陽(yáng)輪和行星輪的材料用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度60~62HRC（太陽(yáng)輪）和56~58HRC（行星輪），查表13139可知，由于齒輪轉(zhuǎn)速要求不高，可采取任意方法加工，齒面最終不需要精加工，齒輪選取精度為9級(jí)取齒寬系數(shù)取載荷系數(shù)許用接觸應(yīng)力，推薦按下式確定：所以，模數(shù)m:，取則AC傳動(dòng)未變位時(shí)的中心距：按預(yù)取嚙合角，可得AC傳動(dòng)中心距變動(dòng)系數(shù)則中心距取實(shí)際中心距：計(jì)算AC傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù)和嚙合角計(jì)算AC傳動(dòng)的變位系數(shù)式中，為漸開線函數(shù)，查文獻(xiàn)表13121可得 ，故：用圖1314校核，在許用區(qū)內(nèi)，可用。用圖1314分配變位系數(shù)，得，計(jì)算CB傳動(dòng)的中心距變動(dòng)系數(shù)和嚙合角CB傳動(dòng)未變位時(shí)的中心距：mm所以計(jì)算CB傳動(dòng)的變位系數(shù)因?yàn)?，所以，幾何尺寸的?jì)算（參考文獻(xiàn)表13118）按不等角變位齒輪傳動(dòng)的A、C、B三輪的幾何尺寸1）分度圓直徑mmmmmm2）齒頂高（選用滾齒法加工）AC齒輪傳動(dòng)中心距變動(dòng)系數(shù)齒頂高變動(dòng)系數(shù) CB齒輪傳動(dòng)中心距變動(dòng)系數(shù)齒頂高變動(dòng)系數(shù) 齒頂高： mm mm mm3）齒根高mmmmmmm4） 齒高mmmmmm5） 齒頂圓直徑mmmmmm為避免小齒輪齒根過(guò)渡曲線干涉，應(yīng)滿足下式：式中， 6） 齒根圓直徑mmmmmm7） 節(jié)圓直徑mmmmmm8） 基圓直徑mmmmmm9） 齒頂圓壓力角驗(yàn)算配齒條件：1）傳動(dòng)比條件：對(duì)于NGW型機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)比應(yīng)滿足以下條件：。2）同心條件：為了保證正確的嚙合，各對(duì)齒輪之間的中心距必須相等。對(duì)于NGW型傳動(dòng)，太陽(yáng)輪A與行星輪C的的中心距應(yīng)等于行星輪與內(nèi)齒輪的中心距。3）裝配條件：保證各行星輪能均布地安裝于倆中心齒輪之間，并且與倆個(gè)中心輪嚙合良好，沒有錯(cuò)位現(xiàn)象。為簡(jiǎn)化計(jì)算和裝配，應(yīng)使太陽(yáng)輪和內(nèi)齒輪的齒數(shù)等于行星輪數(shù)目的整數(shù)倍，即（c為整數(shù)）4） 鄰接條件：必須保證相鄰倆行星齒輪互不碰撞，并留有大于0．5倍的模數(shù)的間隙，即行星輪齒頂圓半徑之和小于其中心距L（）。驗(yàn)算AC傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度計(jì)算公式：確定式中的系數(shù)：1）動(dòng)載系數(shù)和速度系數(shù)確定和所用的圓周速度是用相對(duì)與行星架的圓周速度，即： 即 由圖13190可查取查圖13128可查取=0．92）使用系數(shù)，是考慮由于齒輪嚙合外部因素引起的附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)。取=1．13）齒間載荷分布系數(shù)、：考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力響的系數(shù)。對(duì)于重要的行星齒輪齒輪傳動(dòng)，應(yīng)考慮行星傳動(dòng)的特點(diǎn)，用下述方法確定。彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，式中，及齒輪相對(duì)于行星架的圓周速度及大齒輪齒面硬度對(duì)、的影響系數(shù)，及按圖13512選取==1；齒寬和行星輪數(shù)目對(duì)、的影響系數(shù)。查圖13513確定，所以=1。35；則4）求齒間載荷分配系數(shù)及：是考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)輪齒間載荷分配不均勻影響的系數(shù)。先求端面重合度：式中 則 = =因?yàn)槭侵饼X輪，總重合度，所以5）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：是考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響，并將分度圓上切向力折算為節(jié)圓上法向力的系數(shù)。，所以 6）彈性系數(shù)：用以考慮材料彈性模量E和泊松比對(duì)赫茲應(yīng)力的影響。式中，E—彈性模量，剛的E=206000； 泊松比，剛及鐵的均為0．3。7）接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)：用以考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響。 對(duì)直齒輪： 8）接觸強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)：是螺旋角造成的接觸線傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。 9）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)：是考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命的條件循環(huán)次數(shù)，其可承受的接觸應(yīng)力值與其相應(yīng)的條件循環(huán)次數(shù)時(shí)疲勞疲勞極限應(yīng)力的比例的系數(shù)。 因?yàn)楫?dāng)量循環(huán)次數(shù) 大于，所以取10）最小安全系數(shù)，取=1．111）潤(rùn)滑劑系數(shù) 12)粗糙度系數(shù)，一般取13）齒面工作硬化系數(shù) 硬齒面取14）接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) 取=115）端面分度圓上的切向力：即太陽(yáng)輪所傳動(dòng)的扭矩代入公式得：計(jì)算許用接觸應(yīng)力：因?yàn)樗约矗河?jì)算結(jié)果：接觸強(qiáng)度通過(guò)。驗(yàn)算AC傳動(dòng)的彎曲強(qiáng)度1）計(jì)算公式2）確定式中系數(shù)齒形系數(shù) 查(機(jī)械設(shè)計(jì))表6．5取，應(yīng)力修正系數(shù)，查(機(jī)械設(shè)計(jì)) 表6．5取，彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù) 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，因是直齒，故?。?）代入公式計(jì)算結(jié)果 考慮到行星齒輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均勻性，齒根最大應(yīng)力。由強(qiáng)度公式即式中為材料應(yīng)力修正系數(shù)，取=2．0；安全系數(shù)，則：4）計(jì)算結(jié)果：彎曲強(qiáng)度通過(guò)。驗(yàn)算CB傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）根據(jù)AC傳動(dòng)的來(lái)確定CB傳動(dòng)的接觸應(yīng)力，因?yàn)镃B傳動(dòng)為內(nèi)嚙合，所以：2）核算內(nèi)齒輪材料的接觸強(qiáng)度疲勞極限由，則：由于齒輪材料為20CrMnTi滲碳淬火，故接觸強(qiáng)度符合要求。3）彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算只需要對(duì)內(nèi)齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算齒根應(yīng)力，其大小和AC傳動(dòng)的外嚙合一樣，即 由強(qiáng)度條件得：由于齒輪材料為20CrMnTi滲碳淬火，故彎曲強(qiáng)度符合要求。（2）低速級(jí)（）配齒計(jì)算以及變位方式和變位系數(shù)的選擇 根據(jù)表1353選擇行星輪數(shù)目，取。已選擇，故，根據(jù)同心條件，有 本級(jí)傳動(dòng)中，AC傳動(dòng)BC傳動(dòng)均采用高變位。查文獻(xiàn)表13513，因?yàn)?，所?太陽(yáng)輪采取負(fù)變位，行星輪和內(nèi)齒輪采用正變位。即：因?yàn)椋閳D1354得到幾對(duì)嚙合角，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取，齒輪預(yù)取的端面嚙合角。按接觸強(qiáng)度初算AC傳動(dòng)的中心距和模數(shù)估算中心距：式中，A直齒輪的鋼對(duì)鋼配對(duì)齒輪副A值查表得A=483輸入轉(zhuǎn)矩取載荷不均勻系數(shù)故，在一對(duì)AC傳動(dòng)中，小輪（太陽(yáng)輪）傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩：齒數(shù)比：太陽(yáng)輪和行星輪的材料用2