【文章內(nèi)容簡介】 計算結(jié)果表明，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)合格 低速級行星齒輪減速系統(tǒng)設(shè)計 齒輪設(shè)計計算（1） 配齒計算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得26，取整，即2648326= 118采用高變位，太陽輪取正變位，行星輪和內(nèi)齒輪取負(fù)變位，即（2）按傳動接觸強(qiáng)度計算的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)矩 載荷不均系數(shù) 太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒數(shù)比太陽輪和行星輪的材料用表面淬火，表面硬度。齒寬系數(shù)太陽輪采用對稱布置，根據(jù)文獻(xiàn)[4]，行星輪及太陽輪齒面硬度小于350HB，屬于軟齒面。再根據(jù)文獻(xiàn)[4]，—，取齒寬系數(shù)=。載荷系數(shù)—使用系數(shù)；—動載系數(shù)；—齒間載荷分配系數(shù)；—齒向載荷分布系數(shù)。齒輪為軟齒面的外嚙合，受到對稱、中等沖擊載荷，7級精度，考慮到電動滾筒加工和使用的實(shí)際條件,使用的綜合系數(shù)=3。中心距 = =模數(shù)推薦模數(shù)系列為：8等。[4]所以取模數(shù)（3）幾何尺寸計算①分度圓直徑=426=104mm=4118=472mm=446=184mm②齒頂高（1+）4=[1－（－）]4=（1－）4=③齒根高（1＋）4=（1＋）4=（1＋＋）4=④齒高＋=9mm＋=9mm＋=9mm⑤齒頂圓直徑104＋2=258－2=87＋2=⑥齒根圓直徑84－2=258＋2=87－2= 齒輪強(qiáng)度校核太陽輪及行星輪輪用40，調(diào)制處理，硬度241HB～286HB，平均取為260HB。內(nèi)齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～286HB，平均取為240HB。內(nèi)齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)約為10次行星輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)約為10次，校核行星輪和相嚙合的內(nèi)齒輪，計算步驟如下：（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算①初步計算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) =接觸疲勞極限 由文獻(xiàn)[4] 初步計算的許 用接觸應(yīng)力[] 小齒輪直徑 =104mm初步齒寬b b=②校核計算圓周速度v v=精度等級 由文獻(xiàn)[4] 8級精度斷面重合度 重合度系數(shù) 彈性系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] = 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] = 模數(shù)m m=4接觸最小安全系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] = 接觸壽命系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 許用應(yīng)力[] 驗(yàn)算 = 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)合格。③確定主要傳動尺寸中心距a a=144mm齒寬b 取=110mm =120mm（2）齒根彎曲按疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù) 齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 應(yīng)力修正系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 彎曲疲勞強(qiáng)度 由文獻(xiàn)[4] 最小安全系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 彎曲壽命系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 尺寸系數(shù) 由文獻(xiàn)[4] 許用彎曲應(yīng)力[] 驗(yàn)算 計算結(jié)果表明，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校驗(yàn)合格4 軸及鍵的設(shè)計 軸及鍵材料的選擇（1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計時必須針對不同情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。40Cr鋼材是中碳調(diào)制鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價格適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。因此，本電動滾筒設(shè)計中，各軸材料均為40Cr。（2）鍵和花鍵主要用于軸和帶轂零件（如齒輪、蝸輪等），實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩的軸轂連接。其中，有些還能實(shí)現(xiàn)軸向固定以傳遞軸向力；有些則能構(gòu)成軸向動聯(lián)接。設(shè)計鍵聯(lián)結(jié)時，通常被聯(lián)接件的材料、構(gòu)造和尺寸已初步?jīng)Q定，聯(lián)接的載荷也已求得。因此，可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇鍵的類型，再根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中選出鍵的危險截面尺寸，并參考轂長選出鍵的長度，然后再用適當(dāng)?shù)男：擞嬎愎阶鲝?qiáng)度驗(yàn)算。壓潰和磨損常是鍵失效的主要形式，所以鍵的材料要求有足夠的硬度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用強(qiáng)度極限不低于600MPa的鋼料制造。本設(shè)計中所選的鍵材料，選用鍵材料常用的45鋼。 高速級各軸與鍵的設(shè)計計算與校核軸主要由軸頭 軸頸 軸身三部分組成。軸的強(qiáng)度計算主要有三種方法：許用切應(yīng)力計算；許用彎曲應(yīng)力計算；安全系數(shù)校核。當(dāng)校核強(qiáng)度不能滿足使用要求時，應(yīng)修改結(jié)構(gòu)設(shè)計。 高速級各齒輪軸的設(shè)計計算與校核（1）高速級太陽輪軸設(shè)計計算高速級太陽輪軸最小直徑設(shè)計公式強(qiáng)度計算公式中系數(shù)C 根據(jù)文獻(xiàn)[4] C=102 當(dāng)軸上有鍵時，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑：單鍵增大3%，雙鍵增大7%。[4]34（1＋3%）=所以，高速級太陽輪軸軸徑 d=36mm（2）高速級行星輪軸設(shè)計計算與校核①高速級行星輪軸為固定心軸，只受彎矩作用，沒有轉(zhuǎn)矩作用。軸直徑初步定為d=15mm②a）軸結(jié)構(gòu)圖 b）軸受力圖 c)水平面受力圖d)水平面彎矩圖 e)豎直面受力圖 f)豎直面彎矩圖 g)合成彎矩圖 小行星輪軸受力分析圓周力 徑向力 支座反力 水平面所受彎矩 豎直面所受彎矩 合成彎矩圖 軸徑 mm 15mm 經(jīng)校核，高速級行星輪軸合格。 高速級鍵的選擇與校核（1） 鍵的選擇根據(jù)文獻(xiàn)[5]中表828以及電機(jī)軸伸出端長度，選擇鍵為10820（2） 鍵的校核 鍵寬b=10mm鍵高 h=8mm鍵長l=20mm鍵與輪轂接觸高度 根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4317，鍵許用強(qiáng)度 根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4316，鍵強(qiáng)度驗(yàn)算公式 代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到 p= 經(jīng)計算，鍵檢驗(yàn)不合格，應(yīng)該改換為承載能力較強(qiáng)的花鍵。（3） 花鍵的選擇根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4330，選擇矩形花鍵，花鍵尺寸為628347（4） 花鍵的校核各齒不均系數(shù)齒數(shù)N=6花鍵內(nèi)徑d=28花鍵外徑D=34鍵寬B=7平均直徑 齒的工作高度 根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4332，C= h=鍵許用強(qiáng)度 根據(jù)文獻(xiàn)[3]中表4329，齒面經(jīng)過熱處理 120MPa鍵的強(qiáng)度p p= 經(jīng)計算，628347的花鍵符合強(qiáng)度要求。 低速級各軸與鍵的設(shè)計計算與校核 低速級各齒輪軸的設(shè)計計算與校核（1） 低速級太陽輪軸設(shè)計計算與校核按許用切應(yīng)力設(shè)計實(shí)心圓軸，設(shè)計公式為強(qiáng)度計算公式中系數(shù)C 根據(jù)文獻(xiàn)[4] C=102 當(dāng)軸上有鍵時，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑：單鍵增大3%，雙鍵增大7%。[4]（1＋3%）=采用三個行星輪結(jié)構(gòu)，太陽輪各嚙合處產(chǎn)生的徑向力可相互抵消，太陽輪軸所受力主要為轉(zhuǎn)矩。所以，低速級太陽輪軸最小軸徑 d=56mm軸轉(zhuǎn)矩T 轉(zhuǎn)矩圖 許用應(yīng)力 用插入法由文獻(xiàn)[4]： 應(yīng)力校正系數(shù) 當(dāng)量彎矩 軸徑 經(jīng)計算，低速級行星軸滿足使用要求。a)軸結(jié)構(gòu)圖 b)軸受力圖c)轉(zhuǎn)矩圖 低速級太陽輪軸受力分析（2） 低速級行星輪軸設(shè)計計算與校核①低速級行星輪軸為固定心軸，只受彎矩作用，沒有轉(zhuǎn)矩作用。軸直徑初步定為d=30mm②a）軸結(jié)構(gòu)圖 b）軸受力圖 c)水平面受力圖d)水平面彎矩圖 e)豎直面受力圖 f)豎直面彎矩圖 g)合成彎矩圖 小行星輪軸受力分析圓周力