【文章內(nèi)容簡介】 性能；當(dāng)860880℃油淬，240—280℃回火時，硬度可達(dá) 4651HRC，則鋼的表面耐磨性能好，芯部韌性好，變形??；當(dāng) 500560℃氮化處理，氮化層 時，硬度可達(dá) 5254HRC，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲勞強(qiáng)度，較高的抗蝕性；根據(jù)需求各零件材料選擇如下表表 各傳動部件材料及力學(xué)性能傳動件材料 熱處理接觸強(qiáng)度（MPa）彎曲強(qiáng)度（MPa）加工精度太陽輪行星輪20CrMnTi 滲碳淬火， 1500 480 磨齒 5 級內(nèi)齒圈 40CrNi 調(diào)質(zhì)， 720 320 插齒 6 級直、斜齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火， 1500 480 磨齒 5 級機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 17 頁 共 63 頁5 強(qiáng)度校核 行星傳動輪系的強(qiáng)度校核根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)“漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法” （GB/T 34801977）在行星輪系傳動中，太陽輪與三個行星輪相接觸，該嚙合副齒輪接觸強(qiáng)度即可。由機(jī)械設(shè)計手冊可以求得以下數(shù)據(jù)。（1）太陽輪與行星輪外嚙合接觸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度校核：太陽輪 a 和行星輪 c 的材料選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度56～62HRC，查閱機(jī)械設(shè)計手冊第一卷，選取 ，MPa150lim?H?MPa480lim?F?輸入軸轉(zhuǎn)矩??2 mN 29056905?????nP太陽輪輸入轉(zhuǎn)矩為 ???iT太陽輪輪齒上的轉(zhuǎn)矩為 . ????pnTk式中：n p—行星輪個數(shù)，n p=3；機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 18 頁 共 63 頁 kp—太陽輪浮動時載荷分配的不均衡系數(shù)，使用系數(shù)參照GB3480,kp=.表 齒寬系數(shù)的選擇裝置狀況 兩支承相對于小齒輪作對稱布置兩支承相對于小齒輪作不對稱布置小齒輪做懸臂布置 ??? （） （） 1）大、小齒輪皆為硬齒面時， 應(yīng)取表中偏下值；若皆為軟齒面或僅大???齒輪為軟齒面，其應(yīng)取偏上值根據(jù)上表取 寬 為。 根 據(jù) 計 算 公 式 可 得 ?d? ????dB?圓整后取 201?52齒輪參數(shù)的各系數(shù)確定如下：——使用系數(shù) ,根據(jù)機(jī)械設(shè)計第八版教材表 102（濮良貴編寫） ,齒輪箱????所處環(huán)境為嚴(yán)重沖擊狀況，故取 ????=——動載系數(shù)：考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷 ????影響的系數(shù)。 的精確值可通過實(shí)際測量，或按 GB3480——1983 的一般方法確????定。其近似值可根據(jù)小齒輪相對于行星架的節(jié)點(diǎn)線速度和齒輪精度，由機(jī)械設(shè)計第八版圖 108 查取動載荷系數(shù) 0123.?VKm/s6./????ndv機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 19 頁 共 63 頁由于齒輪選取為 6 級精度，故根據(jù)表 106 近似取 0123.?VK——齒向載荷分布系數(shù)；考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸?HK應(yīng)力影響的系數(shù)。該系數(shù)主要與齒輪加工誤差、箱體軸孔偏差、嚙合剛度、大小輪軸的平行軸、跑合情況、齒寬系數(shù)和行星輪數(shù)目等有關(guān)。對于輪齒修形后使其接觸情況良好的齒輪副；或經(jīng)過仔細(xì)跑合后使載荷沿齒向均勻分布，則可取 =1。在無法實(shí)現(xiàn)時，對于中等或較重載荷工況，對調(diào)質(zhì)齒輪的 按表?HK ?HK行星齒輪傳動設(shè)計（饒振剛編著）表 68 計算。表中精度等級為齒輪第Ⅲ公差組精度。 .)/(???bdbKH?式中 b——為齒寬；——行星輪分度圓直徑： ??1——齒向分布載荷系數(shù)。??????——彎曲強(qiáng)度計算時的齒向載荷分布系數(shù):表征齒面上載荷不均勻的程?FK度對輪齒強(qiáng)度的影響。齒輪的 可根據(jù)其 、齒寬 b 與齒高比 b/h 從圖?FK??????1013 中查得 ??F、 ——齒間載荷分布系數(shù) :根據(jù)機(jī)械設(shè)計第八版表 103 齒間載荷?KH分配系數(shù)，如下表 所示。表 齒間載荷分配系數(shù)/bAK???? 100N/mm? 100??/????精度等級Ⅱ組 5 6 7 8 5 級或更低????∝經(jīng)表面硬化的斜齒輪 ????∝ ?未經(jīng)表面硬化 ????∝ ?機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 20 頁 共 63 頁的斜齒輪 ????∝1）對直齒輪及修形齒輪，取 。????∝=????∝=12) 如大、小齒輪精度等級不同時，按精度等級較低取值；3） 為按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算時用的齒間載荷分配系數(shù)，取值為 1。????∝其綜合系數(shù)的計算表達(dá)式 ???????..FF齒面接觸應(yīng)力為 109MPa ? ??????bduKZtHVAHE????式中 —鋼制齒輪的彈性系數(shù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計第八版表 106 查的EZ；2N/—節(jié)點(diǎn)區(qū)域影響系數(shù)，選取H ）（ 標(biāo) 準(zhǔn) 直 齒 輪 時 的 取 ?HZ—螺旋角系數(shù)（注：查齒輪行星傳動設(shè)計，饒振剛編著） ，?Z）公 式（ 61cos?—重合度系數(shù)，由行星齒輪傳動設(shè)計（式 663）直齒輪的計算公式?為 與 的重合度，?????Z??(251?Z40)?—圓周力，tF ???dTt機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 21 頁 共 63 頁查行星齒輪傳動設(shè)計（饒振剛編著）齒面許用接觸應(yīng)力的計算表達(dá)式： ?????WRXVLNTHPZZS?接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)為 .683HPS?式中 —計算接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) 它與一對相嚙合齒輪的材料、熱處理、??????直徑、模數(shù)、齒面粗糙度、節(jié)線速度及使用潤滑劑有關(guān)，查行星齒輪傳動設(shè)計表 612，取 =.??????—潤滑劑系數(shù)， 潤滑區(qū)的油粘度的影響，其數(shù)值主要與油粘度有關(guān)，LZ根據(jù)行星齒輪傳動設(shè)計，饒振剛編著圖 617，選取 ?LZ—速度系數(shù)，根據(jù)齒輪傳動設(shè)計饒振剛編著圖 618 可查得或由V ?????vZ—粗糙度系數(shù)，其值可以由行星齒輪傳動設(shè)計圖 619 查得，或由R )(0.)1( . ??????????????????duZz—工作硬化系數(shù)，考慮加工的硬齒面在運(yùn)轉(zhuǎn)中對調(diào)質(zhì)剛內(nèi)齒圈齒面W產(chǎn)生冷作硬化，查行星齒輪傳動設(shè)計，式（668） = ，???? (?????130)1700或者由圖 620 查得 .1?WZ—接觸強(qiáng)度計算時的尺寸系數(shù)，查行星傳動設(shè)計（表 615） ，材料選X擇為滲碳淬火鋼，其計算公式 .?X太陽輪齒根彎曲應(yīng)力為： 在行星齒輪傳動的嚙合的齒輪副中，其齒根應(yīng)力 可按下式計算，即F?機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 22 頁 共 63 頁 ?????FtFSFpVAFbmYK?????式中： ——齒根應(yīng)力的基本值， N/ ，對大小齒輪應(yīng)該分別確定。0 ????2——動載荷系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計第八版圖 108 查取動載荷系數(shù)VK0123.?——計算彎曲強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)。??????——計算彎曲強(qiáng)度的齒間載荷分布系數(shù)；機(jī)械設(shè)計第八版表 103 取????????????=——計算彎曲強(qiáng)度的分配不均勻系數(shù)；根據(jù)行星齒輪傳動饒振剛編著 ??????式（722） =1??????=1+（ ???????1）——重合度系數(shù)，?Y . 2??????????Y——螺旋角系數(shù)，根據(jù)齒輪傳動設(shè)計（式 676）得? 120????Y——齒形系數(shù)，查行星齒輪傳動設(shè)計圖 622，取 。FSY ?FS齒根許用彎曲應(yīng)力為 )(lim?????FXRrelTlSTFPSY???——試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，采用行星齒輪傳動時， =2；STY式 中 ： STY——相對齒根表面狀況系數(shù)；查行星齒輪傳動設(shè)計表 618 取Rrel120.?relT機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 23 頁 共 63 頁——相對齒根圓角敏感系數(shù)；查行星齒輪傳動圖 633，取relTY?；?rel?——彎曲強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)，其值可根據(jù)行星齒輪傳動表 617 公X式計算或由圖 632 查得，取 =齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??FPS?由于其 故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度也滿足FS1；行星輪與內(nèi)齒圈彎曲強(qiáng)度校核：內(nèi)齒輪的材料選用 42CrMo，調(diào)質(zhì)，齒面硬度 HBS≥260，查機(jī)械設(shè)計手冊第一卷，選取 ，MPa720lim?H?Pa320lim?F?由機(jī)械設(shè)計第八版表 107 選取齒寬系數(shù)取 =，由機(jī)械設(shè)計第八版公式???= B=200mm。??=?????3內(nèi)齒輪齒根彎曲應(yīng)力為 ?????bmFKYtVAFSF?????齒根許用彎曲應(yīng)力為 .)(lim ?????FXRrelTlSTNFPSYY??? ——計算彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)；查行星齒輪傳動表 616，取T 1NTY機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 24 頁 共 63 頁——試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，采用行星齒輪傳動的 時，取STY limF?=2；——相對齒根表面狀況系數(shù)；查行星齒輪傳動設(shè)計表 618 取RrelT120.?rlY——相對齒根圓角敏感系數(shù)；查行星齒輪傳動圖 633，取relT? ?relTY?——計算彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)；查行星齒輪傳動表 617 得XY或者圖 632，??XY——計算彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，查表行星齒輪傳動設(shè)計饒振剛編著FS書中，表 611， =齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??FPS?由于其安全系數(shù)大于 1，故此參數(shù)設(shè)計合理。 第二級斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度校核材料選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度 56～60HRC，查閱手冊，選取，MPa150lim?H?Pa480lim?F?輸入軸轉(zhuǎn)矩 ， ，??n，根據(jù)機(jī)械設(shè)計公式可得 B= =1 ，圓整后取???=1 ?????1 213=213????， 。25?B01?齒輪 z1受到轉(zhuǎn)矩為 ????iT機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 25 頁 共 63 頁各齒輪參數(shù)的系數(shù)確定如下：——使用系數(shù) ,根據(jù)機(jī)械設(shè)計第八版教材表 102（濮良貴編寫） ,齒輪箱????所處環(huán)境為嚴(yán)重沖擊狀況，故取 ????=——動載系數(shù)：考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷????影響的系數(shù)。 的精確值可通過實(shí)際測量，或按 GB3480——1983 的一般方法確????定。其近似值可根據(jù)小齒輪相對于行星架的節(jié)點(diǎn)線速度和齒輪精度，由機(jī)械設(shè)計第八版圖 108 查取動載荷系數(shù) ?VK —小齒輪 的速度，v1z m/????ndv——齒向載荷分布系數(shù)按表行星齒輪傳動設(shè)計（饒振剛編著）表 68?HK計算。表中精度等級為齒輪第Ⅲ公差組精度。 .)/(???bdbH?——彎曲強(qiáng)度計算時的齒向載荷分布系數(shù):表征齒面上載荷不均勻的程FK度對輪齒強(qiáng)度的影響。齒輪的 可根據(jù)其 、齒寬 b 與齒高比 b/h 從圖?FK??????1013 中查得 ??F齒輪間載荷分布系數(shù)為 1?FHK齒面接觸應(yīng)力為機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 26 頁 共 63 頁 ? ??????bdFuKZtHVAHE????式中 —鋼制齒輪的彈性系數(shù)，行星齒輪傳動設(shè)計表 610 可得EZ 2N/—節(jié)點(diǎn)區(qū)域影響系數(shù)， （圓柱斜齒輪查機(jī)械設(shè)計第八版圖H ?H1030）—螺旋角系數(shù)，根據(jù)行星齒輪傳動，計算參照式（666）????—重合度系數(shù)， （參考行星齒輪傳動饒振剛編著式 663）?為 與 的重合度，?????Z??(201?Z73)???—圓周力，tF ?dTt齒面許用接觸應(yīng)力為 ?????HWRXVLHPSZ??接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??HPS?式中 —潤滑劑系數(shù)， 潤滑區(qū)的油粘度的影響，其數(shù)值主要與油粘度LZ有關(guān)，根據(jù)行星齒輪傳動設(shè)計，饒振剛編著圖 617，選取 ?LZ機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 27 頁 共 63 頁—速度系數(shù)，根據(jù)行星齒輪傳動饒振剛編著圖 619 可得查VZ ??????vV—粗糙度系數(shù)，其值可以由行星齒輪傳動設(shè)計圖 619 查得RZ=，或由 )(0.)1( . ??????????????????duRZz—工作硬化系數(shù)，考慮加工的硬齒面在運(yùn)轉(zhuǎn)中對調(diào)質(zhì)剛內(nèi)齒圈齒面W產(chǎn)生冷作硬化，查行星齒輪傳動設(shè)計，式（668） = ，???? (?????130)1700或者由圖 620 查得 .1?WZ—接觸強(qiáng)度計算時的尺寸系數(shù)，查行星傳動設(shè)計（表 615） ，材料選X擇為滲碳淬火鋼，其計算公式 .?X第二級齒輪 齒根彎曲應(yīng)力為 . ?????bmFKYtVAFSF?????式中 —重合度系數(shù)，?Y ..cos.. 2???????Y—螺旋角系數(shù)，? ???—齒形系數(shù)， 。?FSY齒根許用彎曲應(yīng)力為機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 28 頁 共 63 頁)(lim????FXRrelTlSTFPSY???輸入齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??FPS? 第三級直齒圓柱齒輪強(qiáng)度校核材料選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度 56～60HRC，查閱手冊，選取，MPa150lim?H?Pa480lim?F?輸入軸轉(zhuǎn)矩 ，?查手冊選取齒寬系數(shù) ?d?計算齒寬為 m2022???b取 m1952?Bm201?B小齒輪受到轉(zhuǎn)矩 ????iT齒輪參數(shù)各系數(shù)確定如下：使用系數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計第八版教材表 102（濮良貴編寫）齒輪箱所處環(huán)境為嚴(yán)重沖擊狀況，故取 ?AK——動載系數(shù)：考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷????影響的系數(shù)。 的精確值可通過實(shí)際測量，或按 GB3480——1983 的一般方法確????定。其近似值可根據(jù)小齒輪相對于行星架的節(jié)點(diǎn)線速度和齒輪精度，由機(jī)械設(shè)計第八版圖 108