【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 算接觸強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期（未經(jīng)跑合）的齒向載荷分布系數(shù)，由齒向載荷分布圖可查得。參照濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 104 HWK —— 計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)跑合影響系數(shù) ； 0FK? —— 計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期（未經(jīng)跑合）的齒向載荷分布系數(shù)，由齒向載荷分布圖可查得 ； KFW—— 計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)的跑合影響系數(shù)； KHe—— 與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)； KFe—— 與均載荷系數(shù)有關(guān)的系數(shù)。 則可得 KHβ 、 KFβ 的值。 4） 齒 間載荷分布系數(shù) HK? 、 FK? 因已知 KAFt/b,精度，齒面類(lèi)型、齒形（直齒輪）。查濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 103 可得 HK? 、 FK? 的值 。 5） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)可按下式計(jì)算 39。239。2 c o s c o sc o s s inbtHttZ ????? (323) 式中，直齒輪β b=0176。 39。t? —— 端面 節(jié)圓 嚙合角 13 直齒輪 39。t ac??? t? —— 端面壓力角 直齒輪 t? ＝ ? ＝ 20176。 6） 彈性系數(shù) ZE 查濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 106 可得彈性影響系數(shù)。 7） 載荷作用齒頂時(shí)的齒形系數(shù) YFa 查濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105 可得齒形系數(shù)。 8）載荷作用齒頂時(shí)的應(yīng)力修 正系數(shù) YSa 查濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105 可得應(yīng)力修正系數(shù)。 9）重合度系數(shù) Z? 、 Y 4 3Z ?? ??? (324) ???? (325) 10) 螺旋角系數(shù) Zβ 、 Yβ 可按條件從螺旋角系數(shù)圖查出，參照濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1028 （ 4） 齒數(shù)比 I cazi z? （ 5） 計(jì)算接觸應(yīng)力得基本值 0H? 0 1 1tH H E F iz z z z d b i??? ?? (326) （ 6） 接觸應(yīng)力 H? 0H H A V H HK K K K?????? (327) （ 7） 彎曲應(yīng)力得基本值 0F? 0 tF F a Sa HF Y Y Y Ybm ??? ?? (328) （ 8） 齒根彎曲應(yīng)力 F? tF Fa Sa HF Y Y Y Ybm ??? ?? (329) （ 9）確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力 HP? 時(shí)的各種系數(shù) 14 1）壽命系數(shù) ZNT 因 NL，由接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)圖可查得 ZNT。 2）潤(rùn)滑系數(shù) ZL、速度系數(shù)、粗糙系數(shù)、工作硬化系數(shù)、尺寸系數(shù)參見(jiàn)《機(jī)械工程手冊(cè)》第 6 卷 2 篇行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3）接觸許用應(yīng)力 HP? (330) (10) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) SH HPH HS ??? (331) (11)確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力 FP? 時(shí)的各種系數(shù) 1） 壽命系數(shù) YNT 見(jiàn)濮良貴《機(jī)械設(shè)計(jì)》第十章，圖 1019. 2）應(yīng)力修正系數(shù) YST 見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105 或《機(jī)械工程手冊(cè)》。 3）相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) relTY? 、 齒根表面狀況系數(shù)39。relTY?和尺寸系數(shù) YX見(jiàn)《機(jī)械工程手冊(cè)》第 6 卷。 （ 12） 許用彎曲應(yīng)力 FP? 39。l imF P S T NT r e lT r e l TF Y Y Y Y? ???? (332) （ 13） 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) SF FPF FS ???cb 傳動(dòng) (333) 在此列出相嚙合的大齒輪（內(nèi)齒輪）的強(qiáng)度 計(jì)算過(guò)程，小齒輪（行星輪）的計(jì)算方法相同。 （ 1） 名義切向力 Ft （ 2） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Nb 60 HbbN n Ct? (334) 式中 bN —— 太陽(yáng)輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 2Ha H b bN n n n n? ? ? ? 其后面的計(jì)算過(guò)程同 ac。 limH P N T L V R W XH Z Z Z Z Z Z??? 15 行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算舉例 現(xiàn)要求設(shè)計(jì)一臺(tái) NGW 型行星齒輪減速器。其傳動(dòng)比 U＝ 9,電機(jī)功率 P＝ 400W，電機(jī)轉(zhuǎn)速 n1＝ 2020r/min。 （ 1） 根據(jù)減速比 U及公式 1baZU Z??， 即 Zb=(U1)Za，確定一組 Zb與 Za的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)組。 表 4 太陽(yáng)輪與內(nèi)齒輪 齒數(shù) 對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)組 ZA 17 18 19 20 21 22 23 24 25 ZB 136 144 152 160 168 176 184 192 200 （ 2） 根據(jù)裝配條件，即pZa Zbn? 為整數(shù)的原則，選出能實(shí)現(xiàn) np個(gè)行星輪傳動(dòng)的 Za與 Zb對(duì)應(yīng)的關(guān)系數(shù)組。 表５ 太陽(yáng)輪與內(nèi)齒輪齒數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)組 ZA 17 18 19 20 21 22 23 24 25 … ZB 136 144 152 160 168 176 184 192 200 … ZC 3 3 3 3/4 3 3 3 3/4 3 … （ 2） 根據(jù)同心條件。即 Za+Zc＝ ZbZc，亦即 2Zc＝ ZbZa，算出 Zc的齒數(shù)。當(dāng) Zc 為整數(shù)時(shí)，即 Za、 Zb、 Zc 滿(mǎn)足 Za+Zc＝ ZbZc 時(shí)，可采用標(biāo)準(zhǔn)嚙合傳動(dòng)或高變位嚙合傳動(dòng)。而當(dāng) Za+Zc≠ ZbZc 時(shí)，即 Zc 不等于整數(shù)時(shí)，一般為△ z＝ 1~2,此時(shí)需要用角變位嚙合傳動(dòng)，具體傳動(dòng)形式如下 表 6 所示 。 16 表６ 齒數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)組 ZA 17 18 19 20 21 22 23 24 25 ZB 136 144 152 160 168 176 184 192 200 ZC 3 3 3 3/4 3 3 3 3/4 3 39。cZ 63 70 77 84 選定ZC 59 63 66 70 73 77 80 84 87 △ Z 1 0 1 0 1 0 1 0 1 傳動(dòng)型式 角變位傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)或高變位傳動(dòng) 角變位傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)或高變位傳動(dòng) 角變位傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)或高變位傳動(dòng) 角變位傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)或高變位傳動(dòng) 角變位傳動(dòng) 根據(jù)工況，來(lái)確定行星輪個(gè)數(shù)，并初選模數(shù) m。據(jù) m、 Zb 確定內(nèi)齒圈尺寸，便可估算出哪一組能滿(mǎn)足承載能力的要求，本例選 m＝ ,齒數(shù)組為19/67/152，行星輪個(gè)數(shù)一般取為 np＝ 3. （ 4） 根據(jù)鄰接條件 1802 sinacpadn ?， 判斷 所選用的齒數(shù)組 19/67/152 及 np＝ 3 滿(mǎn)足要求。 （ 5）根據(jù)角變位的基本幾何計(jì)算公式（詳見(jiàn)參考 文獻(xiàn) [5]第 8 篇第 3 章 2.節(jié)或本論文 ），算出 ac 外嚙合副及 bc 內(nèi)嚙合副的全部幾何參數(shù)。 （ 6）根據(jù) Za/Zb/Zc,np,m 和齒寬 b，進(jìn)行 ac 嚙合副的太陽(yáng)輪的彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算。若不通過(guò)可適當(dāng)增大 m和 b，直至校驗(yàn)通過(guò)，設(shè)計(jì)便已完成。 4 優(yōu)化設(shè)計(jì)模型 建立數(shù)學(xué)模型 設(shè)計(jì)變量與目標(biāo)函數(shù) 行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)是在相同承載能力下，使其體積最小，或重量 17 最輕。這樣可以已知載荷、工作條件及材料選定的前提下，以太陽(yáng)輪和 C 個(gè)行星輪體積總和作為行星齒輪減速器的指標(biāo)，其表達(dá)式為 [8]： F(X)= ㎡ Z1178。b[4+（ i2） 178。c]mm179。 (41) 式中： m—— 齒輪模數(shù)（ mm）； Z1—— 太陽(yáng)輪齒數(shù)； b—— 齒寬（ mm）； i—— 輪系減速比； c—— 行星齒輪個(gè)數(shù)。 影響輪系體積的主要參數(shù)有 m、 Z b 和 c，其中行星齒輪個(gè)數(shù) c 可按機(jī)構(gòu)的類(lèi)型事先選定，因此設(shè)計(jì)變量為： m、 Z b。記作： F[X]= ㎡ Z1178。b[4+（ i2） 178。c]mm179。 (42) 約束條件 當(dāng)傳動(dòng)比 i≥ 4 時(shí)，在齒輪嚙合副中 太陽(yáng)輪為小齒輪，以 Z1 表示，行星齒輪為大齒輪，以 Z2表示 ，則有 [9]： Z1/ Z2=2/(i2) (43) (1)保證小齒輪不根切， Z1≥ 17。 (2)限制齒寬最小值， b≥ 10mm； (3) 限制模數(shù)最小值 m≥ ； (4)模數(shù)與齒寬的相應(yīng)關(guān)系，５ m≤ b≤１７ m； (5)保證各行星輪間齒頂不相碰，必須滿(mǎn)足：122 sinada c??。其中 da為行星齒輪頂圓 直徑 ， 12a 為太陽(yáng)輪 與行星輪的中心距； (6)滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度的要求， 根據(jù)張學(xué)義的《行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)》 有： 1 1231 2121800 AdHT K K id i??? ??? (44) 式中： D1—— 太陽(yáng)輪輪節(jié)圓直徑， mm。 T1—— 太陽(yáng)輪工作扭矩， Nm； KA—— 工況系數(shù)，取 。 KB—— 載荷分布系數(shù)，取 Φ d—— 齒寬系數(shù)，取 b/d1。 σ H—— 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力， MPa i12—— 計(jì)算齒輪帶回行星齒輪與太陽(yáng)輪的齒 數(shù)比，即 Z2/Z1. 對(duì)于外嚙合齒輪副，（４ １）式可簡(jiǎn)化為： 18 22 1211121H iZ m b A Ti?? (45) 式中： AH—— 接觸強(qiáng)度綜合系數(shù)，其值為： AH=8003KAKB/σ H2 (7) 齒輪彎曲強(qiáng)度 ，根據(jù)張學(xué)義的《行星齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)》有 13 2113 A FdFT K K Ym Z ????? (46) 式中： YF—— 齒形系數(shù)； σ F—— 齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力， MPa。 (2)式可簡(jiǎn)化為： m178。Z1b≥ AFT1YF 式中： AF—— 彎曲強(qiáng)度綜合系數(shù)，其值為 AF=133KAKB/σ F 約束條件表達(dá)式為： g1(X)=17X2≤ 0 g2(X)=10X3≤ 0 g3(X)=2X1≤ 0 g4(X)=5X1X3≤ 0 g5(X)= X317X1≤ 0 6 2 21( ) ( 2 ) ( 1 s in ) s in 2 02g X X i Xcc??? ? ? ? ? ? 227 1 12 1 2 3( ) (1 1 / ) 0Hg X A T i X X X? ? ? ? 28 1 1 2 3( ) 0FFg X A T T X X X? ? ? 19 優(yōu)化程序流程圖 圖 3 程序流程圖 5 行星齒輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法 編程語(yǔ)言的選擇 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，編程語(yǔ)言也隨之突飛猛進(jìn)地發(fā)生了變化。簡(jiǎn)單、靈活、易用的 Basic 語(yǔ)言，具有可視化、面向?qū)ο蟮摹⒉捎檬录?qū)動(dòng)的高級(jí)的結(jié)構(gòu)化程序來(lái)設(shè)計(jì)語(yǔ)言。利用 Visual Basic 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以很方便地設(shè)計(jì)出在 Windows 環(huán)境下運(yùn)行的繪圖應(yīng)用程序。是一種很好的圖視化語(yǔ)言。 Visual Basic 的編程特點(diǎn) Visual Basic 語(yǔ)言的出現(xiàn)為 windows 下的編程提出了一個(gè)新的概念，利用Visual Basic 的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換、對(duì)象的鏈接和嵌入、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)、 ActiveX 技術(shù)和開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)可以很方便地設(shè)計(jì)出功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。 20 利用 Visual Basic 語(yǔ)言編程有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1．可視化程序設(shè)計(jì) 2．強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)功能 3．其它特性 Visual Basic 中還有其它特性，例如： 面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言； 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)； 事件驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)； 支持動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)； 應(yīng)用程序之間的資源共享。 程序運(yùn)行界面 如圖 4 所示： 圖 4 VB編程環(huán)境 運(yùn)行 VB 6． 0，選擇菜單欄上的【新建】 /【標(biāo)準(zhǔn) exe】命令，進(jìn)入 VB 編程環(huán)境，如 上 圖所示。 (1) 設(shè)計(jì)窗口 21 圖５ 設(shè)計(jì)窗口 設(shè)計(jì)窗口 如圖５所示， 是用戶(hù)編寫(xiě)的應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)將要顯示的窗口界面。用戶(hù)在上面添加各種控件，可以顯示文字