【文章內(nèi)容簡介】 = YYYY==8．齒根彎曲應(yīng)力=KKKK ==9．確定計算許用接觸應(yīng)力時的各種系數(shù)l)壽命系數(shù)Z因N= ，查得Z=12)潤滑系數(shù)Z因和=1282MPa查得Z=13)速度系數(shù)Z因v==1282MPa查得Z=4)粗糙度系數(shù)Z因 =1282 MPa和齒面R==查得Z=5)工作硬化系數(shù)取=6)尺寸系數(shù) 查得Z=10．許用接觸應(yīng)力= Z Z Z ZZw Z ==1283MPa11．接觸強度安全系數(shù)SS===12．確定計算許用彎曲應(yīng)力時的各種系數(shù)l)試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)Y= 2)壽命系數(shù)因N=，查得Y=3)相對齒根圓角敏感系數(shù)Y由Y= ，查得Y= 4)(齒根R== 37. 8)5)尺寸系數(shù)Y 可按下式計算Y===13．許用彎曲應(yīng)力=YYYYY==14．彎曲強度安全系數(shù)SS===第3章 軸的設(shè)計計算行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)特點：行星輪軸承安裝在行星輪內(nèi)，行星軸固定在行星架的行星輪軸孔中；輸出軸和行星架通過鍵聯(lián)接其支承軸承在減速器殼體內(nèi)，太陽輪通過雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與高速軸聯(lián)接，以實現(xiàn)太陽輪浮動。太陽輪浮動原理如圖31所示： 圖31 太陽輪浮動原理 行星軸設(shè)計1. 初算軸的最小直徑在相對運動中，每個行星輪軸承受穩(wěn)定載荷，當行星輪相對于行星架對稱布置時，載荷則作用在軸跨距的中間。取行星輪與行星架之間的間隙，則跨距長度。當行星輪軸在轉(zhuǎn)臂中的配合選為H7/h6時，就可以把它看成是具有跨距為的雙支點梁。當軸較短時，兩個軸承幾乎緊緊地靠著，因此，可以認為軸是沿著整個跨度承受均布載荷（見圖32）。 圖32 行星輪軸的載荷簡圖危險截面（在跨度中間）內(nèi)的彎矩 Nmm=148538. Nmm行星輪軸采用40Cr鋼,調(diào)質(zhì)MPa，考慮到可能的沖擊振動，取安全系數(shù)。則許用彎曲應(yīng)力MPa=176MPa,故行星輪軸直徑 取 其實際尺寸將在選擇軸承時最后確定。2. 選擇行星輪軸軸承在行星輪內(nèi)安裝兩個軸承，每個軸承上的徑向載荷N =1614N在相對運動中，軸承外圈以轉(zhuǎn)速=考慮到行星輪軸的直徑，以及安裝在行星輪體內(nèi)的軸承，其外廓尺寸將受到限制，故初步選用單列深溝球軸承6306型，其參數(shù)為 kN kN （油?。?；取載荷系數(shù) ；當量動載荷 N=1937N。軸承的壽命計算 h=97377h根據(jù)設(shè)計要求，該減速器要求連續(xù)工作10年，每年按320天計算，每天按22小時計算，即h。所以設(shè)計決定選用6306型軸承，并把行星輪軸直徑增大到。校核行星輪輪緣厚度是否大于許用值： = mm式中 行星輪模數(shù)（mm） mm==滿足條件。由于行星輪寬度mm，因此兩個軸承之間安裝一厚度為5mm，寬度為13mm的套筒。 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計 輸入軸設(shè)計1．初算軸的最小直徑由下式初步估算軸的最小直徑，選取軸材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表32查得。表32 軸常用幾種材料的及值軸的材料Q235A、20Q2735（1Cr18Ni9Ti）4540Cr、35SiMn38SiMnMo/15~2520~3525~4535~55149~126135~112126~103112~97查表取=112，得 輸入軸的最小直徑安裝法蘭，該截面處開有鍵槽，軸頸增大5%~7%。故 其實際尺寸將在選擇軸承時最后確定。2．選擇輸入軸軸承(1) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)估算所得直徑，輪彀寬及安裝情況等條件，軸的結(jié)構(gòu)尺寸可進行草圖設(shè)計。該軸中間一段對稱安裝一對深溝球軸承6217型，其尺寸為，可畫出輸入軸草圖（如附圖03）。軸承的壽命計算 其參數(shù)為 kN kN （油浴）；取載荷系數(shù) ；當量動載荷 N=3873N。軸承的壽命計算 h=165258h70400h故該對軸承滿足壽命要求。 輸出軸設(shè)計1．初算軸的最小直徑在三個行星輪均布的條件下，輪齒嚙合中作用于中心輪上的力是相互平衡的，在輸出軸軸端安裝膜片盤式聯(lián)軸器時，則輸出軸運轉(zhuǎn)時只承受轉(zhuǎn)矩。輸出軸選用42CrMo合金鋼，其許用剪切應(yīng)力MPa，即求出輸出軸伸出端直徑=Nmm=6114 Nmm式中 —輸出軸轉(zhuǎn)矩；—齒輪嚙合傳動的效率，取=。2．選擇輸出軸軸承由于輸出軸的軸承不承受徑向工作載荷（僅承受輸出行星架裝置的自重），所示軸承的尺寸應(yīng)由結(jié)構(gòu)要求來確定。輸出軸端，軸頸mm。由于結(jié)構(gòu)特點，輸出軸軸承須兼作行星架軸承。為了太陽輪安裝方便，使太陽輪能通過行星架輪轂中的孔，故輪轂孔的直徑應(yīng)大于太陽輪的齒頂圓直徑=。故按結(jié)構(gòu)要求選用特輕系列單列深溝球軸承6030型，其尺寸為，可畫出行星架草圖（如附圖03）。軸承的壽命計算 其參數(shù)為 kN kN （油?。?；取載荷系數(shù) ；當量動載荷 N=5088N。軸承的壽命計算 h=1600938h70400h故該軸承滿足壽命要求。3．輸出軸上鍵的選擇及強度計算平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時，其主要失效形式是工作面被壓潰。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進行強度校核計算。普通平鍵連接的強度條件按（32）式計算 （32） 式中 －轉(zhuǎn)矩，；－軸頸，mm。 －鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，此處為鍵的高度，mm；－鍵的工作長度，mm,型鍵；型鍵；型鍵，其中為鍵的長度，為鍵的寬度；－許用擠壓應(yīng)力，在這里鍵材料為45鋼。其許用擠壓應(yīng)力值按輕微沖擊算查相關(guān)資料的=100~120。由前面計算知輸入轉(zhuǎn)矩Nm， 選用型鍵，其型號為，將數(shù)值，鍵連接處的軸頸 =110mm代入式（32）得=故該鍵滿足強度要求。第4章 行星架和箱體的設(shè)計 行星架的設(shè)計 行星架結(jié)構(gòu)方案轉(zhuǎn)臂x是行星齒輪傳動中的一個較重要的構(gòu)件。一個結(jié)構(gòu)合理的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)當是外廓尺寸小，質(zhì)墾小，具有足夠的強度和剛度，動平衡性好，能保證行星輪間的載荷分布均勻，而且應(yīng)具有良好的加工和裝配工藝。從而，可使行星齒輪傳動具有較大的承載能力、較好的傳動平穩(wěn)性以及較小的振動和噪聲。由于在轉(zhuǎn)臂x上一般安裝有個行星輪的心軸或軸承，故它的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造和安裝精度要求較高。尤其，當轉(zhuǎn)臂x作為行星街輪傳動的輸出基本構(gòu)件時，它所承受的外轉(zhuǎn)矩最大，即承受著輸出轉(zhuǎn)矩。目前，較常用的轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)有雙側(cè)板整體式、雙側(cè)板分開式和單側(cè)板式三種類型。1. 雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂在行星輪數(shù) 2的2ZX型傳動中，一般采用如圖316所示的雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂。由于雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂的剛性較好，因此，它已獲得較廣泛的應(yīng)用。當傳動比(如2ZX(A)的傳動比4)較大時，行星輪的軸承一般應(yīng)安裝在行星輪輪緣孔內(nèi)臂較合理。對于尺寸較小的整體式轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，可以采用整休鍛造毛坯來制造，但其切削加工量較大。因此，對于尺寸較大的整體式轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)，則可采用鑄造和焊接的方法，以獲得形狀和尺寸較接近于實際轉(zhuǎn)臂的毛坯。但在制造轉(zhuǎn)臂的工藝過程中，應(yīng)注意消除鑄造或焊接的內(nèi)應(yīng)力和其他缺陷。否則將會影響到轉(zhuǎn)臂的強度和剛度，而致使其產(chǎn)生較大的變形，從而，影響行星齒輪機構(gòu)的正常運轉(zhuǎn)。在此，還應(yīng)該指出的是:在加工轉(zhuǎn)臂時，應(yīng)盡可能提高轉(zhuǎn)臂x上的行星輪心軸孔（或軸承孔）的位置精度和同軸度 圖41 雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂2. 雙側(cè)板分開式轉(zhuǎn)臂雙側(cè)板分開式轉(zhuǎn)臂(見圖41)的結(jié)構(gòu)特點是將一塊側(cè)板裝配到另一塊側(cè)板上，故又稱之為裝配式轉(zhuǎn)臂。其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。這主要與行星齒輪傳動機構(gòu)的安裝工藝有關(guān)。當傳動比較小，例如，2ZX(A)型的傳動比4時，因行星輪的直徑較小，行星輪的軸承通常需要安裝在轉(zhuǎn)臂的側(cè)板孔內(nèi)。此時，采用雙側(cè)板分開式的轉(zhuǎn)臂，可使其裝配較方便。在雙側(cè)板整體式和雙側(cè)板分開式轉(zhuǎn)臂中，均可采用連接板(連接塊)將兩塊側(cè)板連接在一起。這樣的連接方式便于安裝和拆卸。轉(zhuǎn)臂x中所需連接板的數(shù)目一般應(yīng)等于行星輪數(shù)。 圖42 雙側(cè)板分開式轉(zhuǎn)臂3. 單側(cè)板式轉(zhuǎn)臂由圖43可見，單側(cè)板式轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)較簡單。但最明顯的缺點是其行星輪為懸臂布置，受力情況不好。轉(zhuǎn)臂x上安裝行星輪的軸應(yīng)按懸臂梁計算，軸徑d應(yīng)按彎曲強度和剛度確定。軸徑與轉(zhuǎn)臂x上軸孔之間的配合長度，一般可按關(guān)系式選取。軸與孔應(yīng)采取過盈配合，如采取H和H的配合。 圖43 單側(cè)板式轉(zhuǎn)臂綜上所述：由于雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂的剛性較好，又因2ZX型的傳動比=4，故在此情況下本設(shè)計采用這種結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)臂。 行星架制造精度由于在轉(zhuǎn)臂x上支承和安裝著3個行星輪的心軸，因此，轉(zhuǎn)臂x的制造精度對行星齒輪傳動的工作性能、運動的平穩(wěn)性和行星輪間載荷分布的均勻性等都有較大的影響。在制定其技術(shù)條件時，應(yīng)合理地提出精度要求，且嚴格地控制其形位偏差和孔距公差等。1. 中心距極限偏差在行星齒輪傳動中，轉(zhuǎn)臂x上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距偏差的大小和方向，可能增加行星輪的孔距相對誤差和轉(zhuǎn)臂x的偏心量，且引起行星輪產(chǎn)生徑向位移。從而影響到行星輪的均載效果。所以，在行星齒輪傳動設(shè)計時，應(yīng)嚴格地控制中心距極限偏差值。要求各中心距的偏差大小相等、方向相同。一般應(yīng)控制中心距極限偏差=~。該中心距極限偏差之值應(yīng)根據(jù)巾心距值，按齒輪精度等級按照表41選取。 表41 中心距極限偏差 精度等級齒輪副的中心距a18305080120180250315IT8IT92631233727503665702. 各行星輪軸孔的孔距相對偏差由于各行星輪軸孔的孔距相對偏差對行星輪間載荷分布的均勻性影響很大，故必須嚴格控制值的大小。而值主要取決于各軸孔的分度誤差，即取決于機床和工藝裝備的精度。一般，值可按下式計算，即括號中的數(shù)值，高速行星齒輪傳動取小值，一般中低速行星傳動取較大值。3. 轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差，推薦值不大于相鄰行星輪軸孔的孔距相對偏差的1/2，即4. 各行星輪軸孔平行度公差各行星輪軸孔對轉(zhuǎn)臂x軸線的平行度公差和可按相應(yīng)的齒輪接觸精度要求確定，即和是控制齒輪副接觸精度的公差，其值可按下式計算，即==式中和—在全齒寬上方向和方向的軸線平行度公差，；按GB/T10095—1988選取。 —轉(zhuǎn)臂x上兩臂軸孔對稱線(支點)間的距離。 —齒輪寬度。5. 平衡性要求為了保證行星齒輪傳動運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，對中、低速行星傳動的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)進行靜平衡。一般，許用不平衡力矩可按表42選取。對于高速行星傳動。表42轉(zhuǎn)臂x許用不平衡力矩轉(zhuǎn)臂外圓直徑 200200~300350~500許用不平衡力矩/N6. 浮動構(gòu)件的軸向間隙如前所述，在行星齒輪傳動中，上述各基本構(gòu)件(中心輪a, b以及轉(zhuǎn)臂x)均可以進行浮動，以便使其行星輪間載荷均勻分布。但是，在進行各浮動構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)注意在每個浮動構(gòu)件的兩端與其相鄰零件間需留有一定的軸向間隙，通常，選取軸向間隙=~，否則，使相鄰兩零件接觸后，不僅會影響浮動和均載效果，而且還會導(dǎo)致摩擦發(fā)熱和產(chǎn)生噪聲。軸向間隙的大小通常是通過控制有關(guān)零件軸向尺寸的制造偏差和裝配時固定有關(guān)零件的軸向位置或修配有關(guān)零件的端面來實現(xiàn)。對于小尺寸、小規(guī)格的行星齒輪傳動其軸向間隙可取小值，對于較大尺寸、大規(guī)格的行星傳動其軸向間隙可取較大值。 箱體的設(shè)計機體是上述各基本構(gòu)件的安裝基礎(chǔ)，也是行星齒輪傳動中的重要組成部分。在進行機體的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要根據(jù)制造工藝、安裝工藝和使用維護及經(jīng)濟性等條件來決定其具體的結(jié)構(gòu)型式。對于單件生產(chǎn)和要求質(zhì)量較輕的非標準行星齒輪傳動，一般采用焊接機體。對于中、小規(guī)格的機體在進行大批量的生產(chǎn)時，通常采用鑄造機體。按照行星傳動的安裝型式的不同?？蓪C休分為臥式、立式和法蘭式(見圖44 )。按其結(jié)構(gòu)的不同，又可將機體分為整體式和剖分式。圖44 機體結(jié)構(gòu)形式圖44(a)所示為臥式整體鑄造機體，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能有效地吸收振動和噪聲，還具有良好的耐腐蝕性。通常多用于專用的行星齒輪傳動中，且有一定的生產(chǎn)批量。鑄造機體應(yīng)盡量避免壁厚突變，應(yīng)設(shè)法減少壁厚差，以免產(chǎn)生疏松和縮孔等鑄造缺陷。圖44{b)所示為軸向剖分式機體結(jié)構(gòu)，通常用于大規(guī)格的、單件生產(chǎn)的行星齒輪傳動中；它可以鑄造，也可以焊接。采用軸向剖分式機體的顯著優(yōu)點是安裝和維修較方便，便于進行調(diào)試和測量。圖44(c}所示為立式法蘭式機體結(jié)構(gòu)，它可適用于與立式電動機相組合的場合。成批量生產(chǎn)時可以鑄造；單件生產(chǎn)時可以焊接。鑄造機體的一般材料為灰鑄鐵，如HT150和HT200等；若機體承受較大的載荷，且有振動和沖擊的作用可用鑄鋼，如ZG45和ZG55等。為了減小質(zhì)量，機體也可以采用鋁合金來鑄造，如ZL101和ZL102等。結(jié)合本設(shè)計要求，采用法蘭式機體與立式電動機相組合。上、下機體采用HT200鑄造而成。上、下機體結(jié)構(gòu)圖見附錄圖004。結(jié)合本設(shè)計的具體情況，箱體各部相關(guān)尺寸參