【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = YYYY==8．齒根彎曲應(yīng)力=KKKK ==9．確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)l)壽命系數(shù)Z因N= ，查得Z=12)潤(rùn)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(qiáng)度安全系數(shù)SS===12．確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)l)試驗(yàn)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(duì)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(jì)算Y===13．許用彎曲應(yīng)力=YYYYY==14．彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)SS===第3章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(shí)現(xiàn)太陽輪浮動(dòng)。太陽輪浮動(dòng)原理如圖31所示： 圖31 太陽輪浮動(dòng)原理 行星軸設(shè)計(jì)1. 初算軸的最小直徑在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，每個(gè)行星輪軸承受穩(wěn)定載荷，當(dāng)行星輪相對(duì)于行星架對(duì)稱布置時(shí)，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(zhǎng)度。當(dāng)行星輪軸在轉(zhuǎn)臂中的配合選為H7/h6時(shí)，就可以把它看成是具有跨距為的雙支點(diǎn)梁。當(dāng)軸較短時(shí)，兩個(gè)軸承幾乎緊緊地靠著，因此，可以認(rèn)為軸是沿著整個(gè)跨度承受均布載荷（見圖32）。 圖32 行星輪軸的載荷簡(jiǎn)圖危險(xiǎn)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(dòng)，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(shí)際尺寸將在選擇軸承時(shí)最后確定。2. 選擇行星輪軸軸承在行星輪內(nèi)安裝兩個(gè)軸承，每個(gè)軸承上的徑向載荷N =1614N在相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dāng)量動(dòng)載荷 N=1937N。軸承的壽命計(jì)算 h=97377h根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該減速器要求連續(xù)工作10年，每年按320天計(jì)算，每天按22小時(shí)計(jì)算，即h。所以設(shè)計(jì)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(gè)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(jì) 輸入軸設(shè)計(jì)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(shí)際尺寸將在選擇軸承時(shí)最后確定。2．選擇輸入軸軸承(1) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。該軸中間一段對(duì)稱安裝一對(duì)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(jì)算 其參數(shù)為 kN kN （油?。?；取載荷系數(shù) ；當(dāng)量動(dòng)載荷 N=3873N。軸承的壽命計(jì)算 h=165258h70400h故該對(duì)軸承滿足壽命要求。 輸出軸設(shè)計(jì)1．初算軸的最小直徑在三個(gè)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(shí)，則輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)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(diǎn)，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(jì)算 其參數(shù)為 kN kN （油?。蝗≥d荷系數(shù) ；當(dāng)量動(dòng)載荷 N=5088N。軸承的壽命計(jì)算 h=1600938h70400h故該軸承滿足壽命要求。3．輸出軸上鍵的選擇及強(qiáng)度計(jì)算平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，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(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。普通平鍵連接的強(qiáng)度條件按（32）式計(jì)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(zhǎng)度，mm,型鍵；型鍵；型鍵，其中為鍵的長(zhǎng)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(jì)算知輸入轉(zhuǎn)矩Nm， 選用型鍵，其型號(hào)為，將數(shù)值，鍵連接處的軸頸 =110mm代入式（32）得=故該鍵滿足強(qiáng)度要求。第4章 行星架和箱體的設(shè)計(jì) 行星架的設(shè)計(jì) 行星架結(jié)構(gòu)方案轉(zhuǎn)臂x是行星齒輪傳動(dòng)中的一個(gè)較重要的構(gòu)件。一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)當(dāng)是外廓尺寸小，質(zhì)墾小，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，動(dòng)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(dòng)具有較大的承載能力、較好的傳動(dòng)平穩(wěn)性以及較小的振動(dòng)和噪聲。由于在轉(zhuǎn)臂x上一般安裝有個(gè)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(dāng)轉(zhuǎn)臂x作為行星街輪傳動(dòng)的輸出基本構(gòu)件時(shí)，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(dòng)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(dāng)傳動(dòng)比(如2ZX(A)的傳動(dòng)比4)較大時(shí)，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(duì)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(duì)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(shí)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(huì)影響到轉(zhuǎn)臂的強(qiáng)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(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此，還應(yīng)該指出的是:在加工轉(zhuǎn)臂時(shí)，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(diǎn)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(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝工藝有關(guān)。當(dāng)傳動(dòng)比較小，例如，2ZX(A)型的傳動(dòng)比4時(shí)，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(shí)，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(jiǎn)單。但最明顯的缺點(diǎn)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(jì)算，軸徑d應(yīng)按彎曲強(qiáng)度和剛度確定。軸徑與轉(zhuǎn)臂x上軸孔之間的配合長(zhǎng)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(dòng)比=4，故在此情況下本設(shè)計(jì)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(gè)行星輪的心軸，因此，轉(zhuǎn)臂x的制造精度對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的工作性能、運(yùn)動(dòng)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(shí)，應(yīng)合理地提出精度要求，且嚴(yán)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(dòng)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(duì)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(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)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(jí)按照表41選取。 表41 中心距極限偏差 精度等級(jí)齒輪副的中心距a18305080120180250315IT8IT92631233727503665702. 各行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差由于各行星輪軸孔的孔距相對(duì)偏差對(duì)行星輪間載荷分布的均勻性影響很大，故必須嚴(yán)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(jī)床和工藝裝備的精度。一般，值可按下式計(jì)算，即括號(hào)中的數(shù)值，高速行星齒輪傳動(dòng)取小值，一般中低速行星傳動(dòng)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(duì)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(duì)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(jì)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(duì)稱線(支點(diǎn))間的距離。 —齒輪寬度。5. 平衡性要求為了保證行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，對(duì)中、低速行星傳動(dòng)的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)進(jìn)行靜平衡。一般，許用不平衡力矩可按表42選取。對(duì)于高速行星傳動(dòng)。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(dòng)構(gòu)件的軸向間隙如前所述，在行星齒輪傳動(dòng)中，上述各基本構(gòu)件(中心輪a, b以及轉(zhuǎn)臂x)均可以進(jìn)行浮動(dòng)，以便使其行星輪間載荷均勻分布。但是，在進(jìn)行各浮動(dòng)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意在每個(gè)浮動(dòng)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(huì)影響浮動(dòng)和均載效果，而且還會(huì)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(shí)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(shí)現(xiàn)。對(duì)于小尺寸、小規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)其軸向間隙可取小值，對(duì)于較大尺寸、大規(guī)格的行星傳動(dòng)其軸向間隙可取較大值。 箱體的設(shè)計(jì)機(jī)體是上述各基本構(gòu)件的安裝基礎(chǔ)，也是行星齒輪傳動(dòng)中的重要組成部分。在進(jìn)行機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)制造工藝、安裝工藝和使用維護(hù)及經(jīng)濟(jì)性等條件來決定其具體的結(jié)構(gòu)型式。對(duì)于單件生產(chǎn)和要求質(zhì)量較輕的非標(biāo)準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，一般采用焊接機(jī)體。對(duì)于中、小規(guī)格的機(jī)體在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)時(shí)，通常采用鑄造機(jī)體。按照行星傳動(dòng)的安裝型式的不同?？蓪C(jī)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(jī)體分為整體式和剖分式。圖44 機(jī)體結(jié)構(gòu)形式圖44(a)所示為臥式整體鑄造機(jī)體，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能有效地吸收振動(dòng)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(dòng)中，且有一定的生產(chǎn)批量。鑄造機(jī)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(jī)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(dòng)中；它可以鑄造，也可以焊接。采用軸向剖分式機(jī)體的顯著優(yōu)點(diǎn)是安裝和維修較方便，便于進(jìn)行調(diào)試和測(cè)量。圖44(c}所示為立式法蘭式機(jī)體結(jié)構(gòu)，它可適用于與立式電動(dòng)機(jī)相組合的場(chǎng)合。成批量生產(chǎn)時(shí)可以鑄造；單件生產(chǎn)時(shí)可以焊接。鑄造機(jī)體的一般材料為灰鑄鐵，如HT150和HT200等；若機(jī)體承受較大的載荷，且有振動(dòng)和沖擊的作用可用鑄鋼，如ZG45和ZG55等。為了減小質(zhì)量，機(jī)體也可以采用鋁合金來鑄造，如ZL101和ZL102等。結(jié)合本設(shè)計(jì)要求，采用法蘭式機(jī)體與立式電動(dòng)機(jī)相組合。上、下機(jī)體采用HT200鑄造而成。上、下機(jī)體結(jié)構(gòu)圖見附錄圖004。結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況，箱體各部相關(guān)尺寸參