【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度 （ m） 長(zhǎng) 度 （ m） 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 12 寬 度 (m) 體 積 ( 3m ) 損 失 功 率 （ kw） 齒 寬 (m) 81 95 圓 周 速 度 (m/s) 卸船機(jī)是碼頭前沿的重大接卸設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)的工作效率起著重要的作用，因此各大港口均按碼頭?？孔畲蟠?，為達(dá)到系統(tǒng)最大生產(chǎn)率，選用高效、可靠的卸船機(jī)。 本次設(shè)計(jì)的減速器應(yīng)用于卸船機(jī)，如果采用普通齒輪減速器，則需要滿足 最大生產(chǎn)率、高效、可靠的要求。 由上圖 22可知，小車式起重系統(tǒng)需要數(shù)臺(tái)普通減速機(jī)構(gòu)，而采用 2KH行星傳動(dòng)不僅效率高而且可以實(shí)現(xiàn)七種不同工況，綜合考慮采用方案一 2KH行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 分配傳動(dòng)比 起升 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配 根據(jù)已選定 2KH型行星齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，用 1表示周轉(zhuǎn)輪系的有關(guān)參數(shù)，腳標(biāo) 2表示定軸輪系的參數(shù)。在此定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系外嚙合齒輪材料 ,齒面硬度相同。 要確定定軸輪系中各齒輪的齒數(shù)，關(guān)鍵在于合理分配輪系中各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比。在具體分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意以下問題： （ 1） 每一級(jí)齒輪的傳動(dòng)比要在其常用范圍內(nèi)選取。齒輪傳動(dòng)比為 5~7。 （ 2） 當(dāng)輪系的傳動(dòng)比過大時(shí)，為減少外輪廓尺寸和改善傳動(dòng)性能，通常采用多級(jí)傳動(dòng)。當(dāng)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比大于 8時(shí)，一般應(yīng)該設(shè)計(jì)成兩級(jí)傳動(dòng)；當(dāng)傳動(dòng)比大于 30時(shí)，常設(shè)計(jì)成兩級(jí)以上齒輪傳動(dòng)。 （ 3） 當(dāng)輪系為 減速傳動(dòng)時(shí)（工程實(shí)際中的大多數(shù)情況），按照“前大后小”的原則分配傳動(dòng)比比較有利同時(shí)，為了使機(jī)構(gòu)外輪廓尺寸協(xié)調(diào)和結(jié)構(gòu)勻稱，相鄰兩級(jí)傳動(dòng)比的差值不宜過大。 （ 4） 當(dāng)設(shè)計(jì) 閉式齒輪減速時(shí)，為了潤(rùn)滑方便，應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪都能浸入油中，且浸入的深度應(yīng)大致相等，以防某個(gè)大齒輪浸入油過深增加攪油損耗。根據(jù)這卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 13 一條分配傳動(dòng)比時(shí)，高速級(jí)應(yīng)大于低速級(jí)得傳動(dòng)比，通常 低高 （ ii )~? 。 又 2KH（ NGW）型行星傳動(dòng)， 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖 21所示。傳動(dòng)比范圍當(dāng) 3?pn 時(shí) 41 ?? Hi 綜合考慮 取 51?i 又 i=13錯(cuò)誤 !未指定書簽。 51312 ??? iii 因此，定軸傳動(dòng)比初定為 ，周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比為 5。 行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配 同理根據(jù)起升開閉機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比取 ?i 又 i′ = !未指定書簽。 4 7 39。34 ??? iii 因此，定軸傳動(dòng)總比初定為 ，周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比為 又定軸傳動(dòng)部分又可分為第一級(jí)和第二級(jí)。根據(jù)圓柱齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比分配原則 取 ?i 則 7 0 7 ??? iii 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 14 第三章 行星齒輪傳動(dòng)的嚙合計(jì)算 齒數(shù)的選擇和計(jì)算 在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)給定的傳動(dòng)比 pi 來分配各輪的齒數(shù)。在確定各輪齒數(shù)時(shí)，除了滿足給定的傳動(dòng)比外，還應(yīng)滿足與其有關(guān)的裝配條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。 配齒計(jì)算 在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)給定的傳動(dòng)比 i來分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪的主要任務(wù)之一。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) — 新版》表 ，取 n=3。 確定周轉(zhuǎn)輪系各輪齒數(shù)，按總配齒 apHbaaHbaaHbaabga ZniZiZiZqZZZ :)1(:2 )2(:::: ??? （ 31） 適當(dāng)調(diào)整 5?Hbai 使成為整數(shù) aaaabga ZZZZqZZZ 35:4:23:::: ? 取 30?aZ 則 120?bZ 45?gZ 50?q 確定定軸輪系各齒輪齒數(shù)，由起升開閉機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比進(jìn)行配齒 ?i ??? ZZi 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 15 取 431?Z 則 1122?Z 采用斜齒傳動(dòng)螺旋角 ?14?? 根據(jù)小車行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比進(jìn)行配齒 又 3564344 ??? ZZi 取 353?Z 則 644?Z 采用斜齒傳動(dòng)螺旋角 39。39。4239。2811??? ??? ZZi 取 345?Z 則 1606?Z 采用正常直齒傳動(dòng)螺旋角 ?0?? 驗(yàn)證配齒條件 行星傳動(dòng)各輪齒數(shù)不能隨意選取，必須根據(jù)行星傳動(dòng)的特點(diǎn)，滿足一定的條 件，才能進(jìn)行正常傳動(dòng)。這些條件包括傳動(dòng)比條件、鄰接條件、同心條件、裝配條件等等。 （ 1）驗(yàn)算傳動(dòng)比條件 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) — 新版》表 ： 530120xx ????? abHba ZZi （ 32） 即滿足傳動(dòng)比條件。 （ 2）驗(yàn)算鄰接條件 在設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)中，為了提高承載能力 ，減少機(jī)構(gòu)尺寸使其結(jié)構(gòu)緊湊，并考慮到動(dòng)力學(xué)的平衡問題，常在太陽(yáng)輪與內(nèi)齒輪之間均勻地、對(duì)稱地設(shè)置幾個(gè)行星齒輪。為使各行星齒輪不相互碰撞，要求其齒頂圓間有一定的間隙，稱為鄰接條件。設(shè)相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離為 L，最大行星齒輪齒頂圓直徑為 agd ，則鄰接條件為： agdL? 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 16 即 agpag dna ??sin2 （ 33） 式中 pn —— 行星輪數(shù)目； aga —— ag嚙合副中心距； agd —— 行星輪齒頂圓直徑。 在周轉(zhuǎn)輪系中： )222( 1*1 yxhZmd gagag ????? =225mm agpag dna ?????? 3s in)4530(52s in2 ?? 即滿足鄰接條件。 （ 3） 驗(yàn)算同心條件 行星傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)為輸入與輸出軸是同軸線的，即各中心輪的軸線與行星架軸線是重合的。為保證中心輪和行星架軸線重合條件下的正確嚙合，由中心輪和行星輪組成的 各嚙合副的實(shí)際中心距必須相等，稱之為同心條件。 設(shè) ag 嚙合副中心距 aga ， gb 嚙合副實(shí)際中心距 gba ，依同心條件，各對(duì)相互嚙合齒輪的中心距應(yīng)相等，即 gbag aa ? (34) 對(duì)非變位、高度變位、等嚙合角的角度變位，中心距 210 ()2m z zaa 177。==，式中“ +”號(hào)用于外嚙合，“ ”號(hào)用于內(nèi)嚙合。因行星傳動(dòng)中通常各 齒輪模數(shù)都是相同的，依上式得 )(2/)(2/ gbga zzmzzm ??? (35) 得滿足同心條件的表達(dá)關(guān)系式： abaHgabg ziz zzz ]2/)2[( 2/)( ?? ?? } （ 36） 又 45?gz 30?az 120?bz 起升開閉機(jī)構(gòu) 5?baHi 代入 36可知 滿足同心條件。 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 17 （ 4）驗(yàn) 算裝配條件 一般行星傳動(dòng)中，行星輪數(shù)目大于 1。要使幾個(gè)行星輪能均勻載入，并保證與中心輪正確嚙合而沒有錯(cuò)位現(xiàn)象，所應(yīng)具備的齒數(shù)關(guān)系即為安裝條件。 當(dāng)行星輪個(gè)數(shù) 1pn? 時(shí)，第一個(gè)行星輪裝入并與兩個(gè)中心輪嚙合以后，兩個(gè) 中心輪的相對(duì)位置就被確定了。若再要均勻地裝入其它行星輪，就必須滿足一定的條件。如圖 31 所示，相鄰兩行星輪所夾的中心角為 2/pn? 。設(shè)第一個(gè)行星 1g 在位置Ⅰ裝 入并與兩中心輪嚙合，然后將行星架 H 順時(shí)針轉(zhuǎn)過 2/pn? 角度，即讓 1g 轉(zhuǎn)到位置Ⅲ。在這期間，中心輪 a 轉(zhuǎn)過的角度 a? 由傳動(dòng)比 baHi 確定，即 2 ba aHp in???。為了在位置Ⅰ裝入行星輪 2g ，要求此時(shí)中心輪 a 在位置Ⅰ的相應(yīng)齒輪和它轉(zhuǎn)動(dòng) aj 角之前的位置完全相同。也就是說中心輪a 轉(zhuǎn)過的 a? 必須為其周節(jié)所對(duì)的中心角的整倍數(shù) M，即2/a aM z?? ?，將 aj 值代入上式可得 2 ( 1 )2/b baH abp a a H a a ba p p pzi zn z i z z zMz n n n? ??? ? ? ? ?? 整數(shù) （ 37） 圖 31 NWG型裝配條件分析 由式（ 37） 5031 2 030 ????w ban ZZ為整數(shù) 所以滿足裝配條件。 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 18 幾何尺寸計(jì)算 對(duì)于該 2KH 型行星齒輪傳動(dòng)可按表 31 中的計(jì)算公式進(jìn)行其幾何尺寸的計(jì)算。各齒輪幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果見下表。 計(jì)算公式 太陽(yáng)輪 a 行星輪 c 內(nèi)齒輪 b 分度圓 直徑 d mz? 150?d 225?d 600?d 基圓直徑 cosbdd?? ?bd ?bd ?bd 齒頂圓 直徑 外齒 *2 ( )aad d m h x y? ? ? ? ? 160?ad 235?ad 610?ad 內(nèi)齒 *2 ( )aad d m h x y? ? ? ? ? 590?ad 齒根圓 直徑 外齒 2 ( )fad d m h c x??? ? ? ? ?fd ?fd ?fd 內(nèi)齒 2 ( )fad d m h c x??? ? ? ? ?fd 嚙合效率計(jì)算 根據(jù)已知條件，此時(shí)的效率 21???? 1? —— 定軸部分效率 2? — — 周轉(zhuǎn)輪系效率 查參考文獻(xiàn) [11]表 17可得 ?? 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 19 行星傳動(dòng)效率計(jì)算：減速器全部采用滾動(dòng)軸承，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，這里對(duì)軸承損失系數(shù)和油阻系數(shù)未單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算，只由 [10]圖 247 查的的摩擦系數(shù)取為 ，以 及 HB?、 Hs?系數(shù)的影響。于是，傳動(dòng)損失系數(shù) HzbHzaH ??? ??。 ag 副嚙合的損失系數(shù)： 01 27 )451301()11( ???????? gaHza zz?? bg 副嚙合的損失系數(shù)： )120 1301()11( ???????? bgHzb zz?? ????? HzbHzaH ??? 當(dāng)固定大太陽(yáng)輪 b 時(shí) 12030111?????????????HbaHbaH i 當(dāng)固定 a 時(shí) 30120111?????????????HabHbaH i 當(dāng) a、 b 為主動(dòng)行星架 H 為從動(dòng)時(shí) )()130120()(7351)1(13???????????????????? HHHabHaninn 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 20 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 行 走機(jī)構(gòu) （ 1）齒輪副 4239。2811,4,63,35 21 ????? ?mmmzz n。 中心距為 mmmmzzma n 2 0 0)6335(4239。2811co s2 4)(co s2 21 ?????? ?? mmzmd nn s 11 ?? ? mmmmmhzmd nanna 5 0] 4 2[2co s *11 ????? ? 跨測(cè)齒數(shù)： 4?k ，公法線長(zhǎng)度及偏差為 mmmmi n vmW nnnn o s)0 1 4 9 [4c o s]z 0 . 5 )(k[ ??????????? ???? mmzmd n s 22 ?? ? mmmmmhzmd nanna 6 5] 5 7[2co s *22 ????? ? 跨測(cè)齒數(shù)： 8?k ，公法線長(zhǎng)度及偏差為 mmmmi n vmW nnnn o s)[4c o s]z 0 . 5 )(k[ ??????????? ???? （ 2）齒輪副 ?0,5,1 6 0,34 43 ???? ?mmmzz 。 中心距為 mmmmzzma 485)16034(25)(43 ????? mmmmmzd 17034533 ???? mmmmmhmzd aa 1 8 05123452 *33 ???????? 跨測(cè)齒數(shù)： 4?k ，公法線長(zhǎng)度及偏差為 卸船機(jī)用行星減速機(jī)的設(shè)計(jì) 21 mmmmi n vmW nn o s)[5c o s]z 0 . 5 )(k[ ??????????? ???? mmmmmzd 8 0 01 6