【正文】 ： 大端齒根高： 小圓錐齒輪齒根角： 大圓錐齒輪齒根角： (2) 級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算 ①選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由《機械設(shè)計》 選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由《機械設(shè)計》 小圓柱齒輪 20Cr 表面淬火 大圓柱齒輪 40Cr 表面淬火 許用接觸應(yīng)力，由《機械設(shè)計》式6—6，得 () 接觸疲勞極限查圖6—4得 小圓柱齒輪： 大圓錐齒輪： 接觸強度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,由式6—7，得 () 式中：—小圓柱齒輪的轉(zhuǎn)速，=536； —齒輪每轉(zhuǎn)一周時同一齒面的嚙合齒數(shù)，=1； —齒輪的工作壽命為12年，每年平均工作300天，每 天平均工作16小時 則： 查圖6—5得，.07 接觸強度最小安全系數(shù)，有推薦值=1~，本設(shè)計中取== 所以許用接觸應(yīng)力為 所以 許用彎曲應(yīng)力，由式6—12，得 ()式中：—彎曲強度計算的壽命系數(shù)，由圖6—8得 —彎曲強度計算的尺寸系數(shù)，查圖6—9（設(shè)模數(shù)不大于15mm）得 —試驗齒輪的彎曲疲勞強度極限，查圖6—7得（雙向轉(zhuǎn)動 ）： 小圓柱齒輪： 大圓柱齒輪：； —彎曲強度計算安全系數(shù)，有推薦值=~3，=， =； ，得 ②按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級，估計圓周轉(zhuǎn)速為= ≈13， 查《機械設(shè)計》、 小圓柱齒輪的分度圓直徑：由《機械設(shè)計》式6—5得 ()式中：—齒寬系數(shù)，（按齒輪相對軸承的位置對稱布置）取=； —小齒輪齒數(shù)，在推薦值=20~40中選，取=33； —大齒輪齒數(shù)，==，圓整取=81； —齒數(shù)比，,傳動比誤差 =＜，滿足設(shè)計要求； —小齒輪轉(zhuǎn)矩， — 滿載系數(shù)， —使用系數(shù)，=； —動載系數(shù)，由推薦值=~，取=； —齒間載荷分配系數(shù)，~，取=； —齒向載荷分布系數(shù)，由推薦值=1~，取=； 所以 —材料彈性系數(shù)，=； —節(jié)點區(qū)域系數(shù)，查圖6—3（，==0)得，=； —重合度系數(shù)，~=。 ，得 齒輪模數(shù)：==10mm 小圓柱齒輪分度圓直徑： 圓周速度的計算 在估計的范圍之內(nèi)，所以滿足要求 標(biāo)準(zhǔn)中心距： 齒寬：，圓整取=231mm 大圓柱齒輪： 小圓柱齒輪： ③按齒根彎曲疲勞強度校核計算 由《機械設(shè)計》式6—10，得 ()式中：—齒形系數(shù)，小圓錐齒輪：=，大圓柱齒 輪：=； —應(yīng)力修正系數(shù)，小圓柱齒輪：=，大圓 錐齒輪：=； —重合度系數(shù) 重合度 式中：—壓力角，=； —小圓柱齒輪嚙合角， —大圓柱齒輪嚙合角， 故重合度為 所以重合度系數(shù) 所以 所以滿足齒根彎曲強度 ④齒輪其他主要尺寸 由國家標(biāo)準(zhǔn)12369—1990得=3=，=13。 大圓柱齒輪的分度圓直徑：齒根圓直徑：小圓柱齒輪：大圓柱齒輪：頂圓直徑：小圓柱齒輪：大圓柱齒輪：⑶級行星齒輪傳動設(shè)計計算 ①行星齒輪系的介紹 該輪系廣泛地用于動力及輔助傳動中，工作制度不限，可用為減速、增速和差速裝置，本設(shè)計用于減速裝置。軸的尺寸小便于串聯(lián)成多級傳動、工藝性好、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、傳動比范圍大、傳動效率高和可以實現(xiàn)傳動的分流等優(yōu)點。 ②行星輪系的傳動比的選擇由《齒輪設(shè)計手冊》可知行星齒輪的傳動共有三種方式，即 ()式中：—表示內(nèi)齒輪固定b，太陽輪a對行星架X的傳動比； —表示太陽輪a固定，內(nèi)齒輪b對行星架X的傳動比； —表示行星架X固定，太陽輪a對內(nèi)齒輪的傳動比； —太陽輪齒數(shù)； —行星輪齒數(shù)； —內(nèi)齒輪齒數(shù)。 由上面三種情況可見，同一套行星輪齒輪機構(gòu)，當(dāng)固定不同的部件時，可以得到不同的傳動比。在本設(shè)計中，傳輸系統(tǒng)為可控起動傳輸系統(tǒng)，剛起動時，太陽輪a固定，內(nèi)齒輪b轉(zhuǎn)動,此時傳動比為；當(dāng)液壓缸慢慢加壓，即刮板輸送機開始工作時，內(nèi)齒輪b的轉(zhuǎn)速逐漸降低，當(dāng)刮板輸送機完全工作時，內(nèi)齒輪b固定，此時傳動比，在整體設(shè)計時，按傳動比為的傳動方式設(shè)計。 ③行星齒輪傳動參數(shù)確定和滿足條件由《齒輪設(shè)計手冊》可知，在行星輪傳動設(shè)計時，行星齒輪應(yīng)同時滿足傳動比、通信條件、連接條件、裝配條件以及其他條件（小齒輪最小齒數(shù)和大齒輪最大齒數(shù)等，這些條件關(guān)系到行星齒輪傳動機構(gòu)能否運動，能否裝配等）。 Ⅰ傳動條件 行星齒輪各齒數(shù)設(shè)計時應(yīng)滿足：，其中、。 Ⅱ同心條件 三個基本構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線必須重合于主軸線，即由中心輪和行星輪組成的所有嚙合副實際中心距必須相等（），： 同心和鄰接條件 由《齒輪設(shè)計手冊》得行星齒輪非變位、高變位或等嚙合角變位應(yīng)該滿足： 即 式表明，為了保證同心條件，兩中心輪齒數(shù)和必須同時為偶數(shù)或奇數(shù)，否則行星齒輪不可能為整數(shù)。 角變位行星齒輪應(yīng)滿足： 式中：、為不同嚙合的端面嚙合角，為中心輪a與行星輪c的嚙合角；為內(nèi)齒輪b與行星輪c的嚙合角。由《齒輪設(shè)計手冊》可知：設(shè)計時，外嚙合宜用大嚙合角，通常取嚙合角=~；內(nèi)嚙合角由于接觸齒面當(dāng)量曲率半徑較大，且嚙合角根據(jù)彎曲強度較好，故嚙合角可降低一些，通常取=~。 Ⅲ鄰接條件 由于多個行星輪c均勻?qū)ΨQ地布置在太陽輪a和內(nèi)齒輪b之間的行星傳動，設(shè)計時，必須保證相鄰兩個行星輪齒頂之間不得相互碰撞。由《齒輪設(shè)計手冊》。所以鄰接條件應(yīng)該滿足： 即 ()式中：—行星輪個數(shù)，本設(shè)計取=3； —為a—c嚙合副的中心距； —行星輪頂圓直徑。 Ⅳ裝配條件 在行星輪系傳動中，幾個行星輪能均勻裝配并保證與中心輪正確嚙合應(yīng)具備的齒數(shù)關(guān)系和切齒要求，稱為裝配條件。設(shè)計行星輪系時，其行星輪的數(shù)目和各齒輪的齒數(shù)必須選正確，否則就裝配不起來。因為當(dāng)?shù)谝粋€行星輪裝配好后，則太陽輪和內(nèi)齒輪的相對位置便確定了。又因為均勻分布的行星輪的中心位置也是確定的，所以在一般情況下，其余行星輪的齒有可能不能同時插入內(nèi)齒輪和太陽輪的齒槽中，即無法裝配。根據(jù)《齒輪設(shè)計手冊》查得裝備條件為 Ⅴ其他裝配條件 由《齒輪設(shè)計手冊》得 小齒輪最小齒數(shù)： 當(dāng)齒面硬度時，推薦，當(dāng)時。 小齒輪最大值： 在保證齒輪有足夠彎曲強度條件下選取。 ④行星輪的配齒方法 行星輪有比例法和系列設(shè)計配齒數(shù)法，后者又可以分為已知條件配齒、公式配齒、查表配齒。本設(shè)計采用系列設(shè)計配齒數(shù)法的公式配齒和查表配齒法相結(jié)合。 Ⅰ配齒公式 () Ⅱ由 式 整數(shù)，檢查裝配條件，并根據(jù)齒輪變位方法確定是奇數(shù)還是偶數(shù)。 ⑤行星輪機構(gòu)的設(shè)計 Ⅰ各齒輪材料及熱處理工藝的選定由《機械手冊》《工程材料工藝與成形》構(gòu)件名稱材料熱處理方法齒面硬度太陽輪a30滲碳淬火62行星輪c20滲碳淬火58內(nèi)齒輪b40調(diào)質(zhì)265 由《機械設(shè)計》圖6—4查得齒面疲勞強度極限： 太陽輪a: 行星輪c: 內(nèi)齒輪b： 由《機械設(shè)計》圖6—4查得齒面接觸疲勞強度極限： 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： 太陽輪、行星輪、內(nèi)齒輪均采用齒形為漸開線直齒，由《機械設(shè)計》《機械精度》可知，太陽輪和行星輪采用磨齒加工，精度等級為6級；內(nèi)齒輪采用插齒加工，精度等級為7級。 Ⅱ行星輪系的主要參數(shù)的確定 傳動比的確定 有前面的傳動比分配可知 行星輪數(shù)目的確定 由前面設(shè)計可知本設(shè)計中行星輪的數(shù)目=3 行星輪各構(gòu)件齒數(shù)的確定 根據(jù)《齒輪設(shè)計手冊》中的小齒最小齒數(shù)的條件（當(dāng)齒面硬度＞350時≥12）和配齒條件可取=28 內(nèi)齒輪齒數(shù)：= 行星輪齒數(shù)： 檢驗各齒輪齒數(shù)是否滿足裝配要求 所以滿足裝配條件 Ⅲ齒輪模數(shù)的初算按《現(xiàn)代傳動手冊》——39的各公式和各系數(shù)經(jīng)化簡推導(dǎo)出中心距的計算公式 ()式中：—齒數(shù)比； —綜合系數(shù)，=； —太陽輪單個齒傳遞的扭矩。式中為第 三軸上的傳動功率，由前面可知=786，為第三軸的轉(zhuǎn)速， 由前面可知=221，為載荷不均勻系數(shù)，由《齒輪 設(shè)計手冊》查得=，所以 ； —齒齒寬系數(shù)，由《齒輪設(shè)計手冊》得=； —太陽輪接觸疲勞極限，由前面可知 =1480。 ，得 所以模數(shù)： ，按《機械設(shè)計》則標(biāo)準(zhǔn)中心距： ，取 Ⅳ計算變位系數(shù) a—c傳動 由《機械原理》 (）式中：—標(biāo)準(zhǔn)中心距，mm，由前面可知=315mm； —嚙合角； —非標(biāo)準(zhǔn)中心距，由前面可知=320mm； —分度圓上的壓力角，； ，得 所以 變?yōu)橄禂?shù)和： () 由《機械原理》可知 （） ，得 中心距變動系數(shù)y： 齒頂降低系數(shù)： 分配變位系數(shù) 因為和，由《齒輪設(shè)計手冊》圖14—13的圖線a、b取=== c—b傳動 由《機械原理》 （）式中：—標(biāo)準(zhǔn)中心距，mm，由前面可知=315mm； —嚙合角； —非標(biāo)準(zhǔn)中心距，由前面可知=320mm； —分度圓上的壓力角，； ，得 所以 變?yōu)橄禂?shù)和： （） 由《機械原理》可知 (） ，得 中心距變動系數(shù)y： 齒頂降低系數(shù)： 分配變位系數(shù) 由前面計算可知，所以=+=. Ⅴ幾何尺寸計算 分度圓直徑： 齒根圓直徑： 齒根圓直徑： 基圓直徑： 由《齒輪設(shè)計手冊》得 太陽輪、行星輪中=1，內(nèi)齒輪 把已知數(shù)據(jù)代入上組計算得 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： ，取工作的時候的嚙合齒寬—（5~10） =185mm。 Ⅵ嚙合要素驗算 a—c傳動端面重合度： 頂圓齒形曲徑： () 太陽輪a： 行星輪c： 端面節(jié)圓長度： () 式中為端面節(jié)圓嚙合角，直齒==，則 端面重合度 c—b端面重合度： 頂圓齒形曲徑： () 行星輪由前面計算得= 內(nèi)齒輪b： Ⅶ端面節(jié)圓長度： () 式中為端面節(jié)圓嚙合角，直齒==，則 Ⅷ端面重合度 ⑥齒輪強度驗算 Ⅰ按齒面接觸疲勞強度計算 彎曲疲勞極限，查圖6—7得， 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： 彎曲強度最小安全系數(shù)，~3，取= 彎曲強度壽命系數(shù)，查圖6—8得 彎曲強度尺寸系數(shù)，查圖6—9得， 把已知數(shù)據(jù)代入6—12式，則有 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： Ⅱ按齒根彎曲強度校核計算 由《機械設(shè)計》式6—10 () 式中：—齒形系數(shù)，=，=，=； —應(yīng)力修正系數(shù)，=，=，=； —重合度系數(shù) ，有公式=+得