【導(dǎo)讀】同軸線傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為一種先進(jìn)的傳動(dòng)形式廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門(mén)。由于能實(shí)現(xiàn)大速比、適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械化、自動(dòng)化的需要而發(fā)展最為迅速。直徑小，使得軸承壽命較短；2、輸出機(jī)構(gòu)的銷(xiāo)軸因直徑較小的影響其強(qiáng)度不夠。與輸出軸設(shè)在一起，又有許多方孔加工難度很大。因此，這兩種減速器均沒(méi)能同。時(shí)解決上述兩大難題。子的一端插入銷(xiāo)孔內(nèi)。軸心不固定，而繞著另一齒輪的幾何軸線回轉(zhuǎn)者，稱(chēng)為周轉(zhuǎn)輪系。3）中心輪與行星輪相嚙合而其軸線又與主軸線相重合的齒輪稱(chēng)為中心輪，通常又將最小的外。這說(shuō)明只要有一個(gè)主動(dòng)構(gòu)件，輪系就有確定的運(yùn)動(dòng)，即為行星輪系。結(jié)構(gòu)，都是行星輪系。2）差動(dòng)輪系平面機(jī)構(gòu)自由度等于2的周轉(zhuǎn)輪系稱(chēng)為差動(dòng)輪系。工程界習(xí)慣上將行星輪系和差動(dòng)輪系的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為行星齒輪傳動(dòng)。前蘇聯(lián)、日本等）早已被人們普遍采用和接受了。根據(jù)基本構(gòu)件代號(hào)來(lái)命名，行星齒輪傳動(dòng)。嚙合，I表示內(nèi)嚙合。這與我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“NGW型行星齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)

　　

【正文】 50?? 由以上計(jì)算可知齒面接觸強(qiáng)度滿足要求 在設(shè)計(jì)計(jì)算中，為計(jì)算針齒中心圓半徑 pr ，可將 prc rb ?? 代入式（ 7－ 1），得 pr ≥ 524 3 2maxHPrHVYT?? （ 7－ 2） 式中 r? — 擺線輪的齒寬系數(shù)，一般取 r? ＝ ～ ，通常取 r? ＝ ； Hp? — 許用接觸用力， Mpa，表 6— 1 確定； VT — 輸出軸上的轉(zhuǎn)矩， N?m。當(dāng)給定輸入功率為 ? ?kWPH 、輸入軸轉(zhuǎn)速為? ?min/rnH 和傳動(dòng)比 Hpi ＝ pz 時(shí)， VT 按下式計(jì)算： ?pHHV znPT 9550? （ 7— 3） 式中 ? — 傳動(dòng)效率，可取 ? ＝ ～ 。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 用于輸出機(jī)構(gòu)針齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 由于受到結(jié)構(gòu)上的限制，用于輸 出轉(zhuǎn)矩的針齒往往成為整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。所以需要驗(yàn)算用于輸出轉(zhuǎn)矩的針齒的彎曲強(qiáng)度。 輸出機(jī)構(gòu)上的針齒線接觸于輸出銷(xiāo)盤(pán)的銷(xiāo)孔中，針齒受到的載荷為內(nèi)圈滾子對(duì)針齒的最大作用力 maxQ ?？紤]到這招和裝配誤差的影響，針齒受力不均勻，需將最大作用力 maxQ 增大20％。這時(shí)，可將針齒按懸臂梁進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 根據(jù)圖 7— 1，輸出用針齒在危險(xiǎn)跑面上的彎曲應(yīng)力為： W LQF ?? 式中 maxQ — 針齒上的最大作用力； W— 針齒的抗彎截面模量， wdW? 。 代入上式，的針齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為 FpwwVF zR LT?? ?? ≤ Fp? （ 7— 4） 得 wd ≥ 3 )(30FpwwcV zR bT ? ?? （ 7— 5） 式中 VT — 輸出軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩； wR — 柱銷(xiāo)中心圓半徑，此處等與針齒中心圓半徑； 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 wz — 柱銷(xiāo)數(shù)目，此處等與由于輸出用針齒數(shù)； Fp? — 許用彎曲應(yīng)力； cb — 擺線輪寬度。 經(jīng)過(guò)計(jì)算，可知用于輸出的針齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。 由于輸出用針齒數(shù)目較少，當(dāng)制造精度和安裝精度較低時(shí)，針齒受力不均勻，特別是一個(gè)針齒受 力時(shí)，針齒會(huì)嚴(yán)重過(guò)載而產(chǎn)生折斷損壞。為改善針齒的受力狀態(tài)，可在針齒的懸臂端加上均載環(huán)，將所有用于輸出的針齒的懸臂連成一體。當(dāng)某一針齒受載較大時(shí)，通過(guò)針齒變形由均載環(huán)均勻的分散到其他針齒上，可顯著減小注銷(xiāo)承受的載荷峰值。實(shí)驗(yàn)證明，安裝均載環(huán)后，針齒承受的最大載荷可減少 50％左右。 改善輸出用針齒的另一種方法，是將針齒的懸臂結(jié)構(gòu)改為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，可顯著提高輸出針齒的彎曲強(qiáng)度。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 8 軸及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的材料 根據(jù)前文的分析可知，本設(shè)計(jì)中輸入軸和輸出軸均選用 45 鋼，其主要力學(xué)性能及許用彎曲應(yīng)力由表 8— 1 可知。 表 8— 1 45 鋼主要力學(xué)性能及許用彎曲應(yīng)力 鋼號(hào) 熱處理 毛坯直徑 mm 硬度 HP 力學(xué)性能 許用彎曲應(yīng)力 應(yīng)用 b? s? 1?? 1?? ≥ ≥ 45 正火 回火 ≤ 100 170～ 217 590 296 195 55 應(yīng)用最廣泛 ≥ 100～ 300 162～ 217 570 285 調(diào)質(zhì) ≤ 100 217～ 255 540 275 ≥ 100～ 300 540 355 215 60 軸的強(qiáng)度計(jì)算 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算出軸端直徑，計(jì)算公式如下： ? ? nPATd ?? ? 式中 d — 軸端直徑， mm T— 軸所傳遞的扭矩， mN? P — 軸所傳遞的功率， kW n— 軸的工作轉(zhuǎn)速， minr ??? — 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力， 2mmN 按表 8— 2 選取 A — 系數(shù)，按表 8— 2 選取 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 表 8— 2 幾種 常用軸材料 ??? 的 A 及值 軸的材料 Q235A、 20 Q27 35 45 40Cr、 35SiMn、 40MnB ??? 2mmN 15~25 20~35 25~45 35~55 A 149~126 135~112 126~103 112~97 通過(guò)以前計(jì)算的結(jié)果可以計(jì)算軸端直徑，計(jì)算出輸入軸軸端最 小直徑大小為： ? ?mmnPAd 33 ???? 由于功率損失，所以輸出軸輸出功率略小于輸入軸傳遞功率，并且輸出軸轉(zhuǎn)速為 28n ，可知輸出軸軸端最小直徑大小為： ? ?mmnPAd 33 ???? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則為：為節(jié)省材料，減少總量，應(yīng)盡量采用等強(qiáng)度外形或大的剖面形狀；便于軸上零件的定位、固定、裝配、拆卸和調(diào)整；采用各種減小應(yīng)力集中和提高疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)；便于加工制造和保證精度。 所以整體上來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)中軸采用階梯軸，平 鍵連接各種組件，必要的地方需要套筒來(lái)隔開(kāi)。 根據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整輸入軸軸端直徑為 30mm，其余各段直徑均按 5mm 放大。 輸入軸各軸段配合及表面粗糙度選擇如下： 輸入軸的軸向固定采用軸間和套筒。 輸入軸中鍵連接選用 A 型平鍵（ GB1096 － 79 ），軸端處鍵的尺寸Lhb ?? = 5078 ?? 與偏心套連接處鍵的尺寸 Lhb ?? ＝ 36812 ?? 。 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校荷按公式 DhlTp 2? 計(jì)算。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 經(jīng)計(jì)算鍵連接強(qiáng)度滿足要求。 根據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整輸出軸軸端直徑為 55mm，其余各段直徑均按 5mm 放大。 輸出軸各軸段配合及表面粗糙度選擇如下： 輸出軸的軸向固定采用軸間和套筒。 輸入軸中鍵連接選用 A 型平鍵（ GB1096 － 79 ），軸端處鍵的尺寸Lhb ?? = 501016 ?? 。 經(jīng)計(jì)算鍵連接強(qiáng)度滿足要求。 軸所受支撐反力、彎矩及扭矩 軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩和扭矩簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 8－ 1。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 軸承的選取 選 擇 N215 型圓柱滾子軸承 [標(biāo)準(zhǔn) ]摘自 GB/T28393 參照 ISO151981 [單位 ](mm) 軸承代號(hào) : N215 尺寸 \d: 75 尺寸 \D: 130 尺寸 \B: 25 尺寸 \rs(min): 尺寸 \rls(min): 1 尺寸 \Ew: 100 重量（ kg）≈ : 其余分別選擇 600 600 601 6013 型深溝球軸承 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 9 圓形活齒行星減速器殼體 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)前文對(duì)圓形活齒行星傳動(dòng)的分析和計(jì)算，本課題所設(shè)計(jì)的圓形活齒行星減速器的傳動(dòng)部件 的結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)確定，現(xiàn)在需要根據(jù)已定的傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)其殼體的結(jié)構(gòu)尺寸。 本圓形活齒行星減速器殼體材料選用灰鑄鐵 灰鑄鐵的特性與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 灰鑄鐵的材料特性 灰鑄鐵綜合力學(xué)性能低，抗壓強(qiáng)度大，為本身看拉強(qiáng)度的 3～ 4 倍，彈性模數(shù)較低，壁厚變化對(duì)力學(xué)性能影響較大，對(duì)冷卻速度敏感性很大，流動(dòng)性很好， 線收縮與體積收縮小， 缺口敏感性 小 ， 熱穩(wěn)定性低 。 灰鑄鐵的結(jié)構(gòu)性能 可獲得比鑄鋼更薄而復(fù)雜的鑄件 ， 物件中殘余內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形較鑄鋼小 。 對(duì)冷卻速度敏感性大 ， 因此薄截面容易形成白口和裂紋 ， 而厚截面又易形成疏松 ， 故灰鑄鐵件當(dāng)壁厚超過(guò)其臨界值時(shí) ， 隨著壁厚的增加其力學(xué)性能反而顯著降低 。 流動(dòng)性好，對(duì)缺口明暗行銷(xiāo)，表面光潔 ， 因而加工余量比鑄鋼小 ， 表面加工質(zhì)量不高對(duì)應(yīng)力極限不利影響小 。 小震性高 ， 常用來(lái)作承受振動(dòng)的機(jī)座 。 不允許用于長(zhǎng)時(shí)間在 250℃ 溫度下工作的零件 。 不同截面上性能較均勻 ， 適于作要求高、而截面不一的較為厚的鑄件 。 鑄件 的結(jié)構(gòu)要素 鑄件的最小壁厚 鑄件 的 最小壁厚 跟鑄造方法不同 可 分為兩種情況 。 砂型 鑄造 ， 當(dāng)鑄件尺寸 是 0～ 200 200 時(shí) 最小尺寸為 5～ 6mm ； 當(dāng)鑄件尺寸 是 200 200～ 500 500 時(shí) 最小尺寸為 6～ 10mm ； 當(dāng)鑄件尺寸 大于 500 500 時(shí) 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 最小尺寸為 15～ 20mm 。 金屬型 鑄造 ， 當(dāng)鑄件尺寸 是 0～ 70 70 時(shí) 最小尺寸為 4mm ； 當(dāng)鑄件尺寸是 70 70～ 150 150 時(shí) 最小尺寸為 5mm ； 當(dāng)鑄件尺寸 是 大于 150 150 時(shí) 最小尺寸為 6mm 。 鑄件 外壁、內(nèi)壁與筋的厚度 表 91 外壁、內(nèi)壁與筋的厚度 單位 ： mm 零件重量 最大 尺寸 外壁厚度 內(nèi)壁厚度 筋的厚度 零件舉例 0～ 5 300 7 6 5 蓋 、 拔叉 、 杠桿 、 端蓋 6～ 10 500 8 7 5 蓋 、 門(mén) 、 軸套 、 支架 11～ 60 750 10 8 6 蓋 、 箱體 、 罩 、 托架 61～ 100 1250 12 10 8 蓋 、 箱體 、 油缸體 101～ 500 1700 14 12 8 油盤(pán) 、 蓋 、 壁 、 帶輪 501～ 800 2500 16 14 10 箱體 、 床身 、 輪緣 801～ 1200 3000 18 16 12 小立柱 、 箱體 、 滑座 鑄件的最小 鑄孔 一般情況下 對(duì)于灰鑄鐵構(gòu)件最小鑄孔大小 當(dāng) 其 大量生產(chǎn)時(shí) 最小鑄孔為 12～15mm ； 當(dāng) 其 批量 生產(chǎn)時(shí) 最小鑄孔為 15～ 30mm ； 當(dāng) 小批、單件 生產(chǎn)時(shí) 最小鑄孔為30～ 50mm 。 當(dāng) 不透圓孔最小容許鑄造孔徑應(yīng)比上述值大 20％ ， 矩形或方形孔其短邊要大于表中值 20％ ， 而不透 矩形或方形孔則要大 40％ 。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39