【正文】 保證相鄰兩行星輪的齒頂 不相碰 —— 鄰接條件 在行星傳動(dòng)中，為保證兩相鄰行星輪的齒頂不致相碰，相鄰兩行星輪的中心距應(yīng)大于兩輪齒頂圓半徑之和，如圖 61 所示 60 圖 61 行星齒輪齒間位置關(guān)系圖 可得 180l 2 s in ( ) ( )ow a gwadn?? ＞ 2 2 3l s in 6 0 3 9 mm ( ) 2oagzz?? ? ??? ()agd =d+2ah =17m 滿足鄰接條件。 對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng)，有： m/2(az + gz )=m/2(bz gz ) 得： 59 gz =bz az /2=6315/2=24 保證多個(gè)行星輪均布裝入兩個(gè)中心輪的齒間 —— 裝配條件 想鄰兩個(gè)行星輪所夾的中心 角 H? =2π /wn 中心輪 a 相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò) 1? 角， 1? 角必須等于中心輪 a 轉(zhuǎn)過(guò) ? 個(gè)（整數(shù)）齒所對(duì)的中心角， 即： 1? = 2az??? 式中 2π / az 為中心輪 a轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒（周節(jié)）所對(duì)的中心角。 57 第 6 章 行星減速器的計(jì)算與分析 行星齒輪減速器的 有關(guān)數(shù)據(jù) 使用地點(diǎn)：與曲軸連桿式液壓馬達(dá)輸出軸相連接的減速裝置； 傳動(dòng)比： pi = 輸入轉(zhuǎn)速 :n=1280r/min 輸入功率： P=150w 行星輪個(gè)數(shù)： wn =3 內(nèi)齒圈齒數(shù) bz =63 行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比和效率計(jì)算 行星齒輪傳動(dòng)比符號(hào)及角標(biāo)含義為： 齒輪 b固定時(shí)， 2K— H（ NGW）型傳動(dòng)的傳動(dòng)比 baHi 為 baHi =1Habi =1+bz /az 可得 Habi =1baHi =1pi == az =bz /baHi 1=63/=15 輸出轉(zhuǎn)速： Hn =an /pi =n/pi =1280/=500r/min 行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算： η =1|an Hn /(Habi 1) ? Hn / H? 58 H? = *H H Ha b B? ? ?? Ha? 為 a— g 嚙合的損失系數(shù)， Hb? 為 b— g 嚙合的損失系數(shù)， HB? 為軸承的損失系數(shù)， H? 為總的損失系數(shù)，一般取 H? = 按 an =1280 r/min、 Hn =500r/min、 Habi =21/5 可得 ? ? 128 0 5 001 | | 1 5 97 .98 %( 1 ) 4 .2 1 5 00HaHHab Hnnin?? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 傳動(dòng)比的要求 —— 傳動(dòng)比條件 即 baHi =1+bz /az 可得 1+bz /az =63/5=21/5= =baHi 所以中心輪 a和內(nèi)齒輪 b 的齒數(shù)滿足給 定傳動(dòng)比的要求。 所以把數(shù)據(jù)代入式 (316)可得 ?CA? 根據(jù)參考文獻(xiàn) 查得 40Cr 的許用彎曲應(yīng)力 CA?? ??? M P a70][ 1 滿足強(qiáng)度條件。 根據(jù)圖 33 可以確定 ??M ， ??T 。軸承轉(zhuǎn)速 m ?? nn ，指數(shù) 310?? 把以上公式代入式 (317)可以得到 NJ410 型軸承和 NJ228 型軸承的壽命為h206861 ?hL ， h528092 ?hL 大于所需求的使用壽命 20xx0h，所以軸承滿足使用要求。 54 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ??? DVDH FFP 42 5 9222 ??? DHAH FFP ?)(60106 PCnLh ? 式中 hL —— 軸承基本額定壽命， h ； C —— 軸承基本額定動(dòng)載荷， N ； n —— 軸承的轉(zhuǎn)速，； P —— 軸承的實(shí)際載荷， N ； ? —— 指數(shù)。 軸承的選擇以及校核 軸承的選擇 由曲軸連桿半徑可知曲軸上的圓錐滾子軸承內(nèi)徑 d０ ： d1≤ 2R－ 2e d1≤ 96mm 選取軸承內(nèi)徑 d1＝ 40mm，軸承代號(hào) 30326，外徑 100mm。 由式 51 可見(jiàn)，曲軸連桿的長(zhǎng)度 R+L 越長(zhǎng)，滑塊底瓦與偏心輪間的摩擦系數(shù) 2f 越小， ? 角就越小們可以減小球頭對(duì)柱塞的側(cè)向力。 11r O e nM F Rf ?? 53 式中 enf? — 滑塊底瓦處的當(dāng)量摩擦 系數(shù)，同樣有 ? ? ， 2f 為 滑塊底瓦與偏心輪間的摩擦系數(shù)，根據(jù)支撐摩擦形式選取。連桿球頭和滑塊底瓦的受力如圖 510所示。當(dāng)曲軸處于任意轉(zhuǎn)角 i? 時(shí)，連桿的擺角為 1? （見(jiàn)圖 59） 。 合理作用方向這一突跳變化，給徑向力的平衡方法帶來(lái)困難。 04′ 不平衡徑向力合力作用線方向變動(dòng)情況在圖 57 中。 4? =26176。 04′ 2? =9176。 在不同轉(zhuǎn)角位置徑向力的合力： 22P P P???? 合力作用方向： tan PP???? 以 ? ， 1? 和 ? 帶入，對(duì)上述 0~??? 間的五個(gè)不同轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行計(jì)算得到： 1 2 3 4 5 P P P P P r? ? ? ? ? 即隨轉(zhuǎn)角變化，作用在配流軸上的徑向力合理大小近似不變。 46 圖 55 配流軸位置示意圖 BED 上受均布高壓油 1P 作用， BC 密封面上壓力由 1P 到 2P 呈線性相抵， BC上任意 ? 角處的壓力 P′ ： 2111()2PP?????????????′ CAD 上的作用力： 2223124 1 1( 1 )12 2[ ( ) ] s i n s i n2PP r d P r d?? ?? ?? ? ? ? ? ?????? ?? ? ? ??? 2 2 21111{ c o s [ s i n ( ) s i n ] }2 2 2Pr ? ? ???? ? ? ? 47 221124 1 1()1 [ ( ) ] c o s c o s2PP r d P r d?? ????? ? ? ? ? ????? ? ?? ? ? ? ? ??? 3221111{ s i n [ c o s c o s ( ) ] }2 2 2Pr ??? ??? ? ? ? ? 56 所示位置， 4 號(hào)缸進(jìn)入排油，這時(shí)， 1 缸進(jìn)入高壓油， 3 缸排油。 AED 上受均布高壓油 1P 作用， AED 密封面上壓力仍由 1P 到 2P 呈線性變化， CAD 上液壓作用力 111 1122 1 12 12() 2si n [ 1 ] si nP P r d P r d?? ? ?? ?? ????? ? ? ????? ? ??? ? ??? 11112[c o s s in ]22Pr ????? 11211222 1 11() 2si n [ 1 ] si nP P r d P r r d????? ????? ? ? ?????? ??? ? ? ??? 44 11 sin 2Pr ??? 3．配流軸處于圖 54 位置所示： 圖 54 配流軸位置示意圖 配流軸密封長(zhǎng)度中點(diǎn)連線 EF 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 12? 角，這是仍為 1 缸進(jìn)油， 3缸排油。 假設(shè)配流窗口對(duì)應(yīng)的中心角為 1? ，則 AD 上任意 ? 角處的壓力為： 11 1()2[1 ]PP ????????′ 這里以積分法求徑向力及其作用方向?？梢哉J(rèn)為，在泄露長(zhǎng)度上，壓力是由 1P 到 2P 呈線性變化，假定馬達(dá)回油壓力1P =0。 AED 42 密封面上存在著由 1P 到 2P 的間隙泄露。 配流軸密封凸肩重點(diǎn)的連線為 EF。下面將對(duì)五缸馬達(dá)配流軸的幾個(gè)不同轉(zhuǎn)角位置，進(jìn)行單位寬度上的徑向力分析，得到徑向力隨著變化的一般規(guī)律。對(duì)不同的密封方法及平衡結(jié)構(gòu)，沿配流軸的徑向力將有不同的軸向分布。在一般工藝條件下，厚度不超過(guò) ，許用比壓為 420kgf/ 2mm 。 [P]— 材料的許用比壓。 k? — 許用接觸應(yīng)力 推薦： 2(2 5 0 ~ 3 0 0 ) [ / ]k H R C k g f m m? ? 連桿底面的比壓計(jì)算： 22 [ ] [ / ]FP P k g f m mbl? ? ≤ 式中 b— 連桿底面與曲軸的接觸寬度。 12122EEE EE? ? 對(duì)于鋼： 621 2 .1 1 0 /E kg f m m?? 對(duì)于鑄鐵： 622 1 .6 1 0 /E kg f m m?? 1r — 連桿球頭曲率半徑。 鋼對(duì)鑄鐵 [P]=500~ 560kgf/ 2mm (球頭 HRC≈ 60) 鋼對(duì)鑄鐵 [P]=800~ 1000kgf/ 2mm (球頭 HRC≈ 50~ 60) 40 若活塞球窩的直徑設(shè)計(jì)成比連桿球頭直徑稍大，這種情況下需計(jì)算球鉸出的接觸應(yīng)力。 A— 連桿球面支持表面在垂直于作用力方向上的投影面積 [ 2mm ]。馬達(dá)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，慣性已經(jīng)不起主要作用，使馬達(dá)本身固有的脈動(dòng)在輸出中顯示出來(lái)，這是低速爬行之一。因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用奇數(shù)柱塞數(shù)，理論上柱塞數(shù)愈多，馬達(dá)的脈動(dòng)率愈小，但綜合考慮結(jié)構(gòu)尺寸、制造工藝等因素，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用 z=，偏心距與連桿的比值越小，脈動(dòng)率越小，以后將會(huì)看到，當(dāng)連桿長(zhǎng)度無(wú)限大，演變?yōu)槲暹B桿的靜力平衡馬達(dá)時(shí)，脈動(dòng)率越小。曲軸連桿的尺寸與結(jié)構(gòu)式影響脈動(dòng)率 的主要因素。 當(dāng) i0 ??≤ ≤ 時(shí) 2()c o s( ) sin ( 2 )22 2 c o s2 sin2iiiMPKAe??? ???? ?? ????? ????? （ 48） 當(dāng) i0 ??≤ ≤ 2 時(shí) 2()3c os( )sin( 3 2 )22 2 c os2 sin2iiiMPKAe??? ???? ?? ????? ????? （ 49） 同樣，當(dāng) 2i ???或 32i ???時(shí)，存在 maxiM? ，對(duì)五缸馬達(dá)可得到： 35 m in22()1 .6 1 82 si n2iMMAePAe?????? 0i?? 或 2i??? 時(shí)，存在 miniM? ，對(duì)五缸馬達(dá)可得到： 22()1 .5 0 3c o ssin22 2 c o s2 sin2iMMnAeKAe?????? ??????????? 由式 （ 48） 和式 （ 49） 可繪得壓力隨轉(zhuǎn)角變化曲線如圖 48 所示，它與轉(zhuǎn)速 ( ) ( )iinf??? 曲線完全相同。 瞬時(shí)壓力及其脈動(dòng)率 單作用的曲軸連桿式液壓馬達(dá)，對(duì)于恒扭矩的外負(fù)載，在輸入流量恒定的情況下，由于角排量隨轉(zhuǎn)角 i? 的不斷變化，輸入馬達(dá)的壓力必隨之有相應(yīng)的變化，形成壓力的脈動(dòng)。 當(dāng) i0 ??≤ ≤ 時(shí) ()c o s( ) sin ( 2 )22 2 c o s2 sin2iiiQnKAe? ?? ??? ?? ????? ????? （ 46） 當(dāng) i0 ??≤ ≤ 2 時(shí) () 3c os( ) si n( 3 2 )22 2 c os2 si n2iiiQnKAe? ?? ??? ?? ????? ????? （ 47） 2i ??? 或 32i ??? 時(shí)，存在 maxiM? ，所以在 P， Q 一定的情況下，對(duì)五缸馬達(dá)可得到： m in() sin2iAenAe? ??? 0i?? 或 2i??? 時(shí)，存在 miniM? ，對(duì)五缸馬達(dá)可得到： 33 () 1 .5 0 3c o s sin22 2 c o s2 sin2inAeKAe? ??? ??????????? 由公式 （ 46） 和 （ 47） 可繪得轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)角的變化曲線，如圖 47所示，它與角排量脈動(dòng)曲線不同之處在于，當(dāng) 0i?? 或 2i??? 時(shí)，角排量為最小值時(shí)，轉(zhuǎn)速為最大值，而當(dāng) 2i ???或 32i ???時(shí)，角排量為最大值時(shí)，轉(zhuǎn)速具有最小值。 圖 46 z=5 曲軸連桿式液壓馬達(dá)的扭矩變化曲線 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及其脈動(dòng)率 轉(zhuǎn)速時(shí)馬達(dá)的輸出特性之一，排量脈動(dòng)已經(jīng)系統(tǒng)的輸入流量和外負(fù)載的慣性大小，都將影響轉(zhuǎn)速脈動(dòng)?？梢钥闯觯c角排量的脈動(dòng)曲線完全相同。的情況下，可以令 sin 2??? ∴ 2(1 c o s ) 2 s in 2M ???? ? ?