【正文】 力，但應(yīng)力集中不大，不必校核。 2）根據(jù)雙內(nèi)嚙合行星輪變速器具體結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)的輸出軸與內(nèi)齒圈裝成一體。 最小直徑 =60mm 右端用軸端定位，安裝端蓋。 初步確定軸端直徑 由前得輸出軸上 =， =， T=5KN m 求作用在齒輪上的力（ 2KH型）（參見(jiàn)文獻(xiàn) [4]13453 受力分析與強(qiáng)度計(jì)算） 齒輪分度圓直徑 = *m=236mm 分度圓切向力 =2T/d= 徑向力 = tan = 法向力 = /cos = 表 軸常用幾種材料的 []T? 及 0A 值 軸的材料 [ ]/T MPa? 0A 235 20QA? 、 15～ 25 149～ 126 27535Q 、 20～ 35 125～ 112 45 25～ 45 126～ 103 40 35Cr SiMn、 35～ 45 112～ 97 按表 選取，軸的輸入端直徑及軸的最小直徑： = = 式 (） 又因?yàn)榇硕伍_(kāi)有鍵槽，對(duì)于直徑 100d mm? 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 5%～ 8%取初選 =60mm。具體參數(shù)見(jiàn)表 材料 熱處理 毛坯直徑 mm 硬度HB 抗拉強(qiáng)度 b? 屈服點(diǎn)s? 彎曲疲極限 1?? 扭轉(zhuǎn)疲勞極限1?? 許用靜應(yīng)力p?? 許用疲勞應(yīng)力p?? 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 40Cr 調(diào)調(diào)質(zhì) 100～300 229～269 700 500 320 185 280 177～213 低速軸（輸出軸）的設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。對(duì)軸的強(qiáng)度、剛度和其他機(jī)械性能等的要求，采用熱處理方式，同時(shí)考慮制造加工工藝，并力求經(jīng)濟(jì)合理，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)選擇軸的材料。 各種熱處理如高頻淬火、滲碳、氧化、氰化以及表面強(qiáng)化處理如噴丸、滾壓 等對(duì)提高軸的抗疲勞都有著顯著的效果。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，最常用的是 45 鋼。而對(duì)剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件的裝配的困難等。 軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力的計(jì)算兩方面。 齒輪 4 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 齒輪 齒輪 1 3. 軸的設(shè)計(jì) 軸的用途和分類 軸是組成機(jī)器的主要零件之一，一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件如齒輪、蝸輪重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 等 ,都必須安裝在軸上才能驚醒運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。齒輪尺寸設(shè)計(jì)滿足實(shí)際要求。? 嚙合中心距 A 2 分度圓直徑 d 244 248 232 236 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 齒頂圓直徑 ad 252 256 240 244 齒輪寬度 B 45 45 45 45 驗(yàn)算重合度 ?? 跨齒數(shù) k 4 4 4 4 強(qiáng)度校核 漸開(kāi)線少齒差行星傳動(dòng)為內(nèi)嚙合傳動(dòng)，又采用正角度變位，其齒面接觸強(qiáng)度與齒根彎曲強(qiáng)度均提高，且齒面接觸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于齒根彎曲強(qiáng)度，同時(shí)又是多齒對(duì)嚙合，所以內(nèi)外齒輪的接觸強(qiáng)度可不進(jìn)行驗(yàn)算及滿足要求 (參見(jiàn)文獻(xiàn) [2]第九章少齒差行星齒輪傳動(dòng)第 6 節(jié)齒輪強(qiáng)度計(jì)算 )。 由上面的選取和計(jì)算得出雙聯(lián)齒輪各項(xiàng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 所示。 幾何參數(shù)計(jì)算 由表 確定：壓力角 20?? 模數(shù) m=4 1z=61， 2z=62 中心距： m（） /2=2mm 取中心距 =2mm 分度圓直徑： ==244mm =248mm 齒頂高： =*m=4mm 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 齒輪寬度： = * =45mm 取 =45mm =45mm 第一內(nèi)齒輪副 =58, =59 中心距： m（） /2=2mm 取中心距 =2mm 分度圓直徑： ==232mm =234mm 齒頂高： =*m=4mm 齒輪寬度： = * =45mm 取 =45mm =45mm 由于現(xiàn)今的各種機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)大都編寫(xiě)了利用計(jì)算機(jī)編制的少齒差內(nèi)嚙合齒輪副的參數(shù)表，所以根據(jù)參考文獻(xiàn) [4]選擇參數(shù)并計(jì)算齒輪幾何尺寸，校核各項(xiàng)限制系數(shù)只有特殊情況才會(huì)應(yīng)用。因此要求齒輪的厚度很小，通常取 d? =～ ，本設(shè)計(jì)中取 ?d? 。硬齒面齒輪傳動(dòng)具有較強(qiáng)的齒面抗點(diǎn)蝕能力，故先按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。所以，少齒差傳動(dòng)的模數(shù)通常是按彎曲強(qiáng)度決定的。 內(nèi)齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度 HRC=48~55,查得齒輪的彎曲極限應(yīng)力 lim2 =850Mp? 。 表 一齒差內(nèi)齒輪副幾何尺寸及參數(shù) （其中， m=4， 20?? ， =） /mm 模數(shù)的確定 根據(jù) 2KH（ I）型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在偏心軸上安裝兩個(gè)行星輪，則一個(gè)行星輪上的轉(zhuǎn)矩輸入滾動(dòng)軸承效率，外齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)，硬度 HBS=241~286。一般情況下可直接從現(xiàn)成的參數(shù)表中選取所需的參數(shù)。1 1 2 2( 1 2 ) [ ( t a n t a n ) ( t a n t a n ) ] 1a a azz? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?.4 所以齒輪 3 4 不需要配合。于是 = 39。1 1 2 2( 1 2 ) [ ( t a n t a n ) ( t a n t a n ) ] 1a a azz? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?.4 所以齒輪 1 2 不需要配合。于是 = 39。39。 齒輪變位系數(shù) 變位系數(shù)需滿足方程式： 39。? 也減小，有利于提高效率。 當(dāng)齒形角 20?? 時(shí)，齒頂高系數(shù)。 齒輪齒數(shù)的確定 根據(jù)內(nèi)齒輪 (2KH)（ I）型傳動(dòng)特點(diǎn)，齒數(shù)差 1dZ? ，傳動(dòng)比的計(jì)算公式4 1 4 1 4 2 3()xi z z z z z z??和齒輪差計(jì)算公式 2 1 4 3dz z z z z? ? ? ?得出齒輪 2z 的計(jì)算式? ? ? ?224( 1 2) [ 4 1 ]d c d c d c xz z z z z z z i? ? ? ? ? ?（錯(cuò)齒數(shù) 2 4 1 3 0cz z z z z? ? ? ? ?）計(jì)算出 2，并取整得出各齒輪齒數(shù)如表 所示。因此為了得到較大的傳動(dòng)比，希望齒數(shù)差小，一般取齒數(shù)差為 1dZ? ，動(dòng)力傳動(dòng) 2dZ? 。一般1～ 4 稱為少齒差， dZ =0 稱為零齒差。 在漸開(kāi)線步齒差行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了避免步齒差內(nèi)齒輪副輪齒間的各種干涉現(xiàn)象，在確定少齒差內(nèi)齒輪副輪齒幾何參數(shù)時(shí)，一般從漸開(kāi)線少齒差內(nèi)齒輪副幾何參數(shù)表中選取或根據(jù)手冊(cè)中給定的一系列公式計(jì)算確定 但這組幾何參數(shù)選的合適與否．即輪齒間是否存在干涉現(xiàn)象，要等到這對(duì)齒輪加工出來(lái)并進(jìn)行實(shí)際嚙合傳動(dòng)后才能確定。 3）由于行星齒輪傳動(dòng)采用了對(duì)稱分流的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，有利于提高傳動(dòng)效率。 初步選用電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速 =750r/min，經(jīng)過(guò)輸入齒輪 的傳動(dòng)形成調(diào)速( : =1:3) = = 得 =250r/min 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求得變速器變速范圍為 ~： 傳動(dòng)比 i= 取 i=1142 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比，當(dāng)它們的零件材料和機(jī)械性能、制造精度、工作條件等均相等時(shí)，行星齒輪具有自身的特點(diǎn)： 1）體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞功率大、承載能力高。 我國(guó)還將開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)用于電牽引采煤機(jī)牽引，運(yùn)行試驗(yàn)表明新型采煤機(jī)性能良好。 90 年代英國(guó)已研制成功 300kW 的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，用于刮板輸送機(jī)，效果很好。 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 對(duì)于本課題我們選取開(kāi)關(guān)磁阻齒輪無(wú)極調(diào)速電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速器的調(diào)速，電機(jī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) SRD 是近年來(lái)一種逐漸走進(jìn)了市場(chǎng)的新型電機(jī)，該電機(jī)有著有別于其他電機(jī)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，因此逐漸成為市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的主要方向，是目前與鍋爐用鏈條爐排變速箱搭配組合的理想電動(dòng)機(jī)。 4）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。過(guò)大的備用功率回事電動(dòng)機(jī)功率降低，對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率表數(shù)將變壞，并使電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高。 2）根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動(dòng)頻率程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)的功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。具有兩對(duì)中心距相同的內(nèi)嚙合齒輪副和雙聯(lián)行星齒輪，內(nèi)齒輪輸出。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 二 .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 變速器結(jié)構(gòu)型的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求變速器選用 2KH 型 NN 型少齒差行星輪結(jié)構(gòu)。也有的齒輪僅作為中轉(zhuǎn)站，一邊與主動(dòng)輪嚙合，另一邊與從動(dòng)輪嚙合，動(dòng)力從它那里通過(guò)。繞自己軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 為 自轉(zhuǎn) 。 近 20 多年來(lái)，尤其是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù) 水平的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過(guò)我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展。然而，自20 世紀(jì) 60年代以來(lái)，我國(guó)才開(kāi)始對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。 世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和俄羅斯等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分 重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動(dòng)性能，傳動(dòng)功率轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星傳動(dòng)技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動(dòng)、行星齒輪變速傳動(dòng)和微型行星齒輪傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代化的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。 2 .發(fā)展概況 行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承 載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，這些已被我國(guó)越來(lái)越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。 目前，少齒差變速器在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，還存在一些問(wèn)題，如輸出機(jī)構(gòu)重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 精度要求較高，對(duì)大功率變速器無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一些計(jì)算方法和圖表還很不完善等等。變速器的種類雖然很多，但普通的圓柱齒輪變速器的體積大、結(jié)構(gòu)笨重；普通的蝸輪變速器在大的傳動(dòng)比時(shí)，效率較低；行星變速器雖能滿足以上提出的要求，但其成本較高，需要專用設(shè)備制造；而漸開(kāi)線少齒差行星變速器不但基本上能滿足以上提出的要求，并可用通用刀具在插齒機(jī)上加工，因而成本較低。 本次設(shè)計(jì)題目是研究和設(shè)計(jì)適用于我國(guó)鍋爐特點(diǎn)的、體積小、重 量輕、操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣的鍋爐用鏈條爐排變速器。而漸開(kāi)線少齒差行星齒輪變速器不但基本上能滿足以上提出的要求，并可以用通用刀具在插齒機(jī)上加工，因而成本較低。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，機(jī)械化和自動(dòng)化水平的不斷提高各工業(yè)部門(mén)