【正文】 .............. 38 低速級(jí)行星架的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .................................... 38 減速器箱體設(shè)計(jì) ................................................... 39 結(jié) 論 .................................................................... 41 致 謝 .................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ................................................................. 43 附錄 A ................................................................... 44 附錄 B ................................................................... 45 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前 言 1 研究該行星齒輪減速器的目的、意義 減速器作為獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)元部件，齒輪減速器在各行各 業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。 山東交通學(xué)院 2020屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目： 40KW 二級(jí)行星齒輪減速器 設(shè)計(jì) 院 (系 )別 工程機(jī)械系 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)械 071 班 學(xué) 號(hào) 070611134 姓 名 楊模尖 指導(dǎo)教師 韓 鷹 二○一一年 六 月 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 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)，因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車(chē)、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門(mén)均獲得了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)便是基于這些特點(diǎn)對(duì)行星齒輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先通過(guò)比較各種類(lèi)型的行星齒輪的特點(diǎn)，確定其方案；其次根據(jù)相應(yīng)的輸入功率、輸出速度、傳動(dòng)比進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)與整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。當(dāng)今，世界減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，總的發(fā)展趨勢(shì)是六高、兩低、兩化。由于應(yīng)用范圍極廣，其產(chǎn)品必須按系列化進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于制造和滿(mǎn)足不同行業(yè)的選用要 求。國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。 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。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。因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車(chē)、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門(mén)均獲得了廣泛的應(yīng)用。其行星齒輪減速器的承載能力不斷的提高，以德國(guó) DEMAG 的一種行星減速器為例，承載能力已高達(dá) 54600KW，對(duì)應(yīng)的輸出軸最大轉(zhuǎn)矩約為 ，最大傳動(dòng)比已達(dá) 5000。 2）低速重載方面，國(guó)外行星減速器生產(chǎn)已由系列產(chǎn)品發(fā)展到接受各種特種、特殊用途訂貨的大型減速器，重量有的達(dá) 100t 左右，如法國(guó)雪鐵龍（ Citroen）公司，據(jù)資料介紹可生產(chǎn)用于水泥磨、榨糖機(jī)、礦山設(shè)備的行星減速器，重量可達(dá) 50125t；德國(guó)法倫達(dá)（ Flender）公司，曾為我國(guó)徐州淮海水泥廠水泥磨配套生產(chǎn)了重量達(dá) 72t，輸出轉(zhuǎn)矩為 ；日本宇都興產(chǎn)公司生產(chǎn)了一臺(tái) 3200KW， i=720/480，輸出轉(zhuǎn)矩 T=。主要在礦山機(jī)械、起重運(yùn)輸、輕工化工、船舶工業(yè)、工程機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等設(shè)備上。輸入最高轉(zhuǎn)速不超過(guò) 1500r/min，質(zhì)量 ，傳動(dòng)比 i=2020，最大輸出轉(zhuǎn)矩為 。我國(guó)于 1984 年又頒布了 NGWS（由弧齒錐齒輪與行星齒輪組合的垂直傳動(dòng)）、 NGWZ（由圓柱齒輪與行星齒輪組 合的平行軸傳動(dòng)）、 NGWL（立式行星齒輪）三十派生系列的標(biāo)準(zhǔn)。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 1 行星齒輪傳動(dòng)概論 行星齒輪傳動(dòng)的定義 當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，如圖所示。 bcxaOcOO 圖 行星輪系 Epicyclic gear trains 分類(lèi)：照傳動(dòng)類(lèi)型可分為齒輪減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)和行星齒輪減速機(jī)；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速機(jī)；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機(jī)、 圓錐齒輪減速機(jī)和圓錐－圓柱齒輪減速機(jī)；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開(kāi)式、分流式和同軸式減速機(jī)。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分： 1）齒輪、軸及軸承組合； 2）箱體； 3）減速器附件。 并通過(guò)計(jì)算分析，確定行星輪系齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和軸、行星架的各項(xiàng)參數(shù)，校核齒輪的接觸和彎曲強(qiáng)度；完成內(nèi)外嚙合齒輪、軸、行星架的設(shè)計(jì)計(jì)算 及相關(guān)幾何尺寸 。 （ 2）圖紙部分：二級(jí)行星齒輪減速器裝配圖一張，零件圖三張。 周轉(zhuǎn)輪系的選擇 周轉(zhuǎn)輪系的類(lèi)型很多，按其基本構(gòu)件代號(hào)可分為 2ZX、 3Z和 ZXF 三大類(lèi) (其中 Z— 中心輪 )。按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動(dòng)形式，如 NGW 型、 NW 型、 NN型、 WW 型、 ZUWGW 型、 NGWN 型、 N 型等（其中 N— 內(nèi)嚙合， W— 外嚙合， G— 公用齒輪， ZU— 錐齒輪）。 楊模尖： 40KW 二級(jí)行星齒輪減速器設(shè)計(jì) 6 表 行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型與傳動(dòng) 特點(diǎn) Plaary gear transmission types and transmission characteristics 傳 動(dòng) 類(lèi) 型 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 傳 動(dòng) 特 性 應(yīng)用特點(diǎn) 類(lèi) 組 性 傳動(dòng)比 范圍 傳動(dòng)比推薦 值 傳遞功 率 KW 2ZX 負(fù) 號(hào) 機(jī) 構(gòu) NGW ~ ibaX = ~ 9 不限 廣泛地用于動(dòng)力及輔助傳動(dòng)中，工作制度不限，可作為減速、增速和差速裝置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小、工藝性好、效率高；然而傳動(dòng)比較小。所以 NGW 型成為動(dòng)力傳動(dòng)中應(yīng)用最多、傳遞功率最大的一種行星傳動(dòng)，并根據(jù)所給的條件總的傳動(dòng)比為 12，輸出功率為 40KW 左右，且要求兩級(jí)減速。 楊模尖： 40KW 二級(jí)行星齒輪減速器設(shè)計(jì) 8 3 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及傳動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì) Actuating limbs design 工作條件及要求 該裝要求傳輸功率為 40KW 左右，總傳動(dòng)比為 12 左右，單向傳送 ,有輕微沖擊，三班制工作 (每天工作 24 小時(shí) ),使用期限 5年 (每年按 300天計(jì)算 )。 表 電機(jī)主要參數(shù) Motors main parameters 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 型號(hào) 額定功率 /KW 轉(zhuǎn)數(shù) (r/min) 定子電流 /A 效率 % 功率因數(shù) 重量 Kg Y200L4 45KW 1475 91 310 聯(lián)軸器的選擇與校核 本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)與減速器間的聯(lián)軸器選用彈性注銷(xiāo)聯(lián)軸器，由電機(jī)型號(hào) Y200L4查得電機(jī)輸出軸直徑為 60mm，伸出長(zhǎng)為 140mm，由于聯(lián)軸器兩端孔徑有一定的范圍，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用 HL4 型彈性注銷(xiāo)聯(lián)軸器，其許用公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為 ，許用轉(zhuǎn)速為4000r/min。 配齒數(shù) 1）高速級(jí) 按非變?yōu)閭鲃?dòng)要求選配齒數(shù)，查【 2】表 32 可選配成 32?aZ 70?bZ 19?cZ 實(shí)際傳動(dòng)比 ????????abbax ZZii 2）低速級(jí) 12 ??? ?ii bax 查【 2】表 32可選配 成 23?aZ 22?bZ 67?cZ 實(shí)際傳動(dòng)比 9 1 3 2367111 ????????? abbax ZZii 總傳動(dòng)比 1 3 8 7 ???? ???iii 故滿(mǎn)足傳動(dòng)比條件。 表 齒輪材料及性能 Gear material and performance 齒輪 材料 熱處理 б Hlim (N/mm2) б Flim (N/mm2 ) 加工精度 太陽(yáng)輪 onr MMC20 滲碳淬火 5862HRC 1500 420 6級(jí) 行星輪 內(nèi)齒輪 42 orMC 調(diào)質(zhì)283323HBS 780 300 7級(jí) 高速級(jí)部分齒輪的計(jì)算 1初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) （ 1）按齒面接觸強(qiáng)度初算太陽(yáng)輪 1a 的分度圓直徑 1d 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 用【 2】式（ 66）進(jìn)行計(jì)算，式中系數(shù) AK 、 ?HK 、 d? 、 HPK 如表 所示。 楊模尖： 40KW 二級(jí)行星齒輪減速器設(shè)計(jì) 12 表 接觸強(qiáng)度有關(guān)系數(shù) Contact strength relevant coefficients 代號(hào) 名稱(chēng) 說(shuō)明 取值 mK 算式系數(shù) 直齒輪 FpK 行星輪間載荷 分配系數(shù) 1 .31)1 .5 (K1K HPFP ??? ?FK 綜合系數(shù) 查【 2】表 65高精度 1FaY 齒形系數(shù) 查書(shū)【 2】圖 6222 1FaY 因?yàn)?Flim? 取 Flim1? 和21F2lim YFaaF Y? 中的較小值 21F2lim YFaaF Y? = 4 2 7 2 0 ??? 則 Flim? =則齒輪模數(shù)： 7 8 3 2l i m21 1FaFPF1 ??? ??????? ? Fdm zkm ?? ㎜ 取模數(shù) m=3mm 則 96332d ???? mz aa ㎜ ?d ㎜，故取 96a?d ㎜ 3?m ㎜ 因 ? ? ?????aca㎜ ， ? ? ?????bca㎜，顯然 bcac aa ，滿(mǎn)足非變位同心條件，故取嚙合中心距 39。 (3)幾何 尺寸計(jì)算 按【 2】表 42標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算公式進(jìn)行其幾何尺寸計(jì)算，各齒輪副的幾何尺寸結(jié)果列于表 。? 得 3 231 8 0s ???? ? （單位：㎜） 滿(mǎn)足條件 2） 同心條件 由 cab ZZZ ????? 192 32702 知滿(mǎn)足同心條件 3） 安裝條件 3437032 ?? （整數(shù)） 故滿(mǎn)足條件 3 嚙合效率計(jì)算 由【 2】表 51中公式（ 1）進(jìn)行計(jì)算，即 ???ppbax ??? 11 為了方便計(jì)算，這里僅考慮 齒輪副的嚙合磨損， 已知 3270 ??? abZZp 取 ?mf 其嚙合損失系數(shù) ??? ??? mamb ?? 由公式 ???????? ??21112 ZZf m?? ? 得 ???ma ???mb 所以 0 3 1 8 1 0 6 2 1 2 ????? 所以高速級(jí)得傳動(dòng)效率為 9 7 3 1 8 8 7 1 8 7 ??????? bax?? 低速級(jí)部分齒輪的計(jì)算 初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) （ 1）按齒面接觸強(qiáng)度初算太陽(yáng)輪 2a 的分度圓直徑 1d 用【 2】式（ 66）進(jìn)行計(jì)算，式中系數(shù) AK 、 ?HK 、 d? 、 HPK 如表 所示。1 ???? ??pp Kw 取齒式聯(lián)軸器的效率為 ?? 則 低速級(jí)輸入功率 39。 表 接觸強(qiáng)度有關(guān)系數(shù) Contact strength relevant coefficients 代號(hào) 名稱(chēng) 說(shuō)明 取值 mK 算式系數(shù) 直齒輪 FpK 行星輪間載荷 分配系數(shù) 1 .0 7 51)1 .5 (K1K HPFP ??? ?FK