【正文】 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)。因此選擇2ZX負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)（﹤0）的行星輪系，其嚙合方式為NGW型。傳動(dòng)功率P不限。 表21行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型與傳動(dòng)特點(diǎn)序號(hào)傳動(dòng)類(lèi)型傳動(dòng)簡(jiǎn)圖傳動(dòng)比范圍傳遞功率P合理范圍/kw傳動(dòng)效率η值特點(diǎn)及應(yīng)用按基本構(gòu)件分按嚙合方式分一2ZX負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)（）NGW代號(hào)：=~13推薦值=3~9P值不限=~效率高，體積小，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適合于任何工況下的大小功率的傳動(dòng)，工作制度不限，可作為減速、增速、差速裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速高時(shí)行星輪產(chǎn)生很大的離心力作用于軸承上，因此，應(yīng)用受到一定限制。三WW代號(hào)：i=1~2 ==1/2P≤60當(dāng)a（或b）輪固定時(shí)，滾動(dòng)軸承η==~具有差動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解。四2ZX負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)（）WW代號(hào)：基本上不用于傳遞動(dòng)力，短期工作時(shí)P≤20。傳動(dòng)比大，效率低，制造安裝不便，主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)臂X輸出時(shí)，當(dāng)＞某一值后，傳動(dòng)將產(chǎn)生自鎖。適用于短期間斷工作的傳動(dòng)，轉(zhuǎn)臂X為輸出件時(shí)，當(dāng)＞某一值后，傳動(dòng)將產(chǎn)生自鎖。特點(diǎn)同5，但由于它具有（）少齒差的雙內(nèi)嚙合傳動(dòng)。轉(zhuǎn)臂X為輸出件時(shí)，當(dāng)＞某一值后，傳動(dòng)將產(chǎn)生自鎖。結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比范圍較大，制造安裝較復(fù)雜，適用于短期、間斷工作的中、小功率的動(dòng)力傳動(dòng)。八3Z型NGWN[3Z(Ⅱ)]=60~500 推薦值=64~100短期工作，P≤120； 長(zhǎng)期工作，P≤10=~結(jié)構(gòu)更緊湊，制造安裝較七更方便。用于短期間斷工作最合理。九NGWN[3Z(Ⅲ)]傳遞較小功率時(shí)，≤500，推薦值=20~100=~ 效率隨傳動(dòng)比增加而降低基本與八相同十ZXV型N(ZX V)=10~100短期工作P≤100漸開(kāi)線齒形：=~ 擺線針輪 =~結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小，齒形易加工，但行星輪軸承徑向力較大?！啊北硎荆ǎ┡c（）旋轉(zhuǎn)方向相反。根據(jù)相對(duì)傳動(dòng)比 可變化為： (35)再由公式（32）可得 (36)。∵由公式（37）得∴轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速再由公式 可得行星輪c的相對(duì)轉(zhuǎn)速為： 因?yàn)樾行驱X輪傳動(dòng)的各輪齒數(shù)由傳動(dòng)比來(lái)分配，而為本設(shè)計(jì)所提供的電機(jī)軸端齒數(shù)=12，由可得，即 特性參數(shù)p與給定的傳動(dòng)比有關(guān)，p值必須合理的選取。如果p值太大，可能會(huì)使得的值很大；或使得的值很小。為了不過(guò)分的增大其外形尺寸，故的值不能很大。另外p的值接近于1也是不允許的，因?yàn)檫@樣會(huì)使行星輪c的尺寸太小，一般取p=3~8。由同心條件可以求得行星輪c的齒數(shù)為：。因?yàn)轳R達(dá)齒輪軸在整個(gè)行星輪傳動(dòng)中作為中心輪與三個(gè)行星輪相互嚙合，因?yàn)閲Ш戏绞绞峭鈬Ш希僭O(shè)該齒輪經(jīng)過(guò)變位，根據(jù)齒輪計(jì)算公式：綜上可得：因?yàn)殡姍C(jī)齒輪軸已定，故齒輪模數(shù)為因此 太陽(yáng)輪a的分度圓直徑為：行星輪c的分度圓直徑為：中心輪b的分度圓直徑為：轉(zhuǎn)臂x的回轉(zhuǎn)半徑為： 齒頂高：外嚙合 內(nèi)嚙合 已知太陽(yáng)輪a的齒頂圓直徑求變位系數(shù)為：由可知太陽(yáng)輪a采用的是負(fù)變位，因此齒輪b、c采用正變位，而齒輪a、b、c三者之間的變位關(guān)系為：，由此可得齒頂高：外嚙合內(nèi)嚙合因此 行星輪c的齒頂圓直徑為：中心輪b的齒頂圓直徑為：齒根高 外齒輪 外齒輪 內(nèi)齒輪太陽(yáng)輪a的齒根圓直徑為：行星輪c的齒根圓直徑為：中心輪b的齒根圓直徑為：在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，根據(jù)給定的傳動(dòng)比來(lái)分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)的主要任務(wù)之一。此外還要考慮到與其承載能有有關(guān)的其他條件。在本設(shè)計(jì)的2ZX(NGW)型行星齒輪傳動(dòng)中，其各輪齒數(shù)與傳動(dòng)比之間的關(guān)系式為：因此滿足傳動(dòng)比為8的要求。為了使各行星輪不產(chǎn)生相互碰撞，必須保證它們齒頂之間在其連心線上有一定間隙，即兩相鄰行星輪的頂圓半徑之和應(yīng)小于其中心距L。由行星輪c齒頂圓直徑 由【式312】可得故滿足鄰接條件。同心條件同心條件就是由中心輪a、b與行星輪c的所有嚙合齒輪副的實(shí)際中心距必須相等。對(duì)于非變位或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)，其同心條件為：因?yàn)?，因此滿足同心條件。為此各輪的齒數(shù)還要滿足安裝條件。根據(jù)行星齒輪傳動(dòng)的安裝要求，可得：，其中C為正整數(shù)。即所選的a、b齒輪的齒數(shù)滿足行星輪系的安裝要求。本設(shè)計(jì)所選取的2ZX(A) 型行星輪傳動(dòng)可以分解為ac外嚙合齒輪副和cb內(nèi)嚙合齒輪副[見(jiàn)圖32]. 圖32因?yàn)樵搨鲃?dòng)屬于低速傳動(dòng)，采用壓力角，精度等級(jí)為7級(jí)。查《行星齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得行星輪效率計(jì)算公式：其中為損失系數(shù)，且。式中 ——為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪a與行星輪c之間的嚙合損失， ——為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪b與行星輪c之間的嚙合損失。式中 ——齒輪副中小齒輪齒數(shù) ——齒輪副中大齒輪齒數(shù) ——嚙合摩擦因數(shù)，一般取；若齒面進(jìn)行跑和，可取，本設(shè)計(jì)中取。 ——端面重合度。式中 ——軸承的摩擦力矩， ——軸承的轉(zhuǎn)速，r/min ——輸出軸的轉(zhuǎn)矩， ——輸出軸的轉(zhuǎn)速，在計(jì)算行星輪摩擦損失系數(shù)時(shí)，上式中的軸承轉(zhuǎn)速表示行星輪的相對(duì)轉(zhuǎn)速，即，當(dāng)轉(zhuǎn)臂x的轉(zhuǎn)速很大時(shí)，在確定行星輪軸承的摩擦力矩時(shí)應(yīng)考慮離心力的影響，即行星輪上的載荷F不僅有嚙合作用力，還有離心力的作用。所以輸入功率為：η=P在圓柱齒輪傳動(dòng)中，若忽略齒面間的摩擦力的影響，其法向作用力可分解成三個(gè)分力，又因?yàn)?，該齒輪為直齒圓柱齒輪，因此齒輪螺旋角，法面壓力角，故三個(gè)分力如下：切向力徑向力軸向力（2）行星輪c受力分析因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)選擇的行星輪系為2ZX型行星輪系，其行星輪的數(shù)目為3個(gè)，且均勻分布的分布于中心輪之間，因此基本構(gòu)件（中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂x）對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零，于是有以下結(jié)論：在轉(zhuǎn)矩作用下行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)中各構(gòu)件都處于平衡狀態(tài)，因此各構(gòu)件作用力等于反作用力。為求得兩個(gè)構(gòu)件上的平行力的比值，應(yīng)須先知道他們對(duì)第三個(gè)力的力矩。因?yàn)樾行禽喌臄?shù)量為3個(gè)，載荷均布，因此只需分析和計(jì)算其中一套即可。m為行星輪數(shù)目 因?yàn)橹行妮哸作為太陽(yáng)輪同時(shí)又是電機(jī)軸，因此中心輪a所傳遞的轉(zhuǎn)矩即為電機(jī)轉(zhuǎn)矩。由于齒輪材料及其熱處理是影響齒輪承載能力和使用壽命的關(guān)鍵因素，也是影響齒輪生產(chǎn)質(zhì)量和加工成本的主要條件。2齒輪材料的選用太陽(yáng)輪和行星輪采用硬齒面，以提高承載能力，減低尺寸，內(nèi)齒輪用軟齒面（便于切齒，并使道具不致迅速磨損變鈍）。4. 行星齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度校核 行星齒輪傳動(dòng)常見(jiàn)的失效形式在行星齒輪傳動(dòng)中，各齒輪輪齒較常見(jiàn)的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損和輪齒折斷。若齒面接觸應(yīng)力超過(guò)材料的接觸持久極限，則齒輪在載荷的多次重復(fù)作用下，齒面表層產(chǎn)生細(xì)小的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展，是表層金屬微粒剝落形成疲勞點(diǎn)蝕。提高齒面硬度，減小齒面粗糙度，提高潤(rùn)滑油黏度和接觸精度，以及進(jìn)行合理的變位均能提高齒面抗點(diǎn)蝕能力。故開(kāi)式齒輪的失效形式是齒面磨損和輪齒折斷。裂紋逐漸擴(kuò)展，最終致使輪齒產(chǎn)生疲勞折斷，輪齒因短時(shí)過(guò)載或沖擊過(guò)載而引起的突然折斷，稱之為過(guò)載折斷。齒面磨料磨損是由于輪廓間相對(duì)滑動(dòng)的存在，如果有硬的屑粒進(jìn)入輪齒工作面間，則將產(chǎn)生磨料磨損。本設(shè)計(jì)中的太陽(yáng)輪便是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，由于它處在輸入軸上，且同時(shí)與幾個(gè)行星輪相嚙合，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多，承受載荷較大，工作條件較差。內(nèi)嚙合齒輪副的接觸應(yīng)力一般比外嚙合齒輪副要小得多。所以在設(shè)計(jì)低速重載的行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，合理的提高齒輪彎曲強(qiáng)度。而在行星輪傳動(dòng)中，輪齒折斷具有很大的破壞性。所以，在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，合理的提高輪齒的彎曲強(qiáng)度，增加其工作可靠性是非常重要的。赫茲應(yīng)力是齒面間應(yīng)力的主要指標(biāo)，但不是產(chǎn)生點(diǎn)蝕的唯一原因。齒面接觸強(qiáng)度校核時(shí)，取節(jié)點(diǎn)和單對(duì)齒嚙合區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的接觸應(yīng)力中的較大值，而大齒輪和小齒輪的許用接觸應(yīng)力要分別計(jì)算。式中，“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合。動(dòng)載系數(shù) 考慮齒輪制造精度、運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)齒輪內(nèi)部附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)，其近似值可根據(jù)小齒輪相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的節(jié)點(diǎn)線速度和齒輪精度由《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【圖66】查得。傳動(dòng)精度系數(shù)C可按下式計(jì)算，即 （44）式中 ——齒距極限偏差，；《幾何精度控制技術(shù)》得：因?yàn)辇X輪精度為7級(jí)，齒輪a、b、c的分度圓直徑分別為、所以單個(gè)齒距極限偏差。該系數(shù)主要與齒輪加工誤差、箱體軸孔偏差、嚙合剛度、大小輪軸的平行度、跑和情況、齒寬系數(shù)和行星輪數(shù)目等有關(guān)。因此初選與之相嚙合的行星輪c的齒寬為40mm，則中心輪b的齒寬為：mm。它與輪齒制造誤差（特別是基節(jié)誤差）、受載后輪齒變形、齒廓修形、重合度和跑和效果等因素有關(guān)。行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) 考慮各行星輪間載荷分配不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。因?yàn)?，且由于是中速輕載，故沒(méi)有均載機(jī)構(gòu)。根據(jù)得到的各齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限以及齒輪精度等級(jí)7級(jí)，查《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【圖719】可得：，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響，的值可按下式計(jì)算：式中 ——端面壓力角，； ——基圓螺旋角，； ——端面嚙合角，； 式中，“+”用于外嚙合，“”用于內(nèi)嚙合。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所選用的齒輪為直齒圓柱齒輪，因此螺旋角為零。 因此對(duì)于嚙合齒輪副a、c，查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【圖69】可得嚙合齒輪副a、c的=；對(duì)于嚙合齒輪副c、b，查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【圖69】可得嚙合齒輪副c、b的=。的值可按下式計(jì)算，即對(duì)于常用齒輪材料組合的值可由查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【表610】得到，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所選用的齒輪材料皆為合金鋼。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所選用的齒輪皆為直齒圓柱齒輪，因此可由《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中公式計(jì)算得到。確定各系數(shù)試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 某種材料的齒輪經(jīng)長(zhǎng)期重復(fù)的持續(xù)載荷作用后（通常不小于次），齒面不出現(xiàn)進(jìn)展性點(diǎn)蝕時(shí)的極限應(yīng)力。值可由齒輪的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)得到。圖中的值是試驗(yàn)齒輪的失效概率為1%時(shí)的齒輪接觸疲勞極限。因?yàn)樘?yáng)輪a選擇的材料為20CrMnTi，滲碳后淬火，查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【圖614】可得.因?yàn)橹行妮哹選擇的材料為30CrMnSi，調(diào)質(zhì)處理。查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【圖613】可得最小安全系數(shù)， 考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)。如果齒輪工作要求長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，可靠性要求較高；齒輪傳動(dòng)一旦失效可能造成較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失或安全事故，安全系數(shù)應(yīng)取較大值。本設(shè)計(jì)中所涉及的變速箱用于電動(dòng)微車(chē)，因此要求一般可靠性查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》【表611】得，；。它與一對(duì)相嚙合的齒輪的材料、熱處理、直徑、模數(shù)、吃面粗糙度、節(jié)線速度及使用的潤(rùn)滑劑等有關(guān)。當(dāng)齒輪在變載荷工況下工作時(shí)，可近似按名義載荷乘以使用系數(shù)來(lái)校核其強(qiáng)度。對(duì)于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，查書(shū)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表613可知，對(duì)于本設(shè)計(jì)中所選用的2ZX（NGW）型行星齒輪傳動(dòng)的ac嚙合齒輪副而言，由可得太陽(yáng)輪a的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：行星輪c的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：對(duì)于嚙合齒輪副cb，查表可得，行星輪c的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：