【正文】 對(duì)于行星架的節(jié)點(diǎn)線速度和齒輪精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 108 查取動(dòng)載荷系數(shù) ?VK —小齒輪 的速度，v1z m/????ndv——齒向載荷分布系數(shù)按表行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（饒振剛編著）表 68?HK計(jì)算。 .)/(???bdbH?——彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù):表征齒面上載荷不均勻的程FK度對(duì)輪齒強(qiáng)度的影響。?FSY齒根許用彎曲應(yīng)力為機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 28 頁(yè) 共 63 頁(yè))(lim????FXRrelTlSTFPSY???輸入齒根彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)為 ??FPS? 第三級(jí)直齒圓柱齒輪強(qiáng)度校核材料選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度 56～60HRC，查閱手冊(cè)，選取，MPa150lim?H?Pa480lim?F?輸入軸轉(zhuǎn)矩 ，?查手冊(cè)選取齒寬系數(shù) ?d?計(jì)算齒寬為 m2022???b取 m1952?Bm201?B小齒輪受到轉(zhuǎn)矩 ????iT齒輪參數(shù)各系數(shù)確定如下：使用系數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版教材表 102（濮良貴編寫(xiě)）齒輪箱所處環(huán)境為嚴(yán)重沖擊狀況，故取 ?AK——?jiǎng)虞d系數(shù)：考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)輪齒內(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)于行星架的節(jié)點(diǎn)線速度和齒輪精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 108 查取動(dòng)載荷系數(shù) ?VK機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 29 頁(yè) 共 63 頁(yè)， 為小齒輪的線速度m/????ndv v由于齒輪選取為 6 級(jí)精度，故根據(jù)表 106 近似取 ?VK——齒向載荷分布系數(shù)；考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸?HK應(yīng)力影響的系數(shù)。對(duì)于輪齒修形后使其接觸情況良好的齒輪副；或經(jīng)過(guò)仔細(xì)跑合后使載荷沿齒向均勻分布，則可取 =1。表中精度等級(jí)為齒輪第Ⅲ公差組精度。??????——彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù):表征齒面上載荷不均勻的?FK程度對(duì)輪齒強(qiáng)度的影響。?FSY齒根許用彎曲應(yīng)力為 )(lim????FXRrelTlSTNFPSYY???——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)；NT——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，采用行星齒輪傳動(dòng)的 時(shí)，取SY limF?=2；T——相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)；Rrel——相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)；relTY?機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 32 頁(yè) 共 63 頁(yè)——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)；XY——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，查表行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)饒振剛編著FS書(shū)中，表 611， =齒根彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)為 ??FPS?由上述校核可知，該傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案基本符合強(qiáng)度要求，切實(shí)可行。機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 33 頁(yè) 共 63 頁(yè)6 主要構(gòu)件設(shè)計(jì)選用與計(jì)算 輸入軸的設(shè)計(jì)與校核（1） 初步計(jì)算輸入軸的最小尺寸,選取軸的材料為 40CrNi，調(diào)制處理260～290HBS， 取 ，于是得MPa10~9?b?Pa650?s???0=此處考慮軸的材料為 40CrNi，故初步選擇軸的直徑為 250mm，以減少齒輪箱的尺寸。脹緊連接的主要用途是代替單鍵和花鍵的連接作用，以實(shí)現(xiàn)機(jī)件與軸的連接，用以負(fù)荷，其功能在使用中分脹緊與鎖緊兩大類。當(dāng)承受負(fù)荷時(shí)，7Z10靠脹緊套與機(jī)件的結(jié)合力及相伴產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩、軸向力或兩者的復(fù)合載荷。安裝脹套的軸和孔的加工不像過(guò)盈配合那樣要求高精度的制造公差。且調(diào)整方便，可以將輪轂在軸上方便地調(diào)整到所需位置。機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 34 頁(yè) 共 63 頁(yè)2) 脹套的使用壽命長(zhǎng)，強(qiáng)度高。3) 脹套連接在超載時(shí)，將失去連接作用，可以保護(hù)設(shè)備不受破壞。根據(jù)安裝負(fù)荷大小，還可以多個(gè)脹套串聯(lián)使用。由于脹套能把較大配合間隙的軸轂結(jié)合起來(lái)，拆卸時(shí)將螺栓寧松，即可使被連接件容易拆開(kāi)。（2） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，其軸的應(yīng)力 ??????=??^2+(????)^2??= /( =^2+(229200)^2^3) ??????前已選定軸的材料為 40CrNi（調(diào)質(zhì)） ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 151查得 ，故安全。并根據(jù)最小軸徑 ，查機(jī)械手冊(cè)初步選取標(biāo)準(zhǔn)調(diào)心滾子軸承型號(hào)為 1222。圖 （1） 行星輪心軸強(qiáng)度計(jì)算作用在心軸上的載荷按均布載荷計(jì)算，則最大彎矩為 )/(2max ??????lFqlMt心軸的彎曲應(yīng)力為 ?? ???????d 行星輪軸承壽命計(jì)算 m93280133W/C26 ???BDd： 其 基 本 尺 寸 為 ：采 用 軸 承 類 型 為 ,942?Cr行星架轉(zhuǎn)速為。其軸承寬度 B=52mm，參照工作要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承，根據(jù)其基本尺寸確定 ；而m18??Ⅶ—VIId。已知齒輪輪轂的寬度為 205mm，為了使軸套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。I?l ??Ⅰ ?Ⅱ = 圓柱齒輪傳動(dòng)中間齒輪軸設(shè)計(jì)（1）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 42CrMo，調(diào)制處理 260～290HBS， ， 。因軸承既受軸向力，又受徑向力，所以選用圓錐滾子軸承。根據(jù)最小軸徑 ，查機(jī)械手冊(cè)選用初步選取標(biāo)準(zhǔn)角接觸球軸承型號(hào)為7224C。故最小軸徑為 120mm。其軸承寬度 B=40mm，參照工作要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí) 7224C 的角接觸球軸承，根據(jù)其基本尺寸確定 ；m12??Ⅶ—VIId而 。m120?Ⅶ—VIlⅡⅠ ?l②右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行定位。因此取 。?25??VIl③取安裝齒輪處的軸段 IIIⅣ的直徑 ；齒輪左端與左軸承135?Id之間采用套筒定位。m20??Il④因?yàn)檩S段 V—Ⅵ處是齒輪軸段，故 lIV1⑤考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承的寬度 40mm 后，在留出 2mm 的墊片可以得到 =42mm，至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。按 查手冊(cè)得平鍵截面Id?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，由輪轂寬度再參考鍵的長(zhǎng)度系列，m1832??hb取鍵長(zhǎng) L=110mm，略小于輪轂寬度。（5）確定軸上圓角和倒角尺寸參考手冊(cè)，取軸端倒角為 ，各軸肩處得圓角半徑為 R=2mm。已知 n= r/min，軸徑 d=120mm，溫度低于 100℃，有輕微沖擊，預(yù)計(jì)壽命 。?=50000 ?軸承的各力的計(jì)算公式：將力 在法面內(nèi)分解沿徑向的分力，周向的分力????以及和軸向的分力，各力的計(jì)算如下； N， =,????=2??1/??1=????=????tan????/cos??????=????????????=??.因?yàn)榻墙佑|球軸承，所以軸向力為 N，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷????=知軸承的 ，查表，有中等沖擊，取 。??= ??1=按公式 61???=10660???(??1????? )??得：???=10660???(?????????)??= 10660()3=97122???39。同理，根據(jù)同樣的計(jì)算，其他軸承也符合要求 GB/T27694 也合用。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ?????TKAca式中 —工作情況系數(shù)，考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大，選用 =。m。m172?L（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案，本設(shè)計(jì)的裝配方案在前面已經(jīng)分析，現(xiàn)選用如圖 25 所示的裝配方案圖 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配（3）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 41 頁(yè) 共 63 頁(yè)①取 VIIⅧ段的直徑 ；此處軸輸出后與電動(dòng)機(jī)直接相連，考m78??VId慮聯(lián)軸器的的長(zhǎng)度，現(xiàn)取 。因軸承主要受徑向力和少量軸向力作用，而且要求輸平穩(wěn)，可以承受較大徑向載荷，選取深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)，查機(jī)械手冊(cè)中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí) 7218C，m90??VId其基本尺寸為 m30169???BDd③由于 ，由于此段軸與安裝齒輪處的軸相鄰，其需加一個(gè)套90??VId筒對(duì)齒輪和軸承進(jìn)行定位，為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般比輪轂長(zhǎng)度短 23mm，故取 。由手冊(cè)上查得型軸承 7218C 定位軸肩高度h=6mm，因此，取 ?！?5 m140??IVl取軸段 I—II 處與軸段 VI—VII 處相同的軸承直徑，因此 ，○ 6 m90??Id由軸承工作的要求，已選擇的軸承型號(hào)為 7218C，0 基本游隙組，基本尺寸為 3169???BDd因此 ，又根據(jù)軸承安裝尺寸 、 ，m32??Il 8max?d102min?ad選擇 II—III 段直徑為 。ⅧⅦ ?l至此，已初步確定了輸出軸的各段直徑和長(zhǎng)度。m142??hb半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的67kH直徑尺寸公差為 m6。軸肩處的圓角半徑為 R=2mm 或R=。將其作用在軸上的零件分布力作為集中力，起作用點(diǎn)取為零件輪轂寬度的中點(diǎn)，并將其全部轉(zhuǎn)化到軸上，支點(diǎn)反力的作用點(diǎn)一般可近似地取在軸承寬度的中心上，以簡(jiǎn)化計(jì)算。m =??????1 Nm ????1=m扭矩 T T=3526N ???機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 44 頁(yè) 共 63 頁(yè)= = .??ca??^2+(∝??)^2??^2+(3526)^^3于是可以求得 ??ca=??????前已選定軸的材料為 40CrNi 鋼（調(diào)質(zhì)） ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 151 查得 ，故安全。浮動(dòng)用齒式聯(lián)軸器有雙齒和單齒兩種結(jié)構(gòu)。gL ?K圖 單齒聯(lián)軸器雙齒聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比單齒復(fù)雜，但是它可以使浮動(dòng)齒輪具有傾斜和徑向平移兩種運(yùn)動(dòng)可能，這有利于減小 值。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)太陽(yáng)輪直徑較大，所以本設(shè)計(jì)采用中心輪浮動(dòng)用雙齒聯(lián)軸器，其中輸入端齒就是太陽(yáng)輪。本設(shè)計(jì)采用一根空心軸定心，可以有效防止工作時(shí)因載荷變化造成傳動(dòng)中聯(lián)軸器的傾斜角過(guò)大，而增大齒面磨損和減少使用壽命。~0?j浮動(dòng)用齒式聯(lián)軸器，按其外齒軸套的輪齒在齒寬方向的截面形狀，又有直齒和鼓形齒之分。鼓形齒的允許傾斜角較大，一般可達(dá) 2176。所以本設(shè)計(jì)采用鼓形齒。直徑之間的配合一般采用 F8/h7，被浮動(dòng)齒輪為柔性????1????1輪緣是其配合間隙可略小些。齒側(cè)定心的好處是有自動(dòng)定心作用，有利于聯(lián)軸器的齒間載荷分布浮動(dòng)齒式聯(lián)軸器的失效形式主要是齒面的磨損和點(diǎn)蝕，斷齒的可能性較小，一般按齒面擠壓或接觸強(qiáng)度計(jì)算即可、輪齒的彎曲強(qiáng)度一般可不進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)需要具有很小的磨損等高要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低使用應(yīng)力或采取其他措施。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)的、單件生產(chǎn)和要求重量較輕的傳動(dòng)，一般采用焊接機(jī)體，反之在大批生產(chǎn)時(shí)，通常采用鑄造機(jī)體。鑄造機(jī)體應(yīng)盡量避免壁厚突變，減少壁厚差，以免長(zhǎng)生縮孔和疏松等鑄造缺陷。如 ZG5ZG45 等。本次設(shè)計(jì)機(jī)體設(shè)計(jì)為非標(biāo)準(zhǔn)件，其結(jié)構(gòu)圖在齒輪箱裝配圖里體現(xiàn)，由于工作環(huán)境惡劣，故選擇 ZG55。機(jī)體的強(qiáng)度和剛度計(jì)算很復(fù)雜，所以一般都是按經(jīng)驗(yàn)方法確定其結(jié)構(gòu)尺寸。對(duì)于重要的傳動(dòng)可取兩者中的較大值。其中包括正確地選擇潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油的使用維護(hù)等。 要起到上述作用以保證齒輪傳動(dòng)裝置能正常的工作，就要要求齒輪潤(rùn)滑劑具有合適的粘度、較高的承載能力‘良好的抗腐蝕性能，氧化安定性與熱氧化安全性、抗乳化性、抗泡沫性、防銹性、流動(dòng)性好、凝點(diǎn)低和使用安全等性能。行星齒輪箱由于散熱面積小，這就要求潤(rùn)滑油的極壓性能高，氧化安定性和熱穩(wěn)定性好。機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 48 頁(yè) 共 63 頁(yè)要求潤(rùn)滑油對(duì)油封、油漆以及軸承保持架具有良好的相容性。根據(jù)齒輪箱的低速級(jí)齒面接觸應(yīng)力和行星齒輪箱的使用工況選擇工業(yè)閉式齒輪潤(rùn)滑油的種類，見(jiàn)漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造表（105）根據(jù)前面計(jì)算的接觸齒面硬度的值可以選擇的齒輪油標(biāo)準(zhǔn)為 LCKD。將潤(rùn)滑油全部放掉，并用清洗油清洗減速器內(nèi)部，初次使用的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)合適的過(guò)濾后還可以重新使用。?在正常的工作條件下，應(yīng)在齒輪箱工作 8000h 后，或者連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 12 個(gè)月更換潤(rùn)滑油，如果延長(zhǎng)換油周期應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油定期檢驗(yàn)。清洗油一般是指粘度較低的潤(rùn)滑油。換油后應(yīng)使油循環(huán)一段時(shí)間，以便增速器內(nèi)各零件均涂上潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油在存放保管的過(guò)程中，必須把不同種類和不同牌號(hào)的油分開(kāi)，應(yīng)有明顯的標(biāo)志，油晶不允許露天存放，潤(rùn)滑油在進(jìn)廠后，應(yīng)對(duì)油品的主要的指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢，并且特別注意，不同廠家生產(chǎn)的潤(rùn)滑油不應(yīng)混用。行星增速器的功率損失主要是由齒面嚙合摩擦損耗、軸承摩擦損失、油的攪拌、飛濺損失等綜合引起的。在增速器制造者的選擇樣本上，除了給出額定功率外，還給出了減速器的熱穩(wěn)定功率，即熱功率。也有的給出的熱功率為:在自然冷卻的條件下，增速器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油溫度比環(huán)境高 20℃是的輸入功率。熱功率的選用原則是：如果增速器傳遞的功率實(shí)際傳遞的功率 P 大于該減速器的熱功率，就要使用外部潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻裝置。在自然冷卻條件下，增速器功率損耗產(chǎn)生的熱量可由下列方式散發(fā)，1）由齒輪箱表面通過(guò)對(duì)流于輻射散發(fā)到周圍環(huán)境中去：2)通過(guò)所聯(lián)接的零件傳向相鄰的構(gòu)件；外部潤(rùn)滑與強(qiáng)制冷卻，在工作中，增速器產(chǎn)生的熱量大于箱體表面排出的最大熱量是，行星增速器需要使用外部潤(rùn)滑系統(tǒng)與強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。此外，老師淵博的知識(shí)，樸實(shí)的作風(fēng)深深的感染了我。.在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，每一個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)都不是一帆風(fēng)順的，剛開(kāi)始就對(duì)行星齒輪箱的概念很模糊，不過(guò)經(jīng)過(guò)自己一步一步的設(shè)計(jì)下去，發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的課題也不是特別難，因?yàn)橐郧坝羞^(guò)設(shè)計(jì)減速器的基礎(chǔ)，所以在此次設(shè)計(jì)的過(guò)程機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 53 頁(yè) 共 63 頁(yè)中，軸、齒輪等零件的設(shè)計(jì)都