優(yōu)秀設(shè)計3Z型行星齒輪減速器設(shè)計摘要：這次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是根據(jù)課題做一個行星齒輪減速器。通過比較，選用3Z(II)型行星齒輪減速器。本次設(shè)計要完成的主要內(nèi)容：確定傳動方案傳動方案的確定包括傳動比的確定和傳動類型的確定。設(shè)計計算每級傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，大致包括：傳動比的分配、傳動系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)計算、傳動零件的設(shè)計、軸的設(shè)計計算與校核、軸的選擇與計算、鍵連接的選擇與計算、箱體的設(shè)計、潤滑與密封的選擇和傳動裝置的附件說明等。裝配圖以及各零件圖的設(shè)計。通過本次設(shè)計，可知行星齒輪減速器有著體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動效率高等特點，但由于行星齒輪減速器傳動比大，力矩就比其它減速器結(jié)構(gòu)小，行星齒輪減速器自鎖角大止退性差而不適合啟動用。關(guān)鍵詞：行星齒輪減速器設(shè)計計算傳動方案指導(dǎo)老師簽名：Thedesignof3ZplanetarygearreducerAbstract:Thecontentisbasedongraduatedesigntobeasubjectofplanetarygearreducer.Bycomparing,3(II)Planetarygearreducerisselected.Thedesignofthemainelementstobecompleted:DeterminethetransmissionschemeTransmissionschemeforthetransmissionratio,includingtheidentificationanddeterminationoftransmissiontype.DesigncalculationsTransmissionstructureofeachlevelofdesignandcalculation,generallyinclude:transmissionratioofthedistribution,kinematicsanddynamicscalculationoftransmission,transmissionpartsofthedesign,calculationandcheckofthedesignaxis,theaxisoftheselectionandcalculation,andcalculationofkeyconnectivityoptions,cabinetdesign,lubricationandsealingselectionandtransmissionofattachmentdescriptions.Assemblydrawingandthedesignofthepartdrawing.Throughthisdesign,knownplanetarygearreducerhasacompact,small,compactandfeaturetransmissionefficiency,butbecauseofplanetarygearreducertransmissionratio,torquetogearstructurethanothersmall,self-lockingplanetarygearreducerGreatangleandpooronlyretreatisnotsuitableforstarting.Keywords:PlanetaryGearReducerDesigncalculationsTransmissionschemeSignatureofSupervisor:目錄摘要IABSTRACT??????????????????????????????II緒論課題研究的背景和意義???????????????????????1行星齒輪減速器研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)?????????????????1本文研究的主要內(nèi)容????????????????????????43Z(II)型行星齒輪減速器裝置設(shè)計已知條件?????????????????????????????5設(shè)計計算?????????????????????????????5選取行星齒輪傳動的傳動類型和傳動簡圖??????????????5配齒計算????????????????????????????5初步計算齒輪的主要參數(shù)?????????????????????6嚙合參數(shù)的計算?????????????????????????7幾何尺寸計算??????????????????????????9裝配條件的驗算?????????????????????????12傳動效率的計算?????????????????????????13結(jié)構(gòu)設(shè)計????????????????????????????14齒輪強度驗算??????????????????????????22總結(jié)???????????????????????????????29參考文獻(xiàn)??????????????????????????????30致謝?????????????????????????????????31附錄?????????????????????????????????321．緒論1.1課題研究的背景和意義“十一五”期間我國將按照國家儲備與企業(yè)儲備相結(jié)合，以國家儲備為主的方針，統(tǒng)一規(guī)劃，分批建設(shè)國家戰(zhàn)略石油儲備基地。為了快速建立起我國獨立的石油儲備基地，根據(jù)我國國情石油儲備形式以大型工業(yè)油罐為主。在使用大型油罐進(jìn)行原油儲備的過程中，遇到最關(guān)鍵的問題就是油泥的問題，儲運重未經(jīng)提煉制的原油重平均約含2.2%的油泥，即對一個10萬立方的儲罐來說，灌滿原油后其中約有2200立方的油泥成點在油罐底部。如不及時清除，再次加入原油是油泥將繼續(xù)累積在一起，形成硬塊，為油罐的檢查及清洗增加困難。而且數(shù)量如此巨大的油泥存在于油罐底部，不經(jīng)減小油罐的有效儲存空間，降低儲存周期壽命，造成進(jìn)出閥的阻塞，而且較厚的油泥層使浮頂灌的浮頂不能不下降到底而引起浮頂傾斜，對儲油安全造成威脅。因此大型原油儲罐在建立時就必須增設(shè)油泥防止和消除系統(tǒng)，以增加油罐的儲油效率，提高儲油安全性，減小清灌難度。大型原油儲罐灌底油泥的防止和消除方法主要是在灌內(nèi)增加油泥的混合攪拌系統(tǒng)，使油泥破碎細(xì)化，便于通過管線輸出，我們選用了旋轉(zhuǎn)噴射攪拌器。但是，其噴嘴口徑相對于大型儲罐的直徑而言是很小的，噴嘴固定是射流束的攪拌范圍是有限的，于是，在旋轉(zhuǎn)噴射器入口處設(shè)置軸流渦輪，考循環(huán)油泵加壓后的原油流動帶動軸流渦輪高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的渦輪通過主軸帶動結(jié)構(gòu)上完全隔絕的傳動箱內(nèi)一系列的減速傳動使噴嘴緩慢旋轉(zhuǎn)，而且通過傳動箱內(nèi)有關(guān)參數(shù)的選擇來調(diào)節(jié)噴嘴旋轉(zhuǎn)的速度，是從噴嘴噴出的射流也隨之緩慢旋轉(zhuǎn)，射流可打擊到油罐底周向任一位置的油泥，實現(xiàn)徹底清除油泥，不留死角的功能?？梢?，旋轉(zhuǎn)噴射器中減速箱是工業(yè)油罐底油泥旋轉(zhuǎn)噴射混合系統(tǒng)中重要的一部分。高速旋轉(zhuǎn)的渦輪帶動噴水嘴低速的轉(zhuǎn)動，中間需要一個傳動比很大的減速器連接。行星齒輪減速器研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)行星齒輪傳動與普通定州齒輪傳動相比較，具有質(zhì)量小，體積小，傳動比大，承載能力大以及傳動平穩(wěn)和傳動效率高等優(yōu)點，這些已經(jīng)被我過越來越多的機械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動種均有效地利用了功率分流性和輸入，輸出地同軸性以及合理的采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動不僅適用于高速，大功率而且可用于低速，大轉(zhuǎn)矩的機械傳動裝置上。它可以用作減速，增速和變速傳動，運動的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中：這些功用對于現(xiàn)代機械傳動發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動在起重運輸，工程機械，冶金礦山，石油化工，建筑機械，輕工紡織，醫(yī)療器械，儀器儀表，汽車，船舶，兵和航空航天等工業(yè)部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于齒輪，軸，軸承及箱體組成的齒輪減速器，用于原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間，起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機械中應(yīng)用極為廣泛。20世紀(jì)末的20多年，世界齒輪技術(shù)有了很大的發(fā)展，鏟平發(fā)展的總趨勢是小型化，高速化，低噪聲，高可靠度。技術(shù)發(fā)展中最引人注目的是應(yīng)吃面技術(shù)，功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計技術(shù)。硬面齒輪技術(shù)到20世紀(jì)80年代在國外日趨成熟。采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件神探淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于IS01328-1975的6級，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的4倍，為軟齒面齒輪的5-6倍。一個中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量僅為軟吃面齒輪減速器的1/3左右。功率分支技術(shù)主要指行星及大功率齒輪箱的功率雙份及多分支裝置，如中心傳動的水泥磨主減速器，其核心技術(shù)是均載。模塊化設(shè)計技術(shù)隊通用和標(biāo)準(zhǔn)減速器旨在追求高性能和滿足用戶多樣化大覆蓋面需求的同時，盡量減少零部件及毛坯的品種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)，使零部件產(chǎn)生形成批量，降低成本，取得規(guī)模效益。其他技術(shù)的發(fā)展還表現(xiàn)在理論研究（如強度計算，修形技術(shù)，現(xiàn)代設(shè)計方法的應(yīng)用，新齒形，新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等）更完善，更接近實際；普通采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件；材料和熱處理質(zhì)量控制水平的提高；結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理；加工精度普遍提高到ISO的4-6級；軸承質(zhì)量和壽命的提高；潤滑油質(zhì)量的提高；加工裝備和檢測手段的提高等方面。這些技術(shù)的應(yīng)用和日趨成熟，使齒輪產(chǎn)品的性能價格比大大提高，產(chǎn)品越來越完美。如非常粗略地估計一下，輸出100Nm轉(zhuǎn)矩的齒輪裝置,如果在1950年時重10kg,到80年代就可做到僅為1kg。20世紀(jì)70年代至90年代初,我國的高速齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測繪仿制,技術(shù)引進(jìn)到獨立設(shè)計制造3個階段。現(xiàn)在我國的設(shè)計制造能力基本可滿足國內(nèi)生產(chǎn)需要,設(shè)計制造的最高參數(shù)：最大功率44MW，最高線速度168m/s，最高轉(zhuǎn)速67000r/min。我國的低速重載齒輪技術(shù),特別是硬齒面齒輪技術(shù)也經(jīng)歷了測繪仿制等階段,從無到有逐步發(fā)展起來。除了摸索掌握制造技術(shù)外，在20世紀(jì)80年代末至90年代初步推廣硬齒面技術(shù)過程中，我們還做了解決“斷軸”，“選用”等一系列有意義的工作。在20世紀(jì)70-80年代一直認(rèn)為是國內(nèi)重齒輪兩大難題的“水泥磨減速器”和“軋鋼機械減速器”可以說已完全解決。20世界80年代至90年代初，我國相繼制定了一批減速器標(biāo)準(zhǔn)，如ZBJ19004—88《圓柱齒輪減速器》ZBJ19026—90《運輸機械用減速器》和YB/T050—93《冶金設(shè)備用YNK齒輪減速器》等幾個硬齒面減速器標(biāo)準(zhǔn)，我國有自己只是產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，如YB/T079—95《三環(huán)減速器》。按這些標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的許多產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)到或接近國外同類產(chǎn)品的水平，其中YNK減速器較完整地吸取了德國FLENDER公司同類產(chǎn)品的特點，并結(jié)合國情做了血多改進(jìn)與創(chuàng)新。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如日本，德國，英國，美國和俄羅斯等，對行星齒輪傳動的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化，傳動性能，傳動效率，轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星齒輪傳動技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動，行星齒輪變速傳動和微型行星齒輪傳動等早已在現(xiàn)代化的機械傳動設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。行星齒輪顫動在我已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自20世紀(jì)60年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進(jìn)行了較深入，系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設(shè)計理論方面，還是在試制和應(yīng)用實踐方面，均有了較大的成就，并獲得了血多的研究成果。近十幾年來，計算機技術(shù)，信息技術(shù)，自動化技術(shù)在機械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了執(zhí)照也得傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)，敏捷執(zhí)照，智能執(zhí)照等先進(jìn)技術(shù)。形成了高精度，高效率的智能化圣餐先和計算機網(wǎng)絡(luò)化管理。在21世紀(jì)成套件機械裝備中，齒輪仍然是機械傳動的基本部件。由于計算機技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機械加工精度，加工效率大為提高，從而推動了機械傳動產(chǎn)品多樣化，整機配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀。CNC機床和工藝技術(shù)的發(fā)展，推動了機械傳動結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設(shè)計中的電子控制，液壓傳動，齒輪，帶鏈的混合傳動，將成為變速箱設(shè)計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設(shè)計中的學(xué)科交叉，將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。工業(yè)通用變速箱是指為各行業(yè)成套裝備及生產(chǎn)線配套的大功率和中小功率變速箱。國內(nèi)的變速箱將繼續(xù)淘汰軟齒面，向硬齒面，高精度，高可靠度軟啟動，運行監(jiān)控，運行狀態(tài)記錄，低噪聲，高的功率與體積比和高的功率與重量比的方向發(fā)展。中小功率變速箱為適應(yīng)機電一體化成套裝備自動控制，自動調(diào)速，多種控制與通訊功能的接口需要，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外型在相應(yīng)改變。矢量變頻代替直流伺服器驅(qū)動，已成為經(jīng)年中小功率變速箱產(chǎn)品追求的目標(biāo)。隨著我國航天，航空，機械，電子，能源及核工業(yè)等方面的快速發(fā)展和工業(yè)機器人等在各工業(yè)部門的應(yīng)用，我國在諧波傳動技術(shù)應(yīng)用方面已取得顯著成績。同時，隨著國家高新技術(shù)及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對諧波傳動技術(shù)產(chǎn)品的需求將更會更加突出。總之，當(dāng)今世紀(jì)各國減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢是向六高，二低，二化方面發(fā)展。六高即高承載能力，高齒面硬度，高精度，高速度，高可靠性和高傳動效率；二低即低噪聲，低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化，多樣化。減速器和齒輪的設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個國家的工業(yè)水平，因此，開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國有廣闊的前景。本文研究的主要內(nèi)容我的工作就是結(jié)合渦輪的輸入轉(zhuǎn)速，噴嘴所需要的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩等已知條件設(shè)計一個滿足要求的齒輪減速器1、選擇確定傳動方案傳動方案的確定包括傳動類型和傳動簡圖的確定。此次設(shè)計的減速器傳動比達(dá)到134，只有通過不斷地比較和分析去合理的選擇一種傳動方案，盡量降低減速器的體積和重量。2、設(shè)計計算每級傳動機構(gòu)的設(shè)計計算，都大致包括：傳動比的分配，傳動系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)計算，傳動零件的設(shè)計，軸的設(shè)計計算與校核，軸的選擇與計算，鍵連接的選擇與計算，箱體的設(shè)計，潤滑與密封的選擇和傳動裝置2?3Z(II)型行星齒輪減速器裝置設(shè)計已知條件設(shè)計某石油機械裝置所需配用的行星齒輪減速器，已知該行星傳動的輸入功率P=22KW，輸入轉(zhuǎn)速n=1500r/min，傳動比i=134，允許的傳動比偏差△ip=0.01,短11p期間斷的工作方式，每天工作16h,要求使用壽命8年；且要求該行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動功率較高。設(shè)計計算2.2.1選取行星齒輪傳動的傳動類型和傳動簡圖根據(jù)上述要求：短期間斷，傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊和外輪廓尺寸較小。據(jù)《行星齒輪傳動設(shè)計》個傳動類型的工作特點可知，3Z型適用于短期間斷的工作方式，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大。為了裝配方便，結(jié)構(gòu)更加緊湊，適用具有單齒圈行星齒輪的3Z(II)型行星齒輪傳動較合理，其傳動簡圖如圖1所示。圖1圖13Z(II)型行星齒輪減速傳動配齒計算根據(jù)3Z(II)型行星傳動的傳動比i值和按其齒輪計算公式可求得內(nèi)齒輪b，e

p和行星齒輪c的齒數(shù)z，z和z。考慮到該行星齒輪傳動的外輪廓尺寸較小，故選擇bec中心輪的齒數(shù)z=15和行星齒輪數(shù)目n=3。為了使內(nèi)齒輪b與e的齒數(shù)差盡可能小，ap即應(yīng)取z-z=n。再將z，n和i值代入公式，則的內(nèi)齒輪b的齒數(shù)Z為1z二一b1z二一b2+4zn(i一1)一(z+n)appap按以下公式可得內(nèi)齒輪e的齒數(shù)Z為ez=z+n=69+3=72ebp

因z-z=72-15=57為奇數(shù)，應(yīng)按如下公式求得行星輪c的齒數(shù)Z為eac1(z-z)-0.5=(72-15)-0.5=28ea2再按傳動比驗算公式驗算其實際的傳動比ib為aeib=

aez1ib=

aez1+-bz人az—e-zbh+69丫15人7272-69=134.4其傳動比誤差A(yù)i為i—ib1134—134.4A二——歸二=0.003<Aii134pp故滿足傳動比誤差的要求，即得該行星齒輪傳動實際的傳動比為ib=134.4.最后ae確定該行星傳動各齒的齒數(shù)為z=15，z=69,z=72和z=28.abec另外，也可根據(jù)傳動比i=134.4查表直接可得上述各輪的齒數(shù)。初步計算齒輪的主要參數(shù)齒輪材料和熱處理的選擇：中心輪a和行星輪c均采用20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度58-62HRC，取b=1400N/mm和q=340N/mm，中心輪a和行星齒輪cHlimFlim的加工精度6級；內(nèi)齒輪b和e均采用42CrMo,調(diào)質(zhì)硬度217-259HB，取q=780N/mmHmil和q=260N/mm，內(nèi)齒輪b和e的加工精度7級。Flim:TKKKY1AFyFp:TKKKY1AFyFpFa1m=KmFlimP現(xiàn)已知Z=15，q=340N/mm。小齒輪名義轉(zhuǎn)矩T=9549—=9549X1Flim1nnp122=46.68N?M；取算式系數(shù)K=12.1；查表取使用系數(shù)K=1.5；取綜合系數(shù)K3x1500mA吃=1.8,；去接觸強度計算的行星輪見在和分布不據(jù)黁系數(shù)K=1.2，由公式可得K=1+1.5(K-1)=1+1.5(1.2-1)=1.3；可查得齒形系數(shù)Y=2.67；查得齒寬系數(shù)*=0.6。則的齒輪模數(shù)為Fa1d

46.68x1.5x1.8x1.3x2.67<m=12.13=2.57(mm)0.6x152x340取齒輪模數(shù)m=3mm嚙合參數(shù)計算在三個嚙合齒輪副a-c、b-c和e-c中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a為a二mac2aJmbc2a=mec2i(z+z)=1x3(15+28)=64.5(mm)ac2(z-z)=1x3(69-28)=61.5(mm)bc2(z-z)=1x3(72-28)=66(mm)ec2由此可見，三個齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距不相等，且有a>a>a。因此，此行星ecacbc齒輪傳動不能滿足非變位的同心條件。為了使該行星齒輪既能滿足給定的傳動比i=134.4的要求，又能滿足嚙合傳動的同心條件，即應(yīng)使各齒輪副的嚙合中心距a'相p等，則必須對該3Z(II)型行星傳動進(jìn)行角度變位。根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)中心距之間的關(guān)系a>a>a，取選取其嚙合中心距為ecacbca'=a=66mm作為各齒輪副的中心距值。ec已知z+z=43，z-z=41和z-z=44，m=3mm，a'=66mm及壓力角a=20。，按acbcec公式計算該3Z(II)型行星傳動角度變位的嚙合參數(shù)。對各齒輪副的嚙合參數(shù)計算結(jié)果見表1。表13Z(II)型行星傳動嚙合參數(shù)計算項目計算公式a-c齒輪副b-c齒輪副e-c齒輪副中心距變動系數(shù)ya'一ay=my=0.5ay1.5b=y=0e嚙合角a'‘(a)aarccos—cosa=Ia'丿fa=ac=23。18'fa=bc28。53'a'=eca=20。ccacca變位系數(shù)和xx—Zs—Gnva'-inva)S=2tanax二0.5377Sacx二1.8377Sbcx二0(xec-x)12齒頂高變動系數(shù)AyAy=x—y=SAy=0.0337a7Ay二0.0337b7Ay=0e重合度818=2兀[z(tana-tanaJ土z(tana-tana必1a12a28二1.4016a8=1.480b8=e1.7374注：1.表內(nèi)公式的“土”號，外嚙合取“+”，內(nèi)嚙合取“-”rd）2.表內(nèi)公式的a為齒頂壓力角，且有a=arcos才aada確定各齒輪的變位系數(shù)x。TOC\o"1-5"\h\z（1）a-c齒輪副在a-c齒輪副中，由于中心輪a的齒數(shù)z=15<z=17,aminz+z=43>2z=34和中心距a=64.5mm<a'=66mm。由此可知，該齒輪副的變位目acminac的是避免小齒輪a產(chǎn)生根切、湊合中心距和改善嚙合性能。其變位方式應(yīng)采用角度變位的正傳，即x二x+x〉0Sacac當(dāng)齒頂高系數(shù)h*=1，壓力角a二20時，避免根切的最小變位系數(shù)x為amin17-1517=0.1176_17-z17-1517=0.1176x=amin17按如下公式可求得中心論a的變位系數(shù)x為ax=0.5axSx=0.5axSacz+z加a+Ax=0.50.5377-卷（°5377-0.0377幾0.08=0.2732>x=0.1176

min按如下公式可得到行星齒輪c的變位系數(shù)xcx=x-x=0.5377-0.2732=0.2645cSacaTOC\o"1-5"\h\z(2)b-c齒輪副在b-c齒輪副中，z=28>z=17,z-z=41>2z=34和cminbcmina=61.5mm<a'=66mm。據(jù)此可知，該齒輪副的變位目的是為了湊合中心距和改善嚙bc合性能。故其能變位方式也應(yīng)采用角度變位的正傳動，即x=x-x>0。Sbcbc現(xiàn)已知其變位系數(shù)和x二1.8377和x二0.2645,則可得內(nèi)齒輪b的變位系數(shù)為Sbccx=x+x二1.8377+0.2645二2.1022。bSbcc(3)e-c齒輪副在e-c齒輪副中，z>z,z-z=44>2z=34和cminecmina二a'=66mm。由此可知，該齒輪副的變位目的是為改善嚙合性能和修復(fù)嚙合齒輪ec副。故其變位方式應(yīng)采用高度變位，即x二x-x二0。則可得內(nèi)齒輪e的變位系Secec數(shù)為x二x二0.2645。ec幾何尺寸計算對于該3Z(II)型行星齒輪傳動可按下面計算公式進(jìn)行其幾何尺寸的計算。各齒輪副的幾何尺寸的計算結(jié)果見表2。表23Z(II)型行星齒輪傳動幾何尺寸計算項目計算公式a-c齒輪副b-c齒輪副e-c齒輪副變xx=0.27x=0.2645x=0.264511321x=2.10221x=0.2645位系x=xx數(shù)x2S1x2=0.262245分度d=mzd=45d=84d=8411111圓直d=mzd=207d=207d=216徑d22222基圓d=dcosad=42.2d=78.9342d=78.9342b11b1b1b1直徑d=dcosa862d=194.5164d=202.9736db22d=78.b2b2bb2

df內(nèi)嚙合d=d-2m(h*+C*-x)f11a1用插齒刀加工d二d+2a'f2a002d=78.087f1d=224.7126f2d=78.087f1d=225.0204f2注：1.表內(nèi)公式中，d0為插齒刀的齒頂圓直徑；a02為插齒刀與被加工齒輪之間的中心距。a0022?表中的徑向間徑Ae=2Ah*m，其中Ah*=7.6（1-x）2/J。aa2關(guān)于用插齒刀加工內(nèi)齒輪，起齒根圓直徑d的計算。f2已知模數(shù)m=3mm，插齒刀齒數(shù)z=25，齒頂高系數(shù)h*=1.25，變位系數(shù)x=0（中0a00等磨損程度）。試求被插制內(nèi)齒輪的齒根圓直徑d。齒根圓直徑d按下式計算，即f2d=d+2a'f2a002式中d——插齒刀的齒頂圓直徑；a0a'——插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中心距。02d=mz+2m（hr+x）=3x25+2x3（1.25+0）=82.5（mm）a00a00現(xiàn)對內(nèi)嚙合齒輪副b-c和e-c分別計算如下。mva02(1)b-c內(nèi)嚙合齒輪副(x=2.1022，z=69)

2b

2(x-x)mva02=2o+mvaz-zb069-25=2°1022-o)tan20°+inv20。=0.04968369-25查表得a'=29。廳02z-zcosa-69-25(b0,-1—2.cosa'丿022Iy02=cos20°J-y02=—1二1.7021cos29°17'丿加工中心距a'為02/z/z-z、'69-25a'=mb0+y—3+1.702102I202J<2J二71.1063(mm)按一下公式計算內(nèi)齒輪b齒根圓直徑為d二d+2a'=82.5+2x71.1063=224.7126mm（填入表2中）f2a002（2）e-c內(nèi)嚙合齒輪副（x=0.2645，z=72）2e

仿上，inva'=02—仿上，inva'=02—xzt20z一z20+inva2(0.2645-0)tan20。72-25+inv20。=0.019001查表得a'=21。37'02rcosaA72-25rcos20。A-1-1(cosa'丿、no丿2(cos21°37'丿二0.2534z-zy二一0022a'二02-z0+y202TOC\o"1-5"\h\zr72—25Aa'二02-z0+y202+0.2534二71.2602(mm)I2丿則得內(nèi)齒輪e的齒根圓直徑為d二d+2a'二82.5+2x71.2602二225.0204mm(填入表2中)f2a002裝配條件的計算對于所設(shè)計的上述行星輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件鄰接條件按如下公式驗算其鄰接條件，即<2afsinacacn將已知的d、a'和n值代入上式，則得acacp180。91.3608mm<2x66xsin-=114.3154mm3即滿足鄰接條件。同心條件按如下公式驗算該3Z(II)型行星傳動的同心條件，即z+zz-zz-zTOC\o"1-5"\h\z―ac=―bc=―eccosa'cosa'cosa'acbcec各各齒輪副的嚙合角為a'二23。18'、a'二28。53'、和a'二a二20。；且知z二15、acbcecaz=69、z=72和z=28。代入上式，即得bec15+2869-2872-28““二二=46.82cos23。18'cos28。53'cos20。則滿足同心條件。安裝條件11+11+按以下公式驗算其安裝條件，即得z+z15+69“/曲尊八ab==28(整數(shù))n3<pz+z69+72伯/葩呀、n3p所以，滿足其安裝條件。2.2.7傳動效率的計算由查表得到的幾何尺寸計算結(jié)果可知，內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑d'二222.1463mm大b于內(nèi)齒輪e的節(jié)圓直徑d'二216mm，即d'>d'，故該3Z(II)行星傳動的傳動功率耳b可ebeae采用如下公式進(jìn)行計算，即葉b=一ae1+0.98

ibae—1+p—1”xbe已知ib二134.4和p二z/z

aeb其嚙合損失系數(shù)=69/15=4.6屮x二屮x+屮xbembme”x和”x可按如下公式計算，即有mbme(1—1、zz丿cb屮x=2.3fmbm屮x=2.3fmem取齒輪的嚙合摩擦因數(shù)f二0.1，且將z、zmc(11)屮x=2.3X0.11一—一mb(2869丿和z代入上式，可得be=0.00488即有屮x=2.3X0.1(—-丄'me(2872丿=0.00502屮x二屮x+屮x=0.00488+0.00502=0.0099bembme所以，其傳動效率為葉b二——ae0.98134.41+4.6=0.80—1x0.0099可見，該行星齒輪傳動的效率較高，可以滿足短期間斷工作方式的使用要求。2.2.8結(jié)構(gòu)設(shè)計輸入端根據(jù)3Z(II)行星傳動的工作特點、傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先應(yīng)確定中心輪a的結(jié)構(gòu)，因為它的直徑d較小，所以，輪a應(yīng)該采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)型式；既將中心輪a與輸入軸連成一個整體。且按該行星的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n的初步估算輸入軸的直徑d，同時進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了便A于軸上零件的裝拆，通常將軸制成階梯形?？傊?，在滿足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡單，以便于加工制造。按公式0min>c0min>c=112322=27mm31500按照3%-5%增大，試取為30mm，帶有單鍵槽的輸入軸直徑確定為30mm，再過臺階d為36mm滿足密封元件的孔徑要求。軸環(huán)用于軸承的軸向定位和固定。可知d為1245mm，寬度為135mm。根據(jù)軸承的選擇確定軸肩d為52mm，d4為38mm。如附圖。34輸出端根據(jù)d>cJ—=112c：p=50mm0min\nyn帶有單鍵槽，與齒輪e同體相連作為輸出軸。取d為57mm，選擇16X10的鍵槽。1如附圖所示內(nèi)齒輪的設(shè)計內(nèi)齒輪b采用緊固螺釘與箱體連接起來，從而可以將其固定。其尺寸如上已算出，圖形如附圖。內(nèi)齒輪e采用齒輪軸設(shè)計，既將輪e與輸出軸連成一個整體。且按該輪的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n的初步估算輸出軸的直徑d,同時進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。總之，在e滿足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡單，以便于加工制造。轉(zhuǎn)臂的設(shè)計一個結(jié)構(gòu)合理的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)是外廓尺寸小，質(zhì)量小，具有足夠的強度和剛度，動平衡性好，能保證行星齒輪間的載荷分布均勻，而且具有良好的加工和裝配工藝。對于3Z（II）型中的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩的作用，也不是行星傳動的輸入或輸出構(gòu)件（此時它不是基本構(gòu)件），故采用雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂（其側(cè)板兩端無凸緣）。雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂，可采用連接板將兩塊側(cè)板連接在一起。整體式轉(zhuǎn)臂的毛皮是采用鍛造或焊接的范式得到的，即在其毛坯上已將兩側(cè)板與連接板制成一個整體。轉(zhuǎn)臂x中所需連接板得數(shù)目一般應(yīng)等于行星齒輪數(shù)np。壁厚為5=（0.2?0.3紜’=（0.2?0.3）x66=13.2?19.8mm取壁厚為15,其中a'為實際嚙合中心距。溝槽寬度為80mm。外圓直徑D沁2d=168mm，取外圓直徑170mm。如附圖所示。c轉(zhuǎn)臂X1上各行星齒輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心極限偏差f可按公式計算，先已知a高速級的嚙合中心距a=66mm，則得f<±83'a=±8366=0.0323（mm）a10001000取f=32.3pma各行星齒輪軸孔的孔距相對偏差51按公式計算，即5<（3?4.5）萬=（3?4.5）顱=0.0243?0.0366110001000取51=0.0300=30pm轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差e為孔距相對偏差51的12，即e沁1=15pmxx^2先已知低速級的嚙合中心距a=66mm，則得f<±=±=0.0323（mm）a10001000取f=32.3pma各行星齒輪軸孔的孔距相對偏差51按公式計算，即5<（3?4.5）萬=（3?4.5）殛=0.0243?0.0366110001000取51=0.0300=30pmAA轉(zhuǎn)臂XI轉(zhuǎn)臂XI的偏心誤差e為孔距相對偏差51x的!2，即=15pm箱體及前后機蓋的設(shè)計按照行星傳動的安裝類型的不同，則該行星減速器選用臥式不剖分機體，為整體鑄造機體，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，能有效多用于專用的行星齒輪傳動中，鑄造機體應(yīng)盡量的避免壁厚突變，應(yīng)設(shè)法減少壁厚差，以免產(chǎn)生疏散等鑄造缺陷。材料選為灰鑄鐵［7。］如附圖所示壁厚5二0.56KK4T>6mmtddK——機體表面的形狀系數(shù)取1tK——與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)的系數(shù)K取2.6ddT作用在機體上的轉(zhuǎn)矩d標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用螺釘?shù)倪x擇：大多緊固螺釘選擇六角螺釘。吊環(huán)的設(shè)計參照標(biāo)準(zhǔn)。通氣塞的設(shè)計參照設(shè)計手冊自行設(shè)計。以及油標(biāo)的設(shè)計根據(jù)GB1161-89的長形油標(biāo)的參數(shù)來設(shè)計。行星齒輪c采用帶有內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)，它的齒寬b應(yīng)當(dāng)加大；以便保證該行星齒輪c與中心輪a的嚙合良好，同時還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和e相嚙合。在每個行星輪的內(nèi)孔中，可以安裝兩個滾動軸承來支撐著。而行星齒輪軸在安裝到轉(zhuǎn)臂x的側(cè)板上之后，還采用了矩形截面的彈性擋圈來進(jìn)行軸向固定。由于該3Z型行星傳動的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩，也不是行星傳動的輸入或輸出構(gòu)件；而且還具有n二3個行星輪。因此，其轉(zhuǎn)臂x采用了雙側(cè)板整體式的結(jié)構(gòu)型式。p該轉(zhuǎn)臂x可以采用兩個向心球軸承支承在中心輪a的軸上。轉(zhuǎn)臂x上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距極限偏差f可按如下公式計算。現(xiàn)a已知嚙合中心距a'=66mm，則得f<±旦=±止=0.032(mm)a10001000取f二32pma各行星輪軸孔的孔距先對偏差51可按以下公式計算，即51<(3?4①為‘?4T謚=°.°24~°.°36(mm)取5=0.030mm=30pm1轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差e約為孔距相對偏差5的1/2,即x1在對所設(shè)計的行星齒輪傳動進(jìn)行了其嚙合參數(shù)和幾何尺寸計算，驗算其裝配條件，且進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，便可以繪制該行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)圖(或裝配圖)。2.2.9齒輪強度驗算由于3Z(II)型行星齒輪齒輪傳動具有短期間間斷的工作特點，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、外輪廓尺寸較小和傳動比大的特點。針對其工作特點，只需按其齒根彎曲應(yīng)力的強度條件公式進(jìn)行校核計算，即Q<QFFp首先按以下公式計算齒輪的齒根應(yīng)力，即QKKKKKFFoAVF^FaFp其中，齒根應(yīng)力的基本值Q可按以下公式計算，即FoFQ二fYYYYFobmFaSa&卩許用齒根應(yīng)力Q可按以下公式計算，即FpQFpFlimSTNTQFpFlimSTNTSYYY5relTRrelTXFlim現(xiàn)將該3Z(II)行星傳動按照三個齒輪副a-c、b-c和e-c分別驗算如下。a-c齒輪副名義切向力F。t中心輪a的切向力F=F可按如下公式計算；已知T二140.1N?m,n二3和ttcaapd'二46.047mm。則得at2°°°Tandt2°°°Tand'pa2°°°x140.13x46.047二2028(N)有關(guān)系數(shù)。使用系數(shù)K

使用系數(shù)K按中等沖擊查表得K=1.5AA動載荷系數(shù)K。V先按下式計算輪a相對于轉(zhuǎn)臂x的速度，即d‘(naa19100其中所以uxna其中所以uxna——1+pE=267-86皿)46?°47G5°0-267?86)二2.97?319100m/s)已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級，即精度系數(shù)C=6；再按下公式計算動載荷系數(shù)K，即VA]—BK=.VLA+j200ux_式中B=0.25(C-5^667=0.25(6-5^667二0.25A=50+56(1—B)=50+56(1—0.25)=92則得K=92K=9292+「200x3—0.25=1.06中心輪a和行星輪c的動載荷系數(shù)K=1.06V齒向載荷分布系數(shù)KF卩齒向載荷分布系數(shù)K可按下式計算，即F卩K=1+@-1加F卩bF查表得卩=1F0.5a'0.5x66___0===0.73dd45a查表得0=1.3，代入上式，則得bK=1+（1.3-1）x1=1.3齒間載荷分配系數(shù)K。Fa齒間載荷分配系數(shù)K查表得FaK=1.1Fa行星輪間載荷分配系數(shù)K。Fp行星輪間載荷分配系數(shù)K按下式計算K=1+lFQ-JFpHp已取K二1.2，則得HpK=1+1.5(1.2-1)=1.3Fp齒形系數(shù)Y。Fa齒形系數(shù)Y查得。FaY二Y二2.58Fa1Y二2.33Fa2應(yīng)力修正系數(shù)Y。Sa應(yīng)力修正系數(shù)Y查得SaY二1.63Y二1.73TOC\o"1-5"\h\zSa1Sa2重合度系數(shù)y￡。重合度系數(shù)Y￡可按下式計算，即0.750.75Y￡=0.25+075=0.25+075二0.78￡1.4ac螺旋角系數(shù)Y。P螺旋角系數(shù)查得Y=1P因行星輪c不僅與中心論a嚙合，且同時與內(nèi)齒輪b和e相嚙合，故取齒寬b=60mm。計算齒根彎曲應(yīng)力b。F按下式計算齒根彎曲應(yīng)力b，即FFb=tYYYYKKKKKF1bmFa1Sa1￡|3AVF|3FaFp2028=x2.58x1.63x0.78x1x1.5x1.06x1.3x1.1x1.3二109(N/mm2)60x32028b二x2.33x1.73x0.78x1x1.5x1.06x1.3x1.1x1.3二105(N/mm2)F260x3取彎曲應(yīng)力b=110N/mm2F計算許用齒根應(yīng)力GFp按以下公式計算許用齒根應(yīng)力b，即Fpbb二-^4i^YYYYYFpSSTNT&elTRrelTXFlim已知齒根彎曲疲勞極限b=340N/mm2Flim由查表得最小安全系數(shù)S=1.6。Flim式中各系數(shù)Y、Y、7、Y和Y取值如下。STNTOrelTRrelTX應(yīng)力系數(shù)Y，按所給定的b區(qū)域圖取b時，取Y=2。STFlimFlimST壽命系數(shù)Y由下式計算，即NT’(3X106)0-02NT(NL丿式中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Nl由表相應(yīng)公式計算，且可按照每年工作300天，每天工作16小時，即Nl=60(n-nt=60(1500一267.86)x3=1.06x109axp(3x106\a。2則得Y=3X10=0.89NT1.06x109丿齒根圓角敏感系數(shù)Y查得Y=1。OrelTOrelT先對齒根表面狀況系數(shù)Y按表中對應(yīng)公式計算，即RrelTY=1.674-0.529(R+lhRrelTZ取齒根表面微觀不平度R=12.5卩m,代入上式得ZY=1.674-0.529(12.5+lh=0.98RrelT尺寸系數(shù)Y按表中相對應(yīng)公式計算，即XY=1.05-0.01m=1.05-0.01x3=1.02Xn代入下公式可得許用齒根應(yīng)力為340b二x2x0.89x1x0.98x1.02=378(N/mm2)Fp1.6因齒根應(yīng)力b=110N/mm2小于許用齒根應(yīng)力b=378N/m?，即b<b。所以,FFpFFpa-c齒輪副滿足齒根彎曲強度條件。b-c齒輪副在內(nèi)嚙合齒輪副b-c中只需要校核內(nèi)齒輪b的齒根彎曲強度，即仍按公式計算其齒根彎曲應(yīng)力&及按公式計算許用齒根應(yīng)力F2&。已知z=z=69，&=260Fp2bFlinN/mm2。a．使用系數(shù)K。A使用系數(shù)K按中等沖擊查表得K齒根彎曲應(yīng)力&及按公式計算許用齒根應(yīng)力F2&。已知z=z=69，&=260Fp2bFlinN/mm2。a．使用系數(shù)K。A使用系數(shù)K按中等沖擊查表得K=1.11AA動載荷系數(shù)K。V先按下式計算輪a相對于轉(zhuǎn)臂x的速度，即dr(n-n)■a&x—19100ux=其中所以n1500n=a—==267.86（m/s）x1+p1+4.646.047（1500-267.86）==2.97-3（m/s）19100已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級，即精度系數(shù)C=6；再按下公式計算動載荷系數(shù)K，即VK=V—B式中B=0.25（C-5）0.667=0.25（6-5、.667=0.25A=50+56（1-B）=50+56（1-0.25）=92則得K=V9292+f200x3—0.25=1.26中心輪a和行星輪c的動載荷系數(shù)K=1.26V齒向載荷分布系數(shù)KF卩齒向載荷分布系數(shù)K-可按下式計算，即=1+@-1加F卩KF0bF查表得卩=1F=0.5a'—db賠=0.096查表得0=1.3，代入上式，則得bK=1+(1.3—1)x1=1.3F0齒間載荷分配系數(shù)K。Fa齒間載荷分配系數(shù)K查表得FaK=1.1Fa行星輪間載荷分配系數(shù)K。Fp行星輪間載荷分配系數(shù)K按下式計算K=1+1.5(K-1)FpHp已取K已取K二1，則得HpK=1+1.5(1-1)=1Fpf.齒形系數(shù)Y。Fa齒形系數(shù)Y查得。FaY二2.58Fa1YFa2二Y二2.58Fa1YFa2二2.053g.應(yīng)力修正系數(shù)Y。Sa應(yīng)力修正系數(shù)Y查得SaYSa1二1.63YSa2二2.65h.重合度系數(shù)Fs。重合度系數(shù)Ys可按下式計算，即0.750.75Ys—0.25+—0.25+—0.76s1.4aci.螺旋角系數(shù)Y。P螺旋角系數(shù)Y查得PY=1P通過查表或采用相應(yīng)公式計算，可得到取值與外嚙合不同的系數(shù)為K—1.11,K—1.26,K—1.1，K—1，Y—2.053，Y=2.65，V邛Fa2FpFa2Sa2Y—0.76,Y—0.92,Y。=1.03和Y—1.01。代入上式則得&2NTOrelTXFb—-YYYYKKKKKF2bmFa2Sa2s2卩AVF卩Fa2Fp22028—x2.053x2.65x0.76x1x1.5x1.11x1.26x1.1x1—108(N/mm2)60x3取G=110N/mm2Fg=^F4imYYYYY=260X2X0.92x1.03x0.98x1.01=305(N/m