課程設(shè)計設(shè)計題目：對輥成型減速器內(nèi)裝：1.設(shè)計計算說明書一份2.減速器裝配圖一張3.輸入軸軸零件圖一張4低速軸齒輪零件圖一張學(xué)院：徐海學(xué)院班級：機(jī)械13-3班設(shè)計者：秦晉指導(dǎo)老師：黃嘉興老師完成日期：2016年8月15日設(shè)計題目：NGW(2K-H負(fù)號機(jī)構(gòu))行星減速裝置設(shè)計一、意義與目的NGW（2K-H負(fù)號機(jī)構(gòu)）行星傳動裝置（減速器）與普通輪系傳動裝置相比較具有重量輕、體積小、傳動比大、承載能力大及傳動效率高等優(yōu)點(diǎn)。同時；設(shè)計繁鎖、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工制造精度高等要求又是其缺點(diǎn)。但隨著人們對其傳動的深入了解，結(jié)構(gòu)設(shè)計的完善，加工手段的不斷提高，（2K-H負(fù)號機(jī)構(gòu)）行星傳動裝置日益成為礦山機(jī)械廣泛采用的一類傳動裝置，在采掘機(jī)械上表現(xiàn)尤為突出。本次課程設(shè)計，安排學(xué)生在完成了本科機(jī)自專業(yè)所有基礎(chǔ)課、專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)后進(jìn)行，訓(xùn)練學(xué)生，達(dá)到應(yīng)具有完成此類機(jī)械傳動裝置設(shè)計、加工工藝編制的一般水平。在教師的指導(dǎo)下，通過本次課程設(shè)計，達(dá)到分析、解決問題、動手設(shè)計及其他相關(guān)能力的鍛煉提高，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。二、要求與安排1、學(xué)習(xí)行星傳動運(yùn)動學(xué)原理，掌握2K-H機(jī)構(gòu)的傳動比計算、受力分析、傳動件浮動原理。2、學(xué)習(xí)、應(yīng)用、熟悉掌握CAD技能，達(dá)到能熟練、靈活運(yùn)用的程度。3、參考、運(yùn)用有關(guān)書籍、刊物、手冊、圖冊，了解2K-H行星傳動裝置（減速器）的基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)組成的關(guān)鍵點(diǎn)。4、按所給有關(guān)設(shè)計參數(shù)進(jìn)行該傳動裝置（減速器）的設(shè)計。1）齒數(shù)的選擇：傳動比及裝配條件、同心條件、鄰界條件的滿足。2）了解各構(gòu)件的作用力及力矩的分析，進(jìn)行“浮動”機(jī)構(gòu)的選擇。3）參考設(shè)計手冊根據(jù)齒輪、軸、軸承的設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)設(shè)計計算。4）按有關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪制完成教師指定的行星傳動裝置（減速器）總圖、部件圖、零件圖，書寫、整理完成設(shè)計計算說明書。5、對于所設(shè)計的典型零件結(jié)合所學(xué)有關(guān)加工工藝知識編寫一個零件加工工藝6、行星傳動裝置（減速器）總圖選擇合適比例采用A1號圖面繪制，主要技術(shù)參數(shù)（特征）、技術(shù)要求應(yīng)表達(dá)清楚，在指導(dǎo)教師講授、指導(dǎo)下標(biāo)注、完成總圖所需的尺寸、明細(xì)及圖紙的編號等各類要求。按零件圖要求完成零件圖紙的繪制，提出技術(shù)要求，上述圖紙總量不應(yīng)少于折合：A0圖紙一張。三、設(shè)計題目主要參數(shù)：預(yù)期壽命10年，平均每天工作12～16小時設(shè)計一臺對輥成型減速器，采用多級（三級）傳動。已知電315KW，輸入轉(zhuǎn)速：n=960r.p.m，最少有一級2K-H行星傳動輸出轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)速15-20r.p.m四、傳動比的計算及分配（1）計算總傳動比輸入轉(zhuǎn)速n=960r.p.m,取輸出轉(zhuǎn)速n1=18r.p.m,總傳動比為54（2）傳動比分配根據(jù)傳動比范圍取取低速級行星齒輪傳動比i3=6。對于前兩級二級直齒減速器，為保證其高低級大齒輪浸油深度大致相近，其傳動比一般要滿足式：i取系數(shù)1.3i總可得：第一級直齒傳動比i1=4；第二級直齒傳動比i2=3(3)傳動裝置的運(yùn)動、動力參數(shù)計算各軸轉(zhuǎn)速nnnn各軸功率PPP各軸轉(zhuǎn)矩TTT（4）齒形為漸開線直齒，外嚙合最終加工為磨齒，7級精度；內(nèi)嚙合為最終加工為插齒，7級精度，采用不變位齒輪傳動。五、齒輪傳動的設(shè)計計算（一）高速級直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及強(qiáng)度計算1.選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力小齒輪選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度58～62HRC取硬度值60HRC大齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度241~286HBW取硬度值260HBW2.初步計算傳動的主要尺寸(1)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T1=3102260N·mm(2)試選載荷系數(shù)Kt=1.4(3)由表8-18，取齒寬系數(shù)φd=0.6(4)由表8-19，查得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa(5)對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.49(6)齒數(shù)比u=i1=4(7)確定齒輪齒數(shù)。初選Z1=20，取Z2=(8)重合度端面重合度為軸向重合度為εβ=0.318φdZ1tanβ=0由圖8-3查得重合度系數(shù)Zε=0.87(9)許用接觸應(yīng)力由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為σHlim1=715MPa,σHlim2=567MPa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N1=60n1aLh=60×960×1.0×（10×300×14）=2.42×109N2=N1/i1=2.42×108/3.64=6.6×108 由圖8-5查得壽命系數(shù)ZN1=1.00,ZN2=1.03,由表8-20取安全系數(shù)SH=1.0，則小齒輪的許用接觸應(yīng)[σ]H1=ZN1σHlim1/SH==746MPa大齒輪的許用接觸應(yīng)力[σ]H2=ZN2σHlim2/SH==609MPa取[σ]H=746MPa初算小齒輪的分度圓直徑d1t,得3.確定傳動尺寸(1)計算載荷系數(shù)由表8-21查得使用系數(shù)KA=1.25因由圖8-6查得動載荷系數(shù)Kv=1.27,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)Kβ=1.64，由表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)KαK=KAKvKβKα=1.27×1.64×(2)對d1t進(jìn)行修正因K與Kt有較大差異，故需對由Kt計算出的d(3)確定模數(shù)mnm=按表8-23，取m=8mm(4)計算傳動尺寸中心距為d1=392.4mm分度圓直徑為ddb取bb取b4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為σK、T1、mn和d1同前齒寬b=b2=110齒形系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS。由圖8-8查得YF1=2.66，YF2=2.18，由圖8-9查得YS1=1.59，YS2=1.81（4）由圖8-10查得重合度系數(shù)Yε=0.68（5）許用彎曲應(yīng)力[σ]F由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為σFLim1=296MPa,σFLim2=211MPa由圖8-11查得壽命系數(shù)YN1=YN2=1,由表8-20查得安全系數(shù)SF=1.40，故[σ][σ]σσ5.計算齒輪傳動其他幾何尺寸齒頂高h(yuǎn)齒根高h(yuǎn)全齒高h(yuǎn)頂隙c=齒頂圓直徑為dd齒根圓直徑為dd（二）中間直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及強(qiáng)度計算1.選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力小齒輪選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度58～62HRC取硬度值60HRC大齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度241~286HBW取硬度值260HBW2.初步計算傳動的主要尺寸(1)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T2=N·mm(2)試選載荷系數(shù)Kt=1.4(3)由表8-18，取齒寬系數(shù)φd=0.6(4)由表8-19，查得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa(5)對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5(6)齒數(shù)比u=i2=3(7)確定齒輪齒數(shù)。初選Z3=24,取Z4(8)重合度端面重合度為軸向重合度為εβ=0.318φdZ1tanβ=0由圖8-3查得重合度系數(shù)Zε=0.86(9)許用接觸應(yīng)力由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為σHlim3=715MPa,σHlim4=567MPa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N3=60n2aLh=60×263.7×1.0×（10×300×14）=6.65×109N4=N3/i2=2.375×108由圖8-5查得壽命系數(shù)ZN3=1.03,ZN4=1.09,由表8-20取安全系數(shù)SH=1.40，則小齒輪的許用接觸應(yīng)力[σ]H3=ZN3σHlim3/SH=1.03×715MPa/1=736.45MPa大齒輪的許用接觸應(yīng)力[σ]H4=ZN4σHlim4/SH=1.09×567MPa/1=618.03MPa取[σ]H=736MPa初算小齒輪的分度圓直徑d3t,得3.確定傳動尺寸(1)計算載荷系數(shù)由表8-21查得使用系數(shù)KA=1.35因由圖8-6查得動載荷系數(shù)Kv=1.19,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)Kβ=1.39，由表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)KαK=KAKvKβKα=1.35×1.19×1.(2)對d3t進(jìn)行修正因K與Kt有較大差異，故需對由Kt計算出的dd(3)確定模數(shù)mnm=按表8-23，取m=10mm(4)計算傳動尺寸中心距為a分度圓直徑為ddb取bb取b4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為σK、T2、mn和d3同前齒寬b=b4=147齒形系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS。由圖8-8查得YF3=2.4，YF4=2.19，由圖8-9查得YS3=1.67，YS4=1.80（4）由圖8-10查得重合度系數(shù)Yε=0.67（5）許用彎曲應(yīng)力[σ]F由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為σFLim3=296MPa,σFLim4=211MPa由圖8-11查得壽命系數(shù)YN3=1.03YN4=1.09,由表8-20查得安全系數(shù)SF=1.00，故[σ][σ]σσ5.計算齒輪傳動其他幾何尺寸齒頂高h(yuǎn)齒根高h(yuǎn)全齒高h(yuǎn)頂隙c=齒頂圓直徑為dd齒根圓直徑為dd（三）低速級行星齒輪傳動1.配齒計算：查表7-3選擇行星輪數(shù)目n本設(shè)計采用不等角度變位齒輪嚙合，提高了齒輪的承載能力，配齒方案i3=4.5時，現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動的外廓尺寸，故選取第一級中心齒輪數(shù)為,和行星齒輪數(shù)為n傳動比條件ZbZa對內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后，此時實(shí)際的傳動比與給定的傳動比稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差范圍內(nèi)。實(shí)際傳動比為i=1+其傳動比誤差?i=根據(jù)同心條件（各齒輪模數(shù)相同）條件可求得行星齒輪C的齒數(shù)為Z所求得的Zc適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動安裝條件Za2.材料選擇及熱處理方式太陽輪與行星輪：選用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度58～62HRC取值60HRC由圖8-4得接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim彎曲疲勞極限應(yīng)力σ3.a-c齒輪按接觸強(qiáng)度初算按彎曲強(qiáng)度的初算公式m輸入轉(zhuǎn)矩T3=N·mm查表17.2-16得載荷不均勻系數(shù)Kc=1.150查表10-2得算式系數(shù)Km=1.22，使用系數(shù)KA=1.25，綜合系數(shù)KfΣ=1.6，則模數(shù)m∴嚙合齒輪中心副中a-c標(biāo)準(zhǔn)中心距a為a4.行星輪的幾何尺寸行星輪太陽輪內(nèi)齒輪分度圓直徑ddd齒頂高h(yuǎn)hh齒根高h(yuǎn)齒全高h(yuǎn)hh齒頂圓直徑外嚙合dd內(nèi)嚙合dd齒根圓直徑外嚙合dd內(nèi)嚙合dd5.裝配條件的驗(yàn)算對于所設(shè)計的雙級2X-A型的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下裝配條件（1）鄰接條件按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即2已知低速級的dac=422.514，ac=357和2a滿足鄰接條件（2）同心條件按公式Z已知低速級Za=23,（3）安裝條件按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得Z滿足安裝條件6.傳動效率的計算2X-A型的基本行星齒輪傳動效率為naxp=在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，其損失系數(shù)φx等于嚙合損失系數(shù)φmx和軸承損失系數(shù)φ其嚙合損失系數(shù)φmx之和為φmbx——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪b1與行星齒輪φmax——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪a1與行星齒輪φ式中Z1——齒輪副中小齒輪的齒數(shù)Z2——齒輪副中大齒輪的齒數(shù)fm——嚙合摩擦系數(shù)，取查圖16.2-10得外嚙合重合度εφ內(nèi)嚙合重合度εφ則φma則n綜上所述，總的傳動效率為=0.97116由此可見，該行星齒輪傳動效率高，滿足使用要求。六、齒輪傳動強(qiáng)度的校核計算校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度計算，大小齒輪的計算接觸應(yīng)力中的較大值均小于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力，即1.外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核（1）使用系數(shù)KA查表6-7的K（2）動載荷系數(shù)K考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對輪齒內(nèi)部附加動載荷影響的系數(shù)，查圖6-6可得K（3）齒向載荷分布系數(shù)K考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，該系數(shù)KHβ主要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪軸的平行度，跑合情況等有關(guān)。查表6-8得（4）齒間載荷分配系數(shù)K齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時嚙合的各對齒輪間載荷分布不均勻影響的系數(shù)。它與齒輪的制造誤差，齒廓修形，重合度等因素有關(guān)。查表6-9可得K（5）行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)K考慮在各個行星齒輪間載荷分配不均勻?qū)X接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。它與轉(zhuǎn)臂X和齒輪及箱體精度，齒輪傳動的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。查表取K（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z考慮到節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對接觸應(yīng)力的影響，并將分度圓上的切向力折算為節(jié)圓上的法向力的系數(shù)。由圖6-9得Z（7）彈性系數(shù)Z考慮材料彈性模量E和泊松比對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表6-10可得ZE（8）重合度系數(shù)Z查圖6-10得Z（9）螺旋角系數(shù)Z考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。，取為1.00（10）最小安全系數(shù)S考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)，齒輪工作的可靠性要求應(yīng)根據(jù)重要程度，使用場合等。查表6-14得S（11）接觸強(qiáng)度計算的壽命系數(shù)Z考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時，它與一對相嚙合齒輪的材料，熱處理，直徑，模數(shù)和使用潤滑劑有關(guān)。查表6-12得Z（12）潤滑油膜影響系數(shù)Z齒面間的潤滑油膜影響齒面的承載能力。查表6-14得Z（13）齒面工作硬化系數(shù)z查圖6-20得z（14）接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)z查表6-15得z分度圓上的切向力FT則F根據(jù)公式計算低速級外嚙合齒輪副中齒面接觸應(yīng)力σH，σ外嚙合齒輪副中許用接觸應(yīng)力σHpσ∵σ∴滿足接觸疲勞強(qiáng)度條件2.外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核（1）齒向載荷分布系數(shù)K按公式計算K（2）齒間載荷分配系數(shù)K按公式計算（3）行星齒輪間載荷分配系數(shù)K查表得K（4）太陽輪、行星輪齒形分布系數(shù)Y查圖6-22得Y（5）太陽輪、行星輪應(yīng)力修正系數(shù)Y查圖6-24得Y（6）重合度系數(shù)Y查表得Y（7）螺旋角系數(shù)Y查圖6-25得Y（8）齒形系數(shù)Y查表6-17得Y（9）太陽輪、行星輪的相對齒根圓角敏感系數(shù)查圖6-33得Y（10）最小安全系數(shù)查表6-11得S根據(jù)公式計算齒根彎曲應(yīng)力σσ取σ按公式計算許用彎曲應(yīng)力σσ已知查圖16.2-27得壽命系數(shù)YNT=1.00，齒輪的∴

σ∴a-c滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件3.齒輪內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度校核可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強(qiáng)度的計算，校核上與高速級外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似。已知KA=1.25，Kv=1.027，KHβ=1.201，KHα=1.133，σHlim=1519MPa，ZNT=1.075，ZLZVZR=1計算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力σ計算行星齒輪的許用接觸應(yīng)力σ∵σ∴滿足接觸疲勞強(qiáng)度條件七、軸的設(shè)計與計算1、電動機(jī)的選擇：YR系列：IP23YR400-6P=315KWn=984r/min2、軸的設(shè)計（1）高速軸：高速軸的傳遞功率P1=311.85，轉(zhuǎn)速高速軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=135d≥C計算軸的最小直徑并加大3％-5%以考慮鍵槽的影響d≥88.3+88.3確定各軸段的直徑和長度:1段:d1=2段：第二段軸裝軸承端蓋，用以使軸承軸向定位以及密封，取其長度為273mm。d3段：d3=126mm4段：d4=108(2)中間軸：中間軸的傳遞功率P2=308.73kw，轉(zhuǎn)速n1中間軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=100d≥C3Pn確定各軸段的直徑和長度:1段:d1=12段：d3段：d3=144mm4段：d4=1265段:d5=1(3)低速軸：低速軸的傳遞功率P3=205.64kw中間軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表9-8取C=105d≥C3Pn確定各軸段的直徑和長度:1段:d12段：d3段：d3=162mm4段：d4=175段:d5=16段:d6=1八、潤滑油的選擇潤滑油選用N320重負(fù)荷工業(yè)齒輪潤滑油九、總結(jié)通過本次設(shè)計我對減速器的工作原理以及各種工作機(jī)構(gòu)有了很全面的認(rèn)識，更對機(jī)械傳動中的電動機(jī)、齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵、箱體等都很做了認(rèn)真的分析計算和選取，是對一個機(jī)械學(xué)習(xí)者的初次挑戰(zhàn)，整個設(shè)計過程中每個人都是很辛苦的，但它是對今后學(xué)習(xí)生活的一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，課程設(shè)計是培訓(xùn)學(xué)生運(yùn)