1、目錄一緒論31引言32 本文的主要內(nèi)容3二 擬定傳動方案及相關(guān)參數(shù)41機構(gòu)簡圖的確定4齒形與精度4齒輪材料及其性能5三設(shè)計計算51配齒數(shù)52初步計算齒輪主要參數(shù)6（1）按齒面接觸強度計算太陽輪分度圓直徑6（2）按彎曲強度初算模數(shù)73幾何尺寸計算84重合度計算95嚙合效率計算10四行星輪的的強度計算及強度校核11強度計算11疲勞強度校核151外嚙合152內(nèi)嚙合19安全系數(shù)校核20五零件圖及裝配圖24六參考文獻(xiàn)25一緒論1引言漸開線行星齒輪減速器是一種至少有一個齒輪繞著位置固定的幾何軸線作圓周運動的齒輪傳動，這種傳動通常用內(nèi)嚙合且多采用幾個行星輪同時傳遞載荷，以使功率分流。漸開線行星齒輪傳動具有以

2、下優(yōu)點:傳動比范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積和質(zhì)量小、效率普遍較高、噪音低以及運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等，因此被廣泛應(yīng)用于起重、冶金、工程機械、運輸、航空、機床、電工機械以及國防工業(yè)等部門作為減速、變速或增速齒輪傳動裝置。漸開線行星齒輪減速器所用的行星齒輪傳動類型很多，按傳動機構(gòu)中齒輪的嚙合方式分為:ngw、nw、nn、ngwn、zu飛vgw、w.w等，其中的字母表示:n內(nèi)嚙合，w外嚙合，g內(nèi)外嚙合公用行星齒輪，zu錐齒輪。ngw型行星齒輪傳動機構(gòu)的主要特點有:重量輕、體積小。在相同條件下比硬齒面漸開線圓柱齒輪減速機重量減速輕1/2以上，體積縮小1/21/3;傳動效率高;傳動功率范圍大，可由小于1千瓦到上萬千瓦，且功

3、率越大優(yōu)點越突出，經(jīng)濟效益越高;裝配型式多樣，適用性廣，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小;外齒輪為6級精度，內(nèi)齒輪為7級精度，使用壽命一般均在十年以上。因此ngw型漸開線行星齒輪傳動已成為傳動中應(yīng)用最多、傳遞功率最大的一種行星齒輪傳動。2 本文的主要內(nèi)容ngw型行星齒輪傳動機構(gòu)的傳動原理:當(dāng)高速軸由電動機驅(qū)動時，帶動太陽輪回轉(zhuǎn)，再帶動行星輪轉(zhuǎn)動，由于內(nèi)齒圈固定不動，便驅(qū)動行星架作輸出運動，行星輪在行星架上既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)，以此同樣的結(jié)構(gòu)組成二級、三級或多級傳動。ngw型行星齒輪傳動機構(gòu)主要由太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈及行星架所組成，以基本構(gòu)件命名，又稱為zk-h型行星齒輪傳動機構(gòu)。本設(shè)計的主要內(nèi)容是單級ngw型行

4、星減速器的設(shè)計。二擬定傳動方案及相關(guān)參數(shù)1機構(gòu)簡圖的確定減速器傳動比i=6,故屬于1級ngw型行星傳動系統(tǒng)。查漸開線行星齒輪傳動設(shè)計書表4-1確定=2或3。從提高傳動裝置承載力，減小尺寸和重量出發(fā)，取=3。計算系統(tǒng)自由度 w=3*3-2*3-2=1齒形與精度因?qū)儆诘退賯鲃?，以及方便加工，故采用齒形角為20，直齒傳動，精度定位6級。齒輪材料及其性能太陽輪和行星輪采用硬齒面，內(nèi)齒輪采用軟齒面，以提高承載能力，減小尺寸。 表1齒輪材料及其性能齒輪材料熱處理 (n/mm) (n/mm)加工精度太陽輪20crmnti滲碳淬火hrc58 6214003506級行星輪245內(nèi)齒輪40cr調(diào)制hb262293

5、6502207級三設(shè)計計算1配齒數(shù)采用比例法：按齒面硬度hrc=60，查漸開線行星齒輪傳動設(shè)計書圖4-7a的，。取。由傳動比條件知：計算內(nèi)齒輪和行星齒輪齒數(shù)： 2初步計算齒輪主要參數(shù)（1）按齒面接觸強度計算太陽輪分度圓直徑用式進(jìn)行計算，式中系數(shù)：，太陽輪傳遞的扭矩則太陽輪分度圓直徑為：表2 齒面接觸強度有關(guān)系數(shù)代號名稱說明取值算式系數(shù)直齒輪768使用系數(shù)表6-5，中等沖擊1.25行星輪間載荷分配系數(shù)表7-2，太陽輪浮動，6級精度1.05綜合系數(shù)表6-4，高精度，硬齒面1.8小齒輪齒寬系數(shù)表6-30.7實驗齒輪的接觸疲勞極限圖6-161400 以上均為在書漸開線行星齒輪傳動設(shè)計上查得（2）按彎曲

6、強度初算模數(shù)用式進(jìn)行計算。由，所以應(yīng)按行星輪計算模數(shù)表3 彎曲強度有關(guān)系數(shù)符號名稱說明取值算式系數(shù)直齒輪12.1行星輪間載荷分配系數(shù)1.075綜合系數(shù)表6-4，高精度，1.6齒形系數(shù)圖6-25，按x=0查值3.18齒形系數(shù)圖6-25，按x=0查值2.45以上均為在書漸開線行星齒輪傳動設(shè)計上查得若取模數(shù)，則太陽輪直徑，與接觸強度初算結(jié)果接近，故初定按，進(jìn)行接觸和彎曲疲勞強度校核計算。3幾何尺寸計算將分度圓直徑、節(jié)圓直徑、齒頂圓直徑的計算值列于表。表4 齒輪幾何尺寸齒輪分度圓直徑節(jié)圓直徑齒頂圓直徑太陽輪行星輪外嚙合內(nèi)嚙合內(nèi)齒輪對于行星輪，各主要參數(shù)及數(shù)據(jù)計算值列于表。表5行星輪幾何尺寸名稱代號數(shù)值

7、齒數(shù)34模數(shù)m6壓力角20分度圓直徑d204mm齒頂高6mm名稱代號數(shù)值齒根高7.5mm齒全高h(yuǎn)13.5mm齒頂圓直徑216mm齒根圓直徑189mm基圓直徑191.70mm齒距p18.84mm齒厚s9.42mm齒槽寬e9.42mm4重合度計算外嚙合：內(nèi)嚙合：5嚙合效率計算式中為轉(zhuǎn)化機構(gòu)的效率，可用kyp計算法確定。查圖3-3a、b（取=0.06，因齒輪精度高）得：各嚙合副的效率為，轉(zhuǎn)化機構(gòu)效率為轉(zhuǎn)化機構(gòu)傳動比則.四行星輪的的強度計算及強度校核強度計算圖1斷面幾何參數(shù)行星輪可歸結(jié)為受內(nèi)外載荷的封閉圓環(huán)，其彎曲半徑與斷面厚度之比，屬于大曲率圓環(huán)，彎曲中性層不通過重心，相距為e。當(dāng)軸承裝在行星輪內(nèi)時

8、，其輪緣減薄，若時，在載荷作用下有較大變形。此變形對齒輪彎曲強度和軸承的承載能力有顯著影響，應(yīng)準(zhǔn)確且計算。但在設(shè)計時由于軸承上載荷大小和分布規(guī)律不清楚，而難以計算。這里設(shè)想軸承中反力按余弦規(guī)律分布，并且不考慮離心力對軸承載荷的影響，作一簡化計算。圖2計算簡圖及彎矩分布表6行星輪輪緣強度計算公式外載荷危險斷面的彎矩危險斷面的軸向力輪緣外側(cè)彎曲應(yīng)力在與內(nèi)、外齒中心輪嚙合處分別有一組相等且對稱的載荷：圓周力、徑向力和對彎曲中心的力矩。在圓周力相背的一半軸承上作用有按余弦規(guī)律分布的徑向分布力。載荷計算式如表6。內(nèi)力素彎矩在兩個嚙合節(jié)點，即斷面1處達(dá)最小值，在與斷面1成斷面處達(dá)最大值。這兩個斷面的彎矩、

9、和軸向力、的計算式列于表6。最大、最小應(yīng)力都發(fā)生在輪緣的外側(cè)，為彎曲應(yīng)力、軸向應(yīng)力和離心應(yīng)力之和。內(nèi)力素及應(yīng)力計算公式列于。其中離心力產(chǎn)生的應(yīng)力式中齒輪材料的比重；重力加速度；齒輪的絕對角速度；輪緣斷面重心位置的曲率半徑。使用表6中的公式時，要從實際斷面尺寸換算出一個相當(dāng)矩形斷面，才能較準(zhǔn)確的求出應(yīng)力的大小和位置。相當(dāng)斷面的慣性矩為式中實際斷面對ox軸的慣性矩和斷面面積；系數(shù)，按經(jīng)驗公式確定：不計輪齒時的斷面厚度；齒輪模數(shù)。相當(dāng)斷面的寬度取為輪緣的實際寬度b，其高度h、面積s、斷面系數(shù)w分別為：實際斷面尺寸斷面的彎曲半徑為；，而斷面上承受最大、最小應(yīng)力處到斷面重心的距離為和。先決定內(nèi)側(cè)，則，。

10、數(shù)據(jù)計算：圓周力徑向力力矩徑向分布力危險斷面的彎矩危險斷面的軸向力輪緣外側(cè)彎曲應(yīng)力疲勞強度校核1外嚙合（1）齒面接觸疲勞強度用式，計算接觸應(yīng)力，用式計算其許用應(yīng)力。三式中的參數(shù)和系數(shù)取值如表。接觸應(yīng)力基本值：接觸應(yīng)力：許用接觸應(yīng)力：故，接觸強度通過。表7 外嚙合接觸強度有關(guān)參數(shù)和系數(shù)代號名稱說明取值使用系數(shù)按中等沖擊查表6-51.25動載荷系數(shù)，6級精度，查圖6-5b1.005齒向載荷分布系數(shù)查圖6-6得，取，由式（6-25）得1.114齒間載荷分配系數(shù)按，6級精度，硬齒面，查圖6-91行星輪間載荷不均衡系數(shù)太陽輪浮動，查表7-21.05節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖6-102.5彈性系數(shù)查表6-7189.

11、8重合度系數(shù)，查圖6-110.89螺旋角系數(shù)直齒，1分度圓上的切向力18723.53nb工作齒寬72 mmu齒比數(shù)2壽命系數(shù)按工作10年每年365天，每天16小時計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1.03潤滑油系數(shù)hrc=hv713,v=0.445m/s,查表8-10用中型極壓油，1.05速度系數(shù)查圖6-200.88粗造度系數(shù)按，查圖6-211.03工作硬化系數(shù)兩齒輪均為硬齒面，圖6-221尺寸系數(shù)m61最小安全系數(shù)按可靠度查表6-81.25接觸疲勞極限查圖6-161400以上均為在書漸開線行星齒輪傳動設(shè)計上查得（2）齒根彎曲疲勞強度齒根彎曲疲勞應(yīng)力及其許用應(yīng)力，用下式計算。并對行星輪進(jìn)行校核。行星輪： 故，彎

12、曲強度通過。表8 外嚙合齒根彎曲強度的有關(guān)參數(shù)和系數(shù)代表名稱說明取值齒向載荷分布系數(shù)由，b/m=12，查圖6-23得，由式（6-38）得1.076齒間載荷分配系數(shù)1行星輪間載荷分配系數(shù)按式（7-43），1.075行星輪齒形系數(shù)，查圖6-252.45行星輪應(yīng)力修正系數(shù)查圖6-271.68重合度系數(shù)式(6-40), 0.719彎曲壽命系數(shù)1試驗齒輪應(yīng)力修正系數(shù)按所給的區(qū)域圖取時2行星輪齒根圓角敏感系數(shù)查圖6-350.96齒根表面形狀系數(shù)，查圖6-361.045最小安全系數(shù)按高可靠度，查表6-81.6以上均為在書漸開線行星齒輪傳動設(shè)計上查得2內(nèi)嚙合齒面接觸疲勞強度同外嚙合齒面接觸疲勞強度所用公式相同

13、，其中與外嚙合取值不同的參數(shù)為： 故，接觸強度通過。以上計算說明齒輪的承載能力足夠。安全系數(shù)校核行星傳動中的齒輪輪緣內(nèi)外側(cè)任一點上的應(yīng)力都在之間變動，且為交變應(yīng)力，故其強度計算以進(jìn)行疲勞安全系數(shù)校核為宜。當(dāng)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩在輪緣內(nèi)產(chǎn)生很大切應(yīng)力時，同樣應(yīng)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞強度校核。其安全系數(shù)分別按下式計算：式中齒輪材料的抗拉強度和抗扭強度，對于近似計算可?。积X輪材料的彎曲和扭轉(zhuǎn)對稱循環(huán)疲勞極限，一般取；正應(yīng)力和切應(yīng)力的應(yīng)力幅，t中心輪上作用的扭矩；扭轉(zhuǎn)凈截面模量；k考慮應(yīng)力循環(huán)特性的計算系數(shù)k=1（對稱循環(huán)）或k=2（脈動循環(huán)）；正應(yīng)力和切應(yīng)力的平均應(yīng)力材料的對稱循環(huán)極限應(yīng)力對實際輪緣的折算系數(shù)，按下

14、式計算：彎曲和扭轉(zhuǎn)的有效應(yīng)力集中系數(shù)。當(dāng)齒輪材料的時，取讀圖可得。表面光潔度系數(shù)。查表可得。表面強化系數(shù)。查表可得。絕對尺寸系數(shù)。查表可得。壽命系數(shù)，與材料種類、硬度和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)，當(dāng)齒面硬度時： 當(dāng)齒面硬度時： 當(dāng)循環(huán)次數(shù)時取；計算結(jié)果時取；對于扭轉(zhuǎn)計算，一般取等于整個使用期間的起動次數(shù)；對于彎曲計算查表可得。許用安全系數(shù)，當(dāng)只進(jìn)行彎曲計算時，一般取 ；對于扭轉(zhuǎn)計算，可按下式計算總安全系數(shù) s的值：一般取；當(dāng)材料性能可靠、載荷計算準(zhǔn)確時，可取。表9安全系數(shù)的有關(guān)參數(shù)和系數(shù)參數(shù)數(shù)值備注1.77由圖9-20（a）可得1.2由表9-15可得2由表9-16可得0.66由表9-17可得1100機械設(shè)計（第八版）表10-1高等教育出版社53.9566.81.49見上表中。1時取22.59 以上均