絞車提升機(jī)的設(shè)計(jì)

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1、河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘 要本次設(shè)計(jì)的題目是絞車提升機(jī)的設(shè)計(jì)。絞車因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單、重量較小、移動(dòng)方便等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于礦山地面、冶金礦場(chǎng)和建筑工地等進(jìn)行調(diào)度以及其它運(yùn)輸工作。絞車的主要特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)尺寸和重量較小，鋼絲繩速度不高，安裝、撤除操作方便，啟動(dòng)平穩(wěn)，故障率低，常見故障易處理，維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)方案的主要特點(diǎn)為：兩級(jí)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和一級(jí)行星輪傳動(dòng)。1/2和3/4為兩級(jí)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)， 5、6、7組成行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在電動(dòng)機(jī)軸頭上安裝著齒輪1，通過內(nèi)齒圈2、齒輪3和內(nèi)齒圈4，把運(yùn)動(dòng)傳遞到齒輪5上，齒輪5是行星輪系的太陽輪，然后帶動(dòng)兩個(gè)行星齒輪6和大內(nèi)齒輪7。行星齒輪自

2、由地安裝在2根與帶動(dòng)固定連接的軸上，大內(nèi)齒輪7齒圈外部安裝有工作閘，用于控制絞車滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。相對(duì)其他減速機(jī)，行星減速機(jī)具有高剛性、高精度)、高傳動(dòng)效率、高的扭矩/體積比、終身免維護(hù)等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)中的機(jī)構(gòu)多采用無多余約束的浮動(dòng)方式，以達(dá)到較好的均載效果。另外，變位齒輪的使用也可以獲得更加準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，提高嚙合傳動(dòng)的質(zhì)量以及承載能力。本設(shè)計(jì)主要對(duì)兩級(jí)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和一級(jí)行星輪傳動(dòng)、滾筒的結(jié)構(gòu)、制動(dòng)器的選型等進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：絞車提升機(jī)；行星齒輪；內(nèi)嚙合傳動(dòng)；行星傳動(dòng)Abstract The design is the subject of the winch design. The winch

3、as simple structure, less weight, mobile convenience, and the ground was widely used in mining, metallurgical mines or construction sites, such as dispatching and other transportation work. Winch the main features are: small size and weight of the structure, the rope speed is not high, installation

4、and removal easy to operate, start balance (stability), the failure rate is low and easy to deal with common fault, and easy maintenance. The design of the main features: the use of two-winch internal drive and a planetary gear transmission. Z1/Z2 and Z3/Z4 for two Internal Drive, Z5, Z6, Z7 composi

5、tion of planetary transmission mechanism. Installation of the motor shaft head of the extended sets of gear Z1, through the gears Z2, with gear Z3 and Z4, the movement spread to gear Z5, the Z5 is the planetary gear wheel of a central round (or round the sun), Further promote the two planetary gear

6、Z6, and the gear Z7. Planetary gear freely installed in the two driven and connected to a fixed axis, the largest in the gear Z7 Gear work with the external gateway, used to control winch drum operation. The design of the two main transmissions and meshing with a planetary gear transmission, the dru

7、m structure, such as brake carried out a detailed design. Key words: scheduling winch; planetary gear; planetary transmission; Internal Drive67河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 整體方案設(shè)計(jì)1.1 產(chǎn)品的用途及主要設(shè)計(jì)參數(shù)本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品名稱是絞車提升機(jī)，絞車是一種小型絞車，通過纏繞在滾筒上的鋼絲繩從而牽引車輛在軌道上運(yùn)行，屬于有極繩運(yùn)輸絞車。絞車適用于礦井下或者地面裝載站調(diào)度、編組礦車，在中間巷道拖運(yùn)礦車，也可在其它地方作為輔助運(yùn)輸工具

8、。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：電機(jī)額定功率 P=55KW 滿載轉(zhuǎn)速 nd=1480r/min初選：牽引力 30 繩速 1.2 容繩 500 m滾筒直徑 D800mm滾筒寬度 B450mm1.2 整體方案的確定該型絞車采用兩級(jí)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)和一級(jí)行星輪傳動(dòng)。Z1/Z2和Z3/Z4為兩級(jí)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，Z5、Z6、Z7組成行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。A1234567B 在電動(dòng)機(jī)軸頭上安裝著齒輪Z1，通過內(nèi)齒圈Z2、齒輪Z3和內(nèi)齒圈Z4，把運(yùn)動(dòng)傳遞到齒輪Z5上，齒輪Z5是行星輪系的或稱太陽輪，接著帶動(dòng)兩個(gè)行星齒輪Z6，再傳遞到大內(nèi)齒輪Z7。兩個(gè)行星齒輪自由地安裝在2根與帶動(dòng)固定連接的軸上，大內(nèi)齒輪Z7齒圈外部安裝有工作閘，用于

9、控制絞車滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。 如將大內(nèi)齒輪Z7上的工作閘（右）閘住，將滾筒上的制動(dòng)閘（左）松開，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由兩級(jí)內(nèi)嚙合輪傳遞到齒輪Z5、Z6和Z7。但因Z7被閘住，不能發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，故齒輪Z6只能一方面繞自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面還要繞齒輪Z5的軸線公轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與其相連接的帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)Z6的運(yùn)行方式類似于太陽系中的行星，所以齒輪Z6稱行星齒輪，其傳動(dòng)方式為行星傳動(dòng)。相反，如將大內(nèi)齒輪Z7上的工作閘（右）松開，將滾筒上的制動(dòng)閘（左）閘住，因?yàn)閆6與滾筒直接連接，只自轉(zhuǎn)，無公轉(zhuǎn)，由Z1至Z7的傳動(dòng)系統(tǒng)變成定軸輪系，大內(nèi)齒輪Z7做空轉(zhuǎn)。交替松開、閘住工作閘或制動(dòng)閘，便可實(shí)現(xiàn)絞車在不停電動(dòng)機(jī)的情況下運(yùn)行和停

10、車。當(dāng)需作反向提升時(shí)，須重新按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，使電機(jī)反轉(zhuǎn)。同時(shí)，調(diào)節(jié)絞車起升和下放速度或停止，兩個(gè)剎車裝置可交替剎緊或松開。1.3 設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)為了達(dá)到較好的均載效果，在設(shè)計(jì)中的均載機(jī)構(gòu)采用無多余約束的浮動(dòng)，也即在行星輪之中安裝一個(gè)球面調(diào)心軸承，高速級(jí)行星架無支承并與低速級(jí)太陽輪固定聯(lián)接。此方法的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)中沒有多余約束，結(jié)構(gòu)簡單，浮動(dòng)效果良好，齒長方向的載荷均勻分布。由于行星輪內(nèi)只安裝一個(gè)軸承，當(dāng)傳動(dòng)比較小時(shí)，軸承尺寸較小，壽命更長。設(shè)計(jì)中同時(shí)采用了適當(dāng)?shù)淖兾积X輪。在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中，可以獲得以下效果：獲得較準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；提高嚙合傳動(dòng)質(zhì)量和承載能力；在保證傳動(dòng)比的前提下得到理想的中心距，在

11、保證裝配和同心等的條件下，使齒數(shù)的選擇有比較大的靈活性。2 電機(jī)的選取2.1 系統(tǒng)的總效率=0.9600.990=0.824式中：滾筒上鋼絲繩的纏繞效率，取=0.960攪油效率，取=0.990一級(jí)行星輪的傳動(dòng)效率，取=0.970七個(gè)滾動(dòng)軸承的效率，取=0.990兩級(jí)內(nèi)齒的傳動(dòng)效率，取=0.9802.2電機(jī)的選型選取電機(jī)的參數(shù)：額定功率：55 KW滿載轉(zhuǎn)速：1480 r/min效率：92.5%電機(jī)的實(shí)際輸出功率：P=550.925=50.875 kW 此處刪除好多字，詳細(xì)的圖紙及其資料聯(lián)系qq6564176793 牽引鋼絲繩直徑3.1 鋼絲繩的選擇3.1.1 鋼絲繩直徑 根據(jù)GB/T891819

12、96知，鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力，按下式確定：d = （2-1）式中d鋼絲繩的最小直徑 C選擇系數(shù) ，取C =0.1 S鋼絲繩最大靜拉力N則由公式（2-1）可得：d =17.32 故選擇鋼絲繩直徑d =19.5初選鋼絲繩直徑 =19.5 3.1.2 鋼絲繩強(qiáng)度校核：選 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度為1550 =1； =-=375-215+1=366 ；齒根圓直徑 ； =375+2（1+0.25）5=382.5 ；全齒高 =（382.5 366）=8.25 ；中心距 =（75-27）5=120 。 齒輪強(qiáng)度校驗(yàn)）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力由公式（5-15）得齒面接觸應(yīng)力的基本值為 = =2.5

13、8189.80.911 =226.63 式中：端面內(nèi)分度圓上名義切向力，取 =2776.16 N； u齒數(shù)比，u =/ =75/27 =2.79；b工作齒寬， 取b =108 ；小齒輪分度圓直徑，取 =144；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，取 =2.58， =0，查圖6-10，得 =2.21；彈性系數(shù)，查表得 =189.8；重合度系數(shù)，查圖得 =0.91；螺旋角系數(shù)，直齒 =0，得 =1。根據(jù)公式（5-14）得接觸應(yīng)力 = = 226.63 = 309.62 式中 使用系數(shù)，中等沖擊，查表，得 =1.25； 動(dòng)載系數(shù)，6級(jí)精度，查表 ，得 =1.01； 接觸強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)，得 =1.12； 接觸強(qiáng)度的

14、齒間載荷分布系數(shù)，得 =1； 接觸強(qiáng)度的行星輪之間載荷不均衡系數(shù),查表得 =1.2； 齒面接觸應(yīng)力的基本值。許用接觸應(yīng)力 = 式中：試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限，取 =1400 ； 接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 =1.25； 接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，取 =1.03；潤滑油系數(shù)，取 =1.06；工作硬化系數(shù)，取 =1.1；速度系數(shù)，取 =0.905；粗糙度系數(shù)，取 =0.96；尺寸系數(shù)，取 =1； = =1168.62 ， 接觸強(qiáng)度通過。）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，齒根應(yīng)力 式中：= ；端面內(nèi)分度圓上名義切向力，取 =2776.16 N；b工作齒寬， 取b =108 ；法向模數(shù)，取=5；= =5.14載荷系數(shù) =

15、11.21.11.1=1.45式中： 使用系數(shù)，取=1； 動(dòng)載系數(shù)，取=1.2； 齒間載荷系數(shù)，取=1.1； 齒間載荷分布系數(shù)，取=1.1；彎曲強(qiáng)度重合度系數(shù) 式中： 齒形系數(shù)，取=2.5； 應(yīng)力修正系數(shù)，取=1.605； 重合度系數(shù)，=0.716； 螺旋角系數(shù)，=1.0； 則： ； 。 許用彎曲應(yīng)力 式中：；彎曲疲勞極限，因材料為40Cr，取=350；最小安全系數(shù)，取=1.4；式中：應(yīng)力修正系數(shù)，取=2.0；壽命系數(shù)，取=1.0；圓角敏感系數(shù)，取=0.99；表面狀況系數(shù)，取=1.674-0.529=1.063；尺寸系數(shù)。因，取=1.0；，則： ； 。內(nèi)嚙合齒輪彎曲疲勞校核通過。5.2.3 第

16、二級(jí)傳動(dòng)齒輪模數(shù)m模數(shù)m由強(qiáng)度計(jì)算或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定 式中 綜合系數(shù)，齒輪為7級(jí)精度等級(jí)沖擊取=1.62.6，8級(jí)精度等級(jí)中等沖擊取=2.53.9，沖擊較大、不變位時(shí)取較大值； 小齒輪的齒形系數(shù)； 小齒輪的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 額定功率，； 小齒輪轉(zhuǎn)數(shù)（一般也即為第一級(jí)即電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)）； 實(shí)驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限； 齒寬系數(shù)； 則 圓整取 =4 內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)幾何尺寸的計(jì)算分度圓壓力角： ；齒頂高系數(shù)：；縱向間隙系數(shù)；模數(shù)的取 =4。 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪分度圓直徑 齒寬系數(shù) 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，查表得=0.8；小齒輪齒數(shù) 取=27；大齒輪齒數(shù) =2.7927=75.33；齒數(shù)比 =75/27；傳

17、動(dòng)比誤差 =0.33/2.770.05；小齒輪轉(zhuǎn)矩 =347801；載荷系數(shù) 使用系數(shù)，查表得=1；動(dòng)載系數(shù)，查表得=1.2；齒間載荷系數(shù)，查表得=1.1；齒間載荷分布系數(shù)，查表得=1.1；載荷系數(shù) =11.21.11.1=1.45材料彈性系數(shù) 查表得=189.8；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖得=2.5；重合度系數(shù) 由推薦值0.850.92 ， =0.87 = =95.77 齒輪模數(shù) =95.77/27=3.57 ，圓整得 =4 ；小齒輪分度圓直徑 =427=108 ；圓周速度 =8.36 ；標(biāo)準(zhǔn)中心距 =5（27+75）/2=255 ；齒寬 =0.8108=86.4 ；大齒輪齒寬 ；小齒輪齒寬 = +

18、（510）=95.4 ；基圓直徑 =75 4=300 ；分度圓直徑 =300=282 ；齒頂圓直徑 =- 式中 =當(dāng) =1，=時(shí) =1 =-=282-215+1=272 ；齒根圓直徑 =272+2（1+0.25）5=294.5 ；全齒高 =（294.5 272）=11.25 ；中心距=（75-27）5=120 。 齒輪強(qiáng)度校驗(yàn)）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力齒面接觸應(yīng)力基本值 = =2.58189.80.911 =180.44 式中：端面內(nèi)分度圓上名義切向力，取 =2776.16 N；b工作齒寬， 取b =86.4 ；u齒數(shù)比，u =/ =99/37 =2.68；小齒輪的分度圓直徑，取 =108

19、 ；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，取 =2.58， =0，查圖6-10，得 =2.21；彈性系數(shù)，查表得 =189.8；重合度系數(shù)，查圖得 =0.91；螺旋角系數(shù)，直齒 =0，得 =1，由公式（5-14）得接觸應(yīng)力 = = 226.85 = 309.91 式中 使用系數(shù)，中等沖擊，查表 得 =1.25； 動(dòng)載系數(shù)，6級(jí)精度，查表 得 =1.01； 接觸強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)，取 =1.12； 接觸強(qiáng)度的齒間載荷分布系數(shù)，取 =1； 接觸強(qiáng)度的齒間載荷不均衡系數(shù),查表取 =1.2； 齒面接觸應(yīng)力的基本值，許用接觸應(yīng)力 = 式中：試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限、取 =1400 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)、取 =1.25； 接觸強(qiáng)

20、度壽命系數(shù)、取 =1.03；潤滑油系數(shù)、取 =1.06；工作硬化系數(shù)、取 =1.1；速度系數(shù)、取 =0.905；粗糙度系數(shù)、取 =0.96；尺寸系數(shù)、取 =1； = =1168.62 查圖得 =1；潤滑油系數(shù)， v =1.237 m/s, 查表，使用中型極壓油 =150 =150 取 =1.02；工作硬化系數(shù)，兩齒齒面均為硬齒面，查圖得 =1；速度系數(shù)，查圖得 =0.96；粗糙度系數(shù)，按照8， =2.4m， = = =2.72，終取 =1.01；尺寸系數(shù)，m 5,選取 =1； 故接觸強(qiáng)度通過。）齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算齒根應(yīng)力 = 式中：使用系數(shù)； 動(dòng)載系數(shù)； 彎曲強(qiáng)度齒向載荷分布系數(shù)，取

21、=1.08； 彎曲強(qiáng)度齒間載荷分配系數(shù)，取 =1； 齒根彎曲強(qiáng)度行星輪間載荷不均衡系數(shù)， =1.3；計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力基本值 = 式中：載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)，太陽輪 =0.52， =24，查圖得 =2.28；行星輪 =0.584 ， =37，查圖，得 =2.14；載荷作用于齒頂時(shí)應(yīng)力修正系數(shù)，查圖，太陽輪得 =1.82，行星輪得 =1.88；彎曲強(qiáng)度極限螺旋角系數(shù)；彎曲強(qiáng)度重合度系數(shù)；b工作齒寬， 計(jì)算許用齒根應(yīng)力 = 式中：試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限； 試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，取 =2； 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，取 =1；彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，高可靠度，查表得 =1.6；相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，查圖

22、，太陽輪取 =0.98，行星輪取 =1.01；相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)， =1.045；彎曲強(qiáng)度極限的尺寸系數(shù)，太陽輪： = =15.86；彎曲應(yīng)力為 =15.861.251.011.0811.3 =28.11 許用彎曲應(yīng)力為 =0.981.0451 =448 故彎曲強(qiáng)度通過。行星輪： =12.141.850.8261 =15.13 彎曲應(yīng)力為 =15.131.251.011.0811.3 =26.82 許用彎曲應(yīng)力為 =1.011.0451 =323 故彎曲強(qiáng)度通過。6.5.2 內(nèi)嚙合）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力齒面接觸應(yīng)力基本值 = =2.58189.80.911 =229.27 式中：端面

23、內(nèi)分度圓上名義切向力，取=2776.16 N； b工作齒寬， 取b =100 ；小齒輪的分度圓直徑，取 =144；u齒數(shù)比，u =/ =99/37 =2.68；節(jié)點(diǎn)的區(qū)域系數(shù)，取 =2.58， =0，查圖6-10得 =2.21；彈性系數(shù)，查表得 =189.8；重合度系數(shù)，查圖得 =0.91；螺旋角系數(shù)，直齒 =0，取 =1，得接觸應(yīng)力 = = 229.27 = 313.23 式中 使用系數(shù)，參照中等沖擊，查表得 =1.25； 動(dòng)載系數(shù)，精度6級(jí)，查表 得 =1.01； 接觸強(qiáng)度齒向載荷分布系數(shù)，取 =1.12； 接觸強(qiáng)度齒間載荷分布系數(shù)，取 =1； 接觸強(qiáng)度行星輪間載荷不均衡系數(shù),查表得 =1

24、.2 齒面接觸應(yīng)力基本值； =523.67 =523.67許用接觸應(yīng)力的計(jì)算 = 式中：試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限，取 =1400 ； 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取 =1.25； 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)、取 =1.03；潤滑油系數(shù)、取 =1.06；工作硬化系數(shù)、 =1.1；粗糙度系數(shù)、取 =0.96；尺寸系數(shù)、取 =1；速度系數(shù)、取 =0.905； = =1168.62 故接觸強(qiáng)度通過。）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根應(yīng)力齒根彎曲應(yīng)力基本值 = =17.74 式中：載荷作用于齒頂時(shí)齒形系數(shù)，取 =2.055；載荷作用于齒頂時(shí)應(yīng)力修正系數(shù)，取 =2.458；彎曲強(qiáng)度重合度系數(shù)，取 =0.759；彎曲強(qiáng)度極限螺旋角系數(shù)

25、；b工作齒寬； = =17.741.251.011.0811.3=31.44 式中：動(dòng)載系數(shù)；使用系數(shù)； 彎曲強(qiáng)度齒間載荷分配系數(shù)，取 =1；彎曲強(qiáng)度齒向載荷分布系數(shù)，取 =1.08； 齒根彎曲強(qiáng)度行星輪間載荷不均衡系數(shù)，取 =1.3；齒根彎曲應(yīng)力基本值，許用齒根應(yīng)力 = =0.981.0451 =360 式中：試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限； 試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，取 =2； 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，取=1；彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取=1.6；相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)，取=1.045；相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，取=0.759；計(jì)算彎曲強(qiáng)度極限尺寸系數(shù)， 故截面A 疲勞強(qiáng)度足夠。軸靜強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算(1)確定危

26、險(xiǎn)截面。按照“載荷大，截面小”原則，選取A截面為危險(xiǎn)截面。(2)校核危險(xiǎn)截面安全因數(shù) =8.07式中：40Cr鋼正應(yīng)力屈服點(diǎn)， =550 ； 工作中短時(shí)最大載荷，假設(shè)其為正常工作載荷的兩倍，則 =2 =22437.5 =4875 ； 抗彎截面系數(shù)， =71.53 ； =68.15 2）轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全因數(shù) =48.03式中：40Cr鋼切應(yīng)力屈服點(diǎn)， =0.6 =0.6550 =330 ； 工作中短時(shí)最大載荷，假設(shè)其為正常工作載荷的兩倍，則 =2T =2479.32 =958.64 N.m；抗彎截面系數(shù)， =143.56；3）截面B的靜強(qiáng)度安全因數(shù) = 6.32因 =0.733查表，許用安全因數(shù)=

27、1.72.2S 故該軸靜強(qiáng)度滿足要求。7.4.2鋼絲繩通過滾筒作用在軸上的力集中于B處時(shí)，軸的受力分析情況如圖7.3-aa、求支反力假設(shè)因的作用，支反力分別為、（圖7.3-b），易得=6.25 =20 6.25=13.75b、作彎矩和轉(zhuǎn)矩圖因作用作彎矩圖（圖7.3-c）=3437.5 作轉(zhuǎn)矩圖（如圖7.3-b） c、校核計(jì)算按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸徑按插值法（又稱“內(nèi)插法”，是利用函數(shù)f (x)在某區(qū)間中插入若干點(diǎn)的函數(shù)值，作出適當(dāng)?shù)奶囟ê瘮?shù)，在這些點(diǎn)上取已知值，在區(qū)間的其他點(diǎn)上用這特定函數(shù)的值作為函數(shù)f (x)的近似值）查表可得:=72 =124 A截面軸徑 = 0.08425 =84.25因轉(zhuǎn)矩按

28、脈動(dòng)循環(huán)變化,取 = = =0.58故d =90滿足強(qiáng)度要求。軸的疲勞強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算(1)確定危險(xiǎn)截面根據(jù)載荷分布（彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖）、應(yīng)力集中和軸的結(jié)構(gòu)尺寸、選取軸上B截面分析。截面B屬于危險(xiǎn)截面，取截面B進(jìn)行校核計(jì)算。(2)校核危險(xiǎn)截面的安全因數(shù)1）彎矩作用時(shí)的安全因數(shù)由于軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩起對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的作用，安全因數(shù)為 = 1.72式中：40Cr鋼彎曲對(duì)稱循環(huán)時(shí)疲勞極限， =350 ； 彎曲應(yīng)力幅，= =48.06 ；（其中，W抗彎截面系數(shù)W =） 彎曲平均應(yīng)力， =0； 扭轉(zhuǎn)有效應(yīng)力得集中因數(shù)，根據(jù)配合可查得 =2.652； 表面質(zhì)量因數(shù)，查得 =0.91； 尺寸因數(shù)，查得 =0.

29、68； 材料彎曲時(shí)平均應(yīng)力折算因數(shù)，查得 =0.34；2）轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全因數(shù)因?yàn)闄C(jī)器不均勻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在慣性力和振動(dòng)，轉(zhuǎn)矩引起的切應(yīng)力可視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，安全因數(shù)為 =39.46式中：40Cr鋼抗扭疲勞極限， =200 ； 切應(yīng)力幅； = =1.68；（其中，W抗彎截面系數(shù)W =） 平均切應(yīng)力， = =2.39 正應(yīng)力有效應(yīng)力的集中因數(shù)，根據(jù)配合可查得 =1.89， 取 =1.89， 表面質(zhì)量因數(shù)，查得 =0.91； 尺寸因數(shù)，查得 =0.74； 材料扭轉(zhuǎn)時(shí)平均應(yīng)力折算因數(shù)，查得 =0.21。3）截面B疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) = 1.72當(dāng)載荷確定比較精確，材料性質(zhì)均勻時(shí)，許用安全因數(shù)=1.31.5S

30、 故該軸截面B疲勞強(qiáng)度滿足要求。軸靜強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算(1)確定危險(xiǎn)截面。按照“載荷大，截面小”原則，選B截面為危險(xiǎn)截面。(2)校核危險(xiǎn)截面安全因數(shù)1）危險(xiǎn)截面最大承受壓強(qiáng) =5.72式中：40Cr鋼正應(yīng)力屈服點(diǎn)，查得 =550 ； 工作中短時(shí)最大載荷，假設(shè)其為正常工作載荷的兩倍，則 =2 =23437.5 =6875 ； 抗彎截面系數(shù)， =71.53 ； =96.11 2）轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全因數(shù) =48.03式中： 40Cr鋼切應(yīng)力屈服點(diǎn)，查得： =0.6 =0.6550 =330 ； 工作中短時(shí)最大載荷，假設(shè)其為正常工作載荷的兩倍，則 =2T =2479.32 =958.64 N.m； 抗彎

31、截面系數(shù)， =143.56 3）截面B靜強(qiáng)度安全因數(shù) = 5.68 =0.733查表得許用安全因數(shù)=1.72.2S 故該軸靜強(qiáng)度滿足。由上可知主軸的強(qiáng)度滿足要求。8 行星軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核8.1行星軸8.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行星軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下（圖8.1）圖8.18.1.2 行星軸材料40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料力學(xué)為： =750 =550 =350 =200 8.1.3 軸的受力分析受力分析（圖8.2-a）a、求支反力水平面內(nèi)受力情況分析如圖8.2-b軸在B截面所受方向向上的圓周力為 =21521.89 =3043.78 =1606.44 =3043.78-1606.44 =1437.34 故B截面

32、處所受的彎矩最大 =68.27 b、軸的彎矩圖如圖8.2-c8.1.4 按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸徑按照插值法（同前）查得:=72 =124 A截面軸徑 = 0.0212 =21.2由于轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化,取 = = =0.58故d =45滿足強(qiáng)度要求。8.1.5 軸疲勞強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算(1)危險(xiǎn)截面根據(jù)載荷分布、應(yīng)力集中、軸的結(jié)構(gòu)尺寸等知，截面B為危險(xiǎn)截面，取截面B來進(jìn)行校核計(jì)算。(2)校核危險(xiǎn)截面安全因數(shù)行星軸為心軸，其安全系數(shù)為： =15.47式中：40Cr鋼彎曲對(duì)稱循環(huán)疲勞極限， =350 ； 彎曲應(yīng)力幅，= =7.63 ；（其中，W抗彎截面系數(shù)，W =） 正應(yīng)力有效應(yīng)力的集中因數(shù)，根據(jù)配合

33、可查得 =2.652； 材料彎曲時(shí)的平均應(yīng)力折算因數(shù)，查得 =0.34若載荷確定較精確，材料性質(zhì)均勻，許用安全因數(shù)=1.32.5S 故該軸截面B疲勞強(qiáng)度滿足要求。8.1.6軸表強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算1、確定危險(xiǎn)截面。按照“載荷大，截面小”原則， B截面為危險(xiǎn)截面。2、校核危險(xiǎn)截面安全因數(shù) =36.03式中：40Cr鋼正應(yīng)力屈服點(diǎn)，查得 =550 ； 工作中短時(shí)最大載荷，假設(shè)其為正常工作載荷的兩倍，則 =2 =268.27 =136.54 ； 抗彎截面系數(shù)， =8.946 ； =15.263 ；許用安全因數(shù)=1.72.2S 故該軸靜強(qiáng)度滿足要求。8.2行星軸校驗(yàn)8.2.1軸徑d =458.2.2

34、行星軸材料40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料力學(xué)為： =750 =550 =350 =200 8.2.3 軸的受力分析根據(jù)軸的受力情況，軸的受力分析如圖8.2-a a、求支反力在水平面內(nèi)的受力情況分析如圖8.3-b軸在B截面所受的方向向上的圓周力 =25592.94 =11185.88 =5939.60 =11185.88-5939.60 =5846.28 故B截面所受彎矩最大 =445.47 b、軸的彎矩圖圖8.3-c8.2.4按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸徑按照插值法（同前）查得:=72 =124 A截面軸徑 = 0.0396 =39.6 因轉(zhuǎn)達(dá)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化,取 = = =0.58故d =55滿足強(qiáng)度要求。

35、8.2.5軸的疲勞強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算(1)確定危險(xiǎn)截面由載荷分布、應(yīng)力集中、軸的結(jié)構(gòu)尺寸等知，截面B為危險(xiǎn)截面，取截面B進(jìn)行校核計(jì)算。(2)校核危險(xiǎn)截面安全因數(shù)行星軸為心軸，其安全系數(shù)為： =4.33式中：40Cr鋼彎曲對(duì)稱循環(huán)時(shí)疲勞極限， =350 ； 彎曲應(yīng)力幅，= =27.27 ；（其中，W抗彎截面系數(shù)W =） 正應(yīng)力有效應(yīng)力的集中因數(shù)，按照配合查得 =2.652； 材料彎曲時(shí)平均應(yīng)力折算因數(shù)，查得 =0.34；若載荷確定較精確，材料性質(zhì)均勻，許用安全因數(shù)=1.32.5S 故截面B疲勞強(qiáng)度滿足要求。8.2.6 軸表強(qiáng)度安全因數(shù)校核計(jì)算1、確定危險(xiǎn)截面。按照“載荷大，截面小”原則， B截

36、面為危險(xiǎn)截面。2、校核危險(xiǎn)截面安全因數(shù) =10.08式中：40Cr鋼正應(yīng)力屈服點(diǎn)，查得 =550 ； 工作中短時(shí)最大載荷，假設(shè)其為正常工作載荷的兩倍，則 =2 =2445.47 =890.94 ； 抗彎截面系數(shù)， =8.946 ； =54.55 ；許用安全因數(shù)=1.72.2S 故該軸靜強(qiáng)度滿足要求。由上可知，行星軸的強(qiáng)度滿足要求。9 行星架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1行星架形式的確定和材料的選定行星架是行星傳動(dòng)中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的重要零件，也是承受外力力矩矩最大的零件。其三種基本形式分別為：雙壁整體式、雙壁剖分式和單臂式。因本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)比較大，故行星輪軸承安裝于行星輪內(nèi)部，基本形式選用雙壁整體式行星架（如圖9.

37、1所示）。這種形式的行星架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛性大，受載變形小，有利于行星輪上所受載荷沿齒寬方向均勻分布，從而減少振動(dòng)和噪聲。行星架材料采用球墨鑄鐵QT600-3，其特點(diǎn)為：重量輕，離心力小，噪聲小。這種選材既降低了成本，又使其它性能也有所提高。9.2行星架技術(shù)要求1、中心距極限偏差行星架上各行星輪上的軸孔與行星架基準(zhǔn)軸線的中心距偏差會(huì)引起行星輪徑向位移，從而影響齒輪傳動(dòng)側(cè)隙，且當(dāng)各中心距偏差的數(shù)值和方向不同時(shí)，要影響行星輪軸孔距相對(duì)弦距誤差的測(cè)量值，因而影響行星架的均載。一般要求控制其值在0.010.02之間。由中心距的基本數(shù)值和齒輪精度等級(jí)查表得：高速級(jí) =低速級(jí) =2、相鄰行星輪軸孔距偏差相鄰行星輪軸孔偏差對(duì)各行星輪間載苛的均衡分配有較大的影響，必須嚴(yán)格控制。值主要取決于各軸孔的分度誤差，分度誤差又取決于機(jī)床和工藝裝配的精度。高速級(jí) = mm低速級(jí) = mm圖9.13、行星輪軸孔與行星架基準(zhǔn)線的平行度公差X方向軸線平行度誤差為，Y 方向軸線平行度誤差為4、行星架偏心誤差行星架偏心誤差：高速級(jí) mm，取 =15 um 低速級(jí) mm，取 =18 um5、靜平衡試驗(yàn)對(duì)行星架實(shí)行靜平衡，可保證傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，。不平衡力矩應(yīng)小于0.5 Nm。10 軸承及校核10.1 調(diào)心滾子軸承行星軸直