二級(jí)行星齒輪課程設(shè)計(jì)說明書

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1、1 .課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2 2 .電動(dòng)機(jī)選擇 3 3 .傳動(dòng)比及其分配 3 4 .前減速器設(shè)計(jì) 3 5 .行星齒輪減速器齒輪設(shè)計(jì) 7 6 .行星齒輪傳動(dòng)軸及鍵的設(shè)計(jì) 12 7 .軸承壽命計(jì)算 21 8 .齒輪加工工藝 23 9 .箱體結(jié)構(gòu)尺寸 23 10 .附錄 1 25 11參考文獻(xiàn) 28 29 12.感想 課程設(shè)計(jì)說明書 1.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：NGW （2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）行星減速裝置設(shè)計(jì) 一.設(shè)計(jì)要求與安排 1、學(xué)習(xí)行星傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，掌握 2K-H機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比計(jì)算、受力分析、傳動(dòng) 件浮動(dòng)原理。 2、參考有關(guān)書

2、籍、刊物、手冊(cè)、圖冊(cè)了解2K-H行星傳動(dòng)裝置（減速器）的基本 結(jié)構(gòu)及技術(shù)組成的關(guān)鍵點(diǎn)。 3、按所給有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行該傳動(dòng)裝置（減速器）的設(shè)計(jì)。 1）、齒數(shù)的選擇：傳動(dòng)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(dòng)”機(jī)構(gòu)的選擇。 3）、參考設(shè)計(jì)手冊(cè)根據(jù)齒輪、軸、軸承的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)裝置（減速器）總圖、 部件圖、零件圖。書寫、整理完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 4、對(duì)于所設(shè)計(jì)的典型零件結(jié)合所學(xué)有關(guān)加工工藝知識(shí)編寫該零件加工工藝 5、行星傳動(dòng)裝置（減速器）總圖選擇合適比例采用 A0號(hào)圖面繪制

3、，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(hào)等各類要求。 按零件圖要求完成零圖紙的繪制， 提 出技術(shù)要求，上述圖紙總量不應(yīng)少于： A0+ A01/2。 2 .設(shè)計(jì)條件 1 .機(jī)器功用減速裝置用于絞車卷筒傳動(dòng) 2,使用壽命 預(yù)期壽命10年，平均每天工作12?16小時(shí) 3 .原始數(shù)據(jù) 1 .電機(jī)功率：150kw 2 .輸入轉(zhuǎn)速：n=960r.p.m 輸出轉(zhuǎn)速：43—45r.p.m 3 .前減速器傳動(dòng)比i=5.62 4 . 2K-H行星傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速 43-45r.p.m 2 .電動(dòng)機(jī)的選擇 電機(jī)功率150kw,

4、輸入轉(zhuǎn)速為960r.p.m查表選用Y200L—4型。額定功率 為 150kw,滿載轉(zhuǎn)速 1000r.p.m. 3 .傳動(dòng)比及其分配 (1)計(jì)算總傳動(dòng)比 輸入轉(zhuǎn)速 n=960r.p.m,輸出轉(zhuǎn)速 =43-45r.p.m,前減速器傳動(dòng)比 =3.8, 行星減速器輸入轉(zhuǎn)速n1 =252.1r.p.m，取n1 =252r.p.m (2)行星齒輪傳動(dòng)比 252 =5.86 43 252 一 5.67 45 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明 試取傳動(dòng)比5.8,則輸出轉(zhuǎn)速n，= 44.5r/min (3)選太陽輪作為浮動(dòng)機(jī)構(gòu) 太陽輪位置可沿軸向有一定限度的變動(dòng)，太陽輪兩端有彈性墊片

5、，輸 入軸和輸出軸的靠近太陽輪一端有凸塊， 凸塊和彈性墊片相對(duì)應(yīng)，限制太陽輪的 軸向移動(dòng)范圍。 齒形為漸開線直齒，外嚙合最終加工為磨齒，6級(jí)精度；內(nèi)嚙合最終加工 為插齒，7級(jí)精度，采用變位齒輪傳動(dòng)。 4 .前減速器設(shè)計(jì) 前減速器用齒輪傳動(dòng)，功率 P =150kW ,輸入轉(zhuǎn)速為 比為 b = 72mm i =3.8 ,輸出轉(zhuǎn)速為 n〔 = 252.2r / min . 1 )選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由表6.2選小齒輪40Cr調(diào)質(zhì) 大齒輪45正火 許用接觸應(yīng)力L--h l-；"HHm Zn SH lim 接觸疲勞極限0Hlim 查圖6-4 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn應(yīng)用循環(huán)次

6、數(shù)N由式6- 7 N1 =60nljLh=60 960 1 (10 15 365) 查圖6 —5得 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHlim k-H1 1-700 1/1 L-H2 .1-550 1.05/1 許用彎曲應(yīng)力［外］ 由式6—12, bF】 = —~YnYx SFlim 彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃Flim 查圖6 — 7,雙向應(yīng)力乘0.7 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)Yn查圖6 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)Yx查圖6 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFm. k-F1「378 1 1/1.4 l

7、8選取 z 課程設(shè)計(jì)說明書 小輪分度圓直徑di ,由式6 —5得 d J『ZeZhzJ2Kti(uZi) 1 Vl Lh ] J 也 u 齒寬系數(shù)查表6.9,按齒輪相對(duì)軸承為對(duì)稱布置 小輪齒數(shù)乙在推薦值20?40中選 Z =izi =3.8x22=123.64 圓整取 齒數(shù)比 u1 u1 =Z2/Z1 =124/22 傳動(dòng)比誤差 ：u/u =(5.64 —5.62)/5.62 =0.0036 :二 0.05 小輪轉(zhuǎn)矩工 T1 =9.55 106P/n1 -9.55 106 30/1470 初定螺旋角一：0 載荷系數(shù)K K =KAKVK.K： Ka—使用系數(shù)查

8、表6.3 Kv —?jiǎng)虞d系數(shù) 由推薦值1.05?1.4 Ka —齒間載荷分配系數(shù) 由推薦值1.0?1.2 KP —齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.0?1.2 載荷系數(shù) K K =KaKvK：.Kb=1 1.2 1.1 1.1 材料彈性系數(shù)Ze查表6.4 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh 查圖6-3 重合度系數(shù)Z名由推薦值0.85?0.92 螺旋角系數(shù) Z = " cos : = \cos12 故di -  , 1 189.8 2.45 0.99 2 1.45 194898 5.64 1 di - 3.75 22 cos20.35 t =——{22 [tan(arccos ) -

9、 tan 20.35 ] - 2二 3.75 22 3.75 2 1 577 0.8 5.64 齒輪法面模數(shù) mn mn = d1 cos 一： / 4 = 80 cos120/22 = 3.56 按表6.6圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 中心距 a a =0(4 z2)/(2cos -：)=3.75 (22 124)/(2 cos12) 分度圓螺旋角 = arccos mn (4 z2)/(2 a) I - arccos3.75(22 124)/(2 280)1 小輪分度圓直徑a d1 =mz =3.75x22 24 圓周速度 v v = ：d1nl/600

10、00= ： 82.5 1470/60000 齒寬 b b= dd1=0.8 82.5= 66mm 行星輪齒寬b2 b2 =b 太陽輪齒寬b| h =d - 5~10 3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 有式6—10 2K「 F : bd1m YFaYsaY ； M f 1 人且止 da1 = 87.5mm 三j里兇奴 zv da2 = 480mm zv1 =4/coS3 ■ =22/cos3 12.13 zv2 =z2/cos3 : =124/cos312.13 齒形系數(shù)YFa 查表6.5 小輪YFa1 大輪YFa2 應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查表6

11、.5 小輪Ysa1 大輪Ysa2 1 I ， 重合度二. ；. - Iz1 (tan 二 a1 一 tan =) Z2 (tan 二 a2 - tan 二)1 2 二 124 (tan(arccos 3.75 27cos 20.35 3.75 124 3.75 2 )- tan 20.35)} 重合度系數(shù)Y -0.25 - 0.75/二 & 5 螺旋角系數(shù)Yp由推薦值0.85?0.92 故 c F1 =2 1.45 194898 2.53 1.831/ 66 80 3.75 二F2 =2 1.45 194898 2.185 1.7

12、8/ 72 465 3.75.5 4）齒輪其他主要尺寸計(jì)算 大輪分度圓直徑 d2 d2 =mnZ2/cos： =3.75 124/cos12.13o 根圓直徑df 頂圓直徑da df1 =d1 -2hf =82.5-2 1.25 3.75 df2 =d2 -2hf =475-2 1.25 3.75 da1 =d1 2ha =82.5 2 2.5 da2 = d2 2ha = 475 2 25 a2 2 a 5.行星齒輪減速器傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明 1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由表6.2選 太陽輪20CrMnTi滲碳淬火回火 行星輪20CrMnTi滲碳淬火回

13、火 內(nèi)齒圈45 表面淬火 許用接觸應(yīng)力k--H l-CHlim Zn SH lim 接觸疲勞極限0Hlim 查圖6-4 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn 應(yīng)用循環(huán)次數(shù)N由式6- 7 查圖6 —5得 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHlim 許用彎曲應(yīng)力[”] 由式6—12, Lf】= 二 Flim YnYx Sf lim 彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃Flm 查圖6—7, 雙向應(yīng)力乘0.7 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)Yn 查圖6—8 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)Yx 查圖6—9 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) SF min l-F1 1-870 1 1/1.4 則 tF2 1-730 1 1/1.4 k

14、F3 1- 740 1 1/1.4 1）太陽輪-行星輪 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 v1 =:「：0.013~ 0.022, 參考表6.7、表6.8選取 7 \~ 0.022dU|^圓周速度 vt = 4m/s , 太陽輪分度圓直徑d1，由式6 —5得 eZhZ u-1 u 齒寬系數(shù)甲d查表6.9,按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置 太陽輪齒數(shù)Zi在推薦值20?40中選 .H il3 幾=（乙+Z3）/Zi 圓整取

15、 齒數(shù)比 u1 u1 =z2/z) =27/21 太陽輪轉(zhuǎn)矩 T1 T1 =9.55 10「189.8》2.2》0.9 j 父 2 M 2.42 父 1093510 乂 0.17 1358 0.35 1.17 齒輪模數(shù) m m = dI / zi = 55/23 = 2.4mm 按表6.6圓整 太陽輪分度圓直徑d1 d1 =mz =4.5父23 圓周速度 v v = d1n1/60000 = ： 42 1420/60000 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a a =m(z1 ? Z2)/2 =4.

16、5 23 27 /2 齒寬 b b= dd1 =0.35 103.5 = 36.225mm 行星輪齒寬b2 d = b 太陽輪齒寬b1 b1 =b2 ? 5~10 P/n1 =9.55 106 30/262 載荷系數(shù)K K -KaKvK. K . KA—使用系數(shù)查表6.3 Kv —?jiǎng)虞d系數(shù) 由推薦值1.05?1.4 K^ —齒間載荷分配系數(shù) 由推薦值1.0?1.2 Kp —齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.0?1.2 載荷系數(shù) K K -KAKVK.K ； -1.35 1.023 1.15 1.3 材料彈性系數(shù)ZE查表6.4 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 查圖6-3 故d1 - 重

17、合度系數(shù)Z由推薦值0.85?0.92 □ 2)太陽輪一行星輪 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 ., 2KT , 有式 6-10 % =「一YFaYsaY 4爪] bd1m 齒形系數(shù)YFa 查表6.5 小輪YFai 大輪YFa2 應(yīng)力修正系數(shù)YSa查表6.5小輪YSa1 大輪Ysa2 1 重合度 二 ；-= I.z1 (tan : a1 - tan : ) z2(tan : a2 - tan ： ) I -2 二 1 4.5 23 cos20、 _——{23 [tan(arccos ) - tan 20 ] 二2二 4.5 23 4.5 2 4.5

18、27cos 20、 27 (tan(arccos ) - tan 20)} 4.6 27 4.5 2 重合度系數(shù)丫. = 0.25 0.75/ ；一 故 ；、1 =2 2.42 1093510 2.106 1.831/ 43 103.5 4.5 二f2 =2 2.42 1093510 2.069 1.86/ 40 121.5 4.5 許用彎曲應(yīng)力： 太陽輪：異1 =622N/mm2 行星輪：kF2 1=520N / mm2 3)行星輪-內(nèi)齒輪 接觸疲勞強(qiáng)度校核 同上可得： 實(shí)際接觸應(yīng)力 二H =517N/mm2 行星輪許用接觸應(yīng)力 k H1 I -1259N / mm2

19、 內(nèi)齒輪許用接觸應(yīng)力 kH21 - 1004N /mm2 實(shí)際接觸應(yīng)力 。1 =517N/mm2 滿足接觸疲勞強(qiáng)度要求 4)齒輪其他主要尺寸計(jì)算 太陽輪分度圓直徑d2 d2=mz2=4.5 27 內(nèi)齒輪分度園直徑d3 d3=mz3=4.5 79 根圓直徑 df df1 =d1-2hf =103.5-2 1.25 4.5 df2 =d2 -2hf =121.5-2 1.25 4.5 df3 =d3 -2hf =355.5 2 1.25 4.5 頂圓直徑 da da1 = d1 2ha = 103.5 2 6.37 da2 =d2 2ha =121.5 2 6.53 da3

20、=d3 -2ha =355.5 — 2 1.79 5)齒輪的變位 采用外嚙合角變位，內(nèi)嚙合高變位 (1)未變位時(shí)，太陽輪與行星輪中心距 a=(d1+d2)/2 = (103.5+121.5)/2 選取變位系數(shù)： 太陽輪：xa =0.549,內(nèi)齒圈：4 =0.584, 行星輪：xc =0.584 太陽輪與行星輪傳動(dòng)的變位系數(shù)之和 xac = xa + xc = 0.549+ 0.584 (2)太陽輪與行星輪傳動(dòng)的端面嚙合角 atac =25.37 變位后太陽輪與行星輪無側(cè)隙嚙合時(shí)中心距為 a a = acos-i / cos =二112.5cos 200 /cos25.370

21、 即實(shí)際中心距為117mm. (3)分離系數(shù)y 分離量 ym =a -a =117 712.5 分度圓分離系數(shù) y : y = 0.5(乙 +z2)(cosa/cosa-1) (4)齒頂高變動(dòng)系數(shù)仃 外嚙合齒輪具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙時(shí)，具中心距 a”為： a = m(z1 z2)/ 2 (xi x2)m 即 a』4.5(23 27)/2 (1.133 4.5) c =(X x2) -y =1.133-1 備注：所有數(shù)據(jù)都在附錄1中有具體的說明！ ！ 6.行星齒輪減速器傳動(dòng)軸及其鍵的設(shè)計(jì) (1)輸入軸的設(shè)計(jì)與校核 輸入功率 P = 30kw 轉(zhuǎn)速 n〔 = 262r / min

22、 輸出功率 P2=29.1kw 輸出轉(zhuǎn)速 n2=58r/min 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明 1)計(jì)算作用在軸上的力 T1 =1093510NUmm 軸材料：45號(hào) 轉(zhuǎn)矩 T1 =9.55 106P/n1 =9.55 106 30/ 262 2)初步估算軸的直徑 選用45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理 由式8—2 d > A3 - 計(jì)算軸的最小直徑并加大 3%以考慮鍵 槽的影響 查表8.6取A = 110 dmin = 53.4mm 3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)確定軸的結(jié)構(gòu)方案 軸承靠軸肩定位，左端軸承靠套筒與端蓋定位。 (2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)

23、度 (1段 根據(jù)dmin圓整，選擇連軸器 HL4型，連軸器轂孔 長(zhǎng)84mm,該段應(yīng)比連軸器短1?4mm 2段 為使連軸器定位，軸肩高度h =c+(2~3)mm,孔倒 d1 = 55mm 11 8 82mm 角C取3mm, d2 =d1 +2h且符合標(biāo)準(zhǔn)密封內(nèi)徑，取端蓋寬度 15mm,端蓋外端面與半連軸器相距 20mm.則12=30mm ③段 該段裝軸承，軸承為 32213型圓錐滾子軸承， d =65mm,D =120,T = 32.75mm,da = 74mm ,為了使定位可靠，軸 段長(zhǎng)度應(yīng)比T小。13 =30mm。 (4段 該段為兩個(gè)軸承之間，應(yīng)比軸承內(nèi)徑略小，裝套筒 以

24、使軸承軸向定位。 ⑤段 該段裝軸承，為32213型圓錐滾子軸承，同第三段， d5 =65mm 15 =30mm ⑥段 該段用于軸承的軸向定位，是一軸肩，取d6 = 70mm d2 = 60mm l2 = 30mm 16 =15mm 7段 該段與連軸器相連接，選用HL5型連軸器，軸孔直 徑 d =75mm,孔長(zhǎng) 1 = 107 mm 4)軸的強(qiáng)度校核 齒輪采用的是直齒，因此軸主要承受扭矩，其工作能力按扭 轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： T P T 9.55 10 T 1 N / mm mm d3 = 65mm 3 13 =30mm d4 = 60mm 14

25、 = 35mm d5 = 65mm 15 =30mm d6 = 70mm 16 = 15mm d7 = 75mm 17 = 103mm 45鋼I%]= 30 ?40 WT 0.2d3n 式中， 一軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N/mm2; T 一軸所受的扭矩，Nblmm； W 一軸的抗扭截面模量，mm3 ; 2 tt = 32.86N / mm T =109770N[mm 軸的強(qiáng)度滿足 要求 n 一軸的轉(zhuǎn)速，r / min ； P —軸所傳遞的功率，Kw； Itt ]—軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N / mm2 ,見表8.6; A —取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 [

26、%]的系數(shù)，其值 可查表8.6. T 6 P 6 30 t = =9.55 10 ::——3 =9.55 10 :: 3 Wt 0.2d n 0.2 55 262 T =32.86N/mm2 三 I T I - 40N / mm2 5)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 (1)選擇危險(xiǎn)截面 在第一段軸與第二段軸之間有應(yīng)力集中源， 第一段軸上有鍵, 其應(yīng)力較大，應(yīng)力集中嚴(yán)重，選其接近第二段軸處截面為危險(xiǎn)截面。 (2)計(jì)算危險(xiǎn)截面上工作應(yīng)力 軸主要承受扭矩，其 扭矩 T =1097700N[mm 軸上有雙鍵，其抗彎截面系數(shù)： 3 2 3 2 W 二d bt(d -t)—二 55 1

27、6 4.3 (55 -4.3) 32 d — 32 55 抗 扭 截 面 系 數(shù)： 3 2 3 2 W = 13118.4mm3 WT = 29452.2mm3 2 3 =37.3N/mm2 % =xm =18.65N /mm W 二d bt(d -t).二 55 16 4.3 (55 -4.3) 16 d 16 55 截面上的扭剪應(yīng)力：? =T/Wt =1097700/29452.2 扭切應(yīng)力：- a = m = /2 (3)確定軸材料機(jī)械性能 查表8.2,彎曲疲勞極限 仃_, = 275mm2,剪切疲勞極限 4 =155N / mm2 碳鋼材料特性系數(shù)：

28、，=0.1,昨= 0.5Q (4)確定綜合影響系數(shù)K「K 軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù) Q,根據(jù) KJ V r/d =1.6/55 =0.029 ,由表 8.9插值計(jì)算得 1y = 1.86,匕=1.30 配合處綜合影響系數(shù) K「Kt，根據(jù)d,bb，配合H7/r6, 由表8.11插值計(jì)算得 K門= 3.4, K工=0.4 + 0.6Kl2.44 lj v u 鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)k仃，k「根據(jù)仃b,由表8.10插值計(jì) 算得 k=1.80,匕=1.61 尺寸系數(shù) %, %，根據(jù)d ,由表8-12查得，% = 0.81, % =0.75。 表面狀況系數(shù)根據(jù) ,表面加工方法查圖8-

29、2得 =0.84 軸肩處的綜合影響系數(shù)Kq,0為： k 二 _ 1.80 ；；--0.81 0.84 = 2.73 2.44 k = ；L： 0.75 0.84 -3.87 鍵槽處綜合影響系數(shù)Ka, K三為: 1.80 0.81 0.84 = 2.64 IZ - %— K- 1.61 2.56 0.75 0.84 同一截面上有兩個(gè)以上應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響 系數(shù)來計(jì)算安全系數(shù)，故按配合處系數(shù) K T , KT 0 cr- 2 二」=275mm 2 」=155N / mm ；0.1 q「0.05 V k/1.86 k =1.3

30、0 （軸肩圓角處） Kc =3.4 K =2.44 （配合處） k..-1.80 k =1.61 （鍵槽處） 二一-0.81 ；=0.75 A 0.84 = 2.73 K =3.87 K ..-2.64 K. = 2.56 (5)計(jì)算安全系數(shù) 由表8.13取許用安全系數(shù) [S] = 1.6 由式8-6 Sc 275 k；」「a 」m 3.4 1 0.1 0 S.= k. a - ；：,m 155 2.44—16.5-0.05—16.5 S - SS ca - 6)軸的彎矩圖和扭矩圖 (1)求軸承反力 H水平面 RH1 =

31、2360.7N , RH2 =2360.7N V 垂直面 RV1 =1208.4N , RV2 =549.3N (2)求第一個(gè)軸承處彎矩 H水平面 MH =224266.5N V垂直面 MV1 -140616N , MV2 -52155N 合成彎矩M M1 =264704NLmm , M2 = 23025(mm 扭矩 T T =1097700 N|_mm 彎扭合成 當(dāng)量彎矩 Mca1 =709823NLmm Mca2 =697706NLmim ca 7)軸上鍵的設(shè)計(jì)及校核 S ： = 1.6 邑=80.1 S ,-3.77 Sca = 5.2 疲勞強(qiáng)度安全

32、 RH1 -2360.7N RH2 =2360.7N Rvi =1208.4N Rv2 =549.3N M H = 224266.5 N MV1 =140616N MV2 -52155N M1 =264704N|_mm M2 = 230251_mm T =1097700 N|_mm 靜聯(lián)接，按擠壓強(qiáng)度條件計(jì)算，其計(jì)算式為： 4T

33、r i 仃p =——< bp J dhl 式中，T —轉(zhuǎn)矩，N]mm ； d 一軸徑，mm; h 一鍵的高度，mm; l —鍵的工作長(zhǎng)度，mm, A型鍵l =L-b； B型鍵l =L； C 型鍵l=L—b/2,其中L為鍵的長(zhǎng)度，b為鍵的寬度； 瓦】—許用擠壓應(yīng)力，N/mm2,見表3.2; 根據(jù)軸徑，選用 C 型鍵，b=16mm,h=10mm,L=45?80mm,取 L=60mm l =L -b/2 =60 -16/2 4T 4父109770 p -dhl _55x10x52 按輕微沖擊算 bp 】 = 100?120N/mm2 用雙鍵，180度布置，按1.5個(gè)鍵計(jì)算

34、 kP 】=1.5 bP 】 l = 52mm b = 16mm h = 10mm , Li . ， 2 仃 p =153N / mm kp] = 150 ?180 用兩個(gè)鍵，滿足 強(qiáng)度要求。 N / mm 彎矩圖，扭矩圖如下:  (2)輸出軸的設(shè)計(jì)與校核 輸出轉(zhuǎn)速 n2 =58r/min ,轉(zhuǎn)矩 T2 =4791470N|_mm 計(jì)算項(xiàng)目及說明 結(jié)果 1)計(jì)算作用在軸上的力 轉(zhuǎn)矩T2 =4791470N|_mm，總傳動(dòng)效率取 ”=0.97 ,則輸出功率 P2 =30x0.97 P2 =29.1kw 2)初步估算軸的直徑 選用4

35、0Cr作為軸的材料， 由式8—2 d2AC 計(jì)算軸的最小直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影 響 查表8.6取A=100 叱年=100償 dmin = 75mm 3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)確定軸的結(jié)構(gòu)力條 行星輪上有一與行星輪固聯(lián)的圓盤，該圓盤與輸出軸相連，從而 將轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出端。輸出軸一端與圓盤相連，另一端通過連軸器輸出， 軸共分為八段。 (2)確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 ①段 根據(jù)dmin ,并由丁2和7選擇連軸器，選用型號(hào)為HLf ,孔 d1 = 75mm 徑d =75mm,軸孔長(zhǎng)l = 107mm 0軸的長(zhǎng)度應(yīng)比轂孔長(zhǎng)度短 1?

36、4mm。 l1 = 103mm ②段 第二段軸裝軸承端蓋，用以使軸承軸向定位以及密封， d2 = 78mm 取其長(zhǎng)度為20mm。 l2 = 20mm ③段 該段軸上裝軸承，軸承選用 7216C型角接觸球軸承， d =80mm, B=26mm d3 = 80mm 3 l3 = 25mm ④段 第四段軸在一對(duì)軸承之間，上面用套筒保證兩個(gè)軸承之 課程設(shè)計(jì)說明書 35 間的軸向距離，長(zhǎng)度取40mm。 該段軸裝另一軸承，其要求與第三段相同，所以 d =80mm, l =25mm ①段 軸肩，使軸承軸向定位，d =88mm, l =10mm

37、 7）段 該段軸較大，與行星輪上的圓盤相聯(lián)，是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力的主要部分。d = 234mm, l =15mm d4 = 77mm 14 = 40mm d5 = 80mm 15 = 25mm d6 = 88mm 16 = 10mm d7 = 234mm 17 = 15mm 8）段 該段軸與行星輪上圓盤相連的同時(shí)，其端面有一凸起, 和彈性墊片一起，限制太陽輪的軸向移動(dòng)。軸起到定位和傳遞運(yùn)動(dòng)和力的 d8 = 80mm l8 = 10mm 輔助作用，具大小應(yīng)大于軸的最小直徑，長(zhǎng)度小于行星輪上圓盤厚度。 d =

38、80mm, l =10mm。 4）軸的強(qiáng)度校核 齒輪采用的是直齒，因此軸主要承受扭矩，其工作能力按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條 件計(jì)算。軸的材料為40Cr. 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為: T=T =9.55 1 06：——P3 < l.T 1 N / mm2 WT 0.2d3n 式中，即一軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N/mm2; A =100 T 一軸所受的扭矩，NJmm； W 一軸的抗扭截面模量，mm3 ; n 一軸的轉(zhuǎn)速，r / min ； P —軸所傳遞的功率，Kw； kT 】=40~ 52N / mm2 kT ]—軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N / mm2 ,見表8.6; A -取決于軸材料的許

39、用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 1】的系數(shù)，其值可查表 T _ _ 6 P 一 一6 T = =9.55 10 3 = 9.55 10 WT 0.2d n 30 0.2 75 262 7T = 43.5N / mm 滿足強(qiáng)度要 tt = 43.5N / mm2 < kT ] = 50 N / mm2 5）軸上鍵的設(shè)計(jì)及校核 轉(zhuǎn)矩T =47491470N/mm2 dmin =75mm 靜聯(lián)接，按擠壓強(qiáng)度條件計(jì)算，其計(jì)算式為: 4T . . 1 --P = - p ? dhl 式中，T —轉(zhuǎn)矩，N]mm ； 鍵的參數(shù): l = 108mm b = 22mm d

40、一軸徑，mm; h 一鍵的高度，mm; l —鍵的工作長(zhǎng)度，mm, A型鍵l = L -b ； B型鍵l = L ； C型鍵 l =L-b/2,其中L為鍵的長(zhǎng)度，b為鍵的寬度; kP】一許用擠壓應(yīng)力，N /mm2 ,見表3.2; 選用 A 型鍵，b =22mm , h =14mm , L = 63 ?250mm，取 L = 130mm l =L -b =130 -22 4T 4 4791047 ◎ = = P dhl 75 14 108 采用雙鍵對(duì)稱布置 k-p I -1.5 k2 1 h = 14mm 0 P =169N / mm 雙鍵，滿足 強(qiáng)度要求。 計(jì)

41、算項(xiàng)目及說明 結(jié)果 軸承壽命Lh Lh= —(ftC)^ 60n P 式中，P —當(dāng)量動(dòng)載荷，N; 名一壽命指數(shù)，球軸承名=3,滾子軸承 昌=10/3; ft —溫度系數(shù)； P =11403N 7.減速器軸承的壽命計(jì)算 ft = 0.9 Cr =160kN Lh = 35724h 壽命滿足要 求 Cr =89.5kN P =11403N ft = 0

42、.9 Lh =31847h 壽命滿足要 求 Cr =10kN 1)輸入軸上軸承的壽命計(jì)算 滾 動(dòng) 軸 承 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 P P = fp(xR yA)=1.4 (1 8144.94 0.92 0) 式中，x,y —徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)； fp —載荷系數(shù)； p R —實(shí)際徑向載荷； A —實(shí)際軸向載荷。 所用軸承為圓錐滾子軸承，32213型Cr =160kN COC=222kN 軸承工作溫度 低于150度，則溫度系數(shù) ft =0.9 , 106/ftC- 106 0.9 160 103 .0/3 Lh = ( ) = ( ) 60n P 60 26

43、2 11403 每天工作12?16小時(shí)，按15小時(shí)算 Lh/15/365=6.5 即軸承壽命為6.5年，按5年一大修可滿足要求 2)輸出軸上軸承的壽命計(jì)算 采用角接觸球軸承，7316c型Cr=89.5kN 滾動(dòng)軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P P - fp(xR yA) -1.4 (1 8144.94 0.92 0) 軸承工作溫度 低于150度，則溫度系數(shù) ft =0.9 , 106 , ftC、； 106 0.9 89.5 1 03、3 Lh = ()= ( ) 60n P 60 58 11403 Lh/15/365 =5.8軸承壽命為5.8年，5年一大修更換 3)行星輪上軸承壽命計(jì)

44、算 行星輪上用均勻分布的三對(duì)深溝球軸承，選用 16005型軸承, d =25mm Cr =10kN 載荷均勻分配，每對(duì)軸承上的載荷 P=P/3=11403/3 106 ftC 學(xué) 106 0.9 x 89.5x103 3 Lh =丫（士）=^T^（ ） 60n P 60 M 58 3801 Lh/15/365=6.9 軸承壽命為6.9年，5年一大修，大修時(shí)更換 P = 3801N Lh =38146h 壽命滿足要 求 8 .齒輪加工工藝 具體事項(xiàng)見附錄1明細(xì)表。 9 .箱體結(jié)構(gòu)尺寸 1 .箱體壁厚10mm箱蓋壁厚10mm 2 .箱座上部凸緣高度12mm箱蓋凸

45、緣厚度12mm箱座底凸緣厚12mm 3 .地腳螺釘直徑M20 4 .箱蓋與箱座螺栓連接M8 5 .軸承端蓋螺釘直徑M6 6 .外箱壁至軸承內(nèi)壁距離12mm 7 .內(nèi)齒圈齒根與箱壁距離 20mm 8 .箱座肋板厚10mm 9 .通氣孔選擇 M12X1.25 10 .油標(biāo)選擇桿式油標(biāo) M12 11 .密封件選用毛氈密封 附錄1 1.基本參數(shù) 項(xiàng)目 值 項(xiàng)目 值 1基本參數(shù) 型號(hào) 輸入功率 150kw 名義速比 5.8 輸入轉(zhuǎn)速 252rpm 名義輸出轉(zhuǎn)速 43.45rpm 輸入扭矩 5684.52n.m 名義輸出扭矩

46、 31981.13n.m 重要程度 原動(dòng)機(jī)載荷 輕微沖擊 工作機(jī)載荷 均勻平穩(wěn) 減速器傳動(dòng)效率 0.970 精度等級(jí) 7-7-7 滿負(fù)荷設(shè)計(jì)壽命 54000小時(shí) 2齒數(shù)配比 變位類型 外嚙合交父位， 內(nèi)嚙合圖交包 初定ac端面嚙合角 25.3712 0 太陽齒輪數(shù) 18 行星輪齒數(shù) 32 內(nèi)內(nèi)圖內(nèi)數(shù) 84 行星輪數(shù)目 3 實(shí)際速比 5.667 速比偏差 -0.023 j=(Zb-Zc)/(Za+Zc) 1.040 裝配條件 滿足 初定cb端面嚙合角 20.0000 齒輪類型 直齒 實(shí)際輸出扭矩 31

47、245.93n.m 同心條件 角變位后滿足 實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 44.47rpm 3.材料和熱處理選擇 太陽輪材料 20CrMnTi 太陽輪熱處理 滲碳淬火回火 太陽輪熱處理硬度 61 HRC 太陽輪熱處理硬度 1591 MPa 太陽輪接觸疲勞極限 1591 MPa 太陽輪彎曲疲勞極限 485 MPa 行星輪材料 20CrMnTi 行星輪熱處理 滲碳淬火回火 行星輪熱處理硬度 57 HRC 行星輪接觸疲勞極限 1358 MPa  行星輪彎曲疲勞極限 349 MPa 內(nèi)內(nèi)圖材料 45 內(nèi)齒圈熱處理 表面淬火 內(nèi)齒圈

48、熱處理硬度 43 HRC 內(nèi)齒圈接觸疲勞極限 971 MPa 內(nèi)齒圈與曲疲勞極限 225 MPa 4.初算中心距 載荷不均勻系數(shù) 1.150 ac單對(duì)傳遞扭矩 2179.07 N.m ac齒數(shù)比 1.78 齒寬系數(shù) 0.80 綜合系數(shù) 1.96 接觸疲勞極限 1358 MPa 初定許用接觸應(yīng)力 1222 MPa 系數(shù) 483.00 初算中心距 169.33 初算模數(shù) 6.77 實(shí)際模數(shù) 7 實(shí)際螺旋角 0 實(shí)際中心距 182 未變位中心距 175 實(shí)際ac端面嚙合角 25.3712 0 實(shí)際cb端面嚙合角

49、20.0000 齒輪寬度 147 5.幾何參數(shù)和精度 ac傳動(dòng)變位系數(shù)之和 1.134 cb傳動(dòng)變位系數(shù)之和 0 太陽輪變位系數(shù) 0.547 行星輪變位系數(shù) 0.587 內(nèi)齒圈變位系數(shù) 0.587 變位系數(shù)優(yōu)化方■式 自動(dòng)優(yōu)化 幾何參數(shù)計(jì)算按何種 滾齒 太陽輪分度圓直徑 126 行星輪分度圓直徑 224 內(nèi)內(nèi)圖分度圓直徑 588 端面壓力角 20.0000 太陽輪齒頂高 9.891 內(nèi)齒輪齒頂局 2.775 行星輪齒頂高 10.174 太陽輪齒高 14.815 行星輪齒高 14.815 內(nèi)齒輪齒高

50、 15.643 太陽輪齒頂圓直徑 145.781 行星輪齒頂圓直徑 244.348 內(nèi)齒輪齒頂圓直徑 582.450 ac傳動(dòng)端圜重合度 1.287 cb傳動(dòng)端圜重合度 1.645  ac傳動(dòng)縱1可重/度 0 cb傳動(dòng)縱1可重/度 0 ac傳動(dòng)總重合度 1.287 cb傳動(dòng)總重合度 1.645 -U 17口 業(yè) 目，舊來斤 18 日 ,業(yè) 曰、舊米Zr 32 太陽手匕白里內(nèi)效 彳J生手匕白里內(nèi)效 內(nèi)內(nèi)圖當(dāng)里內(nèi)數(shù) 84 太陽輪跨測(cè)齒數(shù) 3 太陽輪公法線長(zhǎng)度 56.044 行星輪跨測(cè)齒數(shù) 5 行星輪公法線長(zhǎng)度 98.940

51、內(nèi)齒圈跨測(cè)齒數(shù) 11 內(nèi)齒圈公法線長(zhǎng)度 228.028 太陽輪弦齒高 10.267 太陽輪弦齒厚 13.753 行星輪弦齒高 10.392 行星輪弦齒厚 13.978 內(nèi)內(nèi)圖弦內(nèi)厚 2.763 內(nèi)內(nèi)圈里柱直徑 0 內(nèi)齒圈量柱測(cè)量距 0 插齒刀齒數(shù) 0 插齒力及他系數(shù) 0 插齒刀齒頂高系數(shù) 0 5.2齒輪精度 精度等級(jí) 7-7-7 太陽輪公法線長(zhǎng)度上 偏差 -0.088 太陽輪公法線長(zhǎng)度卜. 偏差 -0.176 行星輪公法線長(zhǎng)度上 偏差 -0.132 行星輪公法線長(zhǎng)JTT 偏差 -0.220 內(nèi)齒圈

52、公法線長(zhǎng)度上 偏差 0.200 內(nèi)內(nèi)圖公法線長(zhǎng)度卜 偏差 0.300 太陽輪齒厚上偏差 -0.132 太陽輪齒厚上偏差 -0.220 行星輪齒厚上偏差 -0.132 行星輪齒諄卜偏差 -0.220 內(nèi)內(nèi)圖兇厚」？偏差 -0.200 內(nèi)齒圈起T諄卜偏差 -0.300 太陽輪齒距累積公差 0.063 行星輪齒距累積公差 0.090 內(nèi)齒圈齒距累積公差 0.112 太陽輪齒圈徑向跳動(dòng) 公差 0.063 行星輪齒圈徑向跳動(dòng) 公差 0.063 內(nèi)齒圈齒距累積公差 0.063 太陽輪徑向綜合公差 0.090 行星輪徑向綜合公差 0.

53、090 內(nèi)齒圈徑向綜合公差 0.112 太陽輪齒形公差 0.019 行星輪齒形公差 0.019 內(nèi)內(nèi)國(guó)內(nèi)形公差 0.024 太陽輪齒距極限偏差 0.022 行星輪齒距極限偏差 0.022 內(nèi)齒圈齒距極限偏差 0.025 參考文獻(xiàn)： 1 .程志紅 主編.機(jī)械設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，2006 2 .程志紅 唐大放 編著.機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，2006 3王洪欣 編著.機(jī)械原理.南京：東南大學(xué)出版社，2005 4 .中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)械制圖教材編寫組編.畫法幾何及機(jī)械制圖.徐州：中國(guó)礦業(yè) 大學(xué)出版社 13.感想 在老師把課程設(shè)計(jì)題

54、目布置下來之初，大家都是一頭霧水，不知從何下手。 只能反復(fù)的觀察行星輪變速器的結(jié)構(gòu)， 在了解了行星輪變速器的運(yùn)動(dòng)過程后， 我 們又經(jīng)過了一個(gè)星期的反復(fù)推敲并設(shè)計(jì)出了設(shè)計(jì)方案。在這當(dāng)中我們確實(shí)遇到了 很多專業(yè)性的問題，為解決問題，我們查了不少資料，擴(kuò)展了不少思路。課程設(shè) 計(jì)引導(dǎo)我們盡可能多地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，通過問題分析和任務(wù)定義體現(xiàn)我們的分 析問題的能力；通過邏輯設(shè)計(jì)體現(xiàn)我們的抽象能力； 通過詳細(xì)設(shè)計(jì)體現(xiàn)我們解決 問題的能力；通過結(jié)果分析體現(xiàn)我們認(rèn)識(shí)問題的能力； 通過編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告體 現(xiàn)我們書寫程序文檔的能力。很慶幸，它終于在我們的“痛苦”之后基本完成了 ， 雖然還有著一些不足的地方，和存在著

55、設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤，但是我們能很自信也很自 豪的說，我們寶貴的處女作誕生啦！因?yàn)樗木壒?，我們?duì)行星輪減速器有了進(jìn)一 步的把握，有了更進(jìn)一步的了解，我們學(xué)會(huì)了很多東西.對(duì)于這次的課程設(shè)計(jì)我們 也有很多的收獲：首先，它提高了我們的自學(xué)能力，讓我們通過查閱資料，參考別 人的優(yōu)秀作品，學(xué)到了許多書本上根本就沒有的知識(shí)；然后，進(jìn)一步提高了我們對(duì) 行星輪結(jié)構(gòu)的理解，以及對(duì)AutoCAD的熟練度，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；最 后，也讓我們嘗試了團(tuán)隊(duì)的力量有多么大。通過課程設(shè)計(jì)這樣一個(gè)鞏固和學(xué)習(xí)的 過程，我們團(tuán)隊(duì)的每個(gè)人都有很大的進(jìn)步。不管是學(xué)習(xí)方面，還是在團(tuán)隊(duì)協(xié)作的 方面。雖然這個(gè)過程可能會(huì)有點(diǎn)辛苦，但是辛苦之后的成就感是難以言喻的。 最后謝謝所有在該課程設(shè)計(jì)階段給予我們支持幫助的人 ！正是因?yàn)樗麄兊? 幫助和關(guān)心才會(huì)有這個(gè)作品的誕生，才會(huì)讓我們組感受到成功的自信和驕傲！ 、