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英文翻译资料 1 浅析机电一体化技术的现状和发展趋势 摘要 机电一体化是现代科学技术发展的必然结果 ,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 现状 产品 制造技术 发展趋势 0绪论 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生 了巨大变化，使工业生产由 “ 机械电气化 ” 迈入了 “ 机电一体化 ” 为特征的发展阶段。 1机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程 技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此， “ 机电一体化 ” 涵盖 “ 技术 ” 和 “ 产品 ” 两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属 传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，英文翻译资料 2 其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为 3个阶段。 20世纪 60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来 完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪 7080年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的 发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是： 词首先在日本被普遍接受，大约到 20世纪 80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认； 机电一体化技术和产品得到了极大发展； 各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。 20世纪 90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集 成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从 20世纪 80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为 “863 计划 ” 中。在制定 “ 九五 ” 规划和 2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的英文翻译资料 3 影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及 应用做了大量的工作，不取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3机电一体化的发展趋势 机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下： 智能化是 21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的 “ 智能化 ” 是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学 、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速 、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 20世纪 90年代，计算机技术等的突 出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨英文翻译资料 4 大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络 (各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统 (使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。 微型化兴起于 20世纪 80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（ 泛指几何尺寸不超过 1向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工 技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除 有 来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境英文翻译资料 5 界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 4结语 综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 5参考文献 1. 李建勇机电一体化技术 北京：科学出版社， 2004 2. 李运华机电控制 北京：北京航空航天大学出版社， 2003 3. 高钟毓机电控 制工程北京：清华大学出版社， 2002 4. 刘助柏知识创新思维方法论北京：机械工业出版社， 1999 英文翻译资料 1 of of of is of of of of 0. of to of of In of of by of so of of in by a of 1. of to of of So of a a of of be be of of of 文翻译资料 2 to of of in in of of of as a or is on of a of as as of is of by of to it is is to of in to of to as of of is of or s of of of of in 2. of be 20 in 960s of or of to of of 文翻译资料 3 a to of to a At is in of a of is to a of 200 80 as of of of an is 0th to 980s in a on 990s, to of a of of On is of of on on of At of up a of to a 文翻译资料 4 of is 0th in 980s in up a of as 863 In 010 to of on of of on of to do a of to a 3. in of is a it on of of as of 1st an in of is NC is an of is a of is in on of as of it is in to of a it is it is to of or it is 英文翻译资料 5 is an As of a is a is a If et of of as as to of of of of of of or in of of of be it is of of or of In 990s, of to of be as a in of as as be As of of is AN of a be of to as of 文翻译资料 6 of in 3.4 of in 980s, to of of of to of in is of of s On on is of to of in of is of in of to or is a of of of of is 3.6 of is of be at to is in to 文翻译资料 7 of to of of to of of is is on of of In by 4. In of is it is of of of to of a Of of of be 5. 1. 2004. 2. 2003. 3. u. 2002. 4. 1999. 毕 业 设 计 任 务 书 20 3 月 1 日 毕业设计题目 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 指导教师 职称 专业名称 班级 学生姓名 学号 设计要求 3000 字以上） 星齿轮减速 器的设计 计； 完成毕业课题的计划安排 序号 内容 时间安排 1 外文资料翻译 搜集相关资料并调研 ，完成调研报告 进行 减速器 结构的选择 ，以及 行星 齿轮 减速器 基本参数和主要尺寸的选 择 。编写说明书，绘制相关图纸。 整理 毕业设计说明书 并定稿，准备答辩 答辩 辩提交资料 外文资料翻译，毕业设计调研报告 ， 毕业设计说明书， 相关图纸。 计划答辩时间 山东大学毕业论文（设计）中期检查表 院 (系 )： 专业： 2010 年 3月 20 日 毕业论文（设计）题目： 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 计划完成时间： 2010年 5月 3日 毕业论文（设计）的进度计划： 教师对设计的思路及资料收集等相关问题进行第一轮指导。 查阅相关资料，理清论文设计的思路、内容、方法、步骤及 相关问题，完成开题报告书，并提交指导教师评阅。 构建论文整体框架，开始论文撰写，期间遇到问题及时与指导教师进行交流。 据课题进展情况完成中期检查表，并口头汇报工作。 基本完成设计工作，交由老师审阅。 根据老师提出的意见，进行论文修改，并提交答辩小组审阅。 进一步完善论文，准备论文答辩。 完成情况： 经查阅大量书籍和报刊，获取了很多信息与知识，基本完成了论文的设计工作，准备交与老师以备审阅。 指导教师评议 评议人： 年 月 日 备注： 目 录 摘 要 . 1 1 绪论 . 1 述 . 1 星齿轮传动原理 . 1 2 原始数据及系统组成框图 . 2 关原始数据 . 2 统组成框图 . 2 3 减速器简介 . 3 4 传动系统的方案设计 . 4 传动方案的要求 . 4 定传动方案 . 4 5 行星齿轮传动设计 . 5 星齿轮传动的传动比和效率计算 . 5 星轮传动的配齿 . 6 星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 . 7 星齿轮传动强度计算及校核 . 9 星齿轮传动的受力分析 . 12 星齿轮传动的均载机构及浮动量 . 14 6 行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计 . 14 材料及精度等级 . 14 齿面接触疲劳强度设计 . 14 齿根弯曲疲劳强度计算 . 15 要尺寸计算 . 16 算齿轮的圆周速度 . 16 7 行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计 . 16 速器输入轴的设计 . 16 速器输出轴的设计 . 18 8 结束语 . 21 参考文献： . 22 谢 辞 . 24 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 苏会 摘 要 ： 本课题是有关一种自动洗衣机减速离合器内部减速装置行星轮系减速器的设计。在洗衣机中使用行星轮系减速器正是利用了星星齿轮传动：体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大、传动效率高、传动比较大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点。行星轮减速器其实就是齿轮减速器的原理，它有一个轴线位置固定的齿轮叫太阳轮，在太阳轮边上有轴线变动的齿轮，既做自传又做公转的齿轮叫行星轮 ，行星轮有支持构件叫行星架，通过行星架将动力传到轴上，再传给其它齿轮。它们由一组若干个齿轮组成一个轮系，只有一个原动件，这种周转轮系称为行星轮系。 关键词：行星轮系 减速器；行星轮； 太阳轮；行星架。 1 绪论 述 行星轮系减速器较普通齿轮减速器具有体积小、重量轻、效率高及传递功率范围大等优点，逐渐获得广泛的应用。同时它的缺点是：材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、安装较困难些，设计计算也较一般减速器复杂。但随着人们对行星传动技术进一步的深入低了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使 其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高，完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。 根据负载情况进行一般的齿轮强度、集合尺寸的设计计算，然后要进行传动比条件、同心条件、装配条件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载机构及浮动量的设计计算。 行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为： 2K H、 3K、及 K H 按各对齿轮的啮合方式，又可分为： 型等。我所设计的行星齿轮是 2K H 行星传动 星齿轮 传动原理 行星齿轮传动装置由输入轴、行星轮及销轴式输出机构组成。行星轮中的输入轴 1 外围设有偏心套 2、转臂轴承 3、星齿 4、针齿 5 和固定的内齿圈 7；输出机构包括带销盘 8即将输出轴 9及销轴和销孔，销轴由针齿 5的圆柱滚子代替，其圆柱滚子的一端插入销轴孔内，即将输出机构中的销轴与针齿合而为一，增大了容纳转臂轴承的空间，若销轴的另一端与均载环 6相配合，则可增加其强度。当输入轴旋转时。其上的偏心套带动转臂轴承旋转，使转臂轴承外圈上空套的星齿和针齿做偏心运动和错齿运动，这时针齿既做高速公转，又做低速自转的行星运动。针齿的自 转通过其圆柱滚子的另一端作为销轴，与输出轴销盘上的销孔始终相互接触而转动，将针齿的行星运动变成输出轴的低速、定轴转动，以实现减速。行星齿轮传动是两个圆的啮合，且同时参与啮合的齿数较多，理论上为 1/2，均衡各啮合齿对的受力，减小动载及承受冲击载荷；同时各受力接触点处，通过活齿的弹性变形还可以扩大接触面积，降低接触压力而提高承载能力。行星齿轮传动的结构简单、紧凑，零部件加工工艺性较好，与其它活齿传动相比有两个很重要的优点：一是这种传动采用的齿形最简单，采用标准的圆柱，基本实现了受载零件全部做纯滚动。此外，各主要受力处又多为凹凸接触，不仅具有较高的接触强度而且容易形成油膜，有利于润滑，因此传动效率高；二是针齿与输出机构合而为一，使得容纳转臂轴承的空间增大，可以选择较大的、具有较高承载能力的转臂轴承，使转臂轴承不再是传动中的的薄弱环节，同时，销轴的分布圆直径也增大，进而加大销轴的直径，使其强大增大。因此，行星齿轮传动可有效解决转臂轴承寿命较短、销轴强度不够的难题，具有巨大的优势和发展潜力。 2 原始数据及系统组成框图 关原始数据 课题 : 一种自动洗衣机行星轮系减速器的设计 原始数据及工作条件： 使用地点：自动洗 衣机减速离合器内部减速装置； 传动比： i=入转速 :n=2600r/入功率： P=150w 行星轮个数： =3 内齿圈齿数： =63 统组成框图 自动洗衣机的工作原理：见图 1 洗涤： 动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮。 脱水： 动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、波轮与行星架等速旋转。 图 1 洗衣机工作原理图 图 2 减速器系统组成框图 3 减速器简介 减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减 速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。 减速器降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 一般的减速器有斜齿轮减速器 (包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等 )、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮 杆 1）蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减 速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 2）谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。 3）行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。 图示为一种行星齿轮传动的原理图： 图 3 减速器齿轮传动结构图 4 传动系统的方案设计 传动方案的分析与拟定 传动方案的要求 合理的传 动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可靠、传动精度高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求。 定传动方案 任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。例如图 4 所示为作者拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续工作。 图 4 周转轮系 5 行星齿轮传动设计 星齿轮传动的传动比和效率计算 行星齿轮传动比符号及角标含义为： 12323 1 2传动的传动比 11 a b b ai i z z 可得 1 1 1 5 . 2 4 . 2 a b pi i i 1 6 3 5 2 1 1 5ba b a Hz z i 传出速度： 2 6 0 0 5 . 2 5 0 0 m i nH a p pn n i n i r 1 ( 1 ) a b Hn n i n H H H Ha b B 为 为 为轴承的损失系数， H 为总的损失系数，一般取 。 按 2 6 0 0 m i 5 0 0 m 21 5可 得： 1 1 1 2 6 0 0 5 0 0 4 . 2 1 5 0 0 0 . 0 2 5 9 7 . 9 8 % a b Hn n i n 星轮传动的配齿 传动比条件 即 1b ai z z可得 1 2 1 5 4 . 2 bb a a Hz z i 所以中心轮 齿轮和行星架轴线重合 同轴条件 为保证行星轮与两个中心轮同时正确啮合，要求外啮合齿轮 中心距等于内啮合齿轮 a g b 称为同轴条件。 对于非变位或高度位传动，有 22a b b gm z z m z z 得 2 1 5 2 2 4g b az z z 装配条件 相邻两个行星轮所夹的中心角 2 n中心轮 必须等于中心轮 个（整数）齿所对的中心角，即 1 2 式中 2中心轮 a 转过一个齿所对的中心角。 12 1p H b ai n n z z 将1和H代入上式，有 2 2 1a w b ar z n z z 经整理后 5 4 6 3 2 2 4z z 满足两中心轮的齿数和应为行星齿轮数目的整数倍的装配条件。 邻接条件 在行星齿轮传动中，为保证两相邻行 星轮的齿顶不致相碰，相邻两行星轮的中心距应大于两轮齿顶圆半径之和。 可得 1 2 s i n 1 8 0 oa ga n d 2 1 7d h m 满足邻接条件。 星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 按齿根弯曲强度初算齿轮模数 m 齿轮模数 23 1 1 1 l i F F P F a d T K K K Y z 式中 算术系数，对于直齿轮传动 ； 1T 啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩， ； 使用系数， 由参考文献二表 6； 综合系数， 由参考文献二表 6 ； 计算弯曲强度的行星轮间载荷分布不均匀系数，由参考文献二公式 6； 1小齿轮齿形系数，由图 6； 1z 齿轮副中小齿轮齿数，1 15； 试验齿轮弯曲疲劳极 限， 2N 按由参考文献二图 6i m 120F N m m ，所以 23 1 1 1 l i m 0 . 6 5 8m A F F P F a d T K K K Y z 取 m=）分度圆直径 d 0 . 9 1 5 1 3 . 5m z m 0 . 9 2 4 2 1 . 6m z m 0 . 9 6 3 5 6 . 7m z m 2）齿顶圆直径啮合 *1 0 . 9h m m 内啮合 *22( ) (1 7 . 5 5 ) 0 . 7 9 2h h m z m ( ) ( ) 2 1 3 . 5 1 . 8 1 5 . 3a a a ad d h m m ( ) ( ) 2 2 1 . 6 1 . 8 2 3 . 4a g g ad d h m m ( ) ( ) 2 5 6 . 7 1 . 5 8 4 5 5 . 1 1 6a b b ad d h m m 3）齿根圆直径*( ) 1 . 2 5 1 . 1 2 5fh h c m m ( ) ( ) 2 1 3 . 5 2 . 2 5 1 1 . 2 5f a a fd d h m m ( ) ( ) 2 2 1 . 6 2 . 2 5 1 9 . 3 5f g g fd d h m m ( ) ( ) 2 5 6 . 7 2 . 2 5 5 8 . 9 5f b b fd d h m m 4）齿宽 b 由参考文献三表 8d ( ) ( ) 1 1 3 . 5 1 3 . 5a d ab d m m () 5 1 3 . 5 5 1 8 . 5m m () 1 3 . 5 ( 5 1 0 ) 1 3 . 5 5 8 . 5bb m m 5）中心距 a 对于不 变位或高变位的啮合传动，因其节圆与分度圆相重合，则啮合齿轮副的中心距为： 2 ( ) 0 . 9 2 (1 5 2 4 ) 1 7 . 5 5a g a ga m z z m m 2 ( ) 0 . 9 2 ( 6 3 2 4 ) 1 7 . 5 5b g a ba m z z m m 表 1 齿轮数据表 中心轮 a 行星轮 g 内齿圈 b 模数 数 z 15 24 63 分度圆直径 d 宽高 b 心距 a 1 7 m m1 7 m m星齿轮传动强度计算及校核 （ 1）选择齿轮材料及精度等级 中心轮 5钢正火，硬度为 162 8级精度，要求齿面粗糙度 。 行星轮 a、内齿圈 b 选用聚甲醛（一般机械结构零件，硬度大，强度、刚度、韧性等性能突出，吸水性小，尺寸稳定，可用作齿轮、凸轮、轴承材料）选 8 级精度，要求齿面粗糙度 。 （ 2）转矩1 5 4 9 9 5 4 9 0 . 1 5 3 1 6 0 0 2 9 8 . 4 n p n n N m （ 3）按齿根弯曲强度校核 由参考文献三式 8 则校核合格。 （ 4）齿形系数考文献三表 8， ， ； （ 5）应力修正系数参考文献三表 8， ， ； （ 6）许用弯曲应力 F由参考文献三图 8m 1 180F M P a ，li m 2 160F M P a ；由表 8；由图 8； 由参考文献三式 8 1 l i m 11 1 8 0 1 . 3 1 3 8F N F FY s M P a 2 l i m 22 1 6 0 1 . 3 1 2 3 . 0 7 7F N F FY s M P a 221112 ( 2 1 . 1 2 9 8 . 4 1 3 . 5 0 . 9 1 5 ) 3 . 1 5 1 . 4 91 8 . 7 8 1 3 8F a F a s a F a b m z Y Y Y a M P a 齿根弯曲疲劳强度校核合格。 （ 1）齿面接触应力H1 0 1 2H H A V H H a H K K K2 0 1 2H H A V H H a H K K K01 1H H E Z Z F d b u u （ 2）许用接触应力为用接触应力可按下式计算，即 l i m l i mH p H H N T L V R W Z Z Z Z Z（ 3）强度条件 校核齿面接触应力的强度条件：大小齿轮的计算接触应力中的较大H值均应不大于其相应的许用接触应力即H ，或者校核齿轮的安全系数：大小齿轮接触安全系数参考文献二表 6，所以 。 （ 1）使用系数考文献二表 6（ 2）动载荷系数（ 3）齿向载荷分布系数于接触情况良好的齿轮副可取 1 （ 4）齿间载荷分布系数考文献二表 61H a F ,221 a F （ 5）行星轮间载荷分布不均匀系数考文献二式 71 0 . 5 ( 1 )H p H 由参考文献二图 7以 1 1 0 . 5 ( 1 ) 1 0 . 5 ( 1 . 5 1 ) 1 . 2 5H p H 同上2 （ 6）节点区域系数考文献二图 6（ 7）弹性系数考文献二图 6（ 8）重合度系数 Z由参考文献二图 6（ 9）螺旋角系数 zc o s 1z （ 10）试验齿的解除疲劳极限参考文献二图 620H M P a (11)最小安全系数考文献二表 6，（ 12）接触强度计算的寿命系数考文献二图 6 （ 13）润滑油膜影响系数Z，考文献二图 6 6 6， ， （ 14）齿面工作硬化系数 Z由参考文献二图 6（ 15）接触强度计算的齿数系数考文献二图 6所以 0 1 11 3 2 . 6 2 5 2 . 61 2 . 0 6 1 . 6 0 5 0 . 8 2 1 2 . 9 51 3 . 5 1 3 . 5 1 . 6H H Z Z F d b u u 1 0 1 1 2 . 9 5 1 1 . 0 2 1 1 . 1 1 . 2 5 3 . 5H H A V H H a H K K K 2 0 2 2 2 . 9 5 1 1 . 0 2 1 1 . 2 1 . 7 5 4 . 3 2H H A V H H a H K K K l i m l i m 5 2 0 1 . 3 1 . 3 8 0 . 9 0 . 9 5 0 . 8 2 1 . 2 1 4 6 4 . 4H p H H N T L V R w Z Z Z Z Z 所以有 H 故齿面接触强度校核合格。 星齿轮传动的受力分析 在行星齿轮传动中由于其行星轮的数目通常大于 1，即 1n ，且均匀对称的分布于中心轮之间；所以在 2行星传动中，各基本构件（中心轮 a， b 和转臂 H）对传动主轴上的轴承所作用的总径向力等于零。因此，为了简便起见，本设计在行星齿轮传动的受力分析图中均未绘出各构件的径向力用一条垂直线表示一个构 件，同时用符号 为了分析各构件所受的切向力出如下三点： (1)在转矩的作用下，行星齿轮传动中各构件均处于平衡状态，因此，构件间的作用力等于反作用力。 (2)如果在某一构件上作用有三个平行力，则中间的力与两边的力的方向用哪个反向。 (3)为了求得构件上两个平行力的比值，则应研究它们对第三个力的作用点的力矩。 在 2受力分析图是由运动的输入件开始，然后以此确定各构件上 所受的作用力和转矩。对于支持圆柱齿轮的啮合齿轮副只需绘出切向力 由于在输入件中心轮 a 上受有 n个行星轮 g 同时施加的作用力行星轮数目 2n时，各行星轮上的载荷均匀，因此只需要计算其中的一套即可。在此首先确定输入件中心轮 为 11 9 5 4 9 0 . 1 5 3 1 6 0 0 0 . 2 9 8 4 n P N m 可得1 0 . 8 9 5 2 n N m 式中中心轮所传递的转矩， 1P 输入所传递的名义功率， 按照上述提示进行受力分析计算，则可得行星轮 a 的切向力 12 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 0 . 2 9 8 4 1 3 . 5 4 4 . 2g a a d T n d N 而 行星轮 中心轮 2 0 0 0 4 4 . 2a g g a T n d N 内齿轮作用于行星轮 4 4 . 2b g a N 转臂 2 4 0 0 0 8 8 . 4H g a g a T n d N 转臂 2 4 0 0 0 8 8 . 4g H H g a T n d N 转臂 4 0 0 0 4 0 0 0 0 . 8 9 5 2 / 1 3 . 5 1 7 . 5 5 4 6 5 5 . 0H w g H x a a xT n F r T d r N m 在内齿轮 2 0 0 0 4 4 . 2g b b g a w T n d N 在内齿轮 2 0 0 0 0 . 8 9 5 2 2 1 . 6 / 1 3 . 5 1 . 4 3b w g b a a b aT n F d T d d N m 式中 中心轮 内齿轮 mm 转臂 H 的回转半径， 据参考文献三式 61 1 1 1 1 a H a i i p 转臂 1 0 . 8 9 5 2 1 4 . 2 4 . 6 5 5 p N m 仿上 1 1 1 1 1 a H a i i p 内齿轮 1 4 . 2 / 5 . 2 4 . 6 5 5 3 . 7 6p p T N m 星齿轮传动的均载机构及浮动量 行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。这些是由于在其结构上采用了多个行星轮的传动方式，充分利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形成功率分流，并合理的采用了内啮合传动；从而才使其具备了上述的许多优点。 6 行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计 已知：传递功率 P=150w,齿轮轴转速 n=1600r/动比 i=荷平稳。使用寿命10年，单班制工作。 材料及精度等级 行星轮架内齿圈选用 45 钢调质，硬度为 220 250轮轴选用 45 钢正火，硬度为 170 210用 8级精度，要求齿面粗糙度 3 6 。 齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用参考文献四式 10出1定有关参数与系数。 1）转矩 11 9 5 4 9 9 5 4 9 0 . 1 5 / 3 1 6 0 0 0 . 2 9 8 4a w n p n n N m 2）荷系数 K 查参考文献四表 10取 K=）齿数1星轮架内齿圈齿数11，则齿轮轴外齿面齿数2 11z 。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由参考文献四表 10d 。 4）许用接 触应力 H由参考文献四图 10 li m 1 560H M P a ,li m 2 530H M P a 由参考文献四表 10 1 91 6 0 6 0 1 6 0 0 1 1 0 5 2 4 0 1 . 9 9 7 1 0hN n j L 由参考文献四图 10 0 5N T N 。 由 参考文献四式 10 1 l i m 11 1 . 0 5 5 6 0 / 1 5 8 8H N T H M P a 2 l i m 22 1 . 0 5 5 3 0 / 1 5 5 6 . 5H N T H M P a 齿根弯曲疲劳强度计算 由参考文献四式 10如 则校核合格。 确定有关系数与参数： 1）齿形系数考文献四表 10 123 2）应力修正系数考文献四表 10 121 3）许用弯曲应力 F由参考文献四图 10 li m 1 210F M P a ,li m 2 190F M P a 由参考文献四表 10 由参考文献四图 10 121N T N 由参考文献四式 10 1 l i m 11 / 2 1 0 / 1 . 3 1 6 2F N T F M P a 2 l i m 22 / 1 9 0 / 1 . 3 1 4 6F N T F M P a 3223 111 . 2 6 1 . 2 6 / 1 . 1 2 9 8 . 4 3 . 6 3 1 . 4 1 / 1 1 1 1 4 6 0 . 5 8F S d T Y Y z 故 21 1 1 2 12 1 . 1 2 9 8 . 42 3 . 6 3 1 . 4 1 2 7 . 7 7 1 6 21 1 1 1 1F F b m z Y Y M P a M P a 2 1 2 2 1 1 22 7 . 7 7 1 4 6F F F S F F Y Y M P a M P a 齿根弯曲强度校核合格。 由参考文献四表 10m 要尺寸计算 12 1 1 1 1 1d d m z m m m m 1 2 1 1 1 1 1 1db b d m m m m 121 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1a m z z m m m m 算齿轮的圆周速度 11 6 0 1 0 0 0 1 1 1 6 0 0 / 6 0 1 0 0 0 0 . 9 2 1v d n m s 由参考文献四表 10知选用 8级精度是合适的。 7 行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计 速器输入轴的设计 定许用应力 由已知条件选用 45 号钢，并经调质处理，由参考文献四表 14得强度极限650B M ，再由表 14 1 60b M 。 根据参考文献四表 1418 107C 。又有式 14 33 3 11 1 8 1 0 7 0 . 1 5 1 6 0 0 5 . 3 6 4 . 8 6 0 . 1 5 1 6 0 0d C p n C d 取直径1 轴段 1直径最少1 虑到轴在整个减速离合器中的安装所必需的满足条件，初定：2 3 10d 4 11d 5 6 12d 7 1 5 d 8 18d 齿轮轮廓宽度为 保证达到轴与行星齿轮安装的技术要求及轴在整个减速离合器中所必须满足的安装条件，初定： 1 2 3 4 5 6 71 0 7 , 3 . 3 , 2 , 4 4 . 2 , 4 , 1 8 . 5 , 1 . 5 , 1 6 . 3L m m L m m L m m L m m L m m L m m L m m L m m 按设计结果画出州的结构草图，见图 5 图 5 输入轴简图 a受力分析，见图 6 图 6 受力分析图 圆周力：112 2 2 9 8 . 4 1 3 . 5 4 4 . 4 d N 径向力： t a n 4 4 . 2 t a n 2 0 1 6 . 1 N 法向力： c o s 4 4 . 2 c o s 2 0 4 7 . 0 4 N b作水平面内的弯矩图（ 8a），支点反力为： 2 2 2 . 1 N弯矩为：1 2 2 . 1 7 7 . 9 5 2 8 6 1 . 3 5 m m 2 2 2 . 1 2 9 . 0 5 2 3 2 1 m m c作垂直面内的弯矩图（ 8b），支点反力为： 2 8 . 0 4 N弯矩为：1 8 . 0 4 7 7 . 9 5 2 3 1 3 . 5 m m 2 8 . 0 4 2 9 . 0 5 2 1 1 6 . 7