螺旋输送机的设计说明书

1摘 要根据我对日常生活的观察，以及在大学阶段的各个实习，最后选定毕业设计题目为螺旋输送机的设计。其原理为：当电动机驱动螺旋轴回转时，加入槽内的物料由于自重的作用，使螺旋叶面旋转，但受着螺旋的轴向推力的作用，向着一个方向推进到卸料口处，物料被卸出，从而达到输送物料的目的。本输送机传动装置采用 NGW 型行星齿轮减速器传动， NGW 型行星齿轮减速器具有体积小、质量小、传动比大、承载能力大，以及传动平稳和效率高等优点。本毕业设计主要设计的是NGW 型行星齿轮减速器的设计。首先通过确定其传动比，再到配齿计算，再确定 NGW 型行星齿轮减速器各个齿轮的尺寸及啮合参数，最后是行星传动的结构设计及均载机构的设计。通过本次设计，我对 NGW 型行星齿轮减速器的各个部分以及其设计过程都有了更加深入的理解。关键词： 螺旋输送机 NGW 型行星齿轮减速器 均载机构2AbstractAccording to my observation of daily life, as well as the various internship at the university stage, the final design selected topics for graduate - spiral conveyer design. Its principles are : When electric motors driven screw axis rotation, the inside of the materials themselves as role-not screw leaf surface, but once the spiral must thrust role toward a direction to the mouth of the discharge Office of materials being discharged to reach carrier materials. The aircraft carrier transmission devices used NGW-planetary gear reducer transmission, NGW-planetary gear reducer with small size, quality small, transmission than large, large carrying capacity and a smooth and efficient transmission of higher advantages. The graduate design major design type planetary gear reducer is -NGW design. First, by defining its velocity ratio, and then to calculate the allocation of teeth, to determine the type of planetary gear reducer NGW various gear and mesh size parameters, planetary transmission is the final design and structure are reflected in the design of institutions. Through this design, I have a deeper understanding to NGW-planetary gear reducer and parts of the design process .Keyword： Spiral conveyer NGW-planetary gear reducerBalanced load institution I前言GX 型螺旋输送机是工农业各部门机械化运输工作的主要机组，可使运输工作减轻劳动强度，提高工作效率，应用范围很广泛。适用于输送粉状、粒状及小块物料：如煤粉、水泥、矿沙、炉灰、石灰、化肥、苏打、食盐、砂糖、谷物、淀粉、棉子、麦芽、饲料、饲料、锯木宵等，因此在水泥厂、化肥厂、化工厂、铁厂、矿山、糖厂、造纸厂、维尼龙厂、饲料公司、水利工场使用较多。其优点是结构简单、成本低、面积小、操作安全方便、在运输过程中能与外界隔离，是一种封闭的运输设备，它不仅可以水平运输，而且可以倾斜运输。螺旋输送机的传动部分采用行星齿轮传动。行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动,而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传功效率高的输送设备、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。总之，行星齿轮传动具有质量小、体积小、传动比大及效率高(类型选用得当) 等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、火炮、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也获得了应用。它几乎可通用于一切功率和转速范围，故目前行星传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。随着国民经济的日新月异的发展，螺旋输送机作为重要的输送设备，在祖国建设的各个角落都发挥着巨大的作用。II目 录前言 .I1 螺旋输送机概述 .11.1 螺旋输送机的发展历史 .21.2 螺旋输送机的发展概况 .22 GX 螺旋输送机主要构件的设计和选用 .72.1 GX 螺旋输送机的一般结构 .82.1.1 螺旋输送机的类型 .83 行星齿轮传动概论 .93.1 行星齿轮传动的定义、符号及其特点 .93.2 行星齿轮传动的符号 .123.3 行星齿轮传动的特点 .134 行星齿轮传动的配齿计算 .164.1 行星齿轮传动中分配各轮齿数应满足的条件 .164.1.1 传动比条件 .164.1.2 邻接条件 .164.1.3 同心条件 .184.1.4 安装条件 .184.1.5 2Z-X(A)型行星传动 .204.2 行星齿轮传动的配齿计算 .225 行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 .235.1 标准直齿圆柱齿轮的基本参数 .236 行星齿轮传动的受力分析及强度计算 .266.1 行星齿轮传动的受力分析 .266.1.1 行星齿轮传动 .276.2 行星轮支承上和基本构件轴上的作用力 .296.2.1 行星轮轴承上的作用力 .296.3 行星齿轮传动中轮齿的失效形式和常用的齿轮材料 .306.3.1 轮齿的失效形式 .306.3.2 常用的齿轮材料 .317 行星减速器的箱体设计 .357.1 箱体的结构及各个尺寸的计算数值如下： .357.2 行星齿轮减速器的润滑 .367.2.1 行星齿轮减速器的润滑特点及润滑剂的作用 .36III7.2.2 行星齿轮减速器的润滑方式 .367.2.3 行星齿轮减速器齿轮润滑油的使用要求 .377.3 附件的选取 .387.4 轴承、键及联轴器的选取 .387.4.1 轴承的选取 .387.4.2 联轴器及键的选取 .388 螺旋 .408.1 螺旋输送机转轴 .408.2 螺旋叶片 .419 螺旋输送机的选型设计计算 .439.1 输送量与输送距离 .439.2 实际计算 .449.2.1 螺旋周长的计算 .449.2.2 螺旋机的输送量 .449.2.3 螺旋直径 .459.2.4 空心轴 .4510 头节装置与尾节装置的结构 .4611 悬挂轴承装置 .4712 机槽（机壳） .4813 密封系统改进 .4914 GX 型螺旋输送机的应用范围及优缺点 .5114.1 螺旋输送机的应用范围 .5114.2 螺旋输送机的优缺点 .5115 总结 .5216 参考文献 .5317 致谢 .5411 螺旋输送机概述螺旋输送机是一种连续运输机，是一种物料输送机械。输送机械有很多类型，由于连续运输机在工作原理、结构特点、输送物料的方法和方向以及其他一系列特性上各有不同，因此种类繁多。连续运输机械按照用途分为通用输送机械、专用输送机械和辅助输送设备；按照输送的对象可分为输送散粒物料、输送成件物品和输送人员三类；按照安装形式可分为固定式，移动式和移置式三类；按照输送机的传动特点和结构形式的不同可分为有挠性牵引构件的和无挠性牵引构件的两类；按照连续输送机械输送机理可分为机械式和流体式两类；此外输送机械还可分为辊式、链式、轮式、胶带式、滑板式及悬挂式等多种具有挠性牵引构件的连续输送机，被运送物品放在牵引构件上或与牵引构件连接的承载构件上，利用牵引构件的连续运动使物品往特定方的方向进行运送。这类输送机械除了具有挠性牵引构件，承载构件，驱动装置，和张紧装置外，一般还具有装载，卸载，改向等装置。属于这类输送机械的有带式输送机，板式输送机，行车式输送机，自动扶梯，通用刮板输送机，埋刮板输送机，斗式输送机，斗式提升机，托架提升机，摇架提升机，悬挂输送机，推杆输送机，架空索道等。不具有挠性牵引构件的连续输送机利用工作构件的旋转运动或往复运动，使物料沿封闭的管道或料槽向前运送。它们输送物料的原理各自根本不同，而且具有共性的部件较少。这类输送机械有螺旋输送机，滚珠输送机，振动输送机等。螺旋输送机在我国研制较早，是一种重要而又具有代表性的旋转类型的连续运输机械。在各种不同类型的连续运输机械中，螺旋输送机是属于不具有挠性牵引构件的连续输送机，利用工作构件即螺旋的旋转运动，使物料向前运送。螺旋输送机适用于短距离输送物料，应用螺旋输送机可以将物料在一定的输送线路上，从装载地点到卸载地点以恒定的或变化的速度进行输送，还可以形成连续的物流或脉动性的物流，即从最初的供料到最终的卸料之间可以形成2一种物料的输送流程。螺旋输送机可沿水平、倾斜或垂直方向上输送物料，主要分为水平螺旋输送机和垂直螺旋输送机。这两种机型也是最常用的。螺旋输送机根据结构分为，双螺旋输送机和单螺旋输送机，后者使用较多。螺旋输送机的安装方式有固定式和移动式两种，大部分螺旋输送机采用固定式。其他型式的螺旋输送机有很多种类，例如有垂直螺旋输送机，螺旋管输送机，可弯曲螺旋输送机，大倾角螺旋输送机，成件物品螺旋输送机，热交换式螺旋输送机，微粉螺旋输送机，新型冷却螺旋输送机，对转螺旋输送机，复式输送机，双向输送机，变螺距输送机，变直径输送机等。各种型式的螺旋输送机在工程实际中都得到了很广泛的应用。1.1 螺旋输送机的发展历史及趋势螺旋输送机的发展，分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种型式的发展过程。有轴螺旋输送机由螺杆，U 型料槽，盖板，进，出料口和驱动装置组成，一般还有水平式，倾斜式和垂直式三种；而无轴旋输送机则采用螺杆改为无轴螺旋，并在 U 型槽内装置有可换衬体，结构简单，物料由进料口输入经螺旋推动后由出料口输出，整个传输过程可在一个密封的槽中进行。一般来讲，我们平常所指的螺旋输送机都指有轴型式的螺旋输送机。而对许多输送比较困难的物料，人们一直在寻求一种可靠的输送方法，而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法。1.2 螺旋输送机的发展概况从 17 世纪中叶，开始应用架空索道输送散状物料，到 1887 年，螺旋输送机由阿基米德发明，后来得到改进，在工业上广泛用来输送散状、固体物料，随后经过了很长时间的发展过程，逐渐研制出了一系列的螺旋输送机，使得螺旋输送机有了长足的发展。GX 型螺旋输送机是出现较早的一种螺旋输送机，也是我国最早定型生产的通用性生产设备。它以输送粉状、粒状、小块状物料为主，不适宜输送易变质的，粘性的易结块的物料和大块的物料，因为这些物料容易粘在螺旋上而随之旋转，或在3吊轴承处产生堵料现象，给物料输送过程带来很大的不便。GX 型螺旋输送机的优点主要是节能、降耗显著，其头部、尾部轴承移至壳体外，具有防尘密封性好，噪声低，适应性强，操作维修方便，进、出料口位置布置灵活等：缺点是动力消耗大，机件磨损快，物料在运输时粉碎严重。LS 型螺旋输送机是在 GX 型输送机的基础上修改设计的新一代螺旋输送机，LS 型螺旋输送机特点是结构新颖，性能可靠，技术指标先进，适用范围广泛，节能降耗显著。TLSS 系列螺旋输送机具有结构简单、密封性能好，无粉尘、噪声低，能多点送料、卸料等特点，适用于各行业的粉状或颗粒的输送。该螺旋输送机横截面可设计成 U 形和圆形两种，圆形截面输送机还可作为垂直输送用。该机广泛用于面粉、粮油、饲料行业水平物料的输送，并可在其出料端增设料封装置，形成 TLSSF 型料封螺旋输送机，在进料口左侧或右侧增设吸风口，专门用于输送粉碎后的物料。JT 型螺旋输送机，是一种按工艺布置需要有单机单驱动（或重叠式，分体双驱动）, 带夹套的全密封型螺旋输送机。其具有结构紧凑合理，占地面积小，密封性好，工艺布置灵活等优点，适用于输送要求冷却或加热的有毒、易挥发及具有腐蚀性或怕被污染的物料，如三聚氰胺、IH 口等，可以水平输送温度低于 250 的物料，可广泛应用于化工、医药、食品、轻工等行业。MLG 管式螺旋给料输送机是一种等同采用国际标准的螺旋输送机，其特点是变螺距，给料量稳定，具有一定的锁风效果。输送机长度在特定范围内可由用户指定选用，用作料仓底部给料设备时，一般采用倾斜布置，基本可消除物料自流（即冲料）现象。随着运输机械的发展，还出现一些新型的特殊用途的螺旋输送机，如可弯曲螺旋输送机，螺旋管输送机，大倾角螺旋输送机，成件物品螺旋输送机，热交换式螺旋输送机，微粉螺旋输送机，新型冷却螺旋输送机等。可弯曲螺旋输送机可实现空间可弯曲输送物料，有水平型，垂直型，还可4以布置成其他型式。可弯曲螺旋输送机的螺旋体心轴为可挠曲材料，输送线路可根据需要按空间曲线任意布置，避免物料转载，不设中间轴承，阻力小，当机壳内进入过多的物料或有硬块物料时，螺旋体会自由浮起，不会产生卡堵现象；噪音小。螺旋管输送机也称滚筒输送机，其为螺旋输送机的一种变态形式，为内螺旋输送机。在其圆筒形机壳内焊有连续的螺旋叶片，机壳与螺旋叶片一起转动，加入的物料由于离心力和管壁的摩擦力的作用随机壳一起转动并被提升，然后在物料的重力下，又沿螺旋面下滑，实现物料的向前移动。如同不旋转的螺杆沿着转动的螺母做平移运动一样，达到输送物料的目的。螺旋管输送机工作时没有卡壳、阻塞现象，对谷物破碎小，适于输送含杂较多的谷物、经烘干机处理后的热谷物以及谷物种子。如果在螺旋管壁上销上不同直径的孔眼，还可在输送的同时完成物料的筛分工作。大倾角螺旋输送机输送原理是，由于大倾角螺旋输送机的螺旋转速较高，物料在它的推动下，产生较大的离心力，倾角越大，转速越高，离心力也越大。这种离心力足以使物料克服它与螺旋叶片之间的摩擦力而被压向螺旋叶片的周围，呈环状分布。被压向螺旋叶片周围的物料与输送管内壁形成了新的摩擦阻力，当这种阻力达到足够大时，便能克服物料本身重力及其它力所引起的下滑力，在螺旋叶片的推动下，物料又克服它与螺旋叶片间的和它与输送管内壁间的两个摩擦阻力，从而以比螺旋转速较低的旋转速度上升，直到出料口卸出。热交换式螺旋输送机，广泛用于化工、粮食加工以及矿物处理等行业，如冷却锅炉炉渣、冷却矿渣、加热干燥多种化工产品以及粮食或饲料等，是一种特殊的高效热交换器，同时也起输送物料作用，并完成对物料的搅拌、混合、冷却、加热或干燥等工艺。输送微粉的微粉螺旋输送机，具备合理的螺旋轴结构，有很好的密封性能，稳定的微粉原料的输送速率，能减少悬料及降低过冲量。微粉输送技术已用于设计微粉螺旋输送机上，并且在玻璃纤维池窑拉丝配料生产线上得以应用，经生产运行，达到输送微粉原料的目的，满足了生产的5需求。成件物品螺旋输送机可以对成件、大型物料进行输送，它由两根相互平行的表面焊有左、右旋螺旋形钢条的两根钢管组成，输送距离较长的可以分为几断。螺旋扒谷机 由螺旋喂料机构与倾斜移动式螺旋输送机组合而成。喂料机构主要有两种结构形式，一种型式是螺旋体一半为左旋，一半为右旋，工作时自两侧向中心汇集物料：第二种型式是螺旋体只有一个旋向，但是可以上下左右移动，以扩大扒谷范围，减少移动次数。对转螺旋输送机，其输料管与螺旋体都旋转，但旋转方向相反。这种新颖的垂直螺旋输送机填充率高达 70 一 90 。当螺旋体转速与输料管以一定的转速相配时，可观察到物料并无旋转运动而只有垂直上升运动。它的工作原理不能再用单一颗粒受到离心力的作用来说明，而应对整个物料柱的运动进行分析。在这方面还需要作进一步研究。复式螺旋输送机，同一料槽内装上转向相反的两个螺旋体，加上驱动装置，就构成了复式螺旋输送机。它能同时完成两种不同物料的输送，并且占地面积小，相对空间尺寸也小。双向螺旋输送机，同一螺旋轴上的两半节上，分别焊有左旋叶片和右旋叶片，这是双向螺旋输送机的主要特点。它可以向两个方向同时输送同一种物料，即将物料从两端集向中心，或从中部进料后输向两端。变螺距螺旋输送机，这种螺旋输送机的螺距沿前进方向是变化的。叶片焊接或由疏渐密，或由密渐疏，适合港口卸船用或饲料工业中作配料设备用。1.2.1 螺旋输送机的发展趋势纵观螺旋输送机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几方面：1 大运量、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成本。磨损是限制螺旋输送机寿命的主要原因，减少物料与螺旋之间的摩擦系数，增加螺旋轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。62 低能源消耗及降低能量消耗。螺旋输送机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因此降低能源消耗是研究和设计螺旋输送机急待解决的难题和发展方向。3 智能化发展。未来的螺旋输送机应与电脑密切联系，适合程序控制、智能操作。物料的装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。4 空间可弯曲输送。为了克服水平和垂直螺旋输送机由于构造上的限制而只能直线输送物料的不足，近年来出现了可弯曲螺旋输送机，弹簧输送机等。另外其他各种输送机也应为了实现空间、可弯曲输送研制新的机型。5 组合复合化输送，向着大型化发展。使用螺旋输送机，结合各种连续输送机械，来完成复杂的物料输送。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。6 扩大使用范围。目前，螺旋输送机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的螺旋输送机。7 环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标。传统的连续运输机械是敞开状态下输送物料的，在输送粉状、颗粒状物料时，物料散落飞扬，严重影响周围的环境，特别是在输送水泥、化肥、矿石、煤炭、谷物等粉末易飞扬物料时尤显严重。为了解决这个问题，人们应当提前研制多种形式的环保型输送机，而螺旋输送机对于解决这个难题，无疑具有很大的优势和发展空间。72 GX 螺旋输送机主要构件的设计和选用随着现代化工业的不断发展，螺旋输送机已经成为国民经济各部门生产过程中的重要组成部分，正朝着长距离、大运量、高速度方向发展。为了使输送机安全可靠地运行，其结构系统必须具有良好的静、动态特性，传统的设计方法己不能满足设计要求，必须采用现代设计方法对输送机系统进行设计。传统的机械设计方法是以经验、感性、静态手工式劳动为基础的一种设计方法，包括下列各种方法：类比设计方法：类比设计方法是基于与旧有的同类或相似的机器作比较而进行新机器设计的一种设计方法。依据这种方法，在设计之前，首先要以工艺对设备所提出的性能要求为依据，同时参照旧有的类似机器设备，依靠经验估计，针对旧有设备的缺点加以改进，从而拟定出一个或几个新的设计方案，进而分析比较，择其较好的方案或集中诸方案的优点做出最终的设计方案。显然，它是基于设计者的经验积累进行局部创新而形成的一种设计方法。这种设计方法的设计工作量很大，设计周期很长。现仍被广泛采用。试算法：此法是以一定的理论公式为依据，在一定的技术条件下算得相应的参数值，若所得结果不理想，则改变技术条件，重新计算，循环往复，直至获得感性认为是理想的结果。它的计算工作量也很大，且难于取得真实的理想结果。但在计算工具不足的情况下，目前国内仍大量采用。表格法：它是根据一定的理论公式，参照常用的尺寸系列和材料参数，预制出系统表格，以供设计时使用，此法减少工作量，提高设计速度。但是这个方法难取得理想的结果。图算法：此法的原理与表格法相同，但有不同于表格法。图算法是使用按一定的比例尺绘制成的专用图线一诺模图来进行设计。其计算工作量大大减少，所计算的结果要比表格法改进许多。上述这些传统设计方法不是完全没有优点，而是需要改善，使之适应现代化的需要。82.1 GX 螺旋输送机的一般结构GX 螺旋输送机由料槽、螺旋叶片和转动轴组成的螺旋体、两端轴承、中间悬挂轴承及驱动装置所组成。螺旋体由两端轴承和中间悬挂轴承支承，由驱动装置驱动。螺旋输送机工作时，物料由进料口进入料槽，在旋转螺旋叶片的推动下，沿着料槽作轴向移动，直至卸料排出。GX 螺旋输送机的基本机型有水平螺旋输送机、垂直螺旋输送机以及处于两者之间的倾斜螺旋输送机。此外，还有许多其他型式的兼有工艺过程和特殊作用的螺旋输送机。 2.1.1 螺旋输送机的类型1. 水平螺旋输送机水平螺旋输送机多采用“U”形槽体（也可采用圆筒槽体） 、较低的螺旋转速及固定安装的结构。输送机工作时，物料从输送机的一端加入槽体，被输送到槽体的另一端或在任一希望的中间位置经槽体底部的开口卸出。2. 倾斜螺旋输送机输送倾角20 o 的螺旋输送机，一般与水平螺旋输送机的结构相同。输送倾角为 20o90o 的螺旋输送机，一般采用短螺距螺旋及圆筒壮槽体，螺旋体的转速也需增加，其结构如同垂直螺旋输送机。3. 垂直螺旋输送机垂直螺旋输送机可垂直提升一般的散状物料，物料颗粒大小一般12mm。垂直螺旋输送机的槽体为封闭的圆筒，螺旋体的转动可采用底部驱动或顶部驱动。垂直螺旋输送机的优点是结构简单，所占空间位置小，制造成本底；缺点是输送量小，输送高度一般不超过 8m。93 行星齿轮传动概论3.1 行星齿轮传动的定义、符号及其特点齿轮传动在各种机器和机械设备中已获得了较广泛的应用。例如，起重机械、工程机械、冶金机械、建筑机械、石油机械、纺织机械、机床、汽车、飞机、火炮、船舶利仪器、仪表中均采用了齿轮传动。在上述各种机器设备和机械传动装置中，为了减速、增速和变速等特殊用途，经常采用一系列互相啮合的齿轮所组成的传动系统，在机械原理中，便将上述的齿轮传动系统称之为轮系。 1. 行星齿轮传动的定义轮系可由各种类型的齿轮副组成。由锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆蜗轮组成的轮系，称为空间轮系；而由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面轮系。根据齿轮系运转时其各齿轮的几何轴线相对位置是否变动，齿轮传动分为两大类型。（1） 普通齿轮传动(定轴轮系)当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何轴线位置都是固定不变的，则称为普通齿轮传动(或称定轴轮系)。在普通齿轮传动中，如果各齿轮副的轴线均互相平行，则称为平行轴齿轮传动；如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副，则称为不平行轴齿轮传动(空间齿轮传动)。（2） 行星齿轮传动(行星轮系)当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮，如图 3-1（a）所示。在上述齿轮传动中，齿轮 a、b 和构件 x 均绕几何轴线 转动，而齿轮 c 是活套在构件 x 的轴 0c 上，它一方面O绕自身的几何轴线 0c 旋转(自转) ，同时又随着几何轴线 0c 绕固定的几何轴线OO 旋转( 公转 )，即齿轮 c 作行星运动；因此，称该齿轮传动为行星齿轮传动，10即行星轮系。行星齿轮传动按其自由度的数目可分为以下几种。a. 简单行星齿轮传动 具有一个自由度 (W=1)的行星齿轮传动，如图 11(b)所示。对于简单行星齿轮传动。只需要知道其中一个构件的运动后，其余各构件的运动便可以确定。b. 差动行星齿轮传动 具有两个自由度(W2) 的行星齿轮传动，即它是具有三个可动外接构件(a 、b 和 x)的行星轮系见图 31(a)。对于差动行星齿轮传动，必须给定两个构件的运动后，其余构件的运动才能确定。图 3-1 行星齿轮传动图 3-2 2Z-X 型的负号机构11图 3-3 2Z-X 型的正好机构在行星齿轮传动中作行星运动的齿轮 c，称为行星齿轮(简称为行星轮)。换言之，在齿轮系中，凡具有自转和公转的齿轮，则称为行星轮，如图 3l中所示的齿轮 c。仅有一个齿圈的行星 c，称为单齿圈行星轮 见图 31 和图32(a)；带有两个齿圈的行星轮 cd，称为双齿圈行星轮 见图 32(b)和图13。在行星齿轮传动中，支承行星轮 c(或 cd)并使它得到公转的构件，称为转臂( 又称为系杆) ，用符号 x 表示。转臂 x 绕之旋转的几何轴线，称为主轴线，如轴线 。在行星齿轮传动中，与行星齿轮相啮合的，且其轴线又与主轴线o重合的齿轮，称为中心轮；外齿中心轮用符号 a 或 b 表示，内齿中心轮用符号 b 或 e 表示。最小的外齿中心轮 a 又可称为太阳轮。而将固定不动的 (与机架连接的)中心轮，称为支持轮，如图 31(b)中所示的内齿轮 b。在行星齿轮传动中，凡是其旋转轴线与主轴线 相重合，并承受外力矩o的构件，称为基本构件，如图 11 中的中心轮 a、 b 和转臂 x 。换言之，所谓基本构件就是在空间具有固定旋转轴线的受力构件；其中也可能是固定构件，如图 3-l(b)中与机架相连接的内齿轮 b。而差动行星齿轮传动 见图 3-1(a)就是具有三个运动基本构件的行星齿轮传动。在其三个基本构件中，若将内齿轮 b固定不动，则可得到应用十分广泛的，输入件为中心轮 a 或转臂 x，输出件为转臂 x 或中心轮 a 的行星齿轮传动 见图 11(b)。仿上，当中心轮 a 固定不动时，则可得到输入件为内齿轮 b 或转臂 x，输出件为转臂 x 或内齿轮 b 的行星12齿轮传动。当转臂 x 固定不动时，则可得到所有齿轮轴线均固定不动的普通齿轮传动，即定轴齿轮传动。由于该定轴齿轮传动是原来行星齿轮传动的转化机构，故又称之为准行星齿轮传动，如图 3l(c)所示。为了便于对上述行星齿轮传动进行研究分析，差动行星齿轮传动(W=2)、行星齿轮传动(W1)和准行星齿轮传动，统称为行星齿轮传动。3.2 行星齿轮传动的符号在行星齿轮传动中较常用的符号如下。n转速，以每分钟的转数来衡量的角速度，rmin 。角速度，以每秒弧度来衡量的角速度，rads。齿轮 a 的转速，rmin 。a一一内齿轮 b 的转速，rmin。bn转臂 x 的转速，rmin。x行星轮 c 的转速，r min。ca 轮输入，b 轮输出的传动比，即i= az在行星齿轮传动中，构件 A 相对于构件 c 的相对转速与构件 B 相CABi对构件 C 的相对转速之比值，即=CABin在行星齿轮传动中，中心轮 a 相对于转臂 x 的相对转速与内齿轮 bxabi相对于转臂 x 的相对转速之比值，即=xabixn3.3 行星齿轮传动的特点13行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多优点。它的最显著的特点是：在传递动力时它可以进行功率分流； 同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同一主轴线上。所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传功效率高的航空发动机、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。行星齿轮传动的主要持点如下。(1) 体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大 由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用内啮合齿轮副，因此可使其结构非常紧凑。再由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸使其体积小，质量小，结构非常紧凑、且承载能力大。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的 1/21/5 (即在承受相同的载荷条件下)。(2) 传动效率高 由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率值可达 0970 99。(3) 传动比较大，可以实现运动的合成与分解 只要适当选择行星齿轮传动的类型及配两方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几干。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂的运动。(4) 运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，14从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。总之，行星齿轮传动具有质量小、体积小、传动比大及效率高(类型选用得当) 等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、火炮、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也获得了应用。它几乎可通用于一切功率和转速范围，故目前行星传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。随着行星传动技术的迅速发展，目前，高速渐开线行星齿轮传动装里所传递的功率已达到 20000kW，输出转矩已达到 4500kNm。据有关资料介绍，人们认为目前行星齿轮传动技术的发展方向如下。（1） 标准化、多品种 目前世界上已有 50 多个渐开线行星由轮传动系列设计；而且还演化出多种型式的行星减速器、差速器和行星变速器等多品种的产品。（2） 硬齿面、高精度 行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和氮化等化学热处理。制造精度一般均在 6 级以上。显然，采用硬齿面、高精度有利于进一步提高承载能力，使齿轮尺寸变得更小。（3） 高转速、大功率 行星齿轮传动机构在同速传动中，如在高速汽轮中已获得日益广泛的应用，其传动功率也越来越大。（4） 大规格、大转矩 在中低速、重载传动中，传递大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展。行星齿轮传动的缺点是：材料优质、结构复杂、制造和安装较困难些。但随着人们对行星传动技术进一步深人地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。因此，对于它的制造安装问题，目前巳不再视为一件什么困难的事情。实践表明，在具有中等技术15水平的工厂里也是完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。应该指出，对于行星齿轮传动的设计者，不仅应该了解其优点，而且应该在自己的设计工作中，充分地发挥其优点，且把其缺点降低到最低的限度。从而设计出性能优良的行星齿轮传动装置。综上，根据原始条件可以确定所需用的输入功率为16.5.80.9809PKW入至此，可以确定所用的电动机的型号 Y160M-6可以确定本设计题目（螺旋输送机）的传动部分的设计方案NGW 型 2Z-X（A） 。行星轮数 。3pn164 行星齿轮传动的配齿计算4.1 行星齿轮传动中分配各轮齿数应满足的条件在设计行星齿轮传动时，根据给定的传动比 ip 来分配各轮的齿数，这就是人们研究行星齿轮传动运动学的主要仟务之一。在确定行星齿轮传动的各轮齿数时，除了满足给定的传动比外，还应满足与其装配有关的条件，即同心条件、邻接条件和安装条件。此外，还要考虑到与其承载能力有关的其他条件。4.1.1 传动比条件在行星齿轮传动中，各轮齿数的选择必须确保实现所给定的传动比 的pi大小。例如，2z x(A)型行星传动，其各轮齿数与传动比 的关系式为pi=1- =1+baxibaz可得 =（ -1）bzaxiz若令 Y= ，则有 =Y-pba式中 给定的传动比且有 = ；i pibaxY系数，必须是个正整数 ；中心轮 a 的齿数，一般， 。az azminZ4.1.2 邻接条件在设计行星齿轮传动时，为了进行功率分流，而提高其承载能力，同时也是为了减少其结构尺寸，使其结构紧凑，经常在太阳轮 a 与内齿轮 b(或 e)之间，均匀地、对称地设置几个行星轮 c(或 d)。为了使各行星轮不产生相互碰撞，必须保证它们齿顶之间在其连心线上有一定的间隙即两相邻行星轮的顶圆半径之和应小于其中心距 L c ，即2 L c ar172acdsinp式中 、 分别为行星轮 c 的齿顶圆半径和直径；acrd行星轮个数；pn图 4-1 邻接条件a、c 齿轮啮合副的中心距；L c相邻两个行星轮中心之间的距离。不等式(3 7)称为行星齿轮传动的邻接条件。间隙cL c 的最小允acd许值取决于行且齿轮减速器的冷却条件和啮合传动时的润滑油搅动损失。实际使用中，一般应取间隙值c05m，m 为齿轮的模数。在此应该指出，邻接条件与行星轮个数 有关， 的多少，应受到其承pnp载能力的限制。行星轮个数 还应考虑到结构尺寸、均载条件和制造条件等pn因素。一般，在行星齿轮传动中大都采用 3 个行轮。但是，当需要进一p步提高其承载能力，减少行星齿轮传动的结构尺寸和质量时，在满足上述邻接条件的前提下允许采用 3 个行星轮的配置；不过还必须采取合理的均pn载措施。4.1.3 同心条件18在此讨论的同心条件只适用丁渐开线圆柱齿轮的行星齿轮传动。所谓同心条件就是出中心轮 a、 b(或 e)与行星轮 c(或 d)的所有啮合齿轮副的实际中心距必须相等。对于 2ZX(A)型行星齿轮传动，其同心条件为acb4.1.4 安装条件在行星齿轮传动中，如果仅有一个行星轮，即 1，只要满足上述同心pn条件就保证能够装配。为了提高其承载能力，大多是采用几个行星轮。同时，为了使啮合时的径向力相互抵消，通常，将几个行星轮均匀地分布在行星传动的中心圆上。所以，对于具有 1 个行星轮的行星齿轮传动除应满足pn同心条件和邻接条件外；其各轮的齿数还必须满足安装条件。所谓安装条件就是安装在转臂 x 上的 个行星轮均匀地分布在中心轮的周围时，各轮齿数p应该满足的条件。例如，对于 2ZX(A)型行星传动， 个行星轮在两个中心pn轮 a 和 b 之间要均匀分布，而且，每个行星轮 c 能同时与两中心轮 n 和 b 相啮合而没有错位现象(见图 42)。通常，在行星齿轮传动中，当个 行星轮均匀分布时，每个中心角应等pn直线 O、O和 O分别为主轴线 O 与行星轮 l、行星轮 2 和行星轮2pn3 的轴线 O1、O2 和 O3(转臂 x 上的)的连线。为了绘图方便起见，在此用圆弧来表示轮齿的形状，故 2ZX(A)型传功如图 32 所示。对于具有单齿圈的行星轮，可用平面 Q 表示齿轮轮齿的对称面。当行星轮齿数 Z c 为偶数时，该平而 Q 通过其齿槽的对称线；当行星轮齿数 Z c 为奇数时，则它们分别与轮 b 的齿槽对称线相重合。由此可见，若中心轮 a 和 b 的齿数 和 均是 的倍数时，该行星齿轮传动定能满足装azbpn配条件。19在一般情况下，齿数 和 都不是 的倍数。当齿轮 a 和 b 的轮齿对称azbpn线及行星轮 1 的华而 Q1 与直线 O重合时，行星轮 2 的平面 Q 2 与直线 O的夹角为 如果转臂 x 固定，当中心轮 a 按逆时方向转过 时，则行星轮 2C C按顺时针方向转过 角，而内齿轮 b 按顺时针方向转过 角。 当 个行星轮在中心轮周围均匀分布时，则两相邻行星轮间pn的中心角为 。现设已知中小轮 a 和 b 的节圆直径 和 ，其齿距2p adb为 。在中心角 内，中心轮 a 和 b 具有的弧长分别为 和 abppn apnpdn对于弧长 ，一般应包含若干个整数倍的齿距 p 和一个剩余弧段(apdn)。同理，对于弧长 ，也应包含有若干个整数倍的齿距 p 和一个剩apbpdn余弧段 。 可得b12()ababpzcp显然，等式左边等于整数。要使等式右边也等于整数，其必要和充分的条件是 ab公式表明：两中心轮 a 和 b 的齿数和( )应为行星轮数 的倍数，abzpn就是 2ZX(A)型行星传动的安装条件。20图 4-2 行星传动安装条件4.1.5 2Z-X(A)型行星传动据 2Z-X(A)型行星齿轮传动的传动比公式1bpazi式中P 是行星齿轮的特性参数。特性参数多与给定的传动比 有关。p 值必须合理地选取。p 值太大或太i小都是不合理的。如果 p 值太大，或许可能使得 值很大；或使得 值很小。bzaz通常，内齿轮 b 的尺寸是受到减速器总体尺寸的限制。为了不过分地增大其21外形尺寸，故 值不能很大。而中心轮 a 的尺寸应考虑到其齿数 受到最少齿数bz az的限制，以及齿轮 转轴的直径不能太小，故 值不能很小。另外，p 值接minz az近于 1 也是不允许的，因为这样会使得行星轮 c 的尺寸太小。一般，应选取p=38。则由式可得 (1)bpaziz当选定最小齿数 时，就容