履带车辆主动轮减速装置设计论文

优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！摘 要在履带车辆中，减速传动装置是重要的组成部分之一，本文主要以主动轮减速器设计为主，在履带车辆中主动轮减速器起着重要的作用。主要的作用：降低电动机传动主动的转速，并增大传递到主动轮的转矩，是履带车辆有足够的动力性，满足履带车辆起步、加速、通过性。本设计为履带车辆主动轮减速器设计，主要介绍齿轮是减速器的选择以及传动方案的选择。为适应履带车的行驶条件需要，通过履带车辆的车重和最大行驶速度，计算出履带车辆行驶中所需的最大功率最大扭矩。根据最大功率计算总传动比，是总传动比能达到减速比的要求，并进行传动比的分配和确定各轮齿齿数和尺寸，以及确定选择使用单级传动和二级传动。根据计算要求确定输入输出轴轴颈计算和轴段长度的计算以及轴的校核。最后进行密封件的选择和轴的工艺分析。选择合适的密封件并满足设计要求，另外轴在加工时要有一定的技术要求，加工后的轴应满足技术和设计要求。关键词：减速传动装置；传动比；传动比；校核；密封件优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！ABSTRACTCaterpillar vehicles, the slowdown in the transmission device is an important part of this paper mainly active wheel reducer design is given priority to, in active wheel reducer of caterpillar vehicle plays an important role. Main function: reduce the speed of the motor drive, and increase initiative to deliver the torque, active wheel is tracked vehicles have enough power to meet tracked vehicles start, accelerate, through sex.This design for tracked vehicles driving gear reducer design, mainly introduces the option and is reducer gear transmission options. Through the caterpillar vehicle weight of the car and maximum speeds of caterpillar vehicle, calculate the maximum power required. According to the maximum power calculating total ratio, and the distribution of transmission ratio, and confirm the pinion gear and dimension. And input/output shaft shaft neck calculation and shaft length calculation, and the axis of dynamicrigidity. On the classification of the shaft seal process analysis. Choose appropriate sealing parts and meet the design requirements, another shaft in process must have certain technical requirements, the processed axis should meet the technical and design requirements. This design closely combining the most mature modern tracked vehicles of technology.Keywords:Slow Transmission Device; Ratio;Distribution Ratio ; Check; Seals优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！目 录摘 要 .IAbstract .II第一章 绪 论.11.1 选题的目的及意义 .11.2 齿轮式减速器发展现状 .11.3 齿轮减速器的发展趋势 .21.4 主要工作内容 .3第二章 减速器传动方案的确定 .42.1 总体方案的确定 .42.1.1 减速器的类型及特点 .42.1.2 传动方案分析 .52.1.3 行星齿轮变速器的工作原理 .92.1.4 常用行星齿轮传动的形式与特点 .112.2 传动比的确定 .122.2.1 确定发动机最大功率 .122.2.2 确定传动比 .132.3 本章小结 .17第三章 齿轮结构设计与计算.183.1 行星排的配齿计算及强度校核 .183.1.1 分配传动比 .183.1.2 行星齿轮传动齿数确定的条件 .203.2 减速器高速级的计算 .233.2.1 行星排的配齿计算 .233.2.2 验算高速级 AC 传动的接触强度 .28优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！3.2.3 验算 AC 传动弯曲疲劳强度的校核 .343.2.4 根据接触强度计算来确定内齿轮材料 .373.2.5 CB 传动的弯曲强度验算 .383.3 减速器低速级的计算 .383.3.1 配齿计算 .383.3.2 按接触强度初算 AC 传动的中心距和模数 .383.3.3 行星排齿轮结构参数的计算 .393.3.4 验算 AC、CB 传动的接触强度及弯曲疲劳强度 .413.4 本章小结 .41第四章 轴及轴上支承联接件的校核.424.1 轴的种类 .424.2 轴的工艺要求 .424.3 轴的初算及材料选择 .424.4 高速轴的校核 .434.4.1 高速轴的受力分析 .434.4.2 按当量弯矩校核轴的强度 .444.5 低速轴的校核 .454.5.1 低速轴的受力分析 .454.5.2 按当量弯矩校核轴的强度 .464.5.3 花键的选择及校核计算 .474.5.4 输入轴上的花键校核 .484.5.5 联结高速级与低速级间的花键校核 .484.5.6 输出轴的花键校核 .494.6 减速器中轴承的选择及寿命校核 .494.6.1 轴承承载能力的计算 .494.6.2 轴承的寿命计算 .514.7 本章小结 .52第五章 减速器密封及轴工艺分析 .535.1 概述 .535.2 密封形式的选择 .53优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！5.2.1 密封形式的分类 .535.2.2 密封形式的选择 .545.3 轴的工艺分析 .555.4 本章小结 .56结 论 .57参考文献 .58致 谢 .59附 录 A.60附 录 B.65优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第一章 绪 论1.1 选题的目的及意义行星齿轮的传动应用已有几十年的历史。由于行星齿轮传动是把定轴线传动改为动轴线传动，采用功率分流，用数个行星齿轮分担载荷，并且合理应用内啮合，以及采用合理的均载装置，使行星齿轮传动有许多重大的优点。这些有点主要有质量轻、体积小、传动范围大，承载能力不受限制，进出轴呈同一轴线；同时效率高。与普通定轴齿轮传动相比，行星齿轮传动最主要的特点就是它至少有一个齿轮的轴线是动轴线，因而称为动轴轮系。行星齿轮传动中，至少有一个齿轮即绕动轴线自传，同时又绕定轴线公转，既作行星运动，所以通常称为行星齿轮传动。目前履带车辆所采用的减速器为行星齿轮减速器，与传统减速器相比具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。本设计通过对军用履带车采用的行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸，并对设计结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价，实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。行星齿轮传动的特点：1）把定轴线传动给为动轴线传动；2）功率分流，采用数个行星齿轮传递载荷；3）合理地应用内啮合。行星齿轮传动的优越性：1）体积小、质量轻，只相当一般齿轮传动的体积、质量的 1/21/3；2）承载能力大，传递功率范围及传动比范围大；3）运行噪声小，效率高，寿命长；4）由于尺寸和质量减少，就能够采用优质材料与实现硬齿面等化学处理，机床工具规格小，精度和技术要求容易达到；5）采用合理机构，可以简化制造工艺，从而使中小型制造厂就能够制造，并易于推广和普及；6）采用行星齿轮机构，用两个电机可以达到变速要求。由此可见，行星齿轮传动是一种先进的齿轮传动结构。1.2 齿轮式减速器发展现状齿 轮 是 广 泛 使 用 的 传 动 元 件 。 目 前 世 界 上 利 用 齿 轮 最 大 传 递 功 率 可 达6500kW， 最 大 线 速 度 达 210m s； 齿 轮 最 大 重 量 达 200t， 组 合 式 齿 轮 最 大 直 径 达25 6m， 最 大 模 数 m 达 50mm。 我 国 自 行 设 计 的 高 速 齿 轮 增 速 器 和 减 速 器 的 功 率优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！已 达 44000kW， 齿 轮 圆 周 速 度 达 150m s 以 上 。齿 轮 减 速 器 是 一 种 动 力 传 达 机 构 ， 利 用 齿 轮 的 速 度 转 换 ， 将 电 动 机 的 回 转 数减 速 到 所 要 的 回 转 数 ， 并 得 到 较 大 转 矩 的 机 构 。 在 目 前 用 于 传 递 动 力 与 运 动 的 机构 中 ， 齿 轮 减 速 器 的 应 用 范 围 相 当 广 泛 ， 几 乎 在 各 式 机 械 的 传 动 系 统 中 都 可 以 见到 它 的 踪 迹 。 齿 轮 减 速 器 具 有 减 速 及 增 加 转 矩 作 用 ， 因 此 广 泛 应 用 在 速 度 与 扭 矩的 转 换 设 备 。 齿 轮 减 速 器 的 作 用 主 要 有 ：(1） 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 机 额 定 扭 矩 。(2） 减 速 同 时 降 低 了 负 载 的 惯 量 ， 惯 量 的 减 少 为 减 速 比 的 平 方 。齿 轮 减 速 器 一 般 用 于 低 转 速 大 扭 矩 的 传 动 设 备 ， 把 电 动 机 ， 内 燃 机 或 其 它 高速 运 转 的 动 力 通 过 减 速 机 的 输 入 轴 上 的 齿 数 少 的 齿 轮 啮 合 输 出 轴 上 的 大 齿 轮 来 达到 减 速 的 目 的 ， 普 通 的 减 速 器 也 会 有 几 对 相 同 原 理 齿 轮 达 到 理 想 的 减 速 效 果 ， 大小 齿 轮 的 齿 数 之 比 ， 就 是 传 动 比 。齿 轮 减 速 器 是 一 种 相 对 精 密 的 机 械 ， 使 用 它 的 目 的 是 降 低 转 速 ， 增 加 转 矩 。它 的 种 类 繁 多 ， 型 号 各 异 ， 不 同 种 类 有 不 同 的 用 途 。 齿 轮 减 速 器 按 照 传 动 类 型 可分 为 齿 轮 减 速 器 、 蜗 杆 减 速 器 和 行 星 齿 轮 减 速 器 ； 按 照 传 动 级 数 不 同 可 分 为 单 级和 多 级 减 速 器 ； 按 照 齿 轮 形 状 可 分 为 圆 柱 齿 轮 减 速 器 、 圆 锥 齿 轮 减 速 器 和 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 ； 按 照 传 动 的 布 置 形 式 又 可 分 为 展 开 式 、 分 流 式 和 同 轴 式 减 速 器 。1.3 齿轮减速器的发展趋势随 着 社 会 的 发 展 、 时 间 的 推 移 ， 齿 轮 技 术 进 展 的 步 伐 越 来 越 迅 速 。 近 年 来 ，工 业 发 达 国 家 制 造 的 机 械 装 置 向 着 大 型 、 精 密 、 高 速 、 成 套 和 自 动 化 方 向 发 展 ，有 的 则 向 小 型 、 轻 量 化 方 向 发 展 ， 从 而 推 动 了 齿 轮 的 技 术 的 进 步 。概 括 起 来 说 ， 当 今 世 界 各 国 齿 轮 技 术 发 展 的 总 趋 势 向 六 高 、 二 低 、 二 化 的 方向 发 展 。 六 高 及 高 承 载 能 力 、 高 齿 轮 面 硬 度 、 高 精 度 、 高 速 度 、 高 可 靠 性 和 高 传动 效 率 ； 二 低 即 低 噪 声 、 低 成 本 、 二 化 即 标 准 化 、 多 样 化 。 1在 产 品 设 计 阶 段 ， 就 同 时 进 行 工 艺 过 程 设 计 及 安 排 产 品 整 个 生 产 周 期 个 配 套环 节 。 市 场 的 快 速 反 映 大 大 缩 短 了 产 品 投 放 市 场 的 时 间 。 零 部 件 企 业 正 向 大 型 化 、专 业 化 、 国 际 化 发 展 。 齿 轮 产 品 将 成 为 国 际 采 购 、 国 际 配 套 的 产 品 。适 应 市 场 要 求 的 新 产 品 开 发 ， 关 键 工 艺 技 术 的 创 新 竞 争 ， 产 品 质 量 竞 争 以 及员 工 技 术 素 质 与 创 新 精 神 ， 是 2l 世 纪 企 业 竞 争 的 焦 点 。 在 2l 世 纪 成 套 机 械 装 备中 ， 齿 轮 仍 然 是 机 械 传 动 的 基 本 部 件 。 由 于 计 算 机 技 术 与 数 控 技 术 的 发 展 ， 使 得优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！机 械 加 工 精 度 、 加 工 效 率 大 为 提 高 ， 从 而 推 动 了 机 械 传 动 产 品 多 样 化 ， 整 机 配 套的 模 块 化 、 标 准 化 ， 以 及 造 型 设 计 艺 术 化 ， 使 产 品 更 加 精 致 、 美 观 。数 控 机 床 和 工 艺 技 术 的 发 展 ， 推 动 了 机 械 传 动 结 构 的 飞 速 发 展 。 在 传 动 系 统设 计 中 的 电 子 控 制 、 液 压 传 动 ， 齿 轮 、 带 链 的 混 合 传 动 ， 将 成 为 变 速 箱 设 计 中 优化 传 动 组 合 的 方 向 。 在 传 动 设 计 中 的 学 科 交 叉 ， 将 成 为 新 型 传 动 产 品 发 展 的 重 要趋 势 。工 业 通 用 变 速 箱 是 指 为 各 行 业 成 套 装 备 及 生 产 线 配 套 的 大 功 率 和 中 小 功 率 变速 箱 。 国 内 的 变 速 箱 将 继 续 淘 汰 软 齿 面 ， 向 硬 齿 面 (50 60HRC)、 高 精 度(4 5 级 )、 高 可 靠 度 软 启 动 、 运 行 监 控 、 运 行 状 态 记 录 、 低 噪 声 、 高 的 功 率 与 体积 比 和 高 的 功 率 与 重 量 比 的 方 向 发 展 。 中 小 功 率 变 速 箱 为 适 应 机 电 一 体 化 成 套 装备 自 动 控 制 、 自 动 调 速 、 多 种 控 制 与 通 讯 功 能 的 接 口 需 要 ， 产 品 的 结 构 与 外 型 在相 应 改 变 。 矢 量 变 频 代 替 直 流 伺 服 驱 动 ， 已 成 为 近 年 中 小 功 率 变 速 箱 产 品 (如 摆轮 针 轮 传 动 、 谐 波 齿 轮 传 动 等 )追 求 的 目 标 。随 着 我 国 航 天 、 航 空 、 机 械 、 电 子 、 能 源 及 核 工 业 等 方 面 的 快 速 发 展 和 工 业机 器 人 等 在 各 工 业 部 门 的 应 用 ， 我 国 在 谐 波 传 动 技 术 应 用 方 面 已 取 得 显 著 成 绩 。同 时 ， 随 着 国 家 高 新 技 术 及 信 息 产 业 的 发 展 ， 对 谐 波 传 动 技 术 产 品 的 需 求 将 会 更加 突 出 。 中 国 齿 轮 行 业 在 20 世 纪 90 年 代 的 快 速 发 展 ， 已 基 本 完 成 由 卖 方 市 场 投到 买 方 市 场 的 转 变 。 随 着 我 国 体 质 的 个 改 革 的 深 入 ， 充 分 发 挥 行 业 协 会 的 作 用 ，加 强 行 业 自 律 性 的 市 场 约 束 ， 形 成 有 序 竞 争 的 市 场 制 度 ， 是 当 前 是 的 发 展 的 迫 切任 务 。减 速 器 和 齿 轮 的 设 计 与 制 造 技 术 的 发 展 ， 在 一 定 程 度 上 标 志 着 一 个 国 家 的 工业 水 平 ， 因 此 开 拓 和 发 展 减 速 器 和 齿 轮 技 术 在 我 国 有 广 阔 的 前 景 。1.4 主要工作内容以 履 带 车 辆 主 动 轮 减 速 机 构 设 计 为 主 要 研 究 对 象 ， 对 主 动 轮 减 速 器 进 行 了 研究 设 计 ， 确 定 主 动 轮 行 星 齿 轮 减 速 器 选 择 ， 对 行 星 齿 轮 减 速 器 的 基 本 工 作 原 理 进行 分 析 选 择 、 行 星 齿 轮 传 动 设 计 与 校 核 。 主 要 内 容 包 括 ：1.行 星 齿 轮 传 动 传 动 方 案 分 析 、 行 星 齿 轮 工 作 原 理 以 及 配 齿 、 传 动 比 确 定 ；2.行 星 齿 轮 传 动 比 分 配 、 各 轮 齿 齿 数 和 尺 寸 确 定 ；3.轴 的 工 艺 要 求 、 轴 颈 计 算 以 及 输 入 轴 输 出 轴 设 计 校 核 ；4.密 封 件 的 分 类 及 选 择 、 轴 的 工 艺 分 析 。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第二章 减速器传动方案的确定2.1 总体方案的确定2.1.1 减速器的类型及特点减速器的功用是改变发动机传动到驱动轮上的转矩和转速，使车辆在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行使条件下工作，使车辆获得足够的牵引力和行驶速度。减速器的传动方案有多种多样，各有各的特点。一般常见行星齿轮减速器的分类及型式及其应用范围如表 2.1 行星齿轮减速器主要类型与特点所示。表 2.1 行星齿轮减速器主要类型与特点序号 基本结构命名啮合方式命名传动简图 传动比范围传动效率传动功率范围制造工艺性应用场合说明1 2K-H 型 NGW型2.812.50.970.99不限 加工与装配工艺较简单。可用于任何工作情况下，功率大小不受限制。具有内位啮合的 2K-H型单机传动（负号机构）。2 2K-H 型 NW 型 717 0.970.99不限 因有双联齿轮，使加工与装配复杂。同型2K-H。具有内外啮合的 2K-H型传动（正号优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！机构）。3 2K-H 型 NN 型 30100 传动效率很小时，可达1700效率低、且随传动比 i增大而下降，并有自锁可能。小于或等于30KW。制造精度要求较高适用于短期间断工作场合，推荐用于特轻型工作制度。双内啮合 2K-H型传动（正号机构）。4 2K-H 型 WW 型 1.2 至几千效率低、且随传动比 i增大而下降，并有自锁可能。15KW 制造与装配工艺性不佳。推荐只在特轻型工作制度下用，最好不用于动力传动。双外啮合 2K-H型传动（正号机构）。5 3K 型 NGWN型20100 小功率可达500 以上效率较低，且随传动比增入而下降，并有自锁可能。96KW 制造与装配工艺性不佳。适用于短期间断工作场合。6 K-H-V型N 型 771 0.70.9496KW 齿形及输出机构要求较高。2.1.2 传动方案分析优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！本设计为电动机驱动主动轮，电动机代替发动机驱动主动轮。电 动 机 横 置 于 履带 车 辆 前 主 动 轮 左 右 两 侧 ， 故 其 传 动 方 向 大 致 一 致 ， 不 会 出 现 交 角 的 传 动 。 且 由于 坦 克 传 动 属 于 大 功 率 传 动 ， 传 动 比 不 算 太 大 ， 采 用 蜗 杆 、 齿 轮 螺 杆 减 速 器 不合 适 ， 因 为 要 求 的 传 动 比 太 大 ； 若 采 用 摆 线 针 轮 减 速 器 和 协 波 齿 轮 减 速 器 也 同 样不 合 适 ， 因 为 这 两 样 传 动 在 实 际 应 用 中 技 术 还 不 成 熟 ， 且 要 求 传 递 功 率 较 小 和 传动 比 范 围 太 大 ， 根 本 不 适 用 于 坦 克 等 履 带 车 辆 做 减 速 器 。 剩 下 可 考 虑 圆 柱 齿 轮 减速 器 和 行 星 齿 轮 减 速 器 两 种 传 动 方 案 了 。从 表 2.2 定 轴 传 动 减 速 器 主 要 类 型 与 特 点 所 示 可 以 看 出 圆 柱 齿 轮 减 速 器 可 以做 成 单 级 、 两 级 、 三 级 三 种 ， 做 为 定 轴 式 减 速 器 ， 轮 齿 可 以 做 成 直 齿 、 斜 齿 和 人字 齿 。 传 动 轴 线 平 行 ， 结 构 简 单 ， 精 度 易 于 保 证 ， 由 于 结 构 简 单 ， 早 期 坦 克 、 汽车 、 拖 拉 机 有 着 广 泛 的 应 用 。 还 可 分 为 同 轴 线 式 和 非 同 轴 线 式 ， 非 同 轴 线 式 还 可分 为 展 开 式 和 分 流 式 。 展 开 式 是 两 级 减 速 器 中 最 简 单 的 一 种 ， 齿 轮 相 对 轴 承 位 置不 对 称 ， 轴 产 生 弯 曲 变 形 时 ， 载 荷 分 布 不 均 匀 ， 因 此 轴 应 有 较 大 的 刚 度 。 分 流 式齿 轮 与 轴 承 对 称 布 置 ， 载 荷 沿 齿 宽 分 布 均 匀 。 此 外 ， 还 有 同 轴 线 式 传 动 方 式 ， 就是 输 入 轴 与 输 出 轴 同 轴 。表 2.2 定轴传动减速器主要类型与特点类别 级数 推荐传动比范围 特点及应用单级 调质齿轮I13.74 2.1 6.55 2.1 4.76 2.1 3.98 2.1 3.210 2.1 2.812 2.1 2.6上表摘自机械设计手册，由于本设计采用 NGW 型减速器，故对于其它类型减速器传动比范围略过没写在上面。表中数值为在良好设计条件下。在一般的设计中，传动比若接近极限值时，通常要进行邻接条件的验算。由以上计算传动比得 10.5，对于NGW 型减速器，如采用单级传动则由上表可以看出，只能选用 3 个行星轮数目，才能满足传动比的要求。如果采用单级行星齿轮传动，可以看出齿数必然很多，直径必然很大，这样对于设计空间可能不够在直径方向有可能超出范围。且在轴向方向空间利用率不高，轴伸过长，不容易于支撑。因此依据前人的经验，决定采用 NGW 型两级减速传动进行设计计算。由上表选用 4 个行星轮。接下来则要决定如何确定传动比的分配了，多级行星齿轮传动的各级传动比的分优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！配原则是各级传动的等强度和获得最小的外形尺寸。在两级 2K-H(NGW)型行星齿转动中，欲得到最小的传动径向尺寸，可使低速级内齿轮分度圆直径与高速级被齿轮分度圆直径之比接近 1。通常使 / 等于 11.2。2K-H(NGW)型两级行星齿轮传动的Bd传动比分配如图 3.12K-H(NGW)行星齿轮传动比分配图所示。图 3.1 2K-H(NGW)行星齿轮传动比分配图图中 和 分别为高速级及总的传动比，E 可按下式计算：Ii3ABEd22limsdcvHNWHCKZA式中： 行星轮数目；sC齿宽系数；d载荷不均匀系数；cK接触强度的齿向载荷分布系数；H动载系数；v接触强度的寿命系数；NZ工作硬化系数；w优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！计算齿轮的接触疲劳极限。limH式中和图中代号的角标和分别表示高速级和低速级； 及 的比值，,vHK2NZ可用类比法进行试凑，或取三项比值的乘积 等于 1.82。如果全部采2()vHNKZ用硬度 350 的齿轮时，可取 。最后算得之 E 值如果大于 6，则取 E6。HB21WZ设高速级与低速级外啮合齿轮材料，齿面硬度相同，则 , 取limIliH， ， ， / =1.2，sCI 21wZ21cKIdI 2IINHvZK 4.2IlimII2I wNHvcdsZCA19.34.BE3查表得 , 7.3i87.2510Ii上面两个传动比就是分配后得到的两个传动比，是两级 2K-H（NGW）型行星齿轮减速器的串联，下面就要具体设计计算，确定行星齿排的齿数等一系列的参数。3.1.2 行星齿轮传动齿数确定的条件由于在上一章我们知道了行星齿轮传动的原理，2K-H(NGW)型减速器为太阳轮输入，齿圈固定，行星架输出。其传动比为: （一）传动比条件12213 /Zini式中: 为齿圈齿数； z为太阳轮齿数。1其结构参数 K 与传动比的关系为：（3. 1）i优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！对已知机构参数 K 的行星排，其齿轮的齿数和行星轮数有一定的几何关系，设计时需进行计算，称为行星排的配齿计算。在进行配齿计算计算齿数时，需遵循以下条件。（二）同心条件对 2K-H 型行星传动，其三个基本构件的旋转轴线必须重合于主轴线，即其中心轮与行星轮组成的所有啮合副的实际中心距必须相等。为了正确的啮合，各对啮合齿轮之间的中心距必须相等，即三元件的旋转中心必须重合。在 NGW 型传动，太阳轮 A和行星轮 C 的中心距 应等于行星轮 C 与内齿轮 B 的中心距 ，即 。可ACa CBaACBa如下图 32 所示。图 3.2 行星轮同心条件示意图如图， ，对于标准啮合及高变位齿轮，各齿轮的节圆与分度圆重合，ACaB上式可写成： cossACBCttzz式中： m为模数；为太阳轮齿数；Az为行星轮齿数；C为齿圈齿数。Bz整理后得： 或 2ACBzBAzC对于角变位齿轮其同心条件公式可以写为：优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！cossACBCttzz式中： 太阳轮与行星轮的啮合角；tAC行星轮与齿圈之间的啮合角。tB因 必为整数，同心条件可以叙述为：太阳轮与齿圈应该同为奇数或同为偶数。Cz（三）装配条件NGW 型 欲使数个行星轮均匀地配置在中心轮周围，而且都能嵌入两个中心轮中间，如果行星轮的个数与各齿轮没有满足一定的关系，这些行星轮是装不进去的。因为当第一个行星轮装入之后，两个中心轮的相对位置就确定了，这时按平均布置的其他行星轮在一般情况下就不可能嵌入两个内、外齿中心轮之间，即无法进行装配。为了保证能够装配，设计时必须满足行星轮个数与各齿轮齿数之间符合一定的关系的要求，这就称为装配条件。满足装配条件，可以保证各行星轮均布地安装于两中心齿轮之间，并且与两个中心轮啮合良好没有错位现象。装配条件可以表述为，应使太阳轮与内齿轮的齿数和等于行星轮数目 的整数sC倍，即公式：q (整数) 或 (整数)ABszCqCZisABX就是使所选用的 q 个行星轮均匀分布，行星架上各行星轮的间隔角为：2jq（3. 2）由推导可知： 2BAjnz当行星轮均匀分布时，将式（3. 2）代入得： BAzqn（3. 3）这就是行星排的装配条件，可以叙述为行星齿轮数因为齿圈和太阳轮齿数的整因子之一。如果所选齿数之和没有适合的整因子，两行星轮间隔角 必须满足式j优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！（3. 2）的条件。这是只要符合同心条件可用四个行星轮，两两对称地分布，也能使径向力相互抵消。(四)相邻条件在行星齿轮传动中，相邻两个行星轮不相互碰撞，必须保证他们之间有一定间隙，通常最小间隙应大于半个模数，这个限制称为邻近条件。除了要满足上述两个条件之外，如果行星轮个数太多，相邻两个行星轮的齿面会发生干涉，根本不能工作或不能装入齿轮。但仅仅不干涉还不够，由于两行星轮靠近处的切线速度是相反的，对于高速运动的齿轮，产生很大的搅油损失，将使传动效率降低，因此两行星轮齿顶圆之间通常应根据模数 m 留出 1m2m 毫米以上的间隙，如 3.3 图所示行星轮相邻条件示意图。相邻条件必须保证相邻两行星轮互不相碰，并留有大于 0.5 倍模数的间隙，根据相邻条件，相邻两个行星轮的中心距 L 应大于最大行星轮的顶园直径 或者gad如图 3.3 所示。fad图 3.3 行星齿轮相邻条件示意图即行星轮齿顶圆半径之和小于其中心距。当行星轮均匀分布时，q=3 一般都不会干涉，q=4 且 k , ,1e702eN712NZ(11)润滑剂系数 2LZ选用 的矿物油润滑， 是考虑所采用的润滑剂类型和粘度与实2501/vmsL验齿轮的试验条件不同时，对齿轮的许用接触应力的影响系数。由机械设计手册上14108 页查取，得： 12LZ(12）速度系数 2V是考虑齿轮的节点线速度与实验齿轮的实验条件不同时，对许用接触应力的影VZ响系数。可由机械设计手册 14109 页查取： 120.9LVZ(13）粗糙度系数 R是考虑齿轮的齿面粗糙度与实验齿轮不同时，对许用接触应力的影响系数。RZ可按相对平均粗糙度 及 由机械设计手册 14109 页查取，大小齿轮齿面10RZlimH优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！粗糙度 ， 由下式求得：mZR52132100aZRRA中心距，mm。查机械设计手册查得： 12.95RZ(14）齿面工作硬化系数 W是用以考虑经光整的硬齿面小齿轮在运转过程中对调质大齿轮面产生冷作硬WZ化，从而使大齿轮的许用接触应力得到提高系数。机械设计手册 14110 页查取这里取 1(15）接触强度计算的尺寸系数 XZ是考虑计算齿轮的模数大于试验齿轮时，由于尺寸效应使齿轮齿面接触疲劳XZ极限降低的系数。在根据零件大小选材适当，且热处理和硬化层深度选择合理时，一般取 ，这里 2。11ZX21(16)最小安全系数 、minHSinF在选取安全系数时，应根据传动装置得重要程度、工作要求、经济性和维修难易等因素，综合考虑，并要注意：计算所用的原始数据越接近实际，则安全系数越可取得小些；反之应取大些；不同的使用场合评定齿轮失效的准则是不同的，如低速车辆齿轮，通常允许少量的塑性变形、点蚀和磨粒磨损，低速软齿面齿轮，允许一定量非扩展性点蚀，航天用齿轮，不允许由任何损伤；由于断齿比点蚀的后果更严重，所以一般弯曲强度的安全愈量应大于接触强度的安全愈量 2。表 3.4 最小安全系数可靠性要求 最小安全系数 、minHSinF失效概率低于 1/10000 1.5失效概率低于 1/1000 1.25失效概率低于 1/100 1.00失效概率低于 1/10 0.85优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！由机械设计手册查得： ， 。lim1HS4.inF(17）许用接触应力由 9)中表公式得：XWRVLHNZSminlP150li2/06.12895.0mNHP （18）接触强度判断 ，接触强度校核通过。HP3.2.3 验算 AC 传动弯曲疲劳强度的校核（1）弯曲强度计算的齿向载荷分布系数 FK时考虑沿齿宽方向载荷分布对齿根弯曲应力的影响系数。可见机械设计手册FK14111。N29.1)(HF2)/()/(1hbN式中： 幂指数；N接触强度计算的齿向载荷分布系数；FK齿宽，mm ； b齿高，mm 。h m75.632.2.5mhn82.0)./()7.6/3(12N219K8.0F（2）应力修正系数 saY优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！是当载荷作用于齿顶时将名义弯曲应力换算成齿根局部应力系数。它考虑了saY齿根过渡曲线处的应力集中效应，以及弯曲应力以外的其它应力对齿根应力的影响。可按当量齿数和法向变位系数可由机械设计手册 14120 页查取。变位系数； ， ；47.0Xa437.0c当量齿数； ；26,93VCVAZ由上图查得； ， 。8.1Ysa 8.1sa（3）弯曲强度计算的重合度和螺旋角系数是将载荷由齿顶转换到单对齿啮合区上界点的系数。Y对于 的齿轮传动， ，21 75.02.625.1；.65.1.0Y，20当 时，按 计算，当 时，按 ，1133。896.1205.89.Y（4)计算齿根应力项目 单位 计算公式计算齿根应力 N/ 2mtFAVFsanKYbm许用齿根应力 N/ 2 linSTNFPrelTRlX强度条件 FPtFAVFsanKYbm21/36.7N优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！22/6.8mNF（5）弯曲强度计算的寿命系数 NTY由接触疲劳强度校核算得： ，91.40e102.5e查机械设计手册图 14-1-57 2N（6）齿根圆角敏感系数 relTY齿根圆角敏感系数个、表示在轮齿折断时，吃根处的理论应力集中超过实际应力集中的程度。可由机械设计手册 14129 页查取，如上图查得 。95.0YrelT（7）齿根表面状况系数 RrelT齿根表面状况系数是考虑齿廓根部的表面状况，主要是齿根圆角处的粗糙度对齿根弯曲强度的影响。查机械设计手册 14-131 得： 0.11.6740.529RrelTzYR 1rlRrelT（8）弯曲强度计算的尺寸系数 X是考虑计算齿轮的模数大于试验齿轮时，由于尺寸效应使齿轮的弯曲疲劳极XY限较低的系数。 可按上图查取，X1YX图 3.7 弯曲强度计算的尺寸系数（9）许用齿根应力 FP优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！limnFSTNPrelTRlXYY得 ； 2Fli/50 2FP21/9.3m（10）弯曲强度校核 FP22FP1,弯曲校核通过。3.2.4 根据接触强度计算来确定内齿轮材料1limtAVHEHLRWXNFuKZdbZ= 2/.975.09.7m根据 的值，选用调制钢、渗碳淬火钢短时气体或液体氮化，表面硬度达到HlimHRC5055 即可。3.2.5 CB 传动的弯曲强度验算通过公式，可计算得内齿轮的弯曲应力及许用应力，过程同 AC 传动弯曲应力校核，由 40Cr 的 ，由公式得 ，2Hlim/30N 24/HPNm，故内齿轮材料满足弯曲强度要求。218/HN3.3 减速器低速级的计算3.3.1 配齿计算低速级的配齿计算与高速级的配齿计算过程相同，取 ，距可能达到的传4sC动比极限较远，可不检验邻接条件。得： CZisABX取 C 等于 25 得 A47.3 27AZ25As