0487-2K-H型行星齿轮减速箱设计【优秀含4张CAD图+说明书】
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2K-H行星减速箱设计
摘要：在给定传动比、扭矩、模数及行星轮个数的条件下进行了行星减速器的总体方案设计、常规设计计算、输出轴的工艺流程设计及绘制总装图和部分零件图。
行星减速器的总体方案设计选用太阳轮浮动的均载机构，太阳轮通过单齿联轴器与高速轴联接实现浮动，这种浮动方法浮动灵敏，结构简单，易于制造，便于安装。太阳轮与齿轮联轴器的外齿半联轴套做成一体，内齿轮设计成内齿圈的结构，行星架选用刚性较好的双侧板整体式结构，与输出轴法兰式联接，行星架与输出轴通过两个对称布置得定位销保证同轴度。齿轮联轴器选用鼓形齿齿轮联轴器，鼓形齿齿轮联轴器允许两轴线有较大角位移，相对承载能力较强，并且易于安装调整。减速器齿轮采用油池润滑，轴承采用飞溅润滑。
根据总体设计方案和常规设计计算绘制总装配图以及太阳轮、行星架、输入轴、输出轴的零件图。
输入轴的工艺流程设计对输入轴进行工艺分析，绘制零件图；确定毛坯的制造形式；制定零件的机械加工工艺路线并填写工艺过程卡和工序卡。
关键词：2K-H 行星齿轮 减速箱
- 内容简介：
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开题报告 题目 2行星减速箱设计 一、选题的依据及意义 行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，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。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊 的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。 二、国内外研究概况及发展趋势 世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用，生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机 械传动设备中获得了成功的应用。 行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自 20世纪 60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。 近 20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展 。 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多个渐开线行星齿轮传动系列设计，而且还演化出多种形式的行星减速器、差速器和行星变速器等多种产品。 （ 2）硬齿面、高精度 行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和淡化化学热处理。齿轮制造精度一般均在 6级以上。 （ 3）高转速、大功率 行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮传动中已获得广泛的应用，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，传动大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展 。 三、研究内容及实验方案 1、研究内容 给定传动比 i=用与太阳轮上的扭矩 M=1140计太阳轮及行星轮材料均采用 20面淬火硬度 5宽 =52，模数 =5，行星轮数 =3。 要求： 1 设计一行星减速箱，结构合理、紧凑。 2行星架工艺流程设计。 3要求画出总装图及部分主要零件图纸。 2、试验方案 根据课题所给的已知条件初步选定行星齿轮传动类型为 Ab(。 Ab(行星齿轮传动具有结构简单、制造容易，外形尺寸小，质量小，传动效率高等特点。通常，其传动比范围为 =动效率 =前该传动类型已获得了较广泛的应用。 四、 毕业设计工作内容及完成时间 ： 1、开题报告 第 1周 2、总结方案设计 第 2周 3、 常规设计 第 3周 第 7周 4、输入轴 工艺流程设计 第 8周 第 10周 5、编写毕业设计说明书 第 11周 第 14周 6 外文资料翻译 （不少于 6000字符） 第 15周 五、参考文献 1. 王大康主编 北京：机械工业出版社 ,2003 2. 姚家娣、李明、黄兴元主编 南昌：江西高校出版社， 2001 3. 任嘉卉、李建平主编 北京：北京航空航天大学出版社， 2001 4. 濮良贵、纪名刚主编 北京：高等教育出版社， 2001 5. 孙桓、陈作模主编 北京：高等教育出版社， 2000 6. 饶振纲编著 北京：化学工业出版社， 2003 7. 成大先主编 北京：化学工业出版社， 2004 2星 减速箱设计 摘要 ： 在给定传动比、扭矩、模数及行星轮个数的条件下 进行了 行星减速器 的总体方案设计、常规设计计算、输出轴的工艺流程设计及绘制总装图和部分零件图 。 行星减速器的总体方案设计 选用太阳轮浮动的均载机构， 太阳轮通过单齿联轴器与高速轴联接实现浮动 ，这种浮动方法浮动灵敏，结构简单，易于制造，便于安装。太阳轮与齿轮联轴器的外齿半联轴套做成一体，内齿轮设计成内齿圈的结构，行星架选用刚性较好的双侧板整体式结构，与输出轴法兰式联接， 行星架与输出轴通过两个对称布置得定位销保 证同轴度。齿轮联轴器选用鼓形齿齿轮联轴器，鼓形齿齿轮联轴器允许两轴线有较大角位移，相对承载能力较强，并且易于安装调整。 减速器齿轮采用油池润滑，轴承采用飞溅润滑。 根据总体设计方案和常规设计计算绘制总装配图以及太阳轮、行星架、输入轴、输出轴的零件图。 输入轴的工艺流程设计对输入轴进行工艺分析，绘制零件图；确定毛坯的制造形式 ；制定零件的机械加工工艺路线并填写工艺过程卡和工序卡。 关键词 ： 2行星齿轮 减速箱 2In a of of of of of a to of is to to of of a of in a to of to is to to of as as of of of to to of of of 2 - 1 - 目 录 1 前言 题的依据及意义 内外研究概况及发展趋势 常规设计计算 知条件 计计算 取行星轮传动的传动类型和传动简图 星轮传动的配齿计算 步计算齿轮的主要参数 配条件的验算 动效率的计算 速器的润滑和密封 0 轮强度验算 0 核其齿面接触强度 0 核其齿跟弯曲强度 3 3 结构设计计算 5 星架的结构设计与计算 5 星架的结构设计 5 星架结构计算 5 轮联轴器的结构设计与计算 6 的结构设计与计算 7 入轴的结构设计与计算 7 出轴的设计计算 9 造箱体的结构设计计算 0 4 输入轴的工艺设计 2 件的分析 2 件的图样分析 2 件的工艺分析 2 艺规程设计 3 定毛坯的制造形式 3 - 2 - 面的选择 3 定工艺路线 3 艺路线方案一 3 艺路线方案二 4 艺路线方案三 5 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 械加工余量的确定 5 坯 尺寸 确定 6 定切削用量及基本 工时 6 总结与评价 考文献 5 致谢 6 其对称性揭示了行星齿轮减速器独立振荡 俄罗斯莫斯科机械工程研究所俄罗斯科学院 摘要 ： 行星减速器的行星齿轮是对称的机械系统 。 适用于对称群的代表理论的振荡分析是属于广义的机械系统 。 结果发现 ,由于减速器的对称性 ,衍生出了振荡分解。减速器有独立的振荡类别，例如 ，太阳轮和本轮卫星轮 角振荡 阶段；太阳轮和本轮卫星 横向振荡 反阶段。太阳轮和本轮振荡中的一个阶段不依赖与角 行星轮 振荡。 关键词： 行星减速器，对称性，组代表性的理论，独立振荡 一、 导言 众所周知，运作的行星减速器振荡的因素有太阳轮，本轮，和行星轮，这些因素基本上 不利于减速器的运行，在某些情况下可能会导致其曲率的破坏。有大量的专门研究减速器齿轮动力学分析的文件。基本上都是理论研究， 在已有的文件中介绍了研究减速器动力学的分析方法。 行星减速器具有高度的对称性。因此，这个结论被广泛引用，组代表性的理论也适用。这一理论的应用允许用对称性对其展开深入的动态分析。为此，必须有一个能考虑到减速器各要素之间刚度联系的动力学模型。 对称组代表性的理轮的数学仪器被广泛应用在量子力学，晶体，光谱【 2， 3，4】 。这种方法的优点是很难估算的。有他的帮助能够 确定 详尽完备的动力特性，使用结构对 称的系统仅仅不能确定运动方程。然而，这一经典力学方法也不能被广泛使用。这是因为一些特殊的机械系统 所具有 的特点。首先，目前需要一个有6个自由度的 刚 体。不清楚的是要怎样放置这个 刚 体才能使系统的对称性稳定。第二，真正可能 的 是技术设计的错误和安装上的错误。所以即使一个小小的不对称也可能导致 系统成为准对称系统。有各种对称组的多个子系统组成了机械系统。在这方面必须有方法，来分析有各种分系统和固体组成的对称机械系统和准对称机械系统。在取得了一些初步的进展后，包括数学仪器的机械系统可以使用。为此，我们提出申请广义操作。这 些操作有适当的命令的矩阵，而不是表在物理。利用广义操作可以考虑到所有上述功能的机械系统。 对初步的刚度矩阵实施这些操作，导致其分解为独立的模块，每个模块独立对应与自己的振荡级。考虑到固体对称相当与点输入：这些点选择在固体上，因此，它们彼此独立又互相关联，并且组成所有系统的对称组。这些做法也可以用于有限元模型。 二 、动态模型的行星减速器，刚度矩阵。 该模型的行星减速器第一步如图 1所示。 该步骤包括由太阳轮，其质量和半径等于 的周围有 3 个行星轮（它们的质量和半径均相等，都等于 m2,行星轮 和它们连接，并由它带动。齿轮传动装置的太阳轮 ，行星轮的刚度等于 ， r 是角传动装置。 图 1 行星减速器的第一步。 ， 2， 3 行星轮。 我们再次考虑所有行星减速器振荡的步骤：横向（ x,y） ,角（ j）振荡（不包括套管）。一个刚度矩阵可以代表一个块 这里主要有角刚度（ 3取适当的内容，和外面的主对角线的刚度，这些要素之间有联系。 有 15个广义坐标 具体根据这些区块提附录。 因此矩阵 k 是（ 15一个惯性矩阵 m 是对角线矩阵。 三、介绍相当于点动态模型。 对称性操作凭借对 称性行星轮紧固本轮 系统已对称，如 3架 c（三角形）。 揭示对称 3 架 s 和本轮 1，行星轮固定在太阳轮上的 . 将行星轮 1， 2， 3分别固定在图上太阳轮所示位置。它们是等分点，它们的坐标分别是： 或以矩阵形式写 类似于本轮上的等分点，但是在图 2中 它们将协调太阳轮和本轮的 x,y,j。之后整个坐标系应对称与 此有可能适用于所有有 s,三颗行星轮（ i=1， 2， 3）。（如图 3） 该邻正常投影算子克对称性点组 称为【 2】它是 对于整个系统的操作必须射影派块对角矩阵 这里每个分矩阵对应与 s,三个行星轮（ i=1,2,3）。因为我们有三 个 相 同 的 行 星 轮 并 且 它 们 有 三个 自由度，因此有必要深入每一步操作【 3，4】，把 作每个元素都是对角矩阵（ 3快矩阵，它可以代表每一个元素。 因此太阳轮和本轮最初的坐标（ x,y,） E,和 G.。由此产生的变化是最初的矩阵 A,它们看起来很像。 通过应用这一转变从矩阵 我们可以得到 因此，调节力和力相应的转变为： 最初的矩阵 K(15为 3 个独立块（ 5它们看上去很像 惯性矩阵 M 仍然为对角线矩阵，因为 正交的，因此独立的振振荡类型只定义为矩阵 K*。 四、揭示自然振荡和强迫振荡的独立运动类型 A、自然振荡 从矩阵（ 6）中可以看到，由于系统的对称性，对原始矩阵 K 进行分解，因此振荡类型和空间参数都各不相同。具体的关系在矩阵（ 6）中表明，有以下的振荡类型： 第一，太阳轮和本轮角振荡 +行星轮振荡阶段 ，其确定参数是： 第二，太阳轮和本轮横向振荡 +行星轮振荡反阶段。产生了俩个相同的矩阵 （ 5意味着 在系统中有 5个平等频率。其确定的参数是： 因此考虑到只有性能的对称性有可能获得足够深的动态分析性能的系统的行星减速器，他除了能简化也能优化系统的过程。 B、强迫振荡 强迫振荡中独立振荡的使用仅适用于两种情况 ;a,如果点的适用外部有相同类型的对称性；例如作为设计的。 b,如果它们要根据独立振荡的类型处理，真的，然后变换（ 5）把力 F *换成含零元素或已次子或二次子。 减速器实际装载力的分析表明，它是有效的，如果系统是不平横的，同样的 :a,相同的行星轮不平衡 +本轮不平衡； b,相同的行星轮不平衡 +太阳轮不平衡 。 五、进一步的动作分解 进一步分解（ 6）中子一和二只要有附加条件，使这类系统成为对称系统是可能的。一些特殊的条件可以使太阳轮和本轮有对称性，例如： 1、 P 有相同的传动刚度，即 2、 P 有相同的部分频率和角速度，即 因此，若满足条件 1， 2 则会出现反对称 ，这一对称足组的操作是符合 实施这些操作后矩阵 K*会出现相应的变化，真的它们可能有太阳轮和本轮的振荡对称和反振荡对称。因此，坐标变换是： 和 这个坐标变换出以下独立运动的类型 具体的关系表明这些矩阵有以下独立的振荡 类型 ： I 子（矩阵 ） 太阳轮 P 的相 +行星轮的振荡轴线 X*在第一阶段 阵 ） 太阳轮 行星轮的振荡的轴线 Y*的阶段。同样发生分解子二和矩阵 而是 (Y*)和振荡中的行星轮有个反阶段。 作为显示分析矩阵 的振荡 从分析 和 我们注意到， h7=h8= 可能出现。这种振荡类型是指太阳轮和本轮，行星轮的自由振荡。 A、强迫振荡。根据这些振荡类型不诱导其它振荡类型去掉外力，因为它们是 相互正交的 。冲击力提供了一个子二独立的对称与反对称性振荡 S 和 和 后转化为外部力量 表格 加载的外部力量 这些加载的外力不诱导反对称振荡类型。 六、结论 有规定，行星齿轮减速器由于其对称性其振荡分解增加。有独立的振荡，如太阳轮和本轮的角振荡 +行星轮振荡阶段；太阳轮和本轮的横向振荡 +行星轮振荡反阶段 。 平等的部分频率的太阳轮和本轮的振荡阶段并不取决与行星轮的角振荡。自由振荡的行星轮的一个特定的参数的选择是独立于太阳轮和本轮的角振荡的。 根据这些诱导振荡的振荡类 型去掉外力，因为振荡类型正交对方。 这些结果是正确的行星减速器齿轮在参数改变时给出对称性 。 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 2行星减速箱设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 给定传动比 i =用与太阳轮上扭矩 M=1140N M 。设计太阳轮及行星轮材料均采用 20 表面淬火硬度 45 56，齿宽 b=52模数 m=5、行星轮数 c=3。 要求： 1、 设计一行星减速箱， 结构合理、紧凑。 2、 输入轴 工艺流程设计 。 3、要求出总装图及部分主要零件图纸。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1、开题报告 第 1 周 2、 总体方案 设计 第 2 周 3、常规设计 第 3 周 周 4、 输入轴 工 艺流程设计 第 8 周 0 周 5、编写毕业设计说明书 第 11 周 4 周 6、外文资料翻译（不少于 6000 字符） 第 15 周 、主 要参考资料： 1、 沈纫秋主编 工程材料与制造工艺教程 北京： 航空工业出版社 、 胡来熔 主编 行星传动设计与设计北京：煤炭工业出版社， 1996 3、 库德里亚夫采夫等编著，江更华等译行星齿轮传动手册北京 4、 齿轮传动 北京： 机械工业出版社 5、 1 1、前言 题的依据及意义 行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，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。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要 意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。 内外研究概况及发展趋势 世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能、传递功率、转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代机械传动设备中获得了成功的应用。 行星齿轮传 动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自二十世纪 60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。 近 20年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达的国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极地吸收和消化，与时俱进、开拓创新地努力奋进，使得我国的行星传动技术有了迅速发展。目前，我国已有许多的机械设计人员开始研究分析 和应用上述的新型行星齿轮传动技术，并期待着能有更大的突破。 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： 2 （ 1） 标准化、多品种 目前世界上已有 50多个渐开线行星齿轮传动系列设计，而且还演化出多种形式的行星减速器、差速器和行星变速器等多种产品。 （ 2）硬齿面、高精度 行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和淡化化学热处理。齿轮制造精度一般均在 6级以上。 （ 3）高转速、大功率 行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮传动中已获得广泛的应用，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，传动大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展 。 减速器 的代号包括：型号、级别、联接型式、规格代号、规格、传动比、装配型式、标准号。 其标记符号如下： N N内啮合、 G公用齿轮、 W外啮合）型； A单级行星齿轮 减速器 ， B两级行星齿轮 减速器 ， C三级行星齿轮 减速器 ； Z定轴圆柱齿轮， S螺旋锥齿轮， D底座联接， F法兰联接， L立式行星 减速器 。 3 2、 常规设计计算 知条件 毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 给定传动比 i=用于太阳轮上扭矩 M=计太阳轮 及行星轮材料均采用 20面淬火硬度 5寛 b=52数 m=5,行星轮数c=3。 要求： 1、设计一行星减速箱，结构合理、紧凑 ; 2、 输出轴的 工艺流程设计； 3、要求画出总装图及部分主要零件图纸。 计计算 取行星轮传动的传动类型和传动简图 根据上述设计要求：给定传动比、结构合理、紧凑。据各行星轮传动类型的传动比和工作特点可知 2动比符合给定要 求。其传动简图如图2、图中太阳轮 星架 x 输出，内齿圈 输入输出星传动的传动简图 星轮传动的配齿计算 在确定行星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， 还应考虑到与其承 4 载能力有关的其他条件。 在给定传动比的情况下，行星轮传动的各轮齿数的确定方法有两种：（一）、计算法；（二）、查表法。下面采用计算法来确定各轮齿数： 由公式 3参考文献 2） （一般 p 取 3 8，在满足a 和行星轮 由公式 3参考文献 2） 得( 取7则整后取1。 根据同心条件可以求得行星轮的齿数： 由公式 3参考文献 2） 得2 =整后取 22 所以，行星轮传动的各轮齿数分别为 步计算齿轮的主要参数 标准直 齿圆柱齿轮的基本参数有五个：齿数，模数，压力角，齿顶高系数和顶隙系数 ，在确定上述基本参数后，齿轮的齿形及几何尺寸就完全确定了。 已知： ,20,22,61,17 齿轮的几何尺寸计算如下： （见参考文献 2） 分度圆直径： 85175 aa bb 0225 cc 啮合副 fa a 轮 h b 轮 h c 轮 38.9h 齿顶圆直径： a 轮 952 aa 轮 1202 aa 轮 aa a 轮 b 轮 轮 a 轮 o s ab c 轮 副 )(2/1ca 副 2/1 cb a 轮 rc c o s ddrc c dd rc c 装配条件的验算 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。 （ 1） 邻接条件 由多个行星轮均匀对称地布置在太阳轮和内齿轮之间的行星传动设计中必须保证相邻两个行星轮齿顶之间不得相互碰撞，这个约束称之为邻接条件。 按公式（ 3（见参考文献 2） 验算其邻接条件，即 式中 行星轮个数； 行星轮的齿顶圆直径。 已知 2 0 831 8 0s 0 即满足邻接条件。 （ 2）同心条件 对于 2个基本构件的旋转轴线必须重合于主轴线，即由中心轮和行星轮组成的所有啮合副实际中心距必须相等，称之为同心条件。 按公式（ 3（见参考文献 2） 验算同心条件，即 6 已知 （ 3）安装条件 在行星传动中，几个行星轮能均匀装入并保证中心论正确啮合应具备的齿数关系和切齿要求，称之为装配条件。 按公式（ 3（见参考文献 2） 验算安装条件，即 cn zz p （整数） 已知 3,61,17 117 n 动效率的计算 按照表 5参考文献 2） 或 5参考文献 2） 中所对应的效率计算公式计算： 按公式 (5（见参考文献 2） 计算m如下： 对于啮合副（ : 齿顶圆压力角： r c c o sa r c c o r c c o sa r c c o a nt a nt a nt a 2211 aa 对于啮合副（ : 齿顶压力角： a nt a nt a nt a 2211 aa 5（见参考文献 2） 得 取 1.0 (行星齿轮传动中大都采用滚动轴承，摩擦损失很小故可忽略 ) 9 7 可见，该行星传动的传动效率较高，可满足短期间断工作方式的使用要求。 7 行星齿轮传动功率分流的理想受力状态由于受不可避免的制造和安装误差，零件变形及温度等因素的影响，实际上是很难达到的。若用最大载荷 1的范围内变化，为了减小载荷不均匀系数，便产生了所 谓的均载机构。均载机构的合理设计，对能否充分发挥行星传动的优越性 有这极其重要的意义。 均载机构分为基本构件浮动的均载机构、采用弹性元件的均载机构和杠杆联动式均载机构。 在选用行星齿轮传动的均载机构时，根据该机构的功用和工作情况，应对其提出如下几点要求。 （ 1） 均载机构在结构上应组成静定系统，能较好的补偿制造和装配误差及零件的变形，且使载荷分布不均匀系数 （ 2） 均载机构的补偿动作要可靠、均载效果要好。为此，应使均载构件上所受的力较大，因此，作用力大才能使其动作灵敏、准确。 （ 3） 在均载过程中，均载构件应能以较 小的自动调整位移量补偿行星齿轮传动存在的制造误差。 （ 4） 均载机构应制造容易，结构简单、紧凑、布置方便，不得影响到行星齿轮传动的传动性能。 （ 5） 均载机构本身的摩擦损失应尽量小，效率要高。 （ 6） 均载机构应具有一定的缓冲和减振性能，至少不应增加行星齿轮传动的振动和噪声。 在本设计中采用了中心轮浮动的结构。 太阳轮通过双齿或单齿式联轴器与高速轴相联实现浮动（如图 2示），前者既能使行星轮间载荷分布均衡，又能使 啮合齿面沿齿寛方向的载荷分布得到改善；而后者在使行星轮间载荷均衡过程，只能使太阳轮轴线偏斜，从而使载荷沿齿寛方向分 布不均匀，降低了传动承载能力。这种浮动方法，因为太阳轮重量小，浮动灵敏，结构简单，易于制造，便于安装，应用广泛。 根据 2A）型行星传动的工作特点、传递扭矩的大小和转速的高低等情况对其进行具体的结构设计。首先应该确定太阳轮 为它的直径 以轮 a 应该采用轴齿轮的结构。因为在该设计中采用了中心论浮动的结构因此 8 它的轴与浮动齿轮联轴器的外齿半联轴套制成一体或连接 (如图 2且按该行星传动的扭矩初步估算输入轴的直径 同时进行轴的结构设计。为了便于轴上零件的拆装，通常将轴制成阶梯形。总之 在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造 (详见结构设计计算 )。 a） b） 图 2轮联轴器 内齿轮做成环形齿圈，在该设计中内齿轮是用键在圆周方向上实现固定的。 行星轮通过两个轴承来支撑，由于轴承的安装误差和轴的变形等而引起的行星轮偏斜，则选用具有自动调心性能的球面滚子轴承是较为有效的。（但是只有在使用一个浮动基本构件的行星 轮传动中，行星轮才能选用上述自动调心轴承作为支撑。）行星轮心轴的轴向定位是通过螺钉固定在输出轴上实现的。 行星架的结构选用了刚性比 较好的双侧板整体式结构，与输出轴法兰联接，为保证行星架与输出轴的同轴度，行星架时应与输出轴配做，并且用两个对称布置得销定位。行星架靠近输入轴的一端采用一个向心球轴承支撑在箱体上。 转臂上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距极限偏差 9（见参考文献 2） 计算。现已知啮合中心距 a= a 0 3 6 0 08 3 取 9 图 2阳轮 各行星轮轴孔的孔距相对偏差 1 的 1/2,即 me x 182/1 在对所设计的行星齿轮传动进行了其啮合参数和几何尺寸计算，验算其转配条件，且进行了结构设计之后，绘制该行星齿轮的传动结构图（即装配图），如下图 210 图 2星减速箱结构图 速器的润滑和密封 （ 1）齿 轮采用油池润滑，常温条件下润滑油的粘度按表 7用（见参考文献 11） 。 （ 2）轴承采用飞溅润滑 ，但每当拆洗重装时，应注入适量的（约占轴承空间体积1/3）钙钠基润滑脂。 （ 3）减速器的密封，减速器的剖分面，陷入式端盖四周和视孔盖等处应涂以密封胶。 轮强度验算 （ 1） 确定使用系数 查表 6参考文献 2） 得 作机中等冲击，原动机轻微冲击的情况下 ) （ 2） 确定动载荷系数 功率 P=45KW,m 1 95 已知 5公式（ 6（见参考文献 2） 得 910011 计算动载荷系数 6（见参考文献 2） 得 200取传动精度系数为 7即 c=6， B=025(7=50+56(1以 （ 3） 齿向载荷分布系 数 K ,因为该 2星齿轮传动的内齿轮宽度与行星轮分度圆直径的比值小于 1，所以 1 fh （ 4） 齿间载荷分配系数 K ,查表 6参考文献 2） 得 11 K （ 5） 行星轮间载荷分配不均匀系数 K , 查图 7参考文献 2） 取 由公式 7见 参考文献 2）取 （ 6） 节点区域系数 查图 6参考文献 2） 得 Z （ 7） 弹性系数 查表 6参考文献 2） 得 2/ （ 8） 重合度系数 Z 已知 ,所以 （ 9） 螺旋角系数 Z （ 10） 试验齿轮的接触疲劳极限 查图 6a） （见参考文献 2） 得 2300 （ 11） 最小安全系数, 参考文献 2） 得 5.1 m i nm i n S （ 12） 接触强度计算的寿命系数表 6参考文献 2） 得 81 1054 8 60 查表 6参考文献 2） 得 02( 0 1 9 I 812 12 9 009 60 721 n 参考文献 2） 得 9 9 Z（ 13） 润滑油膜影响系数,查图 6参考文献 2） 取 ;1查图 6参考文献 2） 取 ;参考文献 2） 取 Z ; （ 14） 齿面硬化系数5 （ 15） 尺寸系数 查表 6参考文献 2） 得 用接触应力 i ml i m 齿面接触应力 H 21101 , 用接触应力 i ml i m 齿面接触应力 H 4351101 13 , 核其齿跟弯曲强度 （ 1） 弯曲强度计算中的切向力 用系数 K; （ 2） 齿向载荷分布系数K=1; （ 3） 齿间载荷分配系数参考文献 2） 得 （ 4） 齿形系数参考文献 2） 得 （ 5） 应力修正系数参考文献 2） 得 （ 6） 重合度系数 6（见参考文献 2） 计算，即 （ 7） 螺旋角系数参考文献 2） 得 1Y （ 8） 齿轮的弯曲疲劳极限 查图 6参考文献 2） 得 21 0 （ 9） 弯曲强度计算的寿命系数6（见参考文献 2） 得 8281 05 4 8 7271 由公式 (6（见参考文献 2） 得 14 03()( 03( Y 03()( 8 4 03( Y （ 10） 弯曲强度计算的尺寸系数 由表 6参考文献 2） 得 （ 11） 相对齿根圆 敏感系数图 6参考文献 2） 查得 1 （ 12） 相对齿根表面状况系数参考文献 2） 得 ( ZR r e l T 12 （ 13） 最小安全系数 由表 6参考文献 2） 查得 )( 副 许用齿 根应力 i nl i m XR r e l Tr e l Y 齿根应力 F )(, 副满足齿根弯曲强度的要求。 )( 副 许用齿根应力 i nl i m XR r e l Tr e l Y 齿根应力 F )(, 副满足齿根弯曲强度的要求。 15 3 结构设计计算 星架的结构设计 与 计算 行星架是 行星传动中结构比较复杂而重要的构件。当行星架作为基本构件时，它是机构中承受外力矩最大的零件。因此行星架的结构设计和制造质量 对行星轮间的载荷分配以及传动装置的承载能力、噪声和振动等有重大影响。 行星架的常见结构形式有双臂整体式、双臂装配式和单臂式三种。在制造工艺上又有铸造、锻造和焊接等不同形式。 双臂整体式行星架结构刚性较好，采用铸造和焊接方法可得到与成品尺寸相近的毛坯，加工余量小。铸造行星架常用于批量生产地中、小型行星减速器中，如用锻造，则加工余量大，浪费材料和工时，不经济。焊接行星架通常用于单件生产的大型行星传动结构中。 该设计选用双臂式整体行星架（ 轴与行星架法兰连接 ） ，如图 3图 3见参考文献 1） 当两侧板不装轴承时： () 取 01 ) 取 02 连接板的内圆半径 16 ( 取 103行星架厚度 为内齿轮宽度（ b=52 行星架外径 )110, 取 84 轮联轴器的结构 设计与 计算 齿轮联轴器是用来联接同轴线的两轴，一同旋转传递转矩的刚性可移式机构，基本形式见图 3图 31 外齿轴套 2 端盖 3 内齿圈 齿轮联轴器是渐开线齿轮应用的一个重要方面，一般由参数相同的内外齿轮副相互配合来传递转矩，并能补偿两轴线间的径向、轴线倾斜的角位移，允许正反转。 沿分度圆（如图 3置剖切外齿，剖切面得齿廓为直线时，称之为直齿联轴器；齿廓为腰鼓形曲线时，称之为鼓形齿联轴器。齿轮联轴器的内齿圈都用直齿。 鼓形齿联轴器的主要特点： （ 1）外齿轮齿厚中间厚两端薄，允许两轴线有较大的角位移， 一般设计为 17 特殊的设计在 3 以上也能可靠地工作。 （ 2）能承受较大的转矩和冲击载荷，在相同的角位移时， 比直齿联轴器的承载能力高 15 外形尺寸小。 （ 3）易于安装调整。 图 3工鼓形齿常用滚齿法和插齿法，用磨齿和剃齿法也可获得一定得鼓形量。 齿轮联轴器的外齿半联轴套和 太阳轮做成一体，直径较小而承受转矩较大 情况下常取 1 并设计成鼓形齿。 已知 6,106 内齿圈宽度 1) （见参考文献 1） 取 01 25231) 取 52 联轴器外壳的壁厚为： 取 的 结构设计与计算 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素 ：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴的连接方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等等。 （ 1）拟定轴上零件的装配方案 拟定轴上的装配方案是进行轴的结构设计的前提，它决定轴的基本形式。所谓装配方案就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。 如图 2的装配方案是轴承、套筒、轴承、轴承端盖依次从轴右端向左装。 A A A A 18 （ 2）轴上零件 的定位 为了防止轴上零件受力时发生沿轴向和周向的相对运动，轴上零件出了游动或空转的要求外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置。 1轴上零件的轴向定位是以套筒、轴承端盖和轴承盖来保证的； 2轴上零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位的零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。 (3）各轴段直径和长度的确定 1按扭矩计算轴径 轴的材料选用 40查表 15参考文献 5） 得 110,45 0 计算轴的直径： 有公式（ 15（见参考文献 5） 得 333 取 0 2初步确定各轴段直径和长度如图 3图 3入轴 (4)轴上零件的选择 1轴承的选择 2键的选择 （见参考文献 7表 146L=7019 (1）拟定轴上零件的装配方案 如图 2承和轴承盖，依次从轴左端向右装。 (2）轴上零件 的定位 1轴上零件的轴向定位是以定位轴肩、轴承端盖和轴承盖来保证的； 2轴上零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位的零件有键、和过盈配合等。 (3）各轴段直径和长度的确定 1按扭矩计算轴径 选用的原动机为 p=45n=377.1 r ， i 45 根据公式（ 15（见参考文献 5） 得 cT 4195500 0 33 取 6。 2初步确定各轴段直径和长度如图 3(4）轴上零件的选择 1轴承的选择 （见参考文献 4） 2键的选择 （见参考文献 7表 145L=50 a） 20 （ b） 图 3出轴 造箱体的结构设计 计算 （见参考文献 1） 铸造机体的壁厚： 23310310003 查表 参考文献 1） 得 下列计算均按表 参考文献 1） 算： 机体壁厚： 前机盖壁厚： 后机盖壁厚： 机盖法兰凸缘厚度： d 加强肋厚度： 加强肋的斜度为 2. 机体宽度： 机体机盖紧固螺栓直径： 0) 轴承端盖螺栓直径： 底脚螺栓直径： 2 机体底座凸缘厚度： 218) 取 5 21 地脚螺栓孔的位置： 85( 取 01 85(2 取 02 22 件的分析 件的图样分析 （ 1) 两个 的同轴度公差为 个 的圆柱面的圆跳动公差为 （ 2） 与两个 圆柱的同轴度公差为 圆柱面的圆跳 动公差为 （ 3）齿顶圆圆跳动公差为 （ 4）键槽的对称度公差为 （ 5）正火处理后硬度为 179 （ 6）材料为 40 (a) (b) 图 4入轴 件的工艺分析 （ 1） 图样中对键槽对称度的检查，可采用偏摆仪及量块配合完成，也可采用专用对称度检具进行检验； 23 （ 2） 输入轴各部同轴度的检查，可采用偏摆仪和百分表结合进行检查。 艺规程设计 零件材料为 40毛坯为 锻件。 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺中问题百出，更有甚者还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 （ 1） 粗基准的选择原则 没有经过切削加工的表面作为定位的基准，称为粗基准，其原则是： 1)选与加工表面有较高相对位置要求的不加工表面作为粗基准。 2)粗基准的选择必须使重要的加工表面有足够且均匀的加工余量。 3)粗基准在同一尺寸方向上一般情况下只能使用一次。 (2) 精基准的选择原则 选精基准主要应考虑减少定位误差，保证加工精度要求和安装方便准确 其原则是： 1)基准重合原则 尽可能用设计基准或工序基准作为定位基准； 2)基准统一原则 一个零件的整个工艺过程中，出了个别工序外，尽量用同一的定位基准面，以便简化夹 具的设计和制造，有利于保证零件的相互位置精度； 3)自为基准原则 用加工表面本身作为定位基准； 4)互为基准原则 就是用有相互位置精度要求的表面分别作为精基准进行加工。 此外精基准的选择还应使工件定位稳定，加紧可靠。 定工艺路线 （ 1） 锻造 锻造 （ 2） 热处理 正火 （ 3） 车 装夹工件左端，粗车 右 端面，留半精车余量 中心孔 车 75,70,80 外圆，均留半精加工余量 2车 140 右端面见光为止。 （ 4） 车 调 头装夹工件，粗车左端面留半精车余量 车孔 101 至 98 24 粗车 6122 至 6120 ，粗车 140 外圆见圆为止 。 （ 5） 车 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸 50精车孔 101 至图样尺寸，半精车 6122 至图样尺寸。 （ 6） 插齿 以右端面定位，插 （ 7） 倒角 倒齿端圆角。 （ 8） 钳 修齿部毛刺。 （ 9） 热处理 齿部高频淬火，硬度为 50 （ 10） 车 夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角 （ 11） 划线 划键槽线。 （ 12） 铣 铣 槽。 （ 13） 检验 按图样检查各部尺寸精度 。 （ 14） 入库 涂油入库。 （ 1） 锻造 锻 造 （ 2） 热处理 正火 （ 3） 车 装夹工件左端，粗车右端面，留半精车余量 中心孔 车 75,70,80 外圆，均留半精加工余量 2车 140 右端面见光为止。 （ 4） 车 夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角 （ 5） 车 调头装夹工件，粗车左端面留半精车余量 车孔 101 至 98 ， 粗车 6122 至 6120 ，粗车 140 外圆见圆为止。 （ 6） 车 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸 50精车孔 101 至图样尺寸，半精车 6122 至图样尺寸。 （ 7） 插齿 以右端面定位，插 （ 8） 倒角 倒齿端圆角。 （ 9） 钳 修齿部毛刺。 （ 10） 热处理 齿部高频淬 火，硬度为 50 （ 11） 划线 划键槽线。 （ 12） 铣 铣 槽。 （ 13） 检验 按图样检查各部尺寸精度 （ 14） 入库 涂油入库。 25 （ 1） 锻造 锻造 （ 2） 热处理 正火 （ 3） 车 装夹工件左端，粗车右端面，留半精车余量 中心孔 车 75,70,80 外圆，均留半精加工余量 2车 140 右端面见光为止。 （ 4） 车 调头装夹工件，粗车左端面留半精车余量 车孔 101 至 98 ,粗车 6122 至 6120 ，粗车 140 外圆见圆为止。 （ 5） 车 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸 50精车孔 101 至图样尺寸，半精车 6122 至图样尺寸。 （ 6） 插齿 以右端面定位，插 （ 7） 倒角 倒齿端圆角。 （ 8） 热处理 齿部高频淬火，硬度为 50 （ 9） 划线 划键槽线。 （ 10） 铣 铣 槽。 （ 11） 车 夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角 （ 12） 钳 修齿部毛刺。 （ 13） 检验 按图样检查各部尺寸精度 （ 14） 入库 涂油入库。 相比较而言，方案 三 得工艺路线最好。 方案一 方案二 中先加工好了工件 右 各部分在加工左端齿轮部分，工件右端各部的精度要求比较高，在加工好后在装夹，表面精度就得不到保证，所以选择方案一 。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 （ 1） 外圆的加工余量 查表 1参考文献 9） 得 粗车 精车 车 2） 端面的加工余量 查表 1参考文献 9） 得 26 粗车 车 3） 孔的加工余量 查表 1见参考文献 9） 得 粗车 车 4） 插齿的加工余量 插表 参考文献 12） 寸 的确定 如下图所示： 图 4定切削用量及基本 工时 工序二 加工件左端，粗车右端面留半精车余量 中心孔 车工件右端 80,75,70 外圆，留精加工余量 2 1、加工条件 工件材料： 4079造， 正火处理 机床： 、 切削用量 （ 1） 粗车右端面 27 1） 确定切削深度 毛坯尺寸可知留 粗车切削深度 2） 确定进给量 查表 11参考文献 8） 得 f=r 取 f=r; 3） 确定切削速度 v 查表 11参考文献 8） 得 v=s 取 V=s 4） 确定主轴转速 n 有公式 （见参考文献 8） 00 根据机床说明书 （见参考文献 8） ，取 n=s,此时切削速度为 0 0 0 0 5） 计算基本工时 t 243(1 （ 2） 粗车 80 外圆 1） 确定切削深度 毛坯尺寸可知留 粗车切削深度 车 两刀 ; 2） 确定进给量 查表 11参考文献 8） 得 f=r 取 f=r; 3） 确定切削速度 v 查表 11参考文献 8）
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