毕业设计与论文（单卷筒行星齿轮传动的设计）

1、引言绞车，用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称卷扬机，可 单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、 移置方便而广泛应用。本次设计旨在以单卷筒行星齿轮传动调度绞车为依托，采用新的设计方法一一三维实 体设计来完成产品的设计。三维实体设计（实体造型）是近年来发展起来的一种先进的设 计方法，与传统设计方法相比较有许多优越性。长期以来，传统的设计方法由于受到技术手段的限制，不得不放弃用直观感强的立体 图來表达产品，而是遵循着一种工作量大、设计周期长的方式进行设计：三维构思平面图形三维产品，不仅使原本直观的立体抽象化了，而且耗费了大量的精力和时间

2、。因为在这样一个抽象思维和想象的环境中，既不符合由形象思维到抽象思维的认 知规律，又不利于培养空间想象能力和创新设计能力。而三维实体设计（实体造型）弥补 了传统设计法的这种缺陷，在二维和三维空间中架起一座桥梁，让我们在三维空间中直接 认知和感知三维实体，更加充分地发展和提高了设计师的空间想象能力及创新能力，为先 进产品的开发提供了广阔而优越的设计平台。本设计是应用以参数化为基础的cad/cae/cam集成软件pro/engineer进行三维实体 造型，来完成产品的零件、部件设计和整机的装配。其最大的优点在于大大减少了设计师 的工作量，从而加速了机械设计的过程。另外，还可以对产品进行优化，使其结

3、构更加合 理，性能更加良好。第一章方案评述绞车有手动、内燃机和电动机驱动几类。手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停 止器（棘轮和棘爪），可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物的手动绞车还应设置 安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。内燃 机驱动的绞车，在卷筒与内燃机之间装有离合器。当离合器和卷筒轴上的制动器松开后， 卷筒上的绳索处于无载状态，此时绳索一端可从卷筒上自由地拽出，以缩短再次提拉物 件时的挂绳时间。内燃机须在无载情况下启动，离合器能将卷筒与内燃机脱开，待启动正 常后再使离合器接合而驱动卷筒。内燃机驱动的绞车常用于户外需要经常移动的作业，或 缺乏电源

4、的场所。电动调度绞车广泛用于工作繁重和需牵引力较大的场所。根据工作环 境的不同，可选用防爆型或非防爆型电动机为动力源。单卷筒电动绞车的电动机经减速器 带动卷筒，电动机与减速器输入之间装有制动器。为适应提升、牵引、回转等作业的需 要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。根据传动形式的不同，绞车可分为苏式多级内齿行星齿轮传动调度绞车、摆线针轮传 动调度绞车、蜗轮蜗杆传动回柱绞车和少差齿回柱和调度绞车等。对于单滚筒行星齿轮传 动调度绞车，其具有成本低，效率较高，重量轻，结构简单，易于维修和保养等优点。本次设计的绞车用于矿井中井底车场、中间巷道、采区运输巷及掘进头等场合调度矿 车，或用于矿山地面、冶金矿物或

5、建筑工地的地面调度和搬运工作。根据实际工作要求， 采用行星齿轮传动，传动简图如下：第二章计算参数的确定第一节电动机的选择一'类型的选择该绞车用于矿井中井底车场、中间巷道、采取运输巷及掘进头等场合调度矿车，矿井 中含有沼气与煤尘等爆炸性气体，相对湿度在97%以内，周围介质温度不超过35°c,须选 用yb系列防爆电机。当用于矿山地面、冶金矿物或建筑工地的地面调度和搬运工作，要求环境湿度在80% 以下，周围介质温度不超过40°c,且空气中不得含有沼气等爆炸性及具有腐蚀作用的气体, 可选用非防爆电机。二、容量选择电机计算功率：pd = fv kw ,其中起重量f=10kn,

6、绳速v=26m/min=0.43m/s（按满载 10007/,时算）。由电动机到滚筒的传动总效率为：几二时力3其中巾、“2、分别为轴承、齿轮传动和滚筒的传动效率，由4 p3选7二0.91 （脂润 滑，均按球轴承计算），“2二°93 （8级精度的一般齿轮传动，脂润滑），7广0.96二 0,p xo,3 xo,6 二 0.35，则萨蔬二腦謬=曲卬,选额定功率pn =15kw (s,连续工作制)o三、确定电动机转速± 3表1推荐的传动比合理范围，且由简图知其经过两对圆柱齿轮减速传动，再 经行星轮传动(在满载时，制动器a放松，b制动)，故总传动比的合理范围是：z：=和仏二(26)

7、x (26) x (39)二27324滚筒轴的工作转速为(粗取滚筒直径为250mm)：60xl000v60x1000x0.43n= 32.8 r/mm7td<tx250则电动机转速的可选范围是：nd =/；.« = (27-324) x 32. 8=88510627t/min由容量和电机转速，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和价格等，根据7选定 电动机为yb系列,方案比较见表-1：表-1型号额定功率(kw)额定转速(r/min)效率(%)重量(kg)yb160m2-215293088.2149yb160l-415146088. 5166yb180l-61597089.52

8、15经比较，选电动机型号为yb160l-4,其主要外形和安装尺寸见表-2：表-2参数aabbcehnphdadacl尺寸254330254108110350275325530240325695第二节传动比的确定和分配计算结果/?zn = 1460r/min= 44.5in=8. 869计算和说明'计算总传动比电动机满载转速/zzw=1460r/min,总传动比:z； = = -2 = 44.5"n 32.8二、分配传动装置的传动比 / la =其屮、石、i 分别为两对齿轮、行星轮的传动比。初步取 i0二i；二2. 24,则行星轮的传动比为：订二亠=他一=8.869°

9、 °卅也 2.24x2.24第三节 传动装置的运动和动力参数计算-、轴转速计算n =1460r/mini 轴：/ij =/zw=1460r/minnn = 651.79r/mi nii 轴:nn = = 651.79 r/ininnni = 290.98 r/min11z()2.24iii 轴：知| 一 丁 一 651,79 一 290.98 r/min1,1 i；2.24n=32. 80 r/min滚同：n= 32.80r/minih 8.869二' 功率计算（一）各轴输入功率i 轴：片二匕4 =15x0.91 = 13.65kwp、=13.65kwii轴：pn =片“2

10、= 13.65x0.91x0.93 = 11.55kwpn =11.55kwiii 轴:片“=片|“.“2 = 11.55x0.91x0.93 = 9.78kwpni = 9jskw滚筒：p二片ims = 9.78x0.91 xo.93 = 8.27kw（二）各轴输出功率i 轴：只二片=13.65x0.91 = 12.42kwii 轴：片=pm =11.55x0.91 = 10.51mviii 轴：片；=./, = 9.78x0.91 = 8.90rw滚筒:p 二 p.3 =8.27x0.96 = 7.94£w三、转矩计算（一）各轴输入转矩p15电机输出转矩：t. =9550 = 9

11、550x= 98.12 n m"1460i 轴：t=t（/.7j =98.12x0.91 = 89.29n mii 轴：7；二 7； j0 .2 = 89.29 x 2.24 x 0.93 二 186.01 n miii 轴：厶=厶石7刀2 = 186.01 x2.24x0.91 x0.93 = 352.62 n m滚筒：=352.62x 8.869x0.91x0.93 = 2646.72 n - m（二）各轴输出转矩i 轴:=89.29x0.91 = 81.25 n mii轴：兀=几.| =186.01x0.91 = 169.27 n - miii 轴：tj； = 7n=352.6

12、2x0.91 = 320.88 n mp=8. 274kwp； = l2a2kw片=10.5 mw片；=8.90ewp 二 7.94rwtd =98.12 n m7； = 89.29 n mth =186.01 n mtm = 352.62 n mt=2646. 72 n m群二 81.25 n mt； =169.27 n mt；n = 320.88 n mt =2540.85 n m滚筒:t =t.773 = 2646.72x0.96 = 2540.85 n m运动和动力参数计算结果见表-3。 表一 3轴号功率(kw)转矩（n in）转速 （r/min）传动比i效率n输入输出输入输出电动机1

13、59& 1214601n 1=0.91i轴13. 6512.4289. 2981.2514602. 24n i=o. 91n 2=o. 93ii轴11.5510.51186.01169. 27651. 792. 24n 1=0.91n 2=0. 93iii轴9. 788. 90352. 62320. 88290. 988. 871n i=0.91滚筒8. 277. 942646. 722540. 8532. 80n 3 二 0. 96第三章传动零件的设计第一节行星齿轮传动的设计一、配齿及其校核（一）配齿1 行星轮传动比为:ihah =%290 98严 uw=8.87132.802知该行

14、星轮负载工作时，为ngw型行星齿轮传动，有2p198表10-4,修正配齿为:z"二 18, z（.二60, z”二 138（二）校核1 .校核装配条件：有表10-3,选行星轮数目k二3,则:q = za=空±兰= 52(为整数)，满足条件。k32校核同心条件：(z za) = (138-18) =60= zc,满足。2 23校核邻接条件：(力，取标准值)sin -2/?/ 18xsin-2xl&=2= 101.42>zt.,满足条件。1 . 71、兀i - sin1 - sink34校核滚筒转速:实际传动比1 +辭+譽8.7滚筒实际转速竺=33 r/min2.

15、24x2.24x8.7滚筒转速的相对差值詈 “6%5%,满足要求。二、外啮合齿轮传动的设计（一）设计计算1.选材料中心轮a材料采用20crmnti,由1p211,表面淬火（承受中等冲击载荷），齿面硬度 48-54hrc,行星齿轮c采用20cr,表面淬火，硬度45-50hrc,传动采用8级精度。计算和说明计算结果2.按接触强度设计初算屮心轮且的分度圆直径d”啟匸吞帚，式中：k 载荷系数，初取k=1.25k=l25ti 小齿轮转矩，ta=8.92xlo4n*mmkc=l. 6ti=4.76xl04 n*mmd=0. 55zh=2. 5u=3. 33ze=189.na = 1.046x 109n =

16、1.046 x 108仇=900.8- 958.4/v/mm2m=4mmda = 72 mmcl = 240mmt = 9.55 xl06 = 9.55 xl06x 空竺= 8.92xlo4n* mmnx1460t2 9?xlo4ti二二仪= xl.6 = 4.76xl04 nmm(没有均载机构，取载k3荷不均匀系数kc=l6)d齿宽系数，取d = 0. 55 (硬齿面，非对称布置)zh节点区域系数，由(1p222图12.16,取zh = 2. 5 u 齿数比，u= = = 3.33, ze弹性系数，ze=189.£ 18cth许用接触应力，巾=2呗,由5jp339有：s6/iim

17、=12hrc+550二 12x (4854)+550 = 11261198n/m/ 中心轮3应力循环次数：na = 60(hih - / = 60x (290.98 - 32.80) x 3x 15 x 300x 5= 1.046x 1()9行星轮c的应力循环次数：n< = 60(5-11,由他二如=三ne 一 nh z“7 2nc-nh =(n-nh)- = (290.98-32.80)x=77. 451r/minzc60nc =60x77. 451x 15x300x5=1. 046x 108寿命系数kn= (p38, n>107)，安全系数s二1.25(较高可靠 度)，则:.1

18、x(1126 1198) nnno2t(yh = = 900.8 95&4n / mmh1.25(、2xl.25x4.76xl(/3.33 + 1 / 2.5x189.8 一da > 打xx () v0.553.33900.8 958.4=42. 7441. 00mmd 42 74齿轮模数：m> = 一: = 2.37 mm,取 m=4mmz “18中心轮a分度圆直径：da = m - za = 4x18 = 72mm行星轮c分度圆直径：d“ = m- zz. = 4 x 60 = 240mm行星轮 c 齿宽：bc = dlt 0.55x72 = 39.6mm ,取0 =

19、aqmm 中心轮a齿宽：仇=休+ 2 = 40 + 2 = 42効(-)校核计算1. 按接触疲劳强度校核i kf_u +1=jzhzey “ u ,式屮 k = kakvkakh 由1p215 表 12. 9,使用情况系数忍=1.25,vh a=0.97m/5勿“(ii 一吗/)_ 兀x 72x(290.98 32.80)60x100060x1000由1p216图12. 9,动载荷系数紅=1.06272x4.76x10da72忍 好/b二1.25x 1323/40二41. 32n/mm<100n/mm齿间载荷分配系数% =10, fcfa=1.0 (11p217表12. 10)齿向载荷分

20、布系数你0=134 (11p218表12. 11,非对称布置,d=055, b=40mm, 8级精度)b/h二40/(4x2. 25)=4. 44, kfp =1.17 (1p219 图 12. 14)褊=1. 25x 1. 06x 1. 0x 1. 34=1. 78你二 1. 25x 1. 06x 1. 0x 1. 17=1. 55=jl78x1323x3,33 + 1 x 2.5x189.8 = 489.3n /mm2v 40x723.33<l安全.2. 按弯曲疲劳强度校核6 = “i儿 5 6 ，式屮 k二你二 1. 55 bm由1p229-230 图 12.21、12. 22 查

21、的：b、= 40mmv*ba = 42mmka = 1.25kv 1.06ft =13232kfia 1k卜a - 10灯卩 134如=17kh =1.78kf =1.55ah =4893n/mm2=2.9% =2 28廟=1.52丫2 = 1 74爲=2.9, rr/2=2.28, =1.52, rsrt2=1.746, = .55x1323x2.9x1.52 =56.5“/加加 240x4crr2 = l55x 1323x2.28xl.74 = 50 85n / 血(jf = 56.52v/ 7777772kg40x4(jp2 = 50.857v/m/7?2flim,由 m = 1.046

22、x io®,1.046x10* 得寿命系数%=, kne =0. 89(1jp38 式 3. 2)±5p339 有°臥“ =2. 346iirc+605. 628=2. 346x (4854) +605. 628=718. 3732. 3n/呦同上6喩=711. 2723n/加龙安全系数s=1.60（较高可靠度，1jp225表12. 14）lx(71&3 732.3) = 448 9 457.57v / mm2 切=1.60戸匸氓2 “fc1.606刁,安全。"“= 1.046x 1()9,=1.046x 108*m=o. 892732. 3n/

23、 mm6皿=7112723n/加矿切=44& 9457. 5n/m m2”卩叮二395.4402. 2n/m m2ka =1. 25三、内啮合齿轮传动的设计（一）确定材料及其相关参数选内齿轮齿宽bb =&c-2 = 40-2 = 38nun,选用zg35,调质处理,硬度hb200250。（-）校核计算1按接触疲劳强度校核-zhzef k=kakvkakh0，由1p215 表 12. 9,使 bdc u用情况系数忍=1.25u 二 2.3由1p216图12.9,动载荷系数褊=1.5 （圆周速度v二1.93m/s）z qqu=- = = 2.3 , ka f,/b=l. 25x 1

24、323/38=43. 5n/mm<100n/mm zt. 60人，齿间载荷分配系数=1.0,你a=l0(1p217表12. 10)齿向载荷分布系数 = 1.34 (1p218表12. 11) b/h=38/(4x2. 25)=4. 2,你妙二1. 15(1p219 图 12. 14)匕=1 25x 1.5x 1. 0x 1. 34=2. 51kf= 1.25x1.5x1.0x1. 15=2. 1612.51x1323 2.3 1- _ 1 on o o 1 c 夂 ,2(7h =jxx2.5xl89-8 = 2i5.26n / mmh v 38x2402.3g=l.o%=l0褊0 = 1

25、. 34k 邛二 15褊=2.51kf= 2. 16(7n =215.26/mm26nm=335. 3q=hs亦,由5p339 有： hs%im =° 974hbs+140. 5=0. 974x (200250)+140. 5= 335. 3384n/mm2384n/mm2k” =1s=1.25cyh =215.26n/"?%2度)，则:=1x(335.3 384)二 268 2 307 2yv / 血h1.25(jh = 215.26n/mm2 < ah ,安全2.按弯曲疲劳强度校核bm< <7f ,式中 k=kf=2. 16由13p229-230 图

26、12.21、12. 22 查的:2-23, yea2 = 2. 14, ysa =1. 71, ysa2 =1. 77sb216xl323x2.23xl.7138x4= 71.69/v/mm226x1323x24xl.7738x4= l.22n/mm2k= kr=2. 16fa =2. 23% =2. 14"171人边77ofc - 71.69n/mm2(jfb = 71.22n / mm2寿命系数kn= (p38, n>107),安全系数s=1.25(较高可靠» =竺迴,由5p339 有6m =0. 5hbs+175=0. 5x （200250）+175= 275

27、300n/ mm2二 172187. 5n/m m2寿命系数仏=1,安全系数s二1. 60（较高可靠度，11p225表12. 14）6 = = 172 187.5n/加加7 1.6066，安全四、效率计算行星齿轮传动的啮合效率" -一寻一1+ | i ba |式屮一转动机构的啮合损失系数，设转动机构的啮合效率为z/71 q=0- 95,贝h （ph =1 / =10. 95 = 0. 05，| ibah | = 一0.05138=95.6%合乎要求。=0 95磧=0. 05 么/=956%行星齿轮传动参数表名称单位中心轮a行星轮c大内齿轮b中心距amm156模数mmm4齿数z1860

28、138分度圆直径dnun72240552齿顶圆 直径damm80248544齿根圆 直径dfmm62230562 d = 0. 5 z3=17z4 二 38u 二 2.235九二1503=2. 934=2. 37厶3 =151匚=166齿宽bmm424038第二节 连轴齿轮3和小内齿轮4的传动设计、设计计算（-）相关参数的确定1由表-3知：输入功率耳二10. 51kw,主动轮转速nn=651.79r/min, 主动轮 3 传递的转矩t & 7=169. 27nin=l. 693x 105n*nmi2 选齿轮材料及热处理方法齿轮3用20crmnti,由1p211,渗碳淬火加低温回火,齿面

29、硬度hrc56-62,齿轮 4 采用 20cr, hrc56-62。（参照5附表）3. 选齿宽系数d和齿轮精度查1jp222表12. 13,选d=0.5（硬齿面,非对称布置，直齿轮）查lp207表12.6,选8级精度（估计节点圆周速度6m/s）o4 选齿轮齿数z3=17 （闭式硬齿面传动），z4 =zq-z3 =2.24x17 =38. 08,取引二38u= z4/z3=38/17=2. 235（-）按齿根弯曲疲劳强度设计式中系数4”二 1. 50 (查1232 表 12. 17, 4广 1. 34-1. 17)齿形系数 yfa3=2. 93, yfa4=2. 37 (1229 图 12.21

30、)应力修正系数ystt3=1.51, rstt4=1.66 (1230 图 12. 22)=920. 7 n/mm2弯曲许用应力cyf3 = <tf4 = 0.70<rlim = 644.492 (轮齿单向受 力)二答护""6x时鶴2.37x1.66644.49按齿轮3设计m > 1.50x j1 矽3 x孽 % 6.86x 1 語v 0.5x172=3.004 mm查lp206表12. 3,选m二3mm（传递动力的齿轮）则分度圆直径£ = mz3 =3x17 =51mm£ =3x38 = 114ihiii中心距 d 二丄(£

31、 +)二丄x (51 + 114) = 82. 5mm2 ' 2计算齿宽/? = 0>3 =0.5x51 = 25. 5,取 b=30mmb、= b + 5 = 30 + 5 = 35mm h4 = h = 30mm圆周速度 v = 叫5= "x51x651.79 二 1 7伽/$ < 6m/s60x100060x1000二' 校核计算(-)校核齿根弯曲疲劳强度使用系数ka =1.25 (11p215 表 12. 9)动载系数褊=1.976x 10-5v3 -1.236x 10-3v2 +3.18xl0-2 v+1.063=1.976xl0_5xl.743

32、 -1.236x10'3 xl.742+ 3.18x102x1.74+1.063=1. 11齿向载荷分布系数褊0 = 15 (11p218表12. 11)kfp = 066尬 + 0.3445 = 0.66xl.15 + 0.3445 = 1.10 (由5p336)齿间载荷分配系数=1.2, kfa=2 (1p217表12.10)27； _ 2xl693xlo5 石_ 51=6639nkaft3/b = l.25x6639/30 = 276n/mm > 1002v/mmkh =1.25x1.11x1.2x1.15 = 1.91m=3mmd3 =51mmd4 = 114mma =8

33、2. 5mm b=30mmh3 = 35 mmb4 = 30mmkv =1.11= 115kfp = l01.2ft3 =6639、kh =1.91kp =1.83重合度比二1&一3.2()cos05 z4二1.88 3.2x( )xcos 0°=l. 7817380 750 75重合度系数 j； = 0.25 + = 0.25 + = 0.67c1.78弯曲最小安全系数5fmin =1.25 （1p225, 一般可靠度）应力循环次数 nh. = nf3 = 60n3th =60x651.79x15x300x5=8.8x10s= 二何庶/弘二 8.8x10*/2.24 = 3

34、.93xl08弯曲寿命系数冷3 =（超晋严° = 0.89_3xl06n43.93x108().020= 0.91尺寸系数 yx - l(m = 3mm < 5mm)y£ = 0.67s“e25丫桁=0.89yn4 = 0.91纬二1(rr3 = 6皿3 人 3人=920.7x0.89x1 = 555.54n / mm2f min1.25(7f4 =必=920.7x0.9lxl = 670.27n / mm2f min1.255=卑尹丫显屏£ = 2xl83xl693x1°5 x2.93x 1.51 x0.67bdyn30x51x3400.2a/m

35、m2 <crr364 = 63 f sa4 = 400.2x 2,37x1,66 = 355.872/加加2 < 丫也2.93x1.51齿根弯曲疲劳强度安全（-）校核齿面接触疲劳强度弹性系数ze=s9.84mpa (1p221 表 12. 12)6 3=400.2n / mm2cf4 = 355.87 n / mm'ze =189.8jmpdz = 2.50节点区域系数z”=2.50 (1p222图12.16)接触最小安全系数swmin =1.05 （1p225, 一般可靠度）接触寿命系数= （221）0.0569 nh3109 0.05691) =1.018.8x10s（

36、允许一定点sh罰=105蚀）109-/ 1°' 0.0569 _( 丄u a0.0569 _ i ns(石)-l05接触疲劳极限入血=6歸=1500n/,”2（5p339）许用接触应力hm3zn3sh斷1500x1.011.05= 1442.86"/加加 2z/y4= 1.05189.8x2.50x0.86xj2xl.91xl.693xl()52.235-1v 30x5" x 2.235(jh = 873.3a/mm2=873.32/枷沪2旳,齿面接触疲劳强度安全。齿轮3和齿轮4的传动参数表名称单位小齿轮3小内齿轮4中心距amm31.5模数mmm3齿数z1

37、738分度圆直径dmm51114齿顶圆直径damm57108齿根圆直径dfmm43.5121.5齿宽bmm3530第三节主要传动轴的设计一、行星齿轮传动之中心齿轮轴的设计（一）受力分析轴传递转矩：tu = 352.62 n m二3. 35 x io5 n - mm齿轮分度圆直径：d=72mm齿轮上的圆周力：ftl =2厶|/ = 2x3.53x1（）5/72 =9806n齿轮上的径向力：frl = ft tana = 9806xtan20°（ =3569/v三个行星轮，径向力分布如图）取载荷不均匀系数心=160,tui =3. 35 x 105n mmd=72mmfa =9806nf

38、ri =3569nk、= kc /k = 1.6/3 = 0.533, k2 =k3 =(l-)/2 = 0.233p.=巴-1 (frl + fj =匕巴 - #2(5 + fj = 0.3 x 3569 = 1071n(二)轴的结构设计1.按扭转强度估算轴的直径轴受转矩作用,应满足d = c3 v n轴的材料同齿轮,为20crmnti, o b=1100n/m m2;o s=850n/m nv (14pl 13 表 6-2)数 c=10698kc = 1.60匕=0533k2 二0. 233片二 1071no b二lloon/m m2o s=850n/m m2tt=4052 n/m m2c

39、二10698dm (10698) x39,78290.98=34.2 31.6mmd=34 mm1=100 mm轴上有单个键槽，d应增加3%,取d二34 mm取轴长1=100 mmo2.轴的弯矩计算把两滚动轴承简化为较支，各尺寸如图轴只在垂直面受力，在水平面内不受力，作轴在垂直面的受力图及弯矩图。2) mvs3) ts22x10加m3.53x10 5n.mm4）合战m图2.1 4 xi0 n.mm2.12x10 n.mm2.18x10 n.mm轴承a、b的支反力为对 a 点取矩，ma=0, frxac-rbxab = 0二 1071x99ab52=2039n工巴=0,ra+rb-fr =0,他

40、二2039nra=-968nmb=5. 03xl04n*mmat=2. 12xlo5n>mmra = ff - rb =1071-2039 = 968na/d1ca=2.71xlo4n mm2.14x105nemmm 心=2.18x105nemmmg =2.12x2n*mmw=3. 93xlo3mm3aca =98/mm2mb = fr -bc = 1071x47 = 5.03x104n-mm= 0.61x3.53x1(/ = 2.12x10 s 7v-mm(应力校正系数« = cf_1j/(7oj = 98/16o = o.61,扭转切应力按脉动循环变化，见pl315表16.

41、 3)从左端 mdca = md2 + (ot)2172 = 2.71x104 n - mm从右端md2c/m“2 +(刃尸严二(2.71xl04)2 +(2.12x105)2严b 点弯 =2.14xl05 n mm矩 mbca =m/+(crt)2,/2 =(5.03x104)2 +(2.12x105)2,/2=2.18xl05c 点弯矩mcca=mc2 +(6zt)21/2 =2.12xlo57v-mm(三)按弯矩校核轴的强度：1. 应根据mcjd3来选择危险截面，由计算图可以看岀，b截面危 险。故对b截面进行校核：b截面的抗弯截面系数w=0. 1j3 =0.1x34? =3.93xl0w

42、aca = mca/w = 2.18x105 /(3.93xl03) = 55.5 < <r_,=98n / mm2满足强度要求。2. 疲劳强度安全系数校核应根据mca/d3和应力集屮情况选择危险截面，可知b截面为危险 截面，校核b截面。抗弯截面系数 w = 0.1 丹=0.1x343.93x10%"抗扭截面系数盼=023 =0.2x343 =7.86x10%亦弯矩 =2.18xl05n-/7?mw = 3.93xl0mwt = 7.86x10伽彳ml = 2asx05 n mmtb = 3.53x10n 加 7(jh = 55.5 n / mm2tt = 44.9n/

43、mm2扭矩 7； =3.53xlo57v-m/n(j(i = <jb = 55.5n/mm2, atn =0 (巧按对称循环变化)扭转应力亏=tb/wt = 3.53x10s /(7.86xl03) = 44.9/mm2tm =ra=r/2 = 22.5n/mm2 ("按脉动循环变化)查1p329附录表1,插值得有效应力集中系数心=3.13,心=1.68查1p331附录表5,有表面状态系数0 = 0.85查1jp331附录表6,得尺寸系数£a = 0.73 , £=0.78 取寿命系数匕=1查1p41 表 3. 2(7_, =0.41 =0.41x1 100

44、 = 451n/mt?j = 0.30(yb =0.30xll00 = 330a/mm2(7() = 1.6(7 | = 1.6x451 = 722a/ mm2r0 = 1.4r_, = 1.4x330 = 462n/ mm2等效系数=(2 -a0)/a0 =(2x451-722)/722 = 0.249i/t = (2 j -q)/q =(2x330 462)/462 = 0.429安全系数1x451ka0%3.130.85x0.73=1.61x 55.5 + 0.249x01.680.85x0.781x330= 4.95x 22.5+ 0.429x22.5ka =3.13kr =1.680

45、 = 0.85% = 0.73£t = 0.78= 1ct- = 45 in/mm2 r_j =330n j mm1 (t() = 722/mm2 r() = 462n / mm2 叽=0.249 i/r = 0.429= 1.61= 4.95s = 1.53二 1.50sst _1.61x4.95js/+sv1.612+4.952= 1.53查1p316,选s=l. 50, s>s,安全。二、行星齿轮轴的设计采用双臂分开式行星架，行星轮轴固定于臂中，属固定心轴，验 算弯曲强度,结构取等直径轴,d=30mm, l=75mmor = 2646/vd ° c 27； c

46、2x4.76x104 *必入r =心.=2xl = 2x= 2646nu da72m(t =wm = 4.96 x 104 n mm最大弯矩m = 2646x75 =4.96xlo4/v mm44危险剖面抗弯截面系数w«o.w3 =o.lx3o3 =2.7x10皿彳w = 2.7xlo3mm3行星齿轮旻力简图4.96x10 细肿(7 = san / mm1 2<t0/j = 95 n / mm2小號將"讪/曲材料选45钢，咕600n/" 按脉动循环处理，(y()b = 95n/mm(y<(y()h,安全。第四节主要轴承的选择一、行星齿轮轴之轴承的选择x

47、=1由代=0知x二1, y=0y=0p = 3969np = 1.5x(1x2646 + 0x0) = 3969n2.取轴承预期寿命：按五年计算厶:=2.25xl04/?l： =15x300x5 = 2.25x1043.彳亍星轮轴承的相对转速：nc - nh =54.5/7 min4.选深沟球轴承，计算额定动载荷o11087np 60仇一心)厶;3969 j 60 x 54.5 x 2.25 x104cfj山-1.5 xv106二11087n选6306轴承,cr=16630n,满足要求。cr=16630n二、中心齿轮轴之轴承的选择1.该轴承受有连轴齿轮3和小内齿轮4传动产生的径向力，以及中心轮

48、与行星轮传动产生的径向力，即爲話,+ f,/；2xl.69xl05+323 = 7950nrhr r d.r51frh = 7950n2.作用在轴承上的当量动载荷（其中九二1.5, x=l, y二0,理由同上）p"nxf出+yfjp=11925n= 1.5x(lx 7950 + 0x0) = ll 925n3.预期寿命：必=15x300x5 = 2.25x1054轴承转速：n = nni - nh = 290.98 - 32.80 = 258.18r/minn = 258.18r/min5计算额定动载荷，选深沟球轴承厂、p60叫;11925 j60x2588x2.25xl(/ “彳“

49、 fd v 1061.5 v106c=55.9x103n选6312轴承,cr=81.8xlo3n，满足要求。cr=81.8xlo3n第五节主要键联接的选择z?x/? = 28x16l二60mm一、行星齿轮架与滚筒间键联接的选择采用普通圆头平键,取fex/z = 28x16, l=60mm为非标准件，采用双键。1. 校核强度展于静联接，按挤压强度校核，由1jp125 (7.1)式可知校核公式为op =4thfd式中：键联接所传递的转矩t = 2.65xlo67v-mm键的工作长度厂=厶/? = 60-26 = 32mm 键的高度力=16mm ,配合肓径 =216mm由1jp126表7.1得许用挤

50、压应力ap = 55n/mm2 3 (静联接，铸铁，冲击载荷)x&xw = 48n / mm2 < ap 2x16x32x216强度满足要求。t = 2.65xl06-r = 32mmh = 16mmd = 216mm(jp = 55n / mm4(yp = 4sn / mm2mm二、中心轮a与内齿轮4的键联接的选择bxh = 10x8l=80mmt = 3.5262 xlo5 tvmmr = 10mmh - smmd = 34力<7p = 90n/ mm24x3.5262xl058x70x34= 14an/mm2 <ap9强度满足要求。(jp = 14an / mm2采用普通圆