行星齿轮设计模板(共15页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上第二章 原始数据及系统组成框图（一）有关原始数据课题: 一种行星轮系减速器的设计 原始数据及工作条件： 使用地点：减速离合器内部减速装置；传动比：=5.2输入转速:n=2600r/min输入功率：P=150w行星轮个数：=3内齿圈齿数=63第五章 行星齿轮传动设计（一）行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： 1固定件、2主动件、3从动件 1、齿轮b固定时（图11），2KH（NGW）型传动的传动比为 =1-=1+/可得 =1-=1-=1-5.2=-4.2 =/-1=63*5/21=15输出转速： =/=n/=2600/5.2=500r/min2

2、、行星齿轮传动的效率计算： =1-|-/(-1)* |*=为ag啮合的损失系数，为bg啮合的损失系数，为轴承的损失系数， 为总的损失系数，一般取=0.025按=2600 r/min、=500r/min、=-21/5可得=1-|-/(-1)* |*=1-|2600-500/(-4.2-1)*500|*0.025=97.98%(二) 行星齿轮传动的配齿计算1、传动比的要求传动比条件即 =1+/可得 1+/=63/5=21/5=4.2 =所以中心轮a和内齿轮b的齿数满足给定传动比的要求。2、保证中心轮、内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ag的中心距等

3、于内啮合齿轮bg的中心距，即 = 称为同轴条件。对于非变位或高度变位传动，有 m/2(+)=m/2(-)得 =-/2=63-15/2=243、保证多个行星轮均布装入两个中心轮的齿间装配条件想邻两个行星轮所夹的中心角=2/中心轮a相应转过角，角必须等于中心轮a转过个（整数）齿所对的中心角，即 =*2/式中2/为中心轮a转过一个齿（周节）所对的中心角。 =n/=/=1+/将和代入上式，有 2*/2/=1+/经整理后=+=（15+63）/2=24满足两中心轮的齿数和应为行星轮数目的整数倍的装配条件。4、保证相邻两行星轮的齿顶不相碰邻接条件在行星传动中，为保证两相邻行星轮的齿顶不致相碰，相邻两行星轮的

4、中心距应大于两轮齿顶圆半径之和，如图12所示可得 l=2* l=2*2/m*(+)*sin=39/2m =d+2=17m满足邻接条件。(三)行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m的初算公式为 m=式中 算数系数，对于直齿轮传动=12.1； 啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩，N*m ； =/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m 使用系数，由参考文献二表67查得=1； 综合系数，由参考文献二表65查得=2； 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65得=1.85； 小齿轮齿形系数，图622可得=

5、3.15；， 齿轮副中小齿轮齿数，=15； 试验齿轮弯曲疲劳极限，按由参考文献二图626630选取=120所以 m=12.1× =0.658 取m=0.91）分度圆直径d=m*=0.9×15=13.5mm =m*=0.9×24=21.6mm =m*=0.9×63=56.7mm2) 齿顶圆直径齿顶高：外啮合=*m=m=0.9内啮合=（-）*m=(1-7.55/)*m=0.792 =+2=13.5+1.8=15.3mm=+2=21.6+1.8=23.4mm=-2=56.7-1.584=55.116mm 3) 齿根圆直径 齿根高=（+）*m=1.25m=1.1

6、25 =-2=13.5-2.25=11.25mm=-2=21.6-2.25=19.35mm=+2=56.7+2.25=58.95mm 4）齿宽b参考三表819选取=1=*=1×13.5=13.5mm=*+5=13.5+5=18.5mm=13.5+(5-10)=13.5-5=8.5mm5) 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： 1、ag为外啮合齿轮副=m/2(+)=0.9/2×(15+24)=17.55mm 2、bg为内啮合齿轮副 =m/2(+)=0.9/2×(63-24)=17.55mm中心轮a行星轮g内齿圈b模

7、数m0.90.90.9齿数z152463分度圆直径d13.521.656.7齿顶圆直径15.323.454.9齿根圆直径11.2519.3558.95齿宽高b18.518.58.5中心距a=17.55mm =17.55mm （四）行星齿轮传动强度计算及校核1、行星齿轮弯曲强度计算及校核（1）选择齿轮材料及精度等级中心轮a选选用45钢正火，硬度为162217HBS，选8级精度，要求齿面粗糙度1.6行星轮g、内齿圈b选用聚甲醛（一般机械结构零件，硬度大，强度、钢性、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3.2。（2）转矩 =/=9549/n=95

8、49×0.15/3×1600=0.2984N*m=298.4N*mm；（3）按齿根弯曲疲劳强度校核由参考文献三式824得出 如【】则校核合格。（4）齿形系数由参考文献三表812得=3.15，=2.7，=2.29；（5）应力修正系数由参考文献三表813得=1.49，=1.58，=1.74；（6）许用弯曲应力由参考文献三图824得=180MPa，=160 MPa ； 由表89得=1.3 由图825得=1；由参考文献三式814可得 =*/=180/1.3=138 MPa =*/=160/1.3=123.077 MPa=2K/b*=(2×1.1×298.4/13

9、.5××15)×3.15×1.49=18.78 Mpa< =138 MPa=*/=18.78×2.7×1.587/3.15×1.74=14.62<=123.077 MPa 齿根弯曲疲劳强度校核合格。2、齿轮齿面强度的计算及校核（1）、齿面接触应力=（2）、许用接触应力为许用接触应力可按下式计算，即 =*（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值均应不大于其相应的许用接触应力为，即 或者校核齿轮的安全系数：大、小齿轮接触安全系数值应分别大于其对应的最小安全系数，即 >查参考文

10、献二表611可得 =1.3所以 >1.33、有关系数和接触疲劳极限（1）使用系数查参考文献二表67 选取=1（2）动载荷系数查参考文献二图66可得=1.02（3）齿向载荷分布系数对于接触情况良好的齿轮副可取=1（4）齿间载荷分配系数、由参考文献二表69查得 =1.1 =1.2（5）行星轮间载荷分配不均匀系数由参考文献二式713 得=1+0.5（-1）由参考文献二图719 得=1.5 所以 =1+0.5（-1）=1+0.5×（1.5-1）=1.25仿上 =1.75（6）节点区域系数由参考文献二图69查得=2.06（7）弹性系数由参考文献二表610查得=1.605（8）重合度系数由

11、参考文献二图610查得=0.82（9）螺旋角系数 =1（10）试验齿的接触疲劳极限由参考文献二图611图615查得 =520Mpa（11）最小安全系数、由参考文献二表6-11可得=1.5、=2（12）接触强度计算的寿命系数由参考文献二图611查得 =1.38（13）润滑油膜影响系数、由参考文献二图617、图618、图619查得=0.9、=0.952、=0.82（14）齿面工作硬化系数由参考文献二图620查得 =1.2（15）接触强度计算的尺寸系数由参考文献二图621查得 =1所以 =2.06×1.605×0.82×1×=2.95 =2.95×=

12、3.5 =2.95×=4.32 =*=520/1.3×1.38×0.9×0.95×0.82×1.2×1=464.4所以 齿面接触校核合格（五）行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>1,且均匀对称地分布于中心轮之间；所以在2HK型行星传动中，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，且用一条垂直线表示一个构件，同时用符号F代表切向力。为了分析各构件所受力的切向力F，提出如下三点

13、：（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，构件间的作用力应等于反作用力。（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应相反。（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2HK型行星齿轮传动中，其受力分析图是由运动的输入件开始，然后依次确定各构件上所受的作用力和转矩。对于直齿圆柱齿轮的啮合齿轮副只需绘出切向力F，如图13所示。由于在输入件中心轮a上受有个行星轮g同时施加的作用力和输入转矩的作用。当行星轮数目2时，各个行星轮上的载荷均匀，（或采用载荷分配不均匀系数进行补偿）因此，只需要分析和计算其中的一套即可。在

14、此首先确定输入件中心轮a在每一套中（即在每个功率分流上）所承受的输入转矩为 =/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m可得 =*=0.8952 N*m式中 中心轮所传递的转矩，N*m； 输入件所传递的名义功率，kw；图5-2传动简图：按照上述提示进行受力分析计算，则可得行星轮g作用于中心轮a的切向力为 =2000/=2000/=2000×0.2984/13.5=44.2N而行星轮g上所受的三个切向力为中心轮a作用与行星轮g的切向力为 =-=-2000/=-44.2N 内齿轮作用于行星轮g的切向力为=-2000/=-44.2N 转臂H作

15、用于行星轮g的切向力为=-2=-4000/=-88.4N 转臂H上所的作用力为=-2=-4000/=-88.4N 转臂H上所的力矩为 =-4000/*=-4000×0.8952/13.5×17.55=-4655.0 N*m 在内齿轮b上所受的切向力为 =-=2000/=44.2N 在内齿轮b上所受的力矩为=/2000=/=0.8952×21.6/13.5=1.43 N*m 式中 中心轮a的节圆直径， 内齿轮b的节圆直径， 转臂H的回转半径，根据参考文献二式（637）得 -/=1/=1/1-=1/1+P转臂H的转矩为 =-*（1+P）= -0.8952×（

16、1+4.2）=-4.655 N*m 仿上 -/=1/=1/1-=p/1+P内齿轮b所传递的转矩， =-p/1+p*=-4.2/5.2×(-4.655)=3.76 N*m第六章 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/min，传动比i=5.2，载荷平稳。使用寿命10年，单班制工作。 （一）轮材料及精度等级行星轮架内齿圈选用45钢调质，硬度为220250HBS，齿轮轴选用45钢正火，硬度为170210HBS，选用8级精度，要求齿面粗糙度3.26.3。（二）按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1022求出值。确定有关参

17、数与系数。1） 转矩 = =/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m2） 荷系数K查参考文献四表1011 取K=1.13）齿数和齿宽系数行星轮架内齿圈齿数取11，则齿轮轴外齿面齿数=11。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1020选取=1。4）许用接触应力 由参考文献四图1024查得 =560Mpa, =530 Mpa由参考文献四表1010查得 =1 =60nj=60×1600×1×(10×52×40)=1.997× =/i=1.997×由参考文献

18、四图1027可得=1.05。由参考文献四式1013可得=/=1.05×560/1=588 Mpa=/=1.05×530/1=556.5 Mpa（三）按齿根弯曲疲劳强度计算由参考文献四式1024得出，如则校核合格。确定有关系数与参数：1）齿形系数由参考文献四表1013查得 =3.63 2）应力修正系数由参考文献四表1014查得 =1.413）许用弯曲应力由参考文献四图1025查得 =210Mpa, =190 Mpa由参考文献四表1010查得 =1.3由参考文献四图1026查得 =1由参考文献四式1014可得 =/=210/1.3=162 Mpa =/=190/1.3=146

19、Mpa故 m1.26=1.26×=0.58=2K/b=×3.63×1.41=27.77MPa<=162 Mpa=/=27.77MPa<=146 Mpa齿根弯曲强度校核合格。由参考文献四表103取标准模数m=1（四）主要尺寸计算=mz=1×11mm=11mm =1×11mm=11mm a=1/2m(+)=1/2×1×(11+11)mm=11mm（五）验算齿轮的圆周速度v v=/60×1000=×11×1600/60×1000=0.921m/s由参考文献四表1022,可知选用8

20、级精度是合适的。第七章 行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计（一）减速器输入轴的设计1、选择轴的材料，确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144查得强度极限=650MPa,再由表142得许用弯曲应力=60MPa2、按扭转强度估算轴径根据参考文献四表141 得C=118107。又由式142得 d=(118107)=5.364.86取直径=8.5mm3、确定各轴段的直径轴段1(外端)直径最少=8.5mm，考虑到轴在整个减速离合器中的安装所必须满足的条件，初定：=9.7mm, =10mm,=11mm, =11.5mm, =12mm, =15.42mm， =18mm。4、确

21、定各轴段的长度齿轮轮廓宽度为20.5mm,为保证达到轴于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：L=107mm, =3.3mm, =2mm, =44.2mm, =4mm, =18.5mm, =1.5mm, =16.3mm。按设计结果画出轴的结构草图：(a) 水平面弯矩图 (b)垂直面内的弯矩图 (c)合成弯矩图 (d)转矩图圆周力：=2×298.4/13.5=44.2N 径向力：=44.2×tan=16.1N法向力：=/cos=44.2/ cos=47.04Nb、作水平面内弯矩图（7-2a）。支点反力为： =/2=22.1N 弯矩为：=22.

22、1×77.95/2=861.35Nmm =22.1×29.05/2=321 Nmmc、作垂直面内的弯矩图（7-2b），支点反力为：=/2=8.04N弯矩为：=8.04×77.95/2=313.5Nmm =8.04×29.05/2=116.78 Nmmd、作合成弯矩图（7-2c）：=994.45 Nmm=370.6 Nmme、作转矩图(7-2d)：T=9549/n=9549×0.15/1600=0.8952N*m=895.2 Nmmf、求当量弯矩 =1130.23 Nmm=652.566 Nmmg、校核强度 =/W=1130.23/0.1=113

23、0.23/0.1×=6.54Mpa=/W=652.566/0.1=652.566/0.1×=4.9 Mpa所以 满足=60Mpa的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量。（二）行星轮系减速器齿轮输出轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力由已知条件： 齿轮轴选用45钢正火,由参考文献四表144查得强度极限=600MPa,再由表142得许用弯曲应力=55MPa2、按扭转强度估算轴径=P=0.15×97.98%=0.147kw根据参考文献四表141 得C=118107。又由式142得 d=(118107)=5.344.83取直径=8.9mm3、确定各轴段的直径轴段1(外端)直径最少=8.9m考虑到轴在整个减速离合器中的安装所必须满足的