【《某机器人RV减速器机械结构总体设计计算案例》1900字】

某机器人RV减速器机械结构总体设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u28322某机器人RV减速器机械结构总体设计计算案例 1186831.1一级2K-H行星齿轮设计 1327271.1.1选取精度等级、材料及齿数 126191.1.2按齿面接触疲劳强度设计 171941.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计 4229221.1.4几何尺寸计算 6300831.1.5整理列表 7236571.2曲柄轴的设计 741471.2.1曲柄轴的最小直径确定 7124351.2.2根据轴上定位要求，确定各段长度（草图） 7319141.2.3曲柄轴的强度校核 81.1一级2K-H行星齿轮设计1.1.1选取精度等级、材料及齿数根据实际工况初选材料及其参数，见表3-1表3-1初选材料及其参数表名称参数齿轮材料齿面硬度60HR加工精度等级六级中心齿轮齿数行星齿轮齿数螺旋角压力角1.1.2按齿面接触疲劳强度设计（1）试算小齿轮的分度圆直径，即：确定公式中的各个参数为：①试选②计算中心齿轮传递的扭矩为③由图3-2选取齿宽系数为表3-2圆柱齿轮的齿宽系数φd装置状况两支相对于小齿轮作对称设计两支相对于小齿轮作不对称设计小齿轮作悬臂布置φd0.9~1.4（1.2~1.9）0.7~1.15（1.1~1.65）0.4~0.6④由濮良贵的机械设计图10-20查得区域系数为初设变位系数为，⑤由表3-3可取弹性影响系数为弹性模量E/MPa表3-3弹性影响系数Z弹性模量E/MPa齿轮材料配对齿轮齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑料11.8×10417.3×10420.2×10420.6×1040.785×104锻钢162.0181.4188.9189.856.4铸钢161.4180.5188——球墨铸铁156.6171.9—灰铸铁141.7—⑥计算接触疲劳强度用重合系数⑦计算接触疲劳许用应力。由机械设计手册查的行星轮和输入齿轮的接触疲劳极限为，计算应力循环次数:由濮良贵的机械设计图10-23取接触疲劳寿命系数，取失效概率为1%，按安全系数S=1，得：取试算小齿轮分度圆直径：（2）调整小齿轮分度圆直径：1)对计算实际载荷系数前数据准备：①圆周速度：②齿宽：2)由濮良贵的机械设计表10-2计算实际载荷系数KA①查的使用系数②根据，6级精度，由机械设计手册可查的动载系数为③齿轮圆周力取齿间载荷分配系数④由机械设计手册查得插值法得6级精度，作悬臂布置所以得齿向载荷分配系数，由此得实际载荷系数得实际分度圆直径：得到相应齿轮模数：1.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计（1）计算齿轮模数，即：确定公式中的各个参数为：①试选②计算弯曲疲劳强度的重合度系数③计算由机械设计手册可以查得以下数据.查得齿形系数查得应力修正系数：查的小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为：查的弯曲疲劳寿命系数：取弯曲疲劳寿命系数，得：，取=0.078试算齿轮模数：（2）调整齿轮模数：1）计算实际载荷系数前的数据准备：圆周速度：齿宽：齿高及宽高比：2）计算实际载荷系数：①根据，6级精度由机械设计手册查得动载系数KV②由③查取得3）可按实际载荷系数算得齿轮模数：对比以上计算结果可知，由于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数小于由齿面接触疲劳强度计算的法面模数。从满足弯曲疲劳强度的角度出发，取；为了同时满足它们的接触疲劳强度，那么由接触疲劳强度算得的分度圆直径为，，故取，。1.1.4几何尺寸计算（1）计算小齿轮及大齿轮的分度圆直径（2）计算中心距：（3）计算齿轮宽度，1.1.5整理列表经过以上计算可得出以下设计数据如表3-4表3-1行星轮尺寸列表齿轮齿数模数压力角螺旋角齿宽材质精度中心距小121.51620Cr645mm大48920Cr61.2曲柄轴的设计1.2.1曲柄轴的最小直径确定轴的材料为40Cr（调质+高频淬火）,故取C=110最小轴径：考虑到渐开线花键对轴的消弱作用，故取：1.2.2根据轴上定位要求，确定各段长度（草图）曲柄轴设计草图如下图1.1：图1.1曲柄轴设计草图1.2.3曲柄轴的强度校核如图1.2所示，为行星轮及曲柄轴的受力简图。简图中a2长度是输出轴轴承中心到第二个曲柄中心上摆线轮的距离；b段为两曲轴上摆线轮中心的间距；a1长度是输入端轴承中心到第一个曲柄中心上摆线轮的距离；c距离为输入转矩的行星轮G到第一个支撑轴承的距离。由图4.2a)，根据力矩平衡方程∑M(Oh)=0可得式中FgtFAlt−−的切分力，见图1.2(a)FDlt−−Fr'2b)图1.2曲柄轴及行星轮受力简图b)如图1.2所示为两摆线轮的所受分力的受力简图。图中F为针齿在摆线轮上的接触合力，由合力可对力的分析可以分解为切向的分力Ft和径向的分力Fr；θ为转臂力矩与x轴的夹角；r'c由文献［1］可得求得摆线轮1上的力有以下方程可得：由力的平衡可知摆线轮2上曲柄轴所受的力与与摆线轮上所受的力是相互的，故他们受的力是方向相反的等值力。a.摆线轮1b.摆线轮2图1.3摆线轮受力简图由力矩的平衡方程可以得出曲柄轴的两端轴承对曲柄轴的支撑力，由以上计算已知FA、FD和Fg的大小，故需求出曲柄轴两端的支撑反力由图1.3b，有以上可列出x、y轴的力与力矩平衡方程如下：由上式可得两轴承的支撑点支反力为根据以上公式对曲柄轴的受力分析，以单个曲柄轴为例，可得出曲柄轴受力的大小如下表3-2曲柄轴的受力计算结果序号名称代号/单位计算结果1曲柄作用力点的受力