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机械毕设-三级行星齿轮减速器设计【含CAD图纸+文档】

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机械毕设-三级行星齿轮减速器设计【含CAD图纸+文档】,含CAD图纸+文档,机械,三级,行星,齿轮,减速器,设计,CAD,图纸,文档
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1- 三级行星齿轮减速器设计说明书三级行星齿轮减速器设计说明书 2目 录一、应用一、应用.5二、技术参数二、技术参数.52.1 齿轮箱齿轮箱.52.2 材料材料.52.3 大齿环和小齿轮大齿环和小齿轮.52.3.1 大齿环齿轮.52.3.2 小齿轮.52.4 小齿轮轴承小齿轮轴承.62.5 载荷载荷.62.5.1 小齿轮力矩.62.5.2 轴承设计的载荷.62.5.3 电动机总量载荷.6三、传动系设计及校核三、传动系设计及校核.63.1 已知条件已知条件.63.2 方案设计方案设计.63.2.1 结构设计.63.2.2 齿形及精度.73.2.3 齿轮材料及其性能1.73.2.4 配齿及传动比计算.73.3 齿轮参数初步确定齿轮参数初步确定.73.3.1 按弯曲强度估算各级齿轮法向模数.73.3.1.1 估算第一级法向模数 .73.3.1.2 估算第二级法向模数 .83.3.1.3 估算第三级法向模数 .83.3.2 各级主要几何尺寸.93.3.2.1 第一级主要几何尺寸 .93.3.2.2 第二级主要几何尺寸 .93.3.2.3 第三级主要几何尺寸 .93.4 各级齿轮疲劳强度校核各级齿轮疲劳强度校核.103.4.1 第一级疲劳强度校核.103.4.1.1 第一级外啮合齿面接触疲劳强度 .103.4.1.2 第一级外啮合齿根弯曲疲劳强度 .1133.4.1.3 第一级内啮合齿面接触疲劳强度 .123.4.1.4 第一级内啮合齿根弯曲疲劳强度 .123.4.2 第二级疲劳强度校核.133.4.2.1 第二级外啮合齿面接触疲劳强度 .133.4.2.2 第二级外啮合齿根弯曲疲劳强度 .143.4.2.3 第二级内啮合齿面接触疲劳强度 .153.4.2.4 第二级内啮合齿根弯曲疲劳强度 .163.4.3 第三级疲劳强度校核.173.4.3.1 第三级外啮合齿面接触疲劳强度 .173.4.3.2 第三级外啮合齿根弯曲疲劳强度 .183.4.3.3 第三级内啮合齿面接触疲劳强度 .193.4.3.4 第三级内啮合齿根弯曲疲劳强度 .203.5 齿轮静强度校核齿轮静强度校核.213.6 传动装配条件验算传动装配条件验算.213.6.1 传动比条件.213.6.2 邻接条件.213.6.3 同心条件.223.6.4 装配条件.223.7 啮合参数啮合参数.223.8 齿轮几何尺寸计算齿轮几何尺寸计算.223.9 传动效率计算传动效率计算.233.10 结构设计结构设计.233.11 轴承设计及校核轴承设计及校核.233.11.1 第一级行星轮轴承校核 .243.11.2 第二级行星轮轴承校核 .243.11.3 第三级行星轮轴承校核 .253.11.4 输出轴轴承载荷校核 .253.12 轴的强度校核轴的强度校核.263.12.1 太阳轮轴强度计算 .263.12.2 行星轮轴强度计算 .273.13 鼓形齿联轴器接触强度计算鼓形齿联轴器接触强度计算 .273.13.1 第二级鼓形齿联轴器 .273.13.2 第三级鼓形齿联轴器 .283.14 花键轴挤压强度校核花键轴挤压强度校核 .29四、润滑和密封四、润滑和密封.29五、运行和质量认可测试五、运行和质量认可测试.2945.1 空载试验空载试验.295.2 极端过载试验极端过载试验.295.3 疲劳测试疲劳测试.295.4 低温冲击试验低温冲击试验.30六、环境条件六、环境条件.30七、防腐七、防腐.30参考文献: .305一、应用本手册是 FD70A/FD77A 风力发电机偏航减速器的结构说明和生产规范。变桨减速器的主要作用是驱动变桨控制齿轮箱,用于调节风力发电机输出功率。当控制系统的测量实际功率值与设定值不匹配时,每只风轮叶片可以绕它的纵向轴旋转。其工作特点是间歇工作起停较为频繁,传递扭矩较大,传动比较高。因其工作特点以及安装位置的限制,本设计采用三级行星齿轮减速机构。二、技术参数2.1 齿轮箱设计:带方便电机连接法兰(B5)的低齿隙同轴行星齿轮箱。偏心率:小齿轮和驱动轴与装配法兰中心偏离 1.5mm(不是对中) 。减速比:i=155.4驱动电机旋转速度:额定:n速度=2420rpm运行:n运行=01700rpm最大:n最大=4000rpm效率:0.9电机法兰:A2502.2 材料小齿轮:18Cr2Ni4W,表面渗碳处理轴承箱体:20CrMnTi其他箱体:20CrMnTi2.3 大齿环和小齿轮齿轮类型:内啮合部正齿,正常压力角 20,基准齿廓符合 DIN 867转轴中心距:744mm2.3.1 大齿环齿轮模数:12mm齿数 z2:-139齿宽 b:100mm齿形修正 x2*m:-6mm 按 DIN3990齿形质量:DIN 3967/12 e 27齿面硬度:HRC50+5/475 HV 10 Rht=1.4+0.8mm (齿侧和齿根部硬度)2.3.2 小齿轮模数:12mm齿数:z1=15齿宽 b=100mm齿形修正 x1*m:6mm 按 DIN3990齿形质量:DIN 3967/7 e 26,Ra 最小=3.2 磨亮齿面硬度 HRC58+4/600 HV 10 Rht=1.4+0.8mm(齿侧和齿根部硬度)修形:制造商应给出能够得到最好的传动效果的建议,并且由东方汽轮机厂决定。62.4 小齿轮轴承小齿轮轴承应采用一个小的预加载圆锥滚子轴承。2.5 载荷2.5.1 小齿轮力矩M最大力矩10500Nm变化范围:M运行8300Nm负荷循环次数:n=2.0*1082.5.2 轴承设计的载荷齿轮的平均扭矩:Mgear outlet=4150Nm轴承额定寿命:Lrequ=66500h2.5.3 电动机总量载荷直流电机安装在齿轮箱的 B5 法兰上。电机的总量是 85Kg。电机的重心在离 B5 法兰大约 500mm 处。在运行期间的旋转运动给了整个齿轮箱变化的重力矩,负荷周期大约为次循环。80108 . 1n由电机自重的激励引起的力矩和风机在恶劣环境下产生的力矩叠加作用。这个额定激励力矩能根据周期为 n=1.8*108负荷循环情况进行估计,然后再加上自重加速度为a=1g=9.81m/s2三、传动系设计及校核3.1 已知条件 额定输入功率:6.5 kW额定输入转速:1700 rpm额定输出转速:10.94 rpm总传动比:155.4效率: 0.93.2 方案设计3.2.1 结构设计本行星齿轮减速箱在结构上采用 3 级 NGW 型行星传动,减速比大、传动效率高、结构紧凑、承载能力大。各级行星轮系都由太阳轮、行星轮和内齿圈构成,其中 1、2、3 级行星轮个数为 3 个。各级之间,上一级的行星架与下一级太阳轮轴通过齿轮连轴器实现稳定连接。输出轴采用花键实现扭矩的传递。本设计进行了各级齿轮连轴器和花键连接的强度校核。综合考虑设计、制造及安装位置限制等因素,选择 3 级 NGW 型行星减速器。第一级选用行星架浮动;第二级选用太阳轮与行星架同时浮动;7第三级选用太阳轮浮动。3.2.2 齿形及精度因属于低速传动,采用齿形角的直齿轮传动,精度定为 6 级。20n3.2.3 齿轮材料及其性能1太阳轮和行星轮采用硬齿面,内齿轮用软齿面,以提高承载能力、减小尺寸。三级都采用相同的材料搭配。太阳轮:20CrMnTi,渗碳淬火回火,表面硬度 HRC5662,Hlim=1500Nmm-2、Flim=470 Nmm-2行星轮:20CrMnTi,表面淬火,渗碳淬火回火,表面硬度 HRC5662,Hlim=1500Nmm-2-、Flim=470 Nmm-2。因双向转动,实际 Flim=470*0.8=376 Nmm-2内齿圈:20CrMnTi,齿面渗碳淬火 HRC5660.,Hlim=1500 Nmm-2、Flim=470 Nmm-23.2.4 配齿及传动比计算表 1 分配传动比及各级配齿传动级za小齿轮zc行星齿轮zb内齿轮传动比baxi行星数pn模数 m第一级17431037.058832第二级1731795.647132.5第三级2019583.900034实际总传动比为:46.155 9000. 36471. 57.0588321zzzz 总3.3 齿轮参数初步确定3.3.1 按弯曲强度估算各级齿轮法向模数 2 (3-1)3lim21FdFsAmnzYKTAm3.3.1.1 估算第一级法向模数(3-1)式中: (直齿轮)26 .12mA0 (载荷平稳)22 . 1K (尺寸精度为 6 级,转速超过 300r/min)315. 1cFK Nm51.3617005 . 6954917009549KWIPT8 Nm00.1415. 1351.36cFsIAKCTT, (),48 . 2FaY54. 1SaY203 . 454. 18 . 2SaFaFsYYY735. 034251dbd,取 mm2 . 137617735. 03 . 4142 . 16 .1232321FpdFsAmnzYKTAm2nm3.3.1.2 估算第二级法向模数(3-1)式中: (直齿轮)6 .12mA0 (载荷平稳)2 . 1K (尺寸精度为 6 级,转速低于 300r/min)1cFK Nm2570588. 751.361iTTIII Nm8613257257cFscFsIIAKCKCTT, (),8 . 2FaY54. 1SaY203 . 454. 18 . 2SaFaFsYYY588. 05 .42251dbd,取 mm26. 237617588. 03 . 48616 .1232321FpdFsAmnzYKTAm5 . 2nm3.3.1.3 估算第三级法向模数(3-1)式中: (直齿轮)6 .12mA0 (载荷平稳)2 . 1K (尺寸精度为 6 级,转速低于 300r/min)1cFK Nm14516471. 52572iTTIIIII Nm483131451cFsIIIAKCTT, (),8 . 2FaY54. 1SaY203 . 454. 18 . 2SaFaFsYYY959. 076451dbd mm,取 mm66. 33762059. 03 . 448316 .1232321FpdFsAmnzYKTAm4nm3.3.2 各级主要几何尺寸3.3.2.1 第一级主要几何尺寸太阳轮分度圆直径: mm34ad行星轮分度圆直径: mm86cd内齿圈分度圆直径: mm206bd齿宽: mm25b3.3.2.2 第二级主要几何尺寸太阳轮分度圆直径: mm5 .42ad行星轮分度圆直径: mm5 .77cd内齿圈分度圆直径: mm5 .197bd齿宽: mm25b3.3.2.3 第三级主要几何尺寸太阳轮分度圆直径: mm80ad行星轮分度圆直径: mm76cd内齿圈分度圆直径: mm240bd齿宽: mm45b3.4 各级齿轮疲劳强度校核3.4.1 第一级疲劳强度校核3.4.1.1 第一级外啮合齿面接触疲劳强度计算接触应力5:uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABH1110式中 101BZ 1110. 1AK m/s,126 . 260000)2401700(3460000)(xaXnndv05. 1VK 132 . 11) 12 . 1 (111HbHK 140 . 1HK 155 . 2HZ 162/8 .189mmNZE 17617. 14311712 . 388. 1cos112 . 388. 1cazz 1889. 03617. 1434Z 201Z N217871 . 133451.3620002000CHAItKcdTF mm25b 2253. 2174312zzu N/mm257753. 2153. 22534787189. 08 .1895 . 212 . 105. 11 . 1111uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABHA3.4.1.2 第一级外啮合齿根弯曲疲劳强度计算弯曲应力6:FFVASaFantFKKKKYYYYbmF式中 N2182315. 133451.3620002000CFAItKcdTF mm25b mm2nm11 ,2395. 2FaaY36. 2FacY,2454. 1SaaY68. 1SacY17617. 14311712 . 388. 1cos112 . 388. 1cazz19714. 0617. 175. 025. 075. 025. 0Y251Y1110. 1AKm/s,126 . 260000)2401700(3460000)(xaXnndv05. 1VK 1319. 195. 0) 12 . 1 (111FbFK140 . 1FK N/mm273119. 105. 11 . 11714. 054. 195. 2225823FFVASaaFaantFaKKKKYYYYbmF N/mm264119. 105. 11 . 11714. 068. 136. 2225823FFVASacFacntFcKKKKYYYYbmF3.4.1.3 第一级内啮合齿面接触疲劳强度计算接触应力:uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABH11式中 101BZ 1110. 1AK m/s,126 . 260000)2401700(3460000)(xaXnndv05. 1VK 131 . 11) 11 . 1 (111HbHK 140 . 1HK12 155 . 2HZ 162/8 .189mmNZE 17837. 110314312 . 388. 1cos112 . 388. 1bczz 18849. 03837. 1434Z 201Z N217871 . 133451.3620002000CHAItKcdTF mm25b 22 4 . 24310312zzu N/mm22104 . 214 . 225867871849. 08 .1895 . 211 . 105. 11 . 1111uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABHA3.4.1.4 第一级内啮合齿根弯曲疲劳强度计算弯曲应力:。只计算内齿轮。FFVASaFantFKKKKYYYYbmF式中 N2182315. 133451.3620002000CFAItKcdTF mm25b mm2nm 23053. 2FabY2465. 2SabY 17837. 110314312 . 388. 1cos112 . 388. 1bczz19658. 0837. 175. 025. 075. 025. 0Y13251Y1110. 1AK m/s,126 . 260000)2401700(3460000)(xaXnndv05. 1VK 1309. 195. 0) 11 . 1 (111FbFK140 . 1FK N/mm281119. 105. 11 . 11658. 065. 2053. 2225823FFVASabFabntFbKKKKYYYYbmF3.4.2 第二级疲劳强度校核3.4.2.1 第二级外啮合齿面接触疲劳强度计算接触应力:uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABH11式中 101BZ 1110. 1AK m/s,1244. 060000)43240(5 .4260000)(xaXnndv0 . 1VK 13176. 188. 0) 12 . 1 (111HbHK 140 . 1HK 155 . 2HZ 162/8 .189mmNZE 17588. 13111712 . 388. 1cos112 . 388. 1cazz 18897. 03588. 1434Z 201Z14 N214031135 .4225720002000CHAIItKcdTF mm25b 22 82. 1173112zzu N/mm2117482. 1182. 1255 .4240311897. 08 .1895 . 20 . 1176. 111 . 1111uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABHA3.4.2.2 第二级外啮合齿根弯曲疲劳强度计算弯曲应力:FFVASaFantFKKKKYYYYbmF式中 N214031135 .4225720002000CHAIItKcdTF mm25b mm5 . 2nm ,2395. 2FaaY54. 2FacY ,24 54. 1SaaY63. 1SacY 17588. 13111712 . 388. 1cos112 . 388. 1cazz19722. 0588. 175. 025. 075. 025. 0Y251Y1110. 1AK m/s,1244. 060000)43240(5 .4260000)(xaXnndv0 . 1VK 1317. 185. 0) 12 . 1 (111FbFK140 . 1FK15 N/mm2272117. 111 . 11722. 054. 195. 25 . 2254031FFVASaaFaantFaKKKKYYYYbmF N/mm2248117. 111 . 11722. 063. 154. 25 . 2254031FFVASacFacntFcKKKKYYYYbmF3.4.2.3 第二级内啮合齿面接触疲劳强度计算接触应力:uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABH11式中 101BZ 1110. 1AK m/s,1244. 060000)43240(5 .4260000)(xaXnndv0 . 1VK 1309. 19 . 0) 11 . 1 (111HbHK 140 . 1HK 155 . 2HZ 162/8 .189mmNZE 17817. 17913112 . 388. 1cos112 . 388. 1bczz 18853. 03817. 1434Z 201Z N214031135 .4225720002000CHAIItKcdTF mm20b 22 55. 2317912zzu16 N/mm249855. 2155. 2255 .7740311853. 08 .1895 . 2109. 111 . 1111uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABHA3.4.2.4 第二级内啮合齿根弯曲疲劳强度计算弯曲应力:。只计算内齿轮。FFVASaFantFKKKKYYYYbmF式中 N214031135 .4225720002000CHAIItKcdTF mm25b mm5 . 2nm 23053. 2FabY2465. 2SabY17817. 17913112 . 388. 1cos112 . 388. 1bczz19663. 0817. 175. 025. 075. 025. 0Y251Y1110. 1AK m/s,1244. 060000)43240(5 .4260000)(xaXnndv0 . 1VK 1309. 195. 0) 11 . 1 (111FbFK140 . 1FK N/mm2279109. 111 . 11663. 065. 2053. 25 . 2254031FFVASabFabntFbKKKKYYYYbmF173.4.3 第三级疲劳强度校核3.4.3.1 第三级外啮合齿面接触疲劳强度计算接触应力:uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABH11式中 101BZ 1110. 1AK m/s,1213. 060000)1143(8060000)(xaXnndv0 . 1VK 1317. 185. 0) 12 . 1 (111HbHK 140 . 1HK 155 . 2HZ 162/8 .189mmNZE 17552. 11912012 . 388. 1cos112 . 388. 1cazz 18903. 03552. 1434Z 201Z N21120831380145120002000CHAIIItKcdTF mm25b 22 05. 1192012zzu N/mm2124405. 1105. 14580120831903. 08 .1895 . 20 . 117. 111 . 1111uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABHA183.4.3.2 第三级外啮合齿根弯曲疲劳强度计算弯曲应力:FFVASaFantFKKKKYYYYbmF式中 N21120831380145120002000CHAIIItKcdTF mm45b mm4nm ,2381. 2FaaY85. 2FacY ,2454. 1SaaY54. 1SacY17552. 11912012 . 388. 1cos112 . 388. 1cazz19733. 0552. 175. 025. 075. 025. 0Y251Y1110. 1AK m/s,1213. 060000)1143(8060000)(xaXnndv0 . 1VK 1316. 18 . 0) 12 . 1 (111FbFK 140 . 1FK N/mm2271116. 111 . 11733. 054. 181. 244512083FFVASaaFaantFaKKKKYYYYbmF N/mm2275116. 111 . 11733. 054. 185. 244512083FFVASacFacntFcKKKKYYYYbmF193.4.3.3 第三级内啮合齿面接触疲劳强度计算接触应力:uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABH11式中 101BZ 1110. 1AK m/s,1213. 060000)1143(8060000)(xaXnndv0 . 1VK 13085. 185. 0) 11 . 1 (111HbHK 140 . 1HK 155 . 2HZ 162/8 .189mmNZE 17766. 15811912 . 388. 1cos112 . 388. 1bczz 18863. 03766. 1434Z 201Z N21120831380145120002000CHAIIItKcdTF mm20b 22 05. 3195812zzu N/mm268905. 3105. 34576120831863. 08 .1895 . 21085. 111 . 1111uubdFZZZZKKKKZtEHHHVABHA3.4.3.4 第三级内啮合齿根弯曲疲劳强度计算弯曲应力:。只计算内齿轮。FFVASaFantFKKKKYYYYbmF20式中 N21120831380145120002000CHAIIItKcdTF mm45b mm4nm 23053. 2FabY2465. 2SabY17766. 15811912 . 388. 1cos112 . 388. 1bczz19675. 0766. 175. 025. 075. 025. 0Y251Y1110. 1AK m/s,1213. 060000)1143(8060000)(xaXnndv0 . 1VK 13085. 185. 0) 11 . 1 (111FbFK140 . 1FK N/mm22941085. 111 . 11675. 065. 2053. 244512083FFVASabFabntFbKKKKYYYYbmF表 2 各级轮系强度校核表(N/mm2)级数计算接触强度H接触强度安全系数HS计算弯曲强度F弯曲强度安全系数FS太阳轮5772.60736.44行星轮5772.60645.88第1级内齿轮2107.14815.80太阳轮11741.282721.73行星轮11741.282481.52第2级内齿轮4983.012791.68太阳轮12441.212711.73行星轮12441.212751.37第3级内齿轮6892.182941.60213.5 齿轮静强度校核考虑到传动系的瞬时过载,按各级 Tmax=1.5T 进行静强度校核。对 20CrMnTi,Mpa25.66288375. 0s第一级太阳轮第一级太阳轮Mpa4 .102maxF第一级行星轮第一级行星轮Mpa47.92maxF第二级太阳轮第二级太阳轮Mpa9 .335maxF第二级行星轮第二级行星轮Mpa7 .310maxF第三级太阳轮第三级太阳轮Mpa6 .373maxF第三级行星轮第三级行星轮Mpa2 .369maxF3.6 传动装配条件验算3.6.1 传动比条件各级齿轮齿数的选择均满足所给定的传动比要求。3.6.2 邻接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。26表 3 各级传动邻接条件表 参数 级数acdacapacna180sin2邻接条件第一级9060103.9满足第二级82.560103.9满足第三级8478135满足3.6.3 同心条件为了保证正确的啮合,各对啮合齿轮之间的中心距必须相等。即,CBACaa2227。本传动方案各级传动均按手册推荐选取,满足同心条件。cABzzz23.6.4 装配条件保证各行星轮均能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。本传动方案各级传动均按手册推荐选取,满足装配条件。3.7 啮合参数各级齿轮副间均采用标准传动。3.8 齿轮几何尺寸计算表 4 第一级传动齿轮副几何参数序号名称太阳轮行星轮内齿轮1模数2222压力角2020203变位系数0004分度圆直径 mm34862065齿顶高 mm2226齿根高 mm2.52.52.57齿顶圆直径 mm38902108齿根圆直径 mm29812019基圆直径 mm31.9580.81193.5810中心距 mm606011齿顶圆压力角32.7726.1222.8112重合度1.6171.72表 5 第二级传动齿轮副几何参数序号名称太阳轮行星轮内齿轮1模数2.52.52.52压力角2020203分度圆直径 mm42.577.5197.54齿顶高 mm2.52.52.55齿根高 mm3.1253.1253.1256齿顶圆直径 mm47.582.5202.57齿根圆直径 mm36.2571.25191.258基圆直径 mm39.9472.83185.599中心距 mm606010齿顶圆压力角32.7728.0223.5811重合度1.5881.94表 6 第三级传动齿轮副几何参数序号名称太阳轮行星轮内齿轮1模数4442压力角202020233分度圆直径 mm80762404齿顶高 mm4445齿根高 mm5556齿顶圆直径 mm88842487齿根圆直径 mm70662308基圆直径 mm75.1771.41225.539中心距 mm787810齿顶圆压力角31.3331.7824.5811重合度1.5521.943.9 传动效率计算28第一级传动效率:9785. 0165. 01025. 0111XBAXBAXi第二级传动效率:979. 0215. 01025. 0111XBAXBAXi第三级传动效率:981. 0345. 01025. 0111XBAXBAXi总啮合效率:90. 094. 0981. 0979. 09785. 03.10 结构设计本行星齿轮减速箱在结构上采用 3 级 NGW 型行星传动,减速比大、传动效率高、结构紧凑、承载能力大。各级行星轮系都由太阳轮、行星轮和内齿圈构成,其中 1、2、3 级行星轮个数为 3 个。各级之间,上一级的行星架与下一级太阳轮轴通过齿轮连轴器实现稳定连接。输出轴采用花键实现扭矩的传递。本设计进行了各级齿轮连轴器和花键连接的强度校核。3.11 轴承设计及校核表 7 各级行星轮轴承选择及额定载荷29型号基本额定动载荷(KN)rC基本额定静载荷(KN)0rC输入轴轴承1601016.113.1第一级行星轮轴承160047.94.5第二级行星轮轴承160047.94.5第三级行星轮轴承NA490625.535.5输出轴左侧轴承NU1022115155输出轴右侧轴承331192984983.11.1 第一级行星轮轴承校核行星轮切向力为:24 N787ttCAtACFFF单个轴承所受力为: N, N0aF787tACrFF冲击载荷系数,考虑轻微冲击,取df2 . 1df对于深沟球轴承 16004,当量动载荷为: N30944)7871 (2 . 1)(ardYFXFfP轴承寿命为:88010457. 0108 . 1)0588. 714317()1(nizznIac计算额定动载荷为:NnPCr337510110457. 094410136836rrCC337579001计算当量静载荷为: N317870rrFP滚动轴承安全系数按正常使用轴承取320S10S计算额定静载荷为: N78778711000rrPSCrrCC007874500第一级行星轮轴承 16004 通过校核。3.11.2 第二级行星轮轴承校核行星轮切向力为: N4031ttCAtACFFF单个轴承所受力为: N, N0aF4031tACrFF冲击载荷系数,取df1df对于深沟球轴承 16004,当量动载荷为: N4031)40311 (1)(ardYFXFfP轴承寿命为:880100947. 00588. 7108 . 1)6471. 513117()1(IIIacinizzn计算额定动载荷为: N8528101100947. 0403110136836nPCrrrCC852879001计算当量静载荷为: N40310rrFP25滚动轴承安全系数按正常使用轴承取0S10S计算额度静载荷为:N403140311000rrPSCrrCC01040314500第二级行星轮轴承 16004 通过校核。3.11.3 第三级行星轮轴承校核行星轮切向力为: N12083ttCAtACFFF单个轴承所受力为: N, N 0aF12083tACrFF冲击载荷系数,取df1df对于滚针轴承 NA4906,当量动载荷为: N12083120831rdFfP轴承寿命为:880100313. 06471. 50588. 7108 . 1)9 . 312019()1(IIIIIIaciinizzn计算额定动载荷为: N17679101100313. 01208310136836nPCrrrCC1767925500计算当量静载荷为: N120830rrFP滚动轴承安全系数按正常使用轴承取0S10S计算额定静载荷为: N12083000rrPSCrrCC001208335500第三级行星轮轴承 NA4906 通过校核。3.11.4 输出轴轴承载荷校核输出转矩: N.m5673IVT输出小齿轮分度圆上名义切向力: N63033180. 0567322小齿轮dTFIVt输出小齿轮名义径向力: N2294220tan63033tantrFF26齿轮合成受力为 N6707822942630332222rtFF根据输出轴的合成力矩平衡条件:输出轴左端轴承所受径向力:N,由于左端轴承采用一个圆柱滚子轴承65270rF NJ1020 和一个深沟球轴承 61824,所以每个轴承所受径向力: N,32635rF N032635rrPF输出轴右端轴承所受径向力:N,由于右端轴承采用两个圆锥滚子轴承132349rF 352217X2,所以单个轴承所受最大径向力: N, N66174rF 066174rrPF滚动轴承安全系数按正常使用轴承取0S10S计算左端 NJ1020 轴承额定静载荷为: N00032635rrCS P0010200032635rrCC输出轴左侧轴承 NJ1020 通过校核。计算左端 61824 轴承额定静载荷为: N00032635rrCS P003290032635rrCC输出轴左侧轴承 61824 通过校核。计算右端 352217X2 额定静载荷为: N00066174rrCS P0 1056000066174rrCC输出轴右侧轴承 352217X2 通过校核。3.12 轴的强度校核3.12.1 太阳轮轴强度计算按转矩太阳轮轴最小轴径: mm3336 2 . 01055. 9nPdT由于太阳轮轴采用 20CrMnTi,所以52MPa,计算结果见下表:T表 8 太阳轮轴计算27 参数级数太阳轮轴最小轴径 mm实际太阳轮轴径 mm第 1 级太阳轮轴15.228第 2 级太阳轮轴29.235第 3 级太阳轮轴50503.12.2 行星轮轴强度计算行星轴按心轴弯矩进行校核: mm3431 1 . 0bMd其中,行星轮轴的材料为 40CrNiMoA,其许用弯曲应力为Mpa,计算结3301 b果见下表:表 9 轴校核级数弯矩 M(N.mm)最小轴径 mm实际行星轮轴径 mm第一级行星轮轴110186.920第二级行星轮轴564341220第三级行星轮轴24166019.4303.13 直齿联轴器强度校核计算3.13.1 第二级直齿联轴器直齿联轴器轮齿剪切应力校核计算公式:35pNcmAcKdzbSKKTK2000直齿联轴器轮齿挤压应力校核计算公式:35ppWmApdzbhKKTK2000 Nm257IIT352cK10. 1AK361mK mm45d30z mm14b3575. 02zdSc363 . 0NK mm36375. 3h28364 . 1WK2802653 . 075. 014304511 . 1225720002000pNcmAcKdzbSKKTK8433. 64 . 1375. 314304511 . 125720002000ppWmApdzbhKKTK第二级直齿齿联轴器强度校验通过。3.13.2 第三级直齿联轴器直齿联轴器轮齿剪切应力校核计算公式:35pNcmAcKdzbSKKTK2000直齿联轴器轮齿挤压应力校核计算公式:35ppWmApdzbhKKTK2000 Nm1451IIIT352cK1AK361mK mm60d30z mm17b3512zdSc368 . 0NK mm365 . 4h362WK2802378 . 01173060112145120002000pNcmAcKdzbSKKTK845 .1025 . 417306011145120002000ppWmApdzbhKKTK第三级鼓形齿联轴器强度校验通过。293.14 花键轴挤压强度校核花键挤压强度公式:;许用压强37mZhlDTp2Mpappp120 Nm5673IIT8 . 010z mm2 . 24 . 022727822CdDh mm86l mm75272782dDDm MpazhlDTpm100100075862 . 2108 . 0567322Mpappp120花键挤压强度校验通过。四、润滑和密封因为工作过程中齿轮箱处于回转运动状态,因此高速轴端的润滑油高度由最顶部小齿轮位置附近的油标来指示最低/最高标志。电机导流罩上有两个方向完全相反的镜子,使用它们可以较早发现电机中是否有漏油现象。所用油的类型、数量以及换油间隔一定要说明。一定要考虑轴封锁使用的油与油脂的兼容性。油的黏度为 150cSt,一般情况下采用 Mobil SHC XMP 320。换油间歇不超过 5 年。小齿轮的轮齿用 OKS510 清漆和粘性油脂 OKS495 润滑。预紧件和接合面涂氩胶。五、运行和质量认可测试为了确定产品的质量,须进行几个原型试验。5.1 空载试验需进行空载试验,正反转均不小于两小时,应运转平稳,无振动冲击,各连接紧固件不松动,各连接密封处不漏油。5.2 极端过载试验这个试验用于确定极端过载率。把最大扭矩施加于电机端,改变载荷 100 次。另外,需对小齿轮进行载荷测试。在这些测试中获得齿轮刚度,高速和低速轴的惯性矩。5.3 疲劳测试试验时间为 120h,施加 1.3 倍的名义轮齿扭矩,振动范围+/-0
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