NGW型行星齒輪減速器——行星輪的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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1、 目錄 一．緒論 3 1．引言 3 2． 本文的主要內(nèi)容 3 二． 擬定傳動(dòng)方案及相關(guān)參數(shù) 4 1．機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的確定 4 ２．齒形與精度 4 ３．齒輪材料及其性能 5 三．設(shè)計(jì)計(jì)算 5 1．配齒數(shù) 5 2．初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) 6 （1）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算太陽輪分度圓直徑 6 （2）按彎曲強(qiáng)度初算模數(shù) 7 3．幾何尺寸計(jì)算 8 4．重合度計(jì)算 9 5．嚙合效率計(jì)算 10 四．行星輪的的強(qiáng)度計(jì)算及強(qiáng)度校核 11 １．

2、強(qiáng)度計(jì)算 11 ２．疲勞強(qiáng)度校核 15 1．外嚙合 15 2．內(nèi)嚙合 19 ３．安全系數(shù)校核 20 1 五．零件圖及裝配圖 24 六．參考文獻(xiàn) 25

3、 2 一．緒論 1．引言 漸開線行星齒輪減速器是一種至少有一個(gè)齒輪繞著位置固定的幾何軸線作 圓周運(yùn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)通常用內(nèi)嚙合且多采用幾個(gè)行星輪同時(shí)傳遞載 荷，以使功率分流。漸開線行星齒輪傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn) :傳動(dòng)比范圍大、結(jié)構(gòu)緊 湊、體積和質(zhì)量小、效率普遍較高、噪音低以及運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等，因此被廣泛應(yīng)用于 起重、冶金、工程機(jī)械、運(yùn)輸、航空、機(jī)床、電工機(jī)械以及國(guó)防工業(yè)等部門作為 減速、變速或增速齒輪傳動(dòng)裝置。 漸開線行星

4、齒輪減速器所用的行星齒輪傳動(dòng)類型很多， 按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中齒輪的 嚙合方式分為 :NGW 、NW 、NN 、 NGWN 、ZU 飛 VGW 、W.W 等，其中的字母 表示 :N— 內(nèi)嚙合， W—外嚙合， G— 內(nèi)外嚙合公用行星齒輪， ZU —錐齒輪。 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)有 : 重量輕、體積小。在相同條件下比硬齒面漸開線圓柱齒輪減速機(jī)重量減速輕 1/2 以上，體積縮小 1/2—1/3; 傳動(dòng)效率高 ; 傳動(dòng)功率范圍大， 可由小于 1 千瓦到上萬千瓦， 且功率越大優(yōu)點(diǎn)越突出， 經(jīng) 濟(jì)效益越高 ; 裝配型式多樣，適用性廣，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪

5、音小 ; 外齒輪為 6 級(jí)精度，內(nèi)齒輪為 7 級(jí)精度，使用壽命一般均在十年以上。 因此 NGW 型漸開線行星齒輪傳動(dòng)已成為傳動(dòng)中應(yīng)用最多、 傳遞功率最大的 一種行星齒輪傳動(dòng)。 2． 本文的主要內(nèi)容 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理 :當(dāng)高速軸由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)， 帶動(dòng)太陽 輪回轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于內(nèi)齒圈固定不動(dòng)，便驅(qū)動(dòng)行星架作輸出運(yùn)動(dòng)， 行星輪在行星架上既作自轉(zhuǎn)又作公轉(zhuǎn)， 以此同樣的結(jié)構(gòu)組成二級(jí)、 三級(jí)或多級(jí)傳 動(dòng)。NGW 型行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽輪、 行星輪、內(nèi)齒圈及行星架所組成， 3

6、 以基本構(gòu)件命名，又稱為 ZK-H 型行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是單級(jí) NGW 型行星減速器的設(shè)計(jì)。 二．?dāng)M定傳動(dòng)方案及相關(guān)參數(shù) 1．機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的確定 減速器傳動(dòng)比 i=6,故屬于 1 級(jí) NGW 型行星傳動(dòng)系統(tǒng)。 查《漸開線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》書表 4-1 確定 np =2 或 3。從提高傳動(dòng)裝置承載

7、力，減小尺寸和重量出發(fā)，取 np =3。 計(jì)算系統(tǒng)自由度 W=3*3-2*3-2=1 ２．齒形與精度 因?qū)儆诘退賯鲃?dòng)，以及方便加工，故采用齒形角為 20o，直齒傳動(dòng)，精度定 位 6 級(jí)。 4 ３．齒輪材料及其性能 太陽輪和行星輪采用硬齒面， 內(nèi)齒輪采用軟齒面， 以提高承載能力， 減小尺 寸。 表 1 齒輪材料及其性能 齒輪 材料 熱處理 H lim F lim 加工精度 (N/mm2) (N/mm2) 太

8、陽輪 20CrMnTi 滲碳淬火 1400 350 6 級(jí) 行星輪 HRC58 ~62 245 內(nèi)齒輪 40Cr 調(diào)制 650 220 7 級(jí) HB262~293 三．設(shè)計(jì)計(jì)算 1．配齒數(shù) 采用比例法： Z a : Z c : Z b : M Z a : Z a (i 2) 2 : (i 1) Z a : Z a (i np ) Z a : 2 Z a : 5 Z a : 2 Z a 按齒面硬度 HR

9、C=60， u Z c / Z a 6 2 / 2 2 ，查《漸 開線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》書圖 4-7a 的 Za max 20 ， 13 a 20。取 Z Za 17。 由傳動(dòng)比條件知： Y i Za 17*6 102 M Y / 3 102/ 3 34 計(jì)算內(nèi)齒輪和行星齒輪齒數(shù)： Z Y Z 10 2 1 7 8 5 b a Zc 2 Za 3 4

10、 5 2．初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) （ 1）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算太陽輪分度圓直徑 T K K K H u 1 d a Ktd 3 a A H p 用式 d 2 u 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 式 中 系 數(shù) ： H l i m u= Zc Za 34

11、 17 2 ， 太陽輪傳遞的扭矩 Ta 9549P/ npna 9549 30/ 3 100 954.9 N m 則太陽輪分度圓直徑為： T K K K H u 1 d a Ktd a A Hp 3 2 u

12、 d H lim 768 3 954.9 1.25 1.05 1.8 2 1 0.7 14002 2 103.76 mm 表 2 齒面接觸強(qiáng)度有關(guān)系數(shù) 代號(hào) 名稱 說明 取值 Ktd 算式系數(shù) 直齒輪 768 使用系數(shù) 表 6-5，中等沖擊 1.25 KA KHp 行星輪間載荷分 表 7-2，太陽輪浮動(dòng)， 1.05 配系數(shù) 6 級(jí)精度 綜合

13、系數(shù) p 1.8 KH 表 6-4，n 3 ， 高精度，硬齒面 6 d H lim  小齒輪齒寬系數(shù) 表 6-3 0.7 實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸 圖 6-16 1400 疲勞極限 以上均為在書《漸開線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 （ 2）按彎曲強(qiáng)度初算模數(shù) T 1 K A K Fp K F Y 用式 m K tm 3

14、 Fa 1 d Z 2 F lim 進(jìn)行計(jì)算。 1 F lim2 YFa1 YFa2 245 3.182.54 306.73 F lim1 2 由 350 N mm ， 所以應(yīng)按行星輪計(jì)算模數(shù) m K tm TaK A K Fp K F YFa 2 3 d Z a2 F lim 2

15、12.1 954.9 1.25 1.075 1.6 2.45 3 0.7 17 2 245 ? 5.64 表 3 彎曲強(qiáng)度有關(guān)系數(shù) 符號(hào) 名稱 說明 取值 Ktm 算式系數(shù) 直齒輪 12.1

16、 K Fp 行星輪間載荷分配系數(shù) KFp 1 1.5(K Hp 1) 1.075 =1+1.5(1.05-1) KF 綜合系數(shù) 表 6-4，高精度， 1.6 YFa1 齒形系數(shù) 圖 6-25，按 x=0 查值 3.18 YFa2 齒形系數(shù) 圖 6-25，按 x=0 查值 2.45 以上均為在書《漸開線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 若取模數(shù) m 6 ，則太陽輪直徑 ( d)a Za m 17 6 102 mm

17、 ，與 7 接觸強(qiáng)度初算結(jié)果 d a 103.76 mm接近，故初定按 d a 108.5 mm， m 6 進(jìn)行接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算。 3．幾何尺寸計(jì)算 將分度圓直徑、節(jié)圓直徑、齒頂圓直徑的計(jì)算值列于表４。 表 4 齒輪幾何尺寸 齒輪 分度圓直徑 節(jié)圓直徑 齒頂圓直徑 太陽輪 d a 102 d a 102 da a 114 外嚙合 d c 204 d b 204 da c 216 行 星

18、內(nèi)嚙合 輪 內(nèi)齒輪 d b 510 d b510 da b 498 對(duì)于行星輪，各主要參數(shù)及數(shù)據(jù)計(jì)算值列于表５。 表 5 行星輪幾何尺寸 名稱 代號(hào) 數(shù)值 齒數(shù) Zc 34 模數(shù) m 6 壓力角 α 20 分度圓直徑 d 204mm 齒頂高 ha 6mm 8

19、 名稱 代號(hào) 齒根高 h f 齒全高 h 齒頂圓直徑 da 齒根圓直徑 d f 基圓直徑 db 齒距 p 齒厚 s 齒槽寬 e 4．重合度計(jì)算 外嚙合：  數(shù)值 7.5mm 13.5mm 216mm 189mm

20、 191.70mm 18.84mm 9.42mm 9.42mm 9 (r) = m Z a 2 6 17 2 51 ( r ) c m Z c 2 6 34 2 102 a (r )

21、a d a a 2 114 2 57 ( r ) c d c 2 216 2 108 a a a ( ) arccos( cos ( r ) ) arccos( 57 ) 32.78 a a (r) a a a 51cos 20

22、 ( a )c arccos((r)c cos (r a) c) arccos(102cos 20 108 ) 27.441 Z a (tan( a ) a tan ) Z (tan( a ) c tan (2 ) c = 17(tan 32.78 tan

23、 20 ) 34(tan 27.441 tan 20 (2 ) =1.598>1.2 內(nèi)嚙合： (r)b= m Zb 2 6 85 2 255 ( r )c m Zc 2 6 34 2 102 (ra)b da b 2 495 2 247.5 ( r

24、a ) c da c 2 216 2 108 ( a )b arccos((r) b cos (r a )b ) arccos(255cos 20 247.5) 14.50 ( a )c arccos((r) c cos (r a)c) arccos(102cos 20 108) 27.441 Zc(tan( a)c tan ) Zb(tan( a )b tan (2 ) = 34(tan 27.441 tan 20 )

25、 85(tan14.50 tan 20 ) (2 ) =2.266>1.2 5．嚙合效率計(jì)算 b1 iabX X aX iabX 1 X 式中 為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的效率，可用 Kyдpявпев計(jì)算法確定。 查圖 3-3a、b（取 μ=0.06，因齒輪精度高）得： X 0.978 ， X 0.997， 各嚙合副的效率為 ac cb X X X 0.987 0.997

26、 0.984 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)效率為 ac cb 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 iabX Z b 85 5 Z a 17 10 b1 iabX X 1 5 0.984 則 aX X 1 0.987 . 1 iab 5 四．行星輪的 的強(qiáng)度計(jì)算及強(qiáng)度校核 １．強(qiáng)度計(jì)算 圖 1 斷面幾何參數(shù)

27、 行星輪可歸結(jié)為受內(nèi)外載荷的封閉圓環(huán)，其彎曲半徑與斷面厚度之比 / h 5 ，屬于大曲率圓環(huán)，彎曲中性層不通過重心，相距為e。 當(dāng)軸承裝在行星輪內(nèi)時(shí)，其輪緣減薄，若 h / m 3 時(shí)，在載荷作用下有較大變形。此變形對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度和軸承的承載能力有顯著影響， 應(yīng)準(zhǔn)確且計(jì)算。 但在設(shè)計(jì)時(shí)由于軸承上載荷大小和分布規(guī)律不清楚， 而難以計(jì)算。這里設(shè)想軸承中反力按余弦規(guī)律分布，并且不考慮離心力對(duì)軸承載荷的影響，作一簡(jiǎn)化計(jì)算。 11

28、 圖 2 計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩分布 表 6 行星輪輪緣強(qiáng)度計(jì)算公式 外載荷 危險(xiǎn)斷面的彎矩 Ft 2Ta K A M 1 Ft (0.094 0.318tg H da np t 0.5 ) Fr Ft tg t M 2 H M t Ft H Ft (0.11

29、 0.182tg t 0.138 qt 4Ft cos[( i 1) t ] 危險(xiǎn)斷面的軸向力 輪緣外側(cè)彎曲應(yīng)力 N1 0 max M 2h N 2 Se( h ) S N2 Ft (0.796 0.5tg i 0.637 H ) M 1h N1 min Se( h ) S 在與內(nèi)、

30、外齒中心輪嚙合處分別有一組相等且對(duì)稱的載荷：圓周力 Ft 、徑向 力 Fr 和 Ft 對(duì)彎曲中心的力矩 M t 。在圓周力 Ft 相背的一半軸承上作用有按余弦規(guī)律分布的徑向分布力 qi 。載荷計(jì)算式如表 6。 內(nèi)力素彎矩 M 在兩個(gè)嚙合節(jié)點(diǎn)， 即斷面 1 處達(dá)最小值，在與斷面 1 成 90 斷 面２處達(dá)最大值。這兩個(gè)斷面的彎矩 M 1 、 M 2 和軸向力 N1 、 N2 的計(jì)算式列于表 12 6。 最大、最小應(yīng)力都發(fā)生在輪緣的外側(cè)，為彎曲應(yīng)力、軸向應(yīng)力和離心應(yīng)力之 和。 內(nèi)力素及應(yīng)力計(jì)算

31、公式列于。其中離心力產(chǎn)生的應(yīng)力 2 2 g 0 2 2 式中 —— 齒輪材料的比重；np 3 g —— 重力加速度； —— 齒輪的絕對(duì)角速度； 2 n 2 * 50 60 52.33 rad / s 60 0 —— 輪緣斷面重心位置的曲率半徑。 使用表 6 中的公式時(shí)，要從實(shí)際斷面尺寸換算出一個(gè)相當(dāng)矩形斷面，才能較 準(zhǔn)確的求出應(yīng)力的大小和位置。相當(dāng)斷面的慣性矩為 I I min Smin a2 式中 I min、

32、 Smin —— 實(shí)際斷面對(duì) OX 軸的慣性矩和斷面面積； a —— 系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)公式確定： a 0.25 m( hmin 0.3m) 0.25 * 6 * (44.5 0.3* 6) 4.167 hmin —— 不計(jì)輪齒時(shí)的斷面厚度； hmin 44.5 m —— 齒輪模數(shù)。 相當(dāng)斷面的寬度取為輪緣的實(shí)際寬度 b，其高度 h、面積 S、斷面系數(shù) W 分 別為： 實(shí)際斷面尺寸 b 72， d 孔 100 h 12 12 55; S bh 72 * 55 bh2 72 * 552 3 3 3960;W

33、36300 b 72 6 6 I min bh3 72 * 55 3 bh 72 * 55 3960 12 12 998250, Smin I I min Smin a2 998250 3960 * 4.167 2 1067011 13 斷面的彎曲半徑為 0 e ； 0 72.25 ，而 e I 1067011 0 S

34、 3.73 72.25 * 3960 0 e 72.25 3.73 68.52 2 2 2 * 52.33 2 * 72.25 2 2 ) g 0 299(N / mm 3* 10 斷面上承受最大、最小應(yīng)力處到斷面重心的距離為 h 和 h 。先決定內(nèi)側(cè) h 25.98 ，則 h h h 29.02 ， H 40.48 。

35、 數(shù)據(jù)計(jì)算： 圓周力 Ft 2Ta K A 2* 954.9 * 1.25 7.80( kN ) da np 102 * 3 徑向力 Fr Ft tg t 7.80 * tg (32.78 ) 5.02(kN ) 力矩 M t Ft H 7.8* 40.48 315.744( N m) 徑向分布力 qt 4Ft cos[( i 1) t ] 4* 7.8 cos[( 2 1) t ] 0.1

36、45cos t kN / mm 3.14 * 68.52 危險(xiǎn)斷面的彎矩 M 1 Ft ( 0.094 0.318tg t 204.33( N m)  0.5 H ) 5.02 * 68.52 * (0.094 0.318tg 32.78 0.5* 40.48 ) 68.52 M 2 Ft (0.11 0.182tg t 0.138 H 5.02* 68.52 * (0.11 0.182tg 32.78 0.138 * 40.48) 68.52 106. 17(N m

37、) 危險(xiǎn)斷面的軸向力 N1 0 N2 Ft (0.796 0.5tg i 0.637 H ) 5.02* (0.796 0.5tg32.78 0.637* 40.48) 4.27kN 68.52 14 max M 2 h N 2 620.7(N / mm2 ) 輪緣外側(cè)彎曲應(yīng)力 Se( h ) S M 1h N1 2 min Se( h ) S 512.9(N / mm )

38、 ２．疲勞強(qiáng)度校核 1．外嚙合 （1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度 H 0 K AKvKH KH K Hp ， F t u 1 用式 H H 0ZH ZEZ Z u d1b 計(jì)算接觸應(yīng)力 H ，用式 HP H lim ZN ZL ZvZRZWZX 計(jì)算其許用應(yīng) SH min 力 HP 。三式中的參數(shù)和系數(shù)取值如表７。 接觸應(yīng)力基本值 H 0 ： H 0 ZH ZEZ Z Ft u 1 d1b u

39、 =2.5 189.8 0.89 18723.53 2 1 1 72 2 102 =825.85 N/mm2 接觸應(yīng)力 H ： H H 0 KAKvKH KH KHp =825.85 1.25 1.005 1.114 1 1.05 2 =1001.98 N/mm 許用接觸應(yīng)力 HP ： 15 HP H lim ZN ZL ZvZRZWZX

40、 H min S 1400 1.03 1.25  1.05 0.88 1.03 1 1 =1097.9 N/mm2 故 H HP ，接觸強(qiáng)度通過。 表 7 外嚙合接觸強(qiáng)度有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 代號(hào) 名稱 說明 KA 使用系數(shù) 按中等沖擊查表 6-5 動(dòng)載荷系數(shù) Kv V X (d )anaX 0.445， 6 級(jí)精度 60 1000

41、 V X a Z 100 0.07565 ，查圖 6-5b KH 齒向載荷分布 d p 3 查 圖 6-6 系數(shù) 0.7, n 得 KH 0 1.214 ，取 KHW 0.76 ， KHe 0.7 ，由式（ 6-25）得  取值 1.25 1.005 1.114 齒

42、間載荷分配 KH 系數(shù) 行星輪間載荷 KHp 不均衡系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH 彈性系數(shù) ZE  K H 1 ( K H 0 1)K HWK He =1+(1.214-1) 0.76 0.7 1.114 按 1.6 ，6 級(jí)精度，硬齒面，查圖 6-9 太陽輪浮動(dòng)，查表 7-2 ( x a x ) (Z Z ) 0, 0 c ac 查圖 6-10 查表 6-7  1 1.05 2.5 18

43、9.8 N mm2 16 Z Z Ft b u ZN ZL Zv ZR ZW  重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) 分度圓上的切向力

44、 工作齒寬 齒比數(shù) 壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油系數(shù) 速度系數(shù) 粗造度系數(shù) 工作硬化系數(shù)  1.6 ， 0 0.89 查圖 6-11 1 直齒， 0 T a9549 P 30 18723.53 9549 2864.7 N m N n 100 2000Ta 200

45、0 2864.7 Ft= 3 18723.53 N np (d ) a 102 b= d (d)a 0.7 102 71.4 mm 72 mm Z Z a 34 17 2 2 c 按工作 10 年每年 365 天，每天 16 小時(shí) 1.03 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) L a x p t 8 N 60(n n )n 8.76 10 HRC=HV713,v=0.445m

46、/s,查表 8-10 用中 1.05 型極壓油， v50 200 mm 2 / s 查圖 6-20 0.88 按 8, Rz 2.4 m ， 1.03 R Rz1 Rz2 3 100 2.08 查 圖 z100 a 2 6-21 兩齒輪均為硬齒面，圖 6-22 1 17 ZX 尺寸系數(shù) m≥

47、6 1 按可靠度查表 6-8 1.25 H min 最小安全系數(shù) S H lim 接觸疲勞極限 查圖 6-16 1400 以上均為在書《漸開線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 （2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 齒根彎曲疲勞應(yīng)力 F 及其許用應(yīng)力 FP ，用下式計(jì)算。并對(duì)行星輪進(jìn)行 校核。 F 0K AKvKF KF KFp , F 0 Ft F YF YS Y Y Y Y bmn F lim

48、 ST NT FP S Y relTY R relT YX F min 行星輪： F 0 c Ft F c S c Y Y Y Y bm n = 18723.53 2.45 1.68 0.719 1 72 6 =128.3 N/mm 2 F c F 0 cKAKvKF KF KFp =128.3 1.25 1.005 1.076 1 1.075=186.43 N/mm2 F lim cYSTYN

49、T FP c Y relT cY R relT cYX SF min = 245 2 1 0.96 1.045 1=307.21 N/mm 2 1.6 故 F cFP c ，彎曲強(qiáng)度通過。 18 表 8 外嚙合齒根彎曲強(qiáng)度的有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 代表 名稱 說明 取值 KF 齒 向載 荷 分 1.076 布系數(shù) 由 KH 0 1.214 ，b/m=12，查圖 6-23 得 KF 0 1.21 ， 由 式

50、 （ 6-38 ） 得 K F 1 (KF 0 1)KFWKFe =1+(1.21-1) 0.4 0.9 =1.076 KF KFp YF c YS c Y  齒 間載 荷 分 KF KH 配系數(shù) 行 星輪 間 載 按式（ 7-43）， 荷分配系數(shù) KFp 1 1.5(KHp 1) 1 1.5(1.051) =1.075 行 星輪 齒 形 c 0, Z c 34 ，查圖 6-25 系數(shù) x

51、 行 星輪 應(yīng) 力 查圖 6-27 修正系數(shù) 重合度系數(shù) Y 0.25 0.75 / 式(6-40), =0.25+0.75/1.598 =0.719  1 1.075 2.45 1.68 0.719 YNT 彎 曲壽 命 系 NL 8.76 108 1 數(shù) 2 YST 試 驗(yàn)齒 輪 應(yīng) 按所給的 F lim 區(qū)域圖取 力修正系數(shù) F lim 時(shí) 查圖 6-35

52、 0.96 Y relT c 行 星輪 齒 根 圓 角敏 感 系 數(shù) Y R relT 齒 根表 面 形 RZ 2.4 ，查圖 6-36 1.045 狀系數(shù) SF min 最 小安 全 系 按高可靠度，查表 6-8 1.6 數(shù) 以上均為在書《漸開線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 2．內(nèi)嚙合 齒面接觸疲勞強(qiáng)度同外嚙合齒面接觸疲勞強(qiáng)度所用公式相同， 其中與外嚙合取值不同的參數(shù)為： u=2.5,Z H =2.5,Z =0.7,Z =1.11,Z L

53、 =1.03,Z v =0.88, N 19 Z =1.04,Z W =1.11 R H 0 Z Z Z Z Ft u 1 H E d1b u =2.5 189.8 0.7 1 18732.53 2.5 1 204 72 2.5

54、 =254.045 N/mm2 H H 0 KAKvKH KH KHp =254.045 1.25 1.005 1.114 1 1.075 =311.60 N/mm2 H lim ZN HP Z Z Z Z Z X L v R W SH min 650 1.11 1.25

55、 1.03 0.88 1.04 1.11 1 =603.95 N/mm2 故 H HP ，接觸強(qiáng)度通過。 以上計(jì)算說明齒輪的承載能力足夠。 ３．安全系數(shù)校核 行星傳動(dòng)中的齒輪輪緣內(nèi)外側(cè)任一點(diǎn)上的應(yīng)力都在 max 和 min 之間變動(dòng)，且 為交變應(yīng)力，故其強(qiáng)度計(jì)算以進(jìn)行疲勞安全系數(shù)校核為宜。 當(dāng)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩在 輪緣內(nèi)產(chǎn)生很大切應(yīng)力時(shí)， 同樣應(yīng)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度校核。 其安全系數(shù) S 、 S 分 別按下式計(jì)算： S 1 [ S ] a

56、 m YN 1 b S 1 [ S ] a m YN 1 b 式中 b、 b —— 齒輪材料的抗拉強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度，對(duì)于近似計(jì)算可 20 取 b 0.68 b ； 1、 1 —— 齒輪材料的彎曲和扭轉(zhuǎn)對(duì)稱循環(huán)疲勞極限，一般取 1 0.43 b， 1 (0.54 ~ 0.6) 1 ； a、 a —— 正應(yīng)力和切應(yīng)力的應(yīng)力幅， a 1 ( max min ) a  2

57、 T KWPj T—— 中心輪上作用的扭矩； WPj —— 扭轉(zhuǎn)凈截面模量； K —— 考慮應(yīng)力循環(huán)特性的計(jì)算系數(shù) K=1（對(duì)稱循環(huán)）或 K=2 （脈動(dòng)循環(huán)）； m、 m —— 正應(yīng)力和切應(yīng)力的平均應(yīng)力 1 m max min 2 m a 脈動(dòng)循環(huán) 或 m 0 對(duì)稱循環(huán) 、 —— 材料的對(duì)稱循環(huán)極限應(yīng)力對(duì)實(shí)際輪緣的折算系數(shù)， 按下式計(jì)算： Y YR 1 YX YS Y YR 1 YX YS Y 、 Y —— 彎曲和扭轉(zhuǎn)的有效應(yīng)力集中系數(shù)。 Y 當(dāng)齒輪材料的 b 750N

58、/ mm2 時(shí)，取 Y Y 0， Y 0 讀圖可得。 YR —— 表面光潔度系數(shù)。查表可得。 Ys —— 表面強(qiáng)化系數(shù)。查表可得。 YX 、YX —— 絕對(duì)尺寸系數(shù)。查表可得。 YN —— 壽命系數(shù)，與材料種類、硬度和應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N L 有關(guān)， 21 當(dāng)齒面硬度 HB 350時(shí)： 4 106 6 YN N L 當(dāng)齒面硬度 HB 350 時(shí)： 4 106 YN 9 N L

59、當(dāng)循環(huán)次數(shù) N L 4 10 6 時(shí)取 YN 1 ；計(jì)算結(jié)果 YN 1.7 時(shí)取 YN 1.7 ；對(duì)于扭轉(zhuǎn)計(jì)算，一般取 N L 等于整個(gè)使用期間 的起動(dòng) 次數(shù)；對(duì)于彎曲計(jì)算 N L 查表可得。 S 、S —— 許用安全系數(shù)，當(dāng)只進(jìn)行彎曲計(jì)算時(shí)，一般取 S 2 ；對(duì)于扭轉(zhuǎn)計(jì)算，可按下式計(jì)算總安全系數(shù) S 的值： S S S S S2 S2 一般取 S 1.6 ~ 2 ；當(dāng)材料性能可靠、載荷計(jì)算準(zhǔn)確 時(shí)，可取 S 1.3 ~ 1.5 。 表 9 安全系數(shù)的有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 參數(shù) 數(shù)值

60、 備注 1.77 由圖 9-20（a）可得 Y 1.2 由表 9-15 可得 YR 2 由表 9-16 可得 YS 0.66 由表 9-17 可得 YX 22 Y Y R 1 Y X YS 1.77 1.2 1 0.66 2  1.49 1100 MPa b 53.9 M

61、Pa a 473MPa 1 m 566.8 MPa  機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表 10-1 高等教育出版社 1 a 2 max min 0.43 1 b 1 m2 max min YN S  1.49 1 2  見上表中。 N L 4 106 時(shí)取 YN 1 2.59 S  S  1 a m YN 1 b 以上均為在書《漸開線行星齒

62、輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 故 S [S ]，安全。 23 五．零件圖及裝配圖 圖 3 行星輪

63、 圖 4 裝配體 24 圖５ 行星輪的工程圖 六．參考文獻(xiàn) [1] 馬從謙，陳自修，張文照，張展，蔣學(xué)全，吳中心 .漸開線行星齒輪傳 動(dòng)設(shè)計(jì) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1987. [2] 孫恒 ,陳作模 ,葛文杰 .機(jī)械原理 [M].7 版.北京 :高等教育出版社 .2010 [3] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 ,陳國(guó)定 ,吳立言 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].8 版 .北京高等教育出版 社 ,2011. [4] 任繼生 ,唐道武 ,馬克新 .機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) [M]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 ,2009. 25