NGW型行星輪中太陽(yáng)輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算要點(diǎn)

目錄 1 .緒論 1. 2 .擬定傳動(dòng)方案及相關(guān)參數(shù) 3 1 .機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的確定 3. 2 .齒形與精度 3. 3 .齒輪材料及其性能 4. 3 .設(shè)計(jì)計(jì)算 4. 1 .配齒數(shù) 4.. 2 .初步計(jì)算齒輪主要參數(shù) 5. 3 .幾何尺寸計(jì)算 8. 4 .重合度計(jì)算 9.. 4 .太陽(yáng)輪的強(qiáng)度計(jì)算及強(qiáng)度校核 1.0 1 .強(qiáng)度計(jì)算 10 (1)外載荷 1.2 (2)危險(xiǎn)截面的彎矩和軸向力 1.2 2 .疲勞強(qiáng)度校核 1.4 (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度 1.4 (2)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 18 3 .安全系數(shù)校核 2. 5 .零件圖和裝配圖 25 6 .參考文獻(xiàn) 26 一.緒論 漸開(kāi)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(kāi)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(kāi)線行星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： 1、重量輕、體積小。在相同條件下比硬齒面漸開(kāi)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;2、傳動(dòng)效率高；3、傳動(dòng) 功率范圍大，可由小于1千瓦到上萬(wàn)千瓦，且功率越大優(yōu)點(diǎn)越突出， 經(jīng)濟(jì)效益越高；4、裝配型式多樣，適用性廣，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小 ；5、 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(kāi)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)。 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(yáng)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(yáng)輪、行星輪、內(nèi)齒圈及行星架所組成，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)。 行星齒輪傳動(dòng)與其他形式的齒輪傳動(dòng)相比有如下幾個(gè)特點(diǎn) ： (1)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率大、承載能力高， 這個(gè)特點(diǎn)是由行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素決定的。 a)功率分流 用幾個(gè)完全相同的行星輪均勻地分布在中心輪的周 圍來(lái)共同分擔(dān)載荷，因而使每個(gè)齒輪所受到的載荷都很小， 相應(yīng)齒輪 模數(shù)就可較小。 b)合理地應(yīng)用了內(nèi)嚙合 充分利用內(nèi)嚙合承載能力高和內(nèi)齒輪的 空間體積，從而縮小了徑向、軸向尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊而承載能力又高。 c)共軸線式的傳動(dòng)裝置 各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)，輸入軸 與輸出軸共軸線，使這種傳動(dòng)裝置長(zhǎng)度方向的尺寸大大縮小。 (2)傳動(dòng)比大 只要適當(dāng)?shù)倪x擇行星傳動(dòng)的類型及配齒方案， 就 可以利用很少的幾個(gè)齒輪而得到很大的傳動(dòng)比。 在不作為動(dòng)力傳動(dòng)而 主要用以傳遞運(yùn)動(dòng)的行星機(jī)構(gòu)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。此外，行星 齒輪傳動(dòng)由于它的三個(gè)基本構(gòu)件都可以傳動(dòng)， 故可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成 與分解，以及有級(jí)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)等復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。 (3)傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)采用了對(duì)稱的分流傳動(dòng)結(jié) 構(gòu)，即它具有數(shù)個(gè)均勻分布的行星齒輪， 使作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承 中的反作用力相互平衡，有利于提高傳動(dòng)效率。在傳動(dòng)類型選擇恰當(dāng)、 結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率可達(dá) 0.97?0.99。 (4)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng) 由于采用數(shù)個(gè)相同的行星輪，均勻分布于中心輪周圍，從而可使 行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多， 故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。 .擬定傳動(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) b 查書 《漸開(kāi)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)。 3 .齒輪材料及其性能 太陽(yáng)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 H lim (N/mm2) 仃 F lim (N/mm2) 加工精度 太陽(yáng)輪 20CrMnT i 滲碳淬火 HRC58 ~62 1400 350 6級(jí) 行星輪 245 內(nèi)齒輪 40Cr 調(diào)制 HB262?29 3 650 220 7級(jí) 三.設(shè)計(jì)計(jì)算 1 .配齒數(shù) 采用比例法： Za： Zc： Zb： M %: Z(i/2) 2-：i( alZ). aZ: i p( n ) =Za ： 2Za ： 5Za ： 2Za 按齒面硬度 HRC=60, u = Zc/Za=(6- 2)/2=2。 查《漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》書圖 4-7a 的 Za max = 20 13< Za< 20。取 Za=17。 由傳動(dòng)比條件知 Y = Za = 1 7 * 6 1 0 M = Y/3= 102/3= 34； 計(jì)算內(nèi)齒輪和行星齒輪齒數(shù) Zb=Y-Za = 102-17= 85； Zc = 2*Za= 34。 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(yáng)輪分度圓直徑 (TaKAKHpKHz u - 1 用式(d)a = Ktd ^二一進(jìn)行計(jì)算，式中系數(shù)如 \ d“Hlim u 下： u =Zc/Za = 3/417,2 太陽(yáng)輪傳遞的扭矩 Ta = 9 5 4 9 Pp/ n n 9 5 4 9 3 0 / 3 100 954.9 N 則太陽(yáng)輪分度圓直徑為: Ktd 二 3 TaKAKHpKH 三 中 d。Hlim 二 768 3 1954.9 1.25 1.05 1.8 V 0.7 14002 = 103.76 mm 表2 齒面接觸強(qiáng)度有關(guān)系數(shù) 代號(hào) 名稱 說(shuō)明 取值 Ktd 算式系數(shù) 直齒輪 768 Ka 使用系數(shù) 表6-5,中等沖擊 1.25 KHp 行星輪間載荷分 配系數(shù) 表7-2,太陽(yáng)輪浮 動(dòng)，6級(jí)精度 1.05 KH工 綜合系數(shù) 表 6-4, np = 3 , 高精度，硬齒面 1.8 1P d 小齒輪齒寬系數(shù) 表6-3 0.7 "H lim 實(shí)驗(yàn)齒輪的接觸 疲勞極限 圖 6-16 1400 以上均為在書《漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查 (2)按彎曲強(qiáng)度初算模數(shù) |TlKAKFpK—YFa1 用式m = Ky -dZ12”lim進(jìn)行計(jì)算。式中系數(shù)同 表2,其余系數(shù)如表3 因?yàn)椤?Flim2YFa；lYFa2 245 3.182.54 306.73Flim, 35 2 mm, 29 所以應(yīng)按行星輪計(jì)算模數(shù) m = K tm 二 3 I TaKAKFpKF 三YFa2 r 2 ：dZ 二 F lim 2 a = 12.1 31 954.9 1.25 1.075 1.6 2.45 0.7 172 245 =5.64 表3 彎曲強(qiáng)度有關(guān)系數(shù) 符號(hào) 名稱 說(shuō)明 取值 Ktm 算式系數(shù) 直齒輪 12.1 Kfp 行星輪間載荷分配 系數(shù) Kfp = 1 十 1.5(Khp-1) =1 + 1.5(1.05-1) 1.075 Kft 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(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 若取莫屬m = 6 ,則太陽(yáng)輪直徑與接觸強(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(yáng)輪 (d 卜=102 ? . (d )a = 102 (da )a= 114 行外嚙合 星 輪內(nèi)嚙合 (d 卜= 204 (d 卜=204 gc= 216 內(nèi)齒輪 (d > = 510 ? _ (d )b = 510 (da)b=498 對(duì)于太陽(yáng)輪，各主要參數(shù)及數(shù)據(jù)計(jì)算值列于表 5 表5太陽(yáng)輪的幾何尺寸 名稱 代號(hào) 數(shù)值 齒數(shù) Za 17 模數(shù) m 6 壓力角 a 20 分度圓直徑 d 102mm 齒頂身 ha 6mm 齒根高 hf 7.5mm 齒全高 h 13.5mm 齒頂圓直徑 da 114mm 齒根圓直徑 df 87mm 基圓直徑 db 95.85mm 4 .重合度計(jì)算 外嚙合: (r)a= m_Za/2 = 6 17/2 = 51 (r)c = m_Zc/2 = 6 34 2= 102 (ra)a = da a/2 =114/2 = 57 (ra)c= da c/2= 216/2= 108 (：a)a = arccos((r)acos： /(ra)a) = arccos(51cos20,57)= 32.78 (二 a)c = arccos((r)ccos /(ra)c) = arccos(102cos 20 108) = 27.441 ；：-iZa(tan(二 a)a - tan:)Zc(tan(： a)c- tan- 1 (2-) =17(tan32.78 - tan20 ) 34(tan 27.441 - tan 20 / (2二) =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 (ra)c = da c/2 = 216, 2 = 108 (1 a)b = arccos((r)bcos ： /(ra)b) = arccos(255cos 20.247.5) = 14.50 (二 a)c = arccos((r)ccos : /(ra)c) = arccos(102cos 20 108)= 27.441 ；? - iZc(tan(: a)c - tan 二)- Zb(tan(: a)b - tan ： L (2二) =34(tan 27.441 - tan 20 ) - 85(tan14.50 - tan 20 ) / (2二) =2.266>1.2 5 .嚙合效率計(jì)算 x X b = ? i ab 一 aX 一 / . X 1- iab X 式中 為轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的效率，可用 Kya pn b田畬法確te。 查圖3-3a、b （取底0.06,因齒輪精度高）得各嚙合副的效率為 X X "ac = 0.978 , %b = 0.997,轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)效率為 X = ： Cb = 0.987 0.997 : 0.984 , X Zb 85 匚 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比iab…云一行一5 1 5 0.984 1 5 =0.987 四.太陽(yáng)輪的強(qiáng)度計(jì)算及強(qiáng)度校核 1.強(qiáng)度計(jì)算 受力分析如圖所示: a）斷面參數(shù) b）計(jì)算簡(jiǎn)圖 首先要從實(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 一 I min Smin a 式中IminSmin一不計(jì)輪齒時(shí)，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 = 0.25V m熊所+0.3m); 其中hmin - -不計(jì)輪齒時(shí)的斷面厚度； m--輪齒模數(shù)。 相當(dāng)截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 h = 3 —; S = bh;W = b bh2 斷面的彎曲半徑為P=%-e,而$ = :. /S 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"。其中 先決定內(nèi)側(cè)h,則h=h-h"。 通過(guò)分析計(jì)算得出相關(guān)參數(shù)如下： 表6太陽(yáng)輪強(qiáng)度計(jì)算相關(guān)參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 備注 P 0 90.75mm P = (87+15) + 4 I min 279936mm4 1min=72M363 + 12 Smin 2592 mm2 87 -15 Smin=72" 2 ) a 3.765 a = 0.25vm(hmin + 0.3m) I 316678.18mm4 2 1 - 1 min Smin a e 1.35mm e = %0S P 89.4mm P = P-e Ha 32.85mm Ha=e + 31.5 , h 18mm h =18 (1)外載荷 l 2TaKA , r 節(jié)圓上的圓周力 Ft 丁式中 Ta=954.9Nm, Ka=1.25, da =102, d anp np=3 貝U 2 954 9 1 25 Ft= 2 954.9 1.25 1000 =7801N； 102 3 節(jié)圓上的徑向力Fr =%%式中at=o( =20； 所以 Fr =7801 tq20 =2839.3N; 1 g 節(jié)圓上的圓周力Ft對(duì)彎曲中心的力矩Mt =FtHa式中 Ha =32.85mm, 所以 m t =7801 父32.85 = 256262.85Nmm ; (2)危險(xiǎn)截面的彎矩和軸向力 危險(xiǎn)截面1的彎矩和軸向力 彎矩 Ml-Ft”H4 ?也;t] 軸向力 Ni =Ft(x, - 1tg： t) 危險(xiǎn)截面2的彎矩和軸向力 _ Ha ^ ， 彎矩 M2 = Ft： [?！埂?tg： t] 8; 軸向力 N2 =-Ft(X2 ? 2tg)t) 上 式 中 系 數(shù)查表 9-8 可 知；1 =0.1888; 2 =0.0800; ■ = 0.0244;X1 =0.5; X2 =0.408; 1 =0.288; 2 =0.409 所以 危險(xiǎn)截面1的彎矩和軸向力 彎矩 3 32.85 Q M l—7801M89.4父 + 0.1888父tan20 i 1 <2x89.4 J M1 = -176055.71Nmm 軸向力 N1 =7801 0.5 -0.288 tan 20 N1 -3082.77N 危險(xiǎn)截面2的彎矩和軸向力 彎矩 3 32.85 — M 2 = 7801m89.4m 十0.0244十0.0800m tan20 [ 2 <8x89.4 J M 2 =69356.55Nmm 軸向力 N2 = -7801 0.408 0.409 tan20 N2 = -4344.09N (3)危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力 危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力為彎曲應(yīng)力，軸向應(yīng)力及離心力產(chǎn)生的應(yīng)力 之和。 其中離心力產(chǎn)生的應(yīng)力:- 二-，：2 g 式中不一齒輪材料的比重； g--重力加速度； 齒輪的絕對(duì)角速度； P0--輪緣斷面重心位置的曲率半徑。 則輪緣外側(cè)的最大應(yīng)力和最小應(yīng)力為 、-max -min M2h N2 = 2 , - 2 S《：h） S M1h N1 - - Se（ ： h） S 2 2 三 100 92.75 首先求得 10 30 1000 「血1% 所以有 69356.55 18 -4344.09 6 c- max = 0.19 10 max 2592 1.35 89.4 18 2592 max =1.65MPa min -176055.71 18 3082.77 019 10 2592 1.35 89.4 18 2592 min = 一 7.24MPa 2.疲勞強(qiáng)度校核 (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度 用 式 仃 H =仃 0 JK HP <KA K v I r r r r - Ft U - 1 仃hlZhZeZsZPJh一計(jì)算接觸應(yīng)力仃h ,用式 , d1b u _ 二 H l ZNm 仃HP = -I ZlZvZrZwZx計(jì)算其許用應(yīng)力仃HP。三式中的 Sh m i n 參數(shù)和系數(shù)取值如表7。 接觸應(yīng)力基本值0H0 ： =2.5 189.8 0.89 1 18723.53 2 1 102 72 2 =825.85 N/mm2 接觸應(yīng)力圻H : 二 ho?KaKvKh ：Kh： KHp =825.85 <1.25 1.005 1.114 1 1.05 = 1001.98 N/mm1 許用接觸應(yīng)力0r HP : 二 H lim Zn 二 HP = ZlZvZrZwZx Sh min 1400 1.03 - 1.05 0.88 1.03 1 1 1.25 =1097.9 N/mm2 故仃H <仃HP ,接觸強(qiáng)度通過(guò)。 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(shuō)明 取值 Ka 使用系數(shù) 按中等沖擊查表6-5 1.25 Kv 動(dòng)載荷系數(shù) …X ((d′)anX V =二二2 = 0.445 , 6 級(jí)精度 60M1000 VXZa/100= 0.07565,查圖 6-5b 1.005  KhP 齒向載荷分 布系數(shù) 呼d = 0.7,np=3 查圖 6-6 得 KhP0 = 1.214 ,取 Khw= 0.76, KHe=0.7 ,由式(6-25)得 KhP = 1 +(KhP。- 1)KHwKHe =1+(1.214-1) M 0.76m 0.7 = 1.114 1.114 Kh 口 齒間載荷分 配系數(shù) 按%-1.6 , 6級(jí)精度，硬齒面，查 圖6-9 1 Khp 行星輪間載 荷不均衡系 數(shù) 太陽(yáng)輪浮動(dòng)，查表7-2 1.05 Zh 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系 數(shù) (Xa+ Xc)/(Za+Zc)= 0』=0 查圖6-10 2.5 Ze 彈性系數(shù) 查表6-7 189.8 Jn/ mm2 Z 重合度系數(shù) = 1.6 ,5=0 查圖 6-11 0.89 ZP 螺旋角系數(shù) 直齒，B = 0 1 Ft 分度圓上的 切向力 — P 30 Ta = 9549P =9549*衛(wèi)=2864.7 N m n 100 Ft=駟空=四叱2里7 =18723.53 N np(d)a 3^102 18723.53 N b 工作齒寬 b=cpd(d)a = 0.7M02= 71.4 mm 72 mm u 齒比數(shù) Zc/Za=34/17=2 2  Zn 壽命系數(shù) 按工作10年每年365天，每天16小 時(shí)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Nl= 60(na- nx)npt = 8.76" 108 1.03 Zl 潤(rùn)滑油系數(shù) HRC=HV713,v=0.445m/s,查表 8-10 用中型極壓油， 2 V50 = 200 mm / s 1.05 Zv 速度系數(shù) 查圖6-20 0.88 Zr 粗造度系數(shù) 按 ^8,Rz= 2.45, _ Rz-Rz2 c 麗 一一 Rz100 = 3 = 2.08查圖 6-21 2 V a 1.03 Zw 工作硬化系 數(shù) 兩出軋均為硬出面，圖6-22 1 Zx 尺寸系數(shù) mH 1 Sh min 最小安全系 數(shù) 按可靠度查表6-8 1.25 h H lim 接觸疲勞極 限 查圖6-16 1400 以上均為在書《漸開(kāi)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)力仃F及其許用應(yīng)力仃FP,用式 ―" Ft x, 一、一 仃 F =。FoKaKvKf PKfuKfp,。F0 = YFotYs" Y P 和 bmn 二 F lim YsTYnt 仃FP = Y6relTY R relTYX計(jì)算。并分別對(duì)太陽(yáng)輪和行星輪 Sf min 進(jìn)行校核。對(duì)于表7中未出現(xiàn)的參數(shù)和系數(shù)列于表8。 太陽(yáng)輪： 彎曲應(yīng)力基本值二F0w Ft、，一、… 、-F 0 a = Yf :工：aYS"問(wèn)丫 Y - bmn 18723.53 X 72 6 2.95 1.55 0.719 1 2 =142.5 N/mm 彎曲應(yīng)力:一 Fa 二 F -a =二 F0 二aKaKvKf Kf： Kfp = 142.5 1.25 1.005 1.076 1 1.075 =207.67 N/mm2 許用彎曲應(yīng)力:一 FP勺 _ 二 F lim SYSTYNT 二 FP a = Y、relT 2Y R relT 2YX 350 2 1 Sf min 0.95 1.045 1=434.33 N/mm2 1.6 故仃F電M仃FPa，彎曲強(qiáng)度通過(guò)。 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(shuō)明 取值 KfP 齒向載荷 分布系數(shù) 由 Khp0= 1.214 , b/m=12,查圖 6-23 得 KfP0 = 1.21 ,由式(6-38) KfP= 1+ (KfPo-1)KFwKFe 得 =1+(1.21-1尸 0.4父0.9 = 1.076 1.076 Kfq 齒間載荷 分配系數(shù) Kf = Khq 1 Kfp 行星輪間 載荷分配 系數(shù) 按式(7-43), Kfp = 1 + 1.5Khp-1)=1 + 1.5(1.051) = 1.075 1.075 Ym a 太陽(yáng)輪齒 形系數(shù) Xa = 0, Za = 17 ,查圖 6-25 2.95 Yf^c 行星輪齒 形系數(shù) Xc = 0, Zc = 34 ,查圖 6-25 2.45 Ysu a 太陽(yáng)輪應(yīng) 力修正系 數(shù) 查圖6-27 1.55 Ys^ c 行星輪應(yīng) 力修正系 數(shù) 查圖6-27 1.68  Y 重合度系 數(shù) Y8= 0.25+0.75/沁 式(6-40), =0.25+0.75/1.598 =0.719 0.719 Ynt 彎曲壽命 系數(shù) Nl= 8.76,108 1 Yst 試驗(yàn)齒輪 應(yīng)力修正 系數(shù) 按所給的仃F lim區(qū)域圖取 仃F lim時(shí) 2 Y re 同丁 a 太陽(yáng)輪齒 根圓角敏 感系數(shù) 查圖6-35 0.95 Y 6 relT 史 行星輪齒 根圓角敏 感系數(shù) 查圖6-35 0.96 Y R relT 齒根表面 形狀系數(shù) Rz = 2.4 ,查圖 6-36 1.045 Sf min 最小安全 系數(shù) 按高可靠度，查表6-8 1.6 以上均為在書《漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》上查得 3.安全系數(shù)校核 由以上分析，計(jì)算知，行星傳動(dòng)中的齒輪輪緣內(nèi)外側(cè)任意一點(diǎn)上 的應(yīng)力都在仃max和仃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。具安全系數(shù) S。和S,分別按下式計(jì)算： kJ V _ 1 _ S 二 : :~ S: a l - m Yn。」人 1 S <- S ■"寸 a m Yn 1 ? b 式中仃bTb--齒輪材料的抗拉強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度，對(duì)于近似計(jì)算 可取卻=0.68% ； 仃川「-齒輪材料的彎曲和扭轉(zhuǎn)對(duì)稱循環(huán)疲勞極限，一 般取 仃」=0.430b戶」=（0.54?0.6）?！梗? 仃a，7 a--正應(yīng)力和切應(yīng)力的應(yīng)力幅， a a a - 2 （- max min） _ T a - KWPj 其中T——中心輪（太陽(yáng)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)）； 仃m,Tm--正應(yīng)力和切應(yīng)力的平均應(yīng)力 二 m 二^（二 max 二 min） Em = 7a （脈動(dòng)循環(huán)）或7 m = 0 （對(duì)稱循環(huán)） 九九―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： Yc Yr1 「 YxYs 一Y Yr I YxYs 式中YbY「-彎曲和扭轉(zhuǎn)的有效應(yīng)力集中系數(shù)。 當(dāng)齒輪材料的仃b>750N<m2時(shí)，取 Y/Ygo，Yqo 由圖 9-20 和圖 9-21 確 定。這里是借用齒輪彎曲疲勞計(jì)算的資 料。圖中 f 為齒根厚度與過(guò)度曲線半 徑之比。按表9-14查取; Y R— —表面光潔度系數(shù)（粗糙度），見(jiàn)表9-15; Y s--表面強(qiáng)化系數(shù)，見(jiàn)表9-16; Y xdYx廠-絕對(duì)尺寸系數(shù)，見(jiàn)表9-17; Yn--壽命系數(shù)，與材料種類，硬度和應(yīng)力循環(huán)次數(shù) NL有 4 106 Yn 關(guān)，當(dāng)齒面硬度HBE350時(shí): Nl 當(dāng)齒面硬度HB>350時(shí): Yn 4 106 Nl 當(dāng)循環(huán)次數(shù)NL>4M106時(shí)，取丫「1;計(jì)算結(jié)果 Yn>1.7時(shí)，取丫「1.7；對(duì)于扭轉(zhuǎn)計(jì)算，一般取 NL等于 整個(gè)使用期間的起動(dòng)次數(shù)；對(duì)于彎曲計(jì)算 NL按表6-2 確定； S2<sj—許用安全系數(shù)，當(dāng)只進(jìn)行彎曲計(jì)算時(shí)，一般 取仁』之2；當(dāng)中心輪（太陽(yáng)輪）輪緣要同時(shí)校 核扭轉(zhuǎn)時(shí)，可按下式計(jì)算總安全系數(shù) S值： S= S2s 2s Sc S 一般?。⊿）=1.6?2 ,當(dāng)材料性能可靠，載荷計(jì) 算準(zhǔn)確時(shí)，可取@=1.3?1.5。 對(duì)于太陽(yáng)輪只要進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度校核，其安全系數(shù)SG按下式計(jì) 算： 丁 - S- m 其中各參數(shù)如下表 表9 參數(shù) 數(shù)值 備注 丫仃 1.52 由圖9-20 （a）可得 Yr 1.2 由表9-15可得 Ys 2 由表9-16可得 Yxa 0.66 由表9-17可得 ? H+Yr1 九cr Yx<YS 1.52+1.2—1 … - -1.30 0.66父2  表10 參數(shù) 數(shù)值 備注 仃b 1100MPa 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-1 高等教育出版社 仃a 4.445MR 仃 a=TG max」。min) 仃A 473MPa 仃」=0.43c b m m -2.795MPa m m — 2 b max 仃 min ) 九仃 1.30 表9 Yn 1 (0 2 由表10可知: =10335 s 1 ST 1.30 4.445 -2.795 1 473 1100 故可知其安全 五.零件圖和裝配圖 圖1太陽(yáng)輪 B5 / O,O15|B| ，9F 一 / 0.020 B 0 到 H,29 模地 m 6 田地 Q 17 曲形的 @ 2T 齒頂高藪敷 7 1 變位系數(shù) i o 精度等級(jí) y v* 目/nncQ古柏土 事心距 同超5盟%3b阻 d 102 全齒高 h 13LUK 配對(duì)齒槍 1門不 國(guó)號(hào) 齒地 17 ’ A差組 拗t項(xiàng)目 地信 1 Fr G.G22G Fw 0.C-3O II Fpt 0.0090 ff 0.0100 III 卜口 0,D140 苒齒欷 K 7 技術(shù)暮求 I.調(diào)制處理 220^26CHBS; 2.未注國(guó)的RJ; WW 太陽(yáng)輪 KBM 圖2太陽(yáng)輪的工程圖 WU1 31,1 1生, ig^ULFMn I 1U1 1.】演堂理工大學(xué)~~ F就工曄 蝴衩陪睡 圖3裝配圖 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(kāi)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. 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