二級(jí)行星齒輪課程設(shè)計(jì)說明書

1 .課程設(shè)計(jì)任務(wù)書22 .電動(dòng)機(jī)選擇33 .傳動(dòng)比及其分配34 .前減速器設(shè)計(jì)35 .行星齒輪減速器齒輪設(shè)計(jì)76 .行星齒輪傳動(dòng)軸及鍵的設(shè)計(jì)127 .軸承壽命計(jì)算218 .齒輪加工工藝239 .箱體結(jié)構(gòu)尺寸2310 .附錄 1 2511參考文獻(xiàn)282912.感想課程設(shè)計(jì)說明書1.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：NGW （2K-H負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）行星減速裝置設(shè)計(jì)一.設(shè)計(jì)要求與安排1、學(xué)習(xí)行星傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，掌握 2K-H機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比計(jì)算、受力分析、傳動(dòng) 件浮動(dòng)原理。2、參考有關(guān)書籍、刊物、手冊(cè)、圖冊(cè)了解2K-H行星傳動(dòng)裝置（減速器）的基本 結(jié)構(gòu)及技術(shù)組成的關(guān)鍵點(diǎn)。3、按所給有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行該傳動(dòng)裝置（減速器）的設(shè)計(jì)。1）、齒數(shù)的選擇：傳動(dòng)比及裝配條件、同心條件、鄰界條件的滿足。2）、了解各構(gòu)件的作用力及力矩的分析，進(jìn)行“浮動(dòng)”機(jī)構(gòu)的選擇。3）、參考設(shè)計(jì)手冊(cè)根據(jù)齒輪、軸、軸承的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。4）、按有關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪制完成教師指定的行星傳動(dòng)裝置（減速器）總圖、 部件圖、零件圖。書寫、整理完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。4、對(duì)于所設(shè)計(jì)的典型零件結(jié)合所學(xué)有關(guān)加工工藝知識(shí)編寫該零件加工工藝5、行星傳動(dòng)裝置（減速器）總圖選擇合適比例采用 A0號(hào)圖面繪制，主要技術(shù)參 數(shù)（特征）、技術(shù)要求應(yīng)表達(dá)清楚，在指導(dǎo)教師講授、指導(dǎo)下標(biāo)注、完成總圖所 需的尺寸、明細(xì)及圖紙的編號(hào)等各類要求。 按零件圖要求完成零圖紙的繪制， 提 出技術(shù)要求，上述圖紙總量不應(yīng)少于： A0+ A01/2。2 .設(shè)計(jì)條件1 .機(jī)器功用減速裝置用于絞車卷筒傳動(dòng)2,使用壽命 預(yù)期壽命10年，平均每天工作1216小時(shí)3 .原始數(shù)據(jù)1 .電機(jī)功率：150kw2 .輸入轉(zhuǎn)速：n=960r.p.m 輸出轉(zhuǎn)速：4345r.p.m3 .前減速器傳動(dòng)比i=5.624 . 2K-H行星傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速 43-45r.p.m2 .電動(dòng)機(jī)的選擇電機(jī)功率150kw,輸入轉(zhuǎn)速為960r.p.m查表選用Y200L4型。額定功率為 150kw,滿載轉(zhuǎn)速 1000r.p.m.3 .傳動(dòng)比及其分配(1)計(jì)算總傳動(dòng)比輸入轉(zhuǎn)速 n=960r.p.m,輸出轉(zhuǎn)速 =43-45r.p.m,前減速器傳動(dòng)比=3.8,行星減速器輸入轉(zhuǎn)速n1 =252.1r.p.m，取n1 =252r.p.m(2)行星齒輪傳動(dòng)比252 =5.8643252一 5.6745設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明試取傳動(dòng)比5.8,則輸出轉(zhuǎn)速n，= 44.5r/min(3)選太陽輪作為浮動(dòng)機(jī)構(gòu)太陽輪位置可沿軸向有一定限度的變動(dòng)，太陽輪兩端有彈性墊片，輸入軸和輸出軸的靠近太陽輪一端有凸塊， 凸塊和彈性墊片相對(duì)應(yīng)，限制太陽輪的 軸向移動(dòng)范圍。齒形為漸開線直齒，外嚙合最終加工為磨齒，6級(jí)精度；內(nèi)嚙合最終加工 為插齒，7級(jí)精度，采用變位齒輪傳動(dòng)。4 .前減速器設(shè)計(jì)前減速器用齒輪傳動(dòng)，功率P =150kW ,輸入轉(zhuǎn)速為比為 b = 72mm i =3.8 ,輸出轉(zhuǎn)速為 n = 252.2r / min .1 )選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力由表6.2選小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪45正火許用接觸應(yīng)力L-h l-；"HHm Zn SH lim接觸疲勞極限0Hlim查圖6-4接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn應(yīng)用循環(huán)次數(shù)N由式6- 7N1 =60nljLh=60 960 1 (10 15 365)查圖6 5得接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHlimk-H1 1-700 1/1L-H2 .1-550 1.05/1許用彎曲應(yīng)力外 由式612, bF】 = YnYx SFlim彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃Flim查圖6 7,雙向應(yīng)力乘0.7彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)Yn查圖6 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)Yx查圖6 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFm.k-F1378 1 1/1.4l<F2 .1- 294 1 1/1.42)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按V1 參考表6.7、表6.8選取z課程設(shè)計(jì)說明書小輪分度圓直徑di ,由式6 5得d JZeZhzJ2Kti(uZi)1 Vl Lh J 也 u齒寬系數(shù)查表6.9,按齒輪相對(duì)軸承為對(duì)稱布置小輪齒數(shù)乙在推薦值2040中選Z =izi =3.8x22=123.64 圓整取齒數(shù)比 u1u1 =Z2/Z1 =124/22傳動(dòng)比誤差 ：u/u =(5.64 5.62)/5.62 =0.0036 :二 0.05小輪轉(zhuǎn)矩工 T1 =9.55 106P/n1 -9.55 106 30/1470初定螺旋角一：0載荷系數(shù)K K =KAKVK.K：Ka使用系數(shù)查表6.3Kv 動(dòng)載系數(shù)由推薦值1.051.4Ka 齒間載荷分配系數(shù)由推薦值1.01.2KP 齒向載荷分布系數(shù)由推薦值1.01.2載荷系數(shù) K K =KaKvK：.Kb=1 1.2 1.1 1.1材料彈性系數(shù)Ze查表6.4節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh查圖6-3重合度系數(shù)Z名由推薦值0.850.92螺旋角系數(shù) Z = " cos : = cos12故di -,1 189.8 2.45 0.992 1.45 194898 5.64 1di - 3.75 22 cos20.35t =22 tan(arccos) - tan 20.35 - 2二3.75 22 3.75 2 15770.85.64齒輪法面模數(shù) mnmn = d1 cos 一： / 4 = 80 cos120/22 = 3.56按表6.6圓整取標(biāo)準(zhǔn)值中心距 a a =0(4 z2)/(2cos -：)=3.75 (22 124)/(2 cos12)分度圓螺旋角= arccos mn (4 z2)/(2 a) I - arccos3.75(22 124)/(2 280)1小輪分度圓直徑ad1 =mz =3.75x2224圓周速度 vv = ：d1nl/60000= ： 82.5 1470/60000齒寬 bb= dd1=0.8 82.5= 66mm行星輪齒寬b2b2 =b太陽輪齒寬b|h =d - 5103）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算有式6102KF :bd1mYFaYsaY ； M f 1人且止da1 = 87.5mm三j里兇奴zvda2 = 480mmzv1 =4/coS3 =22/cos3 12.13zv2 =z2/cos3 : =124/cos312.13齒形系數(shù)YFa查表6.5小輪YFa1大輪YFa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查表6.5小輪Ysa1大輪Ysa21 I，重合度二.；. -Iz1 (tan 二 a1 一 tan =) Z2 (tan 二 a2 - tan 二)12 二124 (tan(arccos3.75 27cos 20.353.75 124 3.75 2)- tan 20.35)重合度系數(shù)Y -0.25 - 0.75/二 &5螺旋角系數(shù)Yp由推薦值0.850.92故 c F1 =2 1.45 194898 2.53 1.831/ 66 80 3.75二F2 =2 1.45 194898 2.185 1.78/ 72 465 3.75.54）齒輪其他主要尺寸計(jì)算大輪分度圓直徑 d2 d2 =mnZ2/cos： =3.75 124/cos12.13o根圓直徑df頂圓直徑dadf1 =d1 -2hf =82.5-2 1.25 3.75df2 =d2 -2hf =475-2 1.25 3.75da1 =d1 2ha =82.5 2 2.5da2 = d2 2ha = 475 2 25a2 2 a5.行星齒輪減速器傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力由表6.2選 太陽輪20CrMnTi滲碳淬火回火行星輪20CrMnTi滲碳淬火回火內(nèi)齒圈45表面淬火許用接觸應(yīng)力k-H l-CHlim Zn SH lim接觸疲勞極限0Hlim 查圖6-4接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn 應(yīng)用循環(huán)次數(shù)N由式6- 7查圖6 5得接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHlim許用彎曲應(yīng)力” 由式612, Lf】=二 Flim YnYxSf lim彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃Flm查圖67,雙向應(yīng)力乘0.7彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)Yn查圖68彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)Yx查圖69彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SF minl-F1 1-870 1 1/1.4則 tF2 1-730 1 1/1.4kF3 1- 740 1 1/1.41）太陽輪-行星輪 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 v1 =:：0.013 0.022,參考表6.7、表6.8選取7 0.022dU|圓周速度 vt = 4m/s ,太陽輪分度圓直徑d1，由式6 5得eZhZu-1u齒寬系數(shù)甲d查表6.9,按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置太陽輪齒數(shù)Zi在推薦值2040中選.Hil3幾=（乙+Z3）/Zi圓整取齒數(shù)比 u1u1 =z2/z) =27/21太陽輪轉(zhuǎn)矩 T1 T1 =9.55 10189.82.20.9 j 父 2 M 2.42 父 1093510 乂 0.1713580.351.17齒輪模數(shù) mm = dI / zi = 55/23 = 2.4mm按表6.6圓整太陽輪分度圓直徑d1d1 =mz =4.5父23圓周速度 vv = d1n1/60000 = ： 42 1420/60000標(biāo)準(zhǔn)中心距 a a =m(z1 Z2)/2 =4.5 23 27 /2齒寬 bb= dd1 =0.35 103.5 = 36.225mm行星輪齒寬b2d = b太陽輪齒寬b1b1 =b2 510P/n1 =9.55 106 30/262載荷系數(shù)KK -KaKvK. K .KA使用系數(shù)查表6.3Kv 動(dòng)載系數(shù)由推薦值1.051.4K 齒間載荷分配系數(shù)由推薦值1.01.2Kp 齒向載荷分布系數(shù)由推薦值1.01.2載荷系數(shù) KK -KAKVK.K ； -1.35 1.023 1.15 1.3材料彈性系數(shù)ZE查表6.4節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查圖6-3故d1 -重合度系數(shù)Z由推薦值0.850.92 2)太陽輪一行星輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算.,2KT,有式 6-10% =一YFaYsaY 4爪bd1m齒形系數(shù)YFa查表6.5小輪YFai大輪YFa2應(yīng)力修正系數(shù)YSa查表6.5小輪YSa1大輪Ysa21重合度 二；-=I.z1 (tan : a1 - tan : ) z2(tan : a2 - tan ： ) I-2 二14.5 23 cos20、_23 tan(arccos) - tan 20 二2二4.5 23 4.5 24.5 27cos 20、27 (tan(arccos) - tan 20)4.6 27 4.5 2重合度系數(shù)丫. = 0.25 0.75/ ；一故 ；、1 =2 2.42 1093510 2.106 1.831/ 43 103.5 4.5二f2 =2 2.42 1093510 2.069 1.86/ 40 121.5 4.5許用彎曲應(yīng)力：太陽輪：異1 =622N/mm2行星輪：kF2 1=520N / mm23)行星輪-內(nèi)齒輪 接觸疲勞強(qiáng)度校核 同上可得：實(shí)際接觸應(yīng)力 二H =517N/mm2行星輪許用接觸應(yīng)力k H1 I -1259N / mm2內(nèi)齒輪許用接觸應(yīng)力kH21 - 1004N /mm2實(shí)際接觸應(yīng)力。1 =517N/mm2滿足接觸疲勞強(qiáng)度要求4)齒輪其他主要尺寸計(jì)算太陽輪分度圓直徑d2 d2=mz2=4.5 27內(nèi)齒輪分度園直徑d3d3=mz3=4.5 79根圓直徑 dfdf1 =d1-2hf =103.5-2 1.25 4.5df2 =d2 -2hf =121.5-2 1.25 4.5df3 =d3 -2hf =355.5 2 1.25 4.5頂圓直徑 dada1 = d1 2ha = 103.5 2 6.37da2 =d2 2ha =121.5 2 6.53da3 =d3 -2ha =355.5 2 1.795)齒輪的變位采用外嚙合角變位，內(nèi)嚙合高變位(1)未變位時(shí)，太陽輪與行星輪中心距 a=(d1+d2)/2 = (103.5+121.5)/2選取變位系數(shù)：太陽輪：xa =0.549,內(nèi)齒圈：4 =0.584,行星輪：xc =0.584太陽輪與行星輪傳動(dòng)的變位系數(shù)之和xac = xa + xc = 0.549+ 0.584(2)太陽輪與行星輪傳動(dòng)的端面嚙合角atac =25.37變位后太陽輪與行星輪無側(cè)隙嚙合時(shí)中心距為aa = acos-i / cos =二112.5cos 200 /cos25.370即實(shí)際中心距為117mm.(3)分離系數(shù)y分離量 ym =a -a =117 712.5分度圓分離系數(shù) y : y = 0.5(乙 +z2)(cosa/cosa-1)(4)齒頂高變動(dòng)系數(shù)仃外嚙合齒輪具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙時(shí)，具中心距 a”為：a = m(z1 z2)/ 2 (xi x2)m即 a4.5(23 27)/2 (1.133 4.5)c =(X x2) -y =1.133-1備注：所有數(shù)據(jù)都在附錄1中有具體的說明！ ！6.行星齒輪減速器傳動(dòng)軸及其鍵的設(shè)計(jì)(1)輸入軸的設(shè)計(jì)與校核輸入功率 P = 30kw 轉(zhuǎn)速 n = 262r / min輸出功率 P2=29.1kw 輸出轉(zhuǎn)速 n2=58r/min設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明1)計(jì)算作用在軸上的力T1 =1093510NUmm軸材料：45號(hào)轉(zhuǎn)矩 T1 =9.55 106P/n1 =9.55 106 30/ 262 2)初步估算軸的直徑選用45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式82 d > A3 -計(jì)算軸的最小直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影響查表8.6取A = 110dmin = 53.4mm3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)確定軸的結(jié)構(gòu)方案軸承靠軸肩定位，左端軸承靠套筒與端蓋定位。(2)確定軸各段直徑和長度(1段 根據(jù)dmin圓整，選擇連軸器 HL4型，連軸器轂孔 長84mm,該段應(yīng)比連軸器短14mm2段 為使連軸器定位，軸肩高度h =c+(23)mm,孔倒d1 = 55mm11 8 82mm角C取3mm, d2 =d1 +2h且符合標(biāo)準(zhǔn)密封內(nèi)徑，取端蓋寬度 15mm,端蓋外端面與半連軸器相距 20mm.則12=30mm段 該段裝軸承，軸承為 32213型圓錐滾子軸承，d =65mm,D =120,T = 32.75mm,da = 74mm ,為了使定位可靠，軸段長度應(yīng)比T小。13 =30mm。(4段 該段為兩個(gè)軸承之間，應(yīng)比軸承內(nèi)徑略小，裝套筒 以使軸承軸向定位。段 該段裝軸承，為32213型圓錐滾子軸承，同第三段，d5 =65mm15 =30mm段 該段用于軸承的軸向定位，是一軸肩，取d6 = 70mmd2 = 60mml2 = 30mm16 =15mm7段 該段與連軸器相連接，選用HL5型連軸器，軸孔直徑 d =75mm,孔長 1 = 107 mm4)軸的強(qiáng)度校核齒輪采用的是直齒，因此軸主要承受扭矩，其工作能力按扭 轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：TPT 9.55 10T 1 N / mmmmd3 = 65mm 313 =30mmd4 = 60mm14 = 35mmd5 = 65mm15 =30mmd6 = 70mm16 = 15mmd7 = 75mm17 = 103mm45鋼I%=30 40WT0.2d3n式中， 一軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N/mm2;T 一軸所受的扭矩，Nblmm；W 一軸的抗扭截面模量，mm3 ; 2 tt = 32.86N / mmT =109770Nmm軸的強(qiáng)度滿足 要求n 一軸的轉(zhuǎn)速，r / min ；P 軸所傳遞的功率，Kw；Itt 軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N / mm2 ,見表8.6;A 取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力%的系數(shù)，其值可查表8.6.T6 P630t =9.55 10 :3 =9.55 10 :3Wt0.2d n0.2 55 262T =32.86N/mm2 三 I T I - 40N / mm25)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(1)選擇危險(xiǎn)截面在第一段軸與第二段軸之間有應(yīng)力集中源，第一段軸上有鍵,其應(yīng)力較大，應(yīng)力集中嚴(yán)重，選其接近第二段軸處截面為危險(xiǎn)截面。(2)計(jì)算危險(xiǎn)截面上工作應(yīng)力軸主要承受扭矩，其扭矩 T =1097700Nmm軸上有雙鍵，其抗彎截面系數(shù)：3232W 二d bt(d -t)二 5516 4.3 (55 -4.3)32 d 3255抗 扭 截 面 系 數(shù)：3232W = 13118.4mm3WT = 29452.2mm323 =37.3N/mm2% =xm =18.65N /mmW 二d bt(d -t).二 5516 4.3 (55 -4.3)16 d1655截面上的扭剪應(yīng)力： =T/Wt =1097700/29452.2扭切應(yīng)力：- a = m = /2(3)確定軸材料機(jī)械性能查表8.2,彎曲疲勞極限仃_, = 275mm2,剪切疲勞極限4 =155N / mm2碳鋼材料特性系數(shù)： ，=0.1,昨= 0.5Q(4)確定綜合影響系數(shù)KK軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù) Q,根據(jù) KJVr/d =1.6/55 =0.029 ,由表 8.9插值計(jì)算得 1y = 1.86,匕=1.30配合處綜合影響系數(shù) KKt，根據(jù)d,bb，配合H7/r6,由表8.11插值計(jì)算得 K門= 3.4, K工=0.4 + 0.6Kl2.44 ljvu鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)k仃，k根據(jù)仃b,由表8.10插值計(jì)算得 k=1.80,匕=1.61尺寸系數(shù) %, %，根據(jù)d ,由表8-12查得，% = 0.81, % =0.75。表面狀況系數(shù)根據(jù) ,表面加工方法查圖8-2得=0.84軸肩處的綜合影響系數(shù)Kq,0為：k 二 _1.80；-0.81 0.84= 2.732.44k =；L：0.75 0.84-3.87鍵槽處綜合影響系數(shù)Ka, K三為:1.800.81 0.84= 2.64IZ - %K-1.612.560.75 0.84同一截面上有兩個(gè)以上應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計(jì)算安全系數(shù)，故按配合處系數(shù) KT , KT 0cr- 2二=275mm2=155N / mm；0.1q0.05 Vk/1.86k =1.30 （軸肩圓角處）Kc =3.4K =2.44（配合處）k.-1.80k =1.61 （鍵槽處）二一-0.81；=0.75 A0.84= 2.73K =3.87K .-2.64K. = 2.56(5)計(jì)算安全系數(shù)由表8.13取許用安全系數(shù)S = 1.6由式8-6Sc275k；a m 3.4 1 0.1 0S.=k. a - ；：,m1552.4416.5-0.0516.5S - SS ca -6)軸的彎矩圖和扭矩圖(1)求軸承反力H水平面RH1 =2360.7N , RH2 =2360.7NV 垂直面RV1 =1208.4N , RV2 =549.3N(2)求第一個(gè)軸承處彎矩H水平面MH =224266.5NV垂直面MV1 -140616N , MV2 -52155N合成彎矩MM1 =264704NLmm , M2 = 23025(mm扭矩 TT =1097700 N|_mm彎扭合成當(dāng)量彎矩Mca1 =709823NLmmMca2 =697706NLmim ca7)軸上鍵的設(shè)計(jì)及校核S ： = 1.6邑=80.1S ,-3.77Sca = 5.2 疲勞強(qiáng)度安全RH1 -2360.7NRH2 =2360.7NRvi =1208.4NRv2 =549.3NM H = 224266.5 NMV1 =140616NMV2 -52155NM1 =264704N|_mmM2 = 230251_mmT =1097700 N|_mm靜聯(lián)接，按擠壓強(qiáng)度條件計(jì)算，其計(jì)算式為：4T r i仃p =< bp J dhl式中，T 轉(zhuǎn)矩，Nmm ；d 一軸徑，mm;h 一鍵的高度，mm;l 鍵的工作長度，mm, A型鍵l =L-b； B型鍵l =L； C型鍵l=Lb/2,其中L為鍵的長度，b為鍵的寬度；瓦】許用擠壓應(yīng)力，N/mm2,見表3.2;根據(jù)軸徑，選用 C 型鍵，b=16mm,h=10mm,L=4580mm,取 L=60mml =L -b/2 =60 -16/24T4父109770p -dhl _55x10x52按輕微沖擊算bp 】 = 100120N/mm2用雙鍵，180度布置，按1.5個(gè)鍵計(jì)算kP 】=1.5 bP 】l = 52mm b = 16mm h = 10mm, Li . ，2仃 p =153N / mm kp = 150 180 用兩個(gè)鍵，滿足 強(qiáng)度要求。N / mm彎矩圖，扭矩圖如下:(2)輸出軸的設(shè)計(jì)與校核輸出轉(zhuǎn)速 n2 =58r/min ,轉(zhuǎn)矩 T2 =4791470N|_mm計(jì)算項(xiàng)目及說明結(jié)果1)計(jì)算作用在軸上的力轉(zhuǎn)矩T2 =4791470N|_mm，總傳動(dòng)效率取 ”=0.97 ,則輸出功率P2 =30x0.97P2 =29.1kw2)初步估算軸的直徑選用40Cr作為軸的材料，由式82d2AC計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響查表8.6取A=100叱年=100償dmin = 75mm3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)確定軸的結(jié)構(gòu)力條行星輪上有一與行星輪固聯(lián)的圓盤，該圓盤與輸出軸相連，從而將轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出端。輸出軸一端與圓盤相連，另一端通過連軸器輸出，軸共分為八段。(2)確定各軸段的直徑和長度段 根據(jù)dmin ,并由丁2和7選擇連軸器，選用型號(hào)為HLf ,孔d1 = 75mm徑d =75mm,軸孔長l = 107mm 0軸的長度應(yīng)比轂孔長度短 14mm。l1 = 103mm段 第二段軸裝軸承端蓋，用以使軸承軸向定位以及密封，d2 = 78mm取其長度為20mm。l2 = 20mm段 該段軸上裝軸承，軸承選用 7216C型角接觸球軸承，d =80mm, B=26mmd3 = 80mm 3l3 = 25mm段 第四段軸在一對(duì)軸承之間，上面用套筒保證兩個(gè)軸承之課程設(shè)計(jì)說明書35間的軸向距離，長度取40mm。該段軸裝另一軸承，其要求與第三段相同，所以d =80mm, l =25mm段 軸肩，使軸承軸向定位，d =88mm, l =10mm7）段 該段軸較大，與行星輪上的圓盤相聯(lián)，是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的主要部分。d = 234mm, l =15mmd4 = 77mm14 = 40mmd5 = 80mm15 = 25mmd6 = 88mm16 = 10mmd7 = 234mm17 = 15mm8）段 該段軸與行星輪上圓盤相連的同時(shí)，其端面有一凸起,和彈性墊片一起，限制太陽輪的軸向移動(dòng)。軸起到定位和傳遞運(yùn)動(dòng)和力的d8 = 80mm l8 = 10mm輔助作用，具大小應(yīng)大于軸的最小直徑，長度小于行星輪上圓盤厚度。d =80mm, l =10mm。4）軸的強(qiáng)度校核齒輪采用的是直齒，因此軸主要承受扭矩，其工作能力按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條 件計(jì)算。軸的材料為40Cr.扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為:T=T =9.55 1 06：P3 < l.T 1 N / mm2WT0.2d3n式中，即一軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N/mm2;A =100T 一軸所受的扭矩，NJmm；W 一軸的抗扭截面模量，mm3 ;n 一軸的轉(zhuǎn)速，r / min ；P 軸所傳遞的功率，Kw；kT 】=40 52N / mm2kT 軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N / mm2 ,見表8.6;A -取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力1】的系數(shù)，其值可查表T _ 6 P 一 一6T =9.55 103 = 9.55 10WT0.2d n300.2 752627T = 43.5N / mm滿足強(qiáng)度要tt = 43.5N / mm2 < kT = 50 N / mm25）軸上鍵的設(shè)計(jì)及校核轉(zhuǎn)矩T =47491470N/mm2 dmin =75mm靜聯(lián)接，按擠壓強(qiáng)度條件計(jì)算，其計(jì)算式為:4T . .1-P =- p dhl式中，T 轉(zhuǎn)矩，Nmm ；鍵的參數(shù):l = 108mmb = 22mmd 一軸徑，mm;h 一鍵的高度，mm;l 鍵的工作長度，mm, A型鍵l = L -b ； B型鍵l = L ； C型鍵l =L-b/2,其中L為鍵的長度，b為鍵的寬度;kP】一許用擠壓應(yīng)力，N /mm2 ,見表3.2;選用 A 型鍵，b =22mm , h =14mm , L = 63 250mm，取 L = 130mml =L -b =130 -224T4 4791047 =P dhl75 14 108采用雙鍵對(duì)稱布置k-p I -1.5 k2 1h = 14mm0 P =169N / mm雙鍵，滿足強(qiáng)度要求。計(jì)算項(xiàng)目及說明結(jié)果軸承壽命LhLh= (ftC)60n P式中，P 當(dāng)量動(dòng)載荷，N;名一壽命指數(shù)，球軸承名=3,滾子軸承昌=10/3;ft 溫度系數(shù)；P =11403N7.減速器軸承的壽命計(jì)算ft = 0.9Cr =160kNLh = 35724h壽命滿足要求Cr =89.5kNP =11403N ft = 0.9Lh =31847h壽命滿足要 求Cr =10kN1)輸入軸上軸承的壽命計(jì)算滾 動(dòng) 軸 承 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 PP = fp(xR yA)=1.4 (1 8144.94 0.92 0)式中，x,y 徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)；fp 載荷系數(shù)； pR 實(shí)際徑向載荷；A 實(shí)際軸向載荷。所用軸承為圓錐滾子軸承，32213型Cr =160kN COC=222kN軸承工作溫度 低于150度，則溫度系數(shù)ft =0.9,106/ftC-1060.9 160 103 .0/3Lh =() =()60n P 60 26211403每天工作1216小時(shí)，按15小時(shí)算Lh/15/365=6.5 即軸承壽命為6.5年，按5年一大修可滿足要求2)輸出軸上軸承的壽命計(jì)算采用角接觸球軸承，7316c型Cr=89.5kN滾動(dòng)軸承當(dāng)量動(dòng)載荷PP - fp(xR yA) -1.4 (1 8144.94 0.92 0)軸承工作溫度 低于150度，則溫度系數(shù)ft =0.9,106 , ftC、；1060.9 89.5 1 03、3Lh =()=()60n P 60 5811403Lh/15/365 =5.8軸承壽命為5.8年，5年一大修更換3)行星輪上軸承壽命計(jì)算行星輪上用均勻分布的三對(duì)深溝球軸承，選用16005型軸承,d =25mm Cr =10kN載荷均勻分配，每對(duì)軸承上的載荷 P=P/3=11403/3106 ftC 學(xué)1060.9 x 89.5x103 3Lh =丫（士）=T（）60n P60 M 583801Lh/15/365=6.9 軸承壽命為6.9年，5年一大修，大修時(shí)更換P = 3801NLh =38146h壽命滿足要求8 .齒輪加工工藝具體事項(xiàng)見附錄1明細(xì)表。9 .箱體結(jié)構(gòu)尺寸1 .箱體壁厚10mm箱蓋壁厚10mm2 .箱座上部凸緣高度12mm箱蓋凸緣厚度12mm箱座底凸緣厚12mm3 .地腳螺釘直徑M204 .箱蓋與箱座螺栓連接M85 .軸承端蓋螺釘直徑M66 .外箱壁至軸承內(nèi)壁距離12mm7 .內(nèi)齒圈齒根與箱壁距離 20mm8 .箱座肋板厚10mm9 .通氣孔選擇 M12X1.2510 .油標(biāo)選擇桿式油標(biāo) M1211 .密封件選用毛氈密封附錄11.基本參數(shù)項(xiàng)目值項(xiàng)目值1基本參數(shù)型號(hào)輸入功率150kw名義速比5.8輸入轉(zhuǎn)速252rpm名義輸出轉(zhuǎn)速43.45rpm輸入扭矩5684.52n.m名義輸出扭矩31981.13n.m重要程度原動(dòng)機(jī)載荷輕微沖擊工作機(jī)載荷均勻平穩(wěn)減速器傳動(dòng)效率0.970精度等級(jí)7-7-7滿負(fù)荷設(shè)計(jì)壽命54000小時(shí)2齒數(shù)配比變位類型外嚙合交父位， 內(nèi)嚙合圖交包初定ac端面嚙合角25.3712 0太陽齒輪數(shù)18行星輪齒數(shù)32內(nèi)內(nèi)圖內(nèi)數(shù)84行星輪數(shù)目3實(shí)際速比5.667速比偏差-0.023j=(Zb-Zc)/(Za+Zc)1.040裝配條件滿足初定cb端面嚙合角20.0000 齒輪類型直齒實(shí)際輸出扭矩31245.93n.m同心條件角變位后滿足實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速44.47rpm3.材料和熱處理選擇太陽輪材料20CrMnTi太陽輪熱處理滲碳淬火回火太陽輪熱處理硬度61 HRC太陽輪熱處理硬度1591 MPa太陽輪接觸疲勞極限1591 MPa太陽輪彎曲疲勞極限485 MPa行星輪材料20CrMnTi行星輪熱處理滲碳淬火回火行星輪熱處理硬度57 HRC行星輪接觸疲勞極限1358 MPa行星輪彎曲疲勞極限349 MPa內(nèi)內(nèi)圖材料45內(nèi)齒圈熱處理表面淬火內(nèi)齒圈熱處理硬度43 HRC內(nèi)齒圈接觸疲勞極限971 MPa內(nèi)齒圈與曲疲勞極限225 MPa4.初算中心距載荷不均勻系數(shù)1.150ac單對(duì)傳遞扭矩2179.07 N.mac齒數(shù)比1.78齒寬系數(shù)0.80綜合系數(shù)1.96接觸疲勞極限1358 MPa初定許用接觸應(yīng)力1222 MPa系數(shù)483.00初算中心距169.33初算模數(shù)6.77實(shí)際模數(shù)7實(shí)際螺旋角0實(shí)際中心距182未變位中心距175實(shí)際ac端面嚙合角25.3712 0實(shí)際cb端面嚙合角20.0000 齒輪寬度1475.幾何參數(shù)和精度ac傳動(dòng)變位系數(shù)之和1.134cb傳動(dòng)變位系數(shù)之和0太陽輪變位系數(shù)0.547行星輪變位系數(shù)0.587內(nèi)齒圈變位系數(shù)0.587變位系數(shù)優(yōu)化方式自動(dòng)優(yōu)化幾何參數(shù)計(jì)算按何種滾齒太陽輪分度圓直徑126行星輪分度圓直徑224內(nèi)內(nèi)圖分度圓直徑588端面壓力角20.0000 太陽輪齒頂高9.891內(nèi)齒輪齒頂局2.775行星輪齒頂高10.174太陽輪齒高14.815行星輪齒高14.815內(nèi)齒輪齒高15.643太陽輪齒頂圓直徑145.781行星輪齒頂圓直徑244.348內(nèi)齒輪齒頂圓直徑582.450ac傳動(dòng)端圜重合度1.287cb傳動(dòng)端圜重合度1.645ac傳動(dòng)縱1可重/度0cb傳動(dòng)縱1可重/度0ac傳動(dòng)總重合度1.287cb傳動(dòng)總重合度1.645-U 17口業(yè) 目，舊來斤18日 ,業(yè) 曰、舊米Zr32太陽手匕白里內(nèi)效彳J生手匕白里內(nèi)效內(nèi)內(nèi)圖當(dāng)里內(nèi)數(shù)84太陽輪跨測(cè)齒數(shù)3太陽輪公法線長度56.044行星輪跨測(cè)齒數(shù)5行星輪公法線長度98.940內(nèi)齒圈跨測(cè)齒數(shù)11內(nèi)齒圈公法線長度228.028太陽輪弦齒高10.267太陽輪弦齒厚13.753行星輪弦齒高10.392行星輪弦齒厚13.978內(nèi)內(nèi)圖弦內(nèi)厚2.763內(nèi)內(nèi)圈里柱直徑0內(nèi)齒圈量柱測(cè)量距0插齒刀齒數(shù)0插齒力及他系數(shù)0插齒刀齒頂高系數(shù)05.2齒輪精度精度等級(jí)7-7-7太陽輪公法線長度上偏差-0.088太陽輪公法線長度卜.偏差-0.176行星輪公法線長度上偏差-0.132行星輪公法線長JTT偏差-0.220內(nèi)齒圈公法線長度上偏差0.200內(nèi)內(nèi)圖公法線長度卜偏差0.300太陽輪齒厚上偏差-0.132太陽輪齒厚上偏差-0.220行星輪齒厚上偏差-0.132行星輪齒諄卜偏差-0.220內(nèi)內(nèi)圖兇厚？偏差-0.200內(nèi)齒圈起T諄卜偏差-0.300太陽輪齒距累積公差0.063行星輪齒距累積公差0.090內(nèi)齒圈齒距累積公差0.112太陽輪齒圈徑向跳動(dòng)公差0.063行星輪齒圈徑向跳動(dòng)公差0.063內(nèi)齒圈齒距累積公差0.063太陽輪徑向綜合公差0.090行星輪徑向綜合公差0.090內(nèi)齒圈徑向綜合公差0.112太陽輪齒形公差0.019行星輪齒形公差0.019內(nèi)內(nèi)國內(nèi)形公差0.024太陽輪齒距極限偏差0.022行星輪齒距極限偏差0.022內(nèi)齒圈齒距極限偏差0.025參考文獻(xiàn)：1 .程志紅 主編.機(jī)械設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，20062 .程志紅 唐大放 編著.機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，20063王洪欣 編著.機(jī)械原理.南京：東南大學(xué)出版社，20054 .中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)械制圖教材編寫組編.畫法幾何及機(jī)械制圖.徐州：中國礦業(yè) 大學(xué)出版社13.感想在老師把課程設(shè)計(jì)題目布置下來之初，大家都是一頭霧水，不知從何下手。 只能反復(fù)的觀察行星輪變速器的結(jié)構(gòu)， 在了解了行星輪變速器的運(yùn)動(dòng)過程后， 我 們又經(jīng)過了一個(gè)星期的反復(fù)推敲并設(shè)計(jì)出了設(shè)計(jì)方案。在這當(dāng)中我們確實(shí)遇到了 很多專業(yè)性的問題，為解決問題，我們查了不少資料，擴(kuò)展了不少思路。課程設(shè) 計(jì)引導(dǎo)我們盡可能多地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，通過問題分析和任務(wù)定義體現(xiàn)我們的分 析問題的能力；通過邏輯設(shè)計(jì)體現(xiàn)我們的抽象能力； 通過詳細(xì)設(shè)計(jì)體現(xiàn)我們解決 問題的能力；通過結(jié)果分析體現(xiàn)我們認(rèn)識(shí)問題的能力； 通過編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告體 現(xiàn)我們書寫程序文檔的能力。很慶幸，它終于在我們的“痛苦”之后基本完成了 ， 雖然還有著一些不足的地方，和存在著設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤，但是我們能很自信也很自 豪的說，我們寶貴的處女作誕生啦！因?yàn)樗木壒?，我們?duì)行星輪減速器有了進(jìn)一 步的把握，有了更進(jìn)一步的了解，我們學(xué)會(huì)了很多東西.對(duì)于這次的課程設(shè)計(jì)我們 也有很多的收獲：首先，它提高了我們的自學(xué)能力，讓我們通過查閱資料，參考別 人的優(yōu)秀作品，學(xué)到了許多書本上根本就沒有的知識(shí)；然后，進(jìn)一步提高了我們對(duì) 行星輪結(jié)構(gòu)的理解，以及對(duì)AutoCAD的熟練度，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；最 后，也讓我們嘗試了團(tuán)隊(duì)的力量有多么大。通過課程設(shè)計(jì)這樣一個(gè)鞏固和學(xué)習(xí)的 過程，我們團(tuán)隊(duì)的每個(gè)人都有很大的進(jìn)步。不管是學(xué)習(xí)方面，還是在團(tuán)隊(duì)協(xié)作的 方面。雖然這個(gè)過程可能會(huì)有點(diǎn)辛苦，但是辛苦之后的成就感是難以言喻的。最后謝謝所有在該課程設(shè)計(jì)階段給予我們支持幫助的人！正是因?yàn)樗麄兊膸椭完P(guān)心才會(huì)有這個(gè)作品的誕生，才會(huì)讓我們組感受到成功的自信和驕傲！、