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Furthermore,there are other more advantages,such as, compact configuration,small figure,light avoirdupois and so on.The content is as followa.Firstly, the paper introduces the context of the task and the extent on research of gear reducers,as well as its development trends.Secondly,the drivered type is decided by comparing all kinds of gear configuration.The significant part is about the calculation of the configuration design.After distributing gear ratios, the rough configuration will be get.Then, the holistic configuration can be designed and back-checked.Lastly,the paper is summarized,and the needed improvements are indicated.Key words： planetary gear；modifying profile；driving machanism 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 3 -目目 錄錄摘要Abstract主要代號第 1 章概述.- 8 -1.1. 課題的提出和論文的主要內(nèi)容.- 8 -1.2. 齒輪減速器的研究現(xiàn)狀.- 8 - 1.3.齒輪減速器的發(fā)展趨勢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -8 -第 2 章傳動方案的確定.- 10 -2.1.齒輪傳動比較和選擇.- 10 -2.1.1.齒輪傳動兩種大的類型.- 10 -2.1.2.定軸輪系和行星輪系的比較.- 10 -2.2.選擇行星機(jī)構(gòu)的類型.- 12 -2.2.1.行星機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn).- 12 -2.2.1.1. ZXV 型漸開線行星機(jī)構(gòu) .- 12 -2.2.1.2. 2ZX 型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu) .- 13 -2.2.1.3. 3Z 型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu) .- 14 -2.2.2.漸開線行星齒輪傳動的發(fā)展趨勢.- 15 -第 3 章設(shè)計計算.- 16 -3.1.設(shè)計任務(wù).- 16 -3.2.前言.- 16 -3.3 傳動比分配傳動系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計算 .- 17 -3.4.傳動零件的設(shè)計.- 19 -3.5.軸設(shè)計計算與校核.- 46 -3.6.軸承的選擇與計算.- 56 -3.7.鍵連接的選擇與計算.- 59 - 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 4 -3.8.箱體的設(shè)計.- 62 -3.9. 潤滑和密封的選擇 .- 62 -3.10 傳動裝置的附件及說明 .- 63 - 3.11齒輪的加工工藝 .66- 3.12 軸的加工工藝 .67-第 4 章設(shè)計小結(jié).- 65 -參考文獻(xiàn).- 69 - 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 5 -主要代號代號意 義單 位代號意 義單 位aa0abC*Cd0dadbdfddeFnFrFtFFfpbfptfH中心距、標(biāo)準(zhǔn)中心距角度變位齒輪的中心距切齒中心距齒寬頂隙頂隙系數(shù)直徑、分獨(dú)圓直徑插刀齒的分度圓直徑齒頂圓直徑基圓直徑齒根圓直徑節(jié)圓直徑齒槽寬作用力法向力徑向力切向力齒向公差摩擦系數(shù)基節(jié)極限偏差齒距極限偏差高度布氏硬度mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmNNNNmmmmminvKAKPKKKVKLMmNLNnpnPrrarbrfrT角的漸開線函數(shù)系數(shù)、載荷系數(shù)使用系數(shù)行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)動載系數(shù)長度彎矩模數(shù)指數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)轉(zhuǎn)速行星輪數(shù)目功率半徑、分度圓半徑節(jié)圓半徑齒頂圓半徑基圓半徑齒根圓半徑轉(zhuǎn)矩重合度效率計算齒根彎曲應(yīng)力mmN mmmr/minkWmmmmmmmmmmN m2/N mm 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 6 -HBHRCah*ahfhixXxYFYNTY洛氏硬度齒頂高齒頂高系數(shù)齒根高傳動比變位系數(shù)轉(zhuǎn)臂變位系數(shù)和系數(shù)齒形系數(shù)彎曲強(qiáng)度計算時的壽命mmmmFFPYSYXYYYyza許用齒根彎曲應(yīng)力系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)彎曲強(qiáng)度計算時的尺寸系數(shù)彎曲強(qiáng)度計算時的螺旋角系數(shù)彎曲強(qiáng)度計算時的重合度系數(shù)中心距變動系數(shù)齒數(shù)壓力角、齒形角齒頂壓力角2/N mmrad rad 主要角下標(biāo)主要角下標(biāo)a 齒頂?shù)?，中心輪、太陽?n 法向的b 基圓的，中心輪、內(nèi)齒輪 p 許用的c 行星輪 r 徑向的e 中心輪、內(nèi)齒輪 t 切向的、端面的F 齒根彎曲的 x 軸向的，轉(zhuǎn)臂的f 齒根的 代數(shù)和1 小齒輪的 I 第 1 級的，I 類2 大齒輪的 II 第 2 級的，II 類 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 7 -第第 1 1 章章 概述概述1.1.1.1. 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容旋轉(zhuǎn)噴射器中減速箱是工業(yè)油罐罐底油泥旋轉(zhuǎn)噴射混合系統(tǒng)中重要的一部分。高速旋轉(zhuǎn)的渦輪帶動噴嘴低速的轉(zhuǎn)動，中間需要一個傳動比很大的減速器連接。本說明書的內(nèi)容就是結(jié)合渦輪的輸入轉(zhuǎn)速、噴嘴所需的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩等已知條件設(shè)計一個滿足要求的齒輪減速器。減速器設(shè)計的主要參數(shù)包括：1初轉(zhuǎn)速 120 ；/minr2目標(biāo)轉(zhuǎn)速 0.5 ；/r h3 輸出轉(zhuǎn)矩 2000 。N m本論文主要完成以下工作：1選擇確定傳動方案。傳動方案的確定包括傳動比的確定和傳動類型的確定。此次設(shè)計的減速器傳動比達(dá)到14400，是目前國際上設(shè)計出的減速器中傳動比最大的，沒有參考的先例，所以，只有通過不斷的比較和分析去合理的選擇一種傳動方案，盡量降低減速器的體積和重量。2設(shè)計計算。每級傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，都大致包括：傳動比的分配、傳動系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計算、傳動零件的設(shè)計、軸的設(shè)計計算與校核、軸承的選擇與計算、鍵連接的選擇與計算、箱體的設(shè)計、潤滑與密封的選擇和傳動裝置的附件說明等。1.2.1.2. 齒輪減速器的研究現(xiàn)狀齒輪減速器的研究現(xiàn)狀齒輪傳動具有功率輸出恒定、承載能力大、傳動效率高、使用壽命長、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中，是機(jī)械傳動的基礎(chǔ)零件，其質(zhì)量、性能、壽命直接影響整機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。而齒輪制造技術(shù)水平是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。因為齒輪形狀復(fù)雜、技術(shù)問題多，制造難度大，齒輪加工水平在某一程度上反映了一個國家機(jī)械工業(yè)制造的水平。因此，齒輪加工的研究是各國加工制造業(yè)研究的一個熱點(diǎn)。 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 8 - 齒輪產(chǎn)品種類較多，按大類來分，主要有圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿齒輪與行星傳動齒輪等四大類。其中，圓柱齒輪在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，各種通用與專用的齒輪減速器以及機(jī)床、車輛、農(nóng)機(jī)等大量采用，約占齒輪產(chǎn)品總量的 90左右。因此，齒輪制造技術(shù)的研究主要集中在圓柱齒輪的成形及其熱處理方面。 近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是轎車生產(chǎn)對變速器齒輪的精度及力學(xué)性能的要求愈來愈高，齒輪正朝著高精度、低噪聲、高承載、高速度、輕量化及長壽命的方向發(fā)展。其中，采用硬齒面齒輪是提高齒輪強(qiáng)度及承載能力的有效途徑。 目前，硬齒面圓柱齒輪普遍采用“機(jī)械加工滲碳熱處理精加工”的傳統(tǒng)工藝，材料利用率不高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成本高，尤其是金屬流線被切斷，而且成形后滲碳處理使?jié)B碳層晶粒粗大、滲碳層厚度分布不合理，造成齒輪強(qiáng)度與疲勞壽命的降低。這種不利局面使得工程技術(shù)人員尋求新的制造工藝。最優(yōu)化方法在機(jī)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計中應(yīng)用廣泛，效果顯著。近十年來，國內(nèi)外對整臺機(jī)器或某一機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計，采用最優(yōu)化方法代替原來傳統(tǒng)的設(shè)計方法也越來越多。 機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計從六十年代后期開始得到學(xué)速發(fā)展，目前已經(jīng)成為機(jī)構(gòu)學(xué)的重要研究方向之一。 齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計可概括為：當(dāng)傳動載荷一定時追求齒輪的體積最小，或在齒輪體積一定時追求傳遞的載荷最大。有時也追求齒輪傳動的某項或某幾項性能為最佳。齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計既可以成為但目標(biāo)函數(shù)的問題，也肯已成為多目標(biāo)函數(shù)問題。為使齒輪工作可靠，顯然齒面的接觸應(yīng)力、齒輪的疲勞彎曲應(yīng)力應(yīng)分別小于或等于許用值或保證一定得的安全裕度。為使齒輪的嚙合處于較好的工作條件下，有時還把吃面同油膜厚度以及潤滑油的溫升也作為約束條件。另外，諸如為了避免產(chǎn)生根切、并保持連續(xù)嚙合、避免齒輪齒頂過分變尖、均須對設(shè)計變量提出某些限制，這些限制也應(yīng)最為約束條件。在機(jī)械設(shè)計中人們希望獲得全部最優(yōu)設(shè)計點(diǎn)，但實際的工程問題，很少能保證滿足凸性的要求，即所追求的目標(biāo)函數(shù)往往具有很多個相對的極小點(diǎn)，因而優(yōu)化的結(jié)果一般為局部最優(yōu)設(shè)計點(diǎn)，或后退一步講，如果這些都做不到，那 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 9 -么優(yōu)化設(shè)計最起碼也能將設(shè)計方案作出重大改進(jìn)。這就是我們以前提到過的“最優(yōu)化”應(yīng)被理解為一個相對的概念，而不要把它決對化。實際上，如上所述，設(shè)計人員如能正確地運(yùn)用最優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計，其設(shè)計方案與傳統(tǒng)方法比較，一定會有所改善并能避免許多盲目性，顯然這剛好是工程設(shè)計人員最感興趣的。第第 2 2 章章 傳動方案的確定傳動方案的確定2.1.2.1.齒輪傳動比較和選擇齒輪傳動比較和選擇2.1.1.2.1.1.齒輪傳動兩種大的類型齒輪傳動兩種大的類型輪系可由各種類型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿渦輪組成的輪系，稱為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱為平面輪系。根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時各齒輪的幾何軸線相對位置是否變動，齒輪傳動分為兩大類型。1.普通齒輪傳動（定軸輪系）當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時，如果組成該齒輪系的所有齒輪的幾何位置都是固定不變的，則稱為普通齒輪傳動（或稱定軸輪系） 。在普通齒輪傳動中，如果各齒輪副的軸線均相互平行，則稱為平行軸齒輪傳動；如果齒輪系中含有一個相交軸齒輪副或一個相錯軸齒輪副，則稱為不平行軸齒輪傳動（空間齒輪傳動） 。2.行星齒輪傳動（行星輪系）當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個作行星運(yùn)動的齒輪，則稱該齒輪傳動為行星齒輪傳動，即行星輪系。2.1.2.2.1.2.定軸輪系和行星輪系的比較定軸輪系和行星輪系的比較行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比較，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是： 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 10 -在傳遞動力時它可進(jìn)行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機(jī)械傳動系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要變速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。行星齒輪傳動的主要特點(diǎn)如下：(1) 體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動的1/2-1/5（即在承受相同的載荷條件下）。例，傳動比 i7.15，功率為 4400kw 的行星齒輪減速器與普通定軸齒輪減速器比較如下：項目行星 齒輪減速器普通定軸齒輪減速器質(zhì)量/kg34716943高度/m1.311.80長度/m1.291.42寬度/m1.352.36體積/ 3m2.296.09齒寬/m0.180.41損失功率/kw8195圓周速度/m/s42.799.4（2）傳動效率高。在傳動類型恰當(dāng)、合理布置的情況下，其效率值可達(dá)0.970.99。（3）傳動比大，可以實現(xiàn)運(yùn)動的合成和分解。只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個齒輪而獲得很大的傳動比。在僅作為傳遞運(yùn)動的行星齒輪傳動中，其傳動比可以達(dá)到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪在傳動比很大的情況下，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu) 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 11 -點(diǎn)。（4）運(yùn)動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強(qiáng)。由于采用了數(shù)個行星輪，均勻的分布在中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪的運(yùn)動平穩(wěn)，抗沖擊能力和振動的能力較強(qiáng)，工作較可靠。總之，行星齒輪傳動具有質(zhì)量小、體積小、傳動比大及效率高（類型選用得當(dāng)）等優(yōu)點(diǎn)。行星傳動不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動裝置上也已獲得了應(yīng)用。它幾乎可適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動技術(shù)已成為世界各國機(jī)械傳動發(fā)展的重點(diǎn)之一。從機(jī)構(gòu)的活動度來分，有一個自由度的行星機(jī)構(gòu)、兩個自由度的行星機(jī)構(gòu)和多自由度的行星機(jī)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)形式來分，有KHV 型、2KH 型和3K 型行星機(jī)構(gòu)三種基本類型。其它的漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu)，都可以分解為這三種基本機(jī)構(gòu)，即可以由這三種基本行星機(jī)構(gòu)復(fù)臺而成。通過上述的比較，結(jié)合要求：傳動比大、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊及外廓尺寸小等，我們選擇行星齒輪傳動作為減速器的傳動型式。2.2.2.2.選擇行星機(jī)構(gòu)的類型選擇行星機(jī)構(gòu)的類型2.2.1.2.2.1.行星機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)行星機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)2.2.1.1.2.2.1.1. Z ZX XV V 型漸開線行星機(jī)構(gòu)型漸開線行星機(jī)構(gòu)如圖 1 所示，是 ZXV 型行星機(jī)構(gòu)。它的基本構(gòu)件是：中心輪Z、轉(zhuǎn)臂 X 和輸出軸 v。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：將行星輪 a 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過一個傳動比為 1 的中間機(jī)構(gòu)傳遞給輸出軸 v。這種把行星輪 a 的軸線與輸出軸v 的軸線聯(lián)結(jié)起來，而實現(xiàn)等速傳動的機(jī)構(gòu)稱為等速比機(jī)構(gòu)，或稱為w 機(jī)構(gòu)。 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 12 -圖 1. ZXV 行星齒輪機(jī)構(gòu)ZXV 型漸開線少齒差行星齒輪傳動的傳動比范圍為10100，其傳動效率為 0.750.93。結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、加工方便，但行星輪軸承的徑向力較大，使用于中小功率，一般，個別的達(dá)到 2045kw；傳動18Pkw比大，使用于短期工作。采用擺線針輪行星傳動，則適用于功率，100Pkw任何工作制度，其傳動效率為 0.900.97。目前應(yīng)用較廣泛，但制造精度要求較高，且高速轉(zhuǎn)速。1500 /minxnr2.2.1.2.2.2.1.2. 2Z2ZX X 型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu)型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu)這種行星齒輪機(jī)構(gòu)有兩個中心輪 a、b(即 2Z)和轉(zhuǎn)臂(X)，由此三個基本構(gòu)件組成，故用符號 2ZX 表示。根據(jù)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動比的不同，可12Hi分為兩類。當(dāng)是0 時，稱為正號機(jī)構(gòu)；當(dāng)0 時，稱為負(fù)號機(jī)構(gòu)。如圖12Hi12Hi2 所示，為 2ZX 型行星機(jī)構(gòu)的常見類型。圖 2 2ZX 型行星機(jī)構(gòu)的常見類型由于負(fù)號機(jī)構(gòu)行星齒輪傳動簡單、制造容易，外形尺寸小，質(zhì)量小，傳 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 13 -動效率高等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)合理的調(diào)價下，通常，其傳動比范圍為2.813，傳動效率為 0.970.99。目前該傳動類型已獲得了較廣泛的應(yīng)用。具有雙齒圈行星的負(fù)號機(jī)構(gòu)，其合理的傳動比范圍為716，傳動效率仍較高；但由于采用了雙齒圈行星輪，故制造安裝較復(fù)雜。具有圓錐齒輪傳動的負(fù)號機(jī)構(gòu)，主要用于差動行星裝置。具有雙嚙合的正號傳動機(jī)構(gòu)，嚙合摩擦系數(shù)較大，故其傳動效率低，一般，該機(jī)構(gòu)基本上不用于傳遞動力。具有雙內(nèi)嚙合的正號機(jī)構(gòu)，其合理的傳動比范圍為830，其嚙合摩擦損失較小。當(dāng)傳動比小于 50，其傳動效率可達(dá)到 0.8 以上，但隨著傳動比的增加，其效率值也會降低。少齒差 2ZX 正號機(jī)構(gòu)的合理傳動比范圍為 30100。但它由于具有少齒差的內(nèi)嚙合齒輪傳動，其嚙合摩擦系數(shù)較小，故該行星齒輪傳動的傳動效率較高，可達(dá) 0.9。2.2.1.3.2.2.1.3. 3Z3Z 型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu)型漸開線行星齒輪機(jī)構(gòu)這種類型的行星齒輪機(jī)構(gòu)是由三個中心輪a、b、e 和一個轉(zhuǎn)臂 X 組成。基本構(gòu)件是三個中心輪，它們承受外力矩的作用。而轉(zhuǎn)臂X 不承受外力矩的作用，僅起支承的作用，故用符號3Z 表示，如圖 3 所示。圖 3 3Z 行星齒輪機(jī)構(gòu)（ 3ZI） 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 14 -在 3Z 型行星齒輪傳動中，較常見的傳動型式有如下三種。（1）3ZI 具有雙齒圈行星輪的 3Z 型行星齒輪傳動。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：內(nèi)齒輪 b 固定，而旋轉(zhuǎn)的中心輪 a 和 e 分別與行星輪 c 和 d 相嚙合。在各種機(jī)械傳動種，它已獲得廣泛的應(yīng)用。 3Z（I）型較合理的傳動比范圍為 20300，其傳動效率為 0.80.9。（2）3Z（II） 具有單齒圈行星輪 c 的 3Z 型行星齒輪傳動。該 3Z 型行星輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：三個中心輪a、b 和 e 同時與單齒圈 c 相嚙合；即內(nèi)齒輪 b 固定，兩個旋轉(zhuǎn)的中心輪 a 和 e 同時與行星輪 c 相嚙合。它是一種較新型的行星齒輪傳動，目前該項傳動新技術(shù)在我國的齒輪傳動中已日益廣泛應(yīng)用。其合理的傳動比為 50300，其傳動效率為 0.700.84。（3）3Z（III）具有雙齒圈行星輪的 3Z 型行星齒輪傳動，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)齒輪 e 固定，兩個旋轉(zhuǎn)的中心輪 a 和 b 同時與行星輪 c 相嚙合，而另外一個行星輪 d 與固定內(nèi)齒輪 e 相嚙合。它的傳動比范圍和傳動效率和3Z（I）型基本上相同。因此，在實際應(yīng)用，一般很少采用3Z（III）型行星齒輪傳動。在此，應(yīng)該指出的是： 3Z 型行星齒輪傳動用于短期間斷工作的機(jī)械傳動裝置中最為合理，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大和傳動效率較高等特點(diǎn)。2.2.2.2.2.2.漸開線行星齒輪傳動的發(fā)展趨勢漸開線行星齒輪傳動的發(fā)展趨勢隨著行星傳動技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動裝置所傳遞的功率已達(dá) 50000kW，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)。據(jù)有關(guān)資料介紹，人4500kN m們認(rèn)為目前行星齒輪傳動技術(shù)的發(fā)展方向如下。（1）標(biāo)準(zhǔn)劃、多品種 目前世界上已有 50 多個漸開線行星齒輪傳動系列設(shè)計；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。（2）硬齒面、高精度 行星傳動機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)處理。齒輪制造精度一般在 6 級以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。（3）高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)在高速傳動中，如在高速氣 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 15 -輪機(jī)中已獲得日益廣泛得應(yīng)用，其傳動功率也越來越大。（4）大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動已有了較大的發(fā)展。綜上，本次我要設(shè)計的減速器以 3 級以下為好，否則，傳動效率會很低。通過對行星齒輪傳動的比較，選用2 級級可以滿足傳動比 14400 的要求。所設(shè)計的減速器不僅要傳遞運(yùn)動，且要傳遞動力，故只有3Z 型滿足要求。在 3Z 型行星傳動中， 3Z（I）型和 3Z（II）型的特點(diǎn)基本一樣，而3Z（II）在具有它們的優(yōu)點(diǎn)同時，還較它們安裝要方便，所以選擇3Z（II）型。3Z（II）合理的傳動比范圍為 64300，那么只能選用 2 級傳動。最后，傳動方案為： 3Z（II）2 級行星齒輪傳動。其傳動簡圖如圖4所示第第 3 3 章章 設(shè)計計算設(shè)計計算3.1.3.1.設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個齒輪傳動減速器。原始條件和數(shù)據(jù)：已知該傳動的輸出轉(zhuǎn)矩 T2000，輸入轉(zhuǎn)速，傳動比N m1120minnr；且要求該齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小。14400i 3.2.3.2. 題目分析題目分析短期間斷、傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊和外廓尺寸較小。擬定的設(shè)計方案如下圖： 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 16 -圖 4 減速器設(shè)計方案（二級 3Z（II）行星齒輪傳動）3.33.3 傳動比分配傳動系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計算傳動比分配傳動系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計算設(shè)計內(nèi)容計 算 及 說 明結(jié) 果1.計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比（1）傳動裝置總傳動比（2）分配傳動裝置各級傳動比2 計算傳動裝置總傳動比 120 60144000.5mwninbgiii按平均分配的原則分配傳動比，則，120bi 則120gbiii 軸 r/min120mnni14400 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 17 -的運(yùn)動和動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速（2）各軸輸入功率（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 軸 r/min1201120bnniIII 10.5 /120IIIgnnr hi輸出功率 P 0.5 22000104.760Tww則 III 軸1.75IIIPPwII 軸1.752.190.8IIIIIbaePPwI 軸2.192.700.81IIIbaePPw上式中，和分別為二級 3Z（II）行baebae星齒輪傳動高速級和低速級的傳動效率，根據(jù)文獻(xiàn)【1】表 24 可查得和的baebae值。III 軸 2000IIITN m 軸 955020.9IIIIIIPTN mnI 軸 N m95500.22IIIPTn120bi120gi120r/minn 1r/minn0.5wn/r h2.70kwIP2.19kwIIP1.75kwwP0.22TN m20.9IITN m2000IIITN m 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 18 -3.4.3.4.傳動零件的設(shè)計傳動零件的設(shè)計1、配齒計算A、低速級據(jù) 3Z（II）行星傳動比值和按其配pi齒計算文獻(xiàn)【1】公式（365）（368）可求得內(nèi)齒輪 b、e 和行星輪c 得齒數(shù)、和?，F(xiàn)考慮到該行星齒bzezcz輪傳動得外廓尺寸較小，故選擇中心輪 a的齒數(shù)15 和行星輪數(shù)目3。為了azpn使內(nèi)齒輪 b 與 e 的齒數(shù)差盡可能的小，即應(yīng)取3。再將、和值ezbzpnazpnpi代入文獻(xiàn)【1】公式（365） ，則得內(nèi)齒輪b 得齒數(shù)為bz21 ()4(1)()2bapappapzznz n izn 21 (153)4 15 3(120 1)(153)2 66內(nèi)齒輪 e 的齒數(shù)為ez 66369ebpzzn因691554 為偶數(shù)，則eazz0.5（6915）126112ceazzz再按文獻(xiàn)【1】公式（362）驗算其實際的傳動比124.21bbeaeaebzzizzz其傳動誤差ibpaepiii120 124.20.035120 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 19 -B、高速級2、初步計算齒輪的主要參數(shù)A、低速級故滿足傳動比誤差的要求，即得該行星齒輪傳動實際的傳動比124.2。最后確定baei該行星傳動各輪的齒數(shù)15、66、azbz69 和26。ezcz其配齒計算過程同上，配齒結(jié)果：15、66、69 和26。azbzezcz齒輪材料和熱處理的選擇：中心輪 a 和行星輪 c 均采用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度 5862HRC，據(jù)【1】圖 612 和圖627，取和2lim1400HN mm，中心輪 a 和行星輪 c2lim340FN mm的加工精度 6 級；內(nèi)齒輪 b 和 e 均采用42CrMo，調(diào)質(zhì)硬度 217259HB，據(jù)文獻(xiàn)【1】圖 611 和圖 626，取和，2lim780HN mm2lim260FN mm內(nèi)齒輪 b 和 e 的加工精度 7 級。按彎曲強(qiáng)度的初算公式文獻(xiàn)【1】式（650）計算齒輪的模數(shù) m 為11321limaAFFpFmdFT K KK YmKz現(xiàn)已知，。小115z 21340FPN mm齒輪名義轉(zhuǎn)矩；取算120.96.9673TN m式系數(shù)12.1；按文獻(xiàn)【1】表 67 取使用mK15az66bz69ez26cz15az66bz69ez26cz 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 20 -B、高速級3、嚙合參數(shù)計算（低速級和高速系數(shù)1.5；按文獻(xiàn)【1】表 64 取綜AK合系數(shù)；取接觸強(qiáng)度計算的行星1.8FK輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由公1.2HpK式文獻(xiàn)【1】 （712）可得；由文獻(xiàn)【1】1 1.511.3FpHpKK 圖 622 查得齒形系數(shù)；由文12.45aFK獻(xiàn)【1】表 66 查得齒寬系數(shù)。則0.6d得齒輪模數(shù) m 為326.967 1.5 1.8 1.3 2.4512.10.6 15340m1.322 （mm）取齒輪模數(shù) m2mm。齒輪選材相同，即中心輪 a 和行星輪c 均采用 20CrMnTi，滲碳淬火；內(nèi)齒輪 b和 e 均采用 42CrMo，調(diào)質(zhì)處理。同樣，按彎曲強(qiáng)度的初算公式文獻(xiàn)【1】公式（650）計算齒輪的模數(shù) m。已知條件中只有不同，小齒輪名義轉(zhuǎn)矩1T。得：10.220.07333TN m320.0733 1.5 1.8 1.3 2.4512.10.6 15340m0.290.4 （mm）因為齒輪低速級的外形尺寸要比高速級大，而下面的計算表示低速級總體尺寸不大，為了制造加工方便，高速級模數(shù) m取值 m2mm 在三個嚙合副 ac、bc 和 ec 中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距 a 為 m2mmm2mm 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 21 -級的嚙合參數(shù)相等）（1） 中心距計算（2） 變動系數(shù)計算11()2 (1526)41()22acacam zzmm 11()2 (6626)40()22bcbcam zzmm 11()2 (6926)43()22ececam zzmm 由此可見，三個齒輪副得標(biāo)準(zhǔn)中心距均不相等，且。因此，改行ecacbcaaa星傳動不能滿足非變位得同心條件。為了使該行星傳動既能滿足給定得傳動比得要求，又能滿足嚙合傳動得同124.2pi 心條件，即應(yīng)使各齒輪副得嚙合中心距 a和相等，則必須對該 3z（II）型行星傳a動進(jìn)行角度變位。根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)中心距之間得關(guān)系，現(xiàn)取其嚙合中心距ecacbcaaa43mm 作為各齒輪副的公用中心aeca距值。已知，152641aczz和，662640bczz692643eczzm2mm，43mm 及壓力角 a，a20按文獻(xiàn)【1】公式（419）（422）計算該 3z（II）型行星傳動角度變位的嚙合參數(shù)。對各齒輪副的嚙合參數(shù)的計算結(jié)果如下：中心距變動系數(shù) ；aaymac：1aybc：1.5byec：0ey41mmaca40mmbca43mmeca1ay1.5by0cy 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 22 -（3） 嚙合角計算（4） 變位系數(shù)和計算（5）齒頂高計算（6）重合度計算（7）各齒輪的變位系數(shù)計算1）ac 齒輪副嚙合角；arccoscosaaaaca26 22bca29 4eca20變位系數(shù)和 ；2tanzxinvinv 1.2125acx 1.8031bcx 0ecx齒頂高變位系數(shù)；yxy 0.2125ay 0.3031by 0ey重合度11221tantantantan2aazaazaa 1.4016a 1.480b 1.7374e在 ac 副中，由于中心輪 a 的齒數(shù)15 34azminzaczzmin2z和中心距。由此可知，4143acaamm該齒輪副的變位目的是避免小齒輪 a 產(chǎn)生根切、湊合中心距和改善嚙合性能。其變位方式應(yīng)采用角度變位的正變動，即26 22aca29 4bca20eca1.2125acx1.8031bcx0ecx0.2125ay0.3031by0ey1.4016a1.480b1.7374e 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 23 -2）bc 齒輪副 0acacxxx當(dāng)齒頂高系數(shù)1，壓力角，避*ah20免根切的最小變位系數(shù)為minx min1717 150.11761717azx按文獻(xiàn)【1】公式（438）可求得中心輪a 的變位系數(shù)為ax 0.5caaacacacazzxxxyxzz 26 150.5 1.21251.21250.21250.0826 15 0.5521 =0.1176minx按【1】公式（439）可得行星 c 的變位系數(shù)為cx 1.21250.5521cacaxxx 0.6604在 bc 齒輪副中，26 cz17，和minzmin40234bczzz。據(jù)此可知，該齒4043bcammamm輪副的變位目的是為了湊合中心距和改善嚙合性能。故其變位方式也應(yīng)采用角度變位的正傳動，即。0bcbcxxx 現(xiàn)已知其變位系數(shù)和1.8031 和bcx0.6604，則可得內(nèi)齒輪 b 得變位系數(shù)cx為1.8031+0.6604=2.4635。bbccxxx0.1176ax0.6604cx2.4635bx 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 24 -3）ec 齒輪副4、齒輪幾何尺寸計算（高速級和低速級齒輪的幾何參數(shù)相等）（1）變位系數(shù)（2）分度圓直徑 在 ec 齒輪副中，minczz和。min43234eczzz43ecaamm由此可知，該齒輪副得變位目的是為了改善嚙合性能和修復(fù)嚙合齒輪副。故其變位方式應(yīng)采用高度變位，即。0bcecxxx即可得內(nèi)齒輪 e 得變位系數(shù)0.6604ecxx對于 3Z（II）型行星齒輪傳動可按如下的計算公式進(jìn)行幾何尺寸的計算。各齒輪副的幾何尺寸計算結(jié)果如下：（單位：mm）變位系數(shù) x ：，11xx21xxxac：，；10.5521x 20.6604x bc：，；10.6604x 22.4635x ec：，10.6604x 20.6604x 分度圓直徑 d：，11dmz22dmzac：，；130d 252d bc：，；152d 2132d ec：，152d 2138d 0.6604ex，10.5521x 20.6604x ；，10.6604x 22.4635x ；，10.6604x 20.6604x ，130d ；252d ，152d ；2132d ，152d 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 25 -（3）基圓直徑bd（4）節(jié)圓直徑d（5）齒頂圓直徑ada）外嚙合基圓直徑：，bd11cosbdd22cosbdd ac：，；128.1908bd248.8640bd bc：，；148.8640bd2124.0394bd ec：，148.8640bd2129.6776bd節(jié)圓直徑：，d11212zdazz22212zdazz ac：，54.5366；131.4634d 2d bc：55.9000，141.9000；1d2d ec：52，1381d2d齒頂圓直徑：ad 外嚙合：*1112aaddm hxy *2222aaddm hxy2138d 128.1908bd；248.8640bd148.8640bd；2124.0394bd148.8640bd；2129.6776bd，131.46d 54.54；2d55.90，1d141.902d；52，1d1382d35.35841ad57.42922ad 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 26 -b）內(nèi)嚙合（6）齒根圓直徑fda）外嚙合b）內(nèi)嚙合 ac 齒輪副：35.35841ad 57.42922ad 內(nèi)嚙合：*1112aaddm hx *2212aaddm hxy bc 齒輪副：58.64161ade 58.64160.1328 58.5088 136.64162ad 內(nèi)嚙合：*1112aaddm hxe *2222aaddm hx *2122()afddaC m插齒 0.1328e ec 齒輪副：58.64161ade58.5088 136.64162ad齒根圓直徑fd 外嚙合：*1112faddm hCx *2222faddm hCx ac 齒輪副：27.20841fd 49.64162fd 內(nèi)嚙合：*1112faddm hCx 用插齒加工： 20022fadda58.50881ad136.6412ad658.511ad136.642ad27.20841fd49.64162fd49.641fd144.732fd 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 27 -c）的計算2fd bc 齒輪副：49.64161fd 144.72282fd ec 齒輪副：49.64161fd 145.41362fd關(guān)于用插齒刀加工內(nèi)齒輪，其齒根圓直徑的計算。2fd已知模數(shù) m2mm，插齒刀齒數(shù)25，齒頂高系數(shù)1.25，變?yōu)橄禂?shù)0z*0ah0（中等摩損程度） 。試求被插制內(nèi)齒0 x輪的齒根圓直徑。2fd齒根圓直徑按下式計算，即2fd 20022fadda式中 插齒刀的齒頂圓直徑；0ad 插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中02a心距。*000022 252 21.25055()aadmzm hxmm 現(xiàn)對內(nèi)嚙合齒輪副 bc 和 ec 分別計算如下：（1） bc 內(nèi)齒輪合齒輪副 200202tan20bxxinvainvzz 2 2.46350 tan20206625inv 0.05864349.641fd145.412fd 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 28 -查文獻(xiàn)【1】表 46 得0230 49 00202cos12cosbzzy 6625cos2011.93072cos30 49加工中心距002022662521.930744.8614()2bzzamymm按文獻(xiàn)【1】公式（101）計算內(nèi)齒輪 b 齒根圓直徑為：5520022fadda2 44.8614144.7228mm（2） ec 內(nèi)嚙合齒輪齒輪副同上，2002202tan20 xxinvainvzz2 0.66040 tan20206925inv 0.025830由文獻(xiàn)【1】表 46 查得查0223 51 00202cos12cosezzy 6925cos2010.60342cos23 51加工中心距2002022692520.603445.2068()2zzamymm144.722fd145.412fd 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 29 -5、裝配條件的驗算（高速級和低速級裝配條件的驗算結(jié)果相同）（1）鄰接條件（2）同心條件（3）安裝條件按文獻(xiàn)【1】公式（101）計算內(nèi)齒輪 b 齒根圓直徑為：5520022fadda2 45.2068145.4136mm對于所設(shè)計的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件。（1） 鄰接條件 按【1】公式（37）驗算其鄰接條件，即 2sinacacpdan將已知的、和值代入上式，acdacapn則得57.4292 1802 43 sin74.4781()3mm即滿足鄰接條件。（2） 同心條件 按文獻(xiàn)【1】公式（315）驗算 3Z（II）型行星傳動得同心條件，即 coscoscosacbcecacbceczzzzzzaaa各齒輪副得嚙合角為 、26 22aca和；且知、29 4bca20eca15az 、和。代入上式，即66bz 69ez 26cz 得15266626692645.76cos26 22cos29 4cos20即滿足同心條件。（3） 安裝條件 按文獻(xiàn)【1】公式（325）驗算其安裝條件，即得滿足鄰接條件滿足同心條件滿足安裝條 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 30 -6、傳動效率計算（高速級和低速級的傳動效率相等） 15 6627()366 69453abpbepzznzzn整數(shù)（整數(shù)）所以，滿足其安裝條件。由上述得幾何尺寸計算結(jié)果可知，內(nèi)齒輪 b 得節(jié)圓直徑141.9mm 大于內(nèi)齒bd輪 e 得節(jié)圓直徑，即，138edmmbedd故該 3Z（II）行星傳動得傳動效率可采bae用文獻(xiàn)【1】表 52 中的公式（1）進(jìn)行計算，即 0.98111baebxaebeip已知124.2 和 p4.4baeibazz其嚙合損失系數(shù) 112.3xmbmcbfzz 112.3xmemcefzz取齒輪的嚙合摩擦因數(shù)0.1，且將mf、和代入上式，可得czbzez 112.3 0.10.005362666xmb 112.3 0.10.005512669xme即有0.005360.005510.01087xxxbembme件0.791bae 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 31 -7、結(jié)構(gòu)設(shè)計（高速級和低速級的結(jié)構(gòu)相同）所以，其傳動效率為0.980.791124.2110.0108714.4bae 可見，該行星齒輪傳動得傳動效率可以滿足短期間斷工作方式得使用要求。根據(jù) 3Z（II）型行星傳動得工作特點(diǎn)、傳遞效率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先應(yīng)確定中心輪（太陽輪）a 的結(jié)構(gòu)，因為它的直徑 d較小，所以，輪 a 應(yīng)該采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)型式；即將太陽輪 a 與輸入軸連成一個整體。且按該行星傳動的輸入功率 P 和轉(zhuǎn)速n 初步估算輸入軸的直徑，同時進(jìn)行軸Ad的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了便于軸上零件的裝拆，通常將軸制成階梯形。總之，在滿足使用條件要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡單，以便于加工制造。內(nèi)齒輪 b 采用銷將內(nèi)齒輪 b 與箱體的端蓋連接起來，從而可以將其固定。內(nèi)齒輪 e 采用了將其與輸出軸連成一體的結(jié)構(gòu)。行星輪 c 采用帶有內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)，它的齒寬 b 應(yīng)當(dāng)加大；以保證該行星輪 c 與中心輪 a 的嚙合良好，同時還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪 b 和 e 相嚙合。在每個行星輪的內(nèi)孔中，可安裝兩個滾動軸承來支撐著。而行星輪軸在安裝到轉(zhuǎn)臂 x 的側(cè)板上之后，還采用了矩形截面的彈性擋圈來進(jìn)行軸向固定。由于該 3Z（II）型行星傳動的轉(zhuǎn)臂 x不承受外力矩，也不是行星傳動的輸入或輸出構(gòu)件；而且還具有3 個行星輪。pn因此，其轉(zhuǎn)臂 x 采用了雙側(cè)板整體式的結(jié)構(gòu)型式（參照文獻(xiàn)【1】圖 917） 。該轉(zhuǎn)臂 x 可以采用兩個向心球軸承支承在中心輪 a 的軸上。轉(zhuǎn)臂 x 上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的0.028afm 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 32 -8齒輪強(qiáng)度驗算A、低速級中心距極限偏差可按文獻(xiàn)【1】公式af（91）計算?，F(xiàn)可知嚙合中心距，則得43amm3388 430.028()10001000aafmm 取0.028afm各行星輪軸孔的孔距相對偏差可按1【1】公式（92）計算，即143(34.5)(34.5)10001000a 0.01970.0295（mm）取0.0246mm1轉(zhuǎn)臂 x 的偏心誤差約為孔距相對偏xe差的，即11 2 10.012312.32xemmm在對所設(shè)計的行星齒輪傳動進(jìn)行了其嚙合參數(shù)和幾何尺寸的計算，驗算其裝配條件，且進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，便可以繪制該行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)圖（裝配圖） 。由于 3Z（II）型行星齒輪傳動具有短期間斷的工作特點(diǎn)，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動比大的特點(diǎn)。針對其工作特點(diǎn)，只需要按其齒根彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度計算公式文獻(xiàn)【1】式（672）進(jìn)行校核計算，即FFP首先按公式【1】 （669）計算齒輪的齒根應(yīng)力，即xe12.3 m 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 33 -（1）ac 齒輪副1）名義切向力tF2）有關(guān)系數(shù)a使用系數(shù)AKb動載荷系數(shù)VK FFoAVFFFpK K KKK其中，齒根應(yīng)力的基本值可按文獻(xiàn)Fo【1】式（670）計算，即tFoFaSaFY Y Y Ybm許用齒根應(yīng)力可按文獻(xiàn)【1】式Fp（671）計算，即 limReminFSTNTFprelTdlTXFY YYYYS現(xiàn)將該 3Z（II）行星傳動按照三個齒輪副 ac、bc 和 ec 分別驗算如下。1ac 齒輪副（1） 名義切向力tF中心輪 a 的切向力可按公式ttcaFF（632）計算；已知，20.9aTN m和mm。則得3pn 31.4634ad 20002000 20.9443()3 31.4634atpaTFNn d（2） 有關(guān)系數(shù)a使用系數(shù)AK使用系數(shù)按中等沖擊查文獻(xiàn)【1】AK表 67 得1.5。AKb動載荷系數(shù)VK現(xiàn)按文獻(xiàn)【1】公式（657）計算輪a 相對轉(zhuǎn)臂 x 得速度，即443（NtF）1.5AK 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 34 -c齒向載荷分布系數(shù)FK19100aaxxdnnv其中 10.185(/ )114.4axnnm sp所以31.4634 1 0.1850.8166(/ )19100 xvm s已知中心輪 a 和行星輪 c 的精度為 6級，即精度系數(shù) C6；再按文獻(xiàn)【1】公式（658）計算動載荷系數(shù)，即VK200BVxAKAv式中0.6670.6670.25(5)0.25(65)0.25BC5056(1)5056(1 0.25)92AB則得0.25921.03392200 0.8166VK中心輪 a 和行星輪 c 的動載荷系數(shù)1.03VKc齒向載荷分布系數(shù)FK齒向載荷分布系數(shù)可按文獻(xiàn)【1】FK公式（660）計算，則1 (1)FbFK 由文獻(xiàn)【1】圖 67（b）得0.85F0.50.5 430.7230daad1.033VK1.255FK 1.1FK 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 35 -d齒間載荷分配系數(shù)FKd行星輪間載荷分配系數(shù)FpKe齒形系數(shù)FaYg應(yīng)力修正系數(shù)SaYh重合度系數(shù)Y由文獻(xiàn)【1】圖 68 得1.3，代入b上式，則得 1（1.31） 0.851.255FKd齒間載荷分配系數(shù)。FK齒間載荷分配系數(shù)由文獻(xiàn)【1】表FK69 可查得 1.1FKe行星輪間載荷分配系數(shù)。FpK行星輪間載荷分配系數(shù)按文獻(xiàn)FpK【1】公式（712）計算 1 1.5(1)FpHpKK 已取1.2，則得HpK1 1.5(1.2 1)1.3FpK f齒形系數(shù)。FaY齒形系數(shù)由文獻(xiàn)【1】圖 622 查FaY得 12.13FaY22.70FaYg應(yīng)力修正系數(shù)。SaY應(yīng)力修正系數(shù)由文獻(xiàn)【1】圖 624SaY查得 11.81SaY21.87SaY1.3FpK 12.13FaY22.70FaY 11.81SaY21.87SaY0.78Y 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 36 -i 螺旋角系數(shù)Y3）計算齒根彎曲應(yīng)力F4）計算許用齒根應(yīng)力Fph重合度系數(shù)。Y重合度系數(shù)可按【1】公式Y(jié)（675）計算，即0.750.750.250.250.781.4acYi 螺旋角系數(shù)。Y螺旋角系數(shù)由文獻(xiàn)【1】圖 625 得Y1Y因行星輪 c 不僅與中心輪 a 嚙合，且同時與內(nèi)齒輪 b 與 e 相嚙合，故取齒寬60mm。（3） 計算齒根彎曲應(yīng)力。F按文獻(xiàn)【1】公式（669）計算齒根彎曲應(yīng)力即F111tFFaSaAVFFFpFYY Y Y K K KKKbm4432.13 1.81 0.78 1 1.5 1.03 1.255 1.1 1.360 2 30.8（）2/N mm 2F4432.7 1.87 0.78 1 1.5 1.03 1.255 1.1 1.360 2 30.8（）2/N mm取彎曲應(yīng)力31F2N mm（4） 計算許用齒根應(yīng)力Fp按文獻(xiàn)【1】公式（671）計算許用齒根應(yīng)力，則Fp1Yd60mm30.81F30.82F31F 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 37 -limminFFpSTNTrelTRrelTXFY Y YYYS已知齒根彎曲疲勞極限340limF。2/N mm由文獻(xiàn)【1】表 611 查得最小安全系數(shù)1.6。minFS式中各系數(shù)、和STYNTYrelTYRrelTY取值如下。XY應(yīng)力系數(shù)，按所給定的區(qū)域圖STYlimF取時，取2。limFSTY壽命系數(shù)按文獻(xiàn)【1】表 616 中NTY的（4）式計算，即 0.0263 10NTLYN式中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)按文獻(xiàn)【1】表LN613 中的相應(yīng)公式計算，且可按每年工作 300 天，每天工作 16h，即60LaxpNnnn t 560 1 0.18537.01 10 則得 0.02653 101.037.01 10NTY齒根圓角敏感系數(shù)按文獻(xiàn)【1】relTY圖 633 查得1。relTY相對齒根表面狀況系數(shù)按文獻(xiàn)relTY【1】表 618 中對應(yīng)公式計算，即 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 38 -（2）bc 齒輪副0.11.6740.529(1)RrelTzYR取齒根表面微觀不平度12.5，zRm代入上式得 0.11.6740.529(12.5 1)0.98RrelTY尺寸系數(shù)按文獻(xiàn)【1】表 61 中對XY應(yīng)的公式計算，即1.050.011.050.01 2XnYm 1.03代入文獻(xiàn)公式【1】 （671）可得許用齒根應(yīng)力為3402 1.01 1 0.98 1.031.6Fp 2433(/)N mm因齒根應(yīng)力小于許用齒231/FN mm根應(yīng)力，即。Fp2433(/)N mmFFp所以，ac 齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。（2）bc 齒輪副在內(nèi)齒輪副 bc 中只需要校核內(nèi)齒輪b 的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按文獻(xiàn)【1】公式（669）計算其齒根彎曲應(yīng)力及按文2F獻(xiàn)【1】公式（671）計算許用齒根應(yīng)力。已知66，pF2zbz。2lim260/FN mm仿上，通過查表或采用相應(yīng)的公式計算，可得到取值與外嚙合不同的系數(shù)1.04，1，1.1，1.3VK FK2aFKpFK，1.98，2.50，0.75，2aFY2SaY2Y433 Fp2/N mm滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。31F 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 39 -（3）ec 齒輪副1.11，1 和1。代入上式則NTYrelTYXY 得222222tFFaSaAVFFFpFYY Y Y K K KKKbm4431.98 2.50 0.75 1 1.5 1.04 1 1.1 1.360 2 30.62/N mm取231/FN mmlimminFFpSTNTrelTRrelTXFY Y YYYS22602 1.11 1 0.98 1353.5(/)1.6N mm 可見，故 bc 齒輪副滿足齒2FpF根彎曲強(qiáng)度條件。（3）ec 齒輪副仿上，ec 只需要校核內(nèi)齒輪 e 的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按文獻(xiàn)【1】公式（669）計算和按文獻(xiàn)【1】公式2F（671）計算。仿上，與內(nèi)齒輪 b 不Fp同的系數(shù)為1 和0.68。代入上式，F(xiàn)pKY則得222222tFFaSaAVFFFpFYY Y Y K K KKKbm4431.98 2.50 0.68 1 1.5 1.04 1 1.1 160 2 21.3（）2/N mm因 2130.8/FN mm取 230.8/FN mm353.5Fp滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。21.32F230.8/FN mm353.5 Fp滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型- 40 -B、高速級ac 齒輪副1）不同的條件a 名義切向力b 動載荷系數(shù)VKc 計算齒根彎曲limminFFpSTNTrelTRrelTXFY Y YYYS22602 1.11 1 0.98 1353.5(/)1.6N mm 可見，故 ec 齒輪副滿足彎曲FpF強(qiáng)度條件。不同的條件a 名義切向力為20002000 0.225()3 31.4634atpaTFNn db 動載荷系數(shù)VK現(xiàn)按文獻(xiàn)【1】公式（657）計算輪a 相對轉(zhuǎn)臂 x 得速度，即19100aaxxdnnv其中 12022.22(/ )114.4axnnm sp所以31.4634 120220220.161(/ )19100 xvm s已知中心輪 a 和行星輪 c 的精度為 6級，即精度系數(shù) C6；再按【1】公式（658）計算動載荷系數(shù)，即VK200BVxAKAv式中0.6670.6670.25(5)0.25(65)0.25BC5056(1)5056(1 0.25)92AB5NF1.0