3Z型行星齒輪減速器設(shè)計(jì)【說明書+CAD】,說明書+CAD,3Z型行星齒輪減速器設(shè)計(jì)【說明書+CAD】,行星,齒輪,減速器,設(shè)計(jì),說明書,仿單,cad 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1．緒論 1.1課題研究的背景和意義 “十一五”期間我國(guó)將按照國(guó)家儲(chǔ)備與企業(yè)儲(chǔ)備相結(jié)合，以國(guó)家儲(chǔ)備為主的方針，統(tǒng)一規(guī)劃，分批建設(shè)國(guó)家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地。為了快速建立起我國(guó)獨(dú)立的石油儲(chǔ)備基地，根據(jù)我國(guó)國(guó)情石油儲(chǔ)備形式以大型工業(yè)油罐為主。 在使用大型油罐進(jìn)行原油儲(chǔ)備的過程中，遇到最關(guān)鍵的問題就是油泥的問題，儲(chǔ)運(yùn)重未經(jīng)提煉制的原油重平均約含2.2%的油泥，即對(duì)一個(gè)10萬立方的儲(chǔ)罐來說，灌滿原油后其中約有2200立方的油泥成點(diǎn)在油罐底部。如不及時(shí)清除，再次加入原油是油泥將繼續(xù)累積在一起，形成硬塊，為油罐的檢查及清洗增加困難。而且數(shù)量如此巨大的油泥存在于油罐底部，不經(jīng)減小油罐的有效儲(chǔ)存空間，降低儲(chǔ)存周期壽命，造成進(jìn)出閥的阻塞，而且較厚的油泥層使浮頂灌的浮頂不能不下降到底而引起浮頂傾斜，對(duì)儲(chǔ)油安全造成威脅。因此大型原油儲(chǔ)罐在建立時(shí)就必須增設(shè)油泥防止和消除系統(tǒng)，以增加油罐的儲(chǔ)油效率，提高儲(chǔ)油安全性，減小清灌難度。 大型原油儲(chǔ)罐灌底油泥的防止和消除方法主要是在灌內(nèi)增加油泥的混合攪拌系統(tǒng)，使油泥破碎細(xì)化，便于通過管線輸出，我們選用了旋轉(zhuǎn)噴射攪拌器。但是，其噴嘴口徑相對(duì)于大型儲(chǔ)罐的直徑而言是很小的，噴嘴固定是射流束的攪拌范圍是有限的，于是，在旋轉(zhuǎn)噴射器入口處設(shè)置軸流渦輪，考循環(huán)油泵加壓后的原油流動(dòng)帶動(dòng)軸流渦輪高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的渦輪通過主軸帶動(dòng)結(jié)構(gòu)上完全隔絕的傳動(dòng)箱內(nèi)一系列的減速傳動(dòng)使噴嘴緩慢旋轉(zhuǎn)，而且通過傳動(dòng)箱內(nèi)有關(guān)參數(shù)的選擇來調(diào)節(jié)噴嘴旋轉(zhuǎn)的速度，是從噴嘴噴出的射流也隨之緩慢旋轉(zhuǎn)，射流可打擊到油罐底周向任一位置的油泥，實(shí)現(xiàn)徹底清除油泥，不留死角的功能。 可見，旋轉(zhuǎn)噴射器中減速箱是工業(yè)油罐底油泥旋轉(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(dòng)噴水嘴低速的轉(zhuǎn)動(dòng)，中間需要一個(gè)傳動(dòng)比很大的減速器連接。 1.2行星齒輪減速器研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 行星齒輪傳動(dòng)與普通定州齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小，體積小，傳動(dòng)比大，承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，這些已經(jīng)被我過越來越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動(dòng)種均有效地利用了功率分流性和輸入，輸出地同軸性以及合理的采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速，大功率而且可用于低速，大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速，增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中：這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸，工程機(jī)械，冶金礦山，石油化工，建筑機(jī)械，輕工紡織，醫(yī)療器械，儀器儀表，汽車，船舶，兵和航空航天等工業(yè)部門獲得了廣泛的應(yīng)用。 由于齒輪，軸，軸承及箱體組成的齒輪減速器，用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。 20世紀(jì)末的20多年，世界齒輪技術(shù)有了很大的發(fā)展，鏟平發(fā)展的總趨勢(shì)是小型化，高速化，低噪聲，高可靠度。技術(shù)發(fā)展中最引人注目的是應(yīng)吃面技術(shù)，功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。 硬面齒輪技術(shù)到20世紀(jì)80年代在國(guó)外日趨成熟。采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件神探淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于IS01328-1975的6級(jí)，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的4倍，為軟齒面齒輪的5-6倍。一個(gè)中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量?jī)H為軟吃面齒輪減速器的1/3左右。 功率分支技術(shù)主要指行星及大功率齒輪箱的功率雙份及多分支裝置，如中心傳動(dòng)的水泥磨主減速器，其核心技術(shù)是均載。 模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)隊(duì)通用和標(biāo)準(zhǔn)減速器旨在追求高性能和滿足用戶多樣化大覆蓋面需求的同時(shí)，盡量減少零部件及毛坯的品種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)，使零部件產(chǎn)生形成批量，降低成本，取得規(guī)模效益。 其他技術(shù)的發(fā)展還表現(xiàn)在理論研究（如強(qiáng)度計(jì)算，修形技術(shù)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，新齒形，新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等）更完善，更接近實(shí)際；普通采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件；材料和熱處理質(zhì)量控制水平的提高；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理；加工精度普遍提高到ISO的4-6級(jí)；軸承質(zhì)量和壽命的提高；潤(rùn)滑油質(zhì)量的提高；加工裝備和檢測(cè)手段的提高等方面。 這些技術(shù)的應(yīng)用和日趨成熟，使齒輪產(chǎn)品的性能價(jià)格比大大提高，產(chǎn)品越來越完美。如非常粗略地估計(jì)一下，輸出100N m轉(zhuǎn)矩的齒輪裝置，如果在1950年時(shí)重10kg，到80年代就可做到僅為1kg。 20世紀(jì)70年代至90年代初，我國(guó)的高速齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測(cè)繪仿制，技術(shù)引進(jìn)到獨(dú)立設(shè)計(jì)制造3個(gè)階段?，F(xiàn)在我國(guó)的設(shè)計(jì)制造能力基本可滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)制造的最高參數(shù)：最大功率44MW，最高線速度168m/s，最高轉(zhuǎn)速67000r/min。 我國(guó)的低速重載齒輪技術(shù)，特別是硬齒面齒輪技術(shù)也經(jīng)歷了測(cè)繪仿制等階段，從無到有逐步發(fā)展起來。除了摸索掌握制造技術(shù)外，在20世紀(jì)80年代末至90年代初步推廣硬齒面技術(shù)過程中，我們還做了解決“斷軸”，“選用”等一系列有意義的工作。在20世紀(jì)70-80年代一直認(rèn)為是國(guó)內(nèi)重齒輪兩大難題的“水泥磨減速器”和“軋鋼機(jī)械減速器”可以說已完全解決。 20世界80年代至90年代初，我國(guó)相繼制定了一批減速器標(biāo)準(zhǔn)，如ZBJ19004—88《圓柱齒輪減速器》，ZBJ19026—90《運(yùn)輸機(jī)械用減速器》和YB/T050—93《冶金設(shè)備用YNK齒輪減速器》等幾個(gè)硬齒面減速器標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)有自己只是產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，如YB/T079—95《三環(huán)減速器》。按這些標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的許多產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)到或接近國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，其中YNK減速器較完整地吸取了德國(guó)FLENDER公司同類產(chǎn)品的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)情做了血多改進(jìn)與創(chuàng)新。 世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本，德國(guó)，英國(guó)，美國(guó)和俄羅斯等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化，傳動(dòng)性能，傳動(dòng)效率，轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動(dòng)，行星齒輪變速傳動(dòng)和微型行星齒輪傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代化的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。 行星齒輪顫動(dòng)在我已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自20世紀(jì)60年代以來，我國(guó)才開始對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入，系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設(shè)計(jì)理論方面，還是在試制和應(yīng)用實(shí)踐方面，均有了較大的成就，并獲得了血多的研究成果。 近十幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了執(zhí)照也得傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)，敏捷執(zhí)照，智能執(zhí)照等先進(jìn)技術(shù)。形成了高精度，高效率的智能化圣餐先和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理。 在21世紀(jì)成套件機(jī)械裝備中，齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度，加工效率大為提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀。 CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制，液壓傳動(dòng)，齒輪，帶鏈的混合傳動(dòng)，將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉，將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。 工業(yè)通用變速箱是指為各行業(yè)成套裝備及生產(chǎn)線配套的大功率和中小功率變速箱。國(guó)內(nèi)的變速箱將繼續(xù)淘汰軟齒面，向硬齒面，高精度，高可靠度軟啟動(dòng)，運(yùn)行監(jiān)控，運(yùn)行狀態(tài)記錄，低噪聲，高的功率與體積比和高的功率與重量比的方向發(fā)展。中小功率變速箱為適應(yīng)機(jī)電一體化成套裝備自動(dòng)控制，自動(dòng)調(diào)速，多種控制與通訊功能的接口需要，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外型在相應(yīng)改變。矢量變頻代替直流伺服器驅(qū)動(dòng)，已成為經(jīng)年中小功率變速箱產(chǎn)品追求的目標(biāo)。 隨著我國(guó)航天，航空，機(jī)械，電子，能源及核工業(yè)等方面的快速發(fā)展和工業(yè)機(jī)器人等在各工業(yè)部門的應(yīng)用，我國(guó)在諧波傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用方面已取得顯著成績(jī)。同時(shí)，隨著國(guó)家高新技術(shù)及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)諧波傳動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品的需求將更會(huì)更加突出。 總之，當(dāng)今世紀(jì)各國(guó)減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是向六高，二低，二化方面發(fā)展。六高即高承載能力，高齒面硬度，高精度，高速度，高可靠性和高傳動(dòng)效率；二低即低噪聲，低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化，多樣化。 減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，因此，開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國(guó)有廣闊的前景。 1.3本文研究的主要內(nèi)容 我的工作就是結(jié)合渦輪的輸入轉(zhuǎn)速，噴嘴所需要的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩等已知條件設(shè)計(jì)一個(gè)滿足要求的齒輪減速器 1、選擇確定傳動(dòng)方案 傳動(dòng)方案的確定包括傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的確定。此次設(shè)計(jì)的減速器傳動(dòng)比達(dá)到134，只有通過不斷地比較和分析去合理的選擇一種傳動(dòng)方案，盡量降低減速器的體積和重量。 2、設(shè)計(jì)計(jì)算 每級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，都大致包括：傳動(dòng)比的分配，傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，軸的選擇與計(jì)算，鍵連接的選擇與計(jì)算，箱體的設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑與密封的選擇和傳動(dòng)裝置 2． 3Z（II）型行星齒輪減速器裝置設(shè)計(jì) 2.1 已知條件 設(shè)計(jì)某石油機(jī)械裝置所需配用的行星齒輪減速器，已知該行星傳動(dòng)的輸入功率P1=22KW，輸入轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，傳動(dòng)比ip=134，允許的傳動(dòng)比偏差△ip=0.01，短期間斷的工作方式，每天工作16h，要求使用壽命8年；且要求該行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動(dòng)功率較高。 2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1選取行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 根據(jù)上述要求：短期間斷，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊和外輪廓尺寸較小。據(jù)《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》個(gè)傳動(dòng)類型的工作特點(diǎn)可知，3Z型適用于短期間斷的工作方式，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大。為了裝配方便，結(jié)構(gòu)更加緊湊，適用具有單齒圈行星齒輪的3Z(II)型行星齒輪傳動(dòng)較合理，其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示。 圖1 3Z(II)型行星齒輪減速傳動(dòng) 2.2.2配齒計(jì)算 根據(jù)3Z（II）型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比ip值和按其齒輪計(jì)算公式可求得內(nèi)齒輪b，e和行星齒輪c的齒數(shù)zb，ze和zc。考慮到該行星齒輪傳動(dòng)的外輪廓尺寸較小，故選擇中心輪的齒數(shù)za=15和行星齒輪數(shù)目np =3。為了使內(nèi)齒輪b與e的齒數(shù)差盡可能小，即應(yīng)取ze -zb= np。再將za，np和ip值代入公式，則的內(nèi)齒輪b的齒數(shù)Zb為 zb= 按以下公式可得內(nèi)齒輪e的齒數(shù)Ze為 ze = zb + np =69+3=72 因ze-za=72-15=57為奇數(shù)，應(yīng)按如下公式求得行星輪c的齒數(shù)Zc為 zc=（ze-za）-0.5=（72-15）-0.5=28 再按傳動(dòng)比驗(yàn)算公式驗(yàn)算其實(shí)際的傳動(dòng)比為 ibae===134.4 其傳動(dòng)比誤差為 ===0.003< 故滿足傳動(dòng)比誤差的要求，即得該行星齒輪傳動(dòng)實(shí)際的傳動(dòng)比為=134.4.最后確定該行星傳動(dòng)各齒的齒數(shù)為za=15，zb=69，ze=72和zc=28. 另外，也可根據(jù)傳動(dòng)比i=134.4查表直接可得上述各輪的齒數(shù)。 2.2.3初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 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58-62HRC，取 =1400N/mm 和=340N/mm ，中心輪a和行星齒輪c的加工精度6級(jí)；內(nèi)齒輪b和e均采用42CrMo，調(diào)質(zhì)硬度217-259HB，取=780N/mm 和=260N/mm ，內(nèi)齒輪b和e的加工精度7級(jí)。 按彎曲強(qiáng)度的初計(jì)算公式計(jì)算齒輪的模數(shù)m為 m=Km 現(xiàn)已知Z1=15，=340N/mm 。小齒輪名義轉(zhuǎn)矩T1=9549 =9549×=46.68N·M；取算式系數(shù)Km=12.1；查表取使用系數(shù)KA=1.5；取綜合系數(shù)KFΣ=1.8,；去接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪見在和分布不據(jù)黁系數(shù)KHp=1.2，由公式可得KFp=1+1.5（KHp-1）=1+1.5（1.2-1）=1.3；可查得齒形系數(shù)YFa1=2.67；查得齒寬系數(shù)Фd=0.6。則的齒輪模數(shù)為 m==2.57（mm） 取齒輪模數(shù)m=3mm 2.2.4嚙合參數(shù)計(jì)算 在三個(gè)嚙合齒輪副a-c、b-c和e-c中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a為 （mm） （mm） （mm） 由此可見，三個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距不相等，且有。因此，此行星齒輪傳動(dòng)不能滿足非變位的同心條件。為了使該行星齒輪既能滿足給定的傳動(dòng)比=134.4的要求，又能滿足嚙合傳動(dòng)的同心條件，即應(yīng)使各齒輪副的嚙合中心距相等，則必須對(duì)該3Z(II)型行星傳動(dòng)進(jìn)行角度變位。 根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)中心距之間的關(guān)系，取選取其嚙合中心距為==66mm作為各齒輪副的中心距值。 已知+=43，-=41和-=44，m=3mm，=66mm及壓力角20。，按公式計(jì)算該3Z(II)型行星傳動(dòng)角度變位的嚙合參數(shù)。對(duì)各齒輪副的嚙合參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表1。 表1 3Z(II)型行星傳動(dòng)嚙合參數(shù)計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算公式 a-c齒輪副 b-c齒輪副 e-c齒輪副 中心距變動(dòng)系數(shù) = =1.5 嚙合角 = = 變位系數(shù)和 = 齒頂高變動(dòng)系數(shù) = 重合度 注：1.表內(nèi)公式的“”號(hào)，外嚙合取“+”，內(nèi)嚙合取“-” 。 2.表內(nèi)公式的為齒頂壓力角，且有=arcos。 確定各齒輪的變位系數(shù)。 （1）a-c齒輪副 在a-c齒輪副中，由于中心輪a的齒數(shù)z=152=34和中心距=64.5mm<=66mm 。由此可知，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)采用角度變位的正傳，即 當(dāng)齒頂高系數(shù)=1，壓力角時(shí)，避免根切的最小變位系數(shù)為 ===0.1176 按如下公式可求得中心論a的變位系數(shù)為 =0.5 =0.5 =0.2732>=0.1176 按如下公式可得到行星齒輪c的變位系數(shù) = =0.5377-0.2732=0.2645 （2）b-c齒輪副 在b-c齒輪副中，=28>=17，=41>2=34和=61.5mm<=66mm 。據(jù)此可知，該齒輪副的變位目的是為了湊合中心距和改善嚙合性能。故其能變位方式也應(yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)，即。 現(xiàn)已知其變位系數(shù)和和則可得內(nèi)齒輪b的變位系數(shù)為=。 （3）e-c齒輪副 在e-c齒輪副中，>,-=44>2=34和mm 。由此可知，該齒輪副的變位目的是為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。則可得內(nèi)齒輪e的變位系數(shù)為0.2645。 2.2.5幾何尺寸計(jì)算 對(duì)于該3Z(II)型行星齒輪傳動(dòng)可按下面計(jì)算公式進(jìn)行其幾何尺寸的計(jì)算。各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果見表2。 表2 3Z(II)型行星齒輪傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算公式 a-c齒輪副 b-c齒輪副 e-c齒輪副 變位系數(shù) = =0.2732 =0.2645 =0.2645 =2.1022 =0.2645 =0.2645 分度圓直徑 = = =45 =207 =84 =207 =84 =216 基圓直徑 = = =42.2862 =78.9342 =78.9342 =194.5164 =78.9342 =202.9736 節(jié)圓直徑 = = =46.0465 =85.9535 =90.1463 =222.1463 =84 =216 齒頂圓直徑 外嚙合 52.413 91.3608 內(nèi)嚙合 - 齒根圓直徑 外嚙合 內(nèi)嚙合 用插齒刀加工 78.087 224.7126 78.087 225.0204 注：1.表內(nèi)公式中，為插齒刀的齒頂圓直徑；為插齒刀與被加工齒輪之間的中心距。 2.表中的徑向間徑=，其中=7.6（1-） /。 關(guān)于用插齒刀加工內(nèi)齒輪，起齒根圓直徑的計(jì)算。 已知模數(shù)=3mm，插齒刀齒數(shù)=25，齒頂高系數(shù)=1.25，變位系數(shù)=0（中等磨損程度）。試求被插制內(nèi)齒輪的齒根圓直徑。 齒根圓直徑按下式計(jì)算，即 =+2 式中 ——插齒刀的齒頂圓直徑； ——插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中心距。 ==325=82.5（mm） 現(xiàn)對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副b-c和e-c分別計(jì)算如下。 （1）b-c內(nèi)嚙合齒輪副（，=69） ==0.049683 查表得= = 加工中心距為 =（mm） 按一下公式計(jì)算內(nèi)齒輪b齒根圓直徑為 =82.5+271.1063=224.7126mm（填入表2中） (2)e-c內(nèi)嚙合齒輪副（，=72） 仿上，= ==0.019001 查表得= == =（mm） 則得內(nèi)齒輪e的齒根圓直徑為 mm（ 填入表2中） 2.2.6裝配條件的計(jì)算 對(duì)于所設(shè)計(jì)的上述行星輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下的裝配條件 鄰接條件 按如下公式驗(yàn)算其鄰接條件，即 將已知的、和值代入上式，則得 91.3608mm<266=114.3154mm 即滿足鄰接條件。 同心條件 按如下公式驗(yàn)算該3Z(II)型行星傳動(dòng)的同心條件，即 各各齒輪副的嚙合角為、、和；且知、、和。代入上式，即得 =46.82 則滿足同心條件。 安裝條件 按以下公式驗(yàn)算其安裝條件，即得 所以，滿足其安裝條件。 2.2.7傳動(dòng)效率的計(jì)算 由查表得到的幾何尺寸計(jì)算結(jié)果可知，內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑222.1463mm大于內(nèi)齒輪e的節(jié)圓直徑mm，即>,故該3Z(II)行星傳動(dòng)的傳動(dòng)功率可采用如下公式進(jìn)行計(jì)算，即 = 已知和=69/15=4.6 其嚙合損失系數(shù) 和可按如下公式計(jì)算，即有 =2.3 =2.3 取齒輪的嚙合摩擦因數(shù)，且將、和代入上式，可得 =2.3 =2.3 即有 =0.00488+0.00502=0.0099 所以，其傳動(dòng)效率為 = 可見，該行星齒輪傳動(dòng)的效率較高，可以滿足短期間斷工作方式的使用要求。 2.2.8結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輸入端 根據(jù)3Z(II)行星傳動(dòng)的工作特點(diǎn)、傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先應(yīng)確定中心輪a的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆絛較小，所以，輪a應(yīng)該采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)型式；既將中心輪a與輸入軸連成一個(gè)整體。且按該行星的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n的初步估算輸入軸的直徑，同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了便于軸上零件的裝拆，通常將軸制成階梯形?？傊跐M足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以便于加工制造。 按公式 =112=27mm 按照3﹪-5﹪增大，試取為30mm,帶有單鍵槽的輸入軸直徑確定為30mm,再過臺(tái)階為36mm滿足密封元件的孔徑要求。軸環(huán)用于軸承的軸向定位和固定?？芍獮?5mm,寬度為135mm。根據(jù)軸承的選擇確定軸肩為52mm， 為38 mm。如附圖。 輸出端 根據(jù)=112=50mm 帶有單鍵槽，與齒輪e同體相連作為輸出軸。取為57mm，選擇16X10的鍵槽。如附圖所示 內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì) （1）內(nèi)齒輪b采用緊固螺釘與箱體連接起來，從而可以將其固定。其尺寸如上已算出，圖形如附圖。 （2）內(nèi)齒輪e采用齒輪軸設(shè)計(jì)，既將輪e與輸出軸連成一個(gè)整體。且按該輪的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n的初步估算輸出軸的直徑，同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？傊跐M足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以便于加工制造。 轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì) 一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的轉(zhuǎn)臂x應(yīng)是外廓尺寸小，質(zhì)量小，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，動(dòng)平衡性好，能保證行星齒輪間的載荷分布均勻，而且具有良好的加工和裝配工藝。對(duì)于3Z(II)型中的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩的作用，也不是行星傳動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件（此時(shí)它不是基本構(gòu)件），故采用雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂（其側(cè)板兩端無凸緣）。 雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂，可采用連接板將兩塊側(cè)板連接在一起。整體式轉(zhuǎn)臂的毛皮是采用鍛造或焊接的范式得到的，即在其毛坯上已將兩側(cè)板與連接板制成一個(gè)整體。 轉(zhuǎn)臂x中所需連接板得數(shù)目一般應(yīng)等于行星齒輪數(shù)。壁厚為=mm取壁厚為15，其中為實(shí)際嚙合中心距。溝槽寬度為80mm。外圓直徑2=168mm，取外圓直徑170mm。如附圖所示。 轉(zhuǎn)臂X1上各行星齒輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心極限偏差可按公式計(jì)算，先已知高速級(jí)的嚙合中心距a=66mm，則得 0.0323（mm） 取=32.3 各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差按公式計(jì)算，即 取0.0300=30 轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差為孔距相對(duì)偏差的，即=15 先已知低速級(jí)的嚙合中心距a=66mm，則得 =0.0323（mm） 取=32.3 各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差按公式計(jì)算，即 取0.0300=30 轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差為孔距相對(duì)偏差的，即 箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì) 按照行星傳動(dòng)的安裝類型的不同，則該行星減速器選用臥式不剖分機(jī)體，為整體鑄造機(jī)體，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，能有效多用于專用的行星齒輪傳動(dòng)中，鑄造機(jī)體應(yīng)盡量的避免壁厚突變，應(yīng)設(shè)法減少壁厚差，以免產(chǎn)生疏散等鑄造缺陷。材料選為灰鑄鐵[7]。如附圖所示 壁厚 ——機(jī)體表面的形狀系數(shù) 取1 ——與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)的系數(shù)取2.6 _____作用在機(jī)體上的轉(zhuǎn)矩 標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用 螺釘?shù)倪x擇：大多緊固螺釘選擇六角螺釘。吊環(huán)的設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)。通氣塞的設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊(cè)自行設(shè)計(jì)。以及油標(biāo)的設(shè)計(jì)根據(jù)GB1161-89的長(zhǎng)形油標(biāo)的參數(shù)來設(shè)計(jì)。 行星齒輪c采用帶有內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)，它的齒寬b應(yīng)當(dāng)加大；以便保證該行星齒輪c與中心輪a 的嚙合良好，同時(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和e相嚙合。在每個(gè)行星輪的內(nèi)孔中，可以安裝兩個(gè)滾動(dòng)軸承來支撐著。而行星齒輪軸在安裝到轉(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型行星傳動(dòng)的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩，也不是行星傳動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件；而且還具有個(gè)行星輪。因此，其轉(zhuǎn)臂x采用了雙側(cè)板整體式的結(jié)構(gòu)型式。該轉(zhuǎn)臂x可以采用兩個(gè)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)臂軸線的中心距極限偏差可按如下公式計(jì)算?，F(xiàn)已知嚙合中心距mm，則得 （mm） 取 各行星輪軸孔的孔距先對(duì)偏差可按以下公式計(jì)算，即 取=0.030mm=30m 轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差約為孔距相對(duì)偏差的1/2,即 =15m 在對(duì)所設(shè)計(jì)的行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了其嚙合參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算，驗(yàn)算其裝配條件，且進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，便可以繪制該行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖（或裝配圖）。 2.2.9齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 由于3Z(II)型行星齒輪齒輪傳動(dòng)具有短期間間斷的工作特點(diǎn)，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、外輪廓尺寸較小和傳動(dòng)比大的特點(diǎn)。針對(duì)其工作特點(diǎn)，只需按其齒根彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核計(jì)算，即 首先按以下公式計(jì)算齒輪的齒根應(yīng)力，即 其中，齒根應(yīng)力的基本值可按以下公式計(jì)算，即 = 許用齒根應(yīng)力可按以下公式計(jì)算，即 = 現(xiàn)將該3Z(II)行星傳動(dòng)按照三個(gè)齒輪副a-c、b-c和e-c分別驗(yàn)算如下。 a-c齒輪副 ① 名義切向力。 中心輪a的切向力=可按如下公式計(jì)算；已知N?m,和mm。則得 （N） ②有關(guān)系數(shù)。 a．使用系數(shù) 。 使用系數(shù)按中等沖擊查表得=1.5 b.動(dòng)載荷系數(shù)。 先按下式計(jì)算輪a相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的速度，即 其中 （m/s） 所以 （m/s） 已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級(jí)，即精度系數(shù)C=6；再按下公式計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)，即 = 式中 B=0.25= A=50+56 則得 = 中心輪a和行星輪c的動(dòng)載荷系數(shù)=1.06 c.齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)可按下式計(jì)算，即 =1+ 查表得 = 查表得，代入上式，則得 =1+（1.3-1）1=1.3 d.齒間載荷分配系數(shù)。 齒間載荷分配系數(shù)查表得 =1.1 e.行星輪間載荷分配系數(shù)。 行星輪間載荷分配系數(shù)按下式計(jì)算 即 =1+1.5 已取，則得 =1+1.5=1.3 f.齒形系數(shù)。 齒形系數(shù)查得。 g.應(yīng)力修正系數(shù)。 應(yīng)力修正系數(shù)查得 h.重合度系數(shù) 。 重合度系數(shù)可按下式計(jì)算，即 ==0.25+ i.螺旋角系數(shù)。 螺旋角系數(shù)查得 =1 因行星輪c不僅與中心論a嚙合，且同時(shí)與內(nèi)齒輪b和e相嚙合，故取齒寬b=60mm。 ③計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力。 按下式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力，即 = =（N/mm2） （N/mm2） 取彎曲應(yīng)力=110N/mm2 ④計(jì)算許用齒根應(yīng)力 按以下公式計(jì)算許用齒根應(yīng)力，即 = 已知齒根彎曲疲勞極限=340 N/mm2 由查表得最小安全系數(shù)。 式中各系數(shù)、、、和取值如下。 應(yīng)力系數(shù)，按所給定的區(qū)域圖取時(shí)，取=2。 壽命系數(shù)由下式計(jì)算，即 = 式中應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由表相應(yīng)公式計(jì)算，且可按照每年工作300天，每天工作16小時(shí)，即 =6060=1.06 則得 ==0.89 齒根圓角敏感系數(shù)查得=1。 先對(duì)齒根表面狀況系數(shù)按表中對(duì)應(yīng)公式計(jì)算，即 =1.674-0.529 取齒根表面微觀不平度=12.5m，代入上式得 =1.674-0.529=0.98 尺寸系數(shù)按表中相對(duì)應(yīng)公式計(jì)算，即 =1.05-0.01=1.05-0.01=1.02 代入下公式可得許用齒根應(yīng)力為 =378（N/mm2） 因齒根應(yīng)力=110 N/mm2小于許用齒根應(yīng)力=378 N/mm2，即<。所以，a-c齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 b-c齒輪副 在內(nèi)嚙合齒輪副b-c中只需要校核內(nèi)齒輪b的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按公式計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力及按公式計(jì)算許用齒根應(yīng)力。已知，=260 N/mm2。 a．使用系數(shù) 。 使用系數(shù)按中等沖擊查表得=1.11 b.動(dòng)載荷系數(shù)。 先按下式計(jì)算輪a相對(duì)于轉(zhuǎn)臂x的速度，即 其中 （m/s） 所以 （m/s） 已知中心輪a和行星齒輪c的精度為6級(jí)，即精度系數(shù)C=6；再按下公式計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)，即 = 式中 B=0.25= A=50+56 則得 = 中心輪a和行星輪c的動(dòng)載荷系數(shù)=1.26 c.齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)可按下式計(jì)算，即 =1+ 查表得 = 查表得，代入上式，則得 =1+（1.3-1）1=1.3 d.齒間載荷分配系數(shù)。 齒間載荷分配系數(shù)查表得 =1.1 e.行星輪間載荷分配系數(shù)。 行星輪間載荷分配系數(shù)按下式計(jì)算 即 =1+1.5 已取，則得 =1+1.5=1 f.齒形系數(shù)。 齒形系數(shù)查得。 g.應(yīng)力修正系數(shù)。 應(yīng)力修正系數(shù)查得 h.重合度系數(shù) 。 重合度系數(shù)可按下式計(jì)算，即 ==0.25+ i.螺旋角系數(shù)。 螺旋角系數(shù)查得 =1 通過查表或采用相應(yīng)公式計(jì)算，可得到取值與外嚙合不同的系數(shù)為,,，，，=2.65，,=1.03和。代入上式則得 =（N/mm2） 取 N/mm2 （N/mm2） 可見，，故b-c齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 e-c齒輪副 仿上，e-c齒輪副只需要校核內(nèi)齒輪e的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按以上公式計(jì)算和。仿上，與內(nèi)齒輪b不同的系數(shù)為 和=0.68。代入上式，則得 =98（N/mm2） 因 N/mm2 取 N/mm2 （N/mm2） 可見，，故e-c齒輪副滿足彎曲強(qiáng)度條件。 3．總結(jié) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工作崗位重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。期間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 在設(shè)計(jì)的同時(shí)也遇到了很多問題，由于長(zhǎng)時(shí)間沒有這種實(shí)踐，上手的時(shí)候有點(diǎn)生疏。首先要做的是查閱資料，之后通過所得資料確定傳動(dòng)方案。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，很多公式找不到，但與老師同學(xué)交流之后，計(jì)算工作能夠較快的完成了。在制圖的時(shí)候，制圖軟件的很多命令都不知道怎么用，經(jīng)過幾天的摸索，才堪堪能運(yùn)用其一些基本的用法。圖紙做好的時(shí)候，經(jīng)過老師多次指導(dǎo)和反復(fù)修改，才達(dá)到老師的要求。 通過這次實(shí)踐，我了解了3Z（II）型行星齒輪減速器的用途及工作原理，熟悉了行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)步驟，可知行星齒輪減速器有著體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)，但由于行星齒輪減速器傳動(dòng)比大，力矩就比其它減速器結(jié)構(gòu)小，行星齒輪減速器自鎖角大止退性差而不適合啟動(dòng)用。 　　畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。由于時(shí)間倉(cāng)促，自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足，很多地方會(huì)有疏漏，希望老師能給予指正。 　　 參考文獻(xiàn) [1] 璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001 [2] 王昆主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).武漢：華中理工大學(xué)出版社，1922 [3] 盧頌峰、王大康主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1993 [4] 吳宗澤、羅圣國(guó)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社，1992 [5] 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Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7 致謝 此片論文得以完成,首先要感謝吳暉老師的細(xì)心指導(dǎo)。吳老師開闊的視野，為我提供了極大的發(fā)揮空間，在這段時(shí)間里讓我明白了做任何事情要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍，對(duì)人要寬容、寬厚，吳老師寬厚待人的學(xué)者風(fēng)范更是令我無比感動(dòng)。 四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，，思緒萬千，心情久久不能平靜。 感謝各位老師在這幾年一直在生活中、組織上給予我的教導(dǎo)和無私的幫助，讓我在南昌航空大學(xué)科技學(xué)院這個(gè)大舞臺(tái)上有鍛煉的能力、自我完善的平臺(tái)。 在此文即將完成之際，我衷心的感謝在此過程中幫助過我的每個(gè)人，在這里請(qǐng)接收我最誠(chéng)摯的謝意！由于時(shí)間倉(cāng)促、自身等原因，文章錯(cuò)誤疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師斧正。 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供代寫論文良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 26