水泥攪拌車(chē)二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì)含proe三維及10張CAD圖
水泥攪拌車(chē)二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì)含proe三維及10張CAD圖,水泥,攪拌,二級(jí),行星減速器,設(shè)計(jì),proe,三維,10,cad
水泥攪拌車(chē)二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì)
摘 要
水泥攪拌車(chē)（混凝土攪拌車(chē)）一種快速攪拌凝土的車(chē)輛。由于在車(chē)輛從泵站運(yùn)輸?shù)焦さ氐臅r(shí)間里，罐體需要不斷轉(zhuǎn)動(dòng)防止水泥離析，且轉(zhuǎn)動(dòng)需要慢速進(jìn)行，因此需要用到能夠提供較大減速比的二級(jí)行星減速器。本次主要針對(duì)混凝土攪拌車(chē)二級(jí)行星減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要由圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及箱體組成。
本文首先，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案；接著，對(duì)選擇了各主要技術(shù)參數(shù)并且對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得到主要結(jié)構(gòu)尺寸，而通過(guò)校核計(jì)算校核零件的強(qiáng)度；然后，繪制了二級(jí)行星減速器裝配圖及主要零部件圖，并采用Pro/E建立了三維模型。
通過(guò)本次設(shè)計(jì)，得到了結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、性能優(yōu)良的二級(jí)行星減速器，并且形成了一套通用的二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì)流程及方法，有利于今后二級(jí)行星減速器的設(shè)計(jì)與制造。
關(guān)鍵詞：攪拌車(chē)；圓錐齒輪傳動(dòng)；行星齒輪傳動(dòng)；設(shè)計(jì)
Abstract
Cement mixer (concrete mixer) is a kind of vehicle that mixes concrete quickly. Because the tank needs to rotate continuously to prevent cement segregation during the transportation time from the pump station to the construction site, and the rotation needs to be carried out at a slow speed, so a two-stage planetary reducer which can provide a larger deceleration ratio is needed. This paper mainly designs the secondary planetary reducer of concrete mixer, which is mainly composed of bevel gear transmission mechanism, planetary gear transmission mechanism and box body.
Firstly, this paper analyses the research status, structure and principle of planetary gear transmission mechanism at home and abroad, and puts forward its transmission mechanism scheme on the basis of this analysis. Then, it chooses the main technical parameters and designs and checks the main parts, gets the main structural dimensions through design calculation, and checks the strength of the parts through checking calculation; secondly, it draws. The assembly drawing and main parts drawing of the two-stage planetary reducer are made, and the three-dimensional model is established by Pro/E.
Through this design, the second-level planetary reducer with reasonable structure, reliable operation and excellent performance is obtained, and a set of general design process and method of the second-level planetary reducer is formed, which is conducive to the design and manufacture of the second-level planetary reducer in the future.
Key words: Mixer; Bevel Gear Transmission; Planetary Gear Transmission; Design
目錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 水泥攪拌車(chē)簡(jiǎn)介 1
1.3行星齒輪減速器研究現(xiàn)狀 2
第2章 總體方案設(shè)計(jì) 4
2.1 設(shè)計(jì)要求 4
2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 4
2.2.1齒輪傳動(dòng)的兩大類(lèi)型 4
2.2.2行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型選擇 4
第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算 8
3.1第一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng) 8
3.1.1選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) 8
3.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 8
3.1.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 10
3.1.4驗(yàn)算 11
3.2行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 12
3.2.1 配齒計(jì)算 12
3.2.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 14
3.2.3嚙合參數(shù)計(jì)算 15
3.2.3幾何尺寸的計(jì)算 16
3.2.5裝配條件的驗(yàn)算 17
3.2.6傳動(dòng)效率的計(jì)算 18
3.3行星齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算 19
3.3.1高速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 19
3.3.2高速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核 22
3.3.3 高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 23
3.3.4低速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 24
3.3.5低速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核 25
3.3.6低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 27
第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
4.1 軸的設(shè)計(jì) 28
4.1.1 輸入軸 28
4.1.2 中間軸 28
4.1.2 中間軸 28
4.1.3 輸出軸 29
4.2內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì) 29
4.3 行星齒輪設(shè)計(jì) 29
4.4 轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì) 29
4.5 箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì) 30
4.6 齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 31
4.7 標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用 31
4.8 密封和潤(rùn)滑 31
總 結(jié) 32
致 謝 33
參考文獻(xiàn) 34
35
第1章 緒 論
1.1 研究背景及意義
行星齒輪傳動(dòng)在我國(guó)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(lái)，我國(guó)才開(kāi)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(wú)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，均取得了較大的成就,并獲得了許多的研究成果。近20多年來(lái)，尤其是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過(guò)我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展[1]。
本課題通過(guò)對(duì)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步計(jì)算出各零件的設(shè)計(jì)尺寸和裝配尺寸，并對(duì)涉及結(jié)果進(jìn)行參數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和性能評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)行星齒輪減速器規(guī)?；a(chǎn)提供了參考和理論依據(jù)。通過(guò)本設(shè)計(jì)，要能弄懂該減速器的傳動(dòng)原理，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)與鞏固，從而在以后的工作中能解決類(lèi)似的問(wèn)題。
1.2 水泥攪拌車(chē)簡(jiǎn)介
水泥攪拌車(chē)（混凝土攪拌車(chē)）一種快速攪拌凝土的車(chē)輛。內(nèi)部也是兩頭細(xì)中間粗的圓柱體，里面還有一些順時(shí)針排列的扇葉，在車(chē)輛從泵站運(yùn)輸?shù)焦さ氐臅r(shí)間里，由于罐體不斷轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉，就起到防止水泥離析的效果。
（1）工作原理
水泥攪拌車(chē)也被稱(chēng)為混凝土攪拌車(chē)，主要用于混凝土攪拌站水泥的運(yùn)輸工作。
水泥攪拌車(chē)主要專(zhuān)用配件包括取力器、攪拌筒前后支架、減速機(jī)、液壓系統(tǒng)、攪拌筒、操縱機(jī)構(gòu)、清洗系統(tǒng)等。工作原理是，通過(guò)取力器將汽車(chē)底盤(pán)的動(dòng)力取出，并驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的液壓泵，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能傳給液壓馬達(dá)，馬達(dá)再驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，由減速機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌系統(tǒng)，對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌
（2）構(gòu)成
1）取力系統(tǒng)
國(guó)內(nèi)混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)采用底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)取力方式。取力裝置的作用是通過(guò)全功率驅(qū)動(dòng)器將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力取出，經(jīng)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)攪拌筒，攪拌筒在進(jìn)料和運(yùn)輸過(guò)程中正向旋轉(zhuǎn)，以利于進(jìn)料和對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌，在出料時(shí)反向旋轉(zhuǎn)，在工作終結(jié)后切斷與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力聯(lián)接。
2）液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)的主要功能是將取力器動(dòng)力，轉(zhuǎn)化為液壓能（排量和壓力），再經(jīng)馬達(dá)輸出為機(jī)械能（轉(zhuǎn)速和扭矩），為攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力。
3）減速機(jī)
將液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)速減速后，傳給攪拌筒。
4）操縱機(jī)構(gòu)
① 控制攪拌筒旋轉(zhuǎn)方向，使之在進(jìn)料和運(yùn)輸過(guò)程中正向旋轉(zhuǎn)，出料時(shí)反向旋轉(zhuǎn)。
② 控制攪拌筒的轉(zhuǎn)速。
5）攪拌系統(tǒng)
攪拌裝置主要由攪拌筒及其輔助支撐部件組成。攪拌筒是混凝土的裝載容器，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)混凝土沿葉片的螺旋方向運(yùn)動(dòng)，在不斷的提升和翻動(dòng)過(guò)程中受到混合和攪拌。在進(jìn)料及運(yùn)輸過(guò)程中，攪拌筒正轉(zhuǎn)，混凝土沿葉片向里運(yùn)動(dòng)，出料時(shí)，攪拌筒反轉(zhuǎn)，混凝土沿著葉片向外卸出。葉片是攪拌裝置中的核心部件，損壞或嚴(yán)重磨損會(huì)導(dǎo)致混凝土攪拌不均勻。另外，葉片的角度如果設(shè)計(jì)不合理，還會(huì)使混凝土出現(xiàn)離析。
6）清洗系統(tǒng)
清洗系統(tǒng)的主要作用是清洗攪拌筒，有時(shí)也用于運(yùn)輸途中進(jìn)行干料拌筒。清洗系統(tǒng)還對(duì)液壓系統(tǒng)起冷卻作用。
7）散熱系統(tǒng)
散熱系統(tǒng)采用高溫循環(huán)油對(duì)液壓泵，液壓馬達(dá)在工作過(guò)程產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱片和風(fēng)扇散發(fā)出去，避免高溫造成液壓系統(tǒng)損壞和工作失常。
1.3行星齒輪減速器研究現(xiàn)狀
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(wú)到有逐步發(fā)展起來(lái)。除了摸索掌握制造技術(shù)外，在20世紀(jì)80年代末至90年代初推廣硬齒面技術(shù)過(guò)程中，我們還作了解決“斷軸”、“選用”等一系列有意義的工作。
（1）漸開(kāi)線(xiàn)行星齒輪效率的研究
行星齒輪傳動(dòng)的效率作為評(píng)價(jià)器傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。現(xiàn)在，計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)效率的方法很多，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多有關(guān)行星齒輪傳動(dòng)效率的計(jì)算方法，在設(shè)計(jì)計(jì)算中，較常用的計(jì)算方有3種：嚙合功率法、力偏移法、和傳動(dòng)比法（克萊依涅斯法），其中以嚙合功率法的用途最為廣泛，此方法用來(lái)計(jì)算普通的2K2H和3K型行星齒輪的效率十分方便。
（2）漸開(kāi)線(xiàn)行星齒輪均載分析的研究現(xiàn)狀
行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。這些都是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)行星輪的傳動(dòng)方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個(gè)行星輪來(lái)分擔(dān)載荷，形成功率流，并合理的采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)，從而使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。為了更好的發(fā)揮行星齒輪的優(yōu)越性，均載的問(wèn)題就成了一個(gè)十分重要的課題。在結(jié)構(gòu)方面，起初人們只努力地提高齒輪的加工精度，從而使得行星齒輪的制造和裝配變得比較困難。后來(lái)通過(guò)時(shí)間采取了對(duì)行星齒輪的基本構(gòu)件徑向不加限制的專(zhuān)門(mén)措施和其它可自動(dòng)調(diào)位的方法。
第2章 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)一水泥攪拌車(chē)的二級(jí)行星減速器，采用圓錐齒輪傳動(dòng)與NGW串聯(lián)，臥式軸向部分機(jī)體。大修期限為1年，每年工作300日，每天工作24小時(shí)。
原始數(shù)據(jù)：公稱(chēng)傳動(dòng)比為52，高速軸的轉(zhuǎn)速為1800r/min，低速軸輸出轉(zhuǎn)矩為8000N.m。
2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.2.1齒輪傳動(dòng)的兩大類(lèi)型
輪系可由各種類(lèi)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(chēng)為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱(chēng)為平面輪系。
根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪的幾何軸線(xiàn)相對(duì)位置是否變動(dòng)，齒輪傳動(dòng)分為兩大類(lèi)型。
（1）普通齒輪傳動(dòng)（定軸輪系）
當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(chēng)為普通齒輪傳動(dòng)（或稱(chēng)定軸輪系）。在普通齒輪傳動(dòng)中，如果各齒輪副的軸線(xiàn)均相互平行，則稱(chēng)為平行軸齒輪傳動(dòng)；如果齒輪系中含有一個(gè)相交軸齒輪副或一個(gè)相錯(cuò)軸齒輪副，則稱(chēng)為不平行軸齒輪傳動(dòng)（空間齒輪傳動(dòng)）。
（2）行星齒輪傳動(dòng)（行星輪系）
當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線(xiàn)位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，則稱(chēng)該齒輪傳動(dòng)為行星齒輪傳動(dòng)，即行星輪系。
將普通傳動(dòng)改為行星傳動(dòng)，可保證使重量降低，有可能利用普通傳動(dòng)所不宜于采用或不能采用的設(shè)計(jì)(因齒輪尺寸較大)來(lái)提高承載能力。
我所設(shè)計(jì)的水泥攪拌車(chē)二級(jí)行星減速器上采用的是行星減速系統(tǒng)。
2.2.2行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型選擇
（1）行星機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及特點(diǎn)
行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的（即在承受相同的載荷條件下）。
2）傳動(dòng)效率高。在傳動(dòng)類(lèi)型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0.97~0，99。
3）傳動(dòng)比較大?？梢詫?shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。
4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周?chē)?，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)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。
最常見(jiàn)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是NGW型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。行星齒輪傳動(dòng)的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同分有NGW、NW、NN、WW、NGWN和N等類(lèi)型。按基本結(jié)構(gòu)的組成情況不同有2Z-X、3Z、Z-X-V、Z-X等類(lèi)型。
行星齒輪傳動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可進(jìn)行功率分流；同時(shí)，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(xiàn)上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要變速器的汽車(chē)和坦克等車(chē)輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，表2-1列出了常用行星齒輪傳動(dòng)的型式及特點(diǎn)：
表2-1常用行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類(lèi)型及其特點(diǎn)
傳動(dòng)
形式
簡(jiǎn)圖
性能參數(shù)
特點(diǎn)
傳動(dòng)比
效率
最大功率/kW
NGW（2Z-X
負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）
=1.13~13.7推薦2.8~9
0.97~0.99
不限
效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，傳遞公路范圍大，軸向尺寸小，可用于各個(gè)工作條件，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣。單級(jí)傳動(dòng)比范圍較小，耳機(jī)和三級(jí)傳動(dòng)均廣泛應(yīng)用
NW（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）
=1~50推薦7~21
效率高，徑向尺寸比NGW型小，傳動(dòng)比范圍較NGW型大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、安裝較復(fù)雜，故||7時(shí)不宜采用
NN（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）
推薦值：
=8~30
效率較低，一般為0.7～0.8
40
傳動(dòng)比打，效率較低，適用于短期工作傳動(dòng)。當(dāng)行星架X從動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比||大于某一值后，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖
WW（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）
=1.2~數(shù)千
||=1.2~5時(shí)，效率可達(dá)0.9~0.7，>5以后.隨||增加徒降
20
傳動(dòng)比范圍大，但外形尺寸及重量較大，效率很低，制造困難，一般不用與動(dòng)力傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)精度低也不用于分度機(jī)構(gòu)。當(dāng)行星架X從動(dòng)時(shí)，||從某一數(shù)值起會(huì)發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動(dòng)比取值為=1.8~3，最佳值為2，此時(shí)效率可達(dá)0.9
NGW（Ⅰ）型（3Z）
小功率傳動(dòng)500；推薦：=20~100
0.8~0.9隨增加而下降
短期工作120，長(zhǎng)期工作10
結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動(dòng)比范圍大，但效率低于NGW型，工藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪A輸出，當(dāng)||大于某一數(shù)值時(shí)會(huì)發(fā)生自鎖
NGWN（Ⅱ）型（3Z）
=60~500推薦：=64~300
0.7~0.84隨增加而下降
短期工作120，長(zhǎng)期工作10
結(jié)構(gòu)更緊湊，制造，安裝比上列Ⅰ型傳動(dòng)方便。由于采用單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M(mǎn)足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動(dòng)自鎖情況同上
（2）確定行星齒輪傳動(dòng)類(lèi)型
根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求可知，該行星齒輪減速器傳遞功率高、傳動(dòng)比較大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。故采用雙級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。2K-H型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適用于任何工況下的大小功率的傳動(dòng)。選用由兩個(gè)2K-H型行星齒輪傳動(dòng)串聯(lián)而成的雙級(jí)行星齒輪減速器較為合理。
總的傳動(dòng)比：
為了使減速器縱向尺寸盡可能小，取第一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)比i0=1.75
總的傳動(dòng)比：
因此名義傳動(dòng)比可分為,進(jìn)行傳動(dòng)。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2-2所示：
圖2-2二級(jí)行星齒輪減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
行星減速器主要由箱體、減速齒輪、二級(jí)行星輪架、輸入、輸出軸構(gòu)成。太陽(yáng)輪與行星輪相嚙合，此行星輪通過(guò)兩個(gè)軸承裝在星輪軸上，兩端裝有孔用彈性擋圈，星輪裝在第一級(jí)行星架相應(yīng)的軸孔內(nèi)，內(nèi)輪與箱體組成一體并與行星輪嚙合帶動(dòng)第一級(jí)行星架，實(shí)現(xiàn)第一級(jí)減速[7]。
第二級(jí)的太陽(yáng)輪與第一級(jí)行星架為漸開(kāi)縣花鍵聯(lián)結(jié)，太陽(yáng)輪與第二行星輪嚙合，此行星輪裝在第二級(jí)的輪軸，此輪軸裝在第二級(jí)行星架相應(yīng)軸孔內(nèi)。這里內(nèi)輪與減速器殼體組成一體與行星輪嚙合，此星輪不僅自轉(zhuǎn)還繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)第二級(jí)減速器。
第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1第一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)
根據(jù)已知條件可知圓錐齒輪傳動(dòng)參數(shù)如下：
3.1.1選精度等級(jí)、材料和齒數(shù)
選用直齒錐齒輪傳動(dòng)，速度不高，故選用7級(jí)精度
材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.1選取小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為320HBS，大齒輪材料為40Cr鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為300HBS，二者材料硬度差為20HBS。
選小齒輪齒數(shù)Z1＝20，大齒輪齒數(shù)Z2＝i1·Z1＝1.75×20=35
3.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
１）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）選取齒寬系數(shù)
（4）知齒輪，查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
（4）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）由圖6.14按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
（6）由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（7）由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
（8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1
２）計(jì)算
（1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得
（2）計(jì)算圓周速度
（3）模數(shù)及主要尺寸的確定
模數(shù)：，取
分度圓直徑：
節(jié)錐角：
錐距
平均分度圓直徑：
齒寬，取
3.1.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1） 彎曲強(qiáng)度校核公式：
（2）確定各參數(shù)
平均分度圓處螺旋角，則
查得動(dòng)載系數(shù)1.15 齒向載荷分布系數(shù)
使用系數(shù) 故
（3）分度圓圓周
（4）齒輪系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS
查表6.4得
（5）許用彎曲應(yīng)力可由下式算得
由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.15可查出彎曲疲勞極限應(yīng)力
小錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
大錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
查得壽命系數(shù)
查得 ，
查得安全系數(shù)是
故許用彎曲應(yīng)力
因此滿(mǎn)足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
3.1.4驗(yàn)算
1）齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算
接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)
最小安全系數(shù)
因此齒面強(qiáng)度足夠
圓錐齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)整理如下：
名稱(chēng)
符號(hào)
公式
直齒圓錐小齒輪
直齒圓錐大齒輪
齒數(shù)
20
35
模數(shù)
m
m
5
傳動(dòng)比
i
i
1.75
分度圓錐度
，
分度圓直徑
100
175
齒頂高
5
5
齒根高
6
6
齒全高
h
11
11
齒頂圓直徑
，
108.68
(大端)
179.96
（大端）
齒根圓直徑
89.58
169.05
齒距
p
15.71
15.71
頂隙
c
1
1
錐距
R
100.78
100.78
齒頂角
，
齒根角
齒頂圓錐角
，
齒根圓錐角
，
齒寬
35
35
3.2行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1 配齒計(jì)算
根據(jù)2X-A型行星齒輪傳動(dòng)比的值和按其配齒計(jì)算公式，可得第一級(jí)傳動(dòng)的內(nèi)齒輪,行星齒輪的齒數(shù)。
現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸，故選取第一級(jí)中心齒輪：
選取行星齒輪數(shù)為：。
根據(jù)內(nèi)齒輪則：
再考慮到其安裝條件為：（整數(shù)），取
對(duì)內(nèi)齒輪齒數(shù)進(jìn)行圓整后，此時(shí)實(shí)際的P值與給定的P值稍有變化，但是必須控制在其傳動(dòng)比誤差范圍內(nèi)。實(shí)際傳動(dòng)比為：
＝＋
其傳動(dòng)比誤差＝＝＝2℅
根據(jù)同心條件可求得行星齒輪c1的齒數(shù)為：
所求得的適用于非變位或高度變位的行星齒輪傳動(dòng)。
第二級(jí)傳動(dòng)比，根據(jù)2X-A型行星齒輪傳動(dòng)比的值和按其配齒計(jì)算公式，可得第二級(jí)傳動(dòng)的內(nèi)齒輪,行星齒輪的齒數(shù)。
現(xiàn)考慮到該行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸，選擇第二級(jí)中心齒輪齒數(shù)：；
行星齒輪數(shù)目為：。
根據(jù)內(nèi)齒輪則：
再考慮到其安裝條件：（整數(shù)），取
根據(jù)同心條件可求得行星齒輪c2的齒數(shù)為：
實(shí)際傳動(dòng)比為 ＝＋
其傳動(dòng)比誤差 ＝＝8﹪
3.2.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)
齒輪材料和熱處理的選擇：中心齒輪A1和中心齒輪A2，以及行星齒輪C1和C2均采用20CrMnTi,這種材料適合高速，中載、承受沖擊和耐磨的齒輪及齒面較寬的齒輪,故且滿(mǎn)足需要。齒面硬度為58-62HRC，根據(jù)圖二可知，取=1400,=340,中心齒輪加工精度為六級(jí)，高速級(jí)與低速級(jí)的內(nèi)齒輪均采用42CrMo,這種材料經(jīng)過(guò)正火和調(diào)質(zhì)處理，以獲得相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和硬度等力學(xué)性能。調(diào)質(zhì)硬度為217-259HRC，根據(jù)圖三可知，取=780,=420輪B1和B2的加工精度為7級(jí)。
（1）計(jì)算高速級(jí)齒輪的模數(shù)m
按彎曲強(qiáng)度的初算公式，為：
現(xiàn)已知,=340。中心齒輪a1的名義轉(zhuǎn)矩為：
取算式系數(shù)，按表6-6取使用系數(shù);
按表6-4取綜合系數(shù)=1.8;
取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)；
由公式可得：；
由表查得齒形系數(shù)；由表查的齒寬系數(shù)；
則所得的模數(shù)：
取齒輪模數(shù)為：
（2）計(jì)算低速級(jí)的齒輪模數(shù)m
按彎曲強(qiáng)度的初算公式，計(jì)低速級(jí)齒輪的模數(shù)m為：
現(xiàn)已知，=420。中心齒輪a2的名義轉(zhuǎn)矩：
取算式系數(shù)，按表6-6取使用系數(shù); 按表6-4取綜合系數(shù)=1.8;取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星齒輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由公式可得；由表查得齒形系數(shù)；由表查的齒寬系數(shù)；則所得的模數(shù)為
取齒輪模數(shù)為
3.2.3嚙合參數(shù)計(jì)算
（1）高速級(jí)
在兩個(gè)嚙合齒輪副中，中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a1為
（2）低速級(jí)
在兩個(gè)嚙合齒輪副中，中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a2為
由此可見(jiàn)，高速級(jí)和低速級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)中心距均相等。因此該行星齒輪傳動(dòng)滿(mǎn)足非變位的同心條件因此取變位系數(shù)為：。
3.2.3幾何尺寸的計(jì)算
對(duì)于雙級(jí)的型的行星齒輪傳動(dòng)按公式進(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)果如下表：
（1）高速級(jí)
項(xiàng)目
計(jì)算公式
齒輪副
齒輪副
分度圓直徑
基圓直徑
頂圓
直徑
外嚙合
內(nèi)嚙
合
齒根圓直徑
外嚙合
內(nèi)嚙
合
（2）低速級(jí)
項(xiàng)目
計(jì)算公式
齒輪副
齒輪副
分度圓直徑
基圓直徑
齒頂圓
直徑
外嚙合
內(nèi)嚙
合
齒根圓直徑
外嚙合
內(nèi)嚙
合
3.2.5裝配條件的驗(yàn)算
對(duì)于所設(shè)計(jì)的雙級(jí)2X-A型的行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足如下裝配條件
（1）鄰接條件
按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即
已知高速級(jí)的，和代入上式，則得
滿(mǎn)足鄰接條件
將低速級(jí)的，和代入，則得
滿(mǎn)足鄰接條件
（2）同心條件
按公式對(duì)于高度變位有已知高速級(jí)， 滿(mǎn)足公式則滿(mǎn)足同心條件。
已知低速級(jí)， 也滿(mǎn)足公式則滿(mǎn)足同心條件。
（3）安裝條件
按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得
（高速級(jí)滿(mǎn)足裝配條件）
（低速級(jí)滿(mǎn)足裝配條件）
3.2.6傳動(dòng)效率的計(jì)算
雙級(jí)2X-A型的基本行星齒輪傳動(dòng)串聯(lián)而成的，故傳動(dòng)效率為
由表可得: ，
（1）高速級(jí)嚙合損失系數(shù)的確定
在轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中，其損失系數(shù)等于嚙合損失系數(shù)和軸承損失系數(shù)之和。即
其中
——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪與行星齒輪之間的嚙合損失
——轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中中心輪與行星齒輪之間的嚙合損失
可按公式計(jì)算即
高速級(jí)的外嚙合中重合度=1.584,則得
式中——齒輪副中小齒輪的齒數(shù)
——齒輪副中大齒輪的齒數(shù)
——嚙合摩擦系數(shù)，取0.2
=0.0585
內(nèi)外嚙合中重合度=1.864,則的
=0.0103
即得 =0.0585+0.0103=0.0688,
（2）低速級(jí)嚙合損失系數(shù)的確定
外嚙合中重合度=1.627
==0.037
內(nèi)嚙合中重合度=1.858
=0.019
即得
=0.037+0.019=0.056,
則該行星齒輪的傳動(dòng)效率為==，傳動(dòng)效率高滿(mǎn)足短期間斷工作方式的使用要求。
3.3行星齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算
校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算，大小齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力中的較大值均小于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力，即
3.3.1高速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
考慮到由齒輪嚙合外部因素引起的附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)，它與原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的特性，軸和連軸器系統(tǒng)的質(zhì)量和剛度以及運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，原動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊[8]。故選為1.6, 工作機(jī)的環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊[9]。故選為1.8
1）動(dòng)載荷系數(shù)
考慮齒輪的制造精度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)輪齒內(nèi)部附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)，查表可得=1.108
2）齒向載荷分布系數(shù)
考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)X面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，該系數(shù)主要與齒輪加工誤差，箱體軸孔偏差，嚙合剛度，大小齒輪軸的平行度，跑合情況等有關(guān)。
查表可得，
則
3）齒間載荷分配系數(shù)、
齒間載荷分配系數(shù)是考慮同時(shí)嚙合的各對(duì)齒輪間載荷分布不均勻影響的系數(shù)。它與齒輪的制造誤差，齒廓修形，重合度等因素有關(guān)。查表可得=1 ，=1
4）行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)
考慮在各個(gè)行星齒輪間載荷分配不均勻?qū)X接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。它與轉(zhuǎn)臂X和齒輪及箱體精度，齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。查表取 =1.4
5）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
考慮到節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響。并將分度圓上的切向力折算為節(jié)圓上的法向力的系數(shù)。根據(jù)，取為2.495
6）彈性系數(shù)
考慮材料彈性模量E和泊松比對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表可得為 189.80
7）重合度系數(shù)
考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響，而使計(jì)算接觸應(yīng)力減小的系，故取0.897
8）螺旋角系數(shù)
考慮螺旋角造成的接觸線(xiàn)傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。，取為1
9）最小安全系數(shù)，
考慮齒輪工作可靠性的系數(shù)，齒輪工作的可靠性要求應(yīng)根據(jù)重要程度，使用場(chǎng)合等。取=1
10）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)
考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)時(shí)，它與一對(duì)相嚙合齒輪的材料，熱處理，直徑，模數(shù)和使用潤(rùn)滑劑有關(guān)。
取=1.039，=1.085
11）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，，
齒面間的潤(rùn)滑油膜影響齒面的承載能力。查表可得=1，=0.987, =0.991
12）齒面工作硬化系數(shù)，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)
考慮到經(jīng)光整加工的硬齒面的小齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)調(diào)質(zhì)剛的大齒輪產(chǎn)生冷作硬化。還考慮因尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的尺寸效應(yīng)因素的系數(shù)。故選=1，=1
根據(jù)公式計(jì)算高速級(jí)外嚙合齒輪副中許用接觸應(yīng)力[10]，即中心齒輪a1的 =1422 MPa
行星齒輪c1的=1486 MPa
外嚙合齒輪副中齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算中，則
，經(jīng)計(jì)算可得 MPa
則 MPa， MPa滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度條件。
3.3.2高速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核
1）名義切向力
已知，=3和=68mm,則得
使用系數(shù)，和動(dòng)載系數(shù)的確定方法與接觸強(qiáng)度相同。
2）齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分布系數(shù)按公式計(jì)算，即
由圖可知=1，，則=1.311
3）齒間載荷分配系數(shù)
齒間載荷分配系數(shù)可查表=1.1
4）行星齒輪間載荷分配系數(shù)
行星齒輪間載荷分配系數(shù)按公式計(jì)算
5）齒形系數(shù)
查表可得，=2.421, =2.656
6）應(yīng)力修正系數(shù)
查表可得=1.684, =1.577
7）重合度系數(shù)
查表可得
8）螺旋角系數(shù)
9）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力
=187 MPa
=189 MPa
10）計(jì)算許用齒根應(yīng)力
已知齒根彎曲疲勞極限=400
查得最小安全系數(shù)=1.6,式中各系數(shù)，，，和取值如下：
查表=2，==1
查表齒根圓角敏感系數(shù)=1，
相對(duì)齒根表面狀況系=1.043
=1.043
許用應(yīng)力694, 因此；， a-c滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度條件。
3.3.3 高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度校核可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強(qiáng)度的計(jì)算，校核上與高速級(jí)外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似。選擇=1.272，=1.189, =189.8,=1, =2.495, =1.098,=0.844，=1.095, =1.151, =1, =1,=0.987,=0.974, =0.991,=0.982,=1.153, =1.153,=1,=1, =1
計(jì)算行星齒輪的許用應(yīng)力為
=1677 MPa
計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力
=641 MPa
而==396 MPa
則641 MPa 得出結(jié)論：滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度的條件。
3.3.4低速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
1）選擇使用系數(shù)
原動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，為中等沖擊。故選為1.6, 工作機(jī)的環(huán)境惡劣，屬于嚴(yán)重沖擊。故選為1.8
2）動(dòng)載荷系數(shù)
3）齒向載荷分布系數(shù)
=1.229
4）齒間載荷分配系數(shù)、
查表可得=1.021 =1.021
5）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
取=2.495
6）彈性系數(shù)
考慮材料彈性模量E和泊松比對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)，查表可得為 189.80
7）重合度系數(shù)
考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響，而使計(jì)算接觸應(yīng)力減小的系數(shù)，故取0.889
8）螺旋角系數(shù)
考慮螺旋角造成的接觸線(xiàn)傾斜對(duì)接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。，取為1
計(jì)算齒面的接觸應(yīng)力代人參數(shù)
=1451
9）最小安全系數(shù)，
取=1
10）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)
取=1.116，=1.117
11）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，，
齒面間的潤(rùn)滑油膜影響齒面的承載能力。查表可得=1，=0.958, =0.996
12）齒面工作硬化系數(shù)，接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)
選=1，=1
計(jì)算許用接觸應(yīng)力
=1770 ﹙中心齒輪a2﹚=1525 ﹙行星齒輪c2﹚
接觸強(qiáng)度校核：
1451﹤﹙滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度校核﹚
3.3.5低速級(jí)外嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度的校核
1）名義切向力
已知，=3和=138mm,則得
使用系數(shù)，和動(dòng)載系數(shù)的確定方法與接觸強(qiáng)度相同。
2）齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分布系數(shù)按公式計(jì)算，即
由圖可知=1，，則=1.229
3）齒間載荷分配系數(shù)
齒間載荷分配系數(shù)可查表=1.021
4）行星齒輪間載荷分配系數(shù)
行星齒輪間載荷分配系數(shù)按公式計(jì)算
5）齒形系數(shù)
查表可得，=2.531, =2.584
6）應(yīng)力修正系數(shù)
查表可得=1.630, =1.590
7）重合度系數(shù)
查表可得
8）螺旋角系數(shù)
9）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力
=396 MPa
=394 MPa
10）計(jì)算許用齒根應(yīng)力
已知齒根彎曲疲勞極限=400
查得最小安全系數(shù)=1.6,式中各系數(shù)，，，和取值如下
查表=2，==1
查表齒根圓角敏感系數(shù)=1，
相對(duì)齒根表面狀況系=1.043
=1.043
許用應(yīng)力674 MPa, MPa因此；， a2-c2滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度條件。
3.3.6低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中彎曲強(qiáng)度校核可以忽略，主要表現(xiàn)為接觸強(qiáng)度的計(jì)算，校核上與高速級(jí)外嚙合齒輪副中的強(qiáng)度相似[11]。選擇=1.051，=1.213, =189.8,=1, =2.495, =1.098,=0.844
=1.192, =1.261, =1, =1,= 0.958,=0.912,
=0.996,=0.992,=1.153, =1.153,=1,=1, =1
計(jì)算行星齒輪的許用應(yīng)力為
=1782 MPa
計(jì)算內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力=665 MPa
而==652 MPa
則652 MPa 得出結(jié)論：滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度的條件。
第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 軸的設(shè)計(jì)
4.1.1 輸入軸
根據(jù)ZX-A型的行星齒輪傳動(dòng)的工作特點(diǎn)，傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低情況，首先確定中心齒輪a1的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆捷^小，所以a1采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式；即將中心齒輪a1與輸入軸連成一體。
輸入功率,轉(zhuǎn)速
按公式mm 按照3﹪-5﹪增大，試取為32mm,同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3]，為了便于軸上的零件的裝拆，將軸做成階梯形。
帶有單鍵槽的輸入軸直徑確定為32mm,再過(guò)臺(tái)階為滿(mǎn)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。設(shè)為38mm,寬度為10mm。根據(jù)軸承的選擇確定為40mm。對(duì)稱(chēng)安裝軸承，試確定其他各段等。
4.1.2 中間軸
輸入功率
轉(zhuǎn)速
根據(jù)=112
帶有雙鍵槽[4]，按照3﹪-5﹪增大，試取為38mm與轉(zhuǎn)臂2相連作為輸出軸。取為45mm，選擇63X32的鍵槽。再到臺(tái)階為50mm。輸出連接軸為50mm，選擇70X36的鍵槽。
4.1.2 中間軸
輸入功率
轉(zhuǎn)速
根據(jù)=112
帶有雙鍵槽[4]，按照3﹪-5﹪增大，試取為68mm與轉(zhuǎn)臂2相連作為輸出軸。取為75mm，選擇63X32的鍵槽。再到臺(tái)階為85mm。輸出連接軸為90mm，選擇70X36的鍵槽。
4.1.3 輸出軸
輸入功率
轉(zhuǎn)速
根據(jù)=112
帶有雙鍵槽[4]，按照3﹪-5﹪增大，試取為110mm與轉(zhuǎn)臂2相連作為輸出軸。取為118mm，選擇63X32的鍵槽。再到臺(tái)階為120mm。輸出連接軸為130mm，選擇70X36的鍵槽。
4.2內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì)
內(nèi)齒輪b1采用緊固螺釘與箱體連接起來(lái)，從而可以將其固定。
4.3 行星齒輪設(shè)計(jì)
行星齒輪采用帶有內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，它的齒寬應(yīng)該加大[5]，以保證該行星齒輪c與中心齒輪a的嚙合良好，同時(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和行星齒輪c相嚙合。在每個(gè)行星齒輪的內(nèi)孔中，可安裝四個(gè)滾動(dòng)軸承來(lái)支撐著。
而行星齒輪的軸在安裝到轉(zhuǎn)臂X的側(cè)板上之后，還采用了矩形截面的彈性擋圈來(lái)進(jìn)行軸的固定。
4.4 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2X-A型的傳動(dòng)比時(shí)，選擇雙側(cè)板整體式轉(zhuǎn)臂。因?yàn)樾行驱X輪的軸承一般安裝在行星齒輪的輪緣內(nèi)。轉(zhuǎn)臂X作為行星齒輪傳動(dòng)的輸出基本構(gòu)件時(shí)，承受的外轉(zhuǎn)矩最大。
轉(zhuǎn)臂X1上各行星齒輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線(xiàn)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=102mm[6]，則得
取=37.4
各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差按公式計(jì)算，即
取0.04=40
轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差為孔距相對(duì)偏差的，即
先已知低速級(jí)的嚙合中心距a=171mm，則得
取=44.4
各行星齒輪軸孔的孔距相對(duì)偏差按公式計(jì)算，即
取0.040=40
轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差為孔距相對(duì)偏差的，即
4.5 箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì)
按照行星傳動(dòng)的安裝類(lèi)型的不同，則該行星減速器選用臥式不部分機(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(zhuān)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]。如圖12、13、14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
4.6 齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)
浮動(dòng)的齒輪聯(lián)軸器是傳動(dòng)比的內(nèi)外嚙合傳動(dòng)，其齒輪的齒廓曲線(xiàn)通常采用漸開(kāi)線(xiàn)。選取齒數(shù)為23 ，因?yàn)樗鼈兪悄?shù)和齒數(shù)相等的嚙合齒輪副[8]。
4.7 標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用
軸承的選擇：根據(jù)軸的內(nèi)徑選擇輸入軸承為GB/T276-1994中的內(nèi)徑為60mm ，外徑為110mm。行星齒輪中的軸承為雙列角接觸球的軸承內(nèi)徑為30mm,外徑為50mm 。行星齒輪2中的軸承為GB/T283-1994的圓柱滾子軸承。輸出軸承為GB/T276-1994的深溝球軸承。
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(lái)設(shè)計(jì)。
4.8 密封和潤(rùn)滑
行星齒輪減速器采取飛濺油潤(rùn)滑的方式，通過(guò)內(nèi)齒輪和行星齒輪的傳動(dòng)把油甩起來(lái)，帶到零件的各個(gè)部分。在輸入軸的前機(jī)蓋上有兩個(gè)通油孔，便與油入軸承。在油標(biāo)中顯示油位，便于即時(shí)補(bǔ)油。密封的方式為采用氈圈式密封。簡(jiǎn)單低廉。但接觸面的摩擦損失大，因而功能耗大，使用期限短。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)歷經(jīng)三個(gè)月。期間飽含酸甜苦辣，嘗過(guò)成功的喜悅，體會(huì)過(guò)失敗的悲痛，有過(guò)放棄的念頭，得到過(guò)真誠(chéng)的鼓勵(lì)。到今天，我回過(guò)頭看看三個(gè)月的時(shí)光真是漫長(zhǎng)但富有成就感。
剛開(kāi)始準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的時(shí)候，簡(jiǎn)直是一無(wú)所知，但是在老師、同學(xué)的耐心幫助和講解下，我開(kāi)始對(duì)我所設(shè)計(jì)的東西熟悉了，自己嘗試著去找一些相關(guān)資料，看一些相關(guān)的例子，以及翻閱一些前人設(shè)計(jì)過(guò)的相關(guān)的東西，從中受到很大的啟發(fā)。
這三個(gè)月是收獲的三個(gè)月，單從設(shè)計(jì)本身來(lái)講，我現(xiàn)在對(duì)我所設(shè)計(jì)的水泥攪拌車(chē)二級(jí)行星減速器已經(jīng)非常了解了。當(dāng)初看相關(guān)產(chǎn)品的圖紙的時(shí)候簡(jiǎn)直一頭霧水，現(xiàn)在能一幕了然了。從自己的能力提升來(lái)講，不但提高了自己看圖，畫(huà)圖的能力，對(duì)于一般的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)有了概念，如果讓我自己再做相應(yīng)的設(shè)計(jì)，我能知道方法步驟，不會(huì)不知所措了。對(duì)于減速器，是很多機(jī)構(gòu)中都用的部件，這次設(shè)計(jì)的減速器比課程設(shè)計(jì)的減速器復(fù)雜的多，回過(guò)頭看看課程設(shè)計(jì)的減速器，簡(jiǎn)直很簡(jiǎn)單，如果再設(shè)計(jì)其它型號(hào)的減速器，相信我已經(jīng)可以單獨(dú)處理了。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)了自己很多缺點(diǎn)和不足。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)太少，很多我一開(kāi)始設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)和裝配中，根本不可行，在老師的指導(dǎo)下，我積累了很多經(jīng)驗(yàn)，在錯(cuò)誤中得到了提高。另外，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)很不足，很多參數(shù)是參考相關(guān)的設(shè)計(jì)確定的，對(duì)于不同的產(chǎn)品，不同的工作環(huán)境，有些參數(shù)并不很準(zhǔn)確，需要試驗(yàn)來(lái)得出，但在這方面我做的很不夠。
總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)內(nèi)容的一次大考驗(yàn)和大復(fù)習(xí)，自己也在畢業(yè)設(shè)計(jì)中提高著。
致 謝
經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)接近了尾聲，在這段時(shí)間中我所做的工作是比較膚淺的，很多方面由于知識(shí)跨度較大，我的設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)顯得很欠缺，所以遇到了不小的困難。在論文寫(xiě)作的關(guān)鍵步驟上，導(dǎo)師給了我很大的幫助和指導(dǎo)，同時(shí)在學(xué)習(xí)的每一個(gè)細(xì)節(jié)上都為我考慮得很周到，論文能夠完成，首先要感謝的是我的導(dǎo)師。支他平日里工作繁多，但在我做設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，收據(jù)分析等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)分析較為復(fù)雜煩瑣，但是仍然細(xì)心地糾正分析過(guò)程的錯(cuò)誤，讓我少走了很多彎道。除了專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作
在本文的完成過(guò)程中，我還要感謝的是在大學(xué)期間給我授過(guò)課的老師，正是他們出色的工作使我掌握了較為扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，本課題的研究工程中我多次得益于大學(xué)階段的學(xué)習(xí)。本文所引用文獻(xiàn)的作者也給我了很大的幫助，正是他們做在前面的工作使我在做這個(gè)課題的時(shí)候有很多資料可以借鑒，有很多前人的方法可以參考，他們的工作大大的豐富了我的思路，給我了很多有益的啟示。
然后，感謝我的家人。是他們?cè)诖煺蹠r(shí)，給與我信心與前進(jìn)的動(dòng)力；是他們?cè)诳鞓?lè)時(shí)，分享我的喜悅。感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人。? ?
參考文獻(xiàn)
[1]馮澄宇.漸開(kāi)線(xiàn)少齒差行星傳動(dòng).人民教育出版社,1981.3
[2] 饒振綱.行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).國(guó)防工業(yè)出版社,1980.11
[3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.第四版,2002.1
[4] 唐保寧，高學(xué)滿(mǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).同濟(jì)大學(xué)出版社,1993.7
[5] 孫寶鈞.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,2004.4
[6]甘永立.幾何量公差與檢測(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005.7
[7]馬從謙，陳自修.漸開(kāi)線(xiàn)行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987
[8]王云根.封閉行星傳動(dòng)系統(tǒng).機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，1995
[9] 殷玉楓. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，?2006
[10] 孫巖, 陳曉羅, 熊涌主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京理工大學(xué)出版社?， 2007
[11]寇尊權(quán), 王多主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社?， 2007
收藏