水泥攪拌車二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì)含proe三維及10張CAD圖
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水泥攪拌車二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì)
摘 要
水泥攪拌車（混凝土攪拌車）一種快速攪拌凝土的車輛。車子從泵站運(yùn)送到工地這段時(shí)間里面，罐體要一直進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，不免水泥在罐中出現(xiàn)離析，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度不能快，所以說(shuō)需要二級(jí)行星減速器，它的減速比非常大。論文中設(shè)計(jì)混凝土攪拌車上使用二級(jí)行星減速器，它的組成結(jié)構(gòu)有圓錐齒輪傳動(dòng)部分，行星齒輪傳動(dòng)還有箱體。
文章先分析行星齒輪傳動(dòng)裝置目前的研究狀況，并且分析它的原理，之后將傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案提出；其方案為串聯(lián)兩個(gè)2K-H型行星齒輪傳動(dòng)；之后，確定主要的參數(shù)數(shù)據(jù)，并且校核了主要零部件的強(qiáng)度等，將主要結(jié)構(gòu)尺寸給計(jì)算出來(lái)，對(duì)零件的強(qiáng)度進(jìn)行校核，此后將行星減速器的裝配圖，零件圖都畫出，用proe將它的立體模型建立起來(lái)。
論文設(shè)計(jì)的二級(jí)行星減速器結(jié)構(gòu)合理，工作起來(lái)相當(dāng)可靠，性能不錯(cuò)，對(duì)于它的設(shè)計(jì)流程和辦法是相當(dāng)同意的，對(duì)于將來(lái)設(shè)計(jì)還有加工二級(jí)行星減速器相當(dāng)有好處。
關(guān)鍵詞：攪拌車；行星減速器；齒輪傳動(dòng);校核
Abstract
Cement mixer (concrete mixer) is a kind of vehicle that mixes concrete quickly. During the period from the pump station to the construction site, the tank body has to rotate all the time. Cement segregates in the tank inevitably, and the rotation speed can not be fast. So it needs a two-stage planetary reducer. Its deceleration ratio is very large. In this paper, a two-stage planetary reducer is designed for concrete mixer truck. Its structure includes bevel gear transmission, planetary gear transmission and box body.
This paper first analyses the current research situation of planetary gear transmission device and its principle, then puts forward the transmission structure scheme; the scheme is to connect two 2K-H planetary gears in series; then, determines the main parameter data, and checks the strength of the main parts, calculates the main structural dimensions, checks the strength of the parts, and then checks the planetary gear transmission. The assembly drawings and parts drawings of the reducer are drawn, and the three-dimensional model of the reducer is established by proe.
The second-stage planetary reducer designed in this paper has reasonable structure, reliable operation and good performance. It is quite agreeable to its design process and method, and it is very good for future design and processing of the second-stage planetary reducer.
Key words: mixer; planetary reducer; gear transmission; check
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)的兩大類型 4
2.2.2行星機(jī)構(gòu)的類型選擇 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 13
3.2.1 配齒計(jì)算 13
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 18
3.2.6傳動(dòng)效率的計(jì)算 19
3.3行星齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算 20
3.3.1高速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 20
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 24
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 26
3.3.6低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核 28
3.4 軸的設(shè)計(jì) 29
3.4.1 輸入軸 29
3.4.2 一級(jí)中間軸 29
3.4.3 二級(jí)中間軸 30
3.4.4 輸出軸 30
3.5內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì) 31
3.6 行星齒輪設(shè)計(jì) 31
3.7 轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì) 31
3.8 箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì) 32
3.9 齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 33
3.10 標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用 33
3.11 密封和潤(rùn)滑 33
第4章 基于Pro/E的三維設(shè)計(jì) 34
4.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 34
4.2三維設(shè)計(jì) 34
4.2.1輸入軸 34
4.2.2箱體 34
4.2.3齒輪 35
4.2.4行星架 35
4.3三維裝配 36
4.3.1行星機(jī)構(gòu)裝配 36
4.3.2總成裝配 36
總 結(jié) 38
致 謝 39
參考文獻(xiàn) 40
41
第1章 緒 論
1.1 研究背景及意義
中國(guó)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)已經(jīng)研究了很多年，早就開始使用。從上世紀(jì)六十年代，中國(guó)已經(jīng)深入對(duì)行星齒輪傳動(dòng)、系統(tǒng)進(jìn)行研究，并且試著加工進(jìn)行工作。不管是從理論上來(lái)說(shuō)，還是從使用方面來(lái)看，都有不小的成就。這些年，我們國(guó)家一直在進(jìn)行改革開放，科技一直在發(fā)展，提升，并且從國(guó)外引入不少先進(jìn)技術(shù)還有先進(jìn)的機(jī)器，在我國(guó)的科研工作者的努力下，對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)還有消化，所以中國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展相當(dāng)快 [1]。
此文中設(shè)計(jì)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)，將它每個(gè)組成零部件的大小設(shè)計(jì)出來(lái)，將裝配尺寸也設(shè)計(jì)出來(lái)，分析算出來(lái)的數(shù)據(jù)，至此對(duì)于行星齒輪減速器的規(guī)模化才有了一定的依著。經(jīng)過(guò)此篇論文，可以清楚知道減速器傳動(dòng)是什么原理，將學(xué)校所學(xué)理論知識(shí)溫故了一遍，將來(lái)相信工作中遇到差不多的問(wèn)題依然可以照此法進(jìn)行。
1.2 水泥攪拌車簡(jiǎn)介
水泥攪拌車（混凝土攪拌車）可以對(duì)混凝土進(jìn)行快速攪拌。有一個(gè)圓柱體在內(nèi)部，它的兩頭細(xì)中間粗，另外有一些順時(shí)針排列的扇葉在里面，車輛在運(yùn)送過(guò)程中，因?yàn)樯热~在罐體中不停攪拌，避免出現(xiàn)水泥離析的狀況。
（1）工作原理
水泥攪拌車還有個(gè)名字混凝土攪拌車，在混凝土攪拌站運(yùn)送水泥。
水泥攪拌車的組成部分有定力器，攪拌筒前后支架，減速器，操縱裝置，攪拌筒等等。在進(jìn)行工作的時(shí)候，車輛底盤的動(dòng)力在定力器的作用下得到，帶動(dòng)液壓系統(tǒng)中的液壓泵，至此轉(zhuǎn)化機(jī)械能到液壓馬達(dá)上，通過(guò)它可以將減速機(jī)帶動(dòng)，減速機(jī)得到動(dòng)力之后將對(duì)攪拌系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，此時(shí)就可以攪拌筒中混凝土。
（2）構(gòu)成
1）定力系統(tǒng)
我們國(guó)家的混凝土攪拌車，定力是從底盤發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)的。定力裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)的力去除通過(guò)全功率的驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，從液壓系統(tǒng)的作用下帶動(dòng)攪拌筒，在進(jìn)料還有運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，攪拌筒的旋轉(zhuǎn)是正向進(jìn)行，對(duì)于進(jìn)料還有攪拌混凝土有一定的好處，出料的時(shí)候旋轉(zhuǎn)是反過(guò)來(lái)，工作結(jié)束之后將跟發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力連接給切斷。
2）液壓系統(tǒng)
此部分的作用轉(zhuǎn)化定力器的動(dòng)力為液壓能，之后再?gòu)鸟R達(dá)的作用下變?yōu)闄C(jī)械能輸出，這就是攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的動(dòng)力來(lái)源
3）減速機(jī)
減慢液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，之后傳送到攪拌筒。
4）操縱機(jī)構(gòu)
① 對(duì)攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行控制，這樣進(jìn)料還有運(yùn)送時(shí)候旋轉(zhuǎn)是正向進(jìn)行，料出來(lái)的時(shí)候旋轉(zhuǎn)是反向進(jìn)行。
② 對(duì)攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。
5）攪拌系統(tǒng)
攪拌裝置的組成有攪拌筒還有輔助支承零部件。對(duì)于混凝土攪拌車來(lái)說(shuō)，裝載容器就是攪拌筒，轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，順著葉片螺旋方向混凝土進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，不停的進(jìn)行提升進(jìn)行翻動(dòng)，混凝土就進(jìn)行攪拌還有混合。運(yùn)送的時(shí)候，進(jìn)料的時(shí)候，攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)是正方向，在筒中順著葉片混凝土向里面轉(zhuǎn)動(dòng)，料出來(lái)的時(shí)候，攪拌筒的轉(zhuǎn)動(dòng)反向進(jìn)行，順著葉片，混凝土向外面卸出。對(duì)于攪拌裝置來(lái)說(shuō)，核心零部件是葉片，一旦有損耗，那么攪拌混凝土沒那么勻稱，還有，設(shè)計(jì)葉片的角度要是不合適，那么混凝土必然會(huì)有離析的狀況出現(xiàn)。
6）清洗系統(tǒng)
這部分就是對(duì)攪拌筒進(jìn)行清洗的，在進(jìn)行運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，能夠?qū)Ω闪线M(jìn)行攪拌。對(duì)于液壓系統(tǒng)，清洗系統(tǒng)能夠進(jìn)行冷卻。
7）散熱系統(tǒng)
這部分在工作時(shí)候液壓泵還有液壓馬達(dá)因?yàn)楦邷匮h(huán)油的作用，將它的熱量散出去，在散熱片還有風(fēng)扇的作用下進(jìn)行，防止溫度太高導(dǎo)致液壓系統(tǒng)給弄壞，避免工作不正常。
1.3行星齒輪減速器研究現(xiàn)狀
中國(guó)的低速重載齒輪的技術(shù)，尤其是硬齒面的齒輪技術(shù)，從最開始測(cè)繪仿照，從最開始沒有到現(xiàn)在。不光對(duì)于加工技術(shù)進(jìn)行研究，到上世紀(jì)八十年代開始對(duì)硬齒面技術(shù)進(jìn)行推廣，對(duì)于斷軸，選用這些事情都有效解決。
（1）漸開線行星齒輪效率的研究
對(duì)于器傳動(dòng)性能如何主要從行星齒輪傳動(dòng)效率來(lái)看，中國(guó)很多研究人員開始研究系統(tǒng)。并且，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的效率進(jìn)行計(jì)算有很多辦法，國(guó)內(nèi)國(guó)外對(duì)于計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)效率的給出了很多辦法，經(jīng)常會(huì)用的有：嚙合功率法、力偏移法、和傳動(dòng)比法（克萊依涅斯法），這里面用的最多是齒合功率發(fā)，通過(guò)它來(lái)對(duì)行星齒輪2K2H和3K型的功率進(jìn)行計(jì)算很便利。
（2）當(dāng)下分析漸開線行星齒輪均載的狀況
行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)很緊湊，質(zhì)量沒有多少，體型不大，可以承受很大能力等好處。這些是因?yàn)閭鲃?dòng)方式用了很多個(gè)行星輪，對(duì)于同心軸齒輪中間的空間完全利用起來(lái)，對(duì)于載荷通過(guò)很多個(gè)行星輪來(lái)進(jìn)行分擔(dān)，這樣出現(xiàn)功率流，傳動(dòng)用的合理的內(nèi)齒合，這樣前面介紹的好處都有了。為了讓行星齒輪的好處發(fā)揮出來(lái)，如何均載就很關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)上看，大家一開始只關(guān)注將齒輪的生產(chǎn)精度提升，這樣不管是加工還是裝配行星齒輪就難度加大，后來(lái)對(duì)于行星齒輪基本結(jié)構(gòu)件徑向上沒有限制，另外調(diào)位的時(shí)候自動(dòng)進(jìn)行。
第2章 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)要求
對(duì)水泥攪拌車上使用的二級(jí)行星減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，串聯(lián)圓錐齒輪傳動(dòng)跟NGW，軸方向一部分機(jī)體是臥式。一年要進(jìn)行一次大修，每年要有三百天進(jìn)行工作，一天需要有24小時(shí)進(jìn)行工作。
給出設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：公稱的傳動(dòng)比是52，高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度是每分鐘1800轉(zhuǎn)，低速軸轉(zhuǎn)矩輸出大小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)的兩大類型
輪系的組成有很多種齒輪副。空間輪系的組成有錐齒輪，螺旋齒輪還有蝸桿渦輪；平面輪系的組成是圓柱齒輪。
對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行分類，按照齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，每個(gè)齒輪的幾何軸線所處相對(duì)地點(diǎn)有沒有改動(dòng)：
（1）普通齒輪傳動(dòng)（定軸輪系）
齒輪系轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，所有在這個(gè)齒輪系中的齒輪，他們的幾何地點(diǎn)沒有改變，這就是一般的齒輪傳動(dòng)，在這樣的傳動(dòng)里面，要是每個(gè)齒輪副的軸線都是彼此平行的，那么這個(gè)傳動(dòng)是平行軸齒輪；要是有一個(gè)相交軸齒輪副或者有一個(gè)相錯(cuò)軸齒輪副在這個(gè)齒輪系中，這種傳動(dòng)就是不平行軸的傳動(dòng)。
（2）行星齒輪傳動(dòng)（行星輪系）
齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)之時(shí)，最少有一個(gè)齒輪在這個(gè)齒輪系里面，它的幾何軸線地點(diǎn)并不固定，圍繞別的齒輪幾何軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說(shuō)，至少有一個(gè)行星齒輪在這個(gè)齒輪系里面，這就叫做行星齒輪傳動(dòng)。
不使用一般的傳動(dòng)，改成使用行星傳動(dòng)，這樣總重就可以減輕，并且普通傳動(dòng)不能使用的設(shè)計(jì)都可以實(shí)現(xiàn)，這樣承載能力就增強(qiáng)。
論文中設(shè)計(jì)用在水泥攪拌車的二級(jí)行星減速器，它的減速系統(tǒng)用的行星的。
2.2.2行星機(jī)構(gòu)的類型選擇
（1）行星結(jié)構(gòu)的種類還有特征
對(duì)比行星齒輪傳動(dòng)跟一般的齒輪傳動(dòng)，有很多特別的好處，行星齒輪的特征:
1）體型不大，質(zhì)量很輕，構(gòu)造相當(dāng)緊湊，有很大的承受能力。正常行星齒輪的體型只有一般齒輪傳動(dòng)的（一樣的承受能力）。
2）傳動(dòng)時(shí)有很高的效率。選用的傳動(dòng)種類合適，格局設(shè)定的合理時(shí)候，它的效率大小在0.97~0，99。
3）有很大的傳動(dòng)比。可以對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成還有分解。傳動(dòng)選用行星齒輪還有配齒辦法，這樣想要得到大的傳動(dòng)比只需要幾個(gè)齒輪就行。行星齒輪只對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳送的時(shí)候，它的傳動(dòng)比能夠?qū)崿F(xiàn)幾千。這里要說(shuō)的是，行星齒輪傳動(dòng)在傳動(dòng)比很大的時(shí)候，它的結(jié)構(gòu)依然緊湊，并且沒有多大質(zhì)量，體型非常小等好處。
4）運(yùn)動(dòng)相當(dāng)穩(wěn)定，對(duì)沖擊還有振動(dòng)的抵抗性相當(dāng)不錯(cuò)。因?yàn)橛泻芏嘟Y(jié)構(gòu)一樣的行星輪用在起重，在中心輪的周邊勻稱布局，這樣一來(lái)行星輪就能夠平衡與轉(zhuǎn)臂的慣性力。并且，進(jìn)行齒合的齒數(shù)也變多，所以行星齒輪在進(jìn)行傳動(dòng)時(shí)，相當(dāng)平穩(wěn)，對(duì)于沖擊還有振動(dòng)的抵抗性非常不錯(cuò)，工作起來(lái)可靠性高。
行星齒輪傳動(dòng)最明顯的特征：對(duì)動(dòng)力進(jìn)行傳送時(shí)，可以分流功率；并且，輸入軸還有輸出軸是有同軸性的，也就是在一個(gè)主軸線上安排輸入軸還有輸出軸?，F(xiàn)在普通齒輪傳動(dòng)都被行星齒輪傳動(dòng)定代，對(duì)于這些機(jī)械傳動(dòng)里面的減速器，增速器還有變速器。特別是那些對(duì)于傳動(dòng)裝置，需要體型不能大，質(zhì)量要小的，構(gòu)造要緊湊的，并且傳動(dòng)時(shí)候效率要高的，均已經(jīng)采用行星齒輪傳動(dòng)，下面表2-1里面對(duì)于它的類型還有特征進(jìn)行介紹：
表2-1常用行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)類型及其特點(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
有很高效率，體型不大，質(zhì)量小，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)起來(lái)很容易，傳送的區(qū)間不小，軸向沒有多大，可以在很多工作條件中使用，用的最多就是機(jī)械傳動(dòng)。單級(jí)傳動(dòng)比沒有多大區(qū)間，二級(jí)還有三級(jí)的傳動(dòng)也都用的蠻多。
NW（2Z-X負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）
=1~50推薦7~21
很高的效率，相比較NGW它的徑向尺寸不大，但是從傳動(dòng)區(qū)間看還是要比NGW大，能夠在各種工作工況下使用。只是加工雙聯(lián)行星齒輪有難度，安裝起來(lái)也不簡(jiǎn)單，所以||7時(shí)不能使用
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
有很大傳動(dòng)比，效率不高，可以在短期工作中進(jìn)行傳動(dòng)。在行星架X進(jìn)行傳動(dòng)的時(shí)候，傳動(dòng)比||比某一個(gè)數(shù)據(jù)還要大，這樣機(jī)構(gòu)自己鎖起來(lái)
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)比區(qū)間很大，知識(shí)外部體型大，很重，效率不高，生產(chǎn)起來(lái)難度大，正常不會(huì)對(duì)動(dòng)力進(jìn)行傳送。跟分度機(jī)構(gòu)相比，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不差。如果行星架X進(jìn)行從動(dòng)， ||從某一數(shù)值開始會(huì)自鎖，一般被當(dāng)做差速器，它的傳動(dòng)比是=1.8~3，最合適2，這時(shí)候的效率是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
構(gòu)造相當(dāng)緊湊，體型不大，傳動(dòng)區(qū)間很大，知識(shí)效率比不上NGW，工藝性不好，可以用在一些功率不大，或者短時(shí)間進(jìn)行工作的。要是輸出中心輪A，當(dāng)||大于某一數(shù)值時(shí)就會(huì)自動(dòng)鎖起來(lái)
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)更加緊湊，加工，安裝相比較I型傳動(dòng)更加便利。因?yàn)橛玫男行禽喪菃锡X圈，對(duì)于同心條件要角度變才行。效率不高，可以在短期工作進(jìn)行，傳送自鎖狀況跟前面一樣
（2）將型芯齒輪的傳動(dòng)種類定下來(lái)
按照之前的設(shè)計(jì)需求能知道，這個(gè)行星齒輪減速器可以傳送很高的功率，有很大傳動(dòng)比，工作環(huán)境很差等。所以傳動(dòng)用雙級(jí)行星齒輪。型號(hào)2K-H構(gòu)造不復(fù)雜，生產(chǎn)起來(lái)便利，不管什么狀況下，功率是大時(shí)效都可以進(jìn)行傳動(dòng)。所以這里就用雙級(jí)行星齒輪減速器，它是通過(guò)串聯(lián)兩個(gè)2K-H型行星齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
傳動(dòng)比的總數(shù)：
要想讓減速器縱向上尺寸沒有那么大，所以傳動(dòng)比用第一級(jí)圓錐齒輪的i0=1.75
總的傳動(dòng)比：
所以名義傳動(dòng)比是,。2-2中就是傳動(dòng)的簡(jiǎn)圖：
圖2-2二級(jí)行星齒輪減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
行星減速器的組成有箱體，輸出軸，輸入軸還有二級(jí)行星輪架等等。太陽(yáng)輪齒合行星輪，在星輪軸上在兩個(gè)軸承的作用下，將行星輪裝上去，將孔裝在兩頭，使用彈性擋圈，在第一級(jí)行星架對(duì)應(yīng)的軸孔里面將星輪裝在其中，組成內(nèi)輪跟箱體成整體，跟行星輪進(jìn)行齒合，這樣將第一級(jí)行星架帶動(dòng)，至此第一級(jí)減速也就實(shí)現(xiàn) [7]。
第二級(jí)的太陽(yáng)輪連接第一級(jí)行星架，通過(guò)漸開式花鍵來(lái)進(jìn)行，太陽(yáng)輪齒合第二行星輪，在第二級(jí)的輪軸上安裝這個(gè)行星輪，在第二級(jí)行星架對(duì)應(yīng)的軸孔里面將這個(gè)輪軸裝進(jìn)去。在這內(nèi)輪跟減速器殼是一個(gè)整體，都齒合行星輪，這個(gè)星輪不光自己要進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，還要圍繞著太陽(yáng)輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣第二級(jí)減速器也就實(shí)現(xiàn)。
第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1第一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)
按照已經(jīng)知道的狀況，圓錐直齒輪傳動(dòng)數(shù)據(jù)是：
3.1.1選精度等級(jí)、材料和齒數(shù)
傳動(dòng)使用支直齒錐齒輪，速度沒有多塊，所以精度確定七級(jí)
選用材質(zhì)。從機(jī)械資料中的表6.1，確定用40Cr加工小齒輪，調(diào)質(zhì)處理后硬度達(dá)到320HBS，40Cr鋼來(lái)生產(chǎn)大齒輪，調(diào)質(zhì)之后硬度達(dá)到300HBS，兩種材質(zhì)的硬度差距在20HBS。
將齒數(shù)確定下來(lái)：小齒輪Z1＝20，大齒輪Z2＝i1·Z1＝1.75×20=35
3.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
通過(guò)設(shè)計(jì)公式來(lái)算：
１）將式子里面每個(gè)數(shù)據(jù)定下來(lái)
（1）初步定載荷系數(shù)
（2）將小齒輪傳送的轉(zhuǎn)矩算出
（3）確定齒寬的系數(shù)
（4）直齒輪，將它的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)從表中翻查到
（4）翻看表6.3就知它的材料彈性影響系數(shù)
（5）翻看圖紙6.14，從齒面硬度就可以將小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限值找出來(lái)，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
（6）用式子6.11將應(yīng)力周轉(zhuǎn)次數(shù)算出
（7）從圖紙6.16中范找到接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
（8）將接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力算出 定失效概率是1%，安全系數(shù)S=1
２）算相關(guān)數(shù)據(jù)
（1）將小齒輪分度圓直徑給算出，用下面式子來(lái)算
（2）將圓周速度給算出
（3）定下來(lái)模數(shù)還有主要的尺寸
模數(shù)：，定
分度圓直徑：
節(jié)錐角：
錐距
平均分度圓直徑：
齒寬，定
3.1.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1） 校核彎曲強(qiáng)度的式子：
（2）將每個(gè)數(shù)據(jù)給定下來(lái)
螺旋角在平均分度圓這里，那么
從資料中可翻找到動(dòng)載系數(shù)1.15 齒向載荷分布系數(shù)
使用系數(shù) 那么說(shuō)
（3）分度圓圓周
（4）齒輪系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS
翻找表哥6.4就有
（5）用底下的式子算出許用彎曲應(yīng)力
翻找圖紙6.15能夠知道彎曲疲勞極限應(yīng)力
小錐齒輪的
大錐齒輪的
翻找材料知道壽命系數(shù)
可以找的到 ，
從材料中能夠找到安全系數(shù)是
所以算出許用彎曲應(yīng)力
可以看到對(duì)于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度能夠符合設(shè)計(jì)需求
3.1.4驗(yàn)算
1）用下式來(lái)驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度
接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)
最小安全系數(shù)
所以這個(gè)齒面的強(qiáng)度滿足需求
對(duì)圓錐齒輪的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)：
名稱
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
對(duì)第一級(jí)傳動(dòng)里面內(nèi)齒輪,行星齒輪的齒數(shù)進(jìn)行計(jì)算，按照2X-A型行星齒輪傳動(dòng)比的數(shù)據(jù)還有它的配齒式子來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
對(duì)于這個(gè)行星齒輪傳動(dòng)的體型要注意查看，所以中心齒輪用第一級(jí)的：
將行星齒輪數(shù)定為： 。
已然知道內(nèi)齒輪那么：
另外對(duì)它安裝時(shí)候的要求進(jìn)行考慮：（整數(shù)），定
圓整內(nèi)齒輪的齒數(shù)之后，真實(shí)的P給事先給出的P是有出入的，但是這種出去一定要在傳動(dòng)比誤差區(qū)間中。真正的傳動(dòng)比是：
＝＋
將它的傳動(dòng)比誤差給計(jì)算出＝＝＝2℅
將行星齒輪C1的齒數(shù)按照同心條件來(lái)算：
算出來(lái)可以用的行星齒輪傳動(dòng)是非變位的或者是高度變位的。
第二級(jí)傳動(dòng)比， 行星齒輪2X-A型，依著它傳動(dòng)比的大小還有它配齒算的式子，那么就可以知道第二級(jí)傳動(dòng)中內(nèi)齒輪的齒數(shù)，還有行星齒輪的齒數(shù)。
將這個(gè)行星齒輪傳動(dòng)的體型要考慮到其中，所以將第二級(jí)中心齒輪的齒數(shù)確定為：；
行星齒輪個(gè)數(shù)：。
已然知曉內(nèi)齒輪那么：
另外對(duì)它的安裝要求進(jìn)行考慮：（整數(shù)），定
在算行星齒輪c2的齒數(shù)進(jìn)行計(jì)算按照同心條件來(lái)進(jìn)行
真正的傳動(dòng)比 ＝＋
它的傳動(dòng)比偏差是 ＝＝8﹪
3.2.2 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)
確定齒輪的材質(zhì)還有熱處理：用20CrMnTi加工中心齒輪A1和中心齒輪A2，以及行星齒輪C1和C2，對(duì)于速度快，載荷中等，有沖擊還有磨損作用的齒輪，另外齒面比較大的齒輪都是相當(dāng)適合的，對(duì)于使用需求亦可以滿足。齒面的硬度可以控制在58-62HRC，查看圖2能知道，定=1400,=340,生產(chǎn)中心齒輪，精度是六級(jí)，用42CrMo來(lái)加工高速級(jí)齒輪，低速級(jí)齒輪，要正火，還有調(diào)質(zhì)處理，這樣才能夠達(dá)到需要的強(qiáng)度還有硬度，調(diào)質(zhì)之后硬度在217-259HRC，查看圖3，就能確定=780,=420確定生產(chǎn)B1和B2的精度是七級(jí)。
（1）將高速級(jí)齒輪的模數(shù)給算出m
用彎曲強(qiáng)度的式子來(lái)算：
依然知道,=340。計(jì)算出中心齒輪a1的名義轉(zhuǎn)矩：
系數(shù)是，從表6-6中找到使用系數(shù);
從表6-4中找到綜合系數(shù)=1.8;
從接觸強(qiáng)度將行星齒輪中間載荷分布不勻稱系數(shù)都可以算出；
用式子可以算出：；
從表里面可以翻找到齒形系數(shù)；將齒寬系數(shù)從表里面找到；
這樣模數(shù)即可計(jì)算出：
將齒輪的模數(shù)確定為：
（2）將低速級(jí)的齒輪模數(shù)給算出m
依著彎曲強(qiáng)度的式子將低速級(jí)齒輪模數(shù)算出：
已然知道，=420。中心齒輪a2的名義轉(zhuǎn)矩：
系數(shù)確定，從6-6中可以將使用系數(shù)找到; 從6-4中可以將綜合系數(shù)找到=1.8;從接觸強(qiáng)度能夠?qū)⑿行驱X輪間載荷布局不勻稱的系數(shù)給找到，通過(guò)式子就有；從表中可以將齒形系數(shù)翻找到；從表中可以將齒寬系數(shù)翻找到；這樣計(jì)算出模數(shù)
確定它的模數(shù)是
3.2.3嚙合參數(shù)計(jì)算
（1）高速級(jí)
齒輪副相互進(jìn)行齒合的，中，它的標(biāo)準(zhǔn)中心距就是
（2）低速級(jí)
齒輪副相互進(jìn)行齒合的，，它的標(biāo)準(zhǔn)中心距就是
從這里可以看到，高速級(jí)也好低速級(jí)也好，他們的中心距都是一樣的。所以確定這個(gè)行星齒輪的傳動(dòng)對(duì)于非變位的同心條件可以滿足，那么變位系數(shù)就定為：。
3.2.3幾何尺寸的計(jì)算
行星齒輪型號(hào)2x-A,它是雙級(jí)的，用式子能夠?qū)⑺膸缀螖?shù)據(jù)算出，下表中對(duì)這些齒輪副的尺寸進(jìn)行展示：
（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
裝配我們?cè)O(shè)計(jì)的行星齒輪2X-A，這個(gè)齒輪是雙級(jí)的，要符合下面要求
（1）鄰接條件
對(duì)它的鄰接條件進(jìn)行驗(yàn)算，用底下的式子
高速級(jí)已然知曉，和放到上面式子里面就有
對(duì)于鄰接要求是可以符合
將低速級(jí)的，和放入式中去算，就有
對(duì)于鄰接要求是可以符合
（2）同心條件
針對(duì)高度變位的式子已然知曉高速級(jí)， 對(duì)于同心的要求可以符合。
已然知曉低速級(jí)， 對(duì)于同心的要求可以符合。
（3）安裝的要求
用式子來(lái)驗(yàn)算它的安裝的要求，那么說(shuō)
（對(duì)于裝配要求高速級(jí)能夠符合）
（對(duì)于裝配要求低速級(jí)能夠符合）
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)是串聯(lián)起來(lái)的，所以傳動(dòng)的效率就是
從表中找到: ，
（1）定下來(lái)高速級(jí)嚙合損失系數(shù)
妝花裝置里面，它的損失系數(shù)就是嚙合損失系數(shù)加上軸承損失系數(shù)。也就是
這里面
——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
用式子來(lái)算
高速級(jí)的外嚙合的重合度是中等=1.584,就有
——齒輪副里面小齒輪有多少齒數(shù)
——齒輪副里面大齒輪有多少齒數(shù)
——嚙合摩擦系數(shù)，定0.2
=0.0585
里面跟外面進(jìn)行齒合，它的重合度是中等=1.864,那么
=0.0103
那么說(shuō) =0.0585+0.0103=0.0688,
（2）確定低速級(jí)嚙合損失系數(shù)
外嚙合中重合度=1.627
==0.037
內(nèi)嚙合中重合度=1.858
=0.019
那么說(shuō)
=0.037+0.019=0.056,
那么這個(gè)行星齒輪可以傳送效率是==，對(duì)于短時(shí)間進(jìn)行工作的高傳動(dòng)效率是可以滿足的。
3.3行星齒輪強(qiáng)度的驗(yàn)算
對(duì)齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行校核，對(duì)接觸應(yīng)力比較比較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，比別的對(duì)應(yīng)的許用接觸應(yīng)力還要小，也就是
3.3.1高速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
因?yàn)辇X輪進(jìn)行齒合外面的原因會(huì)導(dǎo)致附加動(dòng)載荷系數(shù)，會(huì)關(guān)系到原動(dòng)機(jī)還有工作機(jī)器的特征，另外也關(guān)系到軸還有聯(lián)軸器系統(tǒng)的質(zhì)量還有剛度，另外跟運(yùn)行狀況有關(guān)聯(lián)，原動(dòng)機(jī)的工作很穩(wěn)定，沖擊是中等的 [8]。所以確定=1.6, 工作環(huán)境要是差，它的沖擊就很重 [9]。所以確定=1.8
1）動(dòng)載荷系數(shù)
對(duì)齒輪的加工精度進(jìn)行思考，另外轉(zhuǎn)動(dòng)速度還有齒輪內(nèi)服附加動(dòng)載荷影響系數(shù)都要考慮，從表里找到數(shù)據(jù)=1.108
2）齒向載荷分布系數(shù)
因?yàn)轫樦X寬方向上，載荷的布局不勻稱，對(duì)于齒面接觸應(yīng)力會(huì)有影響系數(shù)，它的大小關(guān)系到齒輪生產(chǎn)時(shí)候的偏差，還有箱體上軸孔的偏差，齒合時(shí)候的剛度等。
翻從表中翻查到格能有，
那么
3）齒間載荷分配系數(shù)、
同時(shí)進(jìn)行齒合，對(duì)于齒輪中間載荷布局不勻稱產(chǎn)生的影響系數(shù)。它跟齒輪的生產(chǎn)偏差，齒輪外部形狀還有重合度等都有關(guān)聯(lián)。從表里面可以找到=1 ，=1
4）行星齒輪間載荷分配不均勻系數(shù)
因?yàn)槊總€(gè)行星齒輪中間載荷布局不勻稱會(huì)影響到齒輪接觸應(yīng)力的系數(shù)。這個(gè)次數(shù)跟轉(zhuǎn)臂X還有齒輪，還有箱體的精度等有關(guān)聯(lián)，從表里面找到=1.4
5）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
因?yàn)楣?jié)點(diǎn)這里，齒廓的曲率會(huì)影響到接觸應(yīng)力，將分度圓上切向力進(jìn)行折算，變位節(jié)圓上的法向力系數(shù)，按照，定=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)，從表中找到
= 189.80
7）重合度系數(shù)
對(duì)單位齒寬載荷來(lái)說(shuō)重合度對(duì)它有影響，這樣將接觸力減小系數(shù)算出，定0.897
8）螺旋角系數(shù)
接觸應(yīng)力會(huì)受到螺旋劍的接觸線傾斜的影響，它的系數(shù)是，定=1
9）最小安全系數(shù)，
對(duì)于齒輪可靠進(jìn)行工作的系數(shù)，按照它的重要程度來(lái)進(jìn)行，可以用的地方等。定=1
10）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)
因?yàn)辇X輪的使用時(shí)長(zhǎng)要比持久使用時(shí)間的條件循環(huán)次數(shù)或大或小，在跟兩個(gè)齒輪進(jìn)行齒合，要對(duì)它進(jìn)行熱處理，這個(gè)系數(shù)跟它的直徑，模數(shù)還有用的潤(rùn)滑劑有關(guān)系。
定=1.039，=1.085
11）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，，
對(duì)于齒面的承受能力來(lái)說(shuō)齒面中間的潤(rùn)滑膜會(huì)有影響。齒面間的潤(rùn)滑油膜影響齒面的承載能力。從表中找到=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)
硬齒面的小齒輪，進(jìn)行光整加工的，在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候，對(duì)于調(diào)質(zhì)的大齒輪會(huì)有冷作硬化出現(xiàn)。另外因?yàn)榧哟蟪叽缰螅馁|(zhì)的強(qiáng)度就變小，跟它對(duì)應(yīng)的系數(shù)是=1，=1
按照式子將高速級(jí)這里進(jìn)行外齒合的齒輪副許用接觸應(yīng)力算出[10]，也就是中心齒輪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
，算出來(lái)有 MPa
那么 MPa， MPa對(duì)于接觸疲勞強(qiáng)度條件滿足。
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
已然知曉，=3和=68mm,就有
使用系數(shù)，和動(dòng)載系數(shù)確定的辦法就跟接觸強(qiáng)度一樣。
2）齒向載荷分布系數(shù)
算出齒向載荷分布系數(shù)，也就是
查看圖紙=1，，則=1.311
3）齒間載荷分配系數(shù)
齒間載荷分配系數(shù)從表中查找到=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)用式子算出
5）齒形系數(shù)
從表中找到，=2.421, =2.656
6）應(yīng)力修正系數(shù)
從表中找到=1.684, =1.577
7）重合度系數(shù)
從表中找到
8）螺旋角系數(shù)
9）算出齒根彎曲應(yīng)力
=187 MPa
=189 MPa
10）將許用齒根應(yīng)力算出
已然知曉齒根彎曲疲勞極限=400
從資料中間安全系數(shù)的最小數(shù)值找出=1.6,式子里面的每個(gè)系數(shù)，，，和數(shù)據(jù)在下面：
從表中翻查到=2，==1
從表中翻查到齒根圓角敏感系數(shù)=1，
相對(duì)齒根表面狀況系=1.043
=1.043
許用應(yīng)力694, 那么說(shuō)；， a-c對(duì)于齒根彎曲強(qiáng)度的條件可以符合。
3.3.3 高速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
對(duì)于高速級(jí)的齒輪副里面，它的彎曲強(qiáng)度沒有必要校核，主要是計(jì)算接觸強(qiáng)度，校核就跟高速級(jí)外齒合齒輪副里面的強(qiáng)度是差不多的。確定=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
將行星齒輪的許用應(yīng)力來(lái)進(jìn)行計(jì)算
=1677 MPa
將齒輪c1的接觸許用應(yīng)力給算出
=641 MPa
但是==396 MPa
那么說(shuō)641 MPa 符合對(duì)于接觸強(qiáng)度的要求。
3.3.4低速級(jí)外嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
1）對(duì)使用系數(shù)進(jìn)行確定
原動(dòng)機(jī)工作相當(dāng)穩(wěn)定，并且沖擊是中等的，所以確定=1.6, 工作環(huán)境很差的話，沖擊就非常嚴(yán)重，確定=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)、
從表中找到=1.021 =1.021
5）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
定=2.495
6）彈性系數(shù)
接觸應(yīng)力會(huì)受到材料彈性模量還有泊松比的影響，繼而出現(xiàn)影響系數(shù)，從表中找到=189.80
7）重合度系數(shù)
對(duì)于單位齒寬系數(shù)會(huì)受到重合度的影響，這樣就將接觸應(yīng)力減小的系數(shù)算出，定0.889
8）螺旋角系數(shù)
對(duì)于接觸應(yīng)力，螺旋角會(huì)導(dǎo)致接觸線傾斜對(duì)它產(chǎn)生影響，繼而這個(gè)影響系數(shù)就是，定=1
將齒面的接觸應(yīng)力算出將數(shù)據(jù)放入其中來(lái)計(jì)算
=1451
9）最小安全系數(shù)，
定=1
10）算壽命系數(shù)時(shí)依著接觸強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行
定=1.116，=1.117
11）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，，
對(duì)于齒面承受能力有影響的就是齒面間的潤(rùn)滑油膜，從表中找到=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
將許用接觸應(yīng)力給算出
=1770 ﹙中心齒輪a2﹚=1525 ﹙行星齒輪c2﹚
校核它的接觸強(qiáng)度：
1451﹤﹙對(duì)于強(qiáng)度校核的需求可以符合﹚
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
已然知曉，=3和=138mm,就有
使用系數(shù)，和動(dòng)載系數(shù)確定的辦法就跟接觸強(qiáng)度一樣。
2）齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分布系數(shù)用式子算出，
查看圖紙=1，，則=1.229
3）齒間載荷分配系數(shù)
從表中查找到=1.021
4）行星齒輪間載荷分配系數(shù)
用式子算出
5）齒形系數(shù)
從表中找到，=2.531, =2.584
6）應(yīng)力修正系數(shù)
從表中找到=1.630, =1.590
7）重合度系數(shù)
從表中找到
8）螺旋角系數(shù)
9）將齒根的彎曲應(yīng)力給算出
=396 MPa
=394 MPa
10）將許用齒根應(yīng)力給算出
已然知曉齒根彎曲疲勞極限
=400
從資料中間安全系數(shù)的最小數(shù)值找出=1.6,式子里面的每個(gè)系數(shù)，，，和數(shù)據(jù)在下面
從表中翻查到=2，==1
從表中翻查到齒根圓角敏感系數(shù)=1，
相對(duì)齒根表面狀況系=1.043
=1.043
許用應(yīng)力674 MPa, MPa那么說(shuō)；， a2-c2對(duì)于齒根彎曲強(qiáng)度的需求可以實(shí)現(xiàn)。
3.3.6低速級(jí)內(nèi)嚙合齒輪副中接觸強(qiáng)度的校核
在低速級(jí)里面，進(jìn)行內(nèi)齒合的齒輪副，沒必要對(duì)他的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核，只要算出接觸強(qiáng)度，對(duì)高速級(jí)外齒合的齒輪副里面的強(qiáng)度進(jìn)行校核差不多[11]。確定=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
將行星齒輪的許用應(yīng)力給算出
=1782 MPa
將內(nèi)齒輪c1的接觸許用應(yīng)力給算出=665 MPa
但是==652 MPa
那么說(shuō)652 MPa 也就是說(shuō)對(duì)于接觸強(qiáng)度的需求是可以符合的。
3.4 軸的設(shè)計(jì)
3.4.1 輸入軸
按照Z(yǔ)X-A型的行星齒輪傳動(dòng)工作時(shí)候的特征，還有功率傳送了多大，轉(zhuǎn)動(dòng)速度是高還是地，第一將中心齒輪a1的結(jié)構(gòu)定下來(lái)，直徑?jīng)]有多大，所以a1采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式；也就是輸入軸跟中心齒輪a1是一個(gè)整體。
輸進(jìn)去的功率是,轉(zhuǎn)動(dòng)速度是
用式子mm 因?yàn)橐哟?%-5%，就先定32mm，并且要設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu) [3]，要想拆裝軸上零件便利些，這個(gè)軸設(shè)計(jì)成階梯的樣子。
輸入軸上有單鍵槽的，它的直徑是32mm,再過(guò)臺(tái)階要確保密封零件對(duì)于孔直徑的需要。在軸承上進(jìn)行軸向的定位還有固定的時(shí)候通過(guò)軸環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果=38mm,寬是10mm。按照軸承定=40mm。軸承安裝對(duì)稱進(jìn)行，在對(duì)別的部分進(jìn)行確定。
圖3-1 輸入軸
3.4.2 一級(jí)中間軸
輸進(jìn)去的功率
轉(zhuǎn)動(dòng)速度
依著=112
有雙鍵槽在上面[4]，要加大3%-5%，就先確定38mm連接轉(zhuǎn)臂2就都當(dāng)做輸出軸。定=45mm，鍵槽就用63X32。之后是臺(tái)階=50mm。輸出的連接軸大小50mm，鍵槽就用70X36。
3.4.3 二級(jí)中間軸
輸進(jìn)去的功率
轉(zhuǎn)動(dòng)速度
依著=112
有雙鍵槽在上面[4]，要加大3%-5%，就先確定68mm連接轉(zhuǎn)臂2就都當(dāng)做輸出軸。定為75mm，鍵槽就用63X32。之后是臺(tái)階為85mm。輸出的連接軸大小90mm，鍵槽就用70X36。
3.4.4 輸出軸
輸進(jìn)去的功率
轉(zhuǎn)動(dòng)速度
依著=112
有雙鍵槽在上面[4]，要加大3%-5%，就先確定110mm連接轉(zhuǎn)臂2就都當(dāng)做輸出軸。定為118mm，鍵槽就用63X32。之后是臺(tái)階為120mm。輸出的連接軸大小130mm，鍵槽就用70X36。
圖3-2 輸出軸
3.5內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì)
內(nèi)齒輪b1在連接箱體的時(shí)候通過(guò)緊固螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就能把它固定起來(lái)。
3.6 行星齒輪設(shè)計(jì)
有內(nèi)孔在行星齒輪中，所以齒寬要大一點(diǎn) [5]，確保行星齒輪c齒合中心齒輪a的時(shí)候，有比較好的齒合性，并且它的內(nèi)齒輪b要能夠齒合行星齒輪c，不管是哪個(gè)行星齒輪內(nèi)孔里面，要將四個(gè)滾動(dòng)軸承裝在里面，對(duì)它進(jìn)行支撐。
轉(zhuǎn)臂X的側(cè)板上將行星齒輪軸裝上去，在固定軸的時(shí)候通過(guò)彈性擋圈來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的截面是矩形。
3.7 轉(zhuǎn)臂的設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)臂x要想結(jié)構(gòu)合理，那么它的外輪廓不能大，質(zhì)量要輕，并且剛度強(qiáng)度都要好，動(dòng)平衡也應(yīng)該不錯(cuò)，確保行星齒輪中間的載荷布局勻稱，并且它的生產(chǎn)還有裝配工藝都相當(dāng)不錯(cuò)。對(duì)于2X-A型的傳動(dòng)比時(shí)，轉(zhuǎn)臂就用雙側(cè)板整體是的。正常在行星齒輪的輪緣里面安裝行星齒輪的軸承，行星齒輪傳送時(shí)候，轉(zhuǎn)臂x就用雙側(cè)板整體式。正常在行星齒輪的輪緣中將行星齒輪的軸承裝進(jìn)去。對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，它的輸出基本零件就是轉(zhuǎn)臂X，可以對(duì)外轉(zhuǎn)矩進(jìn)行最大承受。
轉(zhuǎn)臂X1上每一個(gè)行星齒輪軸孔跟轉(zhuǎn)臂軸線的中心極限偏差用式子算出，已然知曉高速級(jí)的嚙合中心距a=102mm[6]，就有
定=37.4
每一個(gè)行星齒輪軸孔的距離相對(duì)出現(xiàn)的偏差用式子算出：
定0.04=40
轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差就是孔距的相對(duì)偏差的一半，也就是
已然知曉低速級(jí)的嚙合中心距a=171mm，就有
定=44.4
每個(gè)行星齒輪的軸孔的距離用式子可以將相對(duì)偏差算出，也就是
定0.040=40
轉(zhuǎn)臂X1的偏心誤差就是孔距的相對(duì)偏差的一半，也就是
3.8 箱體及前后機(jī)蓋的設(shè)計(jì)
根據(jù)安裝行星傳動(dòng)的方式不一樣，它的一部分機(jī)體就用臥式的，并且機(jī)體是整體鑄造的，它的特征是構(gòu)造很簡(jiǎn)單，緊湊，并且基本上在專用的行星齒輪傳動(dòng)里面使用，對(duì)機(jī)體進(jìn)行鑄造，盡量不能出現(xiàn)壁厚突然出現(xiàn)改變，盡量這些厚度差要少一點(diǎn)，房子出現(xiàn)疏散等這些不好的狀況，用灰鑄鐵作為原料 [7]。圖12、13、14中展示
壁的厚度是
——機(jī)體表面的形狀系數(shù) 定1
——與內(nèi)齒輪直徑有關(guān)的系數(shù)定2.6
_____作用在機(jī)體上的轉(zhuǎn)矩
3.9 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，它的傳動(dòng)是內(nèi)外進(jìn)行齒合的，它的齒輪曲線基本上是漸開線，齒數(shù)就定為23，齒合的時(shí)候模數(shù)跟齒數(shù)一樣的齒輪副。 [8]。
3.10 標(biāo)準(zhǔn)件及附件的選用
確定軸承：按照軸承里面的直徑進(jìn)行確定，輸入軸承的里面直徑是60mm ，外徑為110mm。用的是雙列叫接觸球軸承在行星齒輪里面，它的內(nèi)徑是30mm,外徑為50mm 。在行星齒輪2里面的軸承是圓柱滾子軸承GB/T283-1994。用深溝球軸承作為輸出軸承，型號(hào)GB/T276-1994。
確定螺釘：很多都用六角螺釘來(lái)作為緊固螺釘，設(shè)計(jì)吊環(huán)的時(shí)候根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)，設(shè)計(jì)通氣塞根據(jù)設(shè)計(jì)資料來(lái)進(jìn)行，設(shè)計(jì)游標(biāo)的時(shí)候按照長(zhǎng)形油標(biāo)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行。
3.11 密封和潤(rùn)滑
潤(rùn)滑行星齒輪減速器通過(guò)飛濺油來(lái)進(jìn)行，在內(nèi)齒輪還有行星齒輪的作用下，油就被甩動(dòng)，甩到零件的各個(gè)地方。開兩個(gè)通油孔在輸入油前面的機(jī)蓋上，這樣油就可以進(jìn)到軸承中。油位在油標(biāo)中顯示，這樣隨時(shí)都能夠補(bǔ)油。用氈圈來(lái)進(jìn)行密封，價(jià)錢很便宜，只是接觸面有很大損耗，所以用不了多久。
第4章 基于Pro/E的三維設(shè)計(jì)
4.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述
Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。
Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。功能如下：
（1）特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等）；
（2）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）；
（3）通過(guò)零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)；
（4）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等）。
（5）貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性。
4.2三維設(shè)計(jì)
4.2.1輸入軸
利用旋轉(zhuǎn)、拉伸-切剪等命令創(chuàng)建出輸入軸三維模型如下：
圖4-1輸入軸
4.2.2箱體
利用旋轉(zhuǎn)、倒角、螺紋孔、陣列等命令，創(chuàng)建出箱體三維模型如下：
圖4-2 箱體
4.2.3齒輪
利用旋轉(zhuǎn)、拉伸-切剪等命令等創(chuàng)建出齒輪三維模型如下：
圖4-3 齒輪
4.2.4行星架
利用旋轉(zhuǎn)、拉伸、陣列等命令，創(chuàng)建出箱體三維模型如下：
圖4-4 行星架
4.3三維裝配
4.3.1行星機(jī)構(gòu)裝配
（1）打開行星架零件
（2）將行星齒輪安裝在行星架上，先將孔對(duì)齊，后將接觸面無(wú)間隙配合。
（3）重復(fù)上述過(guò)程裝配完行星齒輪軸、中間軸、軸承等零件后得到最終的三維裝配，如下圖示：
圖4-5 行星機(jī)構(gòu)裝配
4.3.2總成裝配
（1）打開底座零件
（2）將各分總成安裝在底座上，先將孔對(duì)齊，后將接觸面無(wú)間隙配合。
（3）重復(fù)上述過(guò)程得到最終的三維裝配，如下圖示：
圖4-6 總成裝配
總 結(jié)
畢業(yè)論文花費(fèi)了快三個(gè)月的時(shí)間，這其中有快樂(lè)，也有難受，曾經(jīng)一度我都感覺自己做不下去了，但是因?yàn)樵诟魑坏膸椭拢膭?lì)下，我堅(jiān)持下來(lái)了，總算是將論文完成，回頭看看，還是蠻有成就感。
剛開始準(zhǔn)備寫論文，根本就是什么都不懂，老師，同學(xué)們一直在給我講解，告訴我怎么回事，慢慢的我對(duì)于自己要設(shè)計(jì)的東西總算是熟悉，開始自己去查找資料，借鑒一些別人的設(shè)計(jì)，學(xué)到了不少東西。
三個(gè)月的時(shí)光過(guò)得很快，單純從論文來(lái)看，現(xiàn)在對(duì)于水泥攪拌車的二級(jí)行星減速器已經(jīng)相當(dāng)熟悉，一開始才看到它的圖紙的時(shí)候，真是什么都不明白，現(xiàn)在一看就知道個(gè)大概，可以說(shuō)提升我自己的看圖水準(zhǔn)，另外畫圖的本領(lǐng)也增強(qiáng)了不少，對(duì)于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也明白是怎么回事，相信將來(lái)再進(jìn)行類似的設(shè)計(jì)，應(yīng)該是不會(huì)有問(wèn)題的。減速器是很多機(jī)器上都會(huì)使用的，論文中設(shè)計(jì)的減速器還是比較復(fù)雜的，曾經(jīng)做過(guò)課程設(shè)計(jì)的減速器，沒有那么復(fù)雜，現(xiàn)在如果讓我對(duì)別的減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，我堅(jiān)信自己可以單獨(dú)進(jìn)行。
完成論文之后，我也看到自身還有很多不完善的地方，沒什么實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，老師幫助我，對(duì)這方面出現(xiàn)過(guò)很多錯(cuò)誤，但就是因?yàn)檫@些錯(cuò)誤，我積累了不少經(jīng)驗(yàn)，學(xué)到不少書本上學(xué)不到的東西。此次設(shè)計(jì)將我在學(xué)校學(xué)到的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，對(duì)我自身的能力來(lái)說(shuō)，也是一次很好的提高。
致 謝
本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)我設(shè)計(jì)的老師給了我很多的幫助，從開始確定設(shè)計(jì)題目，到查資料，后來(lái)設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)資料交給老師，老師幫我嚴(yán)格把關(guān)，一次又一次的對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，老師一點(diǎn)都沒有嫌煩，在這里我要謝謝老師。另外還要謝謝各位幫我審查設(shè)計(jì)的老師，還有我的同學(xué)們，祝你們一切順利。
完成設(shè)計(jì)的過(guò)程實(shí)際上是再一次對(duì)所學(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)的過(guò)程。大學(xué)生活馬上就要結(jié)束了，我永遠(yuǎn)都會(huì)記得我是母校的一員，將來(lái)去別的地方工作，也會(huì)將在學(xué)校學(xué)到的東西帶到工作中去。謝謝各位老師對(duì)我的指導(dǎo)。? ?
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