皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2K-H型雙極（負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu))行星齒輪減速器設(shè)計(jì)作 者朱萬勝指導(dǎo)教師左家圣摘要：本文完成了對(duì)一個(gè)2K-H型雙級(jí)負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)（NW型）的行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)設(shè)計(jì)。此減速器的傳動(dòng)比是15，而且，它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、外闊尺寸小及傳動(dòng)功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。首先簡要介紹了課題的背景以及對(duì)齒輪減速器的概述，減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。然后根據(jù)原始數(shù)據(jù)及給定的系統(tǒng)傳動(dòng)方案圖計(jì)算其傳動(dòng)效率并選擇電動(dòng)機(jī)的功效，再然后就是對(duì)減速器的核心部分行星齒輪的設(shè)計(jì)，包括其各個(gè)齒輪的齒數(shù)、幾何參數(shù)和配齒計(jì)算，最后根據(jù)強(qiáng)度理論校核齒輪的強(qiáng)度。然后對(duì)各齒輪進(jìn)行受力分析并進(jìn)行計(jì)算，然后設(shè)計(jì)計(jì)算輸出軸輸入軸并進(jìn)行對(duì)其強(qiáng)度校核。最后在所有理論尺寸都算出來后繪制其總裝配圖。關(guān)鍵字：減速器、行星齒輪、 NW型行星傳動(dòng)2K-H bipolar (negative body) design of planetary gear reducerAbstract: The completion of a two-stage negative bodies (NW-type) structure of the planetary gear reducer design and transmission design. This gear transmission ratio is 15, but it also has a small size, light weight, compact structure, small size and wide outside the scope of the advantages of large transmission power. Subjects were briefly introduced the background and an overview of the gear reducer, speed reducer is a dynamic communication agencies, using the gear, the speed converter, the motors rotational speed decelerated to the desired rotational speed and get more torque institutions. Then the original data and drive a given system to calculate the transmission efficiency of the program graph and select the motor effect, and then that is a core part of the planetary gear reducer design, including all the gear teeth, with tooth geometry parameters and calculated Finally, according to the intensity of strength theory checking gear. Then the force analysis of each gear and calculated, and then design calculations and the input shaft and output shaft to check its strength. Finally, all theories are calculated size of the total assembly drawing after drawing.Keywords: reducer, planetary gear, NW planetary transmission目錄1 概述32 原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)系統(tǒng)的方案43 電動(dòng)機(jī)的選擇54 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)64.1 行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比和效率計(jì)算64.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算64.3行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算74.4行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核94.5行星齒輪傳動(dòng)的受力分析134.6 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量154.7 輪間載荷分布均勻的措施155 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)176 設(shè)計(jì)小結(jié)227 主要參考文獻(xiàn)238 致謝241 概述1.1 行星齒輪傳動(dòng)件簡介行星輪系減速器較普通齒輪減速器具有體積小、重量輕、效率高及傳遞功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)，逐漸獲得廣泛應(yīng)用。同時(shí)它的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求較高、安裝較困難些、設(shè)計(jì)計(jì)算也較一般減速器復(fù)雜。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步的深入地了解和掌握以及對(duì)國外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高，完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行一般的齒輪強(qiáng)度、幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后要進(jìn)行傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件、相鄰條件的設(shè)計(jì)計(jì)算，由于采用的是多個(gè)行星輪傳動(dòng)，還必須進(jìn)行均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量的設(shè)計(jì)計(jì)算。行星齒輪傳動(dòng)根據(jù)基本夠件的組成情況可分為：2KH、3K、及KHV三種。若按各對(duì)齒輪的嚙合方式，又可分為：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N型等。我所設(shè)計(jì)的行星齒輪是2KH雙極（負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）行星傳動(dòng)NW型。1.2 減速器簡介減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。減速器降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。降速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：單級(jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。1） 蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。2） 諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。3） 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大。2 原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)系統(tǒng)的方案2.1有關(guān)原始數(shù)據(jù) 課題：2K-H型雙極（負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)）行星齒輪減速器設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)及要求：（1）輸出轉(zhuǎn)矩：M=15N.m（2）采用8級(jí)臥式三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，降速比 i=1/15；2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的方案圖2-1系統(tǒng)傳動(dòng)方案圖3 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1電動(dòng)機(jī)的類型 8級(jí)臥式三相異步電動(dòng)機(jī)、全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)、電壓380V。3.2電動(dòng)機(jī)的容量輸出軸的有效功率為 （由公式T=9.55106P/n） PW=Tn/9.55106又電動(dòng)機(jī)為8級(jí)，降速比為1/15；所以n約為：n750/15=50r/minPW15103509.551067.85kw從電動(dòng)機(jī)到輸出軸的總效率為:=12332 式中1，2，3為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，查表取1=0.99，2=0.98，3=0.97 則 =0.990.9830.972=0.8767所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 Pd=PW/=7.85Kw/0.8767=8.96kW3.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 8級(jí)臥式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為710r/min 750r/min，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，查表及有關(guān)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-8，其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/（r/min）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y180L-8117301.72.0電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸如下表:型號(hào)HABCDEFGDGKbb1b2hAABBHAL1Y180L-81802792791214811014942.51535528518043070379257754 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比和效率計(jì)算4.1.1行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比齒輪b固定時(shí)，=1-iah=-zbzd/zazciah=1+ zbzd/zazc =154.2.2行星齒輪的傳動(dòng)效率計(jì)算因，中心輪a輸入 所以根據(jù)公式=1-/(-1)*=為ag嚙合的損失系數(shù)，為bg嚙合的損失系數(shù)，為軸承的損失系數(shù)， 為總的損失系數(shù)，一般取=0.025因=-zbzc/zdza baH=1-(zbzc/zazd+zbzc)*=1-14/150.025 =97.67%4.2行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 傳動(dòng)比 i1H=1+zczb/zazd=15可得zczb/zazd =14 由圖示可得其同心條件為 za+zc=zb-zd 令A(yù)= zc/za B=zb/zd可得 zc=Aza zb=Bzd 將帶入得 AB=14式中系數(shù)AB的取值范圍為：1.2A4.22.4B4.8 可取A=3.5 B=4最小中心輪a的齒數(shù)za可按公式選取 即za=Knp取K=6 np=3za=18將式帶入得 za+ Aza =Bzd- zd代入數(shù)據(jù) 4.518=3 zd 得zd=27zc=Aza=63 zb=Bzd=108再考慮其傳動(dòng)的安裝條件,即公式za/np+ zb/np=C得C=18/3+108/3=42 (為整數(shù))所以符合安裝條件。4.3行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算按齒根彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)m齒輪模數(shù)m的初算公式為 m=式中 算數(shù)系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)=12.1； 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，N*m ； =/=9549/n=95497.85/3730=34.228N*m 使用系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二表67查得=1； 綜合系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二表65查得=2； 計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二公式65得=1.2； 小齒輪齒形系數(shù)，圖622可得=2.05；， 齒輪副中小齒輪齒數(shù)，=18； 試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限，按由參考文獻(xiàn)二圖626630選取=300所以 m=12.1 =1.506 取m=2.0（1）分度圓直徑dd(a)=mza=218=36mmd(b)=mzb=2108=216mmd(c)=mzc=263=126mmd(d)=mzd=227=54mm（2）齒頂圓直徑da齒頂高h(yuǎn)a: 內(nèi)嚙合ha1=ha2=h*am=m=2.0外嚙合ha2=（h*a-h*）m=（1-7.55/z2）m=1.86da(a)=d(a)+2ha=36+4=40mmda(b)=d(b)-2ha2=216-3.72=212.28mmda(c)=d(c)+2ha=126+4=130mmda(d)=d(d)+2ha=54+4=58mm（3）齒根圓直徑df齒根高h(yuǎn)f=（h*a+c*）m=1.25m=2.5df(a)=d(a)-2hf=36-5=31mmdf(b)= d(b)+2hf=216+5=221mmdf(c)= d(c) -2hf=126-5=121mmdf(d)= d(d) -2hf=54-5=49mm(4)中心距a a-c為外嚙合齒輪副aac=m/2(za+zc)=1（18+63）=81mm b-d為內(nèi)嚙合齒輪副abd =m/2(zb+zd)=1(108-27)=81mm中心輪a齒輪c齒輪d內(nèi)齒圈b模數(shù)m2.02.02.02.0齒數(shù)z186327108分度圓直徑d（mm）3612654216齒頂圓直徑da（mm）4013058212.28齒根圓直徑df（mm）3112149221中心距aaac=81mm abd=81mm4.4行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核4.4.1行星齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算及校核（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)中心輪a選選用45鋼正火，硬度為162217HBS，選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度1.6行星輪g、內(nèi)齒圈b選用聚甲醛（一般機(jī)械結(jié)構(gòu)零件，硬度大，強(qiáng)度、鋼性、韌性等性能突出，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，可用作齒輪、凸輪、軸承材料）選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度3.2。（2）轉(zhuǎn)矩 =/=9549/n=95497.85/3730=34228N*mm（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由參考文獻(xiàn)三式824得出 如【】則校核合格。（4）齒形系數(shù)由參考文獻(xiàn)三表812得=2.05，=2.0，=1.84；（5）應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)三表813得=1.49，=1.58，=1.74；（6）許用彎曲應(yīng)力由參考文獻(xiàn)三圖824得=300MPa，=280 MPa ； 由表89得=1.3 由圖825得=1；由參考文獻(xiàn)三式814可得 =*/=300/1.3=230.8 MPa =*/=280/1.3=215.4 MPa=2K/b*=(21.134228/402.0218)2.051.49=79.86 Mpa< =230.8 MPa=*/=79.862.01.58/2.051.74=82.84 <=215.4 MPa 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核符合。4.4.2齒輪齒面強(qiáng)度的計(jì)算及校核（1）、齒面接觸應(yīng)力=（2）、許用接觸應(yīng)力為許用接觸應(yīng)力可按下式計(jì)算，即 =*（3）、強(qiáng)度條件校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度條件：大小齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力中的較大值均應(yīng)不大于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力為，即 或者校核齒輪的安全系數(shù)：大、小齒輪接觸安全系數(shù)值應(yīng)分別大于其對(duì)應(yīng)的最小安全系數(shù)，即 >查參考文獻(xiàn)二表611可得 =1.3所以 >1.34.4.3有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限（1）使用系數(shù)查參考文獻(xiàn)二表67 選取=1（2）動(dòng)載荷系數(shù)查參考文獻(xiàn)二圖66可得=1.02（3）齒向載荷分布系數(shù)對(duì)于接觸情況良好的齒輪副可取=1（4）齒間載荷分配系數(shù)、由參考文獻(xiàn)二表69查得 =1.1 =1.2（5）行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)由參考文獻(xiàn)二式713 得=1+0.5（-1）由參考文獻(xiàn)二圖719 得=1.5 所以 =1+0.5（-1）=1+0.5（1.5-1）=1.25仿上 =1.75（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖69查得=2.06（7）彈性系數(shù)由參考文獻(xiàn)二表610查得=1.605（8）重合度系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖610查得=0.82（9）螺旋角系數(shù) =1（10）試驗(yàn)齒的接觸疲勞極限由參考文獻(xiàn)二圖611圖615查得 =520Mpa（11）最小安全系數(shù)、由參考文獻(xiàn)二表6-11可得=1.5、=2（12）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖611查得 =1.38（13）潤滑油膜影響系數(shù)、由參考文獻(xiàn)二圖617、圖618、圖619查得=0.9、=0.95、=0.82（14）齒面工作硬化系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖620查得 =1.2（15）接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖621查得 =1（16）Ft斷面內(nèi)分度圓上的名義切向力，N；可按公式Ft=2000T1/d1求得； Ft=2000T1/d1=2000102.68/54=3802.96N所以 =2.061.6050.8211.737 = 4.71 =4.71=5.578 =4.71=6.89 =*=520/1.31.380.90.950.821.21=464.4所以 齒面接觸校核合格4.5 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析在行星齒輪傳動(dòng)中由于其行星輪的數(shù)目通常大于1，即>1,且均勻?qū)ΨQ地分布于中心輪之間；所以在2HK型行星傳動(dòng)中，各基本構(gòu)件（中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H）對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了簡便起見，本設(shè)計(jì)在行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力，且用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)用符號(hào)F代表切向力。為了分析各構(gòu)件所受力的切向力F，提出如下三點(diǎn)：(1)在轉(zhuǎn)矩的作用下，行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài),因此，構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。(2)如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力，則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反。(3)為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值，則應(yīng)研究它們對(duì)第三個(gè)力的作用點(diǎn)的力矩。本行星傳動(dòng)中各構(gòu)件的嚙合切向力如下圖所示。 圖4-1傳動(dòng)簡圖 圖4-2構(gòu)件受力分析中心輪a在每一套中所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為 T1=Ta/np=9545P1/npn1=34.228 N*m Ta=9545P1/n1=102.68 N*m中心輪a的切向力為Fca=2000Ta/npda =2000114.457336=1901.564N雙聯(lián)行星輪c-d的切向力為Fac=-Fca=-2000Ta/npda=-1901.564NFbd=dc/ddFac=-2000dcTa/npddda=-4437NFxc=-(Fac+Fbd)=2000Ta/npda(1+dc/dd)=6556.58N轉(zhuǎn)臂x的切向力為Fcx=-Fxc=-2000Ta/npda(1+dc/dd)=-6556.58N轉(zhuǎn)矩Tx為 Tx=nprxFcx/1000=-ibaxTa=-15102.68=-1540.27 N*m式中 中心輪a的節(jié)圓直徑， 內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑， 轉(zhuǎn)臂H的回轉(zhuǎn)半徑，內(nèi)齒輪b的切向力為Fdb=-Fbd=2000dcTa/npddda=4437N轉(zhuǎn)矩Tb為 Tb=npdbFdb/2000=(ibax-1)Ta=1437.58N4.6 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量行星齒輪傳動(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)。這些是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)（2）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)行星輪來分擔(dān)載荷，形成功率分流，并合理地采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)；從而，才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。4.7 輪間載荷分布均勻的措施為了使行星輪間載荷分布均勻，起初，人們只努力提高齒輪的加工精度，從而使得行星輪傳動(dòng)的制造和轉(zhuǎn)配變得比較困難。后來通過實(shí)踐采取了對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)件徑向不加限制的專門措施和其他可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位的方法，即采用各種機(jī)械式的均載機(jī)構(gòu)，以達(dá)到各行星輪間載荷分布均勻的目的。從而，有效地降低了行星齒輪傳動(dòng)的制造精度和較容易轉(zhuǎn)配，且使行星齒輪傳動(dòng)輸入功率能通過所有的行星輪進(jìn)行傳遞，即可進(jìn)行功率分流。在選用行星齒輪傳動(dòng)均載機(jī)構(gòu)時(shí)，根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況，應(yīng)對(duì)其提出如下幾點(diǎn)要求：（）載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng)，能較好地補(bǔ)償制造和轉(zhuǎn)配誤差及零件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù)值最小。（）均載機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償動(dòng)作要可靠、均載效果要好。為此，應(yīng)使均載構(gòu)件上所受力的較大，因?yàn)椋饔昧Υ蟛拍苁蛊鋭?dòng)作靈敏、準(zhǔn)確。（）在均載過程中，均載構(gòu)件應(yīng)能以較小的自動(dòng)調(diào)整位移量補(bǔ)償行星齒輪傳動(dòng)存在的制造誤差。（）均載機(jī)構(gòu)應(yīng)制造容易，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、布置方便，不得影響到行星齒輪傳動(dòng)性能。均載機(jī)構(gòu)本身的摩擦損失應(yīng)盡量小，效率要高。（）均載機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一定的緩沖和減振性能；至少不應(yīng)增加行星齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲。為了使行星輪間載荷分布均勻，有多種多樣的均載方法。對(duì)于主要靠機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)類型可分為兩種：（1）靜定系統(tǒng)該系統(tǒng)的均載原理是通過系統(tǒng)中附加的自由度來實(shí)現(xiàn)均載的。（2）靜不定系統(tǒng)均載機(jī)構(gòu)：1基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)(1) 中心輪a浮動(dòng) （2）內(nèi)齒輪b浮動(dòng) （3）轉(zhuǎn)臂H浮動(dòng) （4）中心輪a與轉(zhuǎn)臂H同時(shí)浮動(dòng) （5）中心輪a與內(nèi)齒輪b同時(shí)浮動(dòng) （6）組成靜定結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)2杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu)本次所設(shè)計(jì)行星齒輪是靜定系統(tǒng)，基本構(gòu)件中心輪a浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)。5 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)5.1減速器輸入軸的設(shè)計(jì)5.1.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件 選用45號(hào)鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由參考文獻(xiàn)四表144查得強(qiáng)度極限=650MPa,再由表142得許用彎曲應(yīng)力=60MPa5.1.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)參考文獻(xiàn)四表141 得C=118107。又由式142得 d=(118107)=2623.6d1取直徑=26mm5.1.3確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少=26m，考慮到軸在整個(gè)減速離合器中的安裝所必須滿足的條件，初定：=30mm, =32mm,d4=31mm。5.1.4確定各軸段的長度齒輪輪廓寬度為30mm,為保證行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個(gè)減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定：L1=48.5mm,L2=30mm，L3=45mm,L4=15mm，L5=40mm。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖：圖5-1 輸入軸簡圖5.1.5校核軸a、受力分析圖 圖5-2 受力分析(a) 水平面彎矩圖 (b)垂直面內(nèi)的彎矩圖 (c)合成彎矩圖 (d)轉(zhuǎn)矩圖圓周力：=210268/54=380.3N 徑向力：=380.3tan=138.4N法向力：=/cos=380.3/ cos=404.7Nb、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-2a）。支點(diǎn)反力為： =/2=202.35N 彎矩為：=202.35100/2=10117.5Nmm =202.3540/2=4047 Nmmc、作垂直面內(nèi)的彎矩圖（7-2b），支點(diǎn)反力為：=/2=69.2N彎矩為：=69.2100/2=3460Nmm =69.240/2=1384 Nmmd、作合成彎矩圖（7-2c）：=10692.8 Nmm=4277 Nmme、作轉(zhuǎn)矩圖(7-2d)：T=9549/n=95497.85/730=102.68N*m=102680 Nmmf、求當(dāng)量彎矩 =62529 Nmm=61756 Nmmg、校核強(qiáng)度 =/W=62529/0.1=62529/0.1303=23.16Mpa=/W=61756/0.1=61756/0.1313=22.47 Mpa所以 滿足=60Mpa的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。5.2行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計(jì)5.2.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件： 齒輪軸選用45鋼正火,由參考文獻(xiàn)四表144查得強(qiáng)度極限=600MPa,再由表142得許用彎曲應(yīng)力=55MPa5.2.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑=P=7.8597.67%=7.67kw根據(jù)參考文獻(xiàn)四表141 得C=118107。又由式142得 d=(118107) =2623.6d取直徑=45mm5.2.3確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少d5=45mm，考慮到軸在整個(gè)減速離合器中的安裝所必須滿足的條件，初定：=46mm，=50mm，d3=52mm，d5=45mm。5.2.4確定各軸段的長度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達(dá)到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個(gè)減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定：L=180mm, =45mm, =27mm, =38mm, =40mm, =40mm。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖：圖5-3 輸出軸簡圖5.2.5校核軸a、受力分析圖 見圖 圖5-4 受力分析圖(a)水平面內(nèi)彎矩圖 (b)垂直面內(nèi)的彎矩圖 (c)合成彎矩圖 (d)轉(zhuǎn)矩圖圓周力：=210268/33=622.3N徑向力：=622.3tan=226.5N法向力：=/cos=622.3/ cos=662.3Nb、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-4a）。支點(diǎn)反力為： =/2=311.15N 彎矩為：=311.15100.5/2=15635.3Nmm =311.1539.5/2=6145.2Nmmc、作垂直面內(nèi)的彎矩圖（7-4b），支點(diǎn)反力為：=/2=113.25N彎矩為：=113.25100.5/2=5690.8 Nmm =113.2539.5/2=2236.7 Nmmd、作合成彎矩圖（7-4c）：=16638.7 Nmm=6539.6Nmme、作轉(zhuǎn)矩圖(7-4d)：T=9549/n=95497.85/730=102.68N*m=102680 Nmmf、求當(dāng)量彎矩 =63815.3 Nmm=61954Nmmg、校核強(qiáng)度 =/W=63815.3/0.1=63815.3/0.1503=5.1Mpa=/W=61954/0.1=61954/0.1453= 6.8Mpa所以 滿足=55Mpa的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。6 設(shè)計(jì)小結(jié) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來設(shè)計(jì)的重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，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)。通過這次實(shí)踐，我了解了減速器的用途及工作原理，熟悉了減速器的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。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。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。7 主要參考文獻(xiàn)1 關(guān)慧貞 馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.2010年,第3版,448頁.2 饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社出版.2003年,第1版,335頁.3 鄭文緯 吳克堅(jiān).機(jī)械原理.高等教育出版社.1997年,第7版,591頁.4 濮良貴 紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.2006年,第8版,424頁.5 宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 高等教育出版社.2006年,第1版.187頁.8 致謝經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，專業(yè)知識(shí)薄弱，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)教師的的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的論文指導(dǎo)老師左家圣老師。左老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩左老師的專業(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。最后還要感謝大學(xué)四年來所有指導(dǎo)過我的老師，是在他們的教誨下，我掌握了堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，為我以后的揚(yáng)帆遠(yuǎn)航注入了動(dòng)力。第24頁