NGW行星齒輪減速器設(shè)計和輸入軸工藝設(shè)計【含CAD圖紙+文檔資料】
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摘 要
本設(shè)計是NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，用來傳遞兩軸之間的運動和動力，并實現(xiàn)較大的傳動比。對齒輪與中心輪組合的受力狀況分析時，應引入不均載系數(shù)根據(jù)傳動，工作扭矩，載荷，根據(jù)轉(zhuǎn)速要求計算出齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，分度圓直徑，計算出傳動齒的齒厚，齒面硬度，選擇齒形，根據(jù)上述要求選定達到此要求的材料，并且做出經(jīng)濟效益最好的選擇，再根據(jù)此材料的彈性影響系數(shù)，各傳動齒輪接觸疲勞強度極限，再對材料的選擇正確與否做出校核，并且要滿足減速器的使用壽命要求，計算中心距，確定行星輪系的周轉(zhuǎn)圓半徑及方向，得到各項數(shù)據(jù)后，依據(jù)設(shè)計要求結(jié)構(gòu)大小，確定各部件相對位置，進入外箱體的設(shè)計，秉承體積最小，拆裝方便的原則，定好主軸位置，窺視孔，潤滑口在箱體上的位置，便于維修判斷。
[關(guān)鍵詞] 行星齒輪；行星機構(gòu)；傳動軸；強度校核
Abstract
This design is a bevel gear transmission with NGW planetary bodies in series, forming a combination of institutions, to transfer the two-axis intersection between the movement and momentum and to achieve greater transmission ratio. Gear and center round the composition of the force analysis of the situation, should be introduced under the uneven transmission coefficient, the torque, load, in accordance with the requirements in order to speed the gear teeth, module, the circle diameter, calculated Drive Tooth tooth thick, tooth surface hardness, select profile, in accordance with the requirements of the selected material to this request, and make the best choice for cost-effective, then this material under the impact of the flexibility factor, the transmission gear contact fatigue limit , And the choice of materials to check whether or not correct, and to meet the requirements of the life of reducer, according to load and transmission torque spindle drive calculated the diameter and location, from the ICC to identify planets revolving round the circle of radius And direction, and specify the round of the direction of rotation, get the data, based on the design requirements of size, determine the relative position of components into the box, the design is home to the smallest, to facilitate entry to the principle of the spindle good location, Peep hole, I lubrication in the box on the location, ease of main In addition to gear, the work load of other bear parts such as the axis, keys, the bearings, also had a design Reducer a flange-box structure to meet the conditions for the installation of the working environment.for high-speed cone gear trans mission in order to achieve commutation. As power, drive more, on this bevel gear designed to ramp bevel gear. Low level used to further increase NGW planetary transmission ratio, NGW planetary bodies can convey more power and the realization of the larger transmission ratio, used in the design of the spur gear.
目 錄
前言 1
選題背景 2
總體設(shè)計方案設(shè)計 4
1. 總體方案的選擇和確定 4
2. 設(shè)計計算 4
2.1行星輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 4
2.1.1選取行星輪傳動的傳動類型和傳動簡圖 4
2.1.2行星輪傳動的配齒計算 5
2.1.3初步計算齒輪的主要參數(shù) 5
2.1.4裝配條件的驗算 7
2.1.5傳動效率的計算 8
2.1.6減速器的潤滑和密封 11
2.1.7 齒輪強度驗算 11
2.2行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 18
2.2.1行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
2.2.2行星架的結(jié)構(gòu)計算 23
2.3齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 20
2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 20
2.4.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 21
2.4.2輸出軸的設(shè)計計算 22
2.5鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 23
3. 使用說明書 24
3.1安裝使用 24
3.2維修保養(yǎng) 25
4.輸入軸的工藝設(shè)計 25
4.1零件的分析 25
4.1.1零件的圖樣分析 25
4.1.2零件的工藝分析 26
4.2工藝規(guī)程設(shè)計 26
4.2.1確定毛坯的制造形式 26
4.2.2基面的選擇 26
4.3制定工藝路線 26
4.3.1工藝路線方案一 26
4.3.2工藝路線方案二 27
4.3.3工藝路線方案三 28
4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 29
4.4.1機械加工余量的確定 29
4.4.2毛皮尺寸的確定 29
4.5確定切削用量及基本工時 30
結(jié)論 40
致 謝 45
參考文獻 41
中文翻譯 42
英文原文 47
4
前 言
通過對現(xiàn)有減速器的改進或創(chuàng)新，抑或研發(fā)更新型的減速器，通過提高機構(gòu)性能，拓展新的使用范圍，來解決目前生活和生產(chǎn)上所遇到的一些實際問題。來滿足生產(chǎn)上的要求，提高效率，使的效益和利潤得到提高。并且，對目前嚴重的資源浪費現(xiàn)象，尤其是能源浪費可以起到十分巨大的緩解，技術(shù)的提高帶來的是更高的效率和更合理的運轉(zhuǎn)方式。齒輪減速器是各種機器中廣泛采用的重要部件，其主要功能是減速增力（降低轉(zhuǎn)速度，增大扭矩）?，F(xiàn)有的行星減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動比大及效率高等特點。目前，高速漸開線行星齒輪傳動機構(gòu)所傳遞的功率已經(jīng)達到11000KW，輸出轉(zhuǎn)矩已達。本設(shè)計目的在于熟悉并掌握組合式行星齒輪減速器的設(shè)計方法。
因此，減速器的發(fā)展前景還是十分光明的，由于本課題所研究的減速器在生活生產(chǎn)中應用范圍極其廣泛，因此，能夠順利的解決本類型機械在生產(chǎn)設(shè)計上的種種設(shè)計問題，優(yōu)化在使用和配合上的不利因素，必將能夠為生產(chǎn)力的發(fā)展起到極大的推動作用，為機械生產(chǎn)所涉及的各個行業(yè)帶來長足的進步和巨大的發(fā)展動力提供先進的技術(shù)先決條件。故而，對本課題的研究還是有著重大意義的。
目前對NGW型行星減速器的研究已經(jīng)十分的完善，達到了一個非常合理和完備的高度，研究體系和研究結(jié)論都十分值得我們借鑒和學習。本課題就是在目前研究的基礎(chǔ)上，對NGW行星減速器的使用方案進行一次設(shè)計，使其在工作生產(chǎn)中得到更廣泛的應用，也是對目前研究現(xiàn)狀的一次檢驗和發(fā)展，更是對現(xiàn)有知識的一次生動的應用和鑒定。
選題背景
在日常生產(chǎn)和生活中，減速器的應用十分的廣泛，大至各種大型生產(chǎn)機械，例如，各種機床，車床，礦山機械等，小至生活中常見的汽車，輪船等，都要應用到減速器。由于減速器對我們生活和生產(chǎn)有著巨大的影響，因此如何提升他的性能，改良他的構(gòu)造，發(fā)展他的用途有著十分積極和有利的意義。生產(chǎn)開創(chuàng)研究的意義，研究推動生產(chǎn)的發(fā)展。任何研究和發(fā)明都是基于人們生產(chǎn)和生活中的需求，本課題也不例外，也是來自于生產(chǎn)和生活實踐中的需求。
本課題解決關(guān)鍵在于減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各主要零件的設(shè)計，要明確本減速器的使用范圍和工作要求，如何合理合適的分配傳動比。對行星齒輪與中心輪組合的受力狀況分析，引入不均載系數(shù)根據(jù)傳動，工作扭矩，載荷，根據(jù)級數(shù)轉(zhuǎn)速要求計算出齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，分度圓直徑，計算出傳動齒的齒厚，齒面硬度，選擇齒形，根據(jù)上述要求選定達到此要求的材料，并且做出經(jīng)濟效益最好的選擇，再根據(jù)此材料的彈性影響系數(shù)，各傳動齒輪接觸疲勞強度極限，再對材料的選擇正確與否做出校核，并且要滿足減速器的使用壽命要求，根據(jù)載荷和傳動扭矩計算傳動主軸的直徑及定位，計算中心距，確定行星輪系的周轉(zhuǎn)圓半徑及方向，并指定輪系的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計要求結(jié)構(gòu)大小，確定各部件相對位置，進入外箱體的設(shè)計，如何要求體積最小，拆裝方便，定好主軸位置，窺視孔，潤滑口在箱體上的位置，便于維修判斷，并選擇密封方式，并且要考慮到運輸和裝吊便捷，吊耳位置要設(shè)計合理，要能承受機構(gòu)本身重量，減速器固定問題可由實際情況來決定如何選擇，如此則大致即可完成，也是本設(shè)計中應解決的各項問題
通過對現(xiàn)有減速器的改進或創(chuàng)新，抑或研發(fā)更新型的減速器，通過提高機構(gòu)性能，拓展新的使用范圍，來解決目前生活和生產(chǎn)上所遇到的一些實際問題。來滿足生產(chǎn)上的要求，提高效率，使的效益和利潤得到提高。并且，對目前嚴重的資源浪費現(xiàn)象，尤其是能源浪費可以起到十分巨大的緩解，技術(shù)的提高帶來的是更高的效率和更合理的運轉(zhuǎn)方式。由于本課題所研究的減速器在生活生產(chǎn)中應用范圍極其廣泛，因此，能夠順利的解決本類型機械在生產(chǎn)設(shè)計上的種種設(shè)計問題，優(yōu)化在使用和配合上的不利因素，必將能夠為生產(chǎn)力的發(fā)展起到極大的推動作用，為機械生產(chǎn)所涉及的各個行業(yè)帶來長足的進步和巨大的發(fā)展動力提供先進的技術(shù)先決條件。故而，對本課題的研究還是有著重大意義的。
國內(nèi)外減速器及各類型及型號的齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。在航空航天事業(yè)，醫(yī)療事業(yè)、生物工程事業(yè)、機器人研究制造等領(lǐng)域中，微型發(fā)動減速聯(lián)體機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應用前景遠大。
當前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好，并且目前超小型的減速器的研究成果也尚不明顯。
總體設(shè)計方案設(shè)計
1. 總體方案的選擇和確定
根據(jù)本減速器的設(shè)計要求，減速是將原動機的輸入轉(zhuǎn)矩傳遞放大，并且將轉(zhuǎn)速降低的裝置，電動機的初始轉(zhuǎn)矩經(jīng)由輸入軸Ⅰ輸入該行星減速器，經(jīng)NGW行星輪系達到減速要求的轉(zhuǎn)矩輸出。了解此系統(tǒng)的工作原理后，確定出以下設(shè)計方案步驟：
行星齒輪傳動的主要受力構(gòu)件有中心輪、行星齒輪、行星輪軸及軸承、行星架等。為了進行齒輪、輸入軸、輸出軸、行星輪軸及強度計算，需分析行星齒輪傳動中各構(gòu)件受力狀況。在分析中先假定行星齒輪受載均勻并略有摩擦力和自重的影響，因此，各構(gòu)件在輸入轉(zhuǎn)矩作用下處于平衡狀態(tài)，構(gòu)件間的作用力等于反作用力。但是，實際上由于各種誤差的存在使各行星輪受載不均勻，因而在對其中任意一對行星齒輪與中心輪組合的受力狀況分析時，需引入載荷不均勻系數(shù)。
2. 設(shè)計計算
2.1行星輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算
2.1.1選取行星輪傳動的傳動類型和傳動簡圖
根據(jù)上述設(shè)計要求：給定傳動比、結(jié)構(gòu)合理、緊湊。據(jù)各行星輪傳動類型的傳動比和工作特點可知2K-H型結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比符合給定要求。其傳動簡圖如圖2-1所示。、圖中太陽輪a輸入，行星架H輸出，內(nèi)齒圈b固定。
圖2-1行星傳動的傳動簡圖
2.1.2行星輪傳動的配齒計算
在確定行星輪傳動的各輪齒數(shù)時，除了滿足給定的傳動比外，還應滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還應考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。
在給定傳動比的情況下，行星輪傳動的各輪齒數(shù)的確定方法有兩種：（一）、計算法；（二）、查表法。下面采用計算法來確定各輪齒數(shù)：
由公式3-28（見參考文獻[2]）得
=-1=5.4-1=4.4 （2-1）
（一般取3—8，在滿足的條件下為減小行星傳動的徑向尺寸中心輪a和行星輪c的尺寸應盡可能地小。）
由公式3-29（見參考文獻[2]）得
（2-2）
取=20則。
根據(jù)同心條件可以求得行星輪的齒數(shù)：
由公式3-30（見參考文獻[2]）得=34，圓整后取。
所以，行星輪傳動的各輪齒數(shù)分別為20，88，34。
2.1.3初步計算齒輪的主要參數(shù)
標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有五個：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，在確定上述基本參數(shù)后，齒輪的齒形及幾何尺寸就完全確定了。
已知：，模數(shù)
齒輪的幾何尺寸計算如下：（見參考文獻[2]）
分度圓直徑： （2-3）
齒頂高：外嚙合副 （2-4）
內(nèi)嚙合副:
齒根高： （2-5）
全齒高： （2-6）
輪
輪
輪
齒頂圓直徑：輪 （2-7）
輪
輪
齒根圓直徑： 輪 （ 2-8）
輪
輪
基圓直徑： 輪 （2-9）
輪
輪
中心距：副 （2-10）
副
齒頂圓壓力角：a輪 （2-11）
c輪
b輪
2.1.4裝配條件的驗算
在確定行星齒輪傳動的各輪齒數(shù)時，除了滿足給定的傳動比外，還應滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件、鄰接條件和安裝條件。此外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件。
（1）鄰接條件 由多個行星輪均勻?qū)ΨQ地布置在太陽輪和內(nèi)齒輪之間的行星傳動設(shè)計中必須保證相鄰兩個行星輪齒頂之間不得相互碰撞，這個約束稱之為鄰接條件。
按公式（3-7）（見參考文獻[2]）驗算其鄰接條件，即
（2-12）
式中 — 行星輪個數(shù)；
— a-c嚙合副的中心距；
— 行星輪的齒頂圓直徑。
已知代入上式可得
（2-13）
即滿足鄰接條件。
（2）同心條件 對于2K-H型行星傳動，三個基本構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線必須重合于主軸線，即由中心輪和行星輪組成的所有嚙合副實際中心距必須相等，稱之為同心條件。
按公式（3-8a）（見參考文獻[2]）驗算同心條件，即
（2-14）
已知
即滿足同心條件。
（3）安裝條件 在行星傳動中，幾個行星輪能均勻裝入并保證中心輪正確嚙合應具備的齒數(shù)關(guān)系和切齒要求，稱之為裝配條件。
按公式（3-20）（見參考文獻[2]）驗算安裝條件，即
（整數(shù)） （2-15）
已知
即滿足安裝條件。
2.1.5傳動效率的計算
按照表5-1（見參考文獻[2]）中所對應的效率計算公式計算：
按公式(5-36) （見參考文獻[2]）計算如下：
對于嚙合副（a-c）:
齒頂圓壓力角 （2-16）
（2-17）
對于嚙合副（c-b）:
齒頂壓力角：
根據(jù)公式（5-37）（見參考文獻[2]） 得 取
（2-18）
為小齒輪齒數(shù)，為大齒輪齒數(shù)
(行星齒輪傳動中大都采用滾動軸承，摩擦損失很小故可忽略)
（2-19）
可見，該行星傳動的傳動效率較高，可滿足短期間斷工作方式的使用要求。
行星齒輪傳動功率分流的理想受力狀態(tài)由于受不可避免的制造和安裝誤差，零件變形及溫度等因素的影響，實際上是很難達到的。若用最大載荷Fbtamax與平均載荷Fbta之比值Kp來表示載荷不均勻系數(shù)，即
Kp=Fbtamax/Fbta
Kp值在的范圍內(nèi)變化，為了減小載荷不均勻系數(shù)，便產(chǎn)生了所謂的均載機構(gòu)。均載機構(gòu)的合理設(shè)計，對能否充分發(fā)揮行星傳動的優(yōu)越性有這極其重要的意義。
均載機構(gòu)分為基本構(gòu)件浮動的均載機構(gòu)、采用彈性元件的均載機構(gòu)和杠桿聯(lián)動式均載機構(gòu)。
在選用行星齒輪傳動的均載機構(gòu)時，根據(jù)該機構(gòu)的功用和工作情況，應對其提出如下幾點要求。
（1） 均載機構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應組成靜定系統(tǒng)，能較好的補償制造和裝配誤差及零件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù)K值最小。
（2） 均載機構(gòu)的補償動作要可靠、均載效果要好。為此，應使均載構(gòu)件上所受的力較大，因此，作用力大才能使其動作靈敏、準確。
（3） 在均載過程中，均載構(gòu)件應能以較小的自動調(diào)整位移量補償行星齒輪傳動存在的制造誤差。
（4） 均載機構(gòu)應制造容易，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、布置方便，不得影響到行星齒輪傳動的傳動性能。
（5） 均載機構(gòu)本身的摩擦損失應盡量小，效率要高。
（6） 均載機構(gòu)應具有一定的緩沖和減振性能，至少不應增加行星齒輪傳動的振動和噪聲。
在本設(shè)計中采用了中心輪浮動的結(jié)構(gòu)。太陽輪通過雙齒或單齒式聯(lián)軸器與高速軸相聯(lián)實現(xiàn)浮動（如圖 2-2 所示），前者既能使行星輪間載荷分布均衡，又能使嚙合齒面沿齒寛方向的載荷分布得到改善；而后者在使行星輪間載荷均衡過程，只能使太陽輪軸線偏斜，從而使載荷沿齒寛方向分布不均勻，降低了傳動承載能力。這種浮動方法，因為太陽輪重量小，浮動靈敏，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，便于安裝，應用廣泛。
根據(jù)2K-H（A）型行星傳動的工作特點、傳遞扭矩的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況對其進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先應該確定太陽輪a的結(jié)構(gòu)，因為它的直徑d較小，所以輪a應該采用軸齒輪的結(jié)構(gòu)。因為在該設(shè)計中采用了中心輪浮動的結(jié)構(gòu)因此它的軸與浮動齒輪聯(lián)軸器的外齒半聯(lián)軸套Ⅱ制成一體或連接，且按該行星傳動的扭矩初步估算輸入軸的直徑da，同時進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了便于軸上零件的拆裝，通常將軸制成階梯形。總之在滿足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應力求簡單，以便于加工制造(詳見結(jié)構(gòu)設(shè)計計算)。
內(nèi)齒輪做成環(huán)形齒圈，在該設(shè)計中內(nèi)齒輪是用鍵在圓周方向上實現(xiàn)固定的。
行星輪通過兩個軸承來支撐，行星輪與行星軸作為一體，軸承選圓柱滾子軸承。
圖2-2齒輪聯(lián)軸器
行星架的結(jié)構(gòu)選用了剛性比較好的雙側(cè)板裝配式結(jié)構(gòu)，與輸出軸法蘭聯(lián)接，為保證行星架與輸出軸的同軸度，行星架時應與輸出軸配做，并且用兩個對稱布置得銷定位。行星架靠近輸入軸的一端采用一個向心球軸承支撐在箱體上。
轉(zhuǎn)臂上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距極限偏差fa可按公式（9-1）（見參考文獻[2]）計算。現(xiàn)已知嚙合中心距a=67.5mm，則
（2-20）
取
相對偏差
各行星輪軸孔的孔距相對偏差的1/2,即轉(zhuǎn)臂的偏心誤差
在對所設(shè)計的行星齒輪傳動進行了其嚙合參數(shù)和幾何尺寸計算，驗算其裝配條件，且進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，繪制該行星齒輪的傳動結(jié)構(gòu)圖（即裝配圖），如上。
2.1.6減速器的潤滑和密封
（1）齒輪采用油池潤滑，常溫條件下潤滑油的粘度按表7-2-81選用（見參考文獻[8]）。
（2）軸承采用飛濺潤滑，但每當拆洗重裝時，應注入適量的（約占軸承空間體積1/3）鈣鈉基潤滑脂。
（3）減速器的密封，減速器的剖分面，陷入式端蓋四周和視孔蓋等處應涂以密封膠。
2.1.7 齒輪強度驗算
（1）校核其齒面接觸強度
確定使用系數(shù)KA
查表6-7（見參考文獻[2]）得
KA=1.1(工作機均勻平穩(wěn)，原動機輕微沖擊的情況下)如帶式輸送機，
確定動載荷系數(shù)KV
取功率P=11.4KW, n=640
（2-21）
為轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速
已知d1=50mm,有公式（6-57）（見參考文獻[2]）得
（2-22）
為小齒輪轉(zhuǎn)速
計算動載荷系數(shù)kv由公式（6-58）（見參考文獻[2]）得
（2-23）
取傳動精度系數(shù)為7即c=7，
B=025(7-5)0.667=0.817
A=50+56(1-B)=60.248
所以kv=1.218.
齒向載荷分布系數(shù)
因為該2K-H行星齒輪傳動的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于1，所以。
齒間載荷分配系數(shù)
查表6-9（見參考文獻[2]）得
行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)
查圖7-19（見參考文獻[2]）取 精度等級7，硬齒面
由公式7-12得（見參考文獻[2]）取
節(jié)點區(qū)域系數(shù)
查圖6-9（見參考文獻[2]）得
彈性系數(shù)
查表6-10（見參考文獻[2]）鋼-鋼 得
重合度系數(shù)
已知a-c副 ,b-c副
螺旋角系數(shù)
（1）試驗齒輪的接觸疲勞極限
查圖6-14（a）（見參考文獻[2]）得
（2）最小安全系數(shù)
查表6-11（見參考文獻[2]）得
（3）接觸強度計算的壽命系數(shù)
a-c：用表6-13（見參考文獻[2]）得
（2-24）
查表6-12（見參考文獻[2]）得
（2-25）
c-b：
由表6-12（見參考文獻[2]）得
潤滑油膜影響系數(shù)
查圖6-17（見參考文獻[2]）取
查圖6-18（見參考文獻[2]）取
查圖6-19（見參考文獻[2]）取;
齒面硬化系數(shù)
給定硬度為45-56HRC,取=1.0；
尺寸系數(shù)
查表6-15（見參考文獻[2]）得=1.05
a-c副：許用接觸應力
由公式（6-54）見參考文獻[2]
（2-26）
齒面接觸應力由公式（6-53）見參考文獻[2]
（2-27）
齒寬b為30mm
由公式（6-51）見參考文獻[2]
,a-c副滿足齒面接觸強度的要求。
c-b副：許用接觸應力
齒面接觸應力
（u為傳動比）
,c-b副滿足齒面接觸強度的要求。
（2）校核其齒跟彎曲強度
彎曲強度計算中的切向力Ft，使用系數(shù)KA和動載荷系數(shù)KV與接觸強度計算相同，即;
齒向載荷分布系數(shù)
=1;
齒間載荷分配系數(shù)
查表6-9（見參考文獻[2]）得
齒形系數(shù)
查圖6-22（見參考文獻[2]）得
應力修正系數(shù)
查圖6-24（見參考文獻[2]）得
重合度系數(shù)
按公式（6-75）（見參考文獻[2]）計算，即
（2-28）
螺旋角系數(shù)
查圖6-25（見參考文獻[2]）得
齒輪的彎曲疲勞極限
查圖6-29（見參考文獻[2]）得
⑨彎曲強度計算的壽命系數(shù)
由公式(6-13) （見參考文獻[2]）得
（2-29）
由公式(6-16) （見參考文獻[2]）得
（2-30）
（2-31）
彎曲強度計算的尺寸系數(shù)
由表6-17（見參考文獻[2]）得
（2-32）
相對齒根圓敏感系數(shù)
由圖6-33（見參考文獻[2]）查得
相對齒根表面狀況系數(shù)
由表6-18（見參考文獻[2]）得
（2-33）
為齒根表面微觀不平度10點高度
最小安全系數(shù)
由表6-11（見參考文獻[2]）查得
副 許用齒根應力
（2-34）
齒根應力
（2-35）
（2-36）
副滿足齒根彎曲強度的要求。
副 許用齒根應力
齒根應力
副滿足齒根彎曲強度的要求。
2.2行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算
行星架是行星傳動中結(jié)構(gòu)比較復雜而重要的構(gòu)件。當行星架作為基本構(gòu)件時，它是機構(gòu)中承受外力矩最大的零件。因此行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造質(zhì)量對行星輪間的載荷分配以及傳動裝置的承載能力、噪聲和振動等有重大影響。
2.2.1行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計
行星架的常見結(jié)構(gòu)形式有雙臂整體式、雙臂裝配式和單臂式三種。在制造工藝上又有鑄造、鍛造和焊接等不同形式。
雙臂整體式行星架結(jié)構(gòu)剛性較好，采用鑄造和焊接方法可得到與成品尺寸相近的毛坯，加工余量小。鑄造行星架常用于批量生產(chǎn)地中、小型行星減速器中，如用鍛造，則加工余量大，浪費材料和工時，不經(jīng)濟。焊接行星架通常用于單件生產(chǎn)的大型行星傳動結(jié)構(gòu)中。
該設(shè)計選用雙臂裝配式行星架，如圖2-5所示
圖2-5行星架
2.2.2行星架結(jié)構(gòu)計算（見參考文獻[1]）第7篇第72頁
當兩側(cè)板不裝軸承時兩側(cè)板壁厚：
取 （2-37）
取
連接板的內(nèi)圓半徑
取
行星架外徑
（2-38）
取
2.3齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算
齒輪聯(lián)軸器是用來聯(lián)接同軸線的兩軸，一同旋轉(zhuǎn)傳遞轉(zhuǎn)矩的剛性可移式機構(gòu)，基本形式見圖2-6.
圖2-6齒輪聯(lián)軸器
1—外齒軸套 2—端蓋 3—內(nèi)齒圈
齒輪聯(lián)軸器是漸開線齒輪應用的一個重要方面，一般由參數(shù)相同的內(nèi)外齒輪副相互配合來傳遞轉(zhuǎn)矩，并能補償兩軸線間的徑向、軸線傾斜的角位移，允許正反轉(zhuǎn)。
齒輪聯(lián)軸器的外齒半聯(lián)軸套和太陽輪做成一體，直徑較小而承受轉(zhuǎn)矩較大情況下常取，并設(shè)計成直齒。
已知
內(nèi)齒圈寬度（見參考文獻[1]）第7篇64頁
取 （2-39）
取
聯(lián)軸器外殼的壁厚為：
取 （2-40）
2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸的連接方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等等。
2.4.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算
（1）擬定軸上零件的裝配方案
擬定軸上的裝配方案是進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，它決定軸的基本形式。所謂裝配方案就是預定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。如圖2-4中的裝配方案是軸承、軸承、軸承端蓋依次從軸右端向左裝。
（2）軸上零件的定位
為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向和周向的相對運動，軸上零件出了游動或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進行軸向和周向定位，以保證其準確的工作位置。
1>軸上零件的軸向定位是以套筒、軸承端蓋和軸承蓋來保證的；
2>軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。常用的周向定位的零件有鍵、花鍵、銷、緊定螺釘以及過盈配合等。
(3）各軸段直徑和長度的確定
1>按扭矩計算軸徑
軸的材料選用40Gr,則查表15-3（見參考文獻[5]）得
計算軸的直徑：
有公式（15-2）（見參考文獻[5]）得
取
2>初步確定各軸段直徑和長度如圖2-8所示
(4)軸上零件的選擇
1>軸承的選擇 (見參考文獻[4]表20.6-1）選深溝球軸承6210
2>鍵的選擇 （見參考文獻[6]表6-1）
鍵的主要尺寸為其截面尺寸(一般以鍵寬b乘以鍵高h表示）與長度L。
得。
2.4.2輸出軸的設(shè)計計算
(1）擬定軸上零件的裝配方案
如圖2-4中的裝配方案是行星架、軸承和軸承蓋，依次從軸左端向右裝。
(2）軸上零件的定位
1>軸上零件的軸向定位是以定位軸肩、軸承端蓋和軸承蓋來保證的；
2>軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。常用的周向定位的零件有鍵、和過盈配合等。
(3）各軸段直徑和長度的確定
1>按扭矩計算軸徑
選用的原動機為p=11.4kw，n=640，
（2-41）
（2-42）
根據(jù)公式（15-2）（見參考文獻[5]）得
取。
2>初步確定各軸段直徑和長度如圖2-5所示
(4）軸上零件的選擇
1>軸承的選擇 (見參考文獻[4]表20.6-1）選深溝球軸承6216
2>鍵的選擇 （見參考文獻[6]表6-1）
（b）圖3-5輸出軸
2.5鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（見參考文獻[1]）
鑄造機體的壁厚：
（2-43）
查表7.5-15（見參考文獻[1]）得
下列計算均按表7.5-16（見參考文獻[1]）算：
機體壁厚：
前機蓋壁厚：
后機蓋壁厚：
機蓋法蘭凸緣厚度：
加強肋厚度：
加強肋的斜度為:
機體寬度：
機體機蓋緊固螺 （2-44）
軸承端蓋螺栓直徑：
底腳螺栓直徑：
機體底座凸緣厚度： 取
地腳螺栓孔的位置： 取
取
3. 使用說明書
3.1安裝使用
(1)安裝前應檢查減速機與風機配套是否符合設(shè)計要求。
(2)減速機與安裝機架間一般應加10—15mm厚的膠墊以減少振動。
(3)安裝后檢查風機葉片與塔體的間隙應均勻，用手轉(zhuǎn)動風機應轉(zhuǎn)動靈活，無卡滯現(xiàn)象，否則不能通電運轉(zhuǎn)。
(4)運轉(zhuǎn)前必須加油。本減速機采用雙曲線齒輪油或HL—30#齒輪油或減速機專用油，加油時從加油管加入，(5)油位加至油針刻度線中間即可。
(6)確認安裝合格后，方可通電試運行。減速機應運行平穩(wěn)無異常響聲，電機電流應不超過額定值，否則應停機檢查。
(7)連續(xù)運行1小時后停機檢查各緊固件是否松動，各密封部分是否滲漏。經(jīng)檢查符合要求后方可正式開機
3.2維修保養(yǎng)
(1)新安裝的減速機運行半個月后應更換一次潤滑油，并清洗齒輪箱，以后每運行2000—3000小時換油一次。
(2)正常運行時應經(jīng)常從視油孔檢查潤滑油位，若發(fā)現(xiàn)漏油應及時更換油封。
(3)減速機每年應檢修一次，檢查各齒輪、軸承、油封等零部件是否正常，損壞后應及時更換。
4.輸入軸的工藝設(shè)計
4.1零件的分析
4.1.1零件的圖樣分析
（1) 的圓跳動公差為0.015mm，的圓柱面的圓跳動公差為0.012mm，
（2）正火處理后硬度為179-229HBS；
（3）材料為40Cr。
(a)
圖4-1輸入軸
4.1.2零件的工藝分析
輸入軸各部同軸度的檢查，可采用偏擺儀和百分表結(jié)合進行檢查。
4.2工藝規(guī)程設(shè)計
4.2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為40Cr，毛坯為鍛件。
4.2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝中問題百出，更有甚者還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
（1）粗基準的選擇原則
沒有經(jīng)過切削加工的表面作為定位的基準，稱為粗基準，其原則是：
1)選與加工表面有較高相對位置要求的不加工表面作為粗基準。
2)粗基準的選擇必須使重要的加工表面有足夠且均勻的加工余量。
3)粗基準在同一尺寸方向上一般情況下只能使用一次。
(2) 精基準的選擇原則
選精基準主要應考慮減少定位誤差，保證加工精度要求和安裝方便準確其原則是：
1)基準重合原則 盡可能用設(shè)計基準或工序基準作為定位基準；
2)基準統(tǒng)一原則 一個零件的整個工藝過程中，出了個別工序外，盡量用同一的定位基準面，以便簡化夾具的設(shè)計和制造，有利于保證零件的相互位置精度；
3)自為基準原則 用加工表面本身作為定位基準；
4)互為基準原則 就是用有相互位置精度要求的表面分別作為精基準進行加工。
此外精基準的選擇還應使工件定位穩(wěn)定，加緊可靠。
4.3制定工藝路線
4.3.1工藝路線方案一
（1）鍛造 鍛造
（2）熱處理 正火
（3）車 裝夾工件左端，粗車右端面，留半精車余量0.5mm，鉆中心孔B2.5，粗車 外圓，均留半精加工余量2mm，粗車右端面見光為止。
（4）車 調(diào)頭裝夾工件，粗車左端面留半精車余量0.5mm，粗車孔至。
（5）車 夾工件右端，半精車左端面，保證尺寸25mm，半精車孔至圖樣尺寸。
（6）插齒 以右端面定位，插外齒至圖樣要求。
（7）倒角 倒齒端圓角。
（8）鉗 修齒部毛刺。
（9）熱處理 齒部高頻淬火，硬度為50HRC。
（10）車 夾工件左端頂右端，精車右端各部至圖樣尺寸，孔口倒角1.5X45.
（11）劃線 劃鍵槽線。
（12）銑 銑鍵槽。
（13）檢驗 按圖樣檢查各部尺寸精度。
（14）入庫 涂油入庫。
4.3.2工藝路線方案二
（1）鍛造 鍛造
（2）熱處理 正火
（3）車 裝夾工件左端，粗車右端面，留半精車余量0.5mm，鉆中心孔B2.5，粗車 外圓，均留半精加工余量2mm，粗車右端面見光為止。
（4）車 夾工件左端頂右端，精車右端各部至圖樣尺寸，孔口倒角1.5X45.
（5） 車 調(diào)頭裝夾工件，粗車左端面留半精車余量0.5mm，粗車孔至。
（6）車 夾工件右端，半精車左端面，保證尺寸25mm，半精車孔至圖樣尺寸。
（7）插齒 以右端面定位，插外齒至圖樣要求。
（8）倒角 倒齒端圓角。
（9）鉗 修齒部毛刺。
（10）熱處理 齒部高頻淬火，硬度為50HRC。
（11）劃線 劃鍵槽線。
（12）銑 銑鍵槽。
（13）檢驗 按圖樣檢查各部尺寸精度
（14）入庫 涂油入庫。
4.3.3工藝路線方案三
（1）鍛造 鍛造
（2）熱處理 正火
（3）車 裝夾工件左端，粗車右端面，留半精車余量0.5mm，鉆中心孔B2.5，粗車 外圓，均留半精加工余量2mm，粗車右端面見光為止。
（4） 車 調(diào)頭裝夾工件，粗車左端面留半精車余量0.5mm，粗車孔至。
（5）車 夾工件右端，半精車左端面，保證尺寸25mm，半精車孔至圖樣尺寸。
（6）插齒 以右端面定位，插外齒至圖樣要求。
（7）倒角 倒齒端圓角。
（8）熱處理 齒部高頻淬火，硬度為50HRC。
（9）劃線 劃鍵槽線。
（10）銑 銑鍵槽。
（11）車 夾工件左端頂右端，精車右端各部至圖樣尺寸，孔口倒角1.5X45.
（12）鉗 修齒部毛刺。
（13）檢驗 按圖樣檢查各部尺寸精度
（14）入庫 涂油入庫。
相比較而言，方案三得工藝路線最好。方案一方案二中先加工好了工件右各部分再加工左端齒輪部分，工件右端各部的精度要求比較高，在加工好后在裝夾，表面精度就得不到保證，所以選擇方案三。
4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
4.4.1機械加工余量的確定
（1）外圓的加工余量
查表1-20（見參考文獻[9]）得
粗車 2.0mm
半精車 1.0mm
精車 0.5mm
（2）端面的加工余量
查表1-25（見參考文獻[9]）得
粗車 2.0mm
精車 1.0mm
（3）孔的加工余量
查表1-25（見參考文獻[9]）得
粗車 2.0mm
精車 1.0mm
（4）插齒的加工余量
插表17.4-20（見參考文獻[12]）
4.4.2毛皮尺寸的確定
如下圖所示：
圖4-1
4.5確定切削用量及基本工時
工序二 加工件左端，粗車右端面留半精車余量0.5mm，鉆中心孔B2.5，粗車工件右端外圓，留精加工余量2mm。
1、加工條件
工件材料：40Gr，HBS=179-229,鍛造，正火處理
機床： CA6140
2、切削用量
（1）粗車右端面
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留0.5mm做精車余量，取粗車切削深度ap=1mm;
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.6mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=8.5r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
（2）粗車外圓
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留2.0mm做精車余量，取粗車切削深度ap=2mm，車兩刀;
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書，取n=8.5r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
（3）粗車外圓
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留2.0mm做精車余量，取粗車切削深度ap=2mm，車五刀;
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=8.5r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
（4）粗車外圓
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留1.0mm做精車余量，取粗車切削深度ap=2mm車2刀;
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=8.5r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
（5）粗車右端面
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留1mm做半精車余量，取粗車切削深度ap=2mm，車一刀;
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=8.5r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
工序三 掉頭裝夾工件，粗車左端面留半精車余量0.5mm，粗車孔至。
1、加工條件
加工條件同工序二。
2、切削用量
（1）粗車左端面
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留0.5mm做半精車余量，取粗車切削深度ap=1mm;
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.6mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=8.5r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
（2）粗車孔至
1）確定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留1mm做半精車余量，取粗車切削深度ap=2mm，走兩刀；
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.4-0.7mm/r 取f=0.5mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=0.667-1.00m/s 取V=1.0m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=6r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
工序四 夾工件右端，半精車左端面，保證尺寸25mm，半精車孔至圖樣尺寸
1、加工條件
加工條件同工序二。
2、切削用量
（1）半精車左端面，保證尺寸25mm
1）確定切削深度ap =0.5mm
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.45-0.6mm/r 取f=0.5mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.667-2.17m/s 取V=2.0m/s
4）確定主軸轉(zhuǎn)速n
有公式（見參考文獻[8]）
根據(jù)機床說明書（見參考文獻[8]），取n=10r/s,此時切削速度為
5）計算基本工時t
工序五 裝夾工件以右端面定位，插外齒至圖樣尺寸
1、 加工條件
工件材料同上
機床 插床Y5150（見參考文獻[12]）
工序六 倒齒端圓角
加工條件 CA6140
工序十 銑鍵槽
加工條件 X52K（見參考文獻[12]）
工序十一 裝夾工件左端頂右端，精車右端各部至圖樣尺寸，孔口倒角1.5X45.。
1、加工條件
加工條件同工序二。
2、切削用量
（1）精車工件右端面保證尺寸120
1）確定切削深度ap=0.5mm
2）確定進給量
查表11-1（見參考文獻[8]）得
f=0.45-0.6mm/r 取f=0.5mm/r;
3）確定切削速度v
查表11-5（見參考文獻[8]）得
v=1.667
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