基于ProE的行星齿轮减速器设计 - 图文

行星轮c采用带有内控的结构，它的齿宽b应当加大；以便保证行星轮与中心轮的啮合良好，同时还要保证其与内齿轮b、c啮合。在每个行星轮的内孔中，可安装两个滚动轴承来支承，而行星轮安装到转臂H的侧板上之后，还应采用矩形截面的弹性挡圈来进行轴向固定。

该3K型行星传动的转臂H不承受外力矩，也不是行星传动的输入和输出构件，且行星轮各数为3。因此，该转臂可采用双侧板整体式的结构形式，并采用两个向心球轴承支承在中心轮a的轴上。

转臂上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距极限偏差fa可按《行星齿轮转动设计》参考文献[5]公式9-1计算。现已知啮合中心距a?57mm，则得

fa??83a1000??83571000?0.031(mm)

取fa?31?m。

各行星轮的孔距相对偏差?1可按《行星齿轮转动设计》参考文献公式9-2计算，即

[5]

?1?(3~4.5)a1000?(3~4.5)571000?0.023~0.034(mm)

取?1?0.03mm?30?m

转臂的偏心误差ex约为孔距相对偏差?1的1/2，即 ex??12?15(um)

在进行过参数和几何尺寸的计算、装配条件的验算、结构的设计之后，便可以绘制该行星齿轮传动的结构图。

2.1.7齿轮强度验算

3K型行星齿轮传动具有短期间断的工作特点，且具有结构紧凑、外廓尺寸较小和传动比大的特点。针对其工作特点，只需按齿根弯曲应力的强度条件进行较核计算，即

?F??Fp （2-18）

现将该3K型行星齿轮传动按照三个齿轮副a-c、b-c和e-c分别验算如下： (1)a-c齿轮副 ①确定计算负荷 名义转矩T?9550pn?9550?301500?191(N?m)

名义圆周力Ft?2000Tnpd?2000?1913?45?2829.63N

②应力循环次数Na

Na?60nanpt?60?2035.71?3?48000?1.76?10H10次

式中na——太阳轮相对于行星架的转速[1]；

H13

t——寿命期内要求传动的总运转时间，按每年工作300天计算； ③确定强度计算中的各种系数 a.使用系数KA

使用系数按中等冲击查《行星齿轮传动设计》表得KA?1.75。 b.动载荷系数KV

按公式计算a 相对于转臂的速度如下 vHa[5]

?da?na?nH'?191003?15100?44.216?(1500?312.5)19100?2.75?3(m/s)

且

vza100??0.45，有《现代机械传动手册》参考文献图2.4-4查得6级精度时，

[1]

KV?1.02

C．齿向载荷分布系数KH?、KF?

由《机械零件设计手册》参考文献图12-9可查得KH?=KF?=1 d. 齿间载荷分布系数KH?、KF?

由《机械零件设计手册》参考文献表12-23可查得：KH?=KF??1.1 e. 齿形系数YFa

根据Za=15和Xa=0.1176,由《现代机械传动》参考文献 图2.4-14查得YFa?3.4 f. 应力修正系数YSa

由《现代机械传动》参考文献[1] 图2.4-18查得YSa?1.44 g. 重合度系数Z?、Y? Z??4???3?4?1.5723?0.25?[1]

[2][2]

?0.9

Y??0.25?0.750.751.572?a?0.727

④弯曲应力的基本值?F0

?F0?FtbmYFaYsaY??2829.6360?3?3.4?1.44?0.727?55954(N/mm)

2⑤计算齿根弯曲应力?F ?F??KAKvKF?KF??55.954?1.75?1.02?1?1.1?109.866(N/mm) F0F2取弯曲应力??120 N/mm2

⑥确定计算许用弯曲应力?Fp时的各种系数 a.试验齿轮的应力修正系数YST?1.8 b.寿命系数

9[1]

因NL?10，由《现代机械传动》参考文献 图2.4-8得YNT?0.86

c.相对齿根圆角敏感系数

14

[1]

∵YSa?1.44，由《现代机械传动》参考文献 图2.4-20查得Y?relT?1 d.齿根表面状况系数

由《现代机械传动》参考文献[1] 图2.4-21查得YRrelT?0.98 e.尺寸系数

由《现代机械传动》参考文献[1] 图2.4-16查取，得Yx?1.0 ⑦许用弯曲应力?Fp 已知齿根弯曲疲劳极限??FpFlim?450 N/mm

2

??FlimYSTYNTY?relTYRrelTYX?450?1.8?0.86?1?0.98?1?682.668(N/mm)

22因?F?100(N/mm)

条件。弯曲强度安全系数SF?(2)b-c齿轮副

??FPF?682.668120?5.69

在内啮合齿轮副b-c中只需要校核内齿轮b的齿根弯曲强度，计算方法及过程同上。 已知：zb?57,?KFlim?280 N/mm

2

通过查表及采用相应的公式计算，得各项系数的值如下：

A?1.75，KV?1.11，KF??1.26，KF??1.1，YSa?2.057，YFa?2.214，

Y??0.4122，YNT?0.92，YST?1.8，YRrelT?1.03Y?relT?1.01和Yx?1.01

?F0?FtbmYFaYsaY??2829.6360?3?2.214?2.057?0.4122?29.511(N/mm2)

2?F??F0KAKvKF?KF??29.511?1.75?1.11?1.26?1.1?79.451(N/mm)

取弯曲应力?F?100(N/mm2)

2?Fp??FlimYSTYNTY?relTYRrelTYX?280?1.8?0.92?1.01?1.03?1.01?487.19(N/mm)

可见，?F??Fp，故b-c齿轮副满足齿根弯曲强度条件。弯曲强度安全系数

SF???FPF?487.19100?4.87

(3)e-c齿轮副

在内啮合齿轮副e-c中只需校核内齿轮e的齿根弯曲强度，计算方法及过程同上。 与内齿轮b不同的系数为KFp?1.02， Y??0.68

?F0??FFtbmF0YFaYsaY??2829.6360?3?2.214?2.057?0.68?48.68(N/mm)

22??KAKvKF?KF??48.68?1.75?1.11?1.02?1.1?106.097(N/mm)

2取弯曲应力?F?120(N/mm?Fp)

2??FlimYSTYNTY?relTYRrelTYX?280?1.8?0.92?1.01?1.03?1.01?487.19(N/mm)

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可见，?F??Fp，故e-c齿轮副满足齿根弯曲强度条件。弯曲强度安全系数SF???FPF?487.19120?4.06

2.2 行星轮减速器均载机构的设计 2.2.1 均载原理

所谓行星轮间载荷分布均匀（或称均载），就是指输入的中心轮传递给各行星轮的啮合作用力的大小相等。

NGWN型行星传动常用的均载机构为基本构件浮动的均载机构，主要适用于具有三个以上行星轮的行星传动。它是靠基本构件（太阳轮、内齿圈或行星架）没有固定的径向支撑，在受力不平衡的情况下作径向游动(又称浮动)，以使各行星轮均匀分担载荷。

这种均载机构的工作原理按《行星齿轮传动装置机械式均载机构的均载原理》[11]如图 2-2所示。由于基本构件的浮动，使行星架销轴对行星轮的切向作用力 2Ft、外啮合处行星轮对太阳轮的法向作用力Fcn、内啮合处行星轮对内齿圈的法向作用力 Fcn 各自形成力的封闭等边三角形(即形成三角形的各力相等)，而达到均载的目的。由于制造误差和浮动构件自重等影响，实际上不是等边三角形而是近似等边三角形，因而引入了均载系数。一般情况下有一个基本构件浮动，即可起到均载作用，采用二个基本构件同时浮动时，均载效果更好。

均载机构既能降低行星齿轮传动系统的均载系数，又能降低噪声、提高运转的平稳性和可靠性，因而得到广泛的应用。

图2.2 均载机构的工作原理

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