NGW型行星齿轮减速器

目录TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark2"\o"CurrentDocument"一．绪论3HYPERLINK\l"bookmark4"\o"CurrentDocument"1．引言3HYPERLINK\l"bookmark6"\o"CurrentDocument"2．本文的主要容3HYPERLINK\l"bookmark8"\o"CurrentDocument"二．拟定传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及相关参数4HYPERLINK\l"bookmark10"\o"CurrentDocument"1．机构简图的确定4HYPERLINK\l"bookmark12"\o"CurrentDocument".齿形与精度4HYPERLINK\l"bookmark14"\o"CurrentDocument".齿轮材料及其性能5HYPERLINK\l"bookmark16"\o"CurrentDocument"三．设计计算5HYPERLINK\l"bookmark18"\o"CurrentDocument"1．配齿数5HYPERLINK\l"bookmark32"\o"CurrentDocument"2．初步计算齿轮主要参数6HYPERLINK\l"bookmark34"\o"CurrentDocument"（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径6HYPERLINK\l"bookmark54"\o"CurrentDocument"（2）按弯曲强度初算模数7HYPERLINK\l"bookmark62"\o"CurrentDocument"3．几何尺寸计算8HYPERLINK\l"bookmark64"\o"CurrentDocument"4．重合度计算95．啮合效率计算10HYPERLINK\l"bookmark74"\o"CurrentDocument"四．行星轮的的强度计算及强度校核11HYPERLINK\l"bookmark76"\o"CurrentDocument".强度计算11HYPERLINK\l"bookmark90"\o"CurrentDocument"2．疲劳强度校核15HYPERLINK\l"bookmark92"\o"CurrentDocument".外啮合15啮合19HYPERLINK\l"bookmark146"\o"CurrentDocument"安全系数校核20五．零件图及装配图24六．参考文献25．绪论1．引言渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为：NGWNWNNNGWNZU飞VGW/W.W等，其中的字母 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示:N—啮合，V—外啮合，G—外啮合公用行星齿轮，ZU-锥齿轮。NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有：重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;传动效率高;传动功率围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;外齿轮为6级精度，齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。因此NGV型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。2．本文的主要容NG^型行星齿轮传动机构的传动原理：当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。NGV型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、齿圈及行星架所组成，以基本构件命名，又称为ZK-H型行星齿轮传动机构。本设计的主要容是单级NGW型行星减速器的设计拟定传动方案及相关参数1机构简图的确定减速器传动比i=6,故属于1级NGW型行星传动系统。a查《渐开线行星齿轮传动设计》书表4-1确定np=2或3。从提高传动装置承载力，减小尺寸和重量出发，取np=3计算系统自由度W=3*3-2*3-2=1.齿形与精度因属于低速传动，以及方便加工，故采用齿形角为20o，直齿传动，精度定位6级.齿轮材料及其性能太阳轮和行星轮采用硬齿面，齿轮采用软齿面，以提高承载能力，减小尺寸表1齿轮材料及其性能齿轮材料热处理Hlim(N/mm2)Flim(N/mm2)加工精度太阳轮20CrMnTi渗碳淬火14003506级行星轮HRC58~62245齿轮40Cr调制HB262~2936502207级设计计算配齿数采用比例法：Za：Zc：Zb：MZa:Za(i2)/2:(i1)Za:Za(i/np)Za:2Za:5Za:2Za按齿面硬度HRC=60UZc/Za62/22，查《渐开线行星齿轮传动设计》书图4-7a的Zamax20，13Za20。取Za17。由传动比条件知：YiZa17*6102MY/3102/334计算齿轮和行星齿轮齿数：ZbYZa1021785Zc2Za34初步计算齿轮主要参数(1)按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径用式进行计算，式中系数：u=Zc/Za34/172，太阳轮传递的扭矩Ta9549P/npna954930/3100954.9Nm768954.91.251.051.8210.7140022103.76mm表2齿面接触强度有关系数代号名称说明取值Ktd算式系数直齿轮768Ka使用系数表6-5，中等冲击1.25Khp行星轮间载荷分配系数表7-2，太阳轮浮动，6级精度1.05Kh综合系数表6-4，np3，高精度，硬齿面1.8d小齿轮齿宽系数表6-30.7Hlim实验齿轮的接触疲劳极限图6-161400以上均为在书《渐开线行星齿轮传动设计》上查得(2)按弯曲强度初算模数TiKaKfpKfYFa1用式mKtrn32进行计算。dZ1Flim由Fiim^YFiYF龙2453.182.54306.73Fliml350Nmn2，所以应按行星轮计算模数5.64表3弯曲强度有关系数符号名称说明取值Ktm算式系数直齿轮12.1Kfp行星轮间载荷分配系数Kfp11.5(Khp1)=1+1.5(1.05-1)1.075Kf综合系数表6-4，高精度，1.6YFa1齿形系数图6-25，按x=0查值3.18YFa2齿形系数图6-25，按x=0查值2.45以上均为在书《渐开线行星齿轮传动设计》上查得若取模数m6，则太阳轮直径(d)aZa|m176102mm，与接触强度初算结果da103.76mm接近，故初定按da108.5mm,m6进行接触和弯曲疲劳强度校核计算几何尺寸计算将分度圆直径、节圆直径、齿顶圆直径的计算值列于表4表4齿轮几何尺寸齿轮分度圆直径节圆直径齿顶圆直径太阳轮da102d'a102daa114行星轮外啮合dc204d'b204dac216啮合齿轮db510d'b510dab498对于行星轮，各主要参数及数据计算值列于表5表5行星轮几何尺寸名称代号数值齿数乙34模数m6压力角a20°分度圆直径d204mm齿顶咼ha6mm名称代号数值齿根高hf7.5mm齿全高h13.5mm齿顶圆直径da216mm齿根圆直径df189mm基圆直径db191.70mm齿距P18.84mm齿厚s9.42mm齿槽宽e9.42mm重合度计算外啮合:(r)a=mZa2617251(r)cm#c26342102(ra)adaa/2114,257(ra)cdac/22162108(a)aarccos((r)acos/(ra)a)arccos(51cos20.57)32.78(a)carccos((r)ccos.'(ra)c)arccos(102cos20.108)27.441Za(tan(a)atan)Zc(tan(a)ctan/(2)=17(tan32.78tan20)34(tan27.441tan20/(2)=1.598>1.2啮合：(r)b=mZb2685/2255(r)cm|z“26342102(ra)bda叮24952247.5(ra)cda^2216/2108(a)barccos((r)bcos(ra)b)arccos(255cos20,247.5)14.50(a)carccos((r)ccos(ra)c)arccos(l02cos20108)27.441Zc(tan(a)ctan)Zb(tan(a)btan.(2)=34(tan27.441tan20)85(tan14.50tan20)(2)=2.266>1.2啮合效率计算XXb1iabaXiabX式中为转化机构的效率，可用Kygp刃BneB计算法确定查图3-3a、b（取卩=0.06，因齿轮精度高）得:各啮合副的效率为Xac0.978,cb0.997,转化机构效率为XXaccb0.9870.9970.984Zb85转化机构传动比ZabaX■Xiab.Xiab150.984150.987行星轮的的强度计算及强度校核1.强度计算图1断面几何参数行星轮可归结为受外载荷的封闭圆环，其弯曲半径与断面厚度之比/h5,属于大曲率圆环，弯曲中性层不通过重心，相距为e。当轴承装在行星轮时，其轮缘减薄，若h/m3时，在载荷作用下有较大变形。此变形对齿轮弯曲强度和轴承的承载能力有显著影响，应准确且计算。但在设计时由于轴承上载荷大小和分布规律不清楚，而难以计算。这里设想轴承中反力按余弦规律分布，并且不考虑离心力对轴承载荷的影响，作一简化计算。FrFr—图2计算简图及弯矩分布表6行星轮轮缘强度计算公式外载荷危险断面的弯矩F2TaKAtdanpM1Ft(0.0940.318tgt0.5^)1FrFttgtM2Ft(0.110.182tgt'0.13』MtFtH4Ftqtcos[(i1)t]危险断面的轴向力轮缘外侧弯曲应力N10M2hN2Hmaxc,■'、_Se(h)SN2Ft(0.7960.5tgi0.637—)1M1hN1minc‘.'、_Se(h)S在与、外齿中心轮啮合处分别有一组相等且对称的载荷：圆周力Ft、径向力Fr和Ft对弯曲中心的力矩Mt。在圆周力Ft相背的一半轴承上作用有按余弦规律分布的径向分布力qj。载荷计算式如表6。力素弯矩M在两个啮合节点，即断面1处达最小值，在与断面1成90断面2处达最大值。这两个断面的弯矩M!、M2和轴向力2、N2的计算式列于表6最大、最小应力都发生在轮缘的外侧，为弯曲应力、轴向应力和离心应力之和。力素及应力计算公式列于。其中离心力产生的应力式中齿轮材料的比重;2nPg——重力加速度;260轮缘断面重心位置的曲率半径。齿轮的绝对角速度;n2—5052.33rad/s60使用表6中的公式时，要从实际断面尺寸换算出一个相当矩形断面，才能较准确的求出应力的大小和位置。相当断面的惯性矩为IIminSmina式中Imin、Smin一一实际断面对OX轴的惯性矩和断面面积；a——系数，按经验公式确定：a0.25.m(hmi^0.3m)0.25*6*(44.50.3*6)4.167hmin不计轮齿时的断面厚度；hmin44.5m齿轮模数。相当断面的宽度取为轮缘的实际宽度为：b，其高度h、面积S、断面系数W分别实际断面尺寸b72，d孔100Imin55;Sbh72*553960;Wbh272*552636300bh312372*553998250,Sminbh72*55396022IIminSmina9982503960*4.1671067011I1067011e0S3.7372.25*39600e72.253.7368.5222—0g断面上承受最大、最小应力处到断面重心的距离为h和h"。先决定侧断面的弯曲半径为0e；072.25，而2222*52.33*72.25299(N/mm)3*10h"25.98，贝Uh'hh"29.02，H40.48。数据计算：圆周力Ft2TaKA2*954.9*1.257.80(kN)danp102*3径向力FrFttgt7.80*tg(32.78)5.02(kN)力矩MtFtH7.8*40.48315.744(Nm)径向分布力4Ft4*7.8qt-cos[(i1)t]cos[(21)t]0.145costkN/mm3.14*68.52危险断面的弯矩TOC\o"1-5"\h\zH40.48M1Ft(0.0940.318tgt0.5—)5.02*68.52*(0.0940.318tg32.780.5*)68.52204.33(Nm)H40.48M2Ft(0.110.182tgt0.1385.02*68.52*(0.110.182tg32.780.138*)68.52106.17(Nm)危险断面的轴向力N100.637*4.27kN68.52N2Ft(0.7960.5tg；0.637H)5.02*(0.7960.5tg32.78M2hN2max—“Se(h)SM1h'N1minSe(h')S轮缘外侧弯曲应力2620.7(N/mm)512.9(N/mm2).疲劳强度校核1.外啮合(1)齿面接触疲劳强度用式HhoJKaKvKhKhKhpZhZeZzHlimZn计算接触应力H，用式HpZLZvZRZwZx计算其许用应SHmin力HP。三式中的参数和系数取值如表7接触应力基本值H0:hoZhZeZZ\dJ-u1=2.5189.80.891『18723.5321\102722=825.85N/mm2接触应力H：hoJKaKvKhKhKhp=825.85<1.251.0051.11411.05=1001.98N/mm许用接触应力HP:HPZlZvZrZwZxSmin14001.031.251.050.881.0311=1097.9N/mm2故HHP，接触强度通过。表7外啮合接触强度有关参数和系数代号名称说明取值Ka使用系数按中等冲击查表6-51.25Kv动载荷系数Vx(d皿0.445，6级精度601000'VXZa/1000.07565，查图6-5b1.005Kh齿向载荷分布系数d0.7,np3查图6-6得Kh01.214，取Khw0.76，KHe0.7，由式(6-25)得Kh1(Kh01)KHwKHe=1+(1.214-1)0.760.71.1141.114Kh齿间载荷分配系数按1.6，6级精度，硬齿面，查图6-91Khp行星轮间载荷不均衡系数太阳轮浮动，查表7-21.05Zh节点区域系数(XaXc)/(ZaZc)0,0查图6-102.5Ze弹性系数查表6-7189.8Vn/mm2Z重合度系数1.6，0查图6-110.89Z螺旋角系数直齿，01Ft分度圆上的切P30Ta954995492864.7Nmn10018723.53向力Nl2000Ta20002864.7„Ft=18723.53Nnp(d)a3102b工作齿宽b=d(d)a0.710271.4mm72mmu齿比数Zc/Za34/1722Zn寿命系数按工作10年每年365天，每天16小时计算应力循环次数1.03Nl60(nanx)npt8.76108Zl润滑油系数HRC=HV713,v=0.445m/s查表8-10用中型极压油，1.052V50200mm/sZv速度系数查图6-200.88Zr粗造度系数按8,Rz2.4m，1.03,Rz1Rz2fi00门cc艮1002勺'2.08查图6-21Zw工作硬化系数两齿轮均为硬齿面，图6-221ZX尺寸系数nW1$min最小安全系数按可靠度查表6-81.25Hlim接触疲劳极限查图6-161400以上均为在书《渐开线行星齿轮传动设计》上查得齿根弯曲疲劳应力F及其许用应力FP，用下式计算。并对行星轮进行(2)齿根弯曲疲劳强度校核。FP行星轮:F0[cfoKaKvKfKfKfp,F0FlimYsTYntYrelTYRrelTYxSfmin旦Yf|cYsIcYYbmn18723.532.451.68726=128.3N/mm2旦YfYsYYbmn0.7191F|cfo|cKaKvKfKfKfp=128.31.251.0051.07611.075=186.43N/mm2FlimIcYstYnTFPjcYrelT|cYRrelT|cYxSfmin24521=1.60.961.0451=307.21N/mm故F]cFP|c，弯曲强度通过表8外啮合齿根弯曲强度的有关参数和系数代表名称说明取值Kf齿向载荷分布系数由Kh01.214，b/m=12,查图6-23得Kf01.21，由式(6-38)得Kf1(Kf01)KFWKFe=1+(1.21-1)0.40.9=1.0761.076Kf齿间载荷分配系数KfKh1Kfp行星轮间载荷分配系数按式(7-43)，Kfp11.5Khp1)11.5(1.051)=1.0751.075Yf|c行星轮齿形系数Xc0,Zc34，查图6-252.45Ys|c行星轮应力修正系数查图6-271.68Y重合度系数丫0.250.75/式(6-40),=0.25+0.75/1.598=0.7190.719Ynt弯曲寿命系数Nl8.761081Yst试验齿轮应力修正系数按所给的Flim区域图取Flim时2YrelT^c行星轮齿根圆角敏感系数查图6-350.96YRrelT齿根表面形状系数Rz2.4，查图6-361.045SFmin最小安全系数按高可靠度，查表6-81.6以上均为在书《渐开线行星齿轮传动设计》上查得2.啮合齿面接触疲劳强度同外啮合齿面接触疲劳强度所用公式相同，其中与外啮合取值不同的参数为：u=2.5,Zh=2.5,Z=0.7,Zn=1.11,Zl=1.03,Zv=0.88,Zr=1.04,Zw=1.11ZhZeZzJjUu=2.5189.80.71；18732.532.51\204722.5=254.045N/mm2HHOJKaKvKhKhKHp=254.045J.25—1.005—1.114—厂1.075=311.60N/mm2HPHlimZnZlZvZrZwZx&min6501.111.251.030.881.041.111=603.95N/mm2故HHP，接触强度通过以上计算说明齿轮的承载能力足够。.安全系数校核行星传动中的齿轮轮缘外侧任一点上的应力都在max和min之间变动，且为交变应力，故其强度计算以进行疲劳安全系数校核为宜。当齿轮传递的转矩在轮缘产生很大切应力时，下式计算：同样应进行扭转疲劳强度校核。其安全系数S、S分别按1S[S]amYn1b1S[S]amYN1b式中b、b齿轮材料的抗拉强度和抗扭强度，对于近似计算可1、i——齿轮材料的弯曲和扭转对称循环疲劳极限，一般取10.43b，1（0.54~0.6）1；a、a正应力和切应力的应力幅,1(i)a2maxmin/TKWpjT——中心轮上作用的扭矩；Wpj――扭转净截面模量；K――考虑应力循环特性的计算系数K=1（对称循环）或K=2（脉动循环）；m、m正应力和切应力的平均应力1m二maxmin2ma脉动循环或m0对称循环——材料的对称循环极限应力对实际轮缘的折算系数，按下式计算：丫Yr1YxYs丫Yr1YxYs丫、Y――弯曲和扭转的有效应力集中系数。丫当齿轮材料的b750N/mm2时，取YY。，丫。读图可得。Yr表面光洁度系数。查表可得。Ys――表面强化系数。查表可得。Yx、Yx――绝对尺寸系数。查表可得。Yn――寿命系数，与材料种类、硬度和应力循环次数Nl有关,当齿面硬度HB350时:Yn41066,Nl当齿面硬度HB350时：Yn169410:Nl当循环次数Nl4106时取Yn1；计算结果Yn1.7时取Yn1.7;对于扭转计算，一般取nl等于整个使用期间的起动次数；对于弯曲计算Nl查表可得。s、s――许用安全系数，当只进行弯曲计算时，一般取S的值：SSSS佃S2一般取S1.6〜2;当材料性能可靠、载荷计算准确S2;对于扭转计算，可按下式计算总安全系数时，可取S1.3~1.5。参数数值备注Y1.77由图9-20（a）可得Yr1.2由表9-15可得Ys2由表9-16可得Yx0.66由表9-17可得表9安全系数的有关参数和系数仃7「211.490.662b1100MPa机械设计（第八版）表10-1高等教育a53.9MPa1aPmaxmin1473MPa10.43bm566.8MPa丄m2maxmin1.49见上表中。Yn1Nl4106时取Yn1〈s)2s2.59S—1—amYN1b以上均为在书《渐开线行星齿轮传动设计》上查得故S[S]，安全。五.零件图及装配图图3行星轮图4装配体技术整倉*4>»脊廈同自轻全歯高h13300C1Ffaw的Fw0.02ocjIIIpt二D1oqffL\^i2q配对齿轮公羞粗輕■及冃按程0.022Ahi卜BCO血□J+k7j*0.014A1223药口H菇；N未注二齐注fS|ft2x45-.A4Kfl聊匸二LTiWr安訂呼I札械工歼学锄.询肖一丹祖行星轮图5行星轮的工程图六.参考文献马从谦，自修，文照，展，学全，吴中心.渐开线行星齿轮传动设计[M].机械工业，1987.恒,作模，文杰.机械原理[M].7版.：高等教育.2010濮良贵，纪名刚，国定，吴立言.机械设计[M].8版.高等教育,2011.任继生，唐道武，马克新.机械设计机械设计基础课程设计[M].中国矿业大学,2009.