二級行星減速器設計
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目 錄
前 言 1
1 研究該行星齒輪減速器的目的、意義 1
2 國內外行星齒輪減速器發展概況 1
1 行星齒輪傳動概論 3
1.1 行星齒輪傳動的定義 3
1.2主要的工作內容 3
2 行星輪減速器方案確定 5
2.1 輪系的確定 5
2.2 周轉輪系的選擇 5
2.3 行星輪減速器方案確定 7
3 減速器結構設計及傳動尺寸設計計算 8
3.1 運動簡圖 8
3.2工作條件及要求 8
3.3 電動機的選擇 8
3.4 聯軸器的選擇與校核 9
3.5 配齒數 9
3.6 轉速比計算 9
3.7 初步計算齒輪的主要參數 10
3.7.1 高速級部分齒輪的計算 10
3.7.2 低速級部分齒輪的計算 14
3.8齒輪傳動強度的校核 18
3.8.1 高速級齒輪疲勞強度校核 18
3.8.2 低速級齒輪疲勞強度校核 23
4 主要構件的結構設計與計算 29
4.1 行星輪傳動的受力分析 30
4.1.1高速軸 30
4.1.2 低速軸 30
4.2 軸的計算 31
4.2.1輸出軸 31
4.2.2 輸入軸（矩形花鍵聯結） 32
4.2.3 行星軸 33
4.3 滾動軸承的壽命校核 36
4.3.1.高速級行星軸上滾動軸承的壽命校核 36
4.3.2.低速級行星軸上滾動軸承的壽命校核 36
4.4 浮動用齒式聯軸器的設計與計算 36
4.5 行星架設計 38
4.5.1 高速級行星架的設計與計算 38
4.5.2 低速級行星架的設計與計算 38
4.6 減速器箱體設計 39
結 論 41
致 謝 42
參考文獻 43
附錄A 44
附錄B 56
前 言
1 研究該行星齒輪減速器的目的、意義
減速器作為獨立的驅動元部件，齒輪減速器在各行各業中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。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。因此，除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創新，平動齒輪傳動原理的出現就是一例。當今，世界減速器技術有了很大的發展，總的發展趨勢是六高、兩低、兩化。六高，即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動效率；兩低，即低噪聲、低成本；兩化，即標準化、多樣化（模塊化）。由于應用范圍極廣，其產品必須按系列化進行設計，以便于制造和滿足不同行業的選用要求。針對其輸人功率和傳動比的不同組合，可獲得相應的減速器系列。國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。
行星齒輪傳動與普通定軸齒輪傳動相比較，具有質量小、體積小、傳動比大、承載能力大以及傳動平穩和傳動效率高等優點，這些已被我國越來越多的機械工程技術人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內嚙合，才使得其具有了上述的許多獨特的優點。行星齒輪傳動不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉矩的機械傳動裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動，運動的合成和分解，以及其特殊的應用中；這些功用對于現代機械傳動發展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業部門均獲得了廣泛的應用。
2 國內外行星齒輪減速器發展概況
在國外，行星齒輪減速器應用極為普遍，在德國、日本、捷克、英國、法國、奧地利、前蘇聯等國家均有系列產品，并以大量生產。其行星齒輪減速器的承載能力不斷的提高，以德國DEMAG的一種行星減速器為例，承載能力已高達54600KW，對應的輸出軸最大轉矩約為2400KN.m，最大傳動比已達5000。
1）國外在高速大功率傳動方面，尤其是在動力、船舶的報告機械設備上行星傳動已普遍應用，主要有：英國艾倫（Allen）齒輪公司為帕森（C.A. Parsons）公司制造了一臺壓縮機用行星減速器，功率相當于25740KW；瑞士馬格（MAAG）公司已生產了船用行星減速器，功率相當于11030KW；日本三菱造船公司生產了功率相當于8830KW的船用行星減速器。
2）低速重載方面，國外行星減速器生產已由系列產品發展到接受各種特種、特殊用途訂貨的大型減速器，重量有的達100t左右，如法國雪鐵龍（Citroen）公司，據資料介紹可生產用于水泥磨、榨糖機、礦山設備的行星減速器，重量可達50-125t；德國法倫達（Flender）公司，曾為我國徐州淮海水泥廠水泥磨配套生產了重量達72t，輸出轉矩為2800KN.m的兩級行星減速器；日本宇都興產公司生產了一臺3200KW，i=720/480，輸出轉矩T=2100KN.m的行星減速器。
國內近年來，在行星減速器方面有了很大的發展與提高。主要在礦山機械、起重運輸、輕工化工、船舶工業、工程機械、鼓風機、風力發電等設備上。1975年，我國制訂了NGW型行星減速器系列（JB1799-1976），分一、二、三級三個系列。輸入最高轉速不超過1500r/min，質量0.128-1.75t，傳動比i=2000，最大輸出轉矩為50KN.m。目前，國內不少廠家在生產，同時非標準大功率行星齒輪減速器也不斷涌現。我國于1984年又頒布了NGW-S（由弧齒錐齒輪與行星齒輪組合的垂直傳動）、NGW-Z（由圓柱齒輪與行星齒輪組合的平行軸傳動）、NGW-L（立式行星齒輪）三十派生系列的標準。我國現有齒輪制造企業600多家，減速器制造企業約400家，年生產通用減速器超過25萬臺，生產齒輪（汽車齒輪）和減速器總產值超過500億元，為發展我國的機械產品做出了重要貢獻。
1 行星齒輪傳動概論
1.1 行星齒輪傳動的定義
當齒輪系運轉時，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉，即在該齒輪系中，至少具有一個作行星運動的齒輪，如圖所示。在上訴齒輪傳動中，齒輪a、b和構件x繞幾何軸線OO轉動，而齒輪c是活套在構件x的軸Oc上，它一方面繞自身的幾何軸線Oc旋轉（自轉），同時又隨著幾何軸線Oc繞固定的幾何軸線OO旋轉(公轉)，即齒輪c作行星運動；因此，稱該齒輪傳動為行星齒輪傳動，即行星輪系。
圖1.1行星輪系
Fig.1.1 Epicyclic gear trains...
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