行星齒輪減速器的設計及箱體的加工工藝畢業(yè)論文_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  畢業(yè)設計(論文)</b></p><p> 行星齒輪減速器的設計及箱體的加工工藝</p><p> PLANETARY GEAR REDUCER DESIGN AND MACHINING PROCESS OF THE BOX</p><p><b>  摘要</b></p>&l

2、t;p>  本文首先對行星齒輪傳動的特點,減速器的主要型式及其特性,我國行星齒輪傳動技術的發(fā)展及目前的水平,常用行星齒輪傳動的類型及其特點等進行了簡要的介紹,然后對行星齒輪減速器的傳動,結構及箱體的加工工藝進行了設計。并采用AutoCAD設計軟件對齒輪軸、行星齒輪、行星軸、內齒輪、輸出軸、箱體、總裝圖等進行了工程繪圖。通過查閱大量文獻資料,闡述了行星齒輪傳動設計和主要的強度等的相關內容。對行星齒輪減速器傳動機構的基本參數和尺寸進行

3、了選擇和計算。在查閱了大量關于行星齒輪減速器設計的資料和參考了某公司生產的3K 型行星齒輪減速器后,確定了此行星齒輪減速器的設計方案。</p><p>  關鍵詞 減速器; 行星齒輪; 箱體</p><p><b>  Abstract</b></p><p>  This paper firstly planetary gear transm

4、ission characteristics, the main types and characteristics of gear reducer, our planetary gear transmission technology and the development of the current level of planetary gear transmission, commonly used the types and

5、characteristics of etc were briefly reviewed in this paper, Then to the planetary gears reduction gear transmission, structure and the processing technology of the box on the design. and using AutoCAD design software for

6、 the gear axis, a pl</p><p>  Keywords speed reducer planet gear the box </p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  1 緒論1</b></p><p><b>

7、;  1.1 概述1</b></p><p>  1.2 行星齒輪傳動的特點:1</p><p>  1.3 齒輪減速器的現狀及發(fā)展趨勢2</p><p>  1.4 常用行星齒輪傳動的類型及其特點3</p><p>  2 行星齒輪減速器傳動設計4</p><p>  2.1 設計參數4<

8、;/p><p>  2.2 確定石油機械裝置行星減速器的傳動形式4</p><p>  2.3 根據給定的傳動比確定各輪的齒數4</p><p>  2.4 按齒根彎曲強度條件確定模數m5</p><p>  2.5 嚙合參數的計算6</p><p>  2.6 幾何尺寸的計算6</p><p

9、>  2.7 傳動效率的計算7</p><p>  2.8 裝配條件的驗算9</p><p>  2.8.1 鄰接條件9</p><p>  2.8.2 同心條件9</p><p>  2.8.3 安裝條件9</p><p>  2.9 強度驗算9</p><p>  3 行星

10、齒輪減速器結構設計15</p><p>  3.1 傳動作用力計算15</p><p>  3.1.3 各行星輪作用在軸上的總力及轉矩17</p><p>  3.2 軸的設計18</p><p>  3.2.1 選擇軸的材料18</p><p>  3.2.2 按許用扭應力初步估算軸徑18</p&g

11、t;<p>  3.2.3 軸的結構設計18</p><p>  3.2.4 按許用彎曲應力計算軸徑19</p><p>  3.2.5 軸的疲勞強度安全因數校核計算20</p><p>  3.2.6 軸的靜強度安全因數校核計算21</p><p>  3.3 軸承的選用22</p><p>

12、  4 行星齒輪減速器箱體工藝規(guī)程23</p><p>  4.1 零件的分析23</p><p>  4.1.1 零件的功用23</p><p>  4.1.2 零件的工藝分析23</p><p>  4.2 確定零件生產類型24</p><p>  4.2.1 確定零件生產類型24</p>

13、<p>  4.2.2 確定零件毛坯制造形式24</p><p>  4.3 定位基準的選擇24</p><p>  4.3.1 粗基準的選擇24</p><p>  4.3.2 精基準的選擇24</p><p>  4.4 零件各表面加工工序的確定24</p><p>  4.4.1 各表面加工

14、工序的確定原則24</p><p>  4.4.2 擬定工藝路線(機加工)24</p><p>  4.5 毛坯余量與工序間余量的確定25</p><p>  4.6 箱體的加工25</p><p><b>  結論35</b></p><p><b>  致謝36</

15、b></p><p><b>  參考文獻37</b></p><p>  謝謝朋友對我文章的賞識,充值后就可以下載此設計說明書(不包含CAD圖紙)。我這里還有一個壓縮包,里面有相應的word說明書(附帶:外文翻譯)和CAD圖紙。需要壓縮包的朋友聯系QQ客服1:1459919609或QQ客服2:1969043202。需要其他設計題目直接聯系?。。?</p

16、><p><b>  1 緒論</b></p><p><b>  1.1 概述</b></p><p>  齒輪減速器在原動機和工作機之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用,在現代機械中應用極為廣泛。</p><p>  減速器絕大多數都是閉式傳動裝置,按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類,兩者的設計,制

17、造和使用特點各不相同。</p><p>  我國及一些工業(yè)化大國的在用減速器數量以百萬計,其中80%以上的中小規(guī)格減速器都直接選用了通用系列或標準化系列產品。通用減速器由于實現了系列化和標準化,具有便于組織專業(yè)化生產,容易形成批量和規(guī)模生產,有利于提高產品的生產水品和質量,降低設計和制造成本,縮短供貨周期,容易獲得備件,便于維修等許多優(yōu)點,而成為一般用戶的首選產品。只有在特殊用途或選不到合適的產品時才考慮設計和選

18、用專用減速器。</p><p>  通用和專用齒輪減速器在設計方面的一個主要區(qū)別是通用減速器齒輪傳動的中心距a,傳動比i等主要參數為有限個數值的有序分檔排列,產品的尺寸和承載能力有規(guī)律;專用齒輪減速器則無規(guī)律,需視具體要求進行設計。另一區(qū)別是通用減速器面向各個行業(yè),但只能按一種特定的工況條件設計,選用時用戶需根據各自的實際工況采用不同的修正系數去修正。減速器參數的選擇是根據自身的特點為謀求綜合的最佳性能而確定的,

19、不可能像專用減速器那樣針對每一個具體工況選擇不同的參數。</p><p>  盡管由于產品的系列化和通用化給通用減速器不可避免地帶來一些弱點,但這些不足與其眾多的優(yōu)點相比是微不足道的。事實上,除了由于經驗豐富的技術人員進行設計并由專業(yè)商制造外,一般單件小批量生產的專用減速器從設計到制造都很難達到通用減速器的技術指標。通用減速器的某些不足,在專用減速器中也會出現。因此,努力提高各類減速器的設計制造水品,更好的滿足各

20、類用戶的廣泛需求,仍是廣大齒輪工作者的長期任務。</p><p>  1.2 行星齒輪傳動的特點:</p><p> ?。?)體積小,質量小,結構緊湊,承載能力大。一般地,行星齒輪傳動的外輪廓尺寸和質量約為普通齒輪傳動的1/2~1/3。</p><p>  (2)傳動效率高。在傳動類型選擇恰當、結構布置合理的情況下,其效率值可達0.97~0.99。</p>

21、;<p> ?。?) 傳動比較大。在僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動中,其傳動比可達到幾千。</p><p><b> ?。?)運動平穩(wěn)。</b></p><p>  總之,行星齒輪傳動具有質量小,體積小,傳動比及效率高的優(yōu)點。因此,行星齒輪傳動現已廣泛應用于工程機械,冶金機械,起重運輸機械,礦山機械,輕工機械,石油化工機械,機床,機器人,汽車,輪船儀表和儀

22、器等各個方面,行星傳動不僅適用于高轉速,大功率,而且在低速大轉矩的傳動裝置上也已經獲得了應用。它幾乎可適用于一切功率和轉速范圍,故目前行星傳動技術已經成為世界各國機械傳動發(fā)展的重點之一。</p><p>  隨著行星傳動技術的迅速發(fā)展,目前,高速漸開線行星齒輪傳動裝置所傳遞的功率已經達到20000kw,輸出轉矩已經達到4500KN.據有關資料介紹,人們認為目前行星傳動技術的發(fā)展方向如下:</p>&

23、lt;p>  (1)標準化。多品種目前世界上已經有50多個漸開線行星齒輪傳動系列設計,而且還演化出多種形式的行星減速器,差速器和行星變速器等多品種產品。</p><p><b> ?。?)硬齒面。</b></p><p><b>  (3)高速轉速。</b></p><p>  (4)大規(guī)格,大轉矩在中低速,重載傳動

24、中,傳遞大轉矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動已經有了較大的發(fā)展。</p><p>  行星齒輪傳動的缺點是: 材料優(yōu)質、結構復雜、制造和安裝較困難。</p><p>  1.3 齒輪減速器的現狀及發(fā)展趨勢</p><p>  20世紀70年代末以來,世界減速器技術有了很大發(fā)展。產品發(fā)展的總趨勢是小型化,高速化,低噪聲和高可靠性;技術發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術,功率分支技

25、術和模塊化設計技術。</p><p>  到20世紀80年代,國外硬齒面技術已日趨成熟。采用優(yōu)質合金鋼鍛件,滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪,精度不低于GB/T10095.1—2008的六級,綜合承載能力為中硬齒面調制齒輪的3—4倍,為軟齒面齒輪的4—5倍。一個中等規(guī)格的硬齒面減速器的重量僅為中硬齒面減速器的1/3左右,且噪音低,效率高,可靠性高。</p><p>  功率分支技術主要用于行星及大

26、功率雙分支以及多分支裝置,如中心傳動的水泥磨的主減速器。其核心技術是均載。</p><p>  對通用減速器而言,除了普遍采用硬齒面技術外,模塊化設計技術已成為其發(fā)展的一個主要方向。它旨在追求高性能的同時,盡可能的減少零件及毛胚的各種規(guī)格和數量,以便于組織生產,形成批量,降低成本,獲得規(guī)模效益。同時,利用基本零件,增加產品的形勢和花樣,盡可能多地開發(fā)實用的變型設計或派生系列產品,如由一個通用系列派生出多個專用系列

27、;擺脫了傳統(tǒng)的單一有底座實心軸輸出的安裝方式,添加了空心軸輸出的無底座懸掛式,浮動支撐底座,電動機與減速器一體式連接,多方位安裝面等不同形式,擴大了使用范圍。</p><p>  改革開放以來,我國陸續(xù)引進先進加工裝備,通過引進,消化,吸收國外先進技術和科研攻關,開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的技術。材料和熱處理質量及齒輪加工精度都有較大提高,通用圓柱齒輪的制造精度可以從JB179—1960的8—9級提高到

28、GB/T10095—2001的六級,高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4—5級。目前我國已可設計制造2800KW的水泥磨減速器,1700mm軋鋼機各種齒輪減速器。</p><p>  進入20世紀90年代中后期,國外又陸續(xù)推出了更新換代的減速器,不但更突出了模塊化設計特點,且在承載能力,總體水品,外觀質量等方面又有明顯提高。</p><p>  1.4 常用行星齒輪傳動的類型及其特點</p&

29、gt;<p>  表1-1常用行星齒輪的傳動類型及其特點</p><p>  2 行星齒輪減速器傳動設計</p><p><b>  2.1 設計參數</b></p><p>  試為某石油機械裝置設計所需配用的行星齒輪減速器,已知該行星傳動的輸出功率=1000kw,輸入轉速=1460r/min,傳動比i=210,允許的傳動比偏差

30、δip=0.05,短期間斷的工作方式,每天工作16 小時,要求使用壽命10 年;且要求該行星齒輪傳動結構緊湊、外廓吃寸較小和傳動效率較高。</p><p>  2.2 確定石油機械裝置行星減速器的傳動形式</p><p>  該石油機械裝置的工作特點為:短期間斷式工作、傳動比大,結構要求要緊湊、外廓尺寸小、重量輕,傳動效率比較高。而3K 型傳動較適合于短期間斷式工作,其傳動比大,結構也緊湊

31、、重量輕,故選用3K 型傳動較合理。圖2-1 為3K 型行星齒輪減速器結構示意圖。</p><p>  圖2-1 3K 型行星齒輪減速器結構示意圖</p><p>  2.3 根據給定的傳動比確定各輪的齒數</p><p>  根據已給定的傳動比i=210,且選取行星輪數目=3。</p><p>  查參考文獻[1]表6-4得各輪齒數=18,

32、 =198, =189, =90, =81</p><p>  其傳動比為i=210,其傳動比誤差 為</p><p><b>  式(2.1)</b></p><p>  故滿足傳動比誤差要求。</p><p>  據給定的傳動比=210,最后確定該石油機械裝置行星減速器各輪齒數為=18, =198, =189, =9

33、0, =81。</p><p>  2.4 按齒根彎曲強度條件確定模數m</p><p>  根據某石油機械裝置對其行星齒輪減速器的強度、速度及精度的要求,該行星齒輪減速器的齒輪材料均為合金調質鋼,經過調質處理后,其硬度HB〈350為軟齒面。</p><p>  由于該行星齒輪減速器具有短期間斷的工作特點,故可按齒根彎曲強度條件的設計公式可確定其模數m;即</

34、p><p><b>  式(2.2)</b></p><p>  由于3K 型傳動有三個嚙合齒輪副:a-g、b-g 和e-f。在此先按高速級a-g 齒輪副進行模數m的初算。</p><p>  首先求得轉矩T1,即</p><p><b>  式(2.3)</b></p><p>

35、;  式中,輸入軸作用在a輪上的轉矩為</p><p><b>  式(2.4)</b></p><p><b>  即得</b></p><p>  由參考文獻[12]公式(7.8)和參考文獻[1]表7-2——7-4 可得:載荷系數K=1.98;由參考文獻[12]公式(8.11)求得:</p><p&

36、gt;  按=0由參考文獻[12]表7-1 和7-2查得:=2.9和=1.52。由參考文獻[12]表7-7初步選取?=470N/mm2。初選b*=2。</p><p>  代入公式(2.2),則初算得其模數m為</p><p><b>  取模數m=6。</b></p><p>  2.5 嚙合參數的計算</p><p>

37、;  如前所述,該行星減速器具有三個嚙合齒輪副 :a-g、b-g、e-f;而各齒輪副的標準中心距為</p><p><b>  (2.5)</b></p><p>  因此三齒輪副的標準中心距相等,無需進行角度變位。</p><p>  2.6 幾何尺寸的計算</p><p>  根據參考文獻[12]表5-2公式對該3K

38、型行星齒輪減速器進行幾何尺寸的計算?,F將各</p><p>  齒輪副幾何尺寸的計算結果列入表2-1中。</p><p>  表 2-1 行星齒輪減速器各齒輪副的幾何尺寸</p><p><b>  續(xù)表2-1</b></p><p>  2.7 傳動效率的計算</p><p>  因為b輪的節(jié)圓

39、直徑大于e輪的節(jié)圓直徑,故該行星減速器的傳動效率可采用參考文獻[12]表3-4中的公式進行計算,即</p><p><b>  式(2.6)</b></p><p>  已知: </p><p>  和p= =11 式(2.7)<

40、;/p><p>  其嚙合損失系數 </p><p><b>  式(2.8)</b></p><p>  式中,和可按參考文獻[12]公式(3-74)計算,即有</p><p><b>  式(2.9)</b></p><p><b>

41、;  式(2.10)</b></p><p>  取輪齒的嚙合摩擦系數=0.1,且將=198, =189, =90, =81帶入公式(2.9)和(2.10)得</p><p>  即有 </p><p><b>  所以,其傳動效率為</b></p><p>  再考慮到行星輪g、

42、f 滾動軸承的摩擦損失,約減少 的2%;則得考慮到嚙合和軸承損失后的傳動效率為</p><p><b>  式(2.11)</b></p><p>  最后,驗算當e 輪輸入而進行逆運轉時,該3K 型行星減速器是否自鎖。計算其逆?zhèn)鲃拥男士砂磪⒖嘉墨I[12]3-4中的公式(2)計算,即</p><p><b>  式(2.12)<

43、;/b></p><p>  將代入公式(2-12)得</p><p><b>  >0</b></p><p>  可見,當e輪輸入進行逆運轉時,該行星減速器不會產生自鎖。但是,隨著其傳動比的增大,當e輪輸入而進行逆運轉時,該行星減速器將會產生自鎖。</p><p>  由自鎖條件; <

44、;/p><p><b>  式(2.13)</b></p><p>  可得; </p><p>  由此可見,當3K型行星傳動的傳動比時,其逆運動才可能產生自鎖。</p><p>  2.8 裝配條件的驗算</p><p>  對于設計石油機械裝置

45、行星減速器應滿足如下的裝配條件:</p><p>  2.8.1 鄰接條件</p><p>  按參考文獻[12]公式(6.1)驗算其鄰接條件,即</p><p><b>  式 (2.14)</b></p><p>  將已知的,和值代入公式(2.14),即得</p><p>  552<

46、2 324 =561.2</p><p><b>  則滿足鄰接條件。</b></p><p>  2.8.2 同心條件</p><p>  按參考文獻[12]公式(6.14)驗算該3K型行星傳動的同心條件,即</p><p><b>  式 (2.15)</b></p><p&

47、gt;  各齒輪的嚙合角均為20度,且知=18, =198, =189, =90, =81,代入公式(2.15)得</p><p>  18+90=198-90=189-81=108</p><p>  所以,滿足同心條件。</p><p>  2.8.3 安裝條件</p><p>  按參考文獻[1]公式(6.26)驗算其安裝條件,即得&l

48、t;/p><p><b>  式(2.16)</b></p><p><b>  式(2.17)</b></p><p>  所以,滿足安裝條件。</p><p><b>  2.9 強度驗算</b></p><p>  根據該石油機械裝置行星減速器具有短期

49、間斷的工作特點以及結構緊湊、外廓尺寸較小和傳動比大等要求,分別選用各齒輪的材料熱處理極其硬度列于表2-2。</p><p>  表 2-2 各齒輪的材料熱處理極其硬度</p><p>  對于具有短期間斷工作特點的3K 型行星傳動,僅需按參考文獻[12]公式(7.17)和(7.18)進行輪齒彎曲強度的驗算。其許用彎曲應力σFp 可按參考文獻[1]公式(7.20)求得。</p>

50、<p>  現將該3K型傳動按照三個齒輪副a-g、b-g和e-f分別驗算如下:</p><p>  2.9.1 a-g 齒輪副</p><p>  先按參考文獻[12]公式(7.17)計算小齒輪a的齒輪彎曲應力,即</p><p><b>  式(2.18)</b></p><p>  已求得小齒輪傳遞的轉矩

51、 為</p><p><b>  式(2.19)</b></p><p>  載荷系數K可按參考文獻[12]公式(7.8)求得: K=。</p><p>  由參考文獻[1]表7.2查得使用場合系數=1.25;再由參考文獻[12]公式(7.9)得</p><p><b>  式(2.20)</b>

52、</p><p>  式中 式(2.21)</p><p>  按 8 級精度和 值由參考文獻[12]表7-3 查得動載荷系數,取。因,按參考文獻[12]表7-4查得載荷分布系數 =1.22。所以,載荷系數K為</p><p>  K=1.251.31.22=1.98

53、</p><p>  按內齒輪b“浮動”的情況和由參考文獻[12]公式(8.11)可得:行星論間載荷分布不均勻系數為</p><p>  據=18 和=0 由參考文獻[12]圖7.1 查得應力集中系數YF1=2.9 和由參考文獻[12]圖7.2查得應力集中系數YS1=1.52。</p><p>  工作齒寬,取b=220mm代入公式(2.18)得</p>

54、<p>  再按參考文獻[12]公式(7.16)計算小齒輪a 的許用彎曲應力,即</p><p><b>  式(2.22)</b></p><p>  由參考文獻[12]表7-7查得:,。循環(huán)次數,可取彎曲壽命系數。。按模數m值由參考文獻[12]表7-8查得尺寸系數。因輪a為受載的可正、反方向運轉的齒輪,故應乘以系數0.77。帶入公式(2.22),則得

55、</p><p>  所以 </p><p>  再按參考文獻[12]公式(7.18)計算大齒輪g 的齒輪彎曲應力,即</p><p><b>  式(2.23)</b></p><p>  仿上,據,,由參考文獻[12]圖7-1和參考文獻[12]圖7-2可查得,則</p&g

56、t;<p>  由參考文獻[1]表7-7得,;同理,和。因行星齒輪g為承受雙向對稱載荷的齒輪,故應乘以系數0.7。代入參考文獻[12]公式(7.20),則得g輪的許用齒根彎曲應力為</p><p><b>  所以</b></p><p>  =< 式(2.24)</p><p>

57、  2.9.2 b-g 齒輪副</p><p>  先按參考文獻[1]公式(7.17)計算小齒輪g的齒輪彎曲應力,即</p><p><b>  式 (2.25)</b></p><p>  已知:,,b=220mm,,m=6。而與外嚙合a-g 不同系數有:因b*=0.7,可查得=0.962,故得載荷系數;因內齒輪b 浮動,。</p>

58、;<p>  小齒輪g上的轉矩T1可按參考文獻[12]公式(7.29)計算,即</p><p><b>  式(2.26)</b></p><p>  轉矩Tb可按參考文獻[12]公式(7.42)求得,即</p><p><b>  式(2.27)</b></p><p>  按參考文

59、獻[1]圖3.10查得=0.75,即</p><p>  則 </p><p>  代入公式(2.25),可得g輪的齒根彎曲應力為</p><p>  所以, </p><p>  按參考文獻[12]公式(7.18)計算內齒輪b的齒根彎曲應力,即</p><p>&l

60、t;b>  式(2.28)</b></p><p>  因內齒輪b 的齒型系數和應力修正系數。代入公式(2.28)得</p><p>  同上可得,;同理,取和。。因內齒輪b 為承載的正、反方向運轉齒輪,故應乘以系數0.77。代入參考文獻[12]公式(7.18),則得b 輪的許用齒根彎曲應力為</p><p><b>  式(2.29)&

61、lt;/b></p><p><b>  所以</b></p><p>  < 式(2.30)</p><p>  2.9.3 e-f 齒輪副</p><p>  先按參考文獻[12]公式(7.17)計算小齒輪f 的齒輪彎曲應力,即</p><p&g

62、t;<b>  式(2.31)</b></p><p>  將齒輪f上的轉矩按參考文獻[12公式(7.37)計算,即</p><p>  轉矩Te可按參考文獻[12公式(7.41)求得,即</p><p><b>  式 (2.32)</b></p><p>  由參考文獻[1]圖3-10查得,即&

63、lt;/p><p>  則 </p><p>  因各系數和幾何參數值與b-g齒輪副相等,則可得</p><p><b>  式(2.33)</b></p><p><b>  所以,</b></p><p><b>  <</b>&

64、lt;/p><p>  內齒輪e的系數YF2=2.15,YS2=1.86。代入參考文獻[1]公式(7.18)計算內齒輪e的輪齒彎曲應力,即</p><p><b>  式 (2.34)</b></p><p>  可得,;取和。同理,應將值乘以系數0.77。代入參考文獻[1]公式(7.20)則得e輪的許用齒根彎曲應力為</p><

65、;p><b>  式(2.34)</b></p><p><b>  所以</b></p><p><b>  < </b></p><p>  上述計算結果表明,該3K 型行星齒輪減速器中的各嚙合齒輪副均滿足齒輪的彎曲強度條件。</p><p>  3 行星齒輪

66、減速器結構設計</p><p>  3.1 傳動作用力計算</p><p>  圖3-1傳動作用力示意圖</p><p>  3.1.1 分度圓上的切向力</p><p>  太陽輪a : </p><p><b>  式 (3.1)</b></p>

67、<p>  行星輪g : </p><p>  行星輪f : </p><p>  內齒輪b : </p><p>  內齒輪e : </p><p><b>  式(3.2)</b&g

68、t;</p><p>  行星架x : </p><p><b>  3.1.2 徑向力</b></p><p>  太陽輪a : </p><p>  行星輪g : </p><p

69、>  行星輪f : </p><p>  內齒輪b : </p><p>  內齒輪e : </p><p>  行星架x : </p><p>  單個行星輪作用在軸上或行星輪軸上的力</p><p>  太陽輪

70、a : </p><p>  行星輪 x’方向 </p><p>  y’方向 </p><p>  內齒輪b : </p><p>  內齒輪e : </p><p&

71、gt;  行星架x : </p><p>  3.1.3 各行星輪作用在軸上的總力及轉矩</p><p>  太陽輪a : </p><p>  行星輪 : </p><p>  對行星軸(o’)轉矩</p><p>

72、<b>  Mo’=0</b></p><p>  內齒輪b : </p><p>  內齒輪e : </p><p>  行星架x : </p><p><b>  3.2 軸的設計</b></p>

73、<p>  3.2.1 選擇軸的材料</p><p>  軸材料選用45鋼,經調質處理,由參考文獻查得材料力學性能為:=650MPa, =270MPa, =155MPa。</p><p>  3.2.2 按許用扭應力初步估算軸徑</p><p>  根據參考文獻初步估算軸徑,材料為45 鋼取A=110,軸的輸出端直徑</p><p&

74、gt;<b>  式(3.3)</b></p><p>  考慮裝連軸器端有鍵槽,軸徑應增大4%~5%,取d=100mm</p><p>  3.2.3 軸的結構設計</p><p>  圖3-2 齒輪軸各軸段示意圖</p><p>  如圖3-2所示,根據軸的結構設計原則,軸段①②之間應有定位軸肩,軸段③④之間應有裝配

75、軸肩,④⑤及⑥⑦之間應有定位軸肩,為配合軸承使用,今取=100mm(安裝連軸器), =125mm, ==125mm(安裝滾動軸承), =149mm(齒輪軸段), =125mm, =84mm.兩端支承處采用深溝球軸承,初選型號為6008。根據結構要求初步確定各軸段長度,得軸段①為268mm,軸段②為242mm,軸段③為224mm,軸段④為145mm,軸段⑤為72mm,軸段⑥為38mm,軸段⑦50mm,軸的總長度為1202mm。</p

76、><p>  圖 3-3軸的受力示意圖</p><p>  3.2.4 按許用彎曲應力計算軸徑</p><p><b>  a.軸上受力分析</b></p><p><b>  軸傳遞的轉矩</b></p><p><b>  式(3.4)</b></

77、p><p><b>  齒輪的圓周力 </b></p><p><b>  式(3.5)</b></p><p><b>  齒輪的徑向力</b></p><p><b>  式(3.6)</b></p><p><b>  

78、齒輪的軸向力</b></p><p><b>  式(3.7)</b></p><p><b>  b. 求支承反力</b></p><p>  水平面支承反力R=0</p><p><b>  垂直面支承反力</b></p><p><

79、;b>  c.求彎矩</b></p><p><b>  水平面彎矩</b></p><p><b>  式(3.8)</b></p><p><b>  垂直面彎矩</b></p><p><b>  合成彎矩</b></p>

80、;<p><b>  式(3.9)</b></p><p>  d.按當量彎矩計算軸徑</p><p>  查參考文獻得,根據參考文獻公式計算齒輪處軸徑</p><p>  =95.94mm 式(3.10)</p><p>  所以在設計中取149mm是滿足強度要求的。</p><p

81、>  3.2.5 軸的疲勞強度安全因數校核計算</p><p>  確定危險截面,根據載荷分布、應力集中和軸的尺寸結構,選取軸段④上D截面進行校合計算</p><p>  彎矩作用時的安全因數</p><p>  由于該軸轉動,彎矩引起對稱循環(huán)變應力,根據參考文獻彎矩作用時的安全系數</p><p><b>  式(3.11)

82、</b></p><p>  式中——45鋼彎曲對稱循環(huán)時的疲勞強度,由前知 =270MPa</p><p>  ——彎曲應力幅, =Mb/W=3630/772×=4.7MPa</p><p>  查表得抗彎截面系數W=772×</p><p>  ——彎曲平均應力, =0</p><p&

83、gt;  ——正應力有效應力集中因數,按配合(H7/r6)查得=2.625</p><p>  ——表面質量因數,軸徑車削加工,按參考文獻查得=0.92</p><p>  ——尺寸因數,按參考文獻查得 =0.75</p><p>  ——材料彎曲時的平均應力折算因數,按參考文獻查得=0.34</p><p>  b. 轉矩作用時的安全因數&

84、lt;/p><p>  考慮到機器運轉的不均勻引起的慣性力和震動的存在,轉矩引起的切應力視為脈動循環(huán)變應力。轉矩作用時的安全因數</p><p><b>  式(3.12)</b></p><p>  式中——45鋼扭轉疲勞極限,由前知=155MPa</p><p><b>  ——切應力幅, </b>

85、</p><p>  查參考文獻得抗扭截面系數</p><p><b>  ——平均切應力,</b></p><p>  ——扭剪有效應力集中因數,按配合(H7/r6)查得=1.89</p><p>  ——表面質量因數,軸徑車削加工,按參考文獻查得=0.92</p><p>  ——尺寸因數,按

86、參考文獻查得 =0.73</p><p>  ——材料扭轉時的平均應力折算因數,按參考文獻[2]表15.17查得=0.21</p><p>  截面D的疲勞強度安全因數</p><p><b>  式(3.13)</b></p><p>  由參考文獻知, ,S>該軸截面D的疲勞強度足夠。</p>&

87、lt;p>  3.2.6 軸的靜強度安全因數校核計算</p><p>  確定危險截面,根據載荷較大,截面較小,選取D截面進行靜強度校合</p><p>  彎矩作用時的安全因數</p><p><b>  式(3.14)</b></p><p>  式中s ——45鋼材料正應力屈服點,由參考文獻查得=360 MP

88、a</p><p>  ——工作時短時最大載荷,由題知</p><p>  W——抗彎截面系數,W </p><p>  b. 彎矩作用時的安全因數</p><p><b>  式(3.15)</b></p><p>  式中——45鋼材料切應力屈服點,由參考文獻查得s =0.6 , =216M

89、Pa</p><p>  ——工作時短時最大載荷,由題知</p><p><b>  ——抗扭截面系數,</b></p><p>  截面D的靜強度安全因數由參考文獻知</p><p><b>  式(3.16)</b></p><p>  由參考文獻查得,該軸靜強度足夠。&

90、lt;/p><p><b>  3.3 軸承的選用</b></p><p>  根據參考文獻輸入軸③、⑤段選用6007型深溝球軸承支承,⑦段選用6003</p><p>  型深溝球軸承支承,輸出軸采用6012型深溝球軸承支承。</p><p>  4 行星齒輪減速器箱體工藝規(guī)程</p><p>&l

91、t;b>  4.1 零件的分析</b></p><p>  4.1.1 零件的功用</p><p>  3K型行星減速器箱體是減速器的基礎零件之一。它主要用于支承減速器間各軸,保持它們之間的正確的相對位置,以便于協調一致的工作。</p><p>  4.1.2 零件的工藝分析</p><p>  減速器箱體是平面型薄壁殼體零

92、件,尺寸大,結構復雜,其上面有幾個精度要求較高的平面和孔系以及部分連接用的螺紋。</p><p>  3K型行星減速器箱體技術要求如下:</p><p>  (1) 前端面 粗糙度 1.6</p><p>  平面度 0.01 精度等級9級</p><p> ?。?) 后端面 粗糙度

93、 1.6</p><p>  平面度 0.01 精度等級9級</p><p> ?。?) 上端面 粗糙度 1.6</p><p>  平面度 0.01 精度等級9級</p><p> ?。?) 底面 粗糙度 3.2</p>&

94、lt;p>  平面度 0.01 精度等級9級</p><p> ?。?) 底座上表面 粗糙度 3.2</p><p>  平面度 0.01 精度等級9級</p><p> ?。?) 62H7軸承孔 粗糙度 0.8</p><p> ?。?) 底座上安裝孔 4-2

95、2 粗糙度 12.5</p><p> ?。?) 安裝孔上槽 粗糙度 6.3</p><p><b>  各螺紋孔 7H</b></p><p>  為滿足以上技術要求,特采用以下加工方法</p><p> ?。?) 前端面、后端面與上端面:粗銑——精銑</p><p&

96、gt; ?。?) 底面、底座上表面:一次銑</p><p> ?。?) 62H7軸承孔:粗鏜——精鏜</p><p> ?。?) 安裝孔 4-22 :鉆——鉸</p><p>  (5) 安裝孔上槽:锪</p><p> ?。?) 螺紋孔:鉆——攻絲</p><p>  4.2 確定零件生產類型</p>

97、<p>  4.2.1 確定零件生產類型</p><p>  3K型行星減速器殼體</p><p>  年產量 Q=5000臺</p><p><b>  備品率 </b></p><p><b>  廢品率 </b></p><p><b&

98、gt;  生產綱領 </b></p><p>  4.2.2 確定零件毛坯制造形式</p><p>  本零件采用的材料是灰鑄鐵HT200,根據以下原則,選用毛坯造形。</p><p> ?。?)制造方法應與材料的制造工藝性相適應。HT200材料適合用鑄造獲得毛坯。</p><p> ?。?)毛坯的制造方法應與生產型相適應。本零

99、件為大量生產,故采用金屬模鑄造。</p><p>  此外,現場還應考慮工廠的實際生產能力等。</p><p>  4.3 定位基準的選擇</p><p>  4.3.1 粗基準的選擇</p><p>  根據粗基準的選擇原則</p><p> ?。?)粗基準的選擇必須要使表面有足夠且均勻的加工余量;</p>

100、;<p>  (2)粗基準在同一尺寸方向上只能用一次。</p><p>  以底座上表面為粗基準加工下表面和定位孔。</p><p>  4.3.2 精基準的選擇</p><p>  根據基準統(tǒng)一原則,后續(xù)各工序均采用一面兩孔定位。</p><p>  4.4 零件各表面加工工序的確定</p><p> 

101、 4.4.1 各表面加工工序的確定原則</p><p>  根據“基準先行”的原則,應先加工定位基準——下表面和定位孔。根據“先面后孔”</p><p>  “先粗后精”的原則,應把銑平面放在鏜孔鉆孔之前,特別是重要表面的粗加工,更應該</p><p>  排在前面,以便及時發(fā)現原料缺陷和防止浪費次要表面的加工工時。主要表面的粗精加工</p><

102、p><b>  要盡量分開。</b></p><p>  4.4.2 擬定工藝路線(機加工)</p><p>  通過對箱體的分析,參考資料《機械制造基礎》,初步擬定加工工藝路線如下:</p><p><b>  (1).粗精銑底面</b></p><p>  (2). 鉆、鉸定位孔</

103、p><p>  (3). 粗精銑上端面</p><p>  (4). 粗精銑前后端面</p><p>  (5). 銑底座上表面</p><p>  (6). 锪定位孔上槽</p><p><b>  (7). 三面攻絲</b></p><p>  (8). 粗精鏜軸承孔<

104、;/p><p>  4.5 毛坯余量與工序間余量的確定</p><p>  本零件為大量生產,采用金屬型鑄造,由參考文獻查得鑄件質量工差等級為7-9級,取MT=8級。由參考文獻查得鑄件機械加工余量等級為F級。由參考文獻確定鑄件單側加工余量值為4.5mm,孔在半徑方向上的余量為4.0mm。兩側面加工余量等級需比底面升一級選用,定底面為MA-F級,則側面為MA-E級。由參考文獻為取粗銑平面單側余量

105、為:底座上下表面各4.0mm,前后端面各為3.5mm。鏜孔余量由參考文獻定為:粗鏜3.5,精鏜0.5。查參考文獻鉸孔22余量為0.2。綜上所述,各表面以及孔加工余量和工序尺寸如表4-1、4-2。</p><p>  表 4-1 各表面加工余量及工序尺寸</p><p>  表 4-2 各孔加工余量及工序尺寸</p><p><b>  4.6 箱體的加工&

106、lt;/b></p><p><b>  4.6.1 銑底面</b></p><p>  采用X52K型立式銑床</p><p>  粗銑:銑削刀具的選擇,根據加工材料(HT200)和加工性質(粗銑),選用YG6 硬質合金端銑刀,再據加工寬度可取D=400mm,其z =28。</p><p><b>  

107、切削深度</b></p><p><b>  (一次走刀切除)</b></p><p>  每齒進給量 </p><p>  切削速度 </p><p>  v =70m/min</p><p>  

108、計算轉速 </p><p>  實際轉速 </p><p>  n ??47.5r/min</p><p>  實際切削速度 </p><p>  實際進給速度 </p><p>  4.6.

109、2 銑上端面</p><p>  采用X52K型立式銑床</p><p>  a.粗銑:銑削刀具的選擇,根據加工材料(HT200)和加工性質(粗銑),選用YG6 硬質合金端銑刀,再根據加工寬度取D=80mm,其z =10。</p><p><b>  切削深度</b></p><p>  =4.0mm(一次走刀切除)&l

110、t;/p><p>  每齒進給量 </p><p><b>  =0.2mm/齒</b></p><p>  切削速度 </p><p>  v =70m/min</p><p>  計算轉速

111、 </p><p>  實際轉速 </p><p>  n=235r/min</p><p>  實際切削速度 </p><p>  實際進給速度 </p><p>  b.精銑:刀具D=400 ,YG6硬質合金端銑刀

112、</p><p><b>  切削深度</b></p><p>  =0.5mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 </p><p><b>  =0.10mm/齒</b></p><p>  由于粗精銑共用一個進給系統(tǒng),

113、所以</p><p>  所以實際轉速 </p><p>  切削速度 </p><p>  4.6.3 銑前端面</p><p>  采用X52K型立式銑床</p><p>  a.粗銑:銑削刀具的選擇,根據加工材料(HT200)和加工性質(粗銑),選用YG

114、6 硬質合金端銑刀,再根據加工寬度取D=100mm,其z =10。</p><p>  切削深度=4.0mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 </p><p><b>  =0.2mm/齒</b></p><p>  切削速度

115、 </p><p>  v =70m/min</p><p>  計算轉速 </p><p>  實際轉速 </p><p>  n ??190r/min</p><p>  實際切削速度 </p><p>  實

116、際進給速度 </p><p>  b.精銑:刀具D=100 ,YG6硬質合金端銑刀</p><p><b>  切削深度</b></p><p>  =0.5mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 </p><p><b&g

117、t;  =0.10mm/齒</b></p><p>  由于粗精銑共用一個進給系統(tǒng),所以</p><p>  所以實際轉速 </p><p>  切削速度 </p><p>  4.6.4 銑后端面</p><p>  采用X52K型立式銑床</p>

118、<p>  a.粗銑:銑削刀具的選擇,根據加工材料(HT200)和加工性質(粗銑),選用YG6 硬質合金端銑刀,再根據加工寬度取D=400mm,其z =28。</p><p><b>  切削深度</b></p><p>  =4.0mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 <

119、;/p><p><b>  =0.2mm/齒</b></p><p>  切削速度 </p><p>  v =70m/min</p><p>  計算轉度 </p><p>  實際轉速

120、 </p><p>  n ??47.5r/min</p><p>  實際切削速度 </p><p>  實際進給速度 </p><p>  b.精銑:刀具D=400 ,YG6硬質合金端銑刀</p><p><b>  切削深度</b></p>

121、;<p>  =0.5mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 </p><p><b>  =0.10mm/齒</b></p><p>  由于粗精銑共用一個進給系統(tǒng),所以</p><p>  所以實際轉速 </p><p&g

122、t;  切削速度 </p><p>  4.6.5 銑底座上表面</p><p>  采用X52K型立式銑床</p><p>  a.粗銑:銑削刀具的選擇,根據加工材料(HT200)和加工性質(粗銑),選用YG6 硬質合金端銑刀,再根據加工寬度取D=80mm,其z =10。</p><p><b>  切削深度&l

123、t;/b></p><p>  4.5mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 </p><p><b>  0.2mm/齒</b></p><p>  切削速度 </p><p>  v =70m/min

124、</p><p>  計算轉速 </p><p>  實際轉速 </p><p>  n=235r/min</p><p>  實際切削速度 </p><p>  實際進給速度 </p><

125、;p>  4.6.6 加工底座4-22 通孔</p><p><b>  a.鉆孔</b></p><p>  采用Z535型立式鉆床</p><p>  切削速度 </p><p><b>  v=16m/min</b></p>

126、<p>  進給量 </p><p>  f=0.15mm/r</p><p>  主軸轉速 </p><p>  實際轉速取 </p><p>  n=400r /min</p><p&g

127、t;  實際切削速度 </p><p><b>  b.鉸孔</b></p><p>  切削速度 </p><p><b>  v=10m/min</b></p><p>  主軸轉速 </

128、p><p>  實際轉速取 </p><p>  n ??150r /min</p><p>  實際切削速度 </p><p>  4.6.7 銑底座通孔上槽</p><p>  采用X52K型立式銑床,高速鋼立銑刀, 取D=16mm, z =4<

129、/p><p><b>  切削深度</b></p><p>  4.0mm(一次走刀切除)</p><p>  每齒進給量 </p><p><b>  0.05mm/齒</b></p><p>  切削速度

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