二级行星减速器设计
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- 二级行星减速器设计说明书
目 录
前 言 1
1 研究该行星齿轮减速器的目的、意义 1
2 国内外行星齿轮减速器发展概况 1
1 行星齿轮传动概论 3
1.1 行星齿轮传动的定义 3
1.2主要的工作内容 3
2 行星轮减速器方案确定 5
2.1 轮系的确定 5
2.2 周转轮系的选择 5
2.3 行星轮减速器方案确定 7
3 减速器结构设计及传动尺寸设计计算 8
3.1 运动简图 8
3.2工作条件及要求 8
3.3 电动机的选择 8
3.4 联轴器的选择与校核 9
3.5 配齿数 9
3.6 转速比计算 9
3.7 初步计算齿轮的主要参数 10
3.7.1 高速级部分齿轮的计算 10
3.7.2 低速级部分齿轮的计算 14
3.8齿轮传动强度的校核 18
3.8.1 高速级齿轮疲劳强度校核 18
3.8.2 低速级齿轮疲劳强度校核 23
4 主要构件的结构设计与计算 29
4.1 行星轮传动的受力分析 30
4.1.1高速轴 30
4.1.2 低速轴 30
4.2 轴的计算 31
4.2.1输出轴 31
4.2.2 输入轴（矩形花键联结） 32
4.2.3 行星轴 33
4.3 滚动轴承的寿命校核 36
4.3.1.高速级行星轴上滚动轴承的寿命校核 36
4.3.2.低速级行星轴上滚动轴承的寿命校核 36
4.4 浮动用齿式联轴器的设计与计算 36
4.5 行星架设计 38
4.5.1 高速级行星架的设计与计算 38
4.5.2 低速级行星架的设计与计算 38
4.6 减速器箱体设计 39
结 论 41
致 谢 42
参考文献 43
附录A 44
附录B 56
前 言
1 研究该行星齿轮减速器的目的、意义
减速器作为独立的驱动元部件，齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。当今，世界减速器技术有了很大的发展，总的发展趋势是六高、两低、两化。六高，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；两低，即低噪声、低成本；两化，即标准化、多样化（模块化）。由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输人功率和传动比的不同组合，可获得相应的减速器系列。国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。
行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。
2 国内外行星齿轮减速器发展概况
在国外，行星齿轮减速器应用极为普遍，在德国、日本、捷克、英国、法国、奥地利、前苏联等国家均有系列产品，并以大量生产。其行星齿轮减速器的承载能力不断的提高，以德国DEMAG的一种行星减速器为例，承载能力已高达54600KW，对应的输出轴最大转矩约为2400KN.m，最大传动比已达5000。
1）国外在高速大功率传动方面，尤其是在动力、船舶的报告机械设备上行星传动已普遍应用，主要有：英国艾伦（Allen）齿轮公司为帕森（C.A. Parsons）公司制造了一台压缩机用行星减速器，功率相当于25740KW；瑞士马格（MAAG）公司已生产了船用行星减速器，功率相当于11030KW；日本三菱造船公司生产了功率相当于8830KW的船用行星减速器。
2）低速重载方面，国外行星减速器生产已由系列产品发展到接受各种特种、特殊用途订货的大型减速器，重量有的达100t左右，如法国雪铁龙（Citroen）公司，据资料介绍可生产用于水泥磨、榨糖机、矿山设备的行星减速器，重量可达50-125t；德国法伦达（Flender）公司，曾为我国徐州淮海水泥厂水泥磨配套生产了重量达72t，输出转矩为2800KN.m的两级行星减速器；日本宇都兴产公司生产了一台3200KW，i=720/480，输出转矩T=2100KN.m的行星减速器。
国内近年来，在行星减速器方面有了很大的发展与提高。主要在矿山机械、起重运输、轻工化工、船舶工业、工程机械、鼓风机、风力发电等设备上。1975年，我国制订了NGW型行星减速器系列（JB1799-1976），分一、二、三级三个系列。输入最高转速不超过1500r/min，质量0.128-1.75t，传动比i=2000，最大输出转矩为50KN.m。目前，国内不少厂家在生产，同时非标准大功率行星齿轮减速器也不断涌现。我国于1984年又颁布了NGW-S（由弧齿锥齿轮与行星齿轮组合的垂直传动）、NGW-Z（由圆柱齿轮与行星齿轮组合的平行轴传动）、NGW-L（立式行星齿轮）三十派生系列的标准。我国现有齿轮制造企业600多家，减速器制造企业约400家，年生产通用减速器超过25万台，生产齿轮（汽车齿轮）和减速器总产值超过500亿元，为发展我国的机械产品做出了重要贡献。
1 行星齿轮传动概论
1.1 行星齿轮传动的定义
当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮，如图所示。在上诉齿轮传动中，齿轮a、b和构件x绕几何轴线OO转动，而齿轮c是活套在构件x的轴Oc上，它一方面绕自身的几何轴线Oc旋转（自转），同时又随着几何轴线Oc绕固定的几何轴线OO旋转(公转)，即齿轮c作行星运动；因此，称该齿轮传动为行星齿轮传动，即行星轮系。
图1.1行星轮系
Fig.1.1 Epicyclic gear trains...
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