NGW行星齿轮减速器的设计.docx

目录一. 绪论 11. 引言 12. 本文的主要内容 1二. 确定设计数据 4三. 拟定传动方案及相关参数 51. 对减速器进行结构设计 52. 齿形与精度 53. 齿轮材料及其性能 6四，设计计算 61. 配齿数 62. 啮合效率计算 73. 确定手摇力并进行运动及动力参数计算 84. 初步计算齿轮主要参数 9(1) 按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 9(2) 按弯曲强度初算模数 115. 几何尺寸计算 126. 重合度计算 14五.行星轮的强度校核 151.疲劳强度校核 13(1) .外啮合 13(2).内啮合 20六. 行星轮部位的相关设计 .21七. 输入轴的设计 24八输出轴的设计 26九铸造箱体结构设计 27十参考文献 28—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，这种传动通常用内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:传动比范围大、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:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字 母表示:N一内啮合，W一外啮合，G一内外啮合公用行星齿轮，ZU一锥齿轮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；传动功率范围大，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，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上因此NGW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. 本文的主要内容NGW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，由于内齿圈固定不动，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NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架 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内容是单级NGW型行星减速器的设计。

二.确定设计数据F=800N，V=0・06m/S输出功率p 可=FV=800x0.06=48w=0.048kw，取手摇转速n =60r/min手总传动比 i=6 , n =60=10 r/min 滚 6输出转速n =6oxiooov = 60X1000X0.06=10 r/min , 滚 HD 3.14XD得滚筒直径D=115mm，取滚筒直径为40mm取手摇轮半径r=100mm=0.1m三・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=12.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20°，直齿传动，精度定 位6级3. 齿轮材料及其性能太阳轮和行星轮采用硬齿面，内齿轮采用软齿面，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a° H lim(N/mm2 )° F lim (N/mm2)加工精度太阳轮20CrMnTi渗碳淬火HRC58 ~6214003506级行星轮245内齿轮40Cr调制HB262~2936502207级，设计计算1・配齿数采用比例法:Zq : Z : Zb: M = Zq : Zq(i - 2)/2 : (i - 1)Zq : Zq(ijnp)=之以:2之以:5之以:2Za按齿面硬度 HRC=60, u = Zc / Za = (6 — 2 ) / 2 = 2，查《渐开线行星齿轮传动设计》书图4-7a的Zq max = 20 , 13 < Z。

< 20取Z, 二 17由传动比条件知：Y = iza = 17*6 = 102M = Y/3 = 102/3 = 34计算内齿轮和行星齿轮齿数：Zb = Y - Za = 102-17 = 85Z 2 * Za = 342 .啮合效率计算1 - ix 门 x门=n b = abaX 1 -ixab式中门x为转化机构的效率，可用Kygp^BneB计算法确定查图3-3a、b （取p=0.06，因齿轮精度高）得:各啮合副的效率为门x = 0.978 / x = 0.997， ac cb转化机构效率为n X =吒吒=0-978司."7 =0-975_ Zb _ 85 _ <转化机构传动比iXb = _ Z =-百=-51 - ix n x 1 + 5 x 0.975ab = = 0.98TT5n =n b则 aX 1 — ixabn联=0.99n 卷=0.96 n 粘=0.983.确定手摇力并进行运动及动力参数计算0.048输入功率：P d=52Wn nw n 2= 0.96X0..；8【0.992 =0.052kW卷 粘 联2nrn E 一一 .V = =2nx0-1x60=0.63m/s手 60 60P = Pd = 52 =82,5手 V 0.63 手动力、运动参数计算计算项目计算及说明计算结果1.各轴转速n 手=60r/minn^ = n手 = 60r/min* = 3 = ^ = 10r/min iaHnw = nh = 10r/minn 手=60r/min na = 60r/min nh = 10r/min nw = 10r/min2,各轴功率Pd=52WPa = Pd n 联=52x0.99 = 51.5WPh = Pa n 行=51.5 x 0.98 = 50.5WPw = Ph n 联=50.5 x 0.99=5OWPd = 52WPa = 51.5WPh = 50.5WPw = 50W3,各轴转矩T = 9550Pd = 955Ox0.052 =8.3N.m手 n^ 60T =9550Pa =9550X0.0515 = 8 1R . ma na 60T手=8.3" mTa=8.1N • mT9550P = a =9550 x 0.0515=2.7N・mT1 = 2.7N • mT = 48N • m1Tn n9550p = h =60 x 39550 x 0.0505=48N - mhTw = 47.8N • mhn, h10T9550P = w 二9550 x 0.05 _47.8N - mwn w104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(d )=、」T "4.竺用式 a " 3 ^仃2 u 进行计算，式中系数：u= Z/Z = 3417 = 2c a ■太阳轮单个齿传递的扭矩T1 = 9549P1 / npna = 9549x 0.0515/(3 x 60)= 2.7 N・ m则太阳轮分度圆直径为：s00 kOLnrsji—iLOCDi—l00 T—1n CDo oT—1s 瘩«$ pE妊 ■K妙 、熙 平 9 X相SE、V II蠢9 d 、co kO w尊燎M咄燎 xt固燎<□ 垢:§是dX1X1p>0®鲫《畲裕业置Mlh患垣》甲皇*4USH £日日(9 .寸一 H 卜IQ017IX/;0 AX F X009」H T + zpoMxcpTXCnTXrm§ 一 H J -M z £>

由b瞄Y*农=24知.毕游31 fiimi-350 N：；tntn，所以应按行星轮计算模数WAKFpKF£ YFa 2中 dZ 2b F lim 2 a=12.1 x2.7 x 1.25 x 1.075 x 1.6 x 2.45 ?0.7 x 17 2 x 245 .=0.8表3弯曲强度有关系数符号名称说明取值K tm算式系数直齿轮12.1K日 Fp行星轮间载何分配系数KFp = 1 +1.5( KHp — 1)「=1+1.5(1.05-1)1.075KF £综合系数表6-4，高精度，1.6Y Fa1齿形系数图6-25，按x=0查值3.18Y日.Fa 2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m = 2，则太阳轮直径(d )a = " = 17 x 2 = 34 mm，与 接触强度初算结果'd )a = 14.67 mm不接近，故初定按(d ). = 34 mm，m = 2进行接触和弯曲疲劳强度校核计算5 .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齿轮几何尺寸齿轮太阳轮(d )= 34mm34mm外啮合=68mm cvc = 68mm(da )a = 38mm(da )c = 72mm内啮合内齿轮b = 170mmd' b =170mm=166mm对于行星轮，各主要参数及数据计算值列于表5。