行星减速箱设计.docx
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行星减速箱设计
2K-H行星减速箱设计
摘要：
在给定传动比、扭矩、模数及行星轮个数的条件下进行了行星减速器的总体方案设计、常规设计计算、输出轴的工艺流程设计及绘制总装图和部分零件图。
行星减速器的总体方案设计选用太阳轮浮动的均载机构，太阳轮通过单齿联轴器与高速轴联接实现浮动，这种浮动方法浮动灵敏，结构简单，易于制造，便于安装。
太阳轮与齿轮联轴器的外齿半联轴套做成一体，内齿轮设计成内齿圈的结构，行星架选用刚性较好的双侧板整体式结构，与输出轴法兰式联接，行星架与输出轴通过两个对称布置得定位销保证同轴度。
齿轮联轴器选用鼓形齿齿轮联轴器，鼓形齿齿轮联轴器允许两轴线有较大角位移，相对承载能力较强，并且易于安装调整。
减速器齿轮采用油池润滑，轴承采用飞溅润滑。
根据总体设计方案和常规设计计算绘制总装配图以及太阳轮、行星架、输入轴、输出轴的零件图。
输入轴的工艺流程设计对输入轴进行工艺分析，绘制零件图；确定毛坯的制造形式；制定零件的机械加工工艺路线并填写工艺过程卡和工序卡。
关键词：
2K-H行星齿轮减速箱
指导老师签名：
2K-Hplanetarygearboxdesign
Abstract：
Inagivengearratio,torque,modulus,andthenumberofplanetsround
undertheconditionsoftheplanetaryreducerfortheoverallprogramdesign,conventionaldesign,theoutputshaftoftheprocessdesignanddrawpartsassemblydiagramandFig.
Planetaryreducerselectionoftheoveralldesignofthesunroundthefloatingbodiesareset,thesunwheelgearcouplingwithasinglehigh-speedshaftconnectedtotherealizationoffloating,thefloatingfloatingmethodissensitive,simplestructure,easytomanufacture,easytoinstall.Roundthesungearcouplingwiththesecondhalfoftheoutersleeveteethintoone,withgeardesignedwiththestructureofringgear,planetaryrigidframeabetterselectionofboththeoverallboardstructure,withtheoutputshaftflange-typeconnection,planetaryoutputshaftthroughtheframewithtwopinsinasymmetricalarrangementtoensurecoaxiality.Selectionofdrumgearcouplingtoothgearcoupling,gearcouplingcrowngearaxistoallowthetwolargerangulardisplacement,load-bearingcapacityisrelativelystrong,andeasytoinstallandadjust.Usedoiltankgearreducerlubrication,bearinglubricationusingsplash.
Accordingtotheoveralldesignofconventionaldesignandcalculationprogramsandthegeneralassemblydrawing,aswellasroundthesun,planetaryplane,inputshaft,outputshaftofthepartsdiagram.
Inputshaftoftheprocessdesignoftheinputshafttoprocessanalysis,mappingpartsdiagram;todeterminethemanufactureofblankforms;thedevelopmentofpartsofthemachiningprocessandcompletetheprocessrouteandprocessCardcard.
Keywords:
2K-Hplanetarygearreducerbox
SignatureofSupervisor:
1前言-----------------------------------------------------------------------------------------------------1
1.1选题的依据及意义-----------------------------------------------------------------------------1
1.2国内外研究概况及发展趋势---------------------------------------------------------------1
2常规设计计算---------------------------------------------------------------------------------------3
2.1已知条件
2.2设计计算
--------------------------------------------------------------------------------------------3
--------------------------------------------------------------------------------------------3
2.2.1
选取行星轮传动的传动类型和传动简图
--------------------------------------------3
2.2.2
行星轮传动的配齿计算------------------------------------------------------------------
3
2.2.3
初步计算齿轮的主要参数----------------------------------------------------------------
4
2.2.4
装配条件的验算----------------------------------------------------------------------------
5
2.2.5
传动效率的计算----------------------------------------------------------------------------
6
2.2.6
减速器的润滑和密封---------------------------------------------------------------------
10
2.2.7
齿轮强度验算------------------------------------------------------------------------------
10
2.2.7.1
校核其齿面接触强度------------------------------------------------------------------------
10
2.2.7.2
校核其齿跟弯曲强度------------------------------------------------------------------------
13
3
结构设计计算--------------------------------------------------------------------------------------
15
3.1
行星架的结构设计与计算--------------------------------------------------------------------
15
3.1.1
行星架的结构设计--------------------------------------------------------------------------
15
3.1.2
行星架结构计算-----------------------------------------------------------------------------
15
3.2
齿轮联轴器的结构设计与计算-------------------------------------------------------------
16
3.3
轴的结构设计与计算---------------------------------------------------------------------------
17
3.3.1
输入轴的结构设计与计算----------------------------------------------------------------
17
3.3.2
输出轴的设计计算--------------------------------------------------------------------------
19
3.4
铸造箱体的结构设计计算--------------------------------------------------------------------
20
4
输入轴的工艺设计-----------------------------------------------------------------------------
22
4.1
零件的分析-----------------------------------------------------------------------------------------
22
4.1.1
零件的图样分析-----------------------------------------------------------------------------
22
4.1.2
零件的工艺分析-----------------------------------------------------------------------------
22
4.2
工艺规程设计--------------------------------------------------------------------------------------
23
4.2.1
确定毛坯的制造形式----------------------------------------------------------------------
23
4.2.2
基面的选择-----------------------------------------------------------------------------------
23
4.3
制定工艺路线--------------------------------------------------------------------------------------
23
4.3.1
工艺路线方案一-----------------------------------------------------------------------------
23
4.3.2
工艺路线方案二-----------------------------------------------------------------------------
24
4.3.3
工艺路线方案三-----------------------------------------------------------------------------
25
4.4
机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定---------------------------------------
25
4.4.1
机械加工余量的确定----------------------------------------------------------------------
25
4.4.2
毛坯尺寸确定--------------------------------------------------------------------------------
26
4.5
确定切削用量及基本工时--------------------------------------------------------------------
26
总结与评价----------------------------------------------------------------------------
34
参考文献----------------------------------------------------------------------------------
35
致谢-------------------------------------------------------------------------------------------
36
1、前言
1.1选题的依据及意义
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。
1.2国内外研究概况及发展趋势
世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行
星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能、传递功率、
转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的行星传动技术，如封闭
行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代机械传动设备中获得了成功的应用。
行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。
然而，自二十世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和
试制工作。
无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。
近20年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术的进步和发展，
我国已从世界上许多工业发达的国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极地吸收和消化，与时俱进、开拓创新地努力奋进，使得我国的行星传动技术有了迅速发展。
目前，我国已有许多的机械设计人员开始研究分析和应用上述的新型行星齿轮传动技术，并期待着能有更大的突破。
据有关资料介绍，人们认为目前行星齿轮传动技术的发展方向如下：
（1）标准化、多品种目前世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设
计，而且还演化出多种形式的行星减速器、差速器和行星变速器等多种产品。
（2）硬齿面、高精度行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和淡化化学热处理。
齿轮制造精度一般均在6级以上。
（3）高转速、大功率行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮传动中已获得广泛的应用，其传动功率也越来越大。
（4）大规格、大转矩，在中低速、重载传动中，传动大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展。
减速器的代号包括：
型号、级别、联接型式、规格代号、规格、传动比、装配型式、标准号。
其标记符号如下：
N－NGW（N－内啮合、G－公用齿轮、W－外啮合）型；
A－单级行星齿轮减速器，B－两级行星齿轮减速器，C－三级行星齿轮减速
器；
Z－定轴圆柱齿轮，S－螺旋锥齿轮，D－底座联接，F－法兰联接，L－立式
行星减速器。
2、常规设计计算
2.1已知条件
毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：
给定传动比i=4.64,作用于太阳轮上扭矩M=1140N.M。
设计太阳轮及行星轮
材料均采用20CrMnTi,表面淬火硬度HRC=45-56,齿寛b=52mm,模数m=5,行星轮数
c=3。
要求：
1、设计一行星减速箱，结构合理、紧凑;
2、输出轴的工艺流程设计；
3、要求画出总装图及部分主要零件图纸。
2.2设计计算
2.2.1选取行星轮传动的传动类型和传动简图
根据上述设计要求：
给定传动比、结构合理、紧凑。
据各行星轮传动类型的
传动比和工作特点可知2K-H型结构紧凑，传动比符合给定要求。
其传动简图如
图2-1所示。
、图中太阳轮a输入，行星架x输出，内齿圈b固定。
b
c
x
输入输出
a
图2-1行星传动的传动简图
2.2.2行星轮传动的配齿计算
在确定行星轮传动的各轮齿数时，除了满足给定的传动比外，还应满足与其
装配有关的条件，即同心条件、邻接条件和安装条件。
此外，还应考虑到与其承
载能力有关的其他条件。
在给定传动比的情况下，行星轮传动的各轮齿数的确定方法有两种：
（一）、
计算法；
（二）、查表法。
下面采用计算法来确定各轮齿数：
由公式
3-28
得
p
zb
za
=i
p-1=4.46-1=3.46
（见参考文献
[2]
）
（一般
p取
3—8，在满足
ip的条件下为减小行星传动的径向尺寸中心轮
a
和行星轮
c的尺寸应尽可能地小。
）
由公式
3-29（见参考文献
[2]
）得
zb
pza
（ip
1）3.64za
取za=17则zb=3.64X17=61.88，圆整后取zb=61。
根据同心条件可以求得行星轮的齿数：
由公式3-30（见参考文献[2]）得zc
zb
za=22.44，圆整后取zc22。
2
所以，行星轮传动的各轮齿数分别为
za
17，zb
61，zc22。
2.2.3初步计算齿轮的主要参数
标准直齿圆柱齿轮的基本参数有五个：
齿数，模数，压力角，齿顶高系数和
顶隙系数，在确定上述基本参数后，齿轮的齿形及几何尺寸就完全确定了。
已知：
za17,zb61,zc22,20,ha1,c0.25
齿轮的几何尺寸计算如下：
（见参考文献[2]）
2.2.4装配条件的验算
在确定行星齿轮传动的各轮齿数时，除了满足给定的传动比外，还应满足与其装配有关的条件，即同心条件、邻接条件和安装条件。
此外，还要考虑到与其承载能力有关的其他条件。
（1）邻接条件由多个行星轮均匀对称地布置在太阳轮和内齿轮之间的行星传动设计中必须保证相邻两个行星轮齿顶之间不得相互碰撞，这个约束称之为邻接条件。
按公式（3-7）（见参考文献[2]）验算其邻接条件，即
即满足邻接条件。
（2）同心条件对于2K-H型行星传动，三个基本构件的旋转轴线必须重合于
主轴线，即由中心轮和行星轮组成的所有啮合副实际中心距必须相等，称之为同
心条件。
按公式（3-8a）（见参考文献[2]）验算同心条件，即
即满足同心条件。
（3）安装条件在行星传动中，几个行星轮能均匀装入并保证中心论正确啮合
应具备的齿数关系和切齿要求，称之为装配条件。
按公式（3-20）（见参考文献[2]）验算安装条件，即
za
zb
c（整数）
np
已知
即满足安装条件。
2.2.5传动效率的计算
按照表5-1（见参考文献[2]）或5-2（见参考文献[2]）中所对应的效率计
算公式计算：
可见，该行星传动的传动效率较高，可满足短期间断工作方式的使用要求。
行星齿轮传动功率分流的理想受力状态由于受不可避免的制造和安装误差，
零件变形及温度等因素的影响，实际上是很难达到的。
若用最大载荷Fbtamax与平均载荷Fbta之比值Kp来表示载荷不均匀系数，即
Kp=Fbtamax/Fbta
Kp值在1Kpnp的范围内变化，为了减小载荷不均匀系数，便产生了所谓的均载机构。
均载机构的合理设计，对能否充分发挥行星传动的优越性有这极其重要
的意义。
均载机构分为基本构件浮动的均载机构、采用弹性元件的均载机构和杠杆联
动式均载机构。
在选用行星齿轮传动的均载机构时，根据该机构的功用和工作情况，应对其提出如下几点要求。
（1）均载机构在结构上应组成静定系统，能较好的补偿制造和装配误差及零件的变形，且使载荷分布不均匀系数K值最小。
（2）均载机构的补偿动作要可靠、均载效果要好。
为此，应使均载构
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