行星齿轮机构的设计与计算.
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⾏星齿轮减速器-课程设计计算说明书⽬录设计任务书: (2)设计内容: (3)⼀、评述传动⽅案 (3)⼆、电动机的选择及动⼒参数计算 (4)三、传动零件的校核计算 (6)⼀)外啮合齿轮传动 (6)⼆)内啮合齿轮传动 (9)四、轴的设计 (11)⼀)减速器输⼊轴Ⅰ (11)⼆)⾏星轮轴Ⅱ (17)三)内齿轮轴Ⅲ (20)五、键连接的选择和计算 (23)六、滚动轴承的选择和计算 (25)七、联轴器的选择 (28)⼋、齿侧间隙 (28)九、轴Ⅱ加⼯⼯艺图 (29)⼗、参考资料 (30)设计任务书:设计内容:⼀、评述传动⽅案牵引速度为 1.5/v m s =,滚筒直径400D mm =,可求出滚筒转速(601000)/w n v =??()(60100 1.5)/(400)71.62/min D r ππ==,由于⼯作情况为:室外,环境有灰尘,最⾼温度40℃,两班制,间歇双向运转,反向空转,断续周期⼯作制(S3),负荷持续率FC=56%,载荷有冲击,故应选YZR 系列电动机为原动机,它的转速约为750~1000r/min ,传动装置速⽐应为/(750~1000)/71.6210.47~13.96m w i n n ===可选如下图1-1、1-2两种⽅案:图1-1⽅案a 采⽤NW 分流式⾏星齿轮传动,卷扬机⼯作时制动器10制动,此时电动机1通过联轴器2驱动⾏星齿轮减速器,⾏星架上的滚筒5使钢丝绳7运动,从⽽牵引重物移动。
不需重物移动时,制动器6制动,制动器10松开,这时⾏星传动变成定轴传动,电动机和⼆级同轴式减速器空转,不⽤频繁地起动和制动电动机。
滚筒⽤滑动轴承⽀撑在机架上。
传动⽐:5~25i =,可满⾜传动要求。
优点:外形尺⼨⼩(减速器内置),电动机不⽤频繁启动适合狭窄⼯况下⼯作。
缺点:结构复杂,加⼯安装精度⾼,成本⼤,不易维修。
图1-2⽅案b 采⽤⼀级带传动和⼀级闭式齿轮传动,电动机带动带传动,齿轮传动,从⽽带动滚筒运动。
1 绪论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]。
1.1 发展概况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,传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位,并出现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化的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20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多年来,尤其是我国改革开放以来,随着我国科学技术水平的进步和发展,我国已从世界上许多工业发达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的吸收和消化,与时俱进,开拓创新地努力奋进,使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1-8]。
1.2 3K型行星齿轮传动在图4所示的3K型行星齿轮传动中,其基本构件是三个中心轮a、b和e,故其传动类型代号为3K[10]。
在3K型行星传动中,由于其转臂H不承受外力矩的作用,所以,它不是基本构件,而只是用于支承行星轮心轴所必需的结构元件,因而,该转臂H又可称为行星轮支架(简称为行星架)。
1 绪论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]。
1.1 发展概况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,传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位,并出现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化的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20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多年来,尤其是我国改革开放以来,随着我国科学技术水平的进步和发展,我国已从世界上许多工业发达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的吸收和消化,与时俱进,开拓创新地努力奋进,使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1-8]。
1.2 3K型行星齿轮传动在图4所示的3K型行星齿轮传动中,其基本构件是三个中心轮a、b和e,故其传动类型代号为3K[10]。
在3K型行星传动中,由于其转臂H不承受外力矩的作用,所以,它不是基本构件,而只是用于支承行星轮心轴所必需的结构元件,因而,该转臂H又可称为行星轮支架(简称为行星架)。
行星齿轮机构的设计与计算行星齿轮机构是一种广泛应用于机械传动系统中的重要装置,其可以实现高速度、高传动比和高扭矩的传动效果,被广泛应用于工业领域。
本文将从行星齿轮机构的结构设计、传动计算和性能评价三个方面,对其进行详细叙述。
一、行星齿轮机构的结构设计行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮、内齿圈和行星架等组成。
在进行结构设计时,需要根据传动比、扭矩和转速等要求,选取合适的节数及行星齿轮的参数,并确定合适的齿轮副布置。
在选择节数时,应根据所需的传动比和运动稳定性等因素进行综合考虑。
齿轮副布置可以选择封闭式和开放式两种形式,封闭式结构更为紧凑,但加工和安装难度较大。
而开放式结构则相对较为简洁,方便维护和安装。
二、行星齿轮机构的传动计算1.传动比计算传动比=(Zs+Zr)/Zs其中,Zs表示太阳齿轮的齿数,Zr表示行星轮的齿数。
2.齿轮尺寸计算齿轮尺寸计算主要包括齿轮副模数的选择和齿面强度的计算。
在选择齿轮副模数时,需要根据预计的工作载荷和制造工艺等因素进行综合考虑。
齿面强度的计算可以通过以下公式求解:齿面强度Ft=KF*KH*m*b*Y其中,KF为荷载系数,KH为接触系数,m为模数,b为齿轮宽度,Y 为齿轮材料影响系数。
三、行星齿轮机构的性能评价1.传动误差传动误差是指传动中实际传动比与理论传动比之间的差异。
传动误差主要由机构的制造误差和装配误差引起。
为了降低传动误差,可以采用精密加工和装配工艺,优化齿轮表面处理等措施。
2.传动效率传动效率是指输入功率与输出功率之间的比值,可以通过以下公式计算:传动效率η=(输出功率/输入功率)*100%传动效率的高低主要取决于齿轮的摩擦损失和变形损失。
为了提高传动效率,可以采用高精度的齿轮和适当的润滑措施。
3.寿命综上所述,行星齿轮机构的设计与计算需要根据传动要求对结构进行设计,并进行传动比和齿轮尺寸的计算。
在性能评价方面,需要关注传动误差、传动效率和寿命等因素,并采取相应的措施进行优化。
行星齿轮传动比分析与计算一、行星轮系传动比的计算 (一)行星轮系的分类若轮系中,至少有一个齿轮的几何轴线不固定,而绕其它齿轮的固定几何轴线回转,则称为行星轮系。
行星轮系的组成:行星轮、行星架(系杆)、太阳轮 (二)行星轮系传动比的计算以差动轮系为例(反转法) 转化机构(定轴轮系) T 的机构1234差动轮系:2个运动行星轮系:,对于行量轮系:H H W W W -=111W H H W W W -=222W H H W W W -=333W 0=-=H H H H W W W H W 13313113)1(Z Z W W W W W W i H HH H H⋅'-=--==03=W 1310Z Z W W W H H-=--11311+==Z Z W W i H H )(z f W W W W W W iH B H A H BH A HAB=--==0=B W∴∴例12.2:图示为一大传动比的减速器,Z 1=100,Z 2=101,Z 2'=100,Z 3=99。
求:输入件H 对输出件1的传动比i H1解:1,3中心轮;2,2'行星轮;H 行星架 给整个机构(-W H )绕OO 轴转动∵W 3=0∴∴若Z 1=99行星轮系传动比是计算出来的,而不是判断出来的。
AHHA H H A H AB i W WW W W i -=-=--=110HAB AH i i -=1213223113)1('⋅⋅⋅-=--=Z Z Z Z W W W W i H HHH H Hi Z Z Z Z W W W 13213210'=--H H i Z Z Z Z W W 13213211'=+-HH i i 131100100991011⨯⨯-=100001001009910111111=⨯⨯-==HH i i 1001-=H i(三)复合轮系传动比的计算复合轮系:轮系中既含有定轴轮系又含有行星轮系,或是包含由几个基本行星轮系的复合轮系。
行星齿轮传动比8个公式
1.齿轮比计算公式:
齿轮比=-(R+2)/(R+1),其中R为行星轮的齿数。
2.行星轮直径公式:
行星轮的直径可以通过行星轮齿数来计算。
行星轮直径=齿数*模数。
3.太阳轮直径公式:
太阳轮的直径可以通过太阳轮齿数来计算。
太阳轮直径=齿数*模数。
4.行星轮轮齿厚度公式:
行星轮的轮齿厚度可以通过行星轮直径和模数来计算。
行星轮轮齿厚度=2*模数。
5.太阳轮轮齿厚度公式:
太阳轮的轮齿厚度可以通过太阳轮直径和模数来计算。
太阳轮轮齿厚度=2*模数。
6.行星齿轮传动的速度比公式:
速度比=齿数A/齿数B,其中齿数A为太阳轮齿数,齿数B为行星轮齿数。
7.行星齿轮传动的扭矩比公式:
扭矩比=(半径A/半径B)^2,其中半径A为太阳轮半径,半径B为行星轮半径。
8.行星齿轮传动的传动效率公式:
传动效率=输出功率/输入功率。
综上所述,行星齿轮传动的8个常用公式分别是齿轮比计算公式、行星轮直径公式、太阳轮直径公式、行星轮轮齿厚度公式、太阳轮轮齿厚度公式、行星齿轮传动的速度比公式、行星齿轮传动的扭矩比公式和行星齿轮传动的传动效率公式。
这些公式帮助工程师在设计和计算行星齿轮传动时能够准确地确定齿轮比、轮齿尺寸和传动性能等参数,从而提高传动系统的可靠性和效率。
行星齿轮径向间隙计算公式行星齿轮传动是一种常见的机械传动方式,它由行星齿轮、太阳轮和外齿圈组成,通过它们之间的相互啮合来传递动力。
在行星齿轮传动中,行星齿轮的径向间隙是非常重要的参数,它直接影响到行星齿轮传动的运行性能和寿命。
因此,正确计算行星齿轮的径向间隙是非常重要的。
行星齿轮的径向间隙是指行星齿轮与太阳轮和外齿圈之间的间隙。
在行星齿轮传动中,行星齿轮必须能够自由旋转,并且在受到外部载荷作用时能够保持足够的啮合间隙,以确保传动的正常运行。
因此,行星齿轮的径向间隙必须经过精确计算和控制。
行星齿轮的径向间隙计算公式可以通过以下步骤来推导得到:1. 首先,我们需要确定行星齿轮的模数(m)、齿数(z)、压力角(α)、齿宽(b)等参数。
2. 然后,我们可以利用以下公式来计算行星齿轮的基本齿廓曲线参数:m = (D1+D2)/2z。
α = arccos((cosβ tanφsinβ)/(1 + tan2φ))。
b = m(1 + cosα)。
其中,m为模数,D1和D2分别为行星齿轮的分度圆直径和基圆直径,z为齿数,α为压力角,β为齿顶角,φ为齿根角。
3. 接下来,我们可以利用以下公式来计算行星齿轮的径向间隙:δr = m(1 + cosα)/2。
其中,δr为行星齿轮的径向间隙。
通过以上步骤,我们可以得到行星齿轮的径向间隙计算公式,从而确保行星齿轮传动的正常运行。
在实际应用中,行星齿轮的径向间隙计算公式可以帮助工程师们准确地计算和控制行星齿轮的径向间隙,从而确保行星齿轮传动的可靠性和稳定性。
同时,这也为行星齿轮传动的设计和制造提供了重要的理论依据和技术支持。
除了上述的计算公式外,还有一些其他影响行星齿轮径向间隙的因素,如行星齿轮的制造精度、材料性能、润滑状况等。
因此,在实际应用中,工程师们还需要综合考虑这些因素,对行星齿轮的径向间隙进行综合计算和控制。
总之,行星齿轮的径向间隙计算公式是行星齿轮传动设计和制造中的重要内容,它可以帮助工程师们准确地计算和控制行星齿轮的径向间隙,从而确保行星齿轮传动的正常运行。
行星排配齿要求行星变速箱齿轮传动基本参数为齿轮模数m和齿圈节元直径Dr,设计时一般用统计和类比的方法确定。
为提高制造工艺性,变速箱行星齿轮传动部分所有齿轮采用同一模数,对于各行星排承受载荷的差异,则通过改变齿轮宽度来调整,以满足强度的要求。
行星动力换挡变速箱的配齿条件:(1)、同心条件为使太阳轮和齿圈旋转轴线重合,行星轮与太阳轮的中心距必须和行星轮和齿圈的中心距相等。
即保证:(2)、装配条件为使行星排各构件所受径向力平衡,各行星轮应均匀分布。
为此,各齿轮与行星轮个数q必须满足装配条件,否则,当第一个行星轮装入啮合位置后,其它几个齿轮装不进去,为此建立装配条件:其中,q和N都是整数,q为行星轮的个数。
所以可以将和之和分解因数,取其一个适当的因数为q。
(3)、相邻条件适当增加行星轮个数可以减小行星排传动时的齿间负荷,但如果行星轮个数太多,将会使得相邻行星齿轮的轮齿相互干涉。
因此,设计行星排时必须保证相邻行星轮齿顶间有一定间隙,现有结构中t至少为1到2。
当行星轮数时,一般间隙都足够;且时,一般。
此外都应用下式检验t值:式中为行星轮与太阳轮的中心距,为行星轮齿顶圆直径,。
行星排配齿结果对于本变速箱设计方案,其行星排的特征参数及配齿如下:(模数均为6)表9 各行星排齿数该配齿方案满足传动比条件、同心条件和装配条件。
各齿轮几何尺寸计算所用均为标准圆柱齿轮,模数,啮合角表10 行星排各齿轮参数171 1.638 四排太阳轮33 198 186.06 210 183 13.5相关计算公式:顶隙系数:齿顶高系数:分度圆直径:;基圆直径:;齿顶圆直径:外啮合:内啮合:;齿根圆直径:外啮合:内啮合:;全齿高:;齿根高:;齿顶高:外啮合内啮合:;中心距:齿顶圆压力角:重合度:。
行星齿轮常见速比计算公式行星齿轮是一种常见的传动装置,它由外齿圈、内齿圈和行星轮组成。
行星齿轮传动系统具有结构紧凑、传动比范围广、承载能力强等优点,因此在各种机械设备中得到广泛应用。
在设计行星齿轮传动系统时,需要计算速比,以确保传动系统的性能满足设计要求。
本文将介绍行星齿轮常见的速比计算公式,帮助读者更好地理解和应用行星齿轮传动系统。
行星齿轮传动系统的速比是指输入轴和输出轴的转速之比。
在行星齿轮传动系统中,速比可以通过以下公式计算:速比 = (1 + Zs/Zp) (1 + Zr/Zp)。
其中,Zs为太阳轮的齿数,Zp为行星轮的齿数,Zr为内齿圈的齿数。
这个公式适用于一般的行星齿轮传动系统,通过输入轴和输出轴的齿轮组合来计算速比。
除了上述公式外,还有一些特殊情况下的速比计算公式。
例如,当行星轮固定不动时,速比可以简化为:速比 = -Zs/Zr。
这个公式适用于固定行星轮的情况,通过太阳轮和内齿圈的齿轮组合来计算速比。
另外,当内齿圈固定不动时,速比可以简化为:速比 = (Zs + Zp)/Zr。
这个公式适用于固定内齿圈的情况,通过太阳轮和行星轮的齿轮组合来计算速比。
以上是行星齿轮常见的速比计算公式,通过这些公式可以方便地计算行星齿轮传动系统的速比。
在实际应用中,设计人员需要根据具体的传动要求和参数,选择合适的齿轮组合,以满足传动系统的性能要求。
同时,还需要考虑传动效率、扭矩传递、轴向尺寸等因素,综合考虑来确定最终的齿轮组合方案。
除了速比计算公式外,还需要注意行星齿轮传动系统的设计和制造工艺。
例如,齿轮的加工精度、装配间隙、润滑方式等都会影响传动系统的性能和寿命。
因此,在设计和制造行星齿轮传动系统时,需要综合考虑各种因素,以确保传动系统能够稳定可靠地工作。
在实际的工程应用中,行星齿轮传动系统广泛应用于各种机械设备中,如汽车变速箱、工程机械、航天器等。
通过合理的设计和制造,行星齿轮传动系统可以实现高效、可靠的动力传递,满足不同工况下的传动需求。