行星齿轮传动课程设计

行星齿轮传动课程设计

目录

一．绪论 (3)

1．引言 (3)

2．行星齿轮传动的特点及国内外研究现状 (4)

（1）行星齿轮传动的特点及应用 (4)

（2）国内外的研究状况及其发展方向 (5)

3．本文的主要内容 (7)

二．机构简图的确定 (7)

三．齿形与精度 (8)

四．齿轮材料及其性能 (8)

五．设计计算 (9)

1．配齿数 (9)

2．初步计算齿轮主要参数 (10)

（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (10)

（2）按弯曲强度初算模数 (11)

3．几何尺寸计算 (12)

4．重合度计算 (14)

5．啮合效率计算 (14)

六．行星轮的强度计算 (15)

七．疲劳强度校核 (19)

1．外啮合 (19)

（1）齿面接触疲劳强度 (19)

（2）齿根弯曲疲劳强度 (22)

2．内啮合 (25)

八．安全系数校核 (26)

九．零件图及装配图 (29)

十．参考文献 (30)

一．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—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。

NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:

1、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;

2、传动效率高;

3、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;

4、装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;

5、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。

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。

2．行星齿轮传动的特点及国内外研究现状

（1）行星齿轮传动的特点及应用

传动装置是大多数机械设备必不可少的重要部件，其性能直接决定着整台设备的性能和质量，随着机械工业技术的不断发展，对传动装置的要求越来越高，要求体积小、重量轻、承载能力大、效率高、寿命长。普通齿轮传动减速器传动比小，当传动比大时需多级减速，体积大，结构笨重，且使用寿命短。普通的蜗轮减速器虽比上述齿轮减速器的性能好，但效率较低。对于从事机械设计的工程设计人员而言，这就意味着两方面的要求:其一，掌握和应用先进、合理的传动形式；其二，掌握和应用先进的设计思想、设计手段和方法。行星传动是近几十年来迅速发展和应用起来的新型的齿轮传动形式之一，在各种机械传动中得到了广泛的应用。为了提高机械设备、仪器和仪表等的工作寿命、可靠性和减小外形尺寸，其传动形式常以行星传动代替定轴传动。

行星齿轮传动与其他形式的齿轮传动相比有如下几个特点:

（1）体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高，这个特点是由行星齿轮传动的结构等内在因素决定的。

a)功率分流用几个完全相同的行星轮均匀地分布在中心轮的周围来共同分担载荷，因而使每个齿轮所受到的载荷都很小，相应齿轮模数就可较小。

b)合理地应用了内啮合充分利用内啮合承载能力高和内齿轮的空间体积，从而缩小了径向、轴向尺寸，使结构紧凑而承载能力又高。

c)共轴线式的传动装置各中心轮构成共轴线式的传动，输入轴与输出轴共轴线，使这种传动装置长度方向的尺寸大大缩小。

（2）传动比大只要适当的选择行星传动的类型及配齿方案，就可以利用很少的几个齿轮而得到很大的传动比。在不作为动力传动而主要用以传递运动的行星机构中，其传动比可达到几千。此外，行星齿轮传动由于它的三个基本构件都可以传动，故可以实现运动的合成与分解，以及有级和无级变速传动等复杂的运动。

（3）传动效率高由于行星齿轮传动采用了对称的分流传动结构，即它具有数个均匀分布的行星齿轮，使作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力相互平衡，有利于提高传动效率。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率可达0.97~0.99。

（4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强

由于采用数个相同的行星轮，均匀分布于中心轮周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。

在具有上述特点和优越性的同时，行星齿轮传动也存在一些缺点，如结构形式比定轴齿轮传动复杂；对制造质量要求较高；由于体积较小、散热面积小导致油温升高，故要求严格的润滑与冷却装置等。

行星齿轮传动的设计进行研究，对促进技术进步和国民经济的发展具有重要的理论和实用意义。

（2）国内外的研究状况及其发展方向

世界上一些工业发达的国家，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传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动