1、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
2、。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-H planetary gear box designAbstract：In a given gear ratio, torque, modulus, and the number of planets round under the conditions of the plane
3、tary reducer for the overall program design, conventional design, the output shaft of the process design and draw parts assembly diagram and Fig.Planetary reducer selection of the overall design of the sun round the floating bodies are set, the sun wheel gear coupling with a single high-speed shaft
4、connected to the realization of floating, the floating floating method is sensitive, simple structure, easy to manufacture, easy to install. Round the sun gear coupling with the second half of the outer sleeve teeth into one, with gear designed with the structure of ring gear, planetary rigid frame
5、a better selection of both the overall board structure, with the output shaft flange-type connection, planetary output shaft through the frame with two pins in a symmetrical arrangement to ensure coaxiality. Selection of drum gear coupling tooth gear coupling, gear coupling crown gear axis to allow
6、the two larger angular displacement, load-bearing capacity is relatively strong, and easy to install and adjust. Used oil tank gear reducer lubrication, bearing lubrication using splash.According to the overall design of conventional design and calculation programs and the general assembly drawing,
7、as well as round the sun, planetary plane, input shaft, output shaft of the parts diagram.Input shaft of the process design of the input shaft to process analysis, mapping parts diagram; to determine the manufacture of blank forms; the development of parts of the machining process and complete the p
8、rocess route and process Card card.Key words: 2K-H planetary gear reducer boxSignature of Supervisor:目 录1 前言-11.1 选题的依据及意义-11.2 国内外研究概况及发展趋势-12 常规设计计算 -32.1 已知条件 -32.2 设计计算 -32.2.1 选取行星轮传动的传动类型和传动简图 -32.2.2 行星轮传动的配齿计算 -32.2.3 初步计算齿轮的主要参数 -42.2.4 装配条件的验算 -52.2.5 传动效率的计算 -62.2.6 减速器的润滑和密封 -102.2.7 齿轮强
9、度验算 -102.2.7.1 校核其齿面接触强度 -102.2.7.2 校核其齿跟弯曲强度 -133 结构设计计算 -153.1 行星架的结构设计与计算 -153.1.1 行星架的结构设计 -153.1.2 行星架结构计算 -153.2 齿轮联轴器的结构设计与计算 -163.3 轴的结构设计与计算 -173.3.1 输入轴的结构设计与计算 -173.3.2 输出轴的设计计算 -193.4 铸造箱体的结构设计计算 -204 输入轴的工艺设计 -224.1 零件的分析 -224.1.1 零件的图样分析 -224.1.2 零件的工艺分析 -224.2 工艺规程设计 -234.2.1 确定毛坯的制造形
10、式 -234.2.2 基面的选择 -234.3 制定工艺路线 -234.3.1 工艺路线方案一 -234.3.2 工艺路线方案二 -244.3.3 工艺路线方案三 -254.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 -254.4.1 机械加工余量的确定 -254.4.2 毛坯尺寸确定 -264.5 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 -361、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
11、 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
12、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
13、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
14、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：NNGW（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=1
15、140N.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。输 入 输 出ac图 2-1 行星传动的传动简图2.2.2
16、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 = -1=4.46-1=3.46（见参考文献2）abzppi（一般 取 38，在满足 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 apab ziz64.3)1(取 =17 则 =3.64X17=61.8
17、8，圆整后取 =61。azb b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 =22.44，圆整后取 。2acz2cz所以，行星轮传动的各轮齿数分别为 17， 61， 22。bc2.2.3 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： 25.0,1,20,61,7chzz acba 齿轮的几何尺寸计算如下：（见参考文献2）此处省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该
18、论文已经通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 paccndsi2,式中 n p 行星轮个数；aac a-c 啮合副的中心距；dac 行星轮的齿顶圆直径。已知 代入上式可得5.97,120acac 87.1630sin即满足邻接条件。（2）同心条件 对
19、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cba已知 5.97,.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cnzpba（整数）已知 3,61,7pn2pbaz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：按公式(5-36) （见参考
20、文献2）计算 如下：m对于啮合副（a-c）:齿顶圆压力角： 75.329.arcosarcos1 bd.0142ab 6.tnttant2221 zz对于啮合副（c-b）:齿顶压力角： 5.3018.42 78.1tanttant 221 zz根据公式（5-37） （见参考文献2） 得 取 .0mf05.221zfmxa8b(行星齿轮传动中大都采用滚动轴承，摩擦损失很小故可忽略) 974.01xmbabxap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
21、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/FbtaKp值在 的范围内变化，为了减小载荷不均匀系数，便产生了所谓的pn1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
22、件上所受的力较大，因此，作用力大才能使其动作灵敏、准确。（3） 在均载过程中，均载构件应能以较小的自动调整位移量补偿行星齿轮传动存在的制造误差。（4） 均载机构应制造容易，结构简单、紧凑、布置方便，不得影响到行星齿轮传动的传动性能。（5） 均载机构本身的摩擦损失应尽量小，效率要高。（6） 均载机构应具有一定的缓冲和减振性能，至少不应增加行星齿轮传动的振动和噪声。在本设计中采用了中心轮浮动的结构。太阳轮通过双齿或单齿式联轴器与高速轴相联实现浮动（如图 2-2 所示） ，前者既能使行星轮间载荷分布均衡，又能使啮合齿面沿齿寛方向的载荷分布得到改善；而后者在使行星轮间载荷均衡过程，只能使太阳轮轴线偏斜，从而使载荷沿齿寛方向分布不均匀，降低了传动承载能力。这种浮动方法，因为太阳轮重量小，浮动灵敏，结构简单，易于制造，便于安装，应用广泛。根据 2K-H（A）型行星传动的工作特点、传递扭矩的大小和转速的高低等情况对其进行具体的结构设计。首先应该确定太阳轮 a 的结构，因为它的直径d 较小，所以轮 a 应该采用轴齿轮的结构。因为在该设计中采用了中心论浮动的结构因此它的轴与浮动齿轮联轴器的外齿半联轴套制成一体或连接(如图2-3)。且按该行星传动的扭矩初步估算输入轴的直径 da， 同时进行轴的结构设计。为了便于轴上零件的拆装，通常将轴制成阶梯形。总之在满足使用要求的
