行星减速电动滚筒毕业设计终稿

行星减速电动滚筒毕业设计终稿内容摘要：

针齿轮电动滚筒。 本设计采用的 是渐开线行星齿轮传动， 如 图 21 所示 为渐开线行星齿轮电动滚筒的装配图。 这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。 在电动滚筒中最常用的为 NGW (2K 一 H）型的二级或三级传动机构。 在国外，如 WAT 、 Interroll 等公司一般只用在直径 112mm以下的微型电动滚筒中。 而在日本、英国及国内一些厂家，大、中、小型电动滚筒中都采用这种结构。 渐开线行星轮传动的优点与不足 在行星传动中， NGW 型机构是目前电动滚筒中应用最广泛的传动结构。 对于和定周轴齿轮传动对比。 他的主要优点在于可以降低载荷不均匀系数，从而提高承载能力，降低噪声，提高运转平稳性和可靠性，降低齿轮制造精度等优点，目前已经被广泛采用。 缺点在于各行星轮所承受的负载是否能均匀分配，这是一个至关重要的问题还有就是结构较定轴齿轮传动复杂。 现在均载机构的型式较多，主要适用于三个行星轮的行星齿轮传动。 它是靠三个基本构件―太阳轮、齿圈或行星架，没有固定的径向支承，在受力不平衡的条件下，能够做径向浮动，以使各行星轮均匀分担载荷。 基本构件浮动的最常 用方法是采用双联齿轮联轴器。 一般有一个基本构件浮动即可起到均载作用，若是采用两个基本构件浮动效果更好。 均载机构的种类很多，而且各有特点，设计时可根据下述原则进行选择： 1) 浮动构件的重量要轻，受离心力影响要小，浮动要灵敏； 2) 浮动构件受力要大，受力大则灵敏，均载效果好； 3) 浮动构件应能以较小的位移量即可补偿制造误差； 4) 均载机构要具有缓冲和减震性能； 5) 均载机构结构要简单，便于制造而且效率要高。 [3] 图 21 NGW行星齿轮传动电动滚筒 行星齿轮传动设计和制造时主要技术要求 行星齿轮传动设计和制造时主要技术要求为 使各行星轮均匀分担载荷，补偿不可避免的制造误差，以充分发挥行星齿轮传动具有体积小，重量轻和承载能力高等优点，为此应从设计、制造和安装上采取措施满足其主要技术要求。 (1)齿轮齿轮精度通常与定轴传动的齿轮精度相当或稍高，在一般条件下，齿轮精度应不低于 8— 7— 7 级，高速传动的太阳轮和行星轮精度应稍高，有的要求不低于 5级，内齿轮精度不低于 6 级。 齿轮精度除与齿轮相对于行星架的圆周速度有关外，还与选取合理的均载机构有关。 合理的均载机构，取定轴传动的齿轮精度即可，而齿轮联轴器的齿轮精度达到 8 级即可。 齿轮啮合侧 隙应比一般定轴传动稍大，即齿厚极限偏差或公法线长度极限偏差达到Ⅱ组： 8— 9级，中心距偏差达到Ⅱ组 9— 10 级即 1/2IT9 即可，齿轮联轴器的齿轮侧隙也可以参照这个要求制造。 齿轮的材料和热处理，一般太阳轮和行星轮的载荷循环次数最多，所以二者通常选用相同的材料和热处理，应选用承载能力较高的合金钢，采用表面淬火、渗碳淬火或渗氮等热处理，内齿轮强度一般裕量较大，可采用稍差一些的材料。 (2)行星架 中心距偏差会影响齿轮啮合侧隙，还会由于各中心距偏差的数值和方向不同，而导致行星轮轴孔距相对误差和行星架偏心，从而影 响浮动件的浮动量。 (3)行星架偏心公差 行星架偏心公差应不大于行星轮轴孔的相邻孔距公差之半。 (4)行星架加工后应进行静平衡试验 当行星架外圆直径小于 200mm 时，不平衡力矩 不大于。 当行星架外圆直径 200～ 300mm 时不平衡力距不大于 当行星架外圆直径为 350～ 500mm 时不平衡力矩不大于。 为了最大限度的补偿不可避免的制造误差，除了前述采用基本构件浮动的均载机构外，还有下述措施。 a .尽可能采用滑动轴承的行星轮结构，这样可使作为滑动轴承的金属或非金属衬套由于它本身的弹性和间隙配合，使行星轮也成为一种弹性件的均载机构。 这种机构结构简单，制造容易，缓冲性能好二在微型电功滚筒或电动辊子中，干脆用粉末冶金材料、 尼龙或工程塑料等制成行星轮，用间隙配合装在行星轮轴上，对降低成木、均匀载荷分配有很好的效果。 ，也常将内齿轮用金属或非金属制成薄壁的柔性构件，靠内齿轮的薄壁的弹性变形以达到均载的目的。 当内齿轮外径不大于 100 ～时，内齿轮壁厚  ＝ ( — )a。 在较大型的电动滚筒 中，内齿轮可用弹性圆柱销 （ GB879 一86 ） 固定到滚筒体上，也有较好的缓冲减振作用，这些都可以对制造和装配基本构件时产生的不可避免的误差进行适当的补偿，从而可降低对基本构件制造的技术要求，达到既节约成本又叮使传动性能平稳和可靠的目的。 [3] 行星轮电动滚筒部件的 设计 及选用 电动机 采用 55kw 直接油冷式电动机。 电动滚筒作为带式输送机的动力源，电动滚筒的工作特点是：长时间连续工作，因此要求电动机为连续 工作制；带式输送机一 旦停机，要求电动滚筒能够在 有负荷的情况下启动，一次要求电动机有较大的起动转矩，而且又要求电动机的起动电流不要太大。 因此选用笼式三相异步电动机， 而 直接油冷式电动机定子壳体上除了有散热片外，还有许多孔。 滚简体内的冷却油通过这些孔流到电动机的绕组上，直接冷却绕组及铁芯产生的热量。 滚筒体内壁上有刮油板，当电动滚筒旋转时，刮油板也搅动冷却油。 刮油板将带起的油浇到有孔的定子壳体的上部及侧面，冷却油便可以通过定子壳体上的孔流人定子壳体内，直接冷却电动机绕组。 冷却效果好， 因此可以选用相应的大功率电动机。 [3] 图 22 直接油冷式电动机 图 23 直接油冷式电动滚筒 渐 开线行星齿轮 传动 渐开线行星齿轮传动的电动滚筒这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。 在电动滚筒中最常用的为 NGW ( ZK 一 H ）型的二级或三级传动机构。 在国外，如 WAT、 Interroll 等公司一般只用在直径 112cm以下的微型电动滚筒中。 而在日本、英国及国内一些厂家，大、中、小型电动滚筒中都采用这种结构。 从图 24 中可见，它属于 NGW 型传动机构。 图中 太阳轮 A1 通过联轴器 与电动机的转子轴联接。 第一 级齿圈 B1 固定，由行星架输出，同时作为第二级传动太阳轮 A2的输 入。 第二级传动 行星架与法兰轴联接 固定 ，行星轮 C2 定轴 ，行星架 与 筒体联接 输出动力 ，从而驱动电动滚筒的筒体旋转。 a． 齿轮材料的选择 齿轮是电动滚筒中的重要零件，它担负着传递动力、改变运动速度及方向的重要任务，因此对齿轮材料提出如下要求： 1) 具有高的接触疲劳极限； 2) 具有高的抗弯强度； 3) 具有高的耐磨性； 4) 具有足够的冲击韧性。 [3] 同时还应考虑材料的加工工艺性、经济性，以及材料的来源等因素。 正确的选用齿轮材料和进行合理的热处理，是满足齿轮设计要求、延 长齿轮使用寿命及节约制造成本图 24两级行星齿轮传动的结构原理图 的主要途径。 本次设计中， 太阳轮选用 40Cr 粗车后调质处理，制齿后齿面高频淬火。 行星轮同样采用 40Cr。 内齿圈采用 45 号钢粗车后调质，制齿后齿面高频淬火。 b． 行星齿轮的计算 （一） 传动比及传动比分配 （ 1） 计算传动比 i 0 . 8 1 5 0 01 1 9 . 6 36 0 6 0 3 . 2Dni v     因为行星轮数目 sC =3 时，传动比范围只有 ~  ，故选用 NGW型两级行星齿轮传 动 （ 2）传动比分配 分配原则是各级传动等强度和获得最小的外型尺寸，在 NGW 型两级行星齿轮传动中，用角标Ⅰ表示高速级参数，Ⅱ表示低速级参数。 设高速级与低速级外啮合齿轮材料、度相同，则lim limHHⅠ Ⅱ。 取行星轮数目 sC =3；齿面工作硬化系数 12WWZZ ,低速级内齿轮分度圆直径 BdⅡ 与高速级内齿轮分度圆直径 BdⅠ 之比值以 B 表示，并取BBdB= ⅡⅠ；取载荷不均系数 ccKKⅠ Ⅱ。 ；取齿宽系数 d ⅡⅠ。 因为动载荷系数 VK 、接触强度计算的齿向载荷分布系数 HK 及接触强度计算的寿命系数 NZ 的三项比值的乘积 vVK KHⅠ H Ⅰ NⅡⅡ Ⅱ NⅠKZKZ等于 — ，故取 H NV H NK K ZK K ZⅠ Ⅰ ⅡⅡ Ⅱ Ⅰ 所以 2 l im2 l im 1 .2 1 .9 2 .2 8s d c V H N W Hs d c V H N W HC K K K Z ZAC K K K Z Z   Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ ⅡⅡ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 3E AB =  i  ⅡⅠ （二） 高速级计算 （ 1） 配齿计算 4 .9 383ABAXZ Asi ZC  所以 AZ =23 3 8 3 2 3 9 1B s AZ cC Z         11 9 1 2 3 3 422C B AZ Z Z     采用高变位，因为 4BAXi  ，所以太阳轮取正变位，行星轮和内齿轮取负变位，即  ，   （ 2） 按接触强度传动的中心距 a和模数 m。 输入转矩 1559 5 5 0 9 5 5 0 3 5 0 .1 71500PT n   Ⅰ  Nm 太阳轮传递的扭矩 35 7 5 13 33AcsTTKC   ⅠⅠ  Nm 齿数比 34 23CAzu z   太阳轮和行星轮的材料用 40rC 刚表面淬火，表面硬度 2lim 1 1 0 0 /H N mm  计算中心距  3 22 . 4 1 3 4 . 2 34 8 4 1 . 4 8 1 1 2 0 0 . 3 2 0 . 0 8 4 3 2 6 5 1 0 1 . 2 20 . 3 1 1 0 0 1 . 4 8a      mm 模数 2 2 10 2 523 34ABam zz    所以取模数 m=4。 （ 3） 几何尺寸计算 1） 分度圆直径 4 2 3 9 2AAd m z   Ⅰ Ⅰ  mm 1 4 3 4 1 3 6Cd m z   CⅠ  mm 1 4 9 1 3 6 4Bd m z   BⅠ  mm 2） 齿顶高    * 1 0 .3 4 5 .2aAh h x m    aA Ⅰ Ⅰ mm    * 1 0 .3 4 2 .8aCh h x m    aC Ⅰ Ⅰ mm   0 .1 4 0 .3 4 4 .6 4aBh    Ⅰ  mm 3） 齿根高    ** 1 0 .2 5 0 .3 4 3 .8aAh h c x m      fA Ⅰ Ⅰ mm     ** 1 0 .2 5 0 .3 4 6 .2aCh h c x m       fC Ⅰ Ⅰ mm     ** 1 0 .2 5 0 .3 4 3 .8aBh h c x m       fB Ⅰ Ⅰ mm 4） 齿高 5 . 2 3 . 8 9 . 0h h h    A Ⅰ aA Ⅰ fA Ⅰ  mm 2 . 8 6 . 2 9 . 0h h h    C Ⅰ aC Ⅰ fC Ⅰ  mm 4 . 6 4 3 . 8 8 . 4 4h h h    B Ⅰ aB Ⅰ fB Ⅰ  mm 5） 齿顶圆直径 2 9 2 2 5 . 2 1 0 2 . 4d d h     aA Ⅰ A Ⅰ aA Ⅰ mm 2 1 3 6 2 2 . 8 1 4 1 . 6d d h    。