机械毕业设计（论文）远程操作矿用双速运输绞车的设计（7张图纸）.doc

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1、中国矿业大学徐海学院本科生毕业论文姓 名： 学 号： 学 院： 中国矿业大学徐海学院 专 业： 机械工程及自动化 论文题目： 远程操作矿用双速运输绞车的设计 专 题： 指导教师： 职 称： 教授 2016 年 06 月 徐州中国矿业大学徐海学院毕业论文任务书专业年级 理工12-1 学号 学生姓名 任务下达日期：2015年 12 月 10日毕业论文日期：2015年 12 月 15 日至 2016 年 6 月 10日全套图纸，加153893706毕业论文题目：远程操作矿用双速运输绞车的设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：矿用运输绞车是司机须站在滚筒前用双手操作刹车手柄，这种操作方式不仅劳

2、动强度大，而且非常不安全，断绳经常打伤司机，过载时钢丝绳连带绞车及其底座一同拉起。本课题设计的绞车通过液压离合器和多级行星齿轮传动实现变速切换，高速时提升速度快；低速时，提升力矩大，液压制动器制动滚筒。通过控制电机、液压制动器，远离滚筒实现远程操作。本课题涉及机械、液压、控制系统的设计，可较好锻炼学生机械、液压、监控的综合设计能力，培养学生具有开发和设计机电产品的能力。本课题包括电动机选型、多级行星齿轮传动方式比较与选择、多级行星齿轮传动的设计、绞车卷筒的设计、液压制动器设计等。进行各部分的结构设计、受力分析、强度计算、参数选择、标准零部件的选用，运用标准、规范、手册、图册与图表绘制装配图和零

3、件图。指导教师签字：郑 重 声 明本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 中国矿业大学徐海学院毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩：

4、指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学徐海学院毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学徐海学院毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要对于传统的矿井绞车，司机须站在滚筒前用双手操作刹车手柄

5、。这种操作方式的劳动强度大且断绳经常打伤司机。绞车过载时，钢丝绳可能连带绞车及其底座一同拉起，对人员、设备造成不可估量的损失。对于普通单速绞车，运行时只有一种速度，实际应用面较窄。本课题设计的远程操作矿用运输绞车为解决这些问题提供了方法。本文设计的绞车采用行星齿轮变速器实现绞车双速的切换。高速时，提升速度快；低速时，提升力矩大。本绞车通过三组制动器控制其运动状态，多种抱闸方式可实现多种运行状态。盘式制动器采用液压方式进行控制，可以方便的实现远程控制。关键词：绞车；行星齿轮；制动器ABSTRACTTraditional mine winch, drivers are required to st

6、and before the drum using both hands to operate the brake handle.This mode of operation leading with the rope breaking labor intensive can hurt the drivers.When the wire rope overload, winch and the base are pulled up together, causing incalculable damage to personnel and equipment. For the ordinary

7、 single-speed winches, it runs only one speed, a narrower application. This study winch designed to provide a method of solving these problems. The design winch is using planetary gear transmission to achieve double-speed switch. At high speed, it increases speed and at low speed, it can increase to

8、rque. The winch can control the movement through three sets of brakes and multiple brake can be run in multiple states. Keywords：winch; planetary gear; brake目 录1.绪 论11.1本课题研究的背景11.2本课题的研究意义11.3国内外研究现状、水平和发展的趋势22.钢丝绳及滚筒的设计32.1已知参数32.2钢丝绳直径的计算与选择32.2.1选择系数C的确定32.2.2钢丝绳最大静拉力S的确定32.2.3钢丝绳的安全验算42.3卷筒42.3

9、.1卷筒的几何尺寸42.3.2卷筒的校核53.传动部分83.1三个传动方案设计的比较83.2电机选型93.3传动比分配113.3.1计算传动比113.3.2快速齿数分配113.3.3快速时传动比的校验123.3.4慢速时齿数分配123.3.5慢速时传动比的校验143.4计算各级齿轮的转速143.4.1快速时各级转速143.4.2慢速时各级转速153.5材料的选取163.6双速绞车第一级行星轮传动的计算163.6.1按接触强度初算初算齿轮的中心距和模数163.6.2根据齿根弯曲强度计算模数193.6.3第一级变位行星齿轮几何尺寸的有关计算203.7第二级行星轮系传动的计算243.7.1按接触强度

10、初算初算齿轮的中心距和模数243.7.2根据齿根弯曲强度计算模数263.7.3第二级行星轮系几何尺寸的有关计算283.8双速绞车第三级行星轮传动的计算293.8.1按接触强度初算初算齿轮的中心距和模数293.8.2根据齿根弯曲强度计算模数323.8.3第三级变位行星齿轮几何尺寸的有关计算334. 制动部分374.1各级轮系的受力分析384.1.1快速级受力384.1.2慢速级受力394.2闸的设计414.2.1制动闸设计414.2.2调速闸一设计444.2.3调速闸二设计485.校核部分495.1第三级齿轮的校核505.1.1 A-C传动时强度的校核505.1.2 C-B传动时强度的校核565

11、.2第三级行星轴的校核615.3第三级行星轮系轴承的校核635.3.1第三级行星轴上轴承的校核635.3.2第三级内齿圈左端轴承的校核645.3.3第三级内齿圈右端轴承的校核655.4第三级行星轮系键的校核66参考文献66翻译部分67原文部分68中文译文72致 谢771.绪 论绞车在各工况中是常用的运输和提升装备，广泛应用于在矿山机械、建筑机械等各种工程领域中，特别是在煤矿运输的领域，可运输煤矿物料，调度设备，绞车的安全对于矿山正常运输的环节至关重要。绞车分为提升绞车、调度绞车、运输绞车等，适合不同的矿山工况场合，有着不同工用。不断查阅相关资料，结合毕业实习，设计出运输绞车的可行性方案。1.1

12、本课题研究的背景煤炭资源在中国能源结构之中居于及其重要的地位，因此煤炭的开采设备也在快速发展中。现在煤矿采掘机械化程度发展较高，而煤矿的辅助运输机械化程度相相对较低，目前小型功率绞车和牵引电车是国内主要矿井辅助运输设备，而且有些落后的煤矿还有人力推车等，效率极低，发展落后了许多，限制了煤矿的生产效率，同事也制约了其安全状况。针对现在煤矿辅助运输相对落后的状矿，要求我们要尽量去研发高性能的辅助运输设备。 轨道运输的牵引设备是矿用绞车，煤炭开采辅助运输类必要的设备。在矿山采掘和运输的时候，绞车可以调度人员，搬运物料，搬迁矿井下的采掘设备等，绞车的应用十分广泛。性能好的绞车可以提高矿井的生产效率，提

13、高矿井的安全状况，给整个矿井带来很好的经济利益，如果绞车突然坏掉，一定会造成较大的经济损失。1.2本课题的研究意义常见的矿用运输绞车须员工靠近绞车用双手操作绞车的刹车手柄，这种情况需要消耗员工相当大的体力，劳动强度大，而切断绳经常会伤及员工，有的甚至会夺走生命，拉力过大的时候，钢丝绳连带绞车及其底座一同拉起，员工操作绞车及其危险。本课题设计的绞车靠三级行星齿轮传动轮系的结构和制动器相配合来实现变速，高速的时候，受力较小，提升的速度相对较快；低速的时候，受力相对较大。通过液压制动器来实现远程操作，提高了工作人员的人身安全，而且降低了工作人员的劳动强度。传统的双速绞车靠的是双联齿轮实现差速，使用寿

14、命相对较短，而本传动结构得创新点在于利用三级行星传动和制动器相配合，实现变速，可以适合不同的工作状况。1.3国内外研究现状、水平和发展的趋势前苏联的绞车技术在国际上也属于先进水平，解放初期，在苏联国际友人的帮助下，中国的矿井设备大多是仿造苏联的设备，在前期，绞车刚刚在中国发展，绞车的技术相对落后，而且它的工作效率极低，使用时间相对短暂，容易坏，寿命很短。渐渐的，随着科学技术的不断发展，我国的绞车技术已经走向自主生产、自主研发的道路。我国的综合机械化技术正向着高产量、大功率和重型化的趋势发展。矿业大学的教授李炳文发明了“齿一联”传动的双速多用绞车，是国内外绞车技术的一次革新，相应的也推动了我国绞

15、车技术快速的发展，绞车使用的寿命得到很大的提高，工作效率也大幅提高，给我国的绞车技术的注入了新的养分。目前，新型的绞车结构紧凑合理，体积小，重量轻，使用灵活方便。双速矿用运输绞车具有两种速度：快速和慢速。双速绞车具有多种功能，如SDJ型双速多用绞车，它具有辅助运输的特点，功能相对较多。现代化绞车的发展方向着多功能，小型化，自动化等特点发展，尤其对于矿用的绞车产品，安全性至关重要。绞车的发展趋势大致分为五个方向a.向标准化方向发展b.向体积更小、重量更轻、结构更紧凑的方向发展 c.向更高效方向发展 d.向寿命更长、噪音更低方向发展 e.向更大功率方向发展 。2.钢丝绳及滚筒的设计2.1已知参数远

16、程操作矿用运输双速绞车设计参数相关参数快速慢速基层上钢丝绳静张力KN40 KN60 KN基层上钢丝绳速度m/s1.6 m/s0.4 m/s绳容量m760 m760 m表2.1-12.2钢丝绳直径的计算与选择钢丝绳的直径可以按钢丝绳的最大静拉力来确定，对于矿用的双速滚筒绞车来说，计算公式如下：（ 2.2-1 ）式中表示钢丝绳的最小直径，单位mm； 表示选择系数,单位mm/N； 钢丝绳的最大静拉力，单位N。2.2.1选择系数的确定其取值与矿用双速绞车的工作级别有关，对于搬运危险物品的起重用的钢丝绳，一般按比设计工作级别高一级选择和值，对于钢丝绳的安全系数要求要大于等于5。查机械设计手册，成大先著，

17、8-16页，表8-1-15，钢丝绳的公称抗拉强度=1770MPa时，安全系数=6，对应的选择系数=0.109。2.2.2钢丝绳最大静拉力的确定钢丝绳最大静拉力由起重载荷确定，起升载荷是由基层钢丝绳的最大静张力来确定的，由矿用双速绞车的设计参数得知，快速时，静张力为40KN,慢速时静张力为60KN,因此=60KN把数据带入式2.2-1得，=26.7 mm根据机械设计手册，成大先第五卷，选用钢丝绳的结构：619S+FC；直径:=30mm。2.2.3钢丝绳的安全验算按照所选择的钢丝绳的直径及矿用双速绞车的工作安全级别，钢丝绳的破断力要满足如下计算公式：（ 2.2-2 ）式中所选钢丝绳的破断力，单位N

18、； 钢丝绳的最小安全系数。查8-19页表8-1-38，选取钢丝绳的公称抗拉强度,安全系数=6；查8-19页表8-1页，当钢丝绳的直径为=30mm时，钢丝绳的最小破断拉力为=529KN。将数据带入2.2-2式，得 =360KN =529KN达到设计要求。2.3卷筒2.3.1卷筒的几何尺寸卷筒的名义直径：=750mm（ 2.3-1 ）绳槽半径：=15.9mm16.8mm（ 2.3-2 ）则=16mm。绳槽深度：=7.5mm12mm（ 2.3-3 ）则=10mm。标准槽绳槽节距：=32mm34mm（ 2.3-4 ）则=33mm。卷筒厚度：=30mm（ 2.3-5 ）根据机械设计手册，成大先著，查8-

19、76页，表8-1-74，根据双速绞车的工作级别，选=25mm,卷筒的卷绳层数=9。每层的圈数：=26.37（2.3-5 ）则=27层。多层的绳槽卷绕节距：=33mm36mm（ 2.3-6 ）则=35mm。多层卷筒长度：=980.1mm1069.2mm（ 2.3-7 ）则=1000mm。2.3.2卷筒的校核a. 卷筒的内表面最大应力校验。卷筒内表面最大压应力：（ 2.3-8 ）式中与卷筒绕层有关系数； 应力减小系数； 钢丝绳的最大静拉力，单位：N； 钢丝绳卷绕节距，单位：mm； 卷筒厚度，单位：mm； 许用压应力，单位：MPa。查8-76页表8-1-73，当卷筒层数大于等于5时，=2.5，一般取

20、=0.75，节距=35mm，卷筒厚度=30mm。钢丝绳的最大静拉力的计算：（ 2.3-9 ）（ 2.3-10 ）联立式2.3-9和式2.3-10得，（ 2.3-11 ）由式2-14可以得知，当一定时，一定时，与成反比，则第一层的静拉力为钢丝绳的最大静拉力。忽略摩擦等，电动机的功率也是卷筒的最大功率，基准层为第5层，已知第五层上钢丝绳的拉力=60KN （ 2.3-12 ） ( 2.3-13 )带入数据得 ,=78461.5N.m查8-81页，按GB/T11352规定卷筒材料为：ZG270-500，铸钢，=270MPa，=500MPa，=180MPa。将数据带入式2.3-8，进行校验：=140.1

21、MPa因此，达到设计要求。b.卷筒稳定性的校验。卷筒失去稳定时的临界压力：=26.9MPa（ 2.3-14 ）卷筒壁单位压力：=6.0MPa（ 2.3-15 ）稳定系数：（ 2.3-16 ）达到稳定性验算要求。3.传动部分3.1三个传动方案设计的比较通过收集资料，我初步设计了第一种方案，经过与老师探讨，以及查阅相关资料，设计过程中对方案不断改进，最终确定出自己的设计方案。图3.1-1第一种传动方案传动方案一：当调速闸一闸死，调速闸二开时候，电机直接传动到第二级太阳轮，通过第二级和第三级行星轮系进行传动，绞车进入到快速级；当调速闸一松开，调速闸二闸死的时候，电机带动第一级的行星轮转动，第一级和第

22、二级内齿圈速度为零，通过三级行星传动绞车进入慢速级。（a)虽然实现双速传动的效果，但是此种情况设计并不太好，两级传动在外面，占地空间相对较大，而且第二级行星架安装在筒体内实施难度大。图3.2-2第二种传动方案传动方案二：该传动在调度绞车的基础上改造的，当调速闸一闸死，调速闸二开时，电机直接连接到太阳轮，进行三级行星传动，实现绞车慢速级工作；当调速闸一松开，调速闸二闸死时，仅仅进行一级传动，要求要有较大的传动比，实现绞车快速级工作。此种传动方案实现了两级传动在绞车滚筒的内部，体积小，合理的利用空间，但是检修不太方便，快速级时仅仅是一级传动，实际设计中一般很难满足设计的要求。图3.2-3第三种传动

23、方案传动方案三：该传动是在前两种传动方案的基础上改造的。当调速闸一闸死，调速闸二开，显然，第三级内齿圈速度为零，绞车三级行星传动，绞车进入慢速级工作；当调速闸一开，调速闸二闸死，第三级太阳轮接机架，第二级行星架也接机架，绞车的结构是二级行星传动。将前两级放入到滚筒中，第三级放入到滚筒外，体积小，可以有效利用空间。缺点是不太容易检修，相比较前两种，第三种结构相对较好，所以选择第三种方案。3.2电机选型快速时，绞车工作时的功率：=64KW( 3.2-1 )慢速时，绞车工作时的功率：=24KW( 3.2-2 )那么，工作机的最大输出功率=64KW。工作机工作时的总效率：（ 3.2-3 ）式中联轴器的

24、效率； 行星传动的效率； 圆柱滚子轴承的效率； 齿轮啮合的效率； 深沟球轴承的效率； 钢丝绳的缠绕的效率。查机械设计课程上机与设计，程志红、唐大方著，102至103页，表9-1，联轴器的效率=0.99，行星传动的效率=0.98，圆柱轴承滚子传动的效率=0.99，齿轮啮合的效率=0.99，深沟球轴承的效率=0.99，钢丝绳的缠绕的效率=0.96。将数据带入式3.2-3，得=0.88电动机的输出功率：=72.7KW（ 3.2-4 ）由于双速绞车用于矿井中，环境较为恶劣，多粉尘瓦斯等封闭的环境，所以选用系列的隔爆异步电动机，该电机广泛应用于爆炸性气体混合物存放的场所。根据机械设计手册，成大先著，查1

25、7-127页，表17-1-91，选电机型号YB2-315M-8,额定功率为75KW,额定转速为740r/min。3.3传动比分配3.3.1计算传动比电机的角速度：=77.45rad/s（ 3.3-1 ）在双速绞车快速工作的时候，对应滚筒的角速度：=3.14rad/s（ 3.3-2 ）在双速绞车慢速工作的时候，对应滚筒的角速度：=0.78rad/s（ 3.3-3 ）快速时，对应的传动比：（ 3.3-4 ）慢速时，对应的传动比：（ 3.3-5 ）3.3.2快速齿数分配当调速闸2闸死的时候，双速绞车进行二级传动，绞车工作为快速。一二级的传动比：=-24.67（ 3.3-6 ）由传动结构得， （ 3.

26、3-7 ）， （ 3.3-8 ）由3.3-8得，（ 3.3-9 ）将3.3-9带入3.3-7得，化简，得（ 3.3-10 ）则取=-3.0，那么=-5.4175根据机械设计手册，成大先著。查14-443页，表14-5-15，=6.4286,=14,=31,=81因为最小齿数小于17，第一级行星需要进行变位，即=14,=31,=81。查14-442页，表14-5-15，=4.0，=27，=27，=81，为第二级行星齿轮无需变位,即=27，=27，=81。3.3.3快速时传动比的校验将有关齿数带入3.3-10，实际的传动比：=-24.71传动比误差：=0.16%4%选取的齿数符合要求。3.3.4慢

27、速时齿数分配当调速闸1闸死的时候，双速绞车进行三级级传动，绞车工作为慢速。一二三级总的传动比：（ 3.3-11 ）由传动结构得：， （ 3.3-12 ），（ 3.3-13 ）（ 3.3-14 ）由4.3-14式，得即（ 3.3-15 ）将3.3-15式带入3.3-13，得即（ 3.3-16 ）将3.3-16式带入3.3-12，得则：（ 3.3-17 ）带入数据得=99.29则=3.7。根据机械设计手册，成大先著，查14-442页，表14-5-15，=4.875,=16,=13,=62因为最小齿数小于17，第三级行星需要进行变位，即=16,=23,=62。3.3.5慢速时传动比的校验：将有关齿数

28、带入3.3-17，三级实际的总传动比：传动比误差：=1.3%4%选取的齿数达到要求。3.4计算各级齿轮的转速3.4.1快速时各级转速调速闸二闸死，调速闸一松开，双速绞车为二级传动行星传动，此时双速绞车进入了快速级。双速绞车快速时第一级太阳轮的转速：=740r/min（ 3.4-1 )双速绞车快速时第一、二级内齿圈的转速：=22.95r/min( 3.4-2 )双速绞车快速时第一级行星架和第二级太阳轮的转速：=89.85r/min( 3.4-3 )3.4.2慢速时各级转速调速闸一闸死，调速闸二松开，双速绞车为三级行星传动，此时双速绞车进入了慢速级。双速绞车慢速的时候第一级行星轮系的转速与快速时的

29、第一级行星轮系的速度相同。慢速时第三级行星轮系行星架转速与第二级行星轮内齿圈的转速由3.3-17，得=7.35r/min( 3.4-4 )慢速时第二级太阳轮的转速与第一级行星架的转速=37.78r/min( 3.4-5 )慢速时第二级行星架的转速与第三级太阳轮的转速=27.16r/min( 3.4-6 )快速时，各齿轮转速表：齿轮n1n2n3n4n5转速740r/min89.85 r/min29.95r/min89.85r/min0r/min表3.4-1慢速时，各级齿轮转速：齿轮n1n2n3n4n5转速740r/min89.85 r/min29.95r/min89.85r/min27.16r/

30、min齿轮n6n7n8n9转速7.35r/min27.16 r/min7.34r/min0r/min表3.4-2绞车的结构通过制动闸来改变其传动的方式，快速的，闸一开，闸二闸死，由电机通过鼓式联轴器带动第一级太阳轮转，太阳轮带动内齿圈和行星架转，通过行星架又传到第二级的太阳轮，行星架相当于接机架，第二级相当于在做定轴转动，第三级不工作。慢速的时，闸一闸死，闸二开，第一级与快速的传动方式相同，第二级做行星传动，通过第二级行星架与太阳轮相接，第三级太阳轮传递到第三级的行星架，内齿圈由闸一闸死，速度为零，行星架通过鼓式齿连接滚筒，带动滚筒。3.5材料的选取齿轮材料热处理表面硬度芯部硬度加工等级太阳轮

31、20CrMnTi渗碳淬火57-61 HRC35-40 HRC14504006级行星轮20CrNi2MoA渗碳淬火57-61 HRC35-40 HRC14502806级内齿圈40Cr调质262-302HBS700250 7级表3.5-13.6双速绞车第一级行星轮传动的计算3.6.1按接触强度初算初算齿轮的中心距和模数由于快速的时候，第二级行星架静止不动，则用此种情况来计算第一级的行星齿轮传动的相关参数。由于第一级的太阳轮通过鼓式联轴器与第一级的太阳轮联接，所以第一级太阳轮的转速等于电机的转速。第一级太阳轮的转速：=740r/min( 3.6-1 )第一级太阳轮的转矩：=27533.33r/min

32、( 3.6-2 )太阳轮分度圆直径：( 3.6-3 )式中载荷系数 太阳轮的转矩 齿轮的传动比 材料的弹性系数 齿宽系数 接触疲劳许用应力a.计算载荷系数。( 3.6-4 )使用系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第190页，表10-2，选取中等载荷冲击，=1.5；动载系数，式6级加工精度，查机械设计，西北工业大学第八版，第194页，表10-8，选=1.1；齿间载荷分配系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第196页，表10-4，选=1；齿向载荷分配系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第205页，表10-7，选=1.1；将各个取值带入式3.6-4，得 =1.815b.计算传动比。=2.21

33、（ 3.6-5 ）c.齿宽系数。查机械设计，西北工业大学第八版，第205页，表10-7，=0.4。d.材料弹性系数。查机械设计，西北工业大学第八版，第201页，表10-6，铸钢的弹性模量=188.9。e.计算应力循环次数。=2.4109（ 3.6-6 ）=1.08109( 3.6-7 )查机械设计，西北工业大学第八版，第207页，表10-19，取接触疲劳寿命系数=0.92,=0.95f.计算接触疲劳许用应力。取失效率为1%，安全系数,则=1334MPa（ 3.6-8 ）=2377.5MPa（ 3.6-9 ）比较以上两数据，取较小的值，即=1334MPa。将相关数据带入式3.6-3=79.14m

34、mg.计算模数。=5.65mm( 3.6-10 )3.6.2根据齿根弯曲强度计算模数( 3.6-11 )式中载荷系数 太阳轮的转矩 齿形系数 应力校正系数 齿数 齿宽系数 弯曲疲劳极限a.计算载荷系数。( 3.6-12 )使用系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第190页，表10-2，选取中等载荷冲击，=1.5；动载系数，式6级加工精度，查机械设计，西北工业大学第八版，第194页，表10-8，选=1.1；齿间载荷分配系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第196页，表10-4，选 =1；齿向载荷分配系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第205页，表10-7，选 =1.1；将各个取值带入式3

35、.6-12，得=1.815b.齿形系数及应力校验系数。由于=14,=31，查机械设计，西北工业大学第八版，第200页，表10-5，=2.97，=2.52，=1.52，=1.625。查机械设计，图10-18，=0.86，=0.89。c.计算弯曲疲劳许用应力。弯曲安全系数 =1.4，则=245.71MPa（ 3.6-13 ）=176MPa（ 3.6-14 ）d.计算两齿轮的并加以比较。=0.01837（ 3.6-15 ）=0.02327（ 3.6-16 ）比较之后选取取较大的值进行下面的计算。将数据带入3.6-11得 =6.8对比结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m小于由齿根弯曲疲劳强度的模数，由

36、于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮的直径(即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度计算的模数6.8并近圆整为标准值m=7。3.6.3第一级变位行星齿轮几何尺寸的有关计算。为提高啮合齿轮副承载能力，将减少一个齿，改为=30，进行不等角变位，则A-C传动未变位时中心距为=154mm（ 3.6-17 ）根据系数=1.04,查机械设计手册，成大先著，图14-5-4，预取,则.A-C的传动中心距变动系数为=0.63( 3.6-18 )实际中心距为=158.14mm( 3.6-19 )那么取实际中心距为：=159mm。计算A-C的传动中心距变动系

37、数和啮合角=0.71( 3.6-20 )=0.91014( 3.6-21 )计算A-C的传动变动系数=0.795（ 3.6-22 ）根据机械设计手册，成大先著，图14-5-5，进行校核=54和=0.795均在许用区内，因此可用。根据=0.795，实际的传动比=2.14，查图14-5-5，得=2.41,=0.385。计算C-B的传动中心距变动系数和啮合角C-B传动未变位时中心距为=161mm（ 3.6-23 ）=-0.286（ 3.6-24 ）=0.9515（ 3.6-25 ）计算C-B的传动变动系数=-0.918（ 3.6-26 ）=0.187（ 3.6-27 ）第一级行星轮系的主要参数表：齿

38、数=14=31=81变位系数=0.41=0.385=0.187中心距=159 mm模数=7 mmA-C传动中心距变动系数=0.71C-B传动中心距变动系数=-0.286表3.6-1=0.085（3.6-28）=0.088（3.6-29）有关太阳轮的相关尺寸：分度圆直径：=98mm齿顶圆直径：=116.55mm齿根圆直径：=86.24mm基圆直径：=92.09mm齿宽：=68.6mm,取70mm。齿顶高：=9.28mm齿根高：=5.88mm有关行星轮的尺寸:分度圆直径：=210mm齿顶圆直径:=228.2mm齿根圆直径：=197.89mm基圆直径：=197.34mm齿宽：，齿顶高：=9.1mm齿

39、根高：=6.06mm有关内齿圈的相关尺寸：分度圆直径：=532mm齿顶圆直径：=519.39mm齿根圆直径：=552.12mm基圆直径：=499.92mm齿宽：=70mm齿顶高：=6.31mm齿根高：=10.06mm3.7第二级行星轮系传动的计算：3.7.1按接触强度初算初算齿轮的中心距和模数由于快速的时候，第二级行星架静止不动，第二级行星轮受力相对较大，则用此种情况来计算第二级的行星齿轮传动的相关参数。第二级行星轮转速：=89.99r/min（ 3.7-1 ）第二级太阳轮的转矩：=1770833.33N.mm( 3.7-2 )太阳轮分度圆直径：( 3.7-3 )式中载荷系数 太阳轮的转矩 齿

40、轮的传动比 材料的弹性系数 齿宽系数 接触疲劳许用应力a.计算载荷系数。( 3.7-4 )使用系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第190页，表10-2，选取中等载荷冲击，=1.5；动载系数，式6级加工精度，查机械设计，西北工业大学第八版，第194页，表10-8，选取=1.1；齿间载荷分配系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第196页，表10-4，选取=1；齿向载荷分配系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第205页，表10-7，选取=1.171；将各个取值带入式3.7-4，得=1.932b.计算传动比。=3.0（ 3.7-5 ）c.齿宽系数。查机械设计，西北工业大学第八版，第205页，表

41、10-7，=0.4。d.材料弹性系数。查机械设计，西北工业大学第八版，第201页，表10-6，铸钢的弹性模量=188.9。e.计算应力循环次数。（ 3.7-6 ）（ 3.7-7 ）查机械设计，西北工业大学第八版，第207页，图10-19，取接触疲劳寿命系数=0.95,=0.98f.计算接触疲劳许用应力。取失效率为1%，安全系数=1,则=1377.5MPa（ 3.7-8 ）=1421MPa（ 3.7-9 ）比较以上两数据，取较小的值，即=1334MPa。将相关数据带入式3.7-3=152.66mmg.计算模数。=8.98mm3.7.2根据齿根弯曲强度计算模数( 3.7-10 )式中载荷系数 太阳轮的转矩 齿形系数 应力校正系数 齿数 齿宽系数 弯曲疲劳极限a.计算载荷系数。( 3.7-11 )使用系数，查机械设计，西北工业大学第八版，第190页，表10-2，选取中等载荷冲击，=1.5；动载系数，式6级加工精度，查机械