毕业设计（论文）S100掘进机截割部行星减速器设计【全套图纸】.doc

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1、摘要本次设计的目标是对S100掘进机截割部减速器进行设计,提高减速器性能，只使用齿轮传动实现大的传动比，保证掘进机截割机构的尺寸适应掘进工作的要求。首先对掘进机进行概述，介绍国内外的发展状况，再通过对传动比的分配，以及齿轮、轴、轴承的计算方法进行计算，然后对齿轮、轴、轴承进行校核，最后简单说明了掘进机的安全和维护。通过本次设计，了解到S100掘进机截割能力大，机体稳定性好，运行安全可靠等有点，还对其主要技术特性，各机构组成，机械传动有了一定的认识。并对国内外的掘进机发展有了一定了解，对以后的工作有了很大的帮助关键词：悬臂式掘进机 行星减速器 太阳轮 行星轮AbstractThe design

2、objective is to S100 boring machine cutting department of reducer design and improve performance reducer, use only the drive to achieve the transmission ratio to ensure that boring machine cutting the size adapt to the requirements of tunneling work. First of all the boring machine overview on the s

3、tate of development at home and abroad, through the re-transmission ratio of distribution, as well as gear, shaft, bearing the calculation method and the check of the gear, shaft, bearings,a simple description of the final boring machine safety and maintenance.Through this design, that S100 boring m

4、achine cutting capacity, the body stable, safe and reliable operation, and so a bit, but also itsmain technical characteristics of the various bodies, mechanical transmission to a certain awareness. I know the development of a certain understanding and the boring machine at home and abroad ,it will

5、give me a great help of work in the future work .Key words: Cantilevered boring machine Planetary reducer Sun gear Planetary gear目录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1 掘进机的作用11.2国内外掘进机发展情况31.2.1国内掘进机的发展情况31.2.2国外掘进机发展情况41.2.3我国掘进机研制存在的问题51.2.4掘进机发展趋势51.3研究的意义6第2章 S100型掘进机减速器的方案设计和动力装置的选择72.1 S100型掘进机功率的传动和截割功率的

6、输出72.2 S100型掘进机减速器对电动机的要求72.3电动机的选择72.4方案分析8第3章 S100型掘进机截割部的传动装置的设计93.1 行星减速器齿轮的设计计算93.1.1 行星减速器齿轮传动比的分配93.1.2 行星减速器齿轮高速级设计计算和校核103.1.3 行星减速器齿轮低速级设计计算和校核183.2 行星减速器输入输出轴的设计计算253.2.1 行星减速器输入轴的设计计算253.2.2行星减速器输出轴的设计计算283.3 行星减速器用轴承的校核303.3.1 行星减速器齿轮用轴承的选择和校核303.3.2行星减速器输入输出轴用轴承的选择33第4章 日常检查及安全维护344.1日

7、常检查344.2安全维护34结论35致谢36参考文献37附录138附录243第1章 绪 论1.1 掘进机的作用掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备，它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机。70年代以后，掘进机有了较快的发展。开挖直径范围为1.8-11.5m。在中硬岩中,用掘进机开挖80-100 大断面隧洞，平均掘进速度为每月350-400m。美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程，在石灰岩中开挖直径9.8m的隧洞，最高月进尺可达750m。美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖，最高月进尺达2088m。隧洞掘进机开挖比钻爆法掘

8、进速度快，用工少，施工安全，开挖面平整，造价低，但机体庞大，运输不便，只能适用于长洞的开挖，并且本机直径不能调整，对地质条件及岩性变化的适应性差，使用有局限性。19 世纪70 年代,英国为修建海底隧道,生产制造了第一台掘进机,美国在20 世纪30 年代开发了悬臂式掘进机,并把此项技术应用于采矿业,此后英、德、日等十几个国家相继投入了大量的人力、物力、财力用于掘进机技术的开发和研制,经过多年的不懈努力,现有20 多家公司,先后研制了近百种机型。1985年，中国引进日本三井三池公司S100掘进77院进行技术鉴定，转为批量生产，并在1990年获得国家优质产品金奖，,2003年4月根据多年的经验和先进

9、技术对原S100进行技术改造，同年生产出新型S100掘进机S100A。S100A具有连续切割，装载，运输等功能。截割头可以伸缩，伸缩行程510mm；装载部采用低速大扭矩马达驱动弧齿三齿星轮方式，第一运输机采用低速大扭矩马达驱动双边刮板链运输方式；行走部采用马达加减速机驱动，履带采用套筒滚子链，履带与履带架之间有支重轮；具有内、外喷雾除尘系统；有提高机器稳定性的支撑装置；电器系统保护功能齐全，截割电机为双电机,可实现双电压供电等特点。悬臂式掘进机广泛用于矿山井下巷道掘进、交通和水下隧道掘进以及其他工程的洞穴开掘.在全国煤矿中,巷道掘进量年均600万m,其中机掘约占400万m.金属矿、化工矿山巷道

10、掘进量年均100万m,机掘量为零.到2025年,约有13 000-18 000万m的掘进工程量.EBJ-160型悬臂式掘进机（图1-1）是中国自行研制的功率最大、生产能力最高的煤、半煤岩巷道掘进机，对推动煤矿综合机械化掘进技术的发展具有重要意义。该机具有以下突出特点：1整机采用低矮型紧凑结构，总体设计合理，构思先进；2截割能力强，工作稳定性好，工作振动小，可截割硬度高；3截割、行走、装运传动系统承载能力大，工作可靠性高，结构尺寸小，传动平稳有力；4液压系统简单实用，性能可靠，维护检修方便；5电机及电气控制系统设计先进，防潮抗震能力强，功能齐全，故障率低，操作方便；6截割头强度高，耐磨性好，截齿

11、消耗。该机在总体结构，生产能力，技术性能和工作可靠性等方面全面完成攻关项目指标，达到国际同类产品先进水平，完全可以替代进口机型。技术指标：1截割断面9-24m；2经济截割硬度f8，最大截割硬度f13-f14；3总功率80kW，截割功率160kW；4爬坡能力16；5外形尺寸(长宽高)10.95m2.7(3.5)m1.5m：6总重量约60吨(不含配重)。当前，中国煤矿采掘机械化比例失调矛盾十分突出，随着矿井开采深度的加大，难采煤层比例也将逐年增加，在采掘巷道中半煤岩巷比例达25，年掘进进尺达16O0公里以上目前大量半煤巷巷道仍然采用人工炮掘作业，劳动生产率低，用人多，劳动强度极大，工作环境恶劣，单

12、头月进尺仅达100米左右。该机型的推广使用将极大地提高劳动生产效率，单头月进尺可达300米以上，并可改善劳动环境。重型掘进机还可在大断面煤巷掘进中使用，生产能力比现有轻型机提高近一倍。到2000年，全国建成115对高产高效矿井，涌现出200个左右高产队组，为保证高产工作面的接续生产，需要重型掘进装备几十套以上。EBJ-160重型掘进机技术性能达到国际同类产品水平，价格约为其35-40，具有良好的推广应用前景。该机由具有较高技术水平的科研院设计，大型煤机企业制造，已经具备一定的批量生产能力，并已取得4-5台的订货合同或意向合同，能在较短的时间形成规模化生产效果。对现有畸形不断完善改进，并做好售后

13、服务工作，保证该机在生产中发挥出应有的生产能力。图1-1 EBJ-160型悬臂式掘进机1.2国内外掘进机发展情况1.2.1国内掘进机的发展情况我国于1962年开始掘进机的研制工作,最初是仿前苏联产品,机身轻,功率小,性能差,未广泛应用.20世纪60年代初期到70年代末,这一阶段主要是以引进国外掘进机为主,也定型生产了几种机型,在引进的同时进行消化、吸收,为我国悬臂式掘进机的第二阶段的发展打下了良好的技术基础.这一阶段掘进机的主要特点是:使用范围越来越广,切割能力逐步提高,有切割夹岩和过断层的能力.由20世纪80年代末至今,重型机型大批出现,悬臂式掘进机的设计与制造水平已相当先进,可以根据矿井生

14、产的不同要求实现部分个性化设计,这一阶段的代机型较多,主要有EBJ型、EL型及EBH型.这一阶段悬臂式掘进机的特点是:设计水平较为先进,可靠性大幅提高,功能更加完善,功率更大,一些高新技术已用于机组的自动化控制并逐步发展到全岩巷的掘进.经过几十年的发展,我国悬臂式掘进机的设计、生产、使用进入了一个较高的水平,已跨入了国际先进行列,可与国外的悬臂式掘进机媲美.由于纵轴式掘进机工作中良好的截割性能,整机调用灵活和可截割不同巷道断面的优点,在铁道、公路、桥梁、煤矿、金属矿以及隧道工程中得到广泛的应用,仅全国国有重点煤矿就有各种类型掘进机400多台.目前,我国悬臂掘进机技术已经跃上了一个新的台阶,总体

15、水平接近国外同行.取得的成绩主要有:1.相继开发出三种重型掘进机,它们是EBJ-160型,EBJ-160H型和EBH-132型,其中EBJ-160型掘进机获国家科技进步二等奖,它的研制成功使我国的掘进机研究与制造水平迈上了一个新台阶,标志着我国掘进机研制开发水平进入国际先进行列,使国产掘进机可截割抗压强度80 MPa的岩石,使用范围不断扩大,目前已推广到铁路、公路、水利建设等部门,并出口俄罗斯.2.完成了硬岩截齿的研究,研制出“三高”硬质合金刀头和新的截齿制造工艺,使我国的硬岩截齿达到国际先进水平.3.对高压水射流辅助截割技术和惯性冲击辅助截割技术进行了探索和尝试,并研制成功了ELMB-75C

16、型振动式掘进机,现已批量生产.4.将可编程控制器(PLC)成功应用到部分掘进机电控系统中,在电控系统的保护插件及故障诊断等方面取得了一定的成绩.1.2.2国外掘进机发展情况在全世界范围内,自第二次世界大战以来的几十年,新的理论和新技术被应用到掘进机的设计、制造和使用之中,使矿山掘进机械有了巨大的进步.劳动者的劳动强度大大减轻,生产效率得到大幅度提高.目前,国外掘进机的型式趋于系列化和多样化.截割头的功率50-400 kW,机重最轻的有十几吨,最重的可达160 t.国外新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统,从而可早期发现故障,快速排除故障,大大减少停机时间.有些重型掘进机还可配置自动控

17、制系统,可以使机器的生产率提高30%左右,还可以保证切割机构的负载平稳,避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷,从而延长机器的使用寿命约20%.此外,一些发达国家的掘进机电控系统,除完成常规的控制以外,还具有遥控、程控功能,增设掘进断面自动控制和掘进定向功能,使掘进机按预定方案作业,大大提高了其自动化程度和掘进效率.总的看来,近些年来国外悬臂式掘进机的发展与研究情况主要体现在以下几个方面:1.切割功率能力稳定提高,机器的可靠性高.据报道,日本成功地使用TM60K型掘进机掘进全岩巷引水隧道,截割抗压强度高达170-200 MPa的岩石,目前最大的WAV408型掘进机重达160 t,切割功率可达408

18、 kW,定位切割断面面积可达87.5 m2.以先进的制造技术为基础,从原材料质量到零部件的加工精度都能进行严格的控制,又有优越的国际协作条件,选购外购范围宽广,有效地保证了主机的质量水平.此外,近年来广泛采用了可靠性技术,其突出表现为简化机械结构,在齿轮传动、机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统,有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构,既简化了结构,又大大提高了整机的可靠性.2.配套设备多样化.为充分发挥掘进机效能,各国都十分重视综掘作业线配套设备的研究.为缩短支护时间,在中间稳定顶板条件下,常用机载锚杆钻机支护;为使掘进机与支护平行作业,运用超前液压支架或自带盾牌掩护支架.在后配套运输方面,通

19、常采用桥式、带式转载机,后配带式输送机,有条件时设置活动煤仓.3.采用机电一体化技术.国外新型掘进机均配有完善的工况检测和故障诊断系统,从而可以在早期发现机器故障,并快速排除故障,大大缩短了机器的停机时间,生产率相应大幅度提高;这样还可以保证切割机构的负载平稳,避免由于人工操作不当而引起的系统载荷,从而延长机器的使用寿命.部分新型掘进机可实现推进方向监控、截割路线循环程序控制、切割断面轮廓尺寸监控.4.研究探索新的截割技术,如高压水射流掘进机的研制、冲击振动式截割机具的研制等.1.2.3我国掘进机研制存在的问题尽管我国掘进机研制工作起步并不晚,可是在发展过程中,现有产品与国际相比尚有很大差距.

20、性能、规格相近的机型与国外相比晚820年,机掘巷道比重与国外平均差近20年,制造总数和装机综合技术水平仅相当于英国、德国、奥地利20世纪80年代的水平.虽然我国掘进机发展速度很快,并且技术成熟,但随着煤矿生产工艺的改进,高产、高效矿井的建设,它已不能满足需要,主要表现在以下几方面:1.锚杆支护的成功推广应用提高了巷道支护的可靠性,目前存在掘进、支护不能同步作业,据统计,巷道支护约占用40%-50%的掘进作业时间,这就使得掘进机的开机率大大降低,不能有效提高掘进速度.2.现有机型偏向于中、重型,虽然有些掘进机实现了矮型化设计,但整体尺寸仍不能有效缩减,对低矮巷道的适应性还较差.3.内喷雾除尘系统

21、使用的可靠性和适应性较差,而外置机载除尘系统还比较困难.4.使用元部件的可靠性还不高,不能适应截割硬煤岩产生的震动及井下恶劣的工作条件.5.对于提高截割效率方面的设计和设备配套还不完善.6.电子元器件的选型面窄、电子保护插件的可靠性不高.电控技术还不能适应通用性、灵活性、可扩展性、准确性及响应速度快速的需要.1.2.4掘进机发展趋势综观国内和国外悬臂式掘进机的发展情况,各国都在技术方面进行创新,未来的发展趋向如下:1.重型化、大功率.随着采煤机械化程度的提高和巷道断面的不断扩大,掘进机面对越来越硬和研磨性更强的岩石,单向抗压强度超过170 MPa.因此,开发研制高功率、大质量的重型硬岩掘进机尤

22、为迫切.目前,国外许多重型掘进机截割功率达到200-300 kW,最高可达500 kW.而我国重型掘进机尚处于发展阶段,截割功率目前已达200 kW.越来越高的截割功率虽然可提供给截割头巨大的截割力,但使机器的振动进一步加剧,对生产率、机器的寿命和日常保养都将产生不利影响.随之而来的是机器的重量将越来越大,以增加稳定性.2.掘、钻、锚一体化.研制集掘、钻、锚为一体的采掘锚综合机组,以实现快速掘进的同时又能打眼安装锚杆,支护顶板、侧帮,实现掘进、支护平行作业,解决掘进机利用率低的问题.因此,掘、钻、锚一体化是实现巷道快速掘进,满足高产、高效工作面发展需要的重要技术途径.3.喷雾降尘设备随机化.目

23、前,掘进机大多设有内、外喷雾装置,但对呼吸性粉尘降尘效果差,喷嘴堵塞严重.因此,对现有机型设置机载降尘设备,强化外喷雾使用效果,将会使掘进机在工作时的粉尘浓度大大降低.4.智能化、自动化.配置激光导向系统、计算机断面控制系统和遥控系统,以降低对操作人员的反应要求,提高生产效率和生产能力.5.矮型化.在加大机重、截割功率和提高截割硬度的前提下,注重发展机身较低的机型,以易于井下运输和适用于掘进中、小断面巷道,同时也为配置其他辅助备(锚杆安装机、辅助工作平台等)带来了方便.6.附件化.保留必要的截、装、运、行主要组成功能,将降尘、辅助支护等装置以附件形式出现.这样,可根据需要选择装配各种附加件,给

24、设计、制造、使用都带来方便.7.装载运输装置亦采用可伸缩型结构,保证机器的机动性和适应性.液压系统逐步趋于完善、可靠.1.3研究的意义随着社会的进步,经济的发展,国家对煤矿工作环境的日益重视,对煤矿装备需求量和先进性也在增加,掘进机的需求量日益增大,掘进机的质量要求也逐渐增高,能独立设计和批量生产出截割能力大,机体稳定性好,粉尘少,操作与维护方便,运行安全可靠的掘进机已经成为衡量一个国家掘进机生产能力的标志,在煤矿装备中,掘进机是国家重点推广产品,同时,还可在铁路,公路,上下水道等隧道工程中有广泛的应用。第2章 S100型掘进机减速器的方案设计和动力装置的选择2.1 S100型掘进机功率的传动

25、和截割功率的输出S100悬臂式掘进机截割臂主要包括伸缩部、减速器、伸缩油缸和电动机组成。电动机、减速器和伸缩部轴向通过螺栓组连接，伸缩油缸两端分别与电动机壳体和伸缩部铰接。在电动机后端留有与本体部连接的铰接孔，在减速器上要留有与本体部升降油缸连接的铰接孔。伸缩部前端是与炮头连接，采用花键传动功率，螺栓固定的方式，把炮头部与截割臂组成整体。功率的传动是由电动机输出的功率，通过减速器减速后，传递到伸缩部，通过伸缩部的花键与炮头的连接，将截割功率输出。2.2 S100型掘进机减速器对电动机的要求 S100悬臂式掘进机是一种主要应用于煤炭行业的，所以在对电动机的要求中以防爆为首先考虑的因素。并且掘进机

26、的截割电动机在工作过程中，多是空载起动，但遇到软岩或夹石时，会有较大的阻力矩，因此要求电动机有较大的最大转矩，当遇到截割阻力矩较大的情况时，转为低速操作。而且S100的截割电动机是构成截割臂的一部分，除须符合的有关规定外，其外形机壳结构机械强度、连接方式、冷却方法以及防尘防水程度都必须适应掘进机作业的要求。2.3电动机的选择根据艾克霍夫公司实验资料对于的煤岩，取，利用能耗法比能耗的实验数据估算截割功率。式中比能耗； 截割头摆动速度； L截割深度； D截割头平均直径。通过计算得知电动机的功率选用，选用掘进机用隔爆型三相异步电动机。表2-1 电动机技术数据型号功率(kW)额定电压V转速r/min效

27、率%功率因数额定转矩冷却方式工作制绝缘等级重量kgDEBD-100/60-4/8S100/606601470/73592/870.88/0.622.0/1.8外壳水冷S2H19302.4方案分析方案如图2-1所示为，为使得受载均匀, 高速级行星架悬浮, 低速级太阳轮悬浮。由于输入轴转速较低, 一般小于1500rpm , 振动主要在行星架悬浮的高速级, 因此把低速级当成高速级的外部负载。图2-1 设计行星传动时，正确选择结构布置的意义远比审计普通定轴传动的大。结构布置选择不当时，不但可能丧失在外廓尺寸和重量方面的优点甚至可能得到不利于使用的传动。此方案更适合掘进机工作的要求，所以用该方案作为本设

28、计的传动系统方案第3章 S100型掘进机截割部的传动装置的设计3.1 行星减速器齿轮的设计计算3.1.1 行星减速器齿轮传动比的分配考虑到掘进机的工作条件选用NGW型行星齿轮减速器，它具有效率高、体积小、重量轻、结构简单，制造方便，传动功率范围大而且轴向尺寸小等特点。减速器使用直齿轮，高速轴与电动机直接联接，电动机功率。转速；低速轴转速。1.总传动比2.各级传动比用角标表示高速级参数，表示低速级参数。设高速级与低速级外啮合齿轮材料、齿面硬度相同，则取，所以 式中中间变量；行星轮数目； 分度圆的齿宽系数：齿面工作硬化系数； 载荷分布系数； 接触强度的载荷系数。查机械设计手册（单行本机械传动）15

29、得3.1.2 行星减速器齿轮高速级设计计算和校核1.计算查表3-1选择行星轮数目，取，由于距可能达到的传动比极限较远，所以可以不检验邻接条件。确定各轮齿数，按机械设计手册（单行本机械传动）15行星轮传动中配齿公式进行计算。所以 式中行星轮高速级减速比； 行星轮高速级中心轮齿数； 行星齿轮齿数组合中高速级行星轮齿数； 行星轮高速级内齿轮齿数； 行星轮高速级行星轮齿数。表3-1 行星轮数目与传动比的关系行星轮数目传动比范围32.113.742.16.552.14.7采用不等角变位，可取或35若取，则，由机械设计手册（单行本机械传动）15可查出适用的预计啮合角在、到、的范围内；若取，则，预计适用啮合

30、角在、到、的范围内。为提高传动承载能力，宜取，但齿数间有公因数，故取，预取。2.按接触强度初算传动的中心距和模数输入转矩 式中电动机输入转矩；电动机功率； 电动机转速。设载荷不均匀系数在一对传动中，中心轮传递的转矩式中中心轮转矩； 载荷不均匀系数。齿数比 中心轮和行星轮的材料用渗碳淬火，齿面硬度（中心轮）和（行星轮）取齿宽系数，载荷系数按机械设计手册（单行本机械传动）15中齿面强度计算公式计算中心距：式中钢对钢配对的齿轮副常系数；齿数比； 载荷系数； 齿宽系数； 许用接触应力。模数 取则传动的未变位时的中心距按预取啮合角，可得传动中心距变动系数则中心距取实际中心距（圆整值）3.计算传动的实际中

31、心距变动系数和啮合角所以 4.计算传动的变位系数用机械设计手册（单行本机械传动）15校核，在许用区内，可用。用机械设计手册（单行本机械传动）15分配变位系数，得 5.计算传动的中心距变动系数和啮合角 传动的未变位是的中心距：则 所以 6.计算传动的变位系数因为 所以 7.几何尺寸计算几何尺寸计算公式由表3-2，计算各个齿轮分度圆直径： 式中分别是中心轮、内齿轮和行星轮的分度圆直径；分别是中心轮、内齿轮和行星轮的齿数。计算各个齿轮齿顶高齿顶高变位系数 计算传动时中心轮和行星轮齿顶高，取齿顶高系数 计算传动时中心轮和行星轮齿顶高由于在行星传动中，行星轮主要与中心轮啮合，而与内齿轮的啮合精度不要求太

32、高，所以选表3-2 齿轮传动几何尺寸计算项目代号计算公式及说明直齿轮（外啮合、内啮合）分度圆直径齿顶高变动系数齿顶高齿根高齿高齿顶圆直径外啮合内啮合齿根圆直径计算各个齿轮的齿根高齿根系数取标准值各个齿轮的齿顶圆直径各个齿轮的齿根圆直径计算齿轮的齿宽宽度齿宽系数圆整后取；8.验算传动的齿面接触强度和齿根弯曲强度（1）中心轮齿面接触强度校核校核用参数如下：， ，接触应力基本值式中节点区域系数； 弹性系数； 重合度系数； 螺旋角系数； 端面内分度圆上的名义切向力。齿面接触应力式中齿轮单对齿啮合系数； 使用系数； 动载系数； 接触强度计算的齿向载荷分布系数； 接触强度计算的齿间载荷分配系数。 强度条件

33、可知齿面接触强度满足要求。 （2）中心轮齿根弯曲强度校核校核用参数如下：，齿根应力基本值式中复合齿形系数； 螺旋角系数。齿根应力式中使用系数； 动载系数； 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数； 弯曲强度计算的齿间载荷分配系数。齿轮的弯曲极限应力式中试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限； 试验齿轮的应力修正系数； 弯曲强度计算的寿命系数； 相对齿根圆角敏感系数； 相对齿根表面状况系数； 弯曲强度计算的尺寸系数。许用齿根应力式中弯曲强度的最小安全系数。强度条件可知齿根弯曲强度也满足要求。（3）行星轮齿面接触强度校核同中心轮，齿面接触强度满足。（4）行星轮齿根弯曲强度校核校核用参数如下：，齿根应力基本值齿根应力齿

34、轮的弯曲极限应力许用齿根应力 强度条件可知齿根弯曲强度也满足要求。9.根据接触强度计算确定内齿轮材料 根据，选用，进行表面淬火和氮化，表面硬度达即可。10.验算传动的齿面接触强度和齿根弯曲强度传动为内啮合，由于NGW 型行星齿轮传动的承载能力主要取决于外啮合，故传动的校核可以省略。3.1.3 行星减速器齿轮低速级设计计算和校核1.配齿计算由表3-1，取，由于距可能达到的传动比极限较远，所以可以不检验邻接条件。确定各轮齿数，按机械设计手册（单行本机械传动）15行星轮传动中配齿公式进行计算。所以 式中行星轮低速级减速比； 行星轮低速级中心轮齿数； 行星齿轮齿数组合中低速级行星轮齿数； 行星轮低速级

35、内齿轮齿数； 行星轮低速级行星轮齿数。采用不等角变位，可取或30若取，则，由机械设计手册（单行本机械传动）15可查出适用的预计啮合角在、到、的范围内；若取，则，预计适用啮合角在、。为提高传动承载能力，宜取，且与公因数相符，预取。2.按接触强度初算传动的中心距和模数确定低速级输入转速 式中电动机输入转速； 高速级减速比。确定低速级输入功率 式中电动机输入功率； 型行星齿轮传动效率；输入转矩 式中低速级输入转矩； 低速级输入功率； 低速级输入转速。设载荷不均匀系数在一对传动中，中心轮传递的转矩式中中心轮转矩； 载荷不均匀系数。齿数比 中心轮和行星轮的材料用渗碳淬火，齿面硬度（中心轮）和（行星轮）

36、取齿宽系数，载荷系数按机械设计手册（单行本机械传动）15齿面强度计算公式计算中心距式中钢对钢配对的齿轮副常系数； 齿数比； 载荷系数； 齿宽系数； 许用接触应力。模数 取则传动的未变位时的中心距：按预取啮合角，可得传动中心距变动系数则中心距取实际中心距（圆整值）3.计算传动的实际中心距变动系数和啮合角所以 4.计算传动的变位系数用机械设计手册（单行本机械传动）15校核，在许用区内，可用。用机械设计手册（单行本机械传动）15分配变位系数，得 5.计算传动的中心距变动系数和啮合角 传动的未变位是的中心距：则 所以 6.计算传动的变位系数因为 所以 7.几何尺寸计算由表4-2计算各个齿轮分度圆直径

37、式中分别是中心轮、内齿轮和行星轮的分度圆直径；分别是中心轮、内齿轮和行星轮的齿数。计算各个齿轮齿顶高齿顶高变位系数 计算传动时中心轮和行星轮齿顶高，取齿顶高系数 计算传动时中心轮和行星轮齿顶高由于在行星传动中，行星轮主要与中心轮啮合，而与内齿轮的啮合精度不要求太高，所以选计算各个齿轮的齿根高齿根系数取标准值各个齿轮的齿顶圆直径各个齿轮的齿根圆直径计算齿轮的齿宽宽度齿宽系数圆整后取；8.验算传动的齿面接触强度和齿根弯曲强度（1）中心轮齿面接触强度校核校核用参数如下：， ，接触应力基本值式中节点区域系数； 弹性系数； 重合度系数； 螺旋角系数； 端面内分度圆上的名义切向力。齿面接触应力式中齿轮单对

38、齿啮合系数； 使用系数； 动载系数； 接触强度计算的齿向载荷分布系数； 接触强度计算的齿间载荷分配系数。强度条件可知齿面接触强度满足要求。（2）中心轮齿根弯曲强度校核校核用参数如下：，齿根应力基本值式中复合齿形系数； 螺旋角系数。齿根应力式中使用系数； 动载系数； 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数； 弯曲强度计算的齿间载荷分配系数。齿轮的弯曲极限应力式中试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限； 试验齿轮的应力修正系数； 弯曲强度计算的寿命系数； 相对齿根圆角敏感系数； 相对齿根表面状况系数； 弯曲强度计算的尺寸系数。许用齿根应力式中弯曲强度的最小安全系数。强度条件可知齿根弯曲强度也满足要求。（3）行星轮齿面

39、接触强度校核同中心轮，齿面接触强度满足。行星轮齿根弯曲强度校核校核用参数如下：，齿根应力基本值齿根应力齿轮的弯曲极限应力许用齿根应力强度条件可知齿根弯曲强度也满足要求。9.根据接触强度计算确定内齿轮材料 根据，选用，进行表面淬火和氮化，表面硬度达即可。由于所算的内齿轮，在分别计算的高速级和低速级中分度圆直径和齿低高直径相同，而齿顶高也接近相同，在考虑到内齿轮的作用下，可以把高速级和低速级的内齿轮做成一个整体，对整个减速器的影响可以忽略。同时可以简化加工数量和安装过程，同时可以更好的保证减速器的同心性。10.验算传动的齿面接触强度和齿根弯曲强度传动为内啮合，由于NGW 型行星齿轮传动的承载能力主

40、要取决于外啮合，故传动的校核可以省略。3.2 行星减速器输入输出轴的设计计算3.2.1 行星减速器输入轴的设计计算1.求输入轴上的功率、转速和转矩由于电动机输出轴通过花键套与减速器的输入轴联接，所损失的功率可以忽略不记，那么可以得 、所以 2.初步确定轴的最小直径 先按估算轴最小直径公式初步估算输入轴的最小直径。选取轴的材料为，调质处理。根据机械设计8取于是得输入轴的输入端是用花键与花键套联接，根据矩形花键公称尺寸选用，。3.轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案输入轴、轴用套筒、轴承、轴用套筒、轴承端盖依次从轴的左端向右端安装。而零件定位是以减速器箱体、轴用套筒以及轴承端盖等来保证的。零件

41、的周向定位是通过花键，按花键轴小径定心。如图 3-1 所示图3-1 输入轴装配方案（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度根据图4-1，由轴的受力，选取型滚动轴承一对反装。为了便于安装选取轴承处的直径，其宽度，两个轴用套处采用相同直径，套筒和轴承的总宽度为。齿轮处分度圆直径和齿宽在行星轮高速级中已经确定。花键处长度在考虑定心的情况下取。4.求作用在齿轮上的力 由于减速器高速级的中心轮与减速器的输入轴，是一个整体齿轮轴那么因已知高速级中心轮的分度圆直径为单个行星轮作用在中心轮上时式中齿轮的圆周力； 行星轮数目。式中齿轮的径向力。单个行星轮，作用在中心轮轴上的力，当三个行星轮一同作用在中心轮

42、轴上的总力及转矩，圆周力，径向力的方向如图 3-2 所示图3-2 输入轴受力图5.求支反力 通过对轴上中心齿轮的力分析后，可以看到中心轮在工作过程中，由于行星轮的缘故，在方向上中心轮所受到的力的和为零。而花键联接处同样是只有转矩输入，并且在不考虑到自重和零件在制造、安装误差所产生的力，那么输入轴只受到转矩。6.作转矩图（图3-3）图3-3输入轴转矩图3.2.2行星减速器输出轴的设计计算1.求输出轴上的功率、转速和转矩在经过二级行星减速器后功率为式中输入轴的功率；型行星齿轮传动效率；经过二级行星减速器后输出转速为所以 2.初步确定轴的最小直径 先按估算轴最小直径公式初步估算输入轴的最小直径。选取轴的材料为，调质处理。根据机械设计8取。 输入轴的输出端是用花键与花键套联接，根据矩形花键公称尺寸选用，。3.轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案输入轴、轴用套筒、轴承、孔用挡圈依次从轴的左端向右端安装，轴承、轴用套筒、轴承端盖依次从轴的右端向左端安装。而零件定位是以减速器箱体、轴用套筒以及轴承端盖等来保证的。零件的周向定位是通过花键，按花键轴小径定心。如图3-4所示