行星减速器设计

目录

第一章概述 (1)

第二章要求分析 (2)

（一）原始数据 (2)

（二）系统组成框图 (2)

第三章方案拟定 (4)

第四章传动系统的方案设计 (5)

传动方案的分析与拟定 (5)

1.对传动方案的要求 (5)

2.拟定传动方案 (5)

第五章行星齿轮传动设计 (6)

(一)行星齿轮传动比和效率计算 (6)

(二)行星齿轮传动的配齿计算 (6)

1.传动比条件 (6)

2.同轴条件 (6)

3.装配条件 (7)

4.邻接条件 (7)

(三)行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (8)

（四）行星齿轮传动强度计算及校核 (10)

1、行星齿轮弯曲强度计算及校核 (10)

2、齿轮齿面强度的计算及校核 (11)

3、有关系数和接触疲劳极限 (11)

（五）行星齿轮传动的受力分析 (13)

（六）行星齿轮传动的均载机构及浮动量 (15)

（七）轮间载荷分布均匀的措施 (15)

第六章行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计 (17)

（一）选择齿轮材料及精度等级 (17)

（二）按齿面接触疲劳强度设 (17)

（三）按齿根弯曲疲劳强度计算 (18)

（四）主要尺寸计算 (18)

（五）验算齿轮的圆周速度v (18)

第七章行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计 (19)

（一）减速器输入轴的设计 (19)

1、选择轴的材料，确定许用应力 (19)

2、按扭转强度估算轴径 (19)

3、确定各轴段的直径 (19)

4、确定各轴段的长度 (19)

5、校核轴 (19)

（二）行星轮系减速器齿轮输出轴的设计 (21)

1、选择轴的材料，确定许用应力 (21)

2、按扭转强度估算轴径 (21)

3、确定各轴段的直径 (21)

4、确定各轴段的长度 (21)

5、校核轴 (22)

第一章概述

1.1周转轮系简介

如果在轮系运转时，其中至少有一个齿轮轴轴线的位置并不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转，则这种轮系称为周转轮系。

一个周转轮系是由若干个行星轮（即兼绕自身轴线作自转和随构件H一起绕固定轴线作公转，就像行星运动一样的齿轮）、一个或两个太阳轮（即与行星轮相啮合并绕着定轴线回转的齿轮）和一个（只有一个）行星架(转臂或系杆，即装架行星轮且绕固定轴线回转的构件) H 组成的。

在周转轮系中，一般都以太阳轮和行星架作为运动的输入和输出构件，故又称它们为周转轮系的基本构件。基本构件都围绕着同一固定轴线回转。

周转轮系分类如下：

1）按自由度数目分有差动轮系（F＝2）和行星轮系（F＝1）如图1.1所示。

图1-1 按自由度数目分类图

2）按基本构件分类

图1-2 2K－H型和3K型

图1-3 复合轮系

轮系中既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成的，这种轮系称为复合轮系。

定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即：定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积/ 所有主动轮齿数的连乘积

首、末两轮的转向关系可用标注箭头的方法来确定。

一对啮合传动的圆柱或圆锥齿轮在其啮合节点处的圆周速度是相同的，所以标志两者转向的箭头不是同时指向节点，就是同时背离节点。根据此法则，在用

箭头标出主动轮的转向后，其余各轮的转向便可依次用箭头标出，由此可确定轮系首、末两轮的转向关系。

在实际机器中，首、末两轮的轴线相互平行的轮系应用最广。这时，其首、末两轮的转向不是相同就是相反。所以规定：当两者转向相同时，其传动比为“+”，反之为“－”。

但必须指出：如果轮系中首、末两轮的轴线不平行，便不能用“+、－”号来表示它们的转向关系，而只能在图上用箭头来表示。

过轮或中介轮仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用。

1.2行星减速器简介

行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3、4、5、6、8、10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性，高精度(单级可做到1分以内)，高传动效率(单级在97%-98%)，高的扭矩/体积比，终身免维护等特点。因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm，特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上。工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。行星减速机的几个概念：

级数:行星齿轮的套数。由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比，有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求。由于增加了星星齿轮的数量，所以2级或3级减速机的长度会有所增加，效率会有所下降。

回程间隙:将输出端固定，输入端顺时针和逆时针方向旋转，使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时，减速机输入端有一个微小的角位移，此角位移就是回程间隙。单位是"分"，就是一度的六十分之一。也有人称之为背隙。

行星减速机是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级减速机产品相媲美，却有着工业级产品的价格，被应用于广泛的工业场合。

该减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性。最大输入功率可达104kW。适用于起重运输、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行星系列新品种WGN定轴传