黑龙江工程学院本科生毕业设计
行星架是行星传动中结构比较复杂而重要的构件。当行星架作为基本构件时,它是机构中承受外力矩最大的零件。因此行星架的结构设计和制造质量对行星轮间的载荷分配以及传动装置的承载能力、噪声和振动等有重大影响。 5.1.1行星架的结构设计
行星架的常见结构形式有双臂整体式、双臂装配式和单臂式三种。在制造工艺上又有铸造、锻造和焊接等不同形式。
双臂整体式行星架结构刚性较好,采用铸造和焊接方法可得到与成品尺寸相近的毛坯,加工余量小。铸造行星架常用于批量生产地中、小型行星减速器中,如用锻造,则加工余量大,浪费材料和工时,不经济。焊接行星架通常用于单件生产的大型行星传动结构中。
该设计选用双臂式整体行星架(轴与行星架法兰连接),如图3-1所示
图5.1行星架
5.1.2行星架结构计算(见参考文献[1]) 当两侧板不装轴承时:
c1?(0.25?0.3)a'?(0.25?0.3)?97.5?25 取c1?20mm c2?(0.2?0.25)a'?(0.2?0.25)?97.5?20 取c2?20mm
连接板的内圆半径
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Rn/R?0.85?0.5
Rn?(0.85?0.5)R?70.5?120 取Rn?103
行星架厚度
c?0.5b,b为内齿轮宽度(b=52mm) ?c?0.5?52?26mm
行星架外径
D?2a'?0.8dc(a'?97.5mm,dc?110mm)
?D?97.5?2?0.8?110?283mm 取D?284mm
5.2齿轮联轴器的结构设计与计算
齿轮联轴器是用来联接同轴线的两轴,一同旋转传递转矩的刚性可移式机构,基本形式见图3-2.
图5.2齿轮联轴器
1—外齿轴套 2—端盖 3—内齿圈
齿轮联轴器是渐开线齿轮应用的一个重要方面,一般由参数相同的内外齿轮副相互配合来传递转矩,并能补偿两轴线间的径向、轴线倾斜的角位移,允许正反转。
沿分度圆(如图3-3所示)位置剖切外齿,剖切面得齿廓为直线时,称之为直齿联轴器;齿廓为腰鼓形曲线时,称之为鼓形齿联轴器。齿轮联轴器的内齿圈都用直齿。 鼓形齿联轴器的主要特点:
(1)外齿轮齿厚中间厚两端薄,允许两轴线有较大的角位移,一般设计为?1.5?,
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特殊的设计在3?以上也能可靠地工作。
(2)能承受较大的转矩和冲击载荷,在相同的角位移时,比直齿联轴器的承载能力高15%-20%,外形尺寸小。 (3)易于安装调整。
A
A
A
A
图5.3
加工鼓形齿常用滚齿法和插齿法,用磨齿和剃齿法也可获得一定得鼓形量。 齿轮联轴器的外齿半联轴套和太阳轮做成一体,直径较小而承受转矩较大情况下常取
b1/dg'?0.2?0.3,并设计成鼓形齿。
已知dg?106mm,m?6
内齿圈宽度b2?(1.15?1.25)b1(见参考文献[1])
b1?(0.2?0.3)dg'?21.2?31.6 取b1?20mm b2?(1.15?1.25)b1?23?25 取b2?25mm
联轴器外壳的壁厚为:
hg?(0.05?0.1)dg'?5.3?10.6 取hg?10.5mm
5.3轴的结构设计与计算
轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素:轴在机器中的安装位置及形式;轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴的连接方法;载荷的性质、大小、方向及分布情况;轴的加工工艺等等。
5.3.1输入轴的结构设计与计算
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(1)拟定轴上零件的装配方案
拟定轴上的装配方案是进行轴的结构设计的前提,它决定轴的基本形式。所谓装配方案就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。如图2-4中的装配方案是轴承、套筒、轴承、轴承端盖依次从轴右端向左装。 (2)轴上零件的定位
为了防止轴上零件受力时发生沿轴向和周向的相对运动,轴上零件出了游动或空转的要求外,都必须进行轴向和周向定位,以保证其准确的工作位置。 1>轴上零件的轴向定位是以套筒、轴承端盖和轴承盖来保证的;
2>轴上零件的周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位的零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。 (3)各轴段直径和长度的确定 1>按扭矩计算轴径
轴的材料选用40Gr,则查表15-3(见参考文献[5])得
??T??45MPa,A0?110
计算轴的直径:
有公式(15-2)(见参考文献[5])得
d?39550000p95500003P45?3??101.997?30.2??T?n0.2??T?n377.1
?49.98mm取dmin?70mm
2>初步确定各轴段直径和长度如图3-4所示
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