機械電子工程畢業(yè)論文-風力發(fā)電機增速器設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　風力發(fā)電機增速器設(shè)計</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的

2、，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目：風力發(fā)電機增速器設(shè)計 <

3、;/p><p><b>　　課題意義及目標</b></p><p>　　風力發(fā)電機組的基本工作原理是風力推動葉輪產(chǎn)生動力和相應轉(zhuǎn)速，再由增速器傳遞給發(fā)電機并使其產(chǎn)生電能，研究的主要內(nèi)容便是對增速器的設(shè)計，研究風力發(fā)電系統(tǒng)中行星齒輪增速器的動力學特性，實現(xiàn)整機動力學仿真，從而改進設(shè)計方法，實現(xiàn)提高增速器各項性能的目標。</p><p><b&g

4、t;　　2.主要任務(wù)</b></p><p>　　1）查閱傳動系統(tǒng)采用的傳動形式，確定增速器所采用的傳動形式，合理分配各級傳動比。風力發(fā)電機輸入端轉(zhuǎn)速為10~20r/min，需將轉(zhuǎn)速增至1000~1500r/min。</p><p>　　2）完成增速器箱體的設(shè)計，及對各級齒輪、軸進行相應的強度校核，對軸承進行壽命校核及功率計算。</p><p>　　3）

5、通過增速器的三維模型，并繪制相應的工程圖。 </p><p>　　4）在三維建模軟件中完成增速器的運動仿真。</p><p><b>　　3．主要參考資料</b></p><p>　　[1].《重型變速器行星齒輪機構(gòu)設(shè)計》 吉林大學 陳秋里 北京 2012</p><p>　　[2].《機械設(shè)計手冊》

6、 化學工業(yè)出版社 成大先 北京 2004</p><p>　　[3].《風力發(fā)電機增速器設(shè)計及仿真》 武漢理工大學 劉哲 2010</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p>　　審核人： 年

7、 月 日</p><p>　　風力發(fā)電機增速器設(shè)計</p><p>　　摘要：隨著社會科學的逐漸發(fā)展和生產(chǎn)力的提高，新能源的發(fā)展正在慢慢的走進人們的視野中，而根據(jù)我國的地理優(yōu)勢，有許多地區(qū)適宜發(fā)展風力發(fā)電，風力發(fā)電逐漸的被人們重視起來，而風力發(fā)電機中增速器齒輪箱的設(shè)計往往達不到實際應用的要求，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)齒輪失效、齒輪箱壽命達不到要求等現(xiàn)象。因此風力發(fā)電機增速器的

8、設(shè)計成為人們研究的重點內(nèi)容。設(shè)計出一款壽命長，強度足夠的風力發(fā)電機增速器便成為風機設(shè)計的關(guān)鍵部分。目前增速器各種零部件的設(shè)計已經(jīng)逐漸趨向于標準化和參數(shù)化。本設(shè)計以行星齒輪的傳動作為研究對象，以行星齒輪作為增速器的核心部分，通過兩級行星齒輪與平行軸輪系的相互結(jié)合，完成了對風力發(fā)電機增速器的設(shè)計，通過計算對各級行星齒輪及平行軸斜齒輪的參數(shù)進行確定并進行強度校核，最終完成了對增速器的整體設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵

9、詞：新能源，增速器，行星齒輪，強度校核</p><p>　　The design of wind turbine generator</p><p>　　Abstract：With social science gradually development and productivity increase，people become more and more interested in

10、the development of new energy, natural gas, nuclear. According to our country's geographical advantages, many areas are very suitable for the development of wind power, wind power gradually draws people's attenti

11、on.The design of the wind turbine gear box has been failed to the requirements of practical application, during the consumption, the gear failure becomes a problem, life</p><p>　　Keyword：New energy ,Accelera

12、tor，Planet gear，Intensity verification</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展2</p><

13、p>　　1.2.1國外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.3研究目的與內(nèi)容4</p><p>　　第2章 風力發(fā)電機增速器的設(shè)計6</p><p>　　2.1傳動方案的確定6</p><p>　　2.2風力發(fā)電機增速器整體設(shè)計8<

14、/p><p>　　2.2.1風力發(fā)電機增速器設(shè)計的基本要求及步驟8</p><p>　　2.2.2運動原理及傳動方案9</p><p>　　2.3增速機整機的設(shè)計10</p><p>　　2.3.1第一級行星輪系配齒計算并校驗裝配條件10</p><p>　　2.3.2第二級行星輪系配齒計算并校驗裝配條件11&l

15、t;/p><p>　　2.3.3第三級平行軸圓柱斜齒輪的設(shè)計12</p><p>　　2.3.4確定行星齒輪的具體結(jié)構(gòu)12</p><p>　　2.4行星齒輪傳動的材料選擇和強度校核14</p><p>　　2.4.1行星齒輪的強度校核14</p><p>　　2.4.2第三級平行軸的圓柱斜齒輪的強度校核21&l

16、t;/p><p>　　2.5 主要構(gòu)件設(shè)計選用與計算23</p><p>　　2.5.1 行星輪心軸的設(shè)計與校核23</p><p>　　2.5.2 圓柱斜齒輪輸出齒輪軸的設(shè)計24</p><p>　　2.5.4浮動用齒式聯(lián)軸器的設(shè)計27</p><p>　　2.5.5 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計29&l

17、t;/p><p>　　2.5.6 輸入軸連接形式選擇29</p><p><b>　　總結(jié)29</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　第1章 緒論

18、</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　當今世界我們所用的主要的能源是煤、石油、天然氣。隨著科技與生活情況的日益進步與發(fā)展，我們對能源的需求量大大的增加，而傳統(tǒng)能源已經(jīng)出現(xiàn)了快要日漸枯竭的趨勢。而且傳統(tǒng)能源不僅消耗量大，煤與石油等的使用更是對環(huán)境產(chǎn)生了不可磨滅的負面影響。石油資源日益枯竭，而燃煤、核能等又存在很

19、嚴重的安全隱患和環(huán)境污染，所以去尋找新的可再生的無污染的能源、改善世界能源結(jié)構(gòu)就成為了當今世界世界迫在眉睫的首要任務(wù)。經(jīng)過人類多年對與可再生能源研究與開發(fā)以及科技的進步，目前，對于新型的可再生的新能源的應用的利用技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟。</p><p>　　作為一種可再生的而且又無污染的能源，風能是人類最早利用的能源之一。風能是由溫度差、地形差異、空氣流動等原因產(chǎn)生，其實也是太陽能的另一種形式，清潔無污染、取之不盡

20、，用之不竭，地球上的風能可以說是分布非常廣泛，儲備的能量也是相當?shù)目捎^。近年來后，我國的風力發(fā)電事業(yè)也逐步的發(fā)展起來，隨著社會的進步與生產(chǎn)力的提高，我國風力發(fā)電電廠的建設(shè)和研究開發(fā)已逐漸成為科技研究中的熱門。</p><p>　　雖然我國風力發(fā)電的發(fā)展勢頭逐漸顯露，但由于技術(shù)及工藝上存在的問題，我國自行生產(chǎn)的設(shè)備總是達不到研究設(shè)計中的要求，所以導致我國風力發(fā)電的設(shè)備長期依賴進口，在自行研究開發(fā)風力發(fā)電機的技術(shù)方面

21、還是非常落后，尤其是對大功率風力發(fā)電機的研究與開發(fā)，我們國家一直以來掌握不了其核心的技術(shù)。設(shè)計出來的產(chǎn)品的實驗產(chǎn)品根本達不到實際應用中的要求與效果，再加上我國地域廣闊，各種環(huán)境因素更是復雜，使得國產(chǎn)風力發(fā)電機無法應對各種情況。目前國內(nèi)各大主要風力發(fā)電機的生產(chǎn)產(chǎn)商使用的生產(chǎn)機組大部分都是引進自國外的設(shè)備，就是有自行設(shè)計生產(chǎn)國產(chǎn)機組的也是以仿制國外產(chǎn)品為主，更加無法與國外的先進技術(shù)相比，很難達到生產(chǎn)應用要求。因此單純一直仿照國外的設(shè)計并解決

22、不了我國風力發(fā)電機設(shè)計水平較差的情況，必須從根本上提高我國風力機的設(shè)計研究與開發(fā)，從根本上對生產(chǎn)流程及工藝進行徹底的改善，以實現(xiàn)真正的“設(shè)計生產(chǎn)國產(chǎn)化”的目標，設(shè)計出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的風力發(fā)電機，掌握風力發(fā)電機設(shè)計及生產(chǎn)的核心技術(shù)，突破我國風力發(fā)電一直發(fā)展緩慢而又依賴進口的現(xiàn)狀，使我國風力發(fā)電的領(lǐng)域走上一條可持續(xù)發(fā)展的道路。</p><p>　　水平軸風力發(fā)電機由葉輪、傳動系統(tǒng)、塔架、轉(zhuǎn)子發(fā)電機幾部分組成，其總體

23、結(jié)構(gòu)圖如圖1．1所示。</p><p>　　圖1.1 水平軸力風力發(fā)電機的一種典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　（1)主機架；（2)偏航驅(qū)動機構(gòu)；（3)風輪軸；（4)風輪葉片；（5)輪轂；（6)變槳距機構(gòu)；（7)風輪主軸承；（8)齒輪箱；（9)制動裝置：（10)高速軸；（l1)發(fā)電機；（12)測風速裝置；（13)液壓系統(tǒng)；（14)電氣控制系統(tǒng)[1]。</p><p>

24、　　據(jù)統(tǒng)計，風力發(fā)電機組中的齒輪箱是一直出現(xiàn)故障最多的部件，而它正好是風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的核心，是風力發(fā)電機中最為關(guān)鍵的部件，由于掌握不了其核心的技術(shù)，也是我國風力發(fā)電機制造行業(yè)最為薄弱的一個地方。由此可以發(fā)現(xiàn)，能不能設(shè)計生產(chǎn)出高規(guī)格、高效率的風力發(fā)電增速器就成了我國風力發(fā)電機制造生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展</p><p>　　1.2.1國外研究現(xiàn)狀與

25、發(fā)展趨勢</p><p>　　進入二十世紀九十年代以來，世界各發(fā)達國家逐漸意識到新能源的開發(fā)勢在必行，風能這一清潔無污染而又可再生的大儲量能源便成為各個發(fā)達國家研究的首個目標，于是紛紛加大了風力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)力度。由于傳統(tǒng)能源的日益短缺問題及對傳統(tǒng)能源對環(huán)境污染的不可逆，而環(huán)境保護的問題已經(jīng)不容忽視，尤其是哥本哈根國際氣候峰會等環(huán)境保護會議的紛紛舉行，進一步為發(fā)力發(fā)電這一行業(yè)的飛速發(fā)展提供了很好的契機。早在很多年

26、之前，美國就已經(jīng)在全國大范圍的安裝并使用風力發(fā)電機進行發(fā)電，風力發(fā)電機的安裝數(shù)量及發(fā)電總量就滿足了20％的普通市民的用生活電需求。而風力資源也很豐富的加拿大，其發(fā)展風力發(fā)電的腳步也十分快速，風力發(fā)電已經(jīng)成為其能源構(gòu)成的一個重要部分。荷蘭、西班牙、德國、加拿大等國家在這一領(lǐng)域也漸漸地加大對風能的開發(fā)，逐步成為風力發(fā)電發(fā)展較強的國家。</p><p>　　高實用性、高的效率、結(jié)構(gòu)緊湊及大功率是目前以及未來風力發(fā)電機最

27、主要的發(fā)展方向。經(jīng)過幾十年的研究與應用，各個國家風力發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)由幾百幾千瓦級向兆瓦級甚至十兆瓦級發(fā)展，它大大地提高了風力發(fā)電機在單位面積的發(fā)電量，極大提高了風力發(fā)電的效率及經(jīng)濟效益。風力發(fā)電機的容量由55KW發(fā)展到了500KW，可靠性，安全性，效率也得到了大幅度提升，西班牙、荷蘭等國家目前已經(jīng)開始了10MW風力發(fā)電機組研制與開發(fā)。在剛剛開始風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起步階段，由于技術(shù)方面的缺陷，人們對對結(jié)構(gòu)動力學的認識還止步在用放大動力學系

28、數(shù)的經(jīng)驗方法進行計算。其中，風力發(fā)電機的核心內(nèi)容——齒輪箱更是我國正在設(shè)計研究內(nèi)容中最重要的部分[2]。</p><p>　　1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢</p><p>　　我國地域廣闊，風能的儲存量非常可觀，擁有大力開發(fā)風力發(fā)電的有利條件。而目前我國新能源的應用仍然以水力發(fā)電為主，但從風能與水能的儲量相比，我國風能儲量占有更大的優(yōu)勢與發(fā)展前景。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國風能資源豐富，可

29、開發(fā)利用的風能儲量約十幾億千瓦，遠遠超過其他風力發(fā)電發(fā)展強國，所以我國想要大力開發(fā)風力發(fā)電是非常具有優(yōu)勢的。只是由于技術(shù)方面的限制，我國風能資源的開發(fā)利用早期階段以示范形式、分散和小規(guī)模試驗為主，20世紀90年代規(guī)模化風力發(fā)電場才開始建設(shè)，進入大規(guī)模使用階段[3]。如表1．1所示為截止到2005年底時的世界各個國家的風力發(fā)電機安裝的情況。</p><p>　　從表中得知，我國的風力發(fā)電在近年來發(fā)展迅速，但是在規(guī)模

30、上依舊不能與世界上風力發(fā)電大國相比，其中的差距還很明顯，這并不與我國風力能源的儲量</p><p>　　表1.1 2005年底世界各國風力發(fā)電機安裝容量</p><p>　　相匹配，表明我國的風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)還需要大力的發(fā)展，也是由于我國在風力發(fā)電機生產(chǎn)的技術(shù)研究上還存在很大的問題，比如我國的齒輪箱在運行過程中經(jīng)常發(fā)生齒輪箱輸出軸軸承燒壞的問題，還有一些輸出軸軸承在運行不久就產(chǎn)生較高的溫度（

31、經(jīng)常是達到80度以上），這種在關(guān)鍵部件上的研究上的不足，核心技術(shù)的掌握不到位也導致了我國風力發(fā)電領(lǐng)域里的不足。</p><p>　　1．3研究目的與內(nèi)容</p><p>　　本文所設(shè)計的增速器在整個風力發(fā)電機的組成中，是出現(xiàn)故障最多的地方，也是我國風力發(fā)電技術(shù)繼續(xù)突破的難題。目前，由于我國在風力發(fā)電機生產(chǎn)的技術(shù)研究上還存在很大的問題，國內(nèi)各大風力發(fā)電機生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)的風力發(fā)電機齒輪箱的工作

32、壽命達總是不到設(shè)計要求，其中產(chǎn)生故障的主要原因就是齒輪失效。因此，能不能設(shè)計出一套合理的能夠滿足實際需求的齒輪箱傳動系統(tǒng)就成為風力發(fā)電機能否快速發(fā)展的關(guān)鍵。</p><p>　　本文的主要研究內(nèi)容主要包括以下內(nèi)容：</p><p>　　(1) 500kw風力發(fā)電機增速器的設(shè)計</p><p>　　風力發(fā)電機組的基本工作原理是風力推動葉輪，葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生動能，我們都知道

33、葉輪轉(zhuǎn)動一般比較緩慢，發(fā)電機通常需要較快的轉(zhuǎn)速才能快速的產(chǎn)生電能，而增速器就是連接在葉輪與發(fā)電機之間的一種傳動裝置。本文的目的是設(shè)計出一種新型的混合式增速器。這個增速器由兩級行星輪傳動和一級平行軸輪傳動組成，結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計生產(chǎn)也安全可靠，符合中國船級社標準[4]。</p><p>　　關(guān)鍵部件的應力分析及強度校核</p><p>　　本文針對增速器設(shè)計中的行星齒輪及齒輪軸等關(guān)鍵的部件進行受

34、力分析和計算，對設(shè)計的部件進行了強度校核，從計算得出的數(shù)據(jù)來證明設(shè)計方案的可行性。</p><p>　　第2章 風力發(fā)電機增速器的設(shè)計</p><p>　　傳動裝置是很多運動機構(gòu)中的重要組成之一。傳動裝置的設(shè)計是否符合運動學原理、加工工藝和生產(chǎn)制造質(zhì)量能否達到實際生產(chǎn)和應用的需求，成為增速器質(zhì)量的關(guān)鍵問題。傳動形式多種多樣，而其中機械傳動按照其工作原理分為摩擦傳動與嚙合傳動，具體分為齒輪傳

35、動、蝸桿傳動、帶傳動、鏈傳動四類。根據(jù)風力發(fā)電機的安裝地點和傳動的特點，通常選擇傳動方式為齒輪傳動。齒輪傳動是機械傳動中工作起來最為安全可靠，也是應用最廣泛的一種傳動形式。通常齒輪傳動也可以分為半開式、開式和閉式三種傳動方式，它擁有以下一些優(yōu)點：傳動過程穩(wěn)定可靠、壽命長、瞬時傳動比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)合風力發(fā)電機一般安裝在具有風沙環(huán)境的地方，再根據(jù)潤滑要求一般采取閉式傳動以滿足使用。</p><p>　　增速器是指

36、安裝在風力發(fā)電機葉輪與發(fā)電機之間的一個封閉的獨立的傳動裝置，它可以把葉輪的轉(zhuǎn)速跟轉(zhuǎn)矩通過增速器進行成倍的增速和減小轉(zhuǎn)矩就是說葉輪通過增速器增速后連接發(fā)電機進行發(fā)電。增速器是風力發(fā)電機組的重要組成之一，它將大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為小轉(zhuǎn)矩，低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為高轉(zhuǎn)速，承擔了對能量的轉(zhuǎn)換，運動形式的改變等作用。因為風力發(fā)電機的設(shè)計都要求是傳動比較大、均載效果好、工作效率高等性能，此次設(shè)計的增速器是采取行星齒輪傳動與平行軸斜齒輪傳動相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式[4]。<

37、/p><p>　　2．1 傳動方案的確定</p><p>　　目前，國內(nèi)外生產(chǎn)風力發(fā)電機的廠商所生產(chǎn)的風力發(fā)電機齒輪箱基本可分為行星齒輪箱、平行軸圓柱齒輪箱以及平行軸與行星輪系混合式齒輪箱幾類[4]；按照傳動的具體布置形式可以分為分流式、同軸式和展開式以及混合式傳動；按照傳動的級數(shù)分為單級傳動和多級齒輪傳動。下面表2.1是一些常見的齒輪箱形式及其特點。</p><p>

38、　　目前國內(nèi)外大多數(shù)采用的增速通常是NGW型行星傳動，由行星架輸入能量，再由太陽輪輸出，其主要特點是：</p><p>　?。?）行星架和太陽輪都采用浮動式設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)均載功能，且構(gòu)造比較簡單。</p><p>　　(2)輸入軸在行星架一端，能很好的滿足風力發(fā)電機扇葉較大，轉(zhuǎn)矩較大，受力大的特點。缺點是：經(jīng)濟效益達不到理想效果，功率很小。</p><p>　　表2

39、.1 風力發(fā)電機齒輪箱常見的形式及應用</p><p>　　由于500kw以上的風力發(fā)電機功率較大，轉(zhuǎn)矩也大的關(guān)系，一般采取功率分流的行星傳動的方式。常見傳動形式就有：兩級行星齒輪的傳動加平行軸的結(jié)合和兩級平行軸齒輪加一級行星嚙合傳動等形式。本次設(shè)計運用的是行星齒輪與斜齒輪輪相混合的方式。</p><p>　　2.2風力發(fā)電機增速器整體設(shè)計</p><p>　　2

40、.2.1風力發(fā)電機增速器設(shè)計的基本要求及步驟</p><p>　　風力發(fā)電機增速器的主要設(shè)計要求如下表2.2</p><p>　　表2.2 增速器設(shè)計要求</p><p>　　增速器主要的設(shè)計步驟：</p><p>　　(1) 根據(jù)增速器安裝地點多為風沙等的環(huán)境及工作原理確定本次設(shè)計的增速器最主要的傳動形式是行星齒輪傳動。</p&g

41、t;<p>　　確定行星傳動的結(jié)構(gòu)形式并選擇合理的傳動方案。</p><p>　　根據(jù)取好的輸入速度和經(jīng)過增速器增速后的速度，計算出增速器的傳動比。</p><p>　　輸入轉(zhuǎn)速：10r/min</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)速：1000r/min</p><p>　　增速比（即總傳動比）i=1000/10=100

42、 </p><p>　　再結(jié)合增速器的工作環(huán)境及工作要求，確定增速器的傳動形式為二級行星傳動加一級平行軸圓柱斜齒輪傳動，為保證增速器的穩(wěn)定，行星輪的數(shù)目暫定為3，傳動比范圍為2~8，初定各級傳動比的分配如下：</p><p>　　第一級行星齒輪傳動i=6</p><p>　　第二級行星齒輪傳動i=6</p><p>　　

43、第三級平行軸斜齒輪傳動i=2.78</p><p>　　2.2.2運動原理及傳動方案</p><p>　　到目前為止，國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)風力發(fā)電機增速器的廠家大都采用KGW型的行星傳動，以行星架運動為動力輸入端，太陽輪的轉(zhuǎn)動為動力輸出[4]，它的運動有許多特點，具體如下：</p><p>　?。?）行星架的結(jié)構(gòu)是焊接而成的，這使得其制作工藝變得簡單，而且安裝方便。<

44、;/p><p>　?。?）動力由是由行星輪的行星架輸入，能承受較大轉(zhuǎn)矩，接受較大載荷。</p><p>　?。?）高速級和低速級的傳動采取了行星架浮動和太陽輪浮動，結(jié)構(gòu)得到簡化，較好的實現(xiàn)了均載[6]。</p><p>　　這種KGW型行星傳動功率太小，不適用于大型的風力發(fā)電，也造成其蓄能的負擔較大。由于500kw風力發(fā)電機功率較大，本設(shè)計采用的傳動形式如下圖2.1&l

45、t;/p><p>　　圖2.1 本文所設(shè)計增速器齒輪箱運動原理簡圖</p><p>　　本文設(shè)計的增速器傳動結(jié)構(gòu)分為3級，第一級與第二級均為行星齒輪傳動，第三級為平行軸圓柱斜齒輪傳動，與電機相連。采用這種傳動方式具有如下特點：</p><p>　　低速級的傳動為行星齒輪傳動，其效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞功率較大，可以實現(xiàn)功率分流，行星輪采用浮動式的結(jié)構(gòu)，能較好的實現(xiàn)均載[

46、7]。</p><p>　?。?）高速級傳動為一級平行軸斜齒輪，能夠平穩(wěn)的與前兩級嚙合傳動，有效的降低了震動。</p><p>　　2.3增速器傳動系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　2.3.1第一級行星輪系配齒計算并校驗裝配條件</p><p>　　（1）計算齒輪的基本參數(shù)</p><p>　　取第一級太陽輪齒數(shù)，行星齒

47、輪數(shù)目為,則根據(jù)傳動比i，按照配齒計算公式，可求得第一級行星齒輪傳動的內(nèi)齒輪b、行星輪c的齒數(shù)。</p><p><b>　　則有</b></p><p><b>　?。ㄊ?.1）</b></p><p><b>　　（式2.2）</b></p><p><b>　　

48、預計嚙合角和： </b></p><p><b>　?。ㄊ?.3）</b></p><p><b>　　選， </b></p><p>　　校驗第一級行星齒輪的裝配條件：</p><p><b>　　同心條件：</b></p><p>　　

49、為保證太陽論和行星架的軸線重合，各對嚙合的齒輪之間的中心距必須相等以確定內(nèi)齒輪與行星輪運動平穩(wěn)。 </p><p>　　即 （式2.4）</p><p><b>　　裝配條件：</b></p><p>　　因為各個行星齒輪必須平均分布于太陽輪邊上，所以各個齒輪齒數(shù)須滿足裝配條件，即太陽輪與行

50、星輪齒數(shù)之和應為行星輪數(shù)目的整數(shù)倍。</p><p>　　(Za1+Zc1)/n1=c(常數(shù)) 即 （17+34）/3=17 （式2.5）</p><p><b>　　鄰接條件：</b></p><p>　　相鄰兩個行星齒輪的齒頂不能發(fā)生碰撞，即</p><p><b>

51、;　?。ㄊ?.6）</b></p><p>　　經(jīng)過以上計算，初選第一級行星傳動的模數(shù)為10mm，查閱機械設(shè)計手冊，確定第一級行星傳動各個齒輪具體參數(shù)，如下表2.3：</p><p>　　表2.3 第一級行星齒輪參數(shù)</p><p>　　2.3.2第二級行星輪系配齒計算并校驗裝配條件</p><p>　　取太陽輪齒數(shù)Z=17，行

52、星齒輪數(shù)目為3,則根據(jù)傳動比i，按照配齒計算公式，可求得第一級行星齒輪傳動的內(nèi)齒輪b、行星輪c的齒數(shù)。</p><p><b>　?。ㄊ?.7）</b></p><p><b>　?。ㄊ?.8）</b></p><p><b>　　預計嚙合角和：</b></p><p><

53、;b>　?。ㄊ?.9）</b></p><p><b>　　選， </b></p><p>　　校驗第二級行星齒輪的裝配條件：</p><p><b>　　同心條件：</b></p><p>　　為使太陽論和行星架的軸線重合各對相互嚙合齒輪之間的中心距必須相等。 </p&g

54、t;<p>　　即 （式2.10）</p><p><b>　　裝配條件：</b></p><p>　　因為各個行星齒輪必須平均分布于太陽輪邊上，所以各個齒輪齒數(shù)須滿足裝配條件，即太陽輪與行星輪齒數(shù)之和應為行星輪數(shù)目的整數(shù)倍。</p><p>　　(Za2+Zc2)/n2=c(常數(shù)

55、) 即 （17+34）/3=17 （式2.11）</p><p><b>　　鄰接條件：</b></p><p>　　相鄰兩個行星齒輪的齒頂不能發(fā)生碰撞，即</p><p><b>　　（式2.12）</b></p><p>　　根據(jù)以上計算，初選第二級行星傳

56、動的模數(shù)為6mm，按照要求查閱相關(guān)設(shè)計手冊，確定第二級行星傳動各個齒輪具體參數(shù)，如下表2.4：</p><p>　　表2.4 第二級行星傳動齒輪參數(shù)</p><p>　　2.3.3第三級平行軸圓柱斜齒輪的設(shè)計</p><p>　　圓柱斜齒輪的齒數(shù)分配如下：Z1=65 Z2=23 模數(shù)m=5</p><p>　　其具體參數(shù)如下表2

57、.5：</p><p>　　表2.5第三級齒輪傳動參數(shù)</p><p>　　2.3.4確定行星齒輪的具體結(jié)構(gòu) </p><p>　?。?） 太陽輪的結(jié)構(gòu)  </p><p>　　本次設(shè)計將太陽輪的結(jié)構(gòu)形式做成齒輪軸來方便軸跟齒輪的連接，為了讓太陽輪在可以一定范圍內(nèi)輕微擺動，為較好實現(xiàn)均載的效果采用漸開線

58、花鍵來鏈接上一級的行星架。如圖2.2。 </p><p><b>　　圖2.2太陽輪結(jié)構(gòu)</b></p><p>　?。?） 行星輪的結(jié)構(gòu) </p><p>　　本次設(shè)計采取軸承安裝在行星輪的軸徑孔里面以滿足風力發(fā)電機傳動比較大的需求，通過這種方式可以減小傳動的軸向尺寸，來使得裝配結(jié)構(gòu)得到很大程度的簡化。另外，在行

59、星輪孔內(nèi)裝一個雙列調(diào)心滾子軸承也可以在一定程度上減小載荷分布的不均勻性，行星輪由于所受載荷比較大，本文中采用了安裝兩個雙列調(diào)心滾子軸承的方式[4]，行星輪得結(jié)構(gòu)如下圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 行星輪的結(jié)構(gòu)</p><p>　?。?）行星架的結(jié)構(gòu) </p><p>　　行星架是行星傳動結(jié)構(gòu)中一個非常重要而且相對復雜的零件。傳動系統(tǒng)中常用的行星架有

60、雙臂分離式、雙臂整體式和單臂式三種結(jié)構(gòu)[4]。毛坯通常采用鑄造、鍛造和焊接等方法。本次設(shè)計中采用了雙臂整體式的結(jié)構(gòu)，毛坯的材料選用鑄鋼ZG340—640，這種結(jié)構(gòu)能很好的滿足行星輪運動所需剛度。</p><p>　　2.4行星齒輪傳動的材料選擇和強度校核</p><p>　　結(jié)合風力發(fā)電機組工作環(huán)境差，受力情況比較復雜的特點，跟平常的傳動機構(gòu)相比，除須滿足機械的強度條件之外，還要滿足在極度

61、溫差情況下的很多機械特性，例如低溫抗脆特性，較低的膨脹收縮率等等。對傳動部件來說，通常情況下不采取分體式結(jié)構(gòu)或焊接的結(jié)構(gòu)，齒輪的毛坯盡量采用輪輻輪緣整體的鍛件形式來提高承載能力。本次設(shè)計采用的行星齒輪系各個傳動部件的材料和力學特性已在下表2.6中列出。</p><p>　　表2.6 各個傳動部件的材料及性能</p><p>　　2.4.1行星齒輪的強度校核</p><

62、p>　　在行星齒輪系列的傳動過程中，太陽輪與行星輪之間的接觸強度最大，所以只需要通過計算驗證校核嚙合處的接觸強度即可。查閱手機械設(shè)計冊及學過書籍，通過計算對各級行星齒輪輪系進行強度校核。</p><p>　?。?）第一級行星齒輪輪系</p><p>　　太陽輪a和行星輪c的材料均選用20CrMnTi，熱處理方式為滲碳淬火，齒面硬度為56--60HRC。查閱機械設(shè)計手冊，選定</

63、p><p><b>　?。ㄊ?.12）</b></p><p><b>　　查閱手冊，得出</b></p><p><b>　　（式2.13）</b></p><p><b>　?。ㄊ?.12）</b></p><p>　　輸入軸轉(zhuǎn)矩T

64、=9550*P/n=9550*500/10=477500Nm （式2.14）</p><p>　　太陽輪a的輸入轉(zhuǎn)矩為T1=T/i=477500/6=79583.3Nm （式2.15）</p><p>　　行星輪c上受到的轉(zhuǎn)矩為 （式2.16）</p><p>　　

65、查閱手冊選擇齒寬系數(shù)： （式2.17）</p><p><b>　　計算齒寬為</b></p><p><b>　?。ㄊ?.18）</b></p><p>　　選取B2=145mm,B1=150mm</p><p>　　各個系數(shù)的確定如

66、下:</p><p>　　使用系數(shù)： </p><p><b>　　動載系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.19）</b></p><p>　　（上式中V指的是小齒輪Z的速度：</p><p&

67、gt;　?。?（式2.20）</p><p>　　接觸強度的齒向載荷分布系數(shù)為：</p><p><b>　?。ㄊ?.21）</b></p><p>　　彎曲強度的齒向載荷分布系數(shù)：</p><p><b>　?。ㄊ?.22）</b></p>

68、<p>　　齒間載荷分布系數(shù)為： （式2.23）</p><p><b>　　則有綜合系數(shù)為：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.24）</b></p><p>　　齒面接觸疲勞強度即齒面接觸應力為：</p><p

69、><b>　　（式2.25）</b></p><p>　　上式中：鋼制齒輪彈性系數(shù)：</p><p><b>　?。ㄊ?.26）</b></p><p>　　節(jié)點區(qū)域影響系數(shù)： （式2.27）</p><p>　　螺旋

70、角系數(shù)： （式2.28）</p><p>　　重合度系數(shù)： （式2.29）</p><p>　?。閆1與Z2的重合度，）</p><p>　　圓周力：Ft=2000T/d=2000*26527.7/170=312091N

71、 （式2.30）</p><p>　　齒面許勇接觸應力大小為：</p><p><b>　?。ㄊ?.31）</b></p><p>　　接觸強度的安全系數(shù)為：</p><p><b>　?。ㄊ?.32）</b></p><p><b>　　上式中：&l

72、t;/b></p><p><b>　　潤滑系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.33）</b></p><p><b>　　速度系數(shù):</b></p><p><b>　　（式2.34）</b></p><p>

73、;<b>　　粗糙度系數(shù)：</b></p><p><b>　　（式2.35）</b></p><p>　　工作硬化系數(shù)：Zw=1</p><p>　　接觸強度計算的尺寸系數(shù)：Zx=1.05-0.005Mn=1 （式2.36）</p><p>　　計算太陽

74、輪齒根彎曲應力：</p><p><b>　　（式2.37）</b></p><p><b>　　重合度系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.38）</b></p><p><b>　　螺旋角系數(shù)：</b></p><p&

75、gt;<b>　　（式2.39）</b></p><p>　　齒形系數(shù)： （式2.40） </p><p>　　行星齒輪齒根彎曲疲勞強度：</p><p><b>　?。ㄊ?.41）</b></p>

76、<p>　　齒根彎曲的強度安全系數(shù)為：</p><p><b>　?。ㄊ?.42）</b></p><p>　　行星輪與內(nèi)齒輪彎曲強度的校核：</p><p>　　內(nèi)齒圈的材料定為42CrMo，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，齒面硬度為HBS≥260。查閱機械設(shè)計手冊，選定</p><p><b>　　。</

77、b></p><p>　　查手冊選擇齒寬系數(shù)φd=1.2</p><p>　　計算內(nèi)齒輪的寬度為b=φd*d3=1.2*340=408, （式2.43）</p><p><b>　　圓整后為</b></p><p>　　內(nèi)齒圈的齒根彎曲應力為：</p><p

78、><b>　　（式2.44）</b></p><p>　　內(nèi)齒圈許用彎曲應力為：</p><p><b>　?。ㄊ?.45）</b></p><p>　　齒根彎曲強度安全系數(shù)</p><p><b>　?。ㄊ?.46）</b></p><p>　　

79、（1）第二級行星齒輪輪系</p><p>　　太陽輪a和行星輪c材料均定為20CrMnTi，熱處理方式定為滲碳淬火，齒面硬度為56--60HRC。查閱機械設(shè)計手冊，選定</p><p><b>　?。ㄊ?.47）</b></p><p><b>　　查閱手冊，得出</b></p><p>　　太陽輪

80、a的輸入轉(zhuǎn)矩為T1=T/i=79583.3/6=13263.883Nm （式2.48） </p><p>　　行星輪c上受到的轉(zhuǎn)矩為 （式2.49）</p><p>　　查閱手冊選擇齒寬系數(shù)：</p><p><b>　?。ㄊ?.50）</b></p><p><

81、;b>　　計算齒寬為</b></p><p><b>　?。ㄊ?.51）</b></p><p>　　選取B2=145mm,B1=150mm</p><p>　　各個系數(shù)的確定如下:</p><p><b>　　使用系數(shù)：</b></p><p><b

82、>　　動載系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.52）</b></p><p>　　接觸強度的齒向載荷分布系數(shù)為：</p><p><b>　?。ㄊ?.53）</b></p><p>　　彎曲強度的齒向載荷分布系數(shù)[2]：</p><p>&l

83、t;b>　?。ㄊ?.54）</b></p><p>　　齒間載荷分布系數(shù)為：</p><p><b>　　則有綜合系數(shù)為：</b></p><p><b>　　（式2.55）</b></p><p>　　齒面接觸疲勞強度即齒面接觸應力為：</p><p>&

84、lt;b>　?。ㄊ?.56）</b></p><p>　　上式中：鋼制齒輪彈性系數(shù)：</p><p><b>　　（式2.57）</b></p><p>　　節(jié)點區(qū)域影響系數(shù)： （式2.58）</p><p>　　螺旋角系數(shù)：

85、 （式2.59）</p><p>　　重合度系數(shù)： （式2.60）</p><p>　?。閆1與Z2的重合度，）</p><p>　　圓周力：Ft=2000T/d=2000*13263.883/170=52015N （式2.61）<

86、;/p><p>　　齒面許用最大接觸應力大小為：</p><p><b>　?。ㄊ?.62）</b></p><p>　　接觸強度的安全系數(shù)為：</p><p><b>　　（式2.63）</b></p><p><b>　　上式中：</b></p&g

87、t;<p><b>　　潤滑系數(shù)：</b></p><p><b>　　（式2.64）</b></p><p><b>　　速度系數(shù):</b></p><p><b>　?。ㄊ?.65）</b></p><p><b>　　粗糙度系

88、數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.66）</b></p><p>　　工作硬化系數(shù)：Zw=1 （式2.67）</p><p>　　接觸強度計算的尺寸系數(shù)：Zx=1.05-0.005Mn=1 （式2.6

89、8）</p><p>　　計算太陽輪齒根彎曲應力：</p><p><b>　?。ㄊ?.69）</b></p><p><b>　　重合度系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.70）</b></p><p><b>　　螺旋角系數(shù)

90、：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.71）</b></p><p><b>　　齒形系數(shù)：</b></p><p><b>　　（式2.72）</b></p><p>　　行星齒輪齒根彎曲疲勞強度：</p><p><b&g

91、t;　　（式2.73）</b></p><p>　　齒根彎曲的強度安全系數(shù)為：</p><p><b>　?。ㄊ?.74）</b></p><p>　　行星輪與內(nèi)齒輪彎曲強度的校核：</p><p>　　內(nèi)齒圈的材料選用42CrMo，熱處理方式為調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為HBS≥260。查閱機械設(shè)計手冊，選定<

92、;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　查手冊選擇齒寬系數(shù)φd=1.2</p><p>　　計算內(nèi)齒輪的寬度為b=φd*d3=1.2*340=408,圓整后為</p><p>　　內(nèi)齒圈的齒根彎曲應力為：</p><p><b>　?。ㄊ?.75）</b>&l

93、t;/p><p>　　內(nèi)齒圈許用彎曲應力為：</p><p><b>　?。ㄊ?.76）</b></p><p>　　齒根彎曲強度安全系數(shù)</p><p><b>　?。ㄊ?.77）</b></p><p>　　2.4.2第三級平行軸的圓柱斜齒輪的強度校核</p>

94、<p>　　圓柱斜齒輪材料均用20CrMnTi，熱處理方式為滲碳淬火，齒面硬度為56--60HRC。查閱手冊，選定</p><p>　　輸入軸轉(zhuǎn)矩為T1=13263.883 n=360r/min</p><p>　　齒寬系數(shù)選擇φd=1</p><p>　　齒寬 （式2.78

95、）</p><p>　　取B2=120mm，B1=125mm</p><p>　　齒輪Z1受到的轉(zhuǎn)矩為:</p><p><b>　?。ㄊ?.79）</b></p><p>　　后續(xù)計算中要用到的各個系數(shù)確定如下：</p><p><b>　　系使用數(shù)：</b></p&

96、gt;<p><b>　　動載系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.80）</b></p><p>　　接觸強度的齒向載荷分布系數(shù)計算：</p><p><b>　?。ㄊ?.81）</b></p><p>　　彎曲強度齒向載荷分布系數(shù)計算：</

97、p><p><b>　?。ㄊ?.82）</b></p><p>　　齒輪間的載荷分布系數(shù)為：</p><p><b>　　計算齒面接觸應力：</b></p><p><b>　　（式2.83）</b></p><p>　　上式中：鋼制齒輪彈性系數(shù)：</

98、p><p><b>　　節(jié)點區(qū)域影響系數(shù)：</b></p><p>　　螺旋角系數(shù)： （式2.84）</p><p>　　重合度系數(shù)： （式2.85）</p><p>　?。閆1與Z2的重合度，）</p>&l

99、t;p>　　圓周力：Ft=2000T/d=2000*4771.18/118.556=80488.21N （式2.86）</p><p>　　齒面許用最大接觸應力大小為：</p><p><b>　　（式2.87）</b></p><p>　　接觸強度的安全系數(shù)為：</p><p>&l

100、t;b>　?。ㄊ?.88）</b></p><p><b>　　上式中：</b></p><p><b>　　潤滑系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.89）</b></p><p><b>　　速度系數(shù):</b></

101、p><p><b>　　（式2.90）</b></p><p><b>　　粗糙度系數(shù)：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.91）</b></p><p>　　工作硬化系數(shù)：Zw=1</p><p>　　接觸強度計算的尺寸系數(shù)：Zx=1.05-0.

102、005Mn=1.005 （式2.92）</p><p>　　從以上的計算校核得知，此次傳動系統(tǒng)對于傳動構(gòu)件的設(shè)計基本上可以符合強度的要求，屬于可行的設(shè)計方案。本方案選用的傳動比也基本上滿足了傳動需求，對于第三級圓柱斜齒輪的初步設(shè)計校核也使得機構(gòu)在穩(wěn)定性上得到明顯改善，結(jié)構(gòu)上也更加安全可靠。</p><p>　　2.5 主要構(gòu)件設(shè)計選用與計算&

103、lt;/p><p>　　2.5.1 行星輪心軸的設(shè)計與校核 </p><p>　?。?）通過計算確定軸的最小直徑</p><p>　　選擇軸的材料42CrMo，熱處理方式為調(diào)質(zhì)處理，260--290HBS查閱手冊，分別?。?,得</p><p><b>　?。ㄊ?.93）</b></p><p&

104、gt;　　為了與軸承的尺寸相適應，所以需要同時選取軸承的型號。 </p><p>　　因為軸承主要承受徑向的載荷，而且行星輪的軸線在傳動過程中要保持與太陽輪很好的嚙合，通過這種方式避免附加載荷，選用調(diào)心滾子軸承，其特點、性能與調(diào)心球軸承大致相同，并且承載能力在徑向比較大。根據(jù)最小軸徑127.83mm，查設(shè)計手冊選定標準調(diào)心滾子軸承型號是22326 C/W33。其尺寸為</p><p>&l

105、t;b>　　（式2.94）</b></p><p>　　所以最小心軸的直徑為130mm。</p><p>　?。?）行星齒輪心軸的強度計算</p><p>　　計算其最大彎矩，按均布載荷作用在心軸上時</p><p><b>　?。ㄊ?.95）</b></p><p><b

106、>　　計算心軸彎曲應力：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.96）</b></p><p>　?。?）行星齒輪軸承的壽命計算：</p><p>　　采用的軸承型號為222326 C/W33</p><p>　　， （式2.97）</p><p>

107、<b>　　計算行星架轉(zhuǎn)速 </b></p><p><b>　　（式2.98）</b></p><p>　　計算行星齒輪的絕對速度：</p><p><b>　?。ㄊ?.99）</b></p><p>　　計算行星齒輪相對于行星架的相對轉(zhuǎn)速：</p><p

108、><b>　　（式2.100）</b></p><p><b>　　計算軸承的壽命為：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.101）</b></p><p>　　2.5.2 圓柱斜齒輪輸出齒輪軸的設(shè)計 </p><p>　　初步計算確定傳動軸的

109、最小直徑 </p><p>　　軸的材料選定為42CrMo，熱處理方式定為調(diào)質(zhì)處理260～290HBS</p><p>　　， ， ,得</p><p><b>　?。ㄊ?.102）</b></p><p>　　輸出齒輪軸的最小直徑應該是安裝軸承處軸的直徑，為了與軸承及聯(lián)軸器的孔徑相互適應，所以需要同時

110、選取軸承和聯(lián)軸器的型號。因為軸承既要承受徑向力，又承受軸向載荷，所以應該選用圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承可同時承受軸向載荷和徑向載荷，它的外圈是可以分離的，調(diào)整好軸承的游隙進行安裝，一般情況下是成對使用的[8]。根據(jù)計算得出的最小軸徑107.32mm，查閱機械設(shè)計手冊初步選用標準圓錐滾子軸承，其型號為30322。其尺寸為</p><p>　　d×D×T×B×C=110mm&#

111、215;240mm×54.5mm×50mm×42mm （式2.103）</p><p>　　所以標準最小軸徑為110mm。</p><p>　　初步選擇輸出軸右端滾動軸承。要求可以承受較大的徑向載荷而且能夠同時自動調(diào)心，內(nèi)圈對外圈的軸線偏斜量≤1.5º-2.5°。按照工作要求并且根據(jù)</p>&

112、lt;p>　　dVI-VII=90mm，查閱機械設(shè)計手冊，選定0基本游隙組、標準精度等級的單列調(diào)心滾子軸承，具體型號為22219C/W33，它的基本尺寸為</p><p>　　d×D×B=95mm×170mm×43mm,所以dV-VI=95mm,而lV-VI=43mm</p><p><b>　　計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩</b>&

113、lt;/p><p><b>　?。ㄊ?.104）</b></p><p>　　式中KA--工作情況系數(shù)，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化及沖擊載荷的大小，選KA=2.3</p><p>　　按照轉(zhuǎn)矩的計算結(jié)果Tca應該略小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，查閱機械設(shè)計手冊，初步選定LZ6YB80×172型柱銷彈性聯(lián)軸器，這款聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩大小為8000N·

114、m。聯(lián)軸器與軸的配合轂孔長度為L1=172mm。</p><p>　　(2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　1) 初步?jīng)Q定軸上零件的裝配方案 </p><p>　　本設(shè)計的裝配方案在上文已經(jīng)做了簡要的分析，現(xiàn)選用如下圖所示的裝配方案 </p><p>　　圖2.4 輸出軸結(jié)構(gòu)與裝配圖<

115、;/p><p>　?、僖驗檩S承同時受到徑向力和軸向力作用，所以選用單列圓錐滾子軸承。按照工作要求，查閱機械設(shè)計手冊選擇的單列圓錐滾子軸承，型號為30322，根據(jù)其基本尺寸確定</p><p>　?、谄渥蠖藵L動軸承采取軸肩定位的方式。由機械設(shè)計手冊上查取30322型軸承的定位軸肩安裝尺寸</p><p>　　所以取軸環(huán)的寬度b≥1.4h，選擇</p><

116、;p>　?、郯惭b齒輪機構(gòu)處的軸段II—III的直徑122mm；齒輪左邊與左端軸承之間采取套筒定位的方式。通過計算已經(jīng)得知齒輪輪轂的寬度為135mm，為使軸的套筒端面能夠可靠地壓緊齒輪，更好的與齒輪配合，軸段應該稍短于輪轂寬度，所以選擇I=135mm。</p><p>　?、芤驗檩S的III—IV的地方是有齒輪軸段，所以</p><p>　?、莩醪皆O(shè)定齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=20mm，考慮

117、到箱體在鑄造過程中存在較大誤差，在計算滾動軸承的位置時，應該距箱體內(nèi)壁隔開小段距離s，選定s=10mm，已知滾動軸承的寬度為T=54.5mm[9]，則</p><p><b>　?。ㄊ?.105）</b></p><p><b>　　取整90mm.</b></p><p>　　計算到這里，已經(jīng)基本可以確定軸的具體尺寸。&l

118、t;/p><p>　　（2) 軸上零件的周向定位及軸向定位 </p><p>　　增速器中齒輪與軸的周向定位是采用平鍵連接的方法。平鍵截面尺寸為b×h=32mm×18mm，鍵槽通過使用鍵槽銑刀來加工，由輪轂的寬度在結(jié)合鍵的長度要求，選取鍵長L=110mm，略短于輪轂寬度。而且為了保證齒輪與軸的配合具有較好的對中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合方式為；軸和滾動軸

119、承的周向定位是由過渡配合保證精度的，這里選定軸的直徑尺寸公差m6。 </p><p>　　為滿足半聯(lián)軸器軸向定位的定位需求，VII-VIII周段左邊需要突出一個軸肩，選取VI-VII段的直徑為dVI-VII=90mm；左端軸端使用擋圈定位的方式，軸端的直徑選擇擋圈直徑D=92mm。為保證軸端擋圈只能壓在聯(lián)軸器上面而不會壓在軸的端面上，所以VII-VIII段長度應該比L1稍短一些，選取lVII-VIII=

120、170mm。</p><p>　?。?) 確定軸上的圓角和倒角的尺寸 </p><p>　　參閱機械設(shè)計手冊，取軸端的倒角為2×45º，各個軸肩的圓角半徑為R=2mm。</p><p>　　2.5.4浮動用齒式聯(lián)軸器的設(shè)計 </p><p>　　行星齒輪增速器的基本構(gòu)件大部分采用齒式的聯(lián)軸器，使得齒輪

121、部件可以在嚙合過程中輕微的浮動，通過這種方法補償由于誤差造成所需要的徑向活動度。</p><p>　?。?）浮動齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　浮動用齒式聯(lián)軸器擁有單齒及雙齒兩種結(jié)構(gòu)形式的聯(lián)軸器。為防止增速器尺寸過大，引起聯(lián)軸器齒輪輪齒上的載荷分布系數(shù)Kβ增大，單齒聯(lián)軸器要有足夠大的長度Lg，單齒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比雙齒的要簡單許多，但它可以使的浮動齒輪在傾斜的同時又具有徑向平移的性能，

122、這有利于減小載荷分布系數(shù)Kβ的值[10]。對于太陽輪直徑較大太陽輪直徑較大而傳動比較小的NGW型行星齒輪傳動，采用圖2.4所示的結(jié)構(gòu)更為有利。由于本設(shè)計采用的太陽輪直徑較大，所以本設(shè)計采用用雙齒聯(lián)軸器來使得中心輪浮動運動嚙合，其中輸入端齒輪是太陽輪。</p><p>　　圖2.5 單齒聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　被浮動件和聯(lián)軸器的軸向定位方法，一般采用圓形截面（見圖2.6）或采用球

123、面頂塊（見圖2.6）彈性擋圈，也可以采用矩形截面進行定位。本文采用空心軸定心，可有效防止在嚙合運動時因為載荷的變化造成運動中聯(lián)軸器的傾斜角度過大，從而減少使用壽命以及增大齒面的磨損。</p><p>　　本文通過使擋圈與齒輪之間留有一定的間隙，來保證構(gòu)件浮動時有足夠的自由度，這個間隙通常選定為j0=0.5--1.5mm。</p><p>　　圖2.6內(nèi)齒輪浮動雙齒聯(lián)軸器</p>

124、<p>　　浮動用齒式聯(lián)軸器，按照其外齒軸套的輪齒在齒寬方向的截面形狀，還有鼓形齒及直齒的分別。其中直齒的加工過程簡單，允許傾斜角小，一般情況下不大于30′，正常工作時容易使齒輪的端部受載，強度和壽命較低，齒面磨損較大。 鼓形齒允許的傾斜角一般可達2°左右，相對直齒較大，而且其輪齒的受力情況比較好，浮動靈敏，其壽命和強度較直齒的都會有比較明顯的提高。所以本設(shè)計采用鼓形齒進行設(shè)計。</p><p

125、>　　2.5.5 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　通過上文齒輪傳動機構(gòu)的一系列計算，已初步計算出齒輪的主要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、分度圓直徑、螺旋角、齒寬等，現(xiàn)在對齒輪的內(nèi)齒圈、輪轂、輪輻等部件的結(jié)構(gòu)尺寸大小及形式進行設(shè)計。 </p><p>　　由于大齒輪1的齒頂圓直徑400mm<da<1000mm，大齒輪1應做成輪輻面為“十”字形輪輻式的結(jié)構(gòu)。齒輪的結(jié)構(gòu)及主