NGW行星轮减速器的结构设计及输入轴工艺设计【含说明书和CAD图纸】
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摘 要
本设计是NGW行星减速器的结构设计，用来传递两轴之间的运动和动力，并实现较大的传动比。对齿轮与中心轮组合的受力状况分析时，应引入不均载系数根据传动，工作扭矩，载荷，根据转速要求计算出齿轮的齿数，模数，分度圆直径，计算出传动齿的齿厚，齿面硬度，选择齿形，根据上述要求选定达到此要求的材料，并且做出经济效益最好的选择，再根据此材料的弹性影响系数，各传动齿轮接触疲劳强度极限，再对材料的选择正确与否做出校核，并且要满足减速器的使用寿命要求，计算中心距，确定行星轮系的周转圆半径及方向，得到各项数据后，依据设计要求结构大小，确定各部件相对位置，进入外箱体的设计，秉承体积最小，拆装方便的原则，定好主轴位置，窥视孔，润滑口在箱体上的位置，便于维修判断。
[关键词] 行星齿轮；行星机构；传动轴；强度校核
Abstract
This design is a bevel gear transmission with NGW planetary bodies in series, forming a combination of institutions, to transfer the two-axis intersection between the movement and momentum and to achieve greater transmission ratio. Gear and center round the composition of the force analysis of the situation, should be introduced under the uneven transmission coefficient, the torque, load, in accordance with the requirements in order to speed the gear teeth, module, the circle diameter, calculated Drive Tooth tooth thick, tooth surface hardness, select profile, in accordance with the requirements of the selected material to this request, and make the best choice for cost-effective, then this material under the impact of the flexibility factor, the transmission gear contact fatigue limit , And the choice of materials to check whether or not correct, and to meet the requirements of the life of reducer, according to load and transmission torque spindle drive calculated the diameter and location, from the ICC to identify planets revolving round the circle of radius And direction, and specify the round of the direction of rotation, get the data, based on the design requirements of size, determine the relative position of components into the box, the design is home to the smallest, to facilitate entry to the principle of the spindle good location, Peep hole, I lubrication in the box on the location, ease of main In addition to gear, the work load of other bear parts such as the axis, keys, the bearings, also had a design Reducer a flange-box structure to meet the conditions for the installation of the working environment.for high-speed cone gear trans mission in order to achieve commutation. As power, drive more, on this bevel gear designed to ramp bevel gear. Low level used to further increase NGW planetary transmission ratio, NGW planetary bodies can convey more power and the realization of the larger transmission ratio, used in the design of the spur gear.
目 录
前言 1
选题背景 2
总体设计方案设计 4
1. 总体方案的选择和确定 4
2. 设计计算 4
2.1行星轮的结构设计与计算 4
2.1.1选取行星轮传动的传动类型和传动简图 4
2.1.2行星轮传动的配齿计算 5
2.1.3初步计算齿轮的主要参数 5
2.1.4装配条件的验算 7
2.1.5传动效率的计算 8
2.1.6减速器的润滑和密封 11
2.1.7 齿轮强度验算 11
2.2行星架的结构设计与计算 18
2.2.1行星架的结构设计 18
2.2.2行星架的结构计算 23
2.3齿轮联轴器的结构设计和计算 20
2.4轴的结构设计与计算 20
2.4.1输入轴的结构设计与计算 21
2.4.2输出轴的设计计算 22
2.5铸造箱体的结构设计计算 23
3. 使用说明书 24
3.1安装使用 24
3.2维修保养 25
4.输入轴的工艺设计 25
4.1零件的分析 25
4.1.1零件的图样分析 25
4.1.2零件的工艺分析 26
4.2工艺规程设计 26
4.2.1确定毛坯的制造形式 26
4.2.2基面的选择 26
4.3制定工艺路线 26
4.3.1工艺路线方案一 26
4.3.2工艺路线方案二 27
4.3.3工艺路线方案三 28
4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 29
4.4.1机械加工余量的确定 29
4.4.2毛皮尺寸的确定 29
4.5确定切削用量及基本工时 30
结论 40
致 谢 45
参考文献 41
中文翻译 42
英文原文 47
4
前 言
通过对现有减速器的改进或创新，抑或研发更新型的减速器，通过提高机构性能，拓展新的使用范围，来解决目前生活和生产上所遇到的一些实际问题。来满足生产上的要求，提高效率，使的效益和利润得到提高。并且，对目前严重的资源浪费现象，尤其是能源浪费可以起到十分巨大的缓解，技术的提高带来的是更高的效率和更合理的运转方式。齿轮减速器是各种机器中广泛采用的重要部件，其主要功能是减速增力（降低转速度，增大扭矩）。现有的行星减速器具有结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大及效率高等特点。目前，高速渐开线行星齿轮传动机构所传递的功率已经达到11000KW，输出转矩已达。本设计目的在于熟悉并掌握组合式行星齿轮减速器的设计方法。
因此，减速器的发展前景还是十分光明的，由于本课题所研究的减速器在生活生产中应用范围极其广泛，因此，能够顺利的解决本类型机械在生产设计上的种种设计问题，优化在使用和配合上的不利因素，必将能够为生产力的发展起到极大的推动作用，为机械生产所涉及的各个行业带来长足的进步和巨大的发展动力提供先进的技术先决条件。故而，对本课题的研究还是有着重大意义的。
目前对NGW型行星减速器的研究已经十分的完善，达到了一个非常合理和完备的高度，研究体系和研究结论都十分值得我们借鉴和学习。本课题就是在目前研究的基础上，对NGW行星减速器的使用方案进行一次设计，使其在工作生产中得到更广泛的应用，也是对目前研究现状的一次检验和发展，更是对现有知识的一次生动的应用和鉴定。
选题背景
在日常生产和生活中，减速器的应用十分的广泛，大至各种大型生产机械，例如，各种机床，车床，矿山机械等，小至生活中常见的汽车，轮船等，都要应用到减速器。由于减速器对我们生活和生产有着巨大的影响，因此如何提升他的性能，改良他的构造，发展他的用途有着十分积极和有利的意义。生产开创研究的意义，研究推动生产的发展。任何研究和发明都是基于人们生产和生活中的需求，本课题也不例外，也是来自于生产和生活实践中的需求。
本课题解决关键在于减速器内部结构及各主要零件的设计，要明确本减速器的使用范围和工作要求，如何合理合适的分配传动比。对行星齿轮与中心轮组合的受力状况分析，引入不均载系数根据传动，工作扭矩，载荷，根据级数转速要求计算出齿轮的齿数，模数，分度圆直径，计算出传动齿的齿厚，齿面硬度，选择齿形，根据上述要求选定达到此要求的材料，并且做出经济效益最好的选择，再根据此材料的弹性影响系数，各传动齿轮接触疲劳强度极限，再对材料的选择正确与否做出校核，并且要满足减速器的使用寿命要求，根据载荷和传动扭矩计算传动主轴的直径及定位，计算中心距，确定行星轮系的周转圆半径及方向，并指定轮系的旋转方向，设计要求结构大小，确定各部件相对位置，进入外箱体的设计，如何要求体积最小，拆装方便，定好主轴位置，窥视孔，润滑口在箱体上的位置，便于维修判断，并选择密封方式，并且要考虑到运输和装吊便捷，吊耳位置要设计合理，要能承受机构本身重量，减速器固定问题可由实际情况来决定如何选择，如此则大致即可完成，也是本设计中应解决的各项问题
通过对现有减速器的改进或创新，抑或研发更新型的减速器，通过提高机构性能，拓展新的使用范围，来解决目前生活和生产上所遇到的一些实际问题。来满足生产上的要求，提高效率，使的效益和利润得到提高。并且，对目前严重的资源浪费现象，尤其是能源浪费可以起到十分巨大的缓解，技术的提高带来的是更高的效率和更合理的运转方式。由于本课题所研究的减速器在生活生产中应用范围极其广泛，因此，能够顺利的解决本类型机械在生产设计上的种种设计问题，优化在使用和配合上的不利因素，必将能够为生产力的发展起到极大的推动作用，为机械生产所涉及的各个行业带来长足的进步和巨大的发展动力提供先进的技术先决条件。故而，对本课题的研究还是有着重大意义的。
国内外减速器及各类型及型号的齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。在航空航天事业，医疗事业、生物工程事业、机器人研究制造等领域中，微型发动减速联体机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。
当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好，并且目前超小型的减速器的研究成果也尚不明显。
总体设计方案设计
1. 总体方案的选择和确定
根据本减速器的设计要求，减速是将原动机的输入转矩传递放大，并且将转速降低的装置，电动机的初始转矩经由输入轴Ⅰ输入该行星减速器，经NGW行星轮系达到减速要求的转矩输出。了解此系统的工作原理后，确定出以下设计方案步骤：
行星齿轮传动的主要受力构件有中心轮、行星齿轮、行星轮轴及轴承、行星架等。为了进行齿轮、输入轴、输出轴、行星轮轴及强度计算，需分析行星齿轮传动中各构件受力状况。在分析中先假定行星齿轮受载均匀并略有摩擦力和自重的影响，因此，各构件在输入转矩作用下处于平衡状态，构件间的作用力等于反作用力。但是，实际上由于各种误差的存在使各行星轮受载不均匀，因而在对其中任意一对行星齿轮与中心轮组合的受力状况分析时，需引入载荷不均匀系数。
2. 设计计算
2.1行星轮的结构设计与计算
2.1.1选取行星轮传动的传动类型和传动简图
根据上述设计要求：给定传动比、结构合理、紧凑。据各行星轮传动类型的传动比和工作特点可知2K-H型结构紧凑，传动比符合给定要求。其传动简图如图2-1所示。、图中太阳轮a输入，行星架H输出，内齿圈b固定。
图2-1行星传动的传动简图
2.1.2行星轮传动的配齿计算
在确定行星轮传动的各轮齿数时，除了满足给定的传动比外，还应满足与其装配有关的条件，即同心条件、邻接条件和安装条件。此外，还应考虑到与其承载能力有关的其他条件。
在给定传动比的情况下，行星轮传动的各轮齿数的确定方法有两种：（一）、计算法；（二）、查表法。下面采用计算法来确定各轮齿数：
由公式3-28（见参考文献[2]）得
=-1=5.4-1=4.4 （2-1）
（一般取3—8，在满足的条件下为减小行星传动的径向尺寸中心轮a和行星轮c的尺寸应尽可能地小。）
由公式3-29（见参考文献[2]）得
（2-2）
取=20则。
根据同心条件可以求得行星轮的齿数：
由公式3-30（见参考文献[2]）得=34，圆整后取。
所以，行星轮传动的各轮齿数分别为20，88，34。
2.1.3初步计算齿轮的主要参数
标准直齿圆柱齿轮的基本参数有五个：齿数，模数，压力角，齿顶高系数和顶隙系数，在确定上述基本参数后，齿轮的齿形及几何尺寸就完全确定了。
已知：，模数
齿轮的几何尺寸计算如下：（见参考文献[2]）
分度圆直径： （2-3）
齿顶高：外啮合副 （2-4）
内啮合副:
齿根高： （2-5）
全齿高： （2-6）
轮
轮
轮
齿顶圆直径：轮 （2-7）
轮
轮
齿根圆直径： 轮 （ 2-8）
轮
轮
基圆直径： 轮 （2-9）
轮
轮
中心距：副 （2-10）
副
齿顶圆压力角：a轮 （2-11）
c轮
b轮
2.1.4装配条件的验算
在确定行星齿轮传动的各轮齿数时，除了满足给定的传动比外，还应满足与其装配有关的条件，即同心条件、邻接条件和安装条件。此外，还要考虑到与其承载能力有关的其他条件。
（1）邻接条件 由多个行星轮均匀对称地布置在太阳轮和内齿轮之间的行星传动设计中必须保证相邻两个行星轮齿顶之间不得相互碰撞，这个约束称之为邻接条件。
按公式（3-7）（见参考文献[2]）验算其邻接条件，即
（2-12）
式中 — 行星轮个数；
— a-c啮合副的中心距；
— 行星轮的齿顶圆直径。
已知代入上式可得
（2-13）
即满足邻接条件。
（2）同心条件 对于2K-H型行星传动，三个基本构件的旋转轴线必须重合于主轴线，即由中心轮和行星轮组成的所有啮合副实际中心距必须相等，称之为同心条件。
按公式（3-8a）（见参考文献[2]）验算同心条件，即
（2-14）
已知
即满足同心条件。
（3）安装条件 在行星传动中，几个行星轮能均匀装入并保证中心轮正确啮合应具备的齿数关系和切齿要求，称之为装配条件。
按公式（3-20）（见参考文献[2]）验算安装条件，即
（整数） （2-15）
已知
即满足安装条件。
2.1.5传动效率的计算
按照表5-1（见参考文献[2]）中所对应的效率计算公式计算：
按公式(5-36) （见参考文献[2]）计算如下：
对于啮合副（a-c）:
齿顶圆压力角 （2-16）
（2-17）
对于啮合副（c-b）:
齿顶压力角：
根据公式（5-37）（见参考文献[2]） 得 取
（2-18）
为小齿轮齿数，为大齿轮齿数
(行星齿轮传动中大都采用滚动轴承，摩擦损失很小故可忽略)
（2-19）
可见，该行星传动的传动效率较高，可满足短期间断工作方式的使用要求。
行星齿轮传动功率分流的理想受力状态由于受不可避免的制造和安装误差，零件变形及温度等因素的影响，实际上是很难达到的。若用最大载荷Fbtamax与平均载荷Fbta之比值Kp来表示载荷不均匀系数，即
Kp=Fbtamax/Fbta
Kp值在的范围内变化，为了减小载荷不均匀系数，便产生了所谓的均载机构。均载机构的合理设计，对能否充分发挥行星传动的优越性有这极其重要的意义。
均载机构分为基本构件浮动的均载机构、采用弹性元件的均载机构和杠杆联动式均载机构。
在选用行星齿轮传动的均载机构时，根据该机构的功用和工作情况，应对其提出如下几点要求。
（1） 均载机构在结构上应组成静定系统，能较好的补偿制造和装配误差及零件的变形，且使载荷分布不均匀系数K值最小。
（2） 均载机构的补偿动作要可靠、均载效果要好。为此，应使均载构件上所受的力较大，因此，作用力大才能使其动作灵敏、准确。
（3） 在均载过程中，均载构件应能以较小的自动调整位移量补偿行星齿轮传动存在的制造误差。
（4） 均载机构应制造容易，结构简单、紧凑、布置方便，不得影响到行星齿轮传动的传动性能。
（5） 均载机构本身的摩擦损失应尽量小，效率要高。
（6） 均载机构应具有一定的缓冲和减振性能，至少不应增加行星齿轮传动的振动和噪声。
在本设计中采用了中心轮浮动的结构。太阳轮通过双齿或单齿式联轴器与高速轴相联实现浮动（如图 2-2 所示），前者既能使行星轮间载荷分布均衡，又能使啮合齿面沿齿寛方向的载荷分布得到改善；而后者在使行星轮间载荷均衡过程，只能使太阳轮轴线偏斜，从而使载荷沿齿寛方向分布不均匀，降低了传动承载能力。这种浮动方法，因为太阳轮重量小，浮动灵敏，结构简单，易于制造，便于安装，应用广泛。
根据2K-H（A）型行星传动的工作特点、传递扭矩的大小和转速的高低等情况对其进行具体的结构设计。首先应该确定太阳轮a的结构，因为它的直径d较小，所以轮a应该采用轴齿轮的结构。因为在该设计中采用了中心轮浮动的结构因此它的轴与浮动齿轮联轴器的外齿半联轴套Ⅱ制成一体或连接，且按该行星传动的扭矩初步估算输入轴的直径da，同时进行轴的结构设计。为了便于轴上零件的拆装，通常将轴制成阶梯形。总之在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造(详见结构设计计算)。
内齿轮做成环形齿圈，在该设计中内齿轮是用键在圆周方向上实现固定的。
行星轮通过两个轴承来支撑，行星轮与行星轴作为一体，轴承选圆柱滚子轴承。
图2-2齿轮联轴器
行星架的结构选用了刚性比较好的双侧板装配式结构，与输出轴法兰联接，为保证行星架与输出轴的同轴度，行星架时应与输出轴配做，并且用两个对称布置得销定位。行星架靠近输入轴的一端采用一个向心球轴承支撑在箱体上。
转臂上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距极限偏差fa可按公式（9-1）（见参考文献[2]）计算。现已知啮合中心距a=67.5mm，则
（2-20）
取
相对偏差
各行星轮轴孔的孔距相对偏差的1/2,即转臂的偏心误差
在对所设计的行星齿轮传动进行了其啮合参数和几何尺寸计算，验算其装配条件，且进行了结构设计之后，绘制该行星齿轮的传动结构图（即装配图），如上。
2.1.6减速器的润滑和密封
（1）齿轮采用油池润滑，常温条件下润滑油的粘度按表7-2-81选用（见参考文献[8]）。
（2）轴承采用飞溅润滑，但每当拆洗重装时，应注入适量的（约占轴承空间体积1/3）钙钠基润滑脂。
（3）减速器的密封，减速器的剖分面，陷入式端盖四周和视孔盖等处应涂以密封胶。
2.1.7 齿轮强度验算
（1）校核其齿面接触强度
确定使用系数KA
查表6-7（见参考文献[2]）得
KA=1.1(工作机均匀平稳，原动机轻微冲击的情况下)如带式输送机，
确定动载荷系数KV
取功率P=11.4KW, n=640
（2-21）
为转臂转速
已知d1=50mm,有公式（6-57）（见参考文献[2]）得
（2-22）
为小齿轮转速
计算动载荷系数kv由公式（6-58）（见参考文献[2]）得
（2-23）
取传动精度系数为7即c=7，
B=025(7-5)0.667=0.817
A=50+56(1-B)=60.248
所以kv=1.218.
齿向载荷分布系数
因为该2K-H行星齿轮传动的内齿轮宽度与行星轮分度圆直径的比值小于1，所以。
齿间载荷分配系数
查表6-9（见参考文献[2]）得
行星轮间载荷分配不均匀系数
查图7-19（见参考文献[2]）取 精度等级7，硬齿面
由公式7-12得（见参考文献[2]）取
节点区域系数
查图6-9（见参考文献[2]）得
弹性系数
查表6-10（见参考文献[2]）钢-钢 得
重合度系数
已知a-c副 ,b-c副
螺旋角系数
（1）试验齿轮的接触疲劳极限
查图6-14（a）（见参考文献[2]）得
（2）最小安全系数
查表6-11（见参考文献[2]）得
（3）接触强度计算的寿命系数
a-c：用表6-13（见参考文献[2]）得
（2-24）
查表6-12（见参考文献[2]）得
（2-25）
c-b：
由表6-12（见参考文献[2]）得
润滑油膜影响系数
查图6-17（见参考文献[2]）取
查图6-18（见参考文献[2]）取
查图6-19（见参考文献[2]）取;
齿面硬化系数
给定硬度为45-56HRC,取=1.0；
尺寸系数
查表6-15（见参考文献[2]）得=1.05
a-c副：许用接触应力
由公式（6-54）见参考文献[2]
（2-26）
齿面接触应力由公式（6-53）见参考文献[2]
（2-27）
齿宽b为30mm
由公式（6-51）见参考文献[2]
,a-c副满足齿面接触强度的要求。
c-b副：许用接触应力
齿面接触应力
（u为传动比）
,c-b副满足齿面接触强度的要求。
（2）校核其齿跟弯曲强度
弯曲强度计算中的切向力Ft，使用系数KA和动载荷系数KV与接触强度计算相同，即;
齿向载荷分布系数
=1;
齿间载荷分配系数
查表6-9（见参考文献[2]）得
齿形系数
查图6-22（见参考文献[2]）得
应力修正系数
查图6-24（见参考文献[2]）得
重合度系数
按公式（6-75）（见参考文献[2]）计算，即
（2-28）
螺旋角系数
查图6-25（见参考文献[2]）得
齿轮的弯曲疲劳极限
查图6-29（见参考文献[2]）得
⑨弯曲强度计算的寿命系数
由公式(6-13) （见参考文献[2]）得
（2-29）
由公式(6-16) （见参考文献[2]）得
（2-30）
（2-31）
弯曲强度计算的尺寸系数
由表6-17（见参考文献[2]）得
（2-32）
相对齿根圆敏感系数
由图6-33（见参考文献[2]）查得
相对齿根表面状况系数
由表6-18（见参考文献[2]）得
（2-33）
为齿根表面微观不平度10点高度
最小安全系数
由表6-11（见参考文献[2]）查得
副 许用齿根应力
（2-34）
齿根应力
（2-35）
（2-36）
副满足齿根弯曲强度的要求。
副 许用齿根应力
齿根应力
副满足齿根弯曲强度的要求。
2.2行星架的结构设计与计算
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。
2.2.1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。
该设计选用双臂装配式行星架，如图2-5所示
图2-5行星架
2.2.2行星架结构计算（见参考文献[1]）第7篇第72页
当两侧板不装轴承时两侧板壁厚：
取 （2-37）
取
连接板的内圆半径
取
行星架外径
（2-38）
取
2.3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2-6.
图2-6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。
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，并设计成直齿。
已知
内齿圈宽度（见参考文献[1]）第7篇64页
取 （2-39）
取
联轴器外壳的壁厚为：
取 （2-40）
2.4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。
2.4.1输入轴的结构设计与计算
（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、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
计算轴的直径：
有公式（15-2）（见参考文献[5]）得
取
2>初步确定各轴段直径和长度如图2-8所示
(4)轴上零件的选择
1>轴承的选择 (见参考文献[4]表20.6-1）选深沟球轴承6210
2>键的选择 （见参考文献[6]表6-1）
键的主要尺寸为其截面尺寸(一般以键宽b乘以键高h表示）与长度L。
得。
2.4.2输出轴的设计计算
(1）拟定轴上零件的装配方案
如图2-4中的装配方案是行星架、轴承和轴承盖，依次从轴左端向右装。
(2）轴上零件的定位
1>轴上零件的轴向定位是以定位轴肩、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、和过盈配合等。
(3）各轴段直径和长度的确定
1>按扭矩计算轴径
选用的原动机为p=11.4kw，n=640，
（2-41）
（2-42）
根据公式（15-2）（见参考文献[5]）得
取。
2>初步确定各轴段直径和长度如图2-5所示
(4）轴上零件的选择
1>轴承的选择 (见参考文献[4]表20.6-1）选深沟球轴承6216
2>键的选择 （见参考文献[6]表6-1）
（b）图3-5输出轴
2.5铸造箱体的结构设计计算（见参考文献[1]）
铸造机体的壁厚：
（2-43）
查表7.5-15（见参考文献[1]）得
下列计算均按表7.5-16（见参考文献[1]）算：
机体壁厚：
前机盖壁厚：
后机盖壁厚：
机盖法兰凸缘厚度：
加强肋厚度：
加强肋的斜度为:
机体宽度：
机体机盖紧固螺 （2-44）
轴承端盖螺栓直径：
底脚螺栓直径：
机体底座凸缘厚度： 取
地脚螺栓孔的位置： 取
取
3. 使用说明书
3.1安装使用
(1)安装前应检查减速机与风机配套是否符合设计要求。
(2)减速机与安装机架间一般应加10—15mm厚的胶垫以减少振动。
(3)安装后检查风机叶片与塔体的间隙应均匀，用手转动风机应转动灵活，无卡滞现象，否则不能通电运转。
(4)运转前必须加油。本减速机采用双曲线齿轮油或HL—30#齿轮油或减速机专用油，加油时从加油管加入，(5)油位加至油针刻度线中间即可。
(6)确认安装合格后，方可通电试运行。减速机应运行平稳无异常响声，电机电流应不超过额定值，否则应停机检查。
(7)连续运行1小时后停机检查各紧固件是否松动，各密封部分是否渗漏。经检查符合要求后方可正式开机
3.2维修保养
(1)新安装的减速机运行半个月后应更换一次润滑油，并清洗齿轮箱，以后每运行2000—3000小时换油一次。
(2)正常运行时应经常从视油孔检查润滑油位，若发现漏油应及时更换油封。
(3)减速机每年应检修一次，检查各齿轮、轴承、油封等零部件是否正常，损坏后应及时更换。
4.输入轴的工艺设计
4.1零件的分析
4.1.1零件的图样分析
（1) 的圆跳动公差为0.015mm，的圆柱面的圆跳动公差为0.012mm，
（2）正火处理后硬度为179-229HBS；
（3）材料为40Cr。
(a)
图4-1输入轴
4.1.2零件的工艺分析
输入轴各部同轴度的检查，可采用偏摆仪和百分表结合进行检查。
4.2工艺规程设计
4.2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为40Cr，毛坯为锻件。
4.2.2基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺中问题百出，更有甚者还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择原则
没有经过切削加工的表面作为定位的基准，称为粗基准，其原则是：
1)选与加工表面有较高相对位置要求的不加工表面作为粗基准。
2)粗基准的选择必须使重要的加工表面有足够且均匀的加工余量。
3)粗基准在同一尺寸方向上一般情况下只能使用一次。
(2) 精基准的选择原则
选精基准主要应考虑减少定位误差，保证加工精度要求和安装方便准确其原则是：
1)基准重合原则 尽可能用设计基准或工序基准作为定位基准；
2)基准统一原则 一个零件的整个工艺过程中，出了个别工序外，尽量用同一的定位基准面，以便简化夹具的设计和制造，有利于保证零件的相互位置精度；
3)自为基准原则 用加工表面本身作为定位基准；
4)互为基准原则 就是用有相互位置精度要求的表面分别作为精基准进行加工。
此外精基准的选择还应使工件定位稳定，加紧可靠。
4.3制定工艺路线
4.3.1工艺路线方案一
（1）锻造 锻造
（2）热处理 正火
（3）车 装夹工件左端，粗车右端面，留半精车余量0.5mm，钻中心孔B2.5，粗车 外圆，均留半精加工余量2mm，粗车右端面见光为止。
（4）车 调头装夹工件，粗车左端面留半精车余量0.5mm，粗车孔至。
（5）车 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸25mm，半精车孔至图样尺寸。
（6）插齿 以右端面定位，插外齿至图样要求。
（7）倒角 倒齿端圆角。
（8）钳 修齿部毛刺。
（9）热处理 齿部高频淬火，硬度为50HRC。
（10）车 夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角1.5X45.
（11）划线 划键槽线。
（12）铣 铣键槽。
（13）检验 按图样检查各部尺寸精度。
（14）入库 涂油入库。
4.3.2工艺路线方案二
（1）锻造 锻造
（2）热处理 正火
（3）车 装夹工件左端，粗车右端面，留半精车余量0.5mm，钻中心孔B2.5，粗车 外圆，均留半精加工余量2mm，粗车右端面见光为止。
（4）车 夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角1.5X45.
（5） 车 调头装夹工件，粗车左端面留半精车余量0.5mm，粗车孔至。
（6）车 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸25mm，半精车孔至图样尺寸。
（7）插齿 以右端面定位，插外齿至图样要求。
（8）倒角 倒齿端圆角。
（9）钳 修齿部毛刺。
（10）热处理 齿部高频淬火，硬度为50HRC。
（11）划线 划键槽线。
（12）铣 铣键槽。
（13）检验 按图样检查各部尺寸精度
（14）入库 涂油入库。
4.3.3工艺路线方案三
（1）锻造 锻造
（2）热处理 正火
（3）车 装夹工件左端，粗车右端面，留半精车余量0.5mm，钻中心孔B2.5，粗车 外圆，均留半精加工余量2mm，粗车右端面见光为止。
（4） 车 调头装夹工件，粗车左端面留半精车余量0.5mm，粗车孔至。
（5）车 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸25mm，半精车孔至图样尺寸。
（6）插齿 以右端面定位，插外齿至图样要求。
（7）倒角 倒齿端圆角。
（8）热处理 齿部高频淬火，硬度为50HRC。
（9）划线 划键槽线。
（10）铣 铣键槽。
（11）车 夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角1.5X45.
（12）钳 修齿部毛刺。
（13）检验 按图样检查各部尺寸精度
（14）入库 涂油入库。
相比较而言，方案三得工艺路线最好。方案一方案二中先加工好了工件右各部分再加工左端齿轮部分，工件右端各部的精度要求比较高，在加工好后在装夹，表面精度就得不到保证，所以选择方案三。
4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
4.4.1机械加工余量的确定
（1）外圆的加工余量
查表1-20（见参考文献[9]）得
粗车 2.0mm
半精车 1.0mm
精车 0.5mm
（2）端面的加工余量
查表1-25（见参考文献[9]）得
粗车 2.0mm
精车 1.0mm
（3）孔的加工余量
查表1-25（见参考文献[9]）得
粗车 2.0mm
精车 1.0mm
（4）插齿的加工余量
插表17.4-20（见参考文献[12]）
4.4.2毛皮尺寸的确定
如下图所示：
图4-1
4.5确定切削用量及基本工时
工序二 加工件左端，粗车右端面留半精车余量0.5mm，钻中心孔B2.5，粗车工件右端外圆，留精加工余量2mm。
1、加工条件
工件材料：40Gr，HBS=179-229,锻造，正火处理
机床： CA6140
2、切削用量
（1）粗车右端面
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留0.5mm做精车余量，取粗车切削深度ap=1mm;
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.6mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=8.5r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
（2）粗车外圆
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留2.0mm做精车余量，取粗车切削深度ap=2mm，车两刀;
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书，取n=8.5r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
（3）粗车外圆
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留2.0mm做精车余量，取粗车切削深度ap=2mm，车五刀;
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=8.5r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
（4）粗车外圆
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留1.0mm做精车余量，取粗车切削深度ap=2mm车2刀;
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=8.5r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
（5）粗车右端面
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留1mm做半精车余量，取粗车切削深度ap=2mm，车一刀;
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.9mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=8.5r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
工序三 掉头装夹工件，粗车左端面留半精车余量0.5mm，粗车孔至。
1、加工条件
加工条件同工序二。
2、切削用量
（1）粗车左端面
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留0.5mm做半精车余量，取粗车切削深度ap=1mm;
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.6-0.9mm/r 取f=0.6mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.5-1.83m/s 取V=1.5m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=8.5r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
（2）粗车孔至
1）确定切削深度ap
由毛坯尺寸可知留1mm做半精车余量，取粗车切削深度ap=2mm，走两刀；
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.4-0.7mm/r 取f=0.5mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=0.667-1.00m/s 取V=1.0m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=6r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
工序四 夹工件右端，半精车左端面，保证尺寸25mm，半精车孔至图样尺寸
1、加工条件
加工条件同工序二。
2、切削用量
（1）半精车左端面，保证尺寸25mm
1）确定切削深度ap =0.5mm
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.45-0.6mm/r 取f=0.5mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.667-2.17m/s 取V=2.0m/s
4）确定主轴转速n
有公式（见参考文献[8]）
根据机床说明书（见参考文献[8]），取n=10r/s,此时切削速度为
5）计算基本工时t
工序五 装夹工件以右端面定位，插外齿至图样尺寸
1、 加工条件
工件材料同上
机床 插床Y5150（见参考文献[12]）
工序六 倒齿端圆角
加工条件 CA6140
工序十 铣键槽
加工条件 X52K（见参考文献[12]）
工序十一 装夹工件左端顶右端，精车右端各部至图样尺寸，孔口倒角1.5X45.。
1、加工条件
加工条件同工序二。
2、切削用量
（1）精车工件右端面保证尺寸120
1）确定切削深度ap=0.5mm
2）确定进给量
查表11-1（见参考文献[8]）得
f=0.45-0.6mm/r 取f=0.5mm/r;
3）确定切削速度v
查表11-5（见参考文献[8]）得
v=1.667
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