毕业设计论文--机器人(8)

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第32页 =1- 得 =1

g)弹性系数ZE=189.8

z16226)、齿数比u u?2??2.25

z17227)、计算接触应力的基本值

=

(3-40)

?2.26?189?.80.?88?11048.322?.25172?127?2.25?M3P7a 6.28)、接触应力= =376.92?1.25?1.05?1.02?1.05?446.89MPa 29)、弯曲应力的基本值

=

?1048.327?2?2.325?1.7?50.6? 991 ?68.7M0Pa 30)、齿根弯曲应力

= ?68.7?01.?251.?05?1. 1 ?120.1M0Pa 31)、确定计算许用接触应力时的各种系数

a)寿命系数ZNT

因NL?2.6?108，由图5-19得ZNT?0.95 b)润滑系数ZL

由图5-14取ZL=1.04 c)速度系数ZV

因v=1.0m/s和?Hlim?750MPa 由图5-15得ZV=0.92 d)粗糙度系数ZR

由图5-16查得ZR=0.8 e)工作硬化系数ZW

因大小齿轮均为硬齿面，且齿面Rz=9.6>0.6

2(3-41)

(3-42)

(3-43) 9 中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第33页 由图5-16查得ZW=1.11

f)尺寸系数 由图5-18查得ZX=0.96 32)、许用接触应力

ZNZ ?HP??HlimTZLZVZRZW =750?0.95?1.04?0.92?0.8?1.11?0.96

=581.2MPa 接触强度安全系数SH

?1608.95 SH?HP??3.6 2?H446.8933)、确定计算许用弯曲应力时的各种系数

a)实验齿轮的应力修正系数YST=2.0

b)寿命系数因NL?0.36?108查图5-25得YNT=0.9

c)相对齿根圆角敏感系数 由YSa?2.65，由图5-22查得

=1.06

X

(3-44)

② 减速器轴的设计

d)齿根表面状况系数=0.925

e)尺寸系数YX

YX=0.922 34)、许用弯曲应力

YYTrYelTYRreltX ?FP??lFiY(3-45) mST?N

=280?2.0?0.9?1.06?0.925?0.922?455.6MPa 35)、弯曲强度俺去系数

?476.6 SF?FP??3.9?F120.1

1)、行星轮轴的设计与轴承的选择

轴的最小直径计算：

在相对运动中，每个行星轮轴承受稳定载荷Ft?1048.33N，当行星轮相对于行星架对称布置时，载荷Ft则作用在轴跨距的中间。取行星轮与行星架之间的间隙?2?10mm则跨距长度l0?b2?2?2?32?5?37mm，当行星轮在转臂中的配合选为H7h6时，就可以把它看成是具有跨距为l0的双支点梁，轴沿整个跨距承受均布载荷q?Ftl0

危险截面（在跨度中间）内的弯矩：

ql02Fl2?1048.33?37M??t0??9697.05Nmm(3-46)

888 行星轮轴采用45号钢调质?s?440MPa，考虑到可能的冲击振动，取安

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第34页 全系数S?2.5，则许用弯曲应力：

???b??sS?4402.5?176MPa

故行星轮直径：

32M32?9697.05d1?3?3?8.25mm????b3.14?176

取d1?8.25mm

(3-47)

2）轴的结构设计与轴承的选择

图 3-6 行星轮轴

F在行星轮安装两个轴承，每个轴承上的径向载荷r

FFr?t?524.16N

216HHza?na?540??120rpm转。 在相对运动中，轴承外圈以转速ngzg72考虑到行星轮轴的直径d0?8.25mm，同时考虑到结构的需要选轴承6307

其参为：d?35mm,D?80mm,B?44mm,Cr?33.4kN 取载荷系数fp?1.1;

当量动载荷P?fpFr?1.1?1048.33?1153.16N 轴承的计算寿命

106?ftC?106?1.0?33400?Lh???(3-48) ???2996323.1h?H?60ngP60?1351153.16????

?3三年寿命时间为L??3a?360da?20hd?21600h

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第35页 LH?L?轴承寿命合格。

轴的具体结构如图3-6所示。 3)、输出轴的设计与轴承的选择 轴的最小直径计算：

首先计算减速器的效率和各轴上的扭矩，当不考虑轴承损失时，减速器的效率

?baHHH1?iab??ab1?(?9)?0.97???0.973 (3-49) H1?iab1?(?9)iHzbab??式中

z??9a ?HHab??ag??Hgb?0.98?0.99?0.97(外啮合效率?H，内啮合效率?Hag?0.98gb?0.99)

考虑到减速器内齿轮轴承损失时，减速器的总效率?r

??b6r?aH??b?0.973?0.996?0.92

式中?b为每对轴承的效率，?b?0.99

由前面计算可知主动轴上的扭矩Ta Ta?TⅡ?47.90(N.m)

行星齿轮减速器输出轴上的扭矩

TTbH?Ⅲ?Ta?iaH??r?47.90?10?0.92?440.68N.m 输出轴选用45钢，其许用剪切应力????40Mpa 即求出输出轴的最小直径为：

d3?17.23T?H???17.2?3440.6845?38mm 取d3?40mm

4)、轴的结构设计与轴承的选择

图 3-7 输出轴

(3-50)

(3-51)

(3-52)

中国矿业大学09届本科生毕业设计论文 第36页 由行星轮轴承的计算可知，轴承轴向载荷的较小，所以轴承的尺寸由结构来确定。轴的具体结构如图3-7所示。

轴承选择如下：6310 d?50mm,D?110mm,B?27mm,Cr?61.8kN 61824 d?120mm,D?150mm,B?16mm 5）、输出轴键的校核

键的型号为 勾头楔键，b=12mm h=8mmm L=60mm

?p?4T4?440680??133N/mm2 小于150N/mm2。 (3-53) dhl12?8?60键的强度满足条件。

6）输出轴的设计与轴承的选择 a)轴的最小直径计算

输入轴只承受转矩，输入轴选用45钢，其许用剪切应力????40MPa，则输入轴直径

T47.90d1?17.23a?17.2?3?18mm40???

取d2?20mm

b)轴的结构设计与轴承的选择

图 3-8 输入轴

由行星轮轴承的计算可知，轴承轴向载荷的较小，所以轴承的尺寸由结构来确定。轴的具体结构如图3-8所示。

轴承选择如下：16007 d?35mm,D?62mm,B?9mm,Cr?12.2kN c)输入轴键的强度校核

键的型号 圆头普通平键（A型），b=8,h=7,L=40

4T4?47900?p???115N/mm2 小于150N/mm2。 (3-54)

dhl7?8?24键的强度满足条件。

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