汇流行星排污染耐受度试验台设计毕业设计论文.docx

北京信息科技大学 毕业设计（论文）题 目：汇流行星排污染耐受度实验平台设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计 学生姓名： 黄颢 班级/学号 2015070003 指导老师/督导老师： 起止时间： 摘要这个实验研究调查了行星齿轮组在一定负载功率下一些关键组件，零部件以及齿轮方面的损耗，是在不同油品的情况下进行的。以此展开了关于齿轮，轴承的工作能力及机械特性的系统探索。因此特别设计一下试验台供试验完成与进行。我相信该研究对我国整体机械设计水准的提高并对推动我国机械产业的发展存在重要意义。本论文需要对行星齿轮排这一结构以及该类结构变速箱，油液标准方面的知识，相关必要设备例如测功机，电动机转速转矩传感器等的相关学习了解各个设备的功能，原理，进而清楚怎样简洁直接的把平台设计出来，其中也要仔细考虑到台子的成本，是个较为综合的设计题选。专用测试装置被开发用于在宽范围的速度下在各种硬件配置下在负载条件下配合行星齿轮排。提供给齿轮组的扭矩被测量为自旋扭矩损失。通过测功机加载，点击提供动能，由转速转矩传感器测量的数值，和测功机的转矩以及相对加载的数值记录成表，并绘制机械特性曲线，用以该实验研究。在试验中主要研究太阳齿轮的损耗，行星轮的损耗，载体组件的拖曳损耗，滚针轴承的磨损情况，太阳行星和环形齿轮的凹陷损失，行星啮合，粘性行星轴承损失和由于由载体的旋转引起的离心力造成的行星轴承损失。测试相同齿轮组的变化，并且比较来自这些测试的结果以估计和排序。关键字行星齿轮组; 负载; 磨损; 测功机加载; 齿轮啮合; 轴承粘性功率损失AbstractThis experimental study investigates the loss of some key components, components, and gears for the planetary gears at a given load power, in the case of different oils. In order to start on the gear, bearing the ability to work and mechanical characteristics of the system to explore. So the design of the test bench for the completion of the test and carried out. I believe that the study of Chinas overall mechanical design standards to improve and promote the development of Chinas machinery industry is important.This paper needs to understand the structure and principle of each device, such as dynamometer, motor, speed torque sensor and so on, to understand the structure and principle of each kind of equipment, such as dynamometer, motor, And then clearly how to design a simple platform directly, which also carefully consider the cost of the table, is a more comprehensive design topics.Dedicated test devices have been developed for mating planetary gears under load conditions in a wide range of hardware configurations under a wide range of speeds. The torque supplied to the gear set is measured as a spin torque loss. Loaded by dynamometer, click to provide kinetic energy, the value measured by the speed torque sensor, and the torque of the dynamometer and the relative loading values are recorded in a table and the mechanical characteristic curve is drawn for the experimental study. The loss of the sun gear, the loss of the planetary gear, the drag loss of the carrier assembly, the wear of the needle roller bearing, the loss of the sun planets and the ring gear, the meshing of the planets, the loss of the sticky planetary bearing, and the rotation due to the carrier Caused by the centrifugal force caused by the loss of planetary bearings. Test the changes of the same gear set, and compare the results from these tests to estimate and sort.Key words: planetary gears; Load; Wear and tear; Load of dynamometer Gear mesh Bearing viscous power loss 目录摘要2Abstract3第一章 概述51.1课题背景意义61.2国内外对汇流行星污染耐受度的研究71.2.1行星齿轮传动技术研究现状71.2.2油液中杂质含量指标71.2.3油液污染度的表示方法81.3汇流行星污染耐受度平台结构原理101.4汇流行星污染耐受度实验台变速箱的特点111.5汇流行星排污染耐受度实验台设计的设计要求以及设计目标与成果111.5.1设计要求：111.5.2设计目标121.5.3设计成果12第二章 实验平台的整体结构和原理132.1液压泵的介绍152.2. 液压系统的原理与用途152.3冷却系统的原理162.4 动力系统的设计162.4.1电机的介绍162.4.2电机的选择182.4.3电机技术参数：192.4.4西门子电机1PH8的优点：19第三章 传动部分的设计213.1变速箱方案213.2 变速箱传动比的设计213.3变速箱齿轮的设计223.3.1 定轴齿轮的设计223.4齿轮的校核243.5轴的设计263.5.1 输入轴的设计263.5.2输出轴的设计283.5.3轴的校核29输入轴的校核29输出轴的校核323.6行星轮系设计及验算34装配条件的验算34第四章 其他设备的选择354.1传感器的选择354.1.2转矩测量基本原理 ：364.2负载加载设备的选定37总结39参考文献415汇流行星排污染耐受度试验台设计第一章 概述今天，中国军用装备水平已经可以依靠自身实力开发出系统的各类不论是一般用途还是特殊用途的优秀装备，并且呢，成功的应用在了各类车辆上，并且取得了优越的成果。今天更多更多的新式装甲车辆已经采用的综合传动装置被渐渐推向了实验室，那么合理维护和科学使用便称为目前面临的新的标题，所以对综合传动装置的磨损以及性能的状况的检测就变得越来越重要。 随着机械技术的进步，传动结构的更新换代，综合传动装置传递功率中它的密度已经变大，让各个摩擦副的的磨损变得愈加严重，进而影响其传动效率和使用寿命。实际使用经验表明，某些关键部件的损坏并非由于机械强度或刚度不足，而是由于温度过高、润滑条件恶化导致的机械摩擦副过早磨损。目前，磨损已成为制约综合传动装置可靠性提高的主要因素，研究并掌握其磨损规律已成为相关科研单位研究重点。 研究综合传动装置磨损规律及其研究方法和技术手段，对各磨损部位、磨损机理和磨损特征进行分析，对设备的道路试验期和磨合期磨损量变化规律进行研究，随后指出较好的磨合实验的手法与方式以及相应的指标，主要是针对磨损量来进行。从而能够实施监管与检测设备的磨损状态、反馈并且即使防止故障产生。并提出延长寿命、减小磨损的具体措施，这些对于解决综合传动装置的磨损问题、提高我军装备质量和可靠性有着重要意义。1.1课题背景意义今天,对油液污染情况的监测和分析,颗粒计数法就能够在意义上对油液颗粒污染度进行正确的测试, 然而遮光原理法因为他是非接触测量、具有速度快精度高的特点，称为了此类测量中的很受欢迎的方法。该方式使用感应元件感测光的状况从而进行箱体中的润滑油的颗粒状污染物的状况的测定。这样的测试方法已经运用在很多方面。在今天各式各样的油液中污染度测量设备当中，更多国家的优秀组织也都开发出了相应产品，而且都是在室温以及正常温度下对油液进行测量的。 由于液压结构在近年的成长，一些LD为光源的机器因为自我条件无法完成相应工作导致诞生了红外线作为光源的计数器，以致更加开拓了检测器的未来发展。行星齿轮排在运转工作时的磨损着重关注的是齿轮中的轴承以及齿轮和轴的损耗情况。现阶段主要有有限元法、油液分析技术法及基于振动信号等研究手段。其中有限元法手段的汇流行星排磨损研究进行，主要是我国陈岚等人运用ansys类软件进行动力仿真，受力分析等工作，有上述软件得出的齿轮所受负载状况以模拟的方式有计算机生成其过程中的应力云图和能量云图。从而判断各零件的强度是否合格，结构是否合理54。通过研究其在工作中的污染物的程度以及对部件的影响，开始模拟油液中那些体积细小进行设备工作中阻碍作用的物质的模拟。以油液所形成的所能达到的最小的水平高度，阻碍类物质的直径和工作轴承的尺寸为主要数据进行软件模拟测试，从而得到上述数据对油液污染度所产生阻力之间的联系。通过模拟显示，零件表面上的最低油膜厚度和油液污染都所造成的阻力是成正比关系的，并且水平油液高度成油液中细微颗粒物净高的一半时，摩擦力降至接近零出。说明油液所形成的油膜高度是微小颗粒物能否阻碍作用的关键参数；同时，油液中细小污染物对零部件工作时产生的阻力与污染物径直高度成正比，也与轴承中的滚针的直径成正比，然而该过程中，油液污染度的增加（也就是油液中污染颗粒物数量的提升速度）与之成反比。机械实验研究人员从油液当中的光谱图的特性以及数据的机械设备进行了类似ansys类的有限元软件模拟。通过模拟，得到设备无法运转的数据信息，由得到的数据对一些传动结构中的零部件无法完成工作目的的现象总结，计算。得到了传动装置主要是由于工作耗损导致了零件无用的结果与现象。通过数据模拟以及计算分析，并对两种方法的评估结果进行了分析与比较，并分析了不同失效阈值对可靠度及特征寿命评估的影响60。1.2国内外对汇流行星污染耐受度的研究1.2.1行星齿轮传动技术研究现状行星排齿轮结构在目前不管是大功率高速度需求还是低速高扭矩T，都被推广应用并取得良好效果。主要使用在机械方面。结合着不同的传动结构方式（蜗轮蜗杆，圆柱齿轮、斜齿轮等）形成行星排变速箱。其可用于非平行轴的运动，进行更加高效率的传动，是集各类结构优点于一身，更加适合今天环境的设备。行星轮传动机构由于其自身特点可以适应各种功率，各种速度。并且外界变速变矩机构配合可以取得更好的效果，是全球机械行业研究演进的黄金题目。（更是优于平行轴的齿轮机构）行星齿轮机构的特点：一、占用空间较小，分量低，高效率，加载能力好。（1）、分散功率：由于每个行星轮齿数与尺寸都一样，便可以在太阳轮的四周一齐分担所承受的载荷，降低m。（2）、具有内齿。提高了加载能力，减少了空间，结构紧凑。（3）、由于各个齿轮在相同的轴线上进行传动，使得机构的传递长度变小。（4）、传动稳定，抗干扰能力强。行星轮可以明显的增加工作时啮合齿数的数量，并且能够分担受力，使得旋转臂杆和齿轮免以承受不均匀载荷。那么在传动中，运动状态抗干扰，外界力的影响减少，使得传动安全性高。二、传动比高、传动效率高 对传动形式与齿数的设计不同，当要求与需求重点是以传动为目的不以动力传动为目的时，可以使传动比达到上百至上千。三、传动效率高四、稳定性好1.2.2油液中杂质含量指标 油液中中每个体积的油液之中的微小体积颗粒状物质的数量，润滑油当中的阻碍润滑作用，反之提高阻力，增加摩擦的物质就是油液中的粒状杂质。因此油液当中颗粒状无关物质的含量程度要怎么测出来呢?请看下图1.1。图1.11.2.3油液污染度的表示方法(1)质量级别杂质含量程度,每单元空间的油液当中具有的体积细小的沙状物质的重量,其用毫克每升表示。(2) 沙粒状杂质的含量程度,每单元空间的油液具有的细沙状物质的数量值，这当中分为部分颗粒物染度以及积累污染度。区域中沙状杂质含量程度每单元空间中的油液在一定的区域当中的沙状杂质的含量。累计沙状杂质含量值每单元空间中的油液所存在的比直径值大的颗粒状污染物的数量值（3）（3）NAS1638污染度品级是根据5个数值区间内的单位空间颗粒数的极限值区别的。它是在十九世纪中期美国宇航学会定制的并且以之为标准应用。从下图1.2可看出有12级. 图1.2（4）ISO4406污染度等级这类等级是国标组织（iso）提出并制定的。在全球多个国家推广使用。十九世纪该标准应用2个阿拉伯数字表示油液中单位体积颗粒物的数量级别，即污染度层级。分为两部分数字，前头的显示每毫升大于5m的颗粒的级别，后面数字是指大于15m的颗粒级别。两组数中间用“/”分开。也就是说若存在一个污染度等级是17/12，意在说明油液中大于5m的颗粒数等级是17，意在表示单位毫升油中的污染物颗粒数在区间6401300中。大于15m的污染物颗粒数量在2040以内。下表标号2号为该污染度等级明细。之后ISOMTD实验粉尘的运行。国标修订了三个号码来制定污染都层级，此三个数字分别与新标的4、6、14m相对。新标中的14和6m分别对应ACFTD的15与5m.之后ISOMTD实验粉尘的运行。国标修订了三个号码来制定污染都层级，此三个数字分别与新标的4、6、14m相对。新标中的14和6m分别对应ACFTD的15与5m.图1.31.3汇流行星污染耐受度平台结构原理汇流行星排污染耐受度实验台主要是研究在不同油液环境的情况下，传动机构中例如行星齿轮排在不同的油品之中进行工作，这之中的工作可以是在不同的动力挡级中的传动，因此对于选取的电机应是可变频的电动机。当不同的输入动力，不同的功率，转矩下，行星齿轮排又在不同的油液环境中进行传动工作时，不同污染都油液（又称油品）对行星齿轮排中的齿轮的磨损，影响程度是如何的？主要进行上述方面的研究。汇流行星排污染耐受度平台中的行星箱装置是一个变速机构，它包括了壳体、能够承受动力电机的转矩，负载的动力传入轴，输出轴、行星齿轮排、油封、太阳轮固定机构，轴承等等。上述汇流行星污染耐受度实验台包箱中行星齿轮排为单行星排。所述行星排包含太阳轮、行星轮、齿圈以及行星架，还包含了这个单行星牌的转矩输出与输入转矩轴，轴中为了更好更充分的进行油液的润滑以及对各个零部件的保养，在转矩输出轴中我设计了油道，方便油液对机构的润滑与保护并且是设置在行星齿轮排前段的轴段。汇流行星排污染耐受度实验台主要是针对不同油品情况下齿轮磨损情况的探索与实验研究，从而收集数据进行整理，因此为了实现齿轮更充分的传动，采用动力自电机传入输入轴，由输入轴的圆柱直齿齿轮进行速度的改变与输出轴前端的小齿轮（输出圆柱直直齿轮）进行啮合，将运动带动输出轴，随后有行星排齿轮机构中的齿圈进行接收，将传动到行星架，期间太阳轮受到固定机构的影响不会改变位置，进行自传，同时周围的行星齿轮围绕着太阳轮进行着公转同时维持着自转，使得齿轮在油液中可以得到充分的转动运动。在刚刚的传动中，动力通过行星架输出到箱体外部，由箱体外部的具有外齿的法兰盘与行星架上的内齿啮合，从而传动到转速转矩传感器进行数据的收集与记录，再传动到测功机进行下一步的加载，中间通过联轴器以及法兰盘来实现动力的继续。通过若干次的实验对行星齿轮排齿轮在不同油液中的数据，整理并研究出齿轮的磨损情况。1.4汇流行星污染耐受度实验台变速箱的特点1，占用空间较小，能够实现高传动比即小尺寸完成较大传动比。并且由于行星排的特点，三个尺寸相同的行星轮分担载荷可降低模数，那么便可以以更加小的模数设计的齿轮完成大转矩，大扭矩的传动。2，实现动力平稳的提高与降低档位。由于行星齿轮机构具有稳定性，在换档时或进行制动器的启动时，有些时候只进行了转矩的传递，但以为无径向力，使得汇流行星排污染耐受度实验台变速箱的工作运行以及挡速档位的变换可以稳定的进行。3，有益于功率的分流以及汇合。4，有益于进行行星箱的系统化。尽管行星齿轮排变速箱已收到广大市场的关注，但其中也不免存在不足：结构相对复杂，对于行星齿轮排以及轴间配合的加工时的精度要求相对要高一些行星齿轮排具有太阳轮，行星轮，齿圈等轮系，而且若是多行星排配合传动齿轮数目将更多，因此成本较高。由于工作，设计要求，会出现套轴层多的情况，那么这使轴向的定位，径向的定位都产生了或多或少的不易；由于行星齿轮排可传递高传动比，高效率，高转速，所以对构件中的滚针轴承，圆柱轴承，圆锥轴承都有较大的消耗，使他们的使用寿命变短，必要时进行更换，也就增加了后期维修成本与时间。不过现在的生产技术与处理技术已经在这方面进行了非常不错的处理，使得加工工艺技术能够面临这类难题。1.5汇流行星排污染耐受度实验台设计的设计要求以及设计目标与成果1.5.1设计要求：1) 要求所设计的试验台能够模拟汇流行星排的负载特性；2) 电动机额定p值为85kW（0-2900转每分钟段为转矩不变的工作阶段，2900-4500转每分钟段为恒功率工作段）；变速箱输出500r/min液压泵油压0.2mpa3) 试验台有效使用寿命按5000小时；4) 行星齿轮排变速箱传动比1.41.5.2设计目标1) 实验平台方案设计、液压辅助系统、冷却系统设计、实验台架构成与安装布置设计，动力装置、加载装置匹配计算； 2) 陪试变速箱设计；二维结构图和三维图3) 实验平台测试系统方案设计和实现方法；4) 并绘制总体布置图、二维结构图和零件图；5) 齿轮、轴等强度与寿命计算。1.5.3设计成果1) 论文设计以及计算（不少于15000字）；2) 设计图纸（工作量相当于3张A0图纸）： 实验平台总成布置图(A0)；行星排变速箱总成装配图(A1)；行星齿轮排变速箱三维图（A1）；辅助系统布置图；平台底座、支架、轴件、零件等零件图； 3) 翻译外文资料（不少于5000字）。第二章 实验平台的整体结构和原理本汇流行星排污染耐受度实验台是为了模拟行星齿轮排在不同油品下齿轮传动工作时，磨损与消耗情况，因此本实验台便需要数据收集处理的装置，以及提供齿轮在油液中传动的箱体，那么感应传递装置，以及行星齿轮排变速箱便可进行设计应用其中。 查阅资料，与指导老师请教，得到以上实验台设计简图。其中包括：电机，转速转矩传感器，回流行星齿轮排变速箱，液压泵控制系统，电涡流测功机。结构示意图如下图2.1所示：图2.1本实验台是通过可变频加载电机，将动力传递到行星排变速箱中，途中经过输入转速转矩传感器进行第一次数据收集，随后动力进入变速箱，带动变速箱中以及齿轮结构进行降速，传入行星齿轮排结构，经齿圈输入，行星架输出，由变速箱输出后第二次传入输出转速转矩传感器，最终传到测功机进行加载，与数据的收集以及整理。从而可以从多次的变速变频换挡的实验组数据中的到若干组数据，从而可以进行行星排齿轮在不同的油品中的耗损情况，进行进一步研究。图2.2图2.32.1液压泵的介绍液压泵是液压结构系统中的负责提供动能的装置，一般由动力电机供应动能，自外置或者内置的油箱中把油吸入，之后该装置会产生压力将油液压出到执行装置一类的结构。现在为止该类泵站从构成分为叶片式泵结构，齿轮型泵柱塞式泵结构。2.2. 液压系统的原理与用途液压泵是一种提供动力的元器件，它的作用是把提供动力的装备例如电动机输入的机械能变为以液态物质例如油液为介质形成液压能。例如本次设计的实验台中的液压泵，它就是负责提供液压设备中的动能。下图是单柱柱塞液压泵的原理。首先凸轮机构有电机提供动力带动，随后其推动柱塞压缩空间，这样体积内的油就从该空间中被压出去，由接下来的单向阀控制油液排出的方向。随着凸轮的继续带动旋转，直到凸轮到达下降部位的时候，机构中的弹簧便会把柱塞再压回去，这时箱中的油在大气压力的效果下被吸回到密封腔当中，由此随着凸轮机构的旋转导致了密封腔内的体积呈周期性变化，这样，液泵也就完成了对油液的吸收与排出。 图 2.4单作用油缸中间停止回路 2.5双作用油缸换向回路就传动机构来看，液压结构和机械传动结构都有着固定的特性，反之，液压和电气传动都是无级别控制，可实现恒定功率、转速，转矩等等的要求。液压系统特点：（1）可操控性强，包括力和速度、位置等等。与电气类信号配合可具有很好的反应速度。（2）不难操作，稳定性强（3）其机构与特点可以和很多结构进行配合（4）能够形成较为复杂的回路2.3冷却系统的原理冷却系统有两类，分别是水冷系统，风冷系统。水冷系统通常由橡胶管，液泵降温器，液泵降温盖，水套，风扇，风扇带组成。原理：水冷装置主要的冷却物质就是水。用动力系统制造动力来循环水直到降温装置来进行降温。过程中发动机可燃气体燃烧后制造的热能通过金属材质的汽缸输送到水套当中的冷却用水里面，使其温度下降。热量分别从冷却水套的外部的空气消除，大范围的热量被冷却水带到散热器进行降温。风冷却系通常由风扇，风扇带，金属散热片，隔离板，控制气阀门等组成原理：通过电机提供动力带动风扇将周围的空气形成一种循环的空气，循环的空气吹到散热片把工作器件工作时产生的热量连带空气一齐吹走。2.4 动力系统的设计2.4.1电机的介绍随着社会生活的不断进步，出于产品的质量以及更好地使用，使得生产制造行业各类的加工控制多种多样。因此电机这类提供动能的动力系统也必须符合各类要求。价格不贵，质量有保证的标准感应式电动机就可以符合鼓风机的要求以及，液泵这些结构简单的需求；设备高级的同步电动机以及相应相对口的控制装置感应伺服电机负责要求更高性能的工作。执行任务灵活，提速时间短，提供大速度更高转矩精度与更准确的定位，以上都是完成更快的工作反应更好的动力效果的条件。今天的驱动结构中要是想日渐严格的驱动要求，那么电机产品就必须有着大功率，并且运行稳定，结构体积控制得合理，减小占用体积等条件。日前各类电机生产商鉴于此类产品能够带给机械行业更好的动力，都在结合所有方面开发并及时反馈信息，分析将来的更有可能性的需求，形成了主驱动产品。其各方面特点根据现在机械装置与车间需求量身打造。因此随着生产技术的不断提高，可变频调速电机在实验研究方面，以及节约成本方面必然优于固定转速电机，那么同步与异步电机这两类的选择便是接下来的课题，通过在学校的学习与老师的请教中了解到，同步电机与异步电机相比较而言，最大的特点便是同步电动机的转子速度与旋转钉子的磁场速度是保持相同的，近乎同步，所以转子的速度与定子的速度相同时便称为同步电机那么若是不一致的话，便称为异步电动机，此为两类电机本质上的区别。因此异步电动机在机械行业中亦被称为感应电动机，它是转子通过线圈通电产生了电磁场，随后转子包围着的定子在其中受到磁场影响产生感应电动势，定子从而开始运动。但是同步电动机上的转子要求本身具有磁场。并且异步电动机可以直接通电直接运行，而同步电动机则要装备特殊的启动设备以及绕组才能启动，制造工艺较为繁琐，因此在本次试验台设计中我选择异步电动机作为本次试验台设计的电机的基本条件。基于对电动机的考虑，国内外的品牌众多，评价纷纭，选择一款售后保修，品质有保障的电机就显得尤为重要。于是决定从西门子这个品牌中选取一款适合本次实验的产品，西门子电机（SIEMENS电机），西门子公司它是目前全球领先的电机制造商，在制造电机方面有着长达一百年的历史。西门子的产品几乎能提供目前工业范围内所有要求的电动机，不管所要驱动的是什么样的负载，西门子的电机产品均可以满足需求。于是作为本次汇流行星排污染耐受实验台的最终确定选定电机。西门子品牌中1PH8 系列伺服电机 高动态性能和高功率密度的主电机目前符合本实验台需求，1PH8型号电机，能够各类型的工作条件下进行选择空间极大的，具有很高的选择空间以及相应的设计调整，让用户能够完成各类各样的动力供应要求。当电机在一个较为精确，要能够提供很好的动态响应的试验台系统或者是比较紧凑的模拟系统当中，那么我们就需要从电机最初的两大类型中确定（异步，同步电机）再加上周围环境若是在类似室外，那么电机产生的声音便是一个应该着重考虑的情况，那么风冷型和水冷型的电机便可以根据条件进行挑定。而且，此类电机产品，西门子公司提供多项额外要求，选择项目供客户拟定，因此可以面向更大范围的用户配置要求。因此提供给了用户宽泛的选定方向，客户可以任意选择。该公司专注于数十年的市场当中的无论是销售方面还是产品制造方面都有着极其丰富的经验。随着不间断地对电机的从设计，到制造的到销售的修改，制定，发展以及最优化。该电机当中的充当定子的铁芯不仅仅是作为电机中的简单一个骨架结构，还可以帮助散除电机工作中产生的热量。并且此功能可同时存在于吹风冷却型电机和液体冷却降温型电机。如此结果，使得用户在挑选结构占用体积小的电机之余，能够继续保持针对发热器件进行及时充分的冷却。那么具有该设计的电机产品可以将内部所有结构充分应用起来，使得达到效益的生产。1PH8 型电机，应用面广 ，是系统化设计理念的成果。与之一起使用的SINAMICS S120驱动系统成套配合便可以运用在大部分领域，这其中包括了车床，实验台，测量台，木头，瓷制品，玻璃和石头加工器械，缝衣织布机等等生产制造类机械。- 为了能够提供更加充分的产品选择，1ph8抬高了轴的高度，其高度范围在80到355mm之中。所有的型号目前划分的轴高共有8类，不同的箱体长度，降温形式大大提高了此类电机的灵动能力。目前的电机型号的功率可选范围在2.8kw至1340kw。结构材料本着安全第一，防护能力强的原则设计，能够抵抗振幅较大的震动，所以西门子品牌的电机无论是在室内还是在户外亦或者周围状况糟糕的前提下均可以安全正常的工作。更何况本次的设计实验台是用于室内统计数据进行研究的。那么硬件结构方面上的质量问题有了保障，其里面的电子集成板能否承受住高强度的使用呢？这点在设计中早已得到解决，其内部的集成板，编码器是位于点击里面，也就是说是得到了安全保护，可有效防止空气中颗粒物飞入造成电子器件故障。基于这些编码器有绝对编码器，中空轴编码器等，必然存在符合光学分辨率高，结构占空间小的要求的系统。西门子1ph8型电机还可以与其相配合的设备有效的辅助，呼应。提供了位于传动轴端部的密封圈，能够在电动机和变速箱连接的轴上起到加强的作用，也能用于对润滑油的封堵，即为油封。吹风冷却降温型电动机为了能够在空气条件差的环境下工作，设有尘埃过滤器，并且该系列的风冷型电动机能够亲自定制出能够符合要求设备。例如在设备要求上就有异或同步的电机选项，冷却形式也分为吹风型降温和液体冷却方式。除这些较为正常步骤外，加工要求，或者设计要求中对于精度很斟酌，转速，功率要求高，在轴承方面也有多种选择，是根据是否需求高转速，工作稳定性，或者普通标准的即可。并且出于结构是否紧凑的需求也可以划选空心轴或是整个轴没有通道的轴。也可以选择是否需要编码系统保证运行的精度标准。2.4.2电机的选择针对本实验台的参数要求：额定功率85kw，额定转速2900r/min，额定转矩440N*m轴高180-强制风冷型（强迫通风） 1PH8 轴高 180 防护等级 IP23 强制风冷型，强迫通风（基本数据）由于考虑到轴高。为了便于以后的，n实验与安装拆卸，轴高的选择应趋向合适考虑，过高的必定筛去，因此在转速，转矩，功率都允许的情况下，应选择较为合适的轴高的电机，同时也应考虑功率尽量接近要求的额定功率值，出于为了节约实验成本考虑。最终确定为1ph8224型号。注：上表为该产品信息的截图，因此表头编号会于论文编号相错。2.4.3电机技术参数：2.4.4西门子电机1PH8的优点： 电机整体大小偏小，结构紧凑 速度调整区间大多种型号提供，满足多种要求，灵活性，自由性强。包括冷却类型，电机结构，轴承类型均可选定 最大转速高达 20000 rpm ， 较小的径向跳动误差，小于等于 10 m 工作运行稳定，抵抗干扰 ，短时间提速快。 产生噪声小 安装简便 调整检测容易，将电子铭牌以及 DRIVE-CLiQ 接口完成。第三章 传动部分的设计3.1变速箱方案图3.1如图3.1所示：图为汇流行星排污染耐受度试验台的主体部分，也就是行星排齿轮变速箱。该箱体动力由电动机开启后传递动力通过一传感器随后进入减速箱，通过输入轴传入动力到输出轴然后通过行星齿轮排传动出去。3.2 变速箱传动比的设计初步确定输入轴上的定轴齿轮齿数为Z1=50，输出轴定轴上的从动齿轮齿数为Z2=21，行星排中太阳轮齿数为Z3=26，行星轮齿数为Z4=Z5=Z6=17，齿圈齿数为Z7=57，模数固定均为m=3.5，当一级齿轮传动到从动轮的齿轮上面，从动轮的齿轮受到里的作用再把动力传动到输出轴的齿圈，齿圈带动恒星轮转动，中心轮处于固定状态随后由行星架将动力输出，由此计算变速箱的传动比为：iH13 1- i=1.4因此，行星排传动比为1.4，符合设计要求。本机构的类型选自行星差动传动装置表1-2中2K-H系列的序号2类型，NGW形式传递动力，iHba=1.131.5，传动效率为0.990.996，体积小，结构紧凑该机构自由度为W=3n-2Pl-PH=3*3-2*3-2=1其中点线接触为高副PH，面接触为低副Pl注：N为内啮合，W为外啮合，G为内外啮合公用行星轮i固定构件主动件 从动件太阳轮Za=26齿圈 Zb=57由于内齿圈输入为小减，ibHa=1+p/p=1+Za/Zb=1+26/57=1.4 3.3变速箱齿轮的设计3.3.1 定轴齿轮的设计1） 由各个部件之间的尺寸关系初步确定输入轴上直齿圆柱齿轮分度圆直径为d1=175mm，则齿轮各部分尺寸为：2） 由各个部件之间的尺寸关系初步确定输出轴上直齿圆柱齿轮分度圆直径为d2=73.5mm，则齿轮各部分尺寸为：由此可知中心距为3） 由各个部件之间的尺寸关系初步确定行星排中太阳齿轮分度圆直径为d3=91mm，则齿轮各部分尺寸为：4） 由各个部件之间的尺寸关系初步确定行星排中行星齿轮分度圆直径为d4=59.5mm，则齿轮各部分尺寸为：以上各齿轮压力角均为3.4齿轮的校核 1. 设计计算 1) 确定材料，最大载荷主动齿，材料40Cr调质从动齿 45正火最大接触力最大解除疲劳Hlims，接触强度寿命系数，应力循环次数查图6-5得接触强度最小安全系数SHmin=1则 许用弯曲应力弯曲疲劳强度极限，查得，双向传动乘以零点七弯曲强度寿命系数，查得 弯曲强度尺寸系数，查的（因模数m小于5mm）弯曲强度最小安全系数则 2）齿面接触疲劳强度设计计算 根据要求选择齿轮的传动精度等级，按:估取圆周速度，选自表六点七，表六点八输入轴齿轮分度圆直径 齿宽系数查表6.14y 输入轴齿轮齿数，输出轴齿轮齿数齿数比输入轴转矩齿轮转矩螺旋角b 载荷系数使用系数，查表6.3 动载系数，由推荐值1.051.4齿间载荷分配系数，由推荐值11.2齿向载荷分布系数由推荐值1.01.2 载荷系数 材料弹性系数查表6.4节点区域系数查图6-3重合度系数由推荐值0.750.88螺旋角系数材料弹性系数查表6.43.5轴的设计