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轮边封闭行星减速器中薄壁轮缘行星轮的设计与计算1概述

轮边封闭行星减速器结构紧凑、传动比大、制造工艺成熟，在设计中多采用薄壁轮缘行星轮结构和无外圈的非标双列圆柱滚子轴承结构。

本文介绍薄壁轮缘行星轮弯曲疲劳强度及其非标滚动轴承寿命的计算。2轮边封闭行星减速器结构与运动简图

该减速器一般由多级差动和一级（封闭机构）的2k-h型混合行星轮系所组成，其转矩输出构件为公共内齿圈，径向尺寸较小。

在设计行星机构时，由于行星轮径向尺寸受到制约，因此常采用薄壁轮缘结构和无外套圈的非标双列圆柱滚子轴承结构。图1 封闭行星轮系运动与结构简图3行星轮弯曲疲劳强度计算薄壁轮缘行星轮在啮合力作用下，由于轮缘的变形在齿根上产生附加的交变应力而使弯曲应力增大。

当轮缘齿高比

时，

在齿根处不受附加交变应力的影响；

当

时，为薄壁柔性轮缘，齿根产生附加交变应力的弯曲应力增大。3.1

行星轮相关计算参数（a）行星轮横截面（b）行星轮受力（c）行星轮弯矩分布3.2

行星轮弯曲强度的计算根据国家标准GB/T3480-1997推荐，在薄轮缘齿轮齿根弯曲应力基本值 计算时，应增加一项轮缘系数 ，用以考虑轮缘齿高比 对齿根弯曲应力的影响。其强度条件为：轮缘系数：将以上参数带入上式得

752Mpa，可见弯曲应力相对于不考虑薄轮缘影响时增大了1.49倍，影响较大计算时不可忽略。行星轮计算齿根应力小于许用齿根应力

，行星轮弯曲疲劳强度满足要求。4轴承寿命校核a－行星架；b－行星轮；c－轴承图4行走减速器行星机构径向基本额定动载荷Cr和径向基本额定静载荷的Cor计算轴承相关尺寸参数计算Cr计算Cor4.2

计算轴承寿命4.2.1

当量动载荷载荷系数:轴承径向载荷:4.2.2额定静载荷校核计算由于行星轮内轴承转速小于10r/min，为防止轴承零件的接触表面产生过大塑形变形，要求轴承的静载荷承载能力达到一定水平。要求:其中额定静载荷;当量静载荷;轴承静强度安全系数;而，满足轴承静强度要求。4.2.3轴承基本额定寿命4.2.4轴承修正额定寿命轴承修正额定寿命是计算不同水平可靠度下的寿命以及更精确计算特定润滑和污染条件下的寿命。可靠度寿命修正系数：系统方法的寿命修正系数：污染系数疲劳载荷极限（一般清洁级别）(简化方法)粘度比(实际运动粘度,参考运动粘度)（3）修正额定寿命5

结论通过以上计算，轮缘弯曲应力计算值相对于不考虑薄轮缘影响时增大1.49倍（影响较大不可忽略），行星轮弯曲疲劳强度满足要求；由于轴承转速较低，粘度比k小于1（实际运动粘度偏

小），

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