NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【22張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報(bào)告+任務(wù)書+外文翻譯】

NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

31頁 13000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+22張CAD圖紙【詳情如下】

NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文.doc

NGW行星減速器裝配圖.dwg

任務(wù)書.doc

內(nèi)齒輪.dwg

前機(jī)蓋.dwg

墊圈.dwg

墊片.dwg

外文翻譯-- 行星的發(fā)展減少電機(jī)與機(jī)械動(dòng)力監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)能力.doc

太陽輪.dwg

左半盤.dwg

機(jī)體.dwg

浮動(dòng)尺套.dwg

球頂.dwg

箱體裝配圖.dwg

行星減速機(jī).dwg

行星減速機(jī)剖圖.dwg

行星架.dwg

行星輪.dwg

輸入軸.dwg

輸入軸透蓋.dwg

輸入齒輪軸.dwg

輸出軸.dwg

輸出軸透蓋.dwg

鍵.dwg

頂塊.dwg

NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目錄

摘要………………………………………………………………………1

前言………………………………………………………………………2

選題背景…………………………………………………………………3

第四章、總體方案設(shè)計(jì)…………………………………………………4

4.1、總體方案的選擇和確定………………………………………9

4.2、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………10

4.3、根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩………………………………12

4.4、電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………17

4.5、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核…………………………………………18

第五章、減速器中主要零部件的設(shè)計(jì)………………………………19

5.1、錐齒輪的齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及校核……………………………22

5.2、行星輪系的齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及校核………………………26

5.3、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核………………………………………27

5.4、行星架的選擇………………………………………………28

5.5、減速器潤滑方式選擇………………………………………29

第六章結(jié)果分析………………………30

參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………31

致謝…………………………………………………………………32

摘要

[摘要]

本設(shè)計(jì)是將一對NGW行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成一個(gè)組合機(jī)構(gòu)，用來傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比。對齒輪與中心輪組合的受力狀況分析時(shí)，應(yīng)引入不均載系數(shù)根據(jù)傳動(dòng)，工作扭矩，載荷，根據(jù)級數(shù)轉(zhuǎn)速要求計(jì)算出齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，分度圓直徑，計(jì)算出傳動(dòng)齒的齒厚，齒面硬度，選擇齒形，根據(jù)上述要求選定達(dá)到此要求的材料，并且做出經(jīng)濟(jì)效益最好的選擇，再根據(jù)此材料的彈性影響系數(shù)，各傳動(dòng)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，再對材料的選擇正確與否做出校核，并且要滿足減速器的使用壽命要求，根據(jù)載荷和傳動(dòng)扭矩計(jì)算傳動(dòng)主軸的直徑及定位，計(jì)算中心距，確定行星輪系的周轉(zhuǎn)圓半徑及方向，并指定輪系的旋轉(zhuǎn)方向，得到各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，依據(jù)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)大小，確定各部件相對位置，進(jìn)入外箱體的設(shè)計(jì)，秉承體積最小，拆裝方便的原則，定好主軸位置，窺視孔，潤滑口在箱體上的位置，便于維修判斷。除齒輪以外，對于承受工作載荷的其他零部件如軸、鍵、軸承等、也進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核。減速器箱體采用法蘭式結(jié)構(gòu)，用以滿足工作環(huán)境的安裝條件。減速器高速級為圓錐齒輪傳動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)換向。由于功率、傳動(dòng)比較大，將這對圓錐齒輪設(shè)計(jì)為斜齒圓錐齒輪。低速級采用NGW行星機(jī)構(gòu)進(jìn)一步增大傳動(dòng)比，NGW行星機(jī)構(gòu)可以傳遞較大的功率以及實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，因此在設(shè)計(jì)中采用直齒圓柱齒輪。

[關(guān)鍵詞] 轉(zhuǎn)矩；錐齒輪；行星齒輪；行星機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)軸；強(qiáng)度校核

前言

通過對現(xiàn)有減速器的改進(jìn)或創(chuàng)新，抑或研發(fā)更新型的減速器，通過提高機(jī)構(gòu)性能，拓展新的使用范圍，來解決目前生活和生產(chǎn)上所遇到的一些實(shí)際問題。來滿足生產(chǎn)上的要求，提高效率，使的效益和利潤得到提高。并且，對目前嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，尤其是能源浪費(fèi)可以起到十分巨大的緩解，技術(shù)的提高帶來的是更高的效率和更合理的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。齒輪減速器是各種機(jī)器中廣泛采用的重要部件，其主要功能是減速增力（降低轉(zhuǎn)速度，增大扭矩）?，F(xiàn)有的行星減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動(dòng)比大及效率高等特點(diǎn)。目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所傳遞的功率已經(jīng)達(dá)到11000KW，輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá) 。本設(shè)計(jì)目的在于熟悉并掌握組合式行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)方法。

因此，減速器的發(fā)展前景還是十分光明的，由于本課題所研究的減速器在生活生產(chǎn)中應(yīng)用范圍極其廣泛，因此，能夠順利的解決本類型機(jī)械在生產(chǎn)設(shè)計(jì)上的種種設(shè)計(jì)問題，優(yōu)化在使用和配合上的不利因素，必將能夠?yàn)樯a(chǎn)力的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用，為機(jī)械生產(chǎn)所涉及的各個(gè)行業(yè)帶來長足的進(jìn)步和巨大的發(fā)展動(dòng)力提供先進(jìn)的技術(shù)先決條件。故而，對本課題的研究還是有著重大意義的。

目前對NGW型行星減速器的研究已經(jīng)十分的完善，達(dá)到了一個(gè)非常合理和完備的高度，研究體系和研究結(jié)論都十分值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。本課題就是在目前研究的基礎(chǔ)上，對NGW行星減速器的使用方案進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，使其在工作生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用，也是對目前研究現(xiàn)狀的一次檢驗(yàn)和發(fā)展，更是對現(xiàn)有知識的一次生動(dòng)的應(yīng)用和鑒定。

行星架外徑  ，材料為鑄鋼

經(jīng)過對各部件的尺寸進(jìn)行核算，能夠十分合理有效的滿安裝配合條件，本設(shè)計(jì)的結(jié)果是合理，合適的，在今后的設(shè)計(jì)中可以起到一定的借鑒。但是，本設(shè)計(jì)中還是有很多不足之處。例如：只對某些重要零件的表面精度做出了設(shè)計(jì)選擇，而且，本次設(shè)計(jì)基本是基于前人的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)做出的選擇和發(fā)展，在創(chuàng)新和自主發(fā)展方面還有很大的不足，而且由于是第一次獨(dú)立自主的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中可能存在一些錯(cuò)誤也是難免的，希望在今后能有所改進(jìn)。

致謝

在本次NGW行星減速器的設(shè)計(jì)過程中，了解到了做設(shè)計(jì)的每個(gè)過程和細(xì)節(jié)的要求，通過設(shè)計(jì)過程中對資料的查閱，對行星減速器的工作原理，結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)方式的原理都有了一個(gè)更充分的了解和認(rèn)識。并且整個(gè)設(shè)計(jì)過程中對機(jī)械裝置中各個(gè)主要零件，如錐齒輪，行星輪，傳動(dòng)軸的參數(shù)設(shè)計(jì)有了基本的認(rèn)識，該如何選取零件的材料，怎樣的結(jié)構(gòu)尺寸能滿足設(shè)計(jì)的目的和要求，通過對資料的大量查閱，對材料的熟悉，選取不同的設(shè)計(jì)方案，通過不斷的嘗試和對問題的深入研究從而進(jìn)一步的去結(jié)局設(shè)計(jì)中遇見的問題 ，更加深了我對機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)的形式，要求，設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案的確定選取有了整體了解。并且通過對裝配圖，零件圖的繪制，更鞏固了CAD畫圖的應(yīng)用能力。通過本次對減速器的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多機(jī)械方面的原理知識，對設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問題的把握和設(shè)計(jì)思路的培養(yǎng)起到了巨大的作用，以及本次設(shè)計(jì)查閱了大量的資料，通過跟老師同學(xué)對問題的交流探討，對我在以后的工作和生活中的能力有了很好的培養(yǎng)和提高。

并在此再次的感謝本次設(shè)計(jì)中對我熱心，孜孜不倦指導(dǎo)的機(jī)械工程學(xué)院導(dǎo)師，沒有她對我的教導(dǎo)和幫助，我是不可能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)的。她對機(jī)械專業(yè)知識的卓越認(rèn)識，對設(shè)計(jì)流程的要求和設(shè)計(jì)重點(diǎn)的了解，以及機(jī)械教學(xué)方面的專業(yè)水平，是幫助我完成本次設(shè)計(jì)的最有力的知識援助。總之 

沒有她對我以上的幫助，就不會(huì)有這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的誕生。在此，謹(jǐn)再次的向她表示最衷心的感謝。

還有本次設(shè)計(jì)過程中和我一起討論設(shè)計(jì)方案，及各種零件設(shè)計(jì)的同學(xué)們，你們的幫助也是我完成設(shè)計(jì)重要的推力，特在此表示衷心的感謝。

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 系（部）：機(jī)械工程系 2011 年 3 月 25 日 （學(xué)生填表） 課題名稱 星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 課題類型 工程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 職稱 講師 課題來源 科研 1. 綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和普通固定齒輪傳動(dòng)有明顯的不同，即它至少有一個(gè)齒輪的軸線是動(dòng)軸線，在行星齒輪傳動(dòng)中至少有一個(gè)齒輪既繞動(dòng)軸線自轉(zhuǎn)，同時(shí)又繞定軸線公轉(zhuǎn)作行星運(yùn)動(dòng)，所以稱為行星齒輪傳動(dòng)。行星傳動(dòng)同蝸桿傳動(dòng)的差別 更加明顯，蝸桿傳動(dòng)用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在絕大多數(shù)的情況下，兩軸在空間是互相垂直的，而行星傳動(dòng)為同軸線傳動(dòng)。以上幾種傳動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)性差異決定了其工作特點(diǎn)的不同，行星傳動(dòng)不僅繼承了普通定軸齒輪傳動(dòng)的工作可靠，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了其無過載保護(hù)、不宜于距離較大的傳動(dòng)等缺點(diǎn)。行星傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)比較為 :同樣可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)、無噪聲，但行星傳動(dòng)比蝸桿傳動(dòng)的效率高得多。 從 1935 年第一批供通用機(jī)械使用的行星齒輪傳動(dòng)裝置誕生起，行星齒輪得到廣泛迅速的發(fā)展，如 1951 年西德、 公司研制的大功率高速行星齒輪箱，英國艾倫公司的功率相當(dāng)于 2574行星齒輪減速器等隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，制造技術(shù)的不斷完善，以及行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的日益進(jìn)步，行星齒輪傳動(dòng)至今已達(dá)較高水平，目前行星齒輪傳動(dòng)正向以下幾方面發(fā)展 ： （ 1）向高速大功率、高效率及低速大扭矩方向發(fā)展。（ 2）行星齒輪傳動(dòng)正趨向無級變速行星傳動(dòng)，并傳遞功率。（ 3）行星齒輪傳動(dòng)向復(fù)合式行星齒輪箱發(fā)展。（ 4）行星齒輪傳動(dòng)向少差行星傳動(dòng)發(fā)展。為了適應(yīng)國際上這種引人注目的發(fā)展，國內(nèi)從六十年代開始了行星齒輪的研究，組織了 開線行星齒輪減速器 系列工作，制定了 3準(zhǔn)系列。我國于 1983 年又完成了 列的標(biāo)準(zhǔn)研制工作。目前，我國一般中型企業(yè)的行星齒輪傳動(dòng)生產(chǎn)已形成了配套體系和一定規(guī)模。 目前市場上出現(xiàn)的 星減速器結(jié)構(gòu)各異，種類繁多雜亂，性能良莠不齊，如何實(shí)現(xiàn)減速器的模塊化設(shè)計(jì)以提高零部件的互換性、通用性成為設(shè)計(jì)開發(fā)人員的艱巨使命。論文通過對單級 星減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，對零部件運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，提高與同類型減速器的互換性和通用性，實(shí)現(xiàn)多款減速器的零部件互換和自由組合，對縮短研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì) 生產(chǎn)效率具有重要的意義。 2. 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 1 、分析畢業(yè)設(shè)計(jì)題目參數(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)要求，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，開展調(diào)查研究。 2、針對設(shè)計(jì)題目，制定設(shè)計(jì)題目，撰寫開題報(bào)告。 3、根據(jù)減速器功率 P=10動(dòng)比 i=4 和轉(zhuǎn)速 n=1000行相關(guān)零件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)、幾何參數(shù)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算。 4、采用模塊化設(shè)計(jì)繪出全部零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙及減速器裝配圖。 5、查閱和專業(yè)相關(guān)的英文資料，并按要求翻譯成中文。 6、按照要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容、格式及要求，撰寫畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書。 3. 研究步驟、方法及措施 1、獨(dú)立完成設(shè)計(jì)方案的制定。 2、繪出全部零件圖紙，要求尺寸完整，公差及表面粗糙度標(biāo)注合理、正確，圖紙符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。圖紙總量不少于 2 張零號圖。 3、完成 1 張零號圖紙的減速器裝配圖設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)合理，視圖表達(dá)正確，標(biāo)注合理，完整，圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 4、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，正確，排版格式符合學(xué)校要求。外文資料譯文字?jǐn)?shù)符合要求，譯文正確。 （研究步驟指完成設(shè)計(jì)過程每一步的具體內(nèi)容，按照順序一步步完成設(shè)計(jì)，仔細(xì)修改） 4. 研究工作進(jìn)度 1、 1~2 周 收集資料調(diào)研方案確定。 2、 3~8 周 完成 星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)設(shè)計(jì)。 3、 9~11 周 繪制減速器零件圖和裝配圖。 4、 12~13 周 撰寫設(shè)計(jì)說明書。 5、 14 周 答辯。 5. 主要參考文獻(xiàn) 【 1】饒振綱 . 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，北京；化學(xué)工業(yè)出版社， 2003 【 2】張 展 . 減速器設(shè)計(jì)與實(shí)用數(shù)據(jù)速查，北京；機(jī)械工業(yè)出版社， 2010 【 3】孫 恒 . 機(jī)械原理，北京；高等教育出版社， 2006 【 4】濮良貴 . 機(jī)械設(shè)計(jì)，北京；高等教育出版社， 2006 【 5】周明橫 . 減速器選用手冊，北京；化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 【 6】朱孝錄 . 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊，北京；電子工業(yè)出版社， 2007 教研室意見 教研室主任簽字： 年 月 日 星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 目錄 摘要………………… ……… …………………………………………… 1 前言……………………………………………………………………… 2 選題背景………………………………………………………………… 3 第四章、總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………… 4 體方案的選擇和確定……………………………………… 9 動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………… 10 據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩……………………………… 12 動(dòng)機(jī)的選擇……………………… ………………………… 17 傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核………………………………………… 18 第五章、 減速器中主要零部件的設(shè)計(jì)……………………………… 19 齒輪的齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及校核…………………………… 22 星輪系的齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及校核……………………… 26 動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核……………………………………… 27 星架的選擇……………………………………………… 28 速器潤滑方式選擇……………………………………… 29 第 六 章 結(jié) 果 分 析 … … … … … … … … … 30 參考文獻(xiàn)……… ………………………………………………………… 31 致謝………………………………………………………………… 32 摘要 [摘要 ] 本設(shè)計(jì)是將一對 星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成一個(gè)組合機(jī)構(gòu)，用來傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比。 對齒輪與中心輪組合的受力狀況分析時(shí)，應(yīng)引入不均載系數(shù) 根據(jù)傳動(dòng)，工作扭矩，載荷，根據(jù)級數(shù)轉(zhuǎn)速要求計(jì)算出齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，分度圓直徑，計(jì)算出傳動(dòng)齒的齒厚，齒面硬度，選擇齒形，根據(jù)上述要求選定達(dá)到此要求的材料，并且做出經(jīng)濟(jì)效益最好的選擇，再根據(jù)此材料的彈性影響系數(shù)，各傳動(dòng)齒 輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，再對材料的選擇正確與否做出校核，并且要滿足減速器的使用壽命要求，根據(jù)載荷和傳動(dòng)扭矩計(jì)算傳動(dòng)主軸的直徑及定位，計(jì)算中心距，確定行星輪系的周轉(zhuǎn)圓半徑及方向，并指定輪系的旋轉(zhuǎn)方向，得到各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，依據(jù)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)大小，確定各部件相對位置，進(jìn)入外箱體的設(shè)計(jì)，秉承體積最小，拆裝方便的原則，定好主軸位置，窺視孔，潤滑口在箱體上的位置，便于維修判斷。 除齒輪以外，對于承受工作載荷的其他零部件如軸、鍵、軸承等、也進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核。減速器箱體采用法蘭式結(jié)構(gòu)，用以滿足工作環(huán)境的安裝條件。減速器高速級為圓錐齒輪傳 動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)換向。由于功率、傳動(dòng)比較大，將這對圓錐齒輪設(shè)計(jì)為斜齒圓錐齒輪。低速級采用 星機(jī)構(gòu)可以傳遞較大的功率以及實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，因此在設(shè)計(jì)中采用直齒圓柱齒輪。 [關(guān)鍵詞 ] 轉(zhuǎn)矩；錐齒輪；行星齒輪；行星機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)軸；強(qiáng)度校核 [英 文 ]is a GW in a of to to of of be in in to in of to of of to or to of of to CC to of nd of of on of of is to to to of I in on of n to of as a a to of in to As on to to GW of in of 前言 通過對現(xiàn)有減速器的改進(jìn)或創(chuàng)新，抑或研發(fā)更新型的減速器，通過提高機(jī)構(gòu)性能，拓展新的使用范圍，來解決目前生活和生產(chǎn)上所遇到的一些實(shí)際問題。來滿足生產(chǎn)上的要求，提高效率，使的效益和利潤得到提高。并且，對目前嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，尤其是能源浪費(fèi)可以起到十分巨大的緩解，技術(shù)的提高帶來的是更高的效率和更合理的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。齒輪減速器是各種機(jī)器中廣泛采用的重要部件，其主要功能是減速增力（降低轉(zhuǎn)速度，增大扭矩）?，F(xiàn)有的行星減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動(dòng)比大及效率高等特點(diǎn)。目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所傳遞的功 率已經(jīng)達(dá)到 11000出轉(zhuǎn)矩已達(dá) 2400 。本設(shè)計(jì)目的在于熟悉并掌握組合式行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)方法。 因此，減速器的發(fā)展前景還是十分光明的，由于本課題所研究的減速器在生活生產(chǎn)中應(yīng)用范圍極其廣泛，因此，能夠順利的解決本類型機(jī)械在生產(chǎn)設(shè)計(jì)上的種種設(shè)計(jì)問題，優(yōu)化在使用和配合上的不利因素，必將能夠?yàn)樯a(chǎn)力的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用，為機(jī)械生產(chǎn)所涉及的各個(gè)行業(yè)帶來長足的進(jìn)步和巨大的發(fā)展動(dòng)力提供先進(jìn)的技術(shù)先決條件。故而，對本課題的研究還是有著重大意義的。 目前對 行星減速器 的研究已經(jīng)十分的完善，達(dá)到了一個(gè)非常合理和完備的高度，研究體系和研究結(jié)論都十分值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。本課題就是在目前研究的基礎(chǔ)上，對 星減速器的使用方案進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，使其在工作生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用，也是對目前研究現(xiàn)狀的一次檢驗(yàn)和發(fā)展，更是對現(xiàn)有知識的一次生動(dòng)的應(yīng)用和鑒定。 選題背景 在日常生產(chǎn)和生活中，減速器的應(yīng)用十分的廣泛，大至各種大型生產(chǎn)機(jī)械，例如，各種機(jī)床，車床，礦山機(jī)械等，小至生活中常見的汽車，輪船等，都要應(yīng)用到減速器。由于減速器對我們生活和生產(chǎn)有著巨大的影響，因此如何提升他的性能 ，改良他的構(gòu)造，發(fā)展他的用途有著十分積極和有利的意義。生產(chǎn)開創(chuàng)研究的意義，研究推動(dòng)生產(chǎn)的發(fā)展。任何研究和發(fā)明都是基于人們生產(chǎn)和生活中的需求，本課題也不例外，也是來自于生產(chǎn)和生活實(shí)踐中的需求。 本課題解決關(guān)鍵在于減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各主要零件的設(shè)計(jì)， 要明確本減速器的使用范圍和工作要求，如何合理合適的分配傳動(dòng)比。 對行星齒輪與中心輪組合的受力狀況分析，引入不均載系數(shù) 根據(jù)傳動(dòng)，工作扭矩，載荷，根據(jù)級數(shù)轉(zhuǎn)速要求計(jì)算出齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，分度圓直徑，計(jì)算出傳動(dòng)齒的齒厚，齒面硬度，選擇齒形，根據(jù)上述要求選定達(dá)到此要求的材料，并 且做出經(jīng)濟(jì)效益最好的選擇，再根據(jù)此材料的彈性影響系數(shù)，各傳動(dòng)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，再對材料的選擇正確與否做出校核，并且要滿足減速器的使用壽命要求，根據(jù)載荷和傳動(dòng)扭矩計(jì)算傳動(dòng)主軸的直徑及定位，計(jì)算中心距，確定行星輪系的周轉(zhuǎn)圓半徑及方向，并指定輪系的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)大小，確定各部件相對位置，進(jìn)入外箱體的設(shè)計(jì)，如何要求體積最小，拆裝方便，定好主軸位置，窺視孔，潤滑口在箱體上的位置，便于維修判斷，并選擇密封方式，并且要考慮到運(yùn)輸和裝吊便捷，吊耳位置要設(shè)計(jì)合理，要能承受機(jī)構(gòu)本身重量，減速器固定問題可由實(shí)際情況來 決定如何選擇，如此則大致即可完成，也是本設(shè)計(jì)中應(yīng)解決的各項(xiàng)問題 通過對現(xiàn)有減速器的改進(jìn)或創(chuàng)新，抑或研發(fā)更新型的減速器，通過提高機(jī)構(gòu)性能，拓展新的使用范圍，來解決目前生活和生產(chǎn)上所遇到的一些實(shí)際問題。來滿足生產(chǎn)上的要求，提高效率，使的效益和利潤得到提高。并且，對目前嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，尤其是能源浪費(fèi)可以起到十分巨大的緩解，技術(shù)的提高帶來的是更高的效率和更合理的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。由于本課題所研究的減速器在生活生產(chǎn)中應(yīng)用范圍極其廣泛，因此，能夠順利的解決本類型機(jī)械在生產(chǎn)設(shè)計(jì)上的種種設(shè)計(jì)問題，優(yōu)化在使用和配合上的不利因素， 必將能夠?yàn)樯a(chǎn)力的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用， 為機(jī)械生產(chǎn)所涉及的各個(gè)行業(yè)帶來長足的進(jìn)步和巨大的發(fā)展動(dòng)力提供先進(jìn)的技術(shù)先決條件。故而，對本課題的研究還是有著重大意義的。 國 內(nèi) 外減速器 及各類型及型號的 齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。在 航空航天事業(yè)， 醫(yī)療 事業(yè) 、生物工程 事業(yè) 、機(jī)器人 研究制造 等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng) 減速聯(lián)體 機(jī)已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級 的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。 當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好 ，并且目前 超小型的減速器的研究成果也 尚不明顯。 第一章 總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 根據(jù)本減速器的設(shè)計(jì)要求，減速是將原動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩傳遞放大，并且將轉(zhuǎn)速降低的裝置，電動(dòng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)矩經(jīng)過帶傳動(dòng)一次減 速后，經(jīng)由輸入軸Ⅰ輸入該行星減速器，經(jīng) 星減速器減速中一級減速的錐齒輪減速后，經(jīng)軸Ⅱ輸入至行星輪系，再經(jīng)由軸Ⅲ將最終達(dá)到減速要求的轉(zhuǎn)矩輸出。了解此系統(tǒng)的工作原理后，確定出以下設(shè)計(jì)方案步驟： 行星齒輪傳動(dòng)的主要受力構(gòu)件有中心輪、行星齒輪、行星輪軸及軸承、行星架等。為了進(jìn)行齒輪、輸入軸、輸出軸、行星輪軸及軸承的強(qiáng)度計(jì)算，需分析行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件受力狀況。在分析中先假定行旱齒輪受載均勻并略占摩擦力和自重的影響，因此，各構(gòu)件在輸入轉(zhuǎn)矩作用下處于平衡狀態(tài)，構(gòu)件間的作用力等于反作用力。但是，實(shí)際上由于各種誤差的 存在使各行星輪受載不均勻，因而在對其中任意一對行星齒輪與中心輪組合的受力狀況分析 1分配 驗(yàn)算無誤后，得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系計(jì)算出功率，并逐級考慮機(jī)械效率，得到電機(jī)的最小輸出功率，并由以上 2項(xiàng)參數(shù)選取合適的電機(jī)，做為動(dòng)力系統(tǒng) 算出帶傳動(dòng)的扭矩，并選取合適的帶傳動(dòng)輪，根據(jù)受力分析選取合適 定帶的參數(shù)，并逐一校核驗(yàn)算 及受力分析，暫取齒輪模數(shù)，并考慮根切，頂切等相關(guān)問題，確定出小齒輪最小齒數(shù)，根據(jù)選取方案，暫取小齒輪齒數(shù)，根據(jù)傳動(dòng)比，確定各齒輪的齒數(shù)，根據(jù)暫定齒輪的各項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)行受力，扭矩計(jì)算分析，確定選取齒輪滿足各項(xiàng)強(qiáng)度，剛度要求后，對目前參數(shù)的模數(shù)選取進(jìn)行驗(yàn)算，再確定最佳模數(shù)，齒數(shù)，并得出該輪系的各個(gè)齒輪的各項(xiàng)參數(shù)，根據(jù)最后選取的輪系參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一校核驗(yàn)算無誤后確定各項(xiàng)參數(shù)并選取齒輪均為直齒。 矩分析，選取軸承材料，并根據(jù)應(yīng)力計(jì)算確定軸承的直徑各項(xiàng)參數(shù)，并進(jìn)行校核驗(yàn)算。 =10動(dòng)比 i=4.、輸入轉(zhuǎn)速 n=1000本 級行星減速器，，根據(jù)查找資料顯示，錐齒輪傳動(dòng)比相對較小 i =7 ，行星輪系傳動(dòng)比相對較大 i =2— 5 ，并且查閱相關(guān)資料， 分配為錐齒輪，行星輪系傳動(dòng)比 i =4，且按如此比例分配，保證選取傳動(dòng)比都在傳動(dòng)范圍均值范圍內(nèi)，并且傳動(dòng)比分配相對較為均勻協(xié)調(diào)，不會(huì)因?yàn)檫^大的傳動(dòng)比而損失效率。 要求計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩 根據(jù)資料查閱 行星減速器的一級減速傳動(dòng)效率 η = 根據(jù)輸出軸的要求轉(zhuǎn)矩 1T =5500 ，根據(jù)各級分配的傳動(dòng)比 2i = 4 ， 212i =4 ， 行星輪系軸轉(zhuǎn)矩 2T = 1375 ， 同樣高速軸的輸入轉(zhuǎn)速 1? =1000 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般為0?=500n 而電機(jī)經(jīng)過帶傳動(dòng)減速后，減速器的輸入轉(zhuǎn)速 2? =1000 并且考慮到帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比相對較小0i≤ 7，為使電機(jī)轉(zhuǎn)速為一整值，故選取帶傳動(dòng)傳動(dòng)比0i=為合適，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速0?=1300 10i=2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩0T=N? ，選取電動(dòng)機(jī)的功率也由于轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩的確定而確定，0P=0T*0?=300=99918W =則選取電動(dòng)機(jī)功率10轉(zhuǎn)速 1000 交流電機(jī)作為本系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)。 根據(jù)帶傳動(dòng)資料， V 帶傳動(dòng)根據(jù)帶型號的不同，分為 A， B， C， Z，根據(jù) 小帶輪直徑與單根普通 V 帶傳動(dòng)功率對照表， B， C 型帶論傳動(dòng)功率較大，但帶輪實(shí)體尺寸過大，小帶輪直徑 D≥ 150，相對 A， 配用 多。權(quán)衡之下，暫選取 B 型小帶輪轉(zhuǎn)速為 3000 ，但帶傳動(dòng)功率約為而電動(dòng)機(jī)的輸出功率約為 25因此需選配 4根 V 帶作為帶傳動(dòng)帶輪皮帶傳動(dòng)，功率上完全可以滿足設(shè)計(jì)要求，且 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸較為適中，并由 B 型帶傳動(dòng)的傳動(dòng)功率增量，查的資料 P? =最后總傳動(dòng)功率P=P? =根 足功率傳輸要求。 ，0T=N? ，暫 定小帶輪直徑 1D =200大帶輪直徑2D =0i * 1D =2*200=400上述選取 B 型帶輪的包角 ? =? ，再對 V 帶傳動(dòng)中心距 a 及強(qiáng)度進(jìn)行確定和校核。 工作情況系數(shù) 于減速器為載荷變動(dòng)小機(jī)械，因此 0P=230580*53628=W ，實(shí)際應(yīng)選取 V 帶根數(shù)Z=? ?0 ?00c p k k??，0a=1D + 2D ） =900 0L=20a+2?（ 1D + 2D ）+? ?021 4 2= 由表 13閱得帶長修正系數(shù) Z 為 V 帶根數(shù)，由帶型及載荷參數(shù)驗(yàn)算 V 帶實(shí)際應(yīng)選取條數(shù)， Z=? ?0 ?00c p k k??， == V 帶條數(shù)應(yīng)為整數(shù)，由校核得到的實(shí)際 V 帶條數(shù)與選取的Z=4 。 帶傳動(dòng)參數(shù)選擇，驗(yàn)算以校核都滿足設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)條件和要求， V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)最終結(jié)果為，小帶輪直徑 1D =200大帶輪直徑 2D =400 采取普通 帶傳送， =4 條。 在分配行星減速器內(nèi)部的一級傳動(dòng)比時(shí)，錐齒輪系傳動(dòng)比 1i = 4 ， 1i = 1212 =? = 2=5 ，計(jì)算得到錐齒輪系大小齒輪的各分度圓錐角 1? = ?， 2? = ? 故該錐齒輪傳動(dòng)主動(dòng)輪（小齒輪）錐齒輪分度圓錐角 1? = ?， 從動(dòng)輪（大齒輪）錐齒輪分度圓錐角 2? = ? 1)齒數(shù) 減速器中每個(gè)齒輪的齒數(shù)應(yīng)當(dāng)是自然數(shù)，因此，作為齒數(shù)的設(shè)計(jì)變量應(yīng)當(dāng)在優(yōu)化過程中以正整數(shù)出現(xiàn)，并且和中心距、錐輪傳動(dòng)的安裝條件和鄰接條件。 圓錐齒輪不產(chǎn)生根切時(shí)的最小齒數(shù) 2*定錐齒輪選取標(biāo)準(zhǔn)齒輪，通用的分度圓壓力角一般 ? = ?20 ，齒頂高系數(shù) * ，2*20*22=17 =17/ ?18 ， 于是主動(dòng)輪（小齒輪）的最小齒數(shù)應(yīng)為18 時(shí)才能保證不產(chǎn)生內(nèi)根切現(xiàn)象的發(fā)生，以免對齒輪在工作中產(chǎn)生劇烈的磨損和表面強(qiáng)度的破壞。 1i = 1212 ， 18 ， 齒輪選取應(yīng)用的最小齒數(shù)應(yīng)大于不產(chǎn)生內(nèi)根切時(shí)的最小 齒數(shù)， 18 ， 則選定小齒輪齒數(shù) 1Z =20 齒圓錐齒輪分錐角 1? = ?， 由 1i = 1212 =5 ， 計(jì)算出從動(dòng)輪（大齒輪）齒數(shù)3Z=100 齒圓錐齒輪分錐角 2? = ? 2)模數(shù) 減速器各級傳動(dòng)聽輪的模數(shù)友優(yōu)化過程中取值應(yīng)當(dāng)符合模數(shù)系列的規(guī)定 由于本設(shè)計(jì)減速器要求的輸入轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速較高，為了保證齒輪系能安全有效，并滿足工作時(shí)間及工作壽命的要求，則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表優(yōu)先選擇第一系列模數(shù)的原則，根據(jù)錐齒輪總齒數(shù)考慮到齒輪的裝配難度，實(shí)體尺寸不宜過大，總齒數(shù)間的裝配問題，選取錐齒輪系模數(shù) m =4 3)中心距 減速器各級傳動(dòng)的中心距如果實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，將給制造和維護(hù)帶來很大方便。則在該模數(shù)選 擇下，錐齒輪傳動(dòng)的大齒直徑 2d =400 小齒輪直徑 1d =80心距 a =1d + 2d ） 齒寬 b =37則，如任意取值的話，但是實(shí)際上這點(diǎn)好處會(huì)完全被制造與維護(hù)中將產(chǎn)生麻煩所抵消。通常情況下，外嚙合強(qiáng)度低于內(nèi)嚙合強(qiáng)度，所以外嚙合角應(yīng)大 于內(nèi)嚙合角。齒輪副嚙合角確定應(yīng)以內(nèi)外嚙合等強(qiáng)度為依據(jù)。 齒輪材料選擇滿足本設(shè)計(jì)要求的材料及尺寸要求， 20調(diào)質(zhì)鋼在零件的制造中應(yīng)用十分廣泛，便于材料的來源方便及實(shí)用性和便于維修互換，本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的初始要求。 M= ? ?? ?1 0 . 5322141 ???的錐齒輪系齒輪材料的選擇也決定使用 20調(diào)質(zhì)鋼。 下面選取 20調(diào)質(zhì)鋼的各項(xiàng)參數(shù)對本設(shè)計(jì)的錐齒輪系的強(qiáng)度進(jìn)行校核，以確定本設(shè)計(jì)的錐齒輪系的參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理及滿足 載荷系數(shù) K=1— 減速器為電動(dòng)幾傳動(dòng)，載荷均勻，故載荷系數(shù)取值 k =矩 T= 傳動(dòng)比 i=4 ? ? ? ?2 3 335 0 . 5 4i??? ?? ?H? =20 查閱資料 11標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒數(shù) Z=100 時(shí)， .2 M ??=1 取22122 Z?= 21 12i ?26 *70.1 ? ?? ?2214 1 0 . 51 ???校核實(shí)際模數(shù)選取計(jì)算得到 模數(shù)選取即為合理數(shù)值，則設(shè)計(jì)初始選取的模數(shù) M=4 ， 略微偏大，最終改取錐齒輪大（?。X輪模數(shù)均取為模數(shù)M=3 ， 大齒輪齒數(shù) Z=100 ，小齒輪齒數(shù) Z=20 的 20輪表面接 觸強(qiáng)度校核計(jì)算 H?=2212 H?= ? ?221335 i K a? =? ?H?=星輪系的齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及 校核 周轉(zhuǎn)輪系的組成 1)行星輪 企周轉(zhuǎn)輪系中作口轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、如同行星的起動(dòng)一樣的齒輪稱為行星齒輪 2)轉(zhuǎn)臂 支承行星輪系并使其公轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為轉(zhuǎn)臂 (又稠；系桿、行星架 )，用符號 3)中心輪 與行星輪相嚙合而其軸線義與主軸線相重合的齒輪稱中心輪，外齒中心輪用符號 u 或 c 表示。內(nèi)齒中心輪用符號 b 或 e 表不。通常又將最小的外齒中心輪 將固定不動(dòng)的中心輪稱為支持輪 (內(nèi)齒輪 ) 4)基本構(gòu)件 轉(zhuǎn)臂 中軸線，凡是軸線與主軸線 重合剛又承受外力矩的構(gòu)件稱為基本構(gòu)件，中心 輪 a、 b 和轉(zhuǎn)臂 H。大多數(shù)周轉(zhuǎn)輪系都具有這這個(gè)基本構(gòu)件 本設(shè)計(jì)中一級行星減速傳動(dòng)器中， 根據(jù)查閱資料顯示，行星齒輪系各輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)選定方法，要滿足2i=9 太陽輪 a， 2i=9=1+ （?a） ?a） ?? ?Z ?? ?? ?Z ??高速行星傳動(dòng)中．內(nèi)齒輪通常采用人字內(nèi)齒輪，即由兩個(gè)對稱的斜齒輪組成，兩個(gè)內(nèi)齒輪通過外因上的三聯(lián)齒輪套 通過二聯(lián)齒 輪套 行星傳動(dòng)中的齒輪，除計(jì)算輪齒的承載能力外，尚須進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和輪緣的強(qiáng)度與剛度計(jì)算。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受輪系類型、傳動(dòng)比大小 、載荷特點(diǎn)、總體結(jié)構(gòu)和尺寸的影響 過來，齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸、支承方式、強(qiáng)度和剛度又嚴(yán)重地影響行星傳動(dòng)的尺寸、承載能力、使用壽命和工藝性。 因此，對合理設(shè)計(jì)特定場合下齒輪的結(jié)構(gòu)，以及對輪緣進(jìn)行有一定可靠程度的強(qiáng)度和剛度計(jì)算應(yīng)給予足夠曲重視。 當(dāng)太陽輪不浮動(dòng)時(shí)可以簡文在機(jī)體和行星架上，或懸臂文承在機(jī)體上。根據(jù)齒輪的大小，可以做成齒輪軸，可做成中空齒輪，用鍵或花鍵裝在軸上。 3z 類傳動(dòng)中的太陽輪本身支持在機(jī)體和內(nèi)齒中心輪的輸出軸上，同時(shí)它又是行星架的支承，常做成比較細(xì) 長的齒輪軸。由于行星傳動(dòng)中往往有三個(gè)以上的行星輪對稱朽置，太陽輪橫向力在有均載的措施的情況下基本是平衡的，即是 v=1。 所以太陽輪軸之間不存在彎曲強(qiáng)度問題。用齒形聯(lián)軸器浮動(dòng)的太陽輪，可以是一端帶浮動(dòng)的外齒輪；當(dāng)太陽輪直徑較大時(shí)，可做成帶浮動(dòng)的內(nèi)齒輪節(jié)圓 L 的圓周力。徑向力和對彎曲中心的力矩。內(nèi)側(cè)作用有浮動(dòng)聯(lián)接 (齒廓 )嚙合上的分和載荷：切向力矩、徑向力矩和人對彎曲中心的力矩。在這些載荷作用下，對直齒輪面言，產(chǎn)生平面變形。根據(jù)齒輪嚙合與浮動(dòng)聯(lián)接嚙合的轉(zhuǎn)矩平衡．并設(shè)1，浮動(dòng)嚙合處的載荷均勻分布，封閉圓環(huán)任意橫截面上的力因素為彎矩?M、軸向力 M 。根據(jù)計(jì)算，得到輪數(shù)和太陽輪的幾何參數(shù)。 （?a） ?a） 足傳動(dòng)嚙合角比例關(guān)系 ?? Z ?=? ?222 太陽輪和內(nèi)齒圈的齒數(shù)關(guān)系及幾何參數(shù)保持一定的嚙合角比例關(guān)系。 E=Z ?? ?? ?Z ?? ?? ?Z ?? 基本齒廓齒輪的 故當(dāng)時(shí) 由于， 因此，aZ，設(shè)計(jì)的行星輪齒數(shù)才能保證實(shí)用性質(zhì)并且，行星輪系裝配相對普通輪系要復(fù)雜，因此必須滿足一定的裝配條件 E=Z ?必須唯一整數(shù)，才能滿足裝配條件 在查閱資料的設(shè)計(jì)案例中，行星輪數(shù)目 ， 如果不浮動(dòng)小行星輪和行星架的軸不受外載荷 (原動(dòng)機(jī)或工作機(jī)械傳給的徑向和軸向載荷 )． 當(dāng)行星輪數(shù)2 時(shí)，較為合理，并且從整個(gè)輪系結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安裝設(shè)計(jì)尺寸等方面考慮，三角形是較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，且行星輪數(shù)2 ，而且行星輪數(shù)目較為合適，不會(huì)無故增大減速器的實(shí)體體積，對材料的使用和空 間的使用都十分的 合理。故而，在此設(shè)計(jì)中取行星輪數(shù) 并且行星輪系的裝配條件 E=Z ?=38 Z ?=39 星輪數(shù)目的選擇也能滿足裝配條件的要求。因此，本設(shè)計(jì)行星輪數(shù)目的選擇是精確合理的。 計(jì)算確定各太陽輪和行星輪的齒數(shù)及模數(shù)，便可以完 成行星齒輪系的計(jì)算及強(qiáng)度剛度校核，選擇參數(shù)合理的齒輪進(jìn)行應(yīng)用。 鑒于上述錐齒輪系，模數(shù)，齒數(shù)的選取計(jì)算，行星輪系的輸送扭矩相對較大，故暫定行星輪系的模數(shù) m =4 齒數(shù)選擇為保證行星輪系各齒輪間不發(fā)生根切現(xiàn)象，必須保證小齒輪（主動(dòng)輪）的最小齒數(shù)7 ， 齒數(shù)必須大于最小齒數(shù)7 ，行星輪系各齒輪的齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比關(guān)系，由小齒輪齒數(shù)推算而來。 由于本設(shè)計(jì)的行星輪系傳動(dòng)比 2i = 9 ， Z 表 2 內(nèi)齒數(shù)和內(nèi)齒圈的齒數(shù)關(guān)系 內(nèi)齒圈齒數(shù)0 50 63 80 100 125 160 插齒刀齒數(shù)04945400按照某些行星輪系的設(shè)計(jì)方案，采取變位齒輪作為本行星輪系的傳動(dòng)齒輪時(shí)，如上表顯示需根據(jù)齒輪變位系數(shù)的確定來校核齒輪，我們暫設(shè)定本設(shè)計(jì)的變位齒輪的變位系數(shù) 1X =0 時(shí)來對齒輪系進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 保證齒輪系不產(chǎn)生根切 ? ? ?，取小齒輪齒數(shù)8＞7 aR=根據(jù)傳動(dòng)比關(guān)系，得到行星輪系行星輪齒數(shù)3 gR=齒輪齒數(shù)44 bR= 2 齒輪轉(zhuǎn)矩及受力簡圖 行星輪與內(nèi)齒輪 不發(fā)生齒頂干涉的約束條件為： ? 21121 ??即?21將上述結(jié)果數(shù)據(jù)代入得到計(jì)算結(jié)果，滿足不發(fā)生干涉的約束條件 根據(jù)行星輪系法平面受應(yīng)力分析： hH 549000? — 輸入軸轉(zhuǎn)矩 (N· P —— 電動(dòng)機(jī)功率 ( — 行星架 (即偏心軸 )轉(zhuǎn)速； 可沿 x 方向與 N)。 P =， 1375 N· ， 60 ， ?a N ?= ? ? ?=不同情況下各精度等級齒輪的節(jié)圓線速度限定值參見表 6— 1。對于較高精度等級的齒輪．采 用適宜的齒廓修緣可以提高許用節(jié)圓線速度約 40％左右。目前重載行星齒輪傳動(dòng)的節(jié)困線速度 一般不超過 25m／ 只的節(jié)圓線速度指行星輪的自轉(zhuǎn)線速度。 齒輪精度的選擇 在大多數(shù)的應(yīng)用場合下、行星傳動(dòng)的體積、重量、平穩(wěn)性等指標(biāo)都能滿足較為嚴(yán)格的要求。但這些要求更加苛刻或迫切需要時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高齒輪的精度。在齒輪精度為 4— 8級范圍內(nèi)，精度等級每提高一“級大 致可使承載能力提高 10％左右或體積，重量減少 8％一 10％。鑒于本設(shè)計(jì)前面的錐齒輪選用 20調(diào)質(zhì)鋼作為 齒輪材料 ,在此也選用 40行星輪系強(qiáng)度計(jì)算及校核 強(qiáng)度計(jì)算式 漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)為內(nèi)嚙合傳動(dòng)，又采用正角度變位，其齒面接觸強(qiáng)度得到較大的 提高，與此剛度齒根彎曲強(qiáng)度也提高。一般其齒向接觸強(qiáng)度安全程度遠(yuǎn)高于 齒根彎曲強(qiáng)度格度 ? ?? ??? 21111 22電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) ,載荷分配均勻 ,載荷波動(dòng)小 ,因此載荷系數(shù) ?K ?K 矩 1T =1375 齒形系數(shù) 齒數(shù) Z =18 模數(shù) m =4 齒寬 b =取標(biāo)準(zhǔn)無變位斜齒齒輪 目前同內(nèi)外各種系列行星減速器中各齒輪的精度等級范圍 為： 外齒輪 (包括太陽輪行星輪等普通采用硬齒而 )： 4— 7級； 內(nèi)齒圈 (普遍采用調(diào)質(zhì)處理，個(gè)別情況采用表而硬化處理 )； 6— 8級 內(nèi)部齒輪聯(lián)接中的齒輪件： 7— 8級 (個(gè)別情況更高 )。 上述精度范圍中較高精度用于速度較高或能力指標(biāo)要求較高的場 1 典型精度等級：太陽輪、行星輪： 6級； 內(nèi)齒圈； 7級； 其他內(nèi)部齒輪： 8級。 典型精度情況下允許使用的最大節(jié)圓線速度大致為 15— 20m／ s。 常用齒輪加工機(jī)床所能實(shí)現(xiàn)的齒輪加工精度為： 臥式滾齒機(jī)： 6— 8(較高精度需要刀具等配套 )； 立式滾齒機(jī)： 7— 8級； 磨公機(jī)； 5一 7 級； 插齒機(jī)． 6— 8級 (較高精度需要采取措施 )， 精密齒輪機(jī)床可以比普通齒輪機(jī)床提高加工精度 1— 2級 6* 3*2221 11 1 ?????40質(zhì)鋼表面淬火后起彎曲強(qiáng)度均值 ? ?H? =40≤ ? ?H? 因此彎曲強(qiáng)度校核是在安全限度范圍以內(nèi) ? ? ? ?FF ib ? ???2 1313 35 表 3 主要零件的常用材料和參數(shù) 零件名稱 材料 熱處理 硬度 說明 行星輪 內(nèi)齒圈等 45， 4535 40質(zhì)處理 ≤ 300別采用45， 4042面淬火 35020 20碳淬火 58軸 銷軸套 浮動(dòng)盤 火 銷軸套 56軸 40軸 , 浮動(dòng)盤605， 40面 淬火 20碳 淬火 表 3 主 要零件的常用材料和參數(shù) 滑 塊 40火 48后消除應(yīng)力處理 青銅，球墨鑄鐵，酚醛甲布膠木 輸入軸 輸出軸 45， 4035質(zhì)處理 ≤ 300殼體 i =寬 b =齒形系數(shù) 矩 1T =1375 中心距 a =324 ? ? ?43*??? 查閱資料顯示上述 40質(zhì)鋼表面淬火后材料表面接觸強(qiáng)度? ?F? =100表 4 常用材料的 ??? 值和 軸的材料 20 35 40035?? / C 1260035518007此接觸強(qiáng)度的校核計(jì)算和是在安全限度的范圍之內(nèi) 安 全 系 數(shù) 選 取 安 全 系 數(shù) 行 安 全 校 , 仍在安全系數(shù)限定范圍之內(nèi) ,因此表面接觸強(qiáng)度的安全 性是合格的 . 經(jīng)過彎曲強(qiáng)度 ,接觸強(qiáng)度各方面的 校核都是在安全和合理的范圍之內(nèi) 本設(shè)計(jì)方案的材料選取校核是安全合理的 . 中心距 a =324 行星輪系輸出軸轉(zhuǎn)速3?=低速軸的圓周速度 V=a *3?= 對低速軸的圓周速度計(jì) 算，保證在輸入軸 輸入轉(zhuǎn)速 1? =1000 公稱傳動(dòng)比 i =45時(shí)， 的低速軸轉(zhuǎn)速要求之內(nèi) i =45 動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)與校核 輸出軸轉(zhuǎn)矩 1T =5500 表 5 常用軸材料參數(shù) 材料及熱處理 毛坯直徑 度 度極限 B? 屈服極限 s?彎曲疲勞極限 1?? 應(yīng)用說明 ≤ 100 17000 300 275 用于較重要的軸，應(yīng)用最為廣泛 45調(diào)質(zhì) ≤ 200 21750 360 300 4025 1000 800 500 用于載荷較大，而無很內(nèi)大沖擊的重要軸 行 星齒輪系軸轉(zhuǎn)矩 2T = 1375 錐齒輪系軸轉(zhuǎn)矩3T=N? 本設(shè)計(jì)的減速器工作要求為每工作 300 日，每日工作 24小時(shí) 本次設(shè)計(jì)中減速器中軸承主要傳遞轉(zhuǎn)矩，彎矩承載載荷相比較小，因此，主要對其轉(zhuǎn)矩的抗扭強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，選取合適的軸承直徑 d 載荷不均衡系數(shù)1． 15。 軸圓軸截面強(qiáng)度條件為 抗扭截面系數(shù) 33 ?? ?傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及 校核 第 17 頁（共 23 頁） 軸承轉(zhuǎn)速 表 6 齒間載荷分布系數(shù) 輸出軸轉(zhuǎn)速 1N =1000 行星齒輪系軸轉(zhuǎn)速 2N =300 錐齒輪系軸轉(zhuǎn)速3N=輸出軸轉(zhuǎn)矩 1T =5500 行星齒輪系軸轉(zhuǎn)矩 2T = 1375 錐齒輪系軸轉(zhuǎn)矩3T=N? 傳動(dòng)功率10*??? = ? ???0* 35? ??軸材料和承載情況確定系數(shù) — C=118本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，載荷分布均勻，變動(dòng)較小，因此取 C=107 首先為了簡化計(jì)算，有估算公式 ? ? ?? 表 7 表 a 為同級齒輪中心距 最終，通過將各項(xiàng)參數(shù)代入計(jì)算式計(jì)算，得到各軸在選用 調(diào)質(zhì)鋼情況下的最小許用直徑 1d =d =d=保證軸承的更高的安全性，則采取安全系數(shù) 保證和加強(qiáng)軸的各項(xiàng)參數(shù)，更好的保證軸的各項(xiàng)性能。得到最終的軸許 用直徑 1d =82mm 2d =64d=48星架的選擇 如果不浮動(dòng)小心輪和行星架的袖不受外載荷 (原動(dòng)機(jī)或工作機(jī)械傳給的徑向和軸向載荷 )． 當(dāng)行星輪數(shù)?。?2 時(shí)，軸承通常是按軸的直徑選擇輕型或特 輕型的隊(duì) 軸承。如果軸承受外載荷，則應(yīng)以載荷大小和性質(zhì)通過計(jì)算確定軸承型號。在高速傳動(dòng)中必須校核軸承極限轉(zhuǎn)速，當(dāng)該動(dòng)軸承不能滿足耍求時(shí)，可采用滑動(dòng)軸承。 浮動(dòng)的中心輪和行星架本身不加支承，但通過浮動(dòng)聯(lián)軸器與其相聯(lián)結(jié)的輸入袖或輸出軸上的支點(diǎn)也應(yīng)按上述原則選擇適合的軸承。 旋轉(zhuǎn)的不浮動(dòng)基本構(gòu)件的軸向定位是依靠軸承來實(shí)現(xiàn)的，而浮動(dòng)的基本構(gòu)件本身的軸向定位可通過齒式聯(lián)軸器的彈性擋團(tuán)來實(shí)現(xiàn)，也可采用球面頂塊、滾動(dòng)軸承 (最好是球面調(diào)心軸承 )來進(jìn)行軸向定位，這種方法有助于浮動(dòng)的靈敏性。軸向定位間隙與本章第一節(jié)中確定聯(lián) 軸器軸向定位的間隙值相同。 表 8 行星架的設(shè)計(jì)及行星輪的支承，在行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，行星輪上的支承所受負(fù)荷最大。 在一般用途的低速傳動(dòng)和航空機(jī)械的傳動(dòng)中采用滾動(dòng)軸承作為行星輪的支承。在高速傳動(dòng)中滾動(dòng)軸承往往不能滿足使用壽命的要求，所以要采用滑動(dòng)物承來支承行星輪。 常見的采用滾動(dòng)軸承的行星輪支點(diǎn)結(jié)構(gòu)。為了減小傳動(dòng)裝置的軸向尺寸，軸承直接裝入行星輪孔小，但由于軸承外因旋轉(zhuǎn)，其 壽命要有所降低 (球面軸承除外 )。 對于且齒的 傳動(dòng)，行里輪中也可裝一個(gè)滾動(dòng)軸承，但該軸承必須 是內(nèi)外國之間不能相對抽向移動(dòng)的，如向心球軸承，球調(diào)心球軸承和球面調(diào)心滾子軸承等。對于行星輪為斜齒輪和雙聯(lián)齒輪的情況。允許裝一個(gè)滾動(dòng)軸承，因?yàn)樾行禽喪苡袊Ш狭Ξa(chǎn)生的傾翻力矩的作用。 行星架厚度 ， b 為齒輪寬度； 行星架外徑 ? ??， a 為中心距； ??為了減少由制造誤 差和變形引起的沿齒長載荷分布不均勻，行星輪內(nèi)裝一個(gè)球面調(diào)心軸承是很有利的，似應(yīng)注意，此時(shí)傳動(dòng)中的浮動(dòng)構(gòu)件只能有一個(gè)，并要計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，不能有多余自出度存在。 一般情況下，行星輪內(nèi)可裝兩個(gè)滾動(dòng)軸承 G 為了避免軸承在載荷作用下，由于初始徑向游隙和配合直徑的不同而產(chǎn)生行星輪傾斜，預(yù)先對軸承進(jìn)行挑選配對是有必要的。還可將軸承之間的距離 減小這種傾斜。為了使行星輪和軸承之間抽向定位，采用矩形截面的彈性擋圈是最恰當(dāng)?shù)摹? 它避免了在行星輪扎內(nèi)設(shè)置：工藝性不好的臺階 (擋肩 )。調(diào)節(jié)環(huán)用子補(bǔ)償袖向尺寸誤差。為 增強(qiáng)彈性擋圈抵抗在載荷作用下軸承外因歪斜的能力，可在擋圈與軸承外因之間加一個(gè)倒角。 當(dāng)行星輪直徑較小，裝入普通標(biāo)準(zhǔn)軸承不能滿足承載能力要求時(shí)，可采用專用的軸承，去掉兩個(gè)或一個(gè)座圈的滾子軸承和滾針軸承的結(jié)構(gòu)。在這種情況下軸外表 血和行旱輪內(nèi)孔可直接作為軸承的滾道 (滾道需精磨 )。用于這種結(jié)構(gòu)的軸和齒輪常采用合金滲碳鋼來制造，以保證硬度為 6I 一 65 行星架的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)該是重量輕、剛性好、便于加工和裝配。其常見結(jié)構(gòu)型式有雙壁整體式、雙壁分開式和單壁式三種。雙壁整體式行星架的剛性更為優(yōu)秀，因此，使用的就更 加廣泛，我們在次也采取這種行星架。 將該動(dòng)軸承裝在行星架上的方法可以解決因軸承徑向尺寸大、行星輪體內(nèi)無法容納的困難，這時(shí)為了裝配的可能性，行星架往往要作成分開式的這種結(jié)構(gòu)的軸承之間距離較大，由軸承徑向游隙不同而引起的行星輪的傾斜將減小。這種支承方式的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向尺寸大。 行星輪的支承若采用兩個(gè)可以抽向調(diào)整的軸承則其工作性能取決于軸向調(diào)整的準(zhǔn)確性。對斜齒輪和雙聯(lián)行星輪的來說，因?yàn)橛袃A翻力矩的作用，軸向調(diào)整的可能性尤為重要。為簡化裝配時(shí)的調(diào)整工作，無特殊需要時(shí)，一般應(yīng)盡量采用不需要鈾向調(diào)整的軸承，如短圓 桿滾子軸承 針軸承等。 行星架的變形計(jì)算與校核，過程較為繁瑣，且在本設(shè)計(jì)中，應(yīng)力及載荷適中，無過大載荷及局部應(yīng)力。因此，在此忽略對行星架變形情況的考慮，選用雙臂整體式行星架結(jié)構(gòu)，其工作尺寸參見上述設(shè)計(jì)的齒輪及軸的實(shí)體尺寸設(shè)計(jì)。 速器的潤滑方式選擇 減速器潤滑的目的在于減少傳動(dòng)件接觸表面的摩擦、摩擦?xí)r起冷卻散熱作用。 圓周速度 V ＜（ 12的齒輪減速器廣泛采用浸油潤滑。為了限少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和溫兒浸入油中的齒輪 深度以 1— 2齒高為宜。速度高的還匝餞些，但至少加 10速度低的（ 允許浸入深些。 減速影油池的容積平均可按 1需 滑油計(jì)算。同時(shí)應(yīng)保證齒輪頂圓離箱底不小于 30一 50免大淺時(shí)，激起沉降在箱滴的的油泥，蝸桿圓周速度在 10 以下的蝸桿減速器也可以采用浸油潤滑。當(dāng)蝸桿在左下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿底部螺紋的根部。并且不應(yīng)超過蝸桿軸上波動(dòng)軸承的最低滾珠中心，以免增加功率損失。 齒 輪減速器的潤滑油粘度，一般是根據(jù)齒輪圓用速度高低來選擇的。其使用可信可參考各章中的潤滑油薦用值。 油浴潤滑不如噴油潤滑條件死所以選用油的粘度要稍大些。油的飛濺、齒輪的攪拌及噴油潤滑，都會(huì)使油與空氣的接觸機(jī)會(huì)增加氧化性能好的油浪。 在大氣中水分多 (在停止工作時(shí)還有冷凝水 )或工作環(huán)境湘濕等場合的使油液易乳化，因此有抗乳化性能。 因輪齒齒面接觸應(yīng)力大，而且有滑動(dòng)故要求油膜應(yīng)毛足夠的強(qiáng)度 (水糊 。此外，為保證正常潤滑性能，在油泊中添加適量的添加劑，如極壓劑、防氧化劑、防銹劑等。在使用對應(yīng)充分考意齒輪的材質(zhì)和 其它一些要求。 鑒于以上潤滑條件的選擇要求，本設(shè)計(jì)中的潤滑系統(tǒng)采取，油浴式的潤滑形式，油液采取普通潤滑常用普通油掖即可滿足本設(shè)計(jì)的潤滑要求。 符號 太陽輪 b 行星輪 g 太陽輪 模數(shù) m 4 齒數(shù) Z 18 63 144 分度圓直徑 d 72 252 576 壓力角 ? ?20 齒厚 S 動(dòng)比 i 頂高 *?根高 * **?輪系的精度范圍確定保證為 6級精度，齒型為直齒 ， 40選用 質(zhì) 鋼 各 軸 直 徑 分 別 為1d =82 2d =64 d=48取雙臂整體式行星架結(jié)構(gòu) 行星架厚度 ， b 為齒輪寬度； 行星架外徑 ? ??，材料為鑄鋼 經(jīng)過對各部件的尺寸進(jìn)行核算，能夠十分合理有效的滿安裝配合條件，本設(shè)計(jì)的結(jié)果是合理，合適的，在今后的設(shè)計(jì)中可以起到一定的借鑒。但是，本設(shè)計(jì)中還是有很多不足之處。例如：只對某些重要零件的表面精度做出了設(shè)計(jì)選擇，而且，本次設(shè)計(jì)基本是基于前人的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)做出的選擇和發(fā)展，在創(chuàng)新和自主發(fā)展方面還有很大的不足，而且由于是第一次獨(dú)立自主的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中可能存在一些錯(cuò)誤也是難免的，希望在今后能有所改進(jìn)。 致謝 在本次 星減速器的設(shè)計(jì)過程中，了解到了做設(shè)計(jì)的每個(gè)過程和細(xì)節(jié)的要求，通過設(shè)計(jì)過程中對資料的查閱，對行星減速器的工作原理，結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)方式的原理都有了一個(gè)更充分的了解和認(rèn)識。并且整個(gè)設(shè)計(jì)過程中對機(jī)械裝置中各個(gè)主要零件，如錐齒輪，行星輪，傳動(dòng)軸的參數(shù)設(shè)計(jì)有了基本的認(rèn)識，該如何選取零件的材料，怎樣的結(jié)構(gòu)尺寸能滿足設(shè)計(jì)的目的和要求，通過對資料的大量查閱，對材料的熟悉，選取不同的設(shè)計(jì)方案，通過不斷的嘗試和對問題的深入研究從而進(jìn)一步的去結(jié)局設(shè)計(jì)中遇見的問題 ，更加深了我對機(jī)械裝置的 設(shè)計(jì)的形式，要求，設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案的確定選取有了整體了解。并且通過對裝配圖，零件圖的繪制，更鞏固了 圖的應(yīng)用能力。通過本次對減速器的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多機(jī)械方面的原理知識，對設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問題的把握和設(shè)計(jì)思路的培養(yǎng)起到了巨大的作用，以及本次設(shè)計(jì)查閱了大量的資料，通過跟老師同學(xué)對問題的交流探討，對我在以后的工作和生活中的能力有了很好的培養(yǎng)和提高。 并在此再次的感謝本次設(shè)計(jì)中對我熱心，孜孜不倦指導(dǎo)的機(jī)械工程學(xué)院導(dǎo)師，沒有她對我的教導(dǎo)和幫助，我是不可能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)的。她對機(jī)械專業(yè)知識的卓越認(rèn)識，對設(shè) 計(jì)流程的要求和設(shè)計(jì)重點(diǎn)的了解，以及機(jī)械教學(xué)方面的專業(yè)水平，是幫助我完成本次設(shè)計(jì)的最有力的知識援助?？傊疀]有她對我以上的幫助，就不會(huì)有這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的誕生。在此，謹(jǐn)再次的向她表示最衷心的感謝。 還有本次設(shè)計(jì)過程中和我一起討論設(shè)計(jì)方案，及各種零件設(shè)計(jì)的同學(xué)們，你們的幫助也是我完成設(shè)計(jì)重要的推力，特在此表示衷心的感謝。 第 7 頁（共 24 頁） 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 第二版（傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 ） 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1985 ［ 2］ . 吳相憲 ， 王正為 ， 黃玉堂主編 北京 :中國礦業(yè)大學(xué)出版社 ， 1987 ［ 3］ . 濮良貴 ， 紀(jì)名剛主編 北京： 高等教育出版社 ， 1988 ［ 4］ . 王昆 ， 何小柏 北京： 高等教育出版社 ， 1997 ［ 5］ 修訂本 )炭工業(yè)出版社， 1990 ［ 6］ . 成大先主編 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 ［ 7］ . 楊廷棟，周壽華主編 成都科技大學(xué)出版社 ， 1986 ［ 8］ . 孫桓，陳作模主編 北京：高等教育出版社， 2005 ［ 9］ 日本機(jī)械學(xué)會(huì)資料 會(huì)編 茹貞，趙清慧譯， 1984 ［ 10］ . 楊可榛，程光蘊(yùn)主編 北京：高等教育出版社， 1999 ［ 11］ . 王忠茂主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 ［ 12］ 漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造編委會(huì) 械工業(yè)出版社， 2002 ［ 13］ 張鎖懷