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【机械设计制造及自动化专业】【毕业设计文献综述开题报告】小型精密行星减速器的设计(20_届)本科毕业设计小型精密行星减速器的设计摘要减速器由齿轮、轴、轴承及箱体组成,用于原动机和工作机或执行机构之间,起改变转速和传递转矩的作用。行星齿轮减速器与普通减速器相比较,具有质量小、体积小、结构紧凑,传动比大,传递功率大、承载能力高,传动效率高,运动平稳、抗冲击和振动的能力较强等优点。现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。本文针对NN型少齿差行星齿轮减速器做了相关研究,主要过程包括齿轮的齿数选择与其参数的计算,零件和总装置结构的设计等。通过使用SOLIDWORKS软件,绘制了减速器全部零部件的三维图,从而有利于二维图的绘制。在整个工作过程中,查阅了相关的设计书籍,从而得到齿数的最优方案及结构参数。关键词NN型,减速器,行星传动,SOLIDWORKSTHEDESIGNOFSMALLPRECISIONPLANETARYREDUCERABSTRACTGEARREDUCEISCONSISTOFGEAR,SHAFT,BEARINGANDTHEBOX,USEDBETWEENPRIMEMOVERANDWORKINGMACHINEORACTUATORS,TOCHANGESPEEDANDTRANSMITTORQUECOMPAREDWITHORDINARYGEAR,ITHASSOMEADVANTAGESANDITCONSISTOFSMALLMASS,SMALLVOLUME,COMPACTSTRUCTURE,TRANSMISSIONRATIO,TRANSMISSIONPOWER,HIGHCARRYINGCAPACITY,HIGHTRANSMISSIONEFFICIENCY,SMOOTHMOTIONANDSOONITHASBEENWIDELYUSEDINCONSTRUCTIONMACHINERY,MININGMACHINERY,ANDMETALLURGICALMACHINERY,HOISTINGANDCONVEYINGMACHINERY,LIGHTMACHINERY,PETROCHEMICALMACHINERY,MACHINETOOLS,ROBOTS,CARS,TANKS,AIRCRAFT,SHIPS,EQUIPMENTANDINSTRUMENTATIONANDOTHERASPECTSINTHISPAPER,NNMODELFORPLANETARYGEARREDUCERWITHTEETHDORESEARCHTHEMAINCONTENTSINCLUDECHOICEOFGEARTEETHANDITSCALCULATIONOFTHEGEARDATA,PARTSSTRUCTURALDESIGNANDSOONUSINGOFSOLIDWORKSSOFTWARETODRAW3DDIAGRAMOFTHEPARTSANDASSEMBLYITISCONDUCIVETOTWODIMENSIONALMAPPINGTHROUGHOUTTHECOURSEOFWORK,ACCESSTOALARGENUMBEROFDESIGNBOOKS,OBTAINEDTHEOPTIMALPROGRAMOFNUMBEROFTEETHANDSTRUCTURALPARAMETERSKEYWORDSNNTYPEREDUCER,PLANETARYDRIVE另一方面,由于结构上的原因,行星轴承的径向尺寸受到一定的限制,在设计中很难满足寿命要求。2振动、噪音较大、运行平稳性差。渐开线少齿差减速器同时啮合的齿数少,由于内齿轮精加工比较困难,轮齿制造精度较低,啮合时冲击、噪音较大3传动效率低,渐开线少齿差减速器单级传动效率仅为8590。44不适合用于扭矩很大的传动中。近几十年来,又相继出现了一些新的少齿差传动形式,其中发展较快的有活齿少齿差传动,锥齿少齿差传动,双曲柄输入式少齿差传动,以及利用弹性变形来传递运动的谐波传动。随着少齿差传动应用日益广泛,国内外学者在齿形分析、结构优化、接触分析、结构强度、动态性能、传动效率、运动精度等方面进行了大量的研究,取得了许多有价值的成果,并成功地开发出不少新少齿差行星传动形式。目前,我国正在研究、生产很热门的一种连杆行星齿轮传动平行轴式少齿差内齿行星齿传输线传动。132行星齿轮减速器的发展趋势世界各先进工业国,经由工业化、信息化时代,正在进入知识化时代,行星齿轮在设计上日趋完善,制造技术不断进步。是行星齿轮传动已达到了较高的水哦。我国与世界先进水平虽然存在明显差距,但随着改革开放带来的设备引进、技术引进,在消化吸收国外先进技术方面取得了长足进步。目前行星齿轮正向一下几个方向发展向高速、大功率及低速大转矩的方向发展。例如年产300KT合唱氨透平压缩机的行星齿轮增速器,其齿轮圆周速度已达到150M/S;日本生产了巨型船舶推进系统用的行星齿轮箱,公路为22065KW;大型水泥磨中所用50/125型行星齿轮箱,输出转矩高达4150KNM。在这类产品的设计和制造中需要将继续解决均载、平衡、密封、润滑、零件材料与热处理,以及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计制造问题。向无极变速行星齿轮传动发展。实现无级变速,就是让行星齿轮传动中三个基本构件都转动并传递功率,这只要对原行星机构中固定的构件附加一个转动,如采用液压泵及液压马达系统来实现,就能成为无级变速器。(3)向复合式行星齿轮传动发展。近些年来,国外将蜗轮传动、交错轴斜齿轮传动、圆锥齿轮传动与行星齿轮传动组合使用,构成复合式行星齿轮箱。其高速级用各种定轴类型传动,低速级用行星齿轮传动,这样可适应相交轴和交错轴间的传动,课实现大传动比和大转矩输出等不同用途,充分利用各类型传动的特点,克服各自的弱点,以适应市场上多样化需要。如制碱工业澄清桶用蜗杆蜗轮行星齿轮减速器,总传动比I44625,输出轴转速N0215R/MIN,输出转矩T27200NM。(4)向少齿差行星齿轮传动方向发展。这类传动主要用于大传动比、小功率传动。(5)制造技术的发展方向。向新型优质钢材,经热处理获得高硬齿面(内齿轮离子渗碳,外齿轮渗碳淬火),精密加工以获得高齿轮精度及低表面粗糙度(内齿轮精插齿达56级精度,外齿轮经磨齿达5级精度,表面粗糙度RA0204M),从而提高承载能力,保证可靠性和使用寿命。914行星齿轮的加工工艺目前,需加工的行星齿轮要求非常高,对齿轮噪音要求非常高,齿轮要求干净,不能带一点毛刺。首先是材料的要求;其次是齿轮的齿形齿向满足DIN39628的标准,齿形齿向不得中凹;第三,齿轮磨削后的圆度误差和圆柱度误差要求高,内孔表面有粗糙度要求高。行星齿轮常用的工艺路线锻坯(正火、抛丸)精车剃前滚齿齿部磨棱径向剃齿去应力回火渗碳、淬火珩齿磨内孔(简易CNC内圆磨床)。例如太阳轮的材料通常为42CRMO。与行星轮相啮合的齿轮要求精度较高,为766GM(GB1009588)级精度,齿部氮化深度0508MM,氮化硬度HV560,齿轮的齿行必须经过766GM级精度要求,该齿轮是先磨齿后氮化。太阳轮的另一端可为两种情况,即为30渐开线花键或标准联轴器齿轮。轮齿采用30渐开线花键滚刀或标准齿轮滚刀加工,即先滚齿后氮化。氮化前必须将工件的所有工序都加工完成,并将两端的加工部分全部切掉,然后氮化处理,氮化后齿形不再加工。1515课题研究的主要内容(1)根据传动比为20,选择并优化齿轮的齿数;(2)根据选定的齿数,进而计算齿轮的相关参数;(3)设计NN型减速器各零件结构及布局;(4)使用SOLIDWORKS软件进行NN型减速器的三维零件图及装配图的绘制(5)根据三维图导出的二维图以及相关的数据,对二维图进行相关修改;(6)对NN型减速器的润滑方式进行选择以及确定工作环境等。2NN型减速器的设计与说明21NN型减速器的结构示意图图21NN型减速器机构简图图21是NN型传动的一种主要型式,其中1及3为双联齿轮,1与2、3与4分别为两对少齿差内啮合齿轮。图21所示的齿轮1、2、3、4对应的齿数分别记为、。22设计要求设计一传动比为20,传递功率为100500W行星齿轮传动减速器,要求其外形截面尺寸为6565,轴向尺寸要求与实物NN型减速器几乎一致,保持在8590(不包括输出轴外伸部分)之间。要求工作寿命10年,每年300天,每天工作8小时。23齿轮齿数选择根据冯晓宁教授所写的NN型行星传动的配齿计算方法,从而进行齿数的选择。计算方法设齿数差为K,错齿数为J则(21)(22)(23)将(23)化简整理,得到(24)NN型传动用于驱动动力时,一般K不大于7,J不大于10,根据上述的公式,得到数据,如表21,表22,表23,表24,表25,表26,表27所示。表21且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I1116344522156783216791042278111251927812136218914157193891516821259101718920910181910199101920表22且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I2121576822025799113183381011134211012141652081113161861841113171971912141921819691315212392044141623251019214162426表23且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I3121677102183381010133187710131316420121616195192131818216211521212472081162323268208172525289192172626291019618282831表24且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I4117561071112211014121632012161519194202514181822521162021256201251721232771964182225298194019232731919320242933101937521253135表25且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I51192712131322081116181831921318212142116212525520172227276201924303071929202532328202522273535919912328373710197224293939表26且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I612181491522112181420321152118244201251723212752019252430620252127273371932228293582024303238919512531344010203527333743表27且时各齿轮齿数表齿数差K错齿数J实际传动比I771192815916219121914213208162319264196418252229519220272532619322292835719612431313882003263334419205562835374410200529363946根据饶振纲先生所写行星齿轮传动设计,我们选定IP20,E3来计算。初选ZB57,按公式估算齿数差ZP按照公式,并选取齿顶高系数,顶隙系数,压力角。数据如表28,表29所示。表齿轮参数计算公式项目计算公式分度圆直径;啮合角中心距变动系数为变位时的中心距中心距齿顶高;齿根高;齿高;齿顶圆直径;齿顶圆半径;齿根圆直径;节圆直径;基圆直径;齿顶圆压力角;表29两齿轮副齿轮参数表项目齿轮副1齿轮副2齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4分度圆直径(MM)54572730啮合角336032336032中心距变动系数0193201932未变位时的中心距(MM)1515中心距(MM)1693216932齿顶高(MM)0805508055齿根高(MM)11251125齿高(MM)18181818齿顶圆直径(MM)556559286289齿顶圆半径(MM)27829751431445齿根圆直径(MM)5259525325节圆直径(MM)609245643092304622338469基圆直径(MM)507434535625254862281908齿顶圆压力角24,。1257166278274862127196重合度公式(26)注式中,外啮合用,内啮合用。所以所以齿轮副1的重合度齿轮副2的重合度因此,两齿轮副均符合重合度大于1的要求。242验算齿顶碰撞及齿廓重叠干涉条件1)要使齿顶不发生碰撞应满足以下条件(27)式中;代入实际中心距及表29数据,验算齿顶碰撞条件如下对于齿轮副1对于齿轮副2故齿轮副1与齿轮副2均不会发生齿顶碰撞。2)要使不发生齿廓重叠干涉应满足以下条件(28)式中;代入实际中心距、表21及表22数据计算得对于齿轮副1对于齿轮副2故齿轮副1与齿轮副2均不会发生齿廓重叠干涉。243齿轮材料的选择(1)满足材料的机械性能材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等,反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力,齿根部有最大弯曲应力,可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动,会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度,齿面要有足够的硬度和耐磨性,芯部要有一定的强度和韧性。满足材料的工艺性能材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工,因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说,碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好,其机械性能可以满足一般工作条件的要求。但强度不够高,淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高,但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途经来改善材料的工艺性能。材料的经济性要求244齿轮宽度的计算根据条件,齿轮1和齿轮3的材料选择是40CR(调质),齿轮2和齿轮4的材料选择40CR(调质淬火)。精度等级为7级。则按接触疲劳强度计算公式(29)计算齿轮副2中齿轮的宽度。整理后得(210)计算应力循环次数2112计算圆周力根据传递功率01KW,电机输出转速3000R/MIN及传动比20计算传递的扭矩NMNN(3)按公式(212)计算载荷系数K按轻微冲击的原动机工作特性及均匀平稳的工作机工作特性选取使用系数。选取动载系数取弯曲疲劳强度计算的齿间载荷分布系数取弯曲疲劳强度计算的齿向间载荷分布系数,因齿宽系数未知,估取较大值如下则载荷系数为计算弯曲疲劳许用应力选取安全系数根据应力循环次数选取弯曲疲劳寿命系数查取弯曲疲劳强度极限NMM2NMM2则,弯曲许用应力为NMM2NMM2NMM2NMM2计算齿轮副中齿轮的宽度。MM圆整后取MM。MM加上轴肩部分的尺寸,现取MM。MM圆整后取MM。MM圆整后取MM。25机构的传动效率根据渐开线齿轮行星传动的设计与制造中表32,来计算传动效率。先计算转臂H固定时的传动比,即,按公式(213)(214)进行计算。其中;则所以26轴材料的选择轴的材料种类很多,轴的常用材料是碳钢和合金钢,选择时应主要考虑如下因素轴的强度、刚度及耐磨性要求;轴的热处理方法及机加工工艺性的要求;轴的材料来源和经济性等。2碳钢比合金钢价格低廉,对应力集中的敏感性低,可通过热处理改善其综合性能,加工工艺性好,故应用最广,一般用途的轴,多用含碳量为02505的中碳钢。尤其是45号钢,对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能,但对应力集中比较敏感,且价格较贵,多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20CR、20CRMNTI等低碳合金钢,经渗碳处理后可提高耐磨性;20CRMOV、38CRMOAL等合金钢,有良好的高温机械性能,常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。值得注意的是由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多,因此当其他条件相同时,如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火,可提高其耐磨性,常用于韧性要求较高或转速较高的轴。球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性,不需要锻压设备,吸振性好,对应力集中的敏感性低,近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。只是铸件质量难于控制。轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。锻钢内部组织均匀,强度较好,因此,重要的大尺寸的轴,常用锻造毛坯。轴的常用材料机械性能见机械设计表151。综合考虑,轴的材料选择的是45钢调质。27行星轮的布置方式及其对偏心轴平衡的影响1行星轮的布置方式在NN型减速器中,行星轮的布置方式大致如下图22所示图22行星轮的三种布置方案用一个行星轮时称为单偏心,此时必须在偏心对方加平衡。用两个行星轮时称为双偏心,两个相同的行星轮相互错开180安装。以上两种只能做到静平衡,尚有惯性力偶存在。图22C所示的布置,可以做到动平衡,但偏心轴结构复杂,工艺性差。如图23所示的曲轴的示意图,其偏心力如图中所标,由于各偏心质量所产生的离心惯性力不在同一回转平面内,因而将形成惯性力偶,所以不能达到动平衡。图图23曲轴结构示意2分析结论根据相关书籍的查阅,在综合图22C布置方式偏心轴结构复杂,工艺性差的情况,所以选择32B的布置方式,惯性力偶很小,对减速器整体影响很小,可忽略不计。所研究的NN型少齿差减速器的结构示意图如图24所示(图中0为配重齿轮)图24静平衡下的NN型行星传动机构简图28偏心轴的有限元分析曲轴两偏心相错180,因其结构复杂,强度校核计算量大,故选用有限元分析的办法进行轴的强度校核。以下为轴的有限元分析数据及结果选择轴的材料;分析确定轴的固定方式。轴两端由轴承支撑,取一端固定。给轴预加作用力,并网格化。如图25;通过SOLIDWORKS有限元分析得出相关数据。主要包括应力图26,应变图27,位移图28。图25轴网格化图图26轴应力图图27轴应变图图28轴位移图结论通过分析,轴基本符合设计的要求。3NN型减速器的结构NN型减速器主要零件如下双联齿轮,齿轮2(内齿圈),齿轮4(与输出轴连一起),偏心轴,轴承,输出端盖,输入端盖等。31双联齿轮齿轮1与齿轮3为一双联齿轮,其基本结构如图31所示,其具体尺寸详见附录VII。它分别与外壳的内齿圈和输出轴上的内齿圈相内啮合。为更好的达到静平衡的思想,在设计过程中采用两个双联齿轮,其齿数、模数均相同,其中一个双联齿轮的作用就是用于平衡另一双联齿轮,它们同时连接一内齿轮,以此达到静平衡。图31双联齿轮32齿轮2齿轮2是一内齿圈,内齿圈同时于两双联齿轮啮合,使两双联齿轮的转速相同,转向也相同。设计其结构如图22所示,其具体尺寸详见附录IV。图22齿轮233齿轮4齿轮4也是一内齿轮,要求与输出轴固接,先设计为一体式,该输出轴连带外齿轮,和一双联齿轮的内齿轮啮合,另一端有键槽,通过键和其他轴连接,传递扭矩。如图33所示,其具体尺寸详见附录VI。图33齿轮434偏心轴偏心轴是高速轴。为与电机连接,采用了空心结构。为抵消静态不平衡,偏心轴采用双曲柄结构。通过轴承用于支撑两个外齿轮,同时传递动力与运动。如图34所示,具体尺寸详见附录II。图34偏心轴35端盖图35所示为输入端端盖。(A)图所示其内腔中有一轴承孔,作用为支撑输入轴;上表面凸缘主要用于与外壳的径向定位。(B)图所示为轴承座和端盖结合图,4个螺纹孔用于与电机或其他输入机构的链接。具体尺寸见附录III和附录V。(A)(B)图35端盖36连接套如图36所示,为连接套。主要起连接作用,固定轴和电机。具体尺寸见附录I。图36连接套37NN型减速器的三维装配图和爆炸图如下图37,38所示,分别为NN型减速器的装配图和爆炸图。图37NN型减速器三维总装图图38NN型减速器爆炸图38轴承根据齿轮参数和偏心轴参数的选定,选择的轴承都是标准件,主要包括滚动轴承6001,滚动轴承6003,滚动轴承61907,滚动轴承6807和滚动轴承6199。4润滑剂的选择齿轮在传动时,相啮合的齿面间有相对滑动,因此就要发生摩擦和磨损,增加动力消耗,降低传动效率。特别是高速传动,就更需要考虑齿轮的润滑。轮齿啮合面间加注润滑剂,可以避免金属直接接触,减少摩擦损失,还可以散热及防锈蚀。因此,对齿轮传动进行适当地润滑,可以大为改善轮齿的工作状况,确保运转正常及预期的寿命。根据NN型减速器轴承及齿轮啮合不能在油浴环境中工作的结构特点,故选择润滑脂润滑,考虑到该减速器主要用于数控机床作为减速装置,不易接触水等物质,而因旋转可能导致发热,故选择耐热不耐水的锂基润滑脂。减速机在使用中应定期检查油脂的质量,对于混入杂质或变质的油脂需及时更换。一般情况下,对于长期连续工作的减速机,按运行20000小时或隔年更换新油脂,间断用的减速机,在重新运转之前亦应检查润滑脂情况,再润滑可由专业厂家完成,根据运转情况决定再润滑的间隔和数量。如果旧的润滑脂不能被完全清除,则应该相应限制所注入润滑脂的数量以避免过润滑。如果再润滑周期间隔过长,推荐对全部润滑脂进行彻底更换。油脂添加量为内部空间的1/3为宜,如输入转速较低可适当增加,但最多不能超过内部空间的1/2。工作中,当发现油温温升超过80摄氏度或产生不正常的噪声等现象时应停止使用,检查原因,必须排除故障后,方可继续运转。用户应有合理的使用维护规章制度,对减速机的运转情况和检验中发现的问题应作认真记录,上述规定应严格执行。毕业设计小结毕业设计是大学4年所学知识的结晶,体现了一个学生在学校期间对所学知识的把握程度及综合运用能力,同时也是对自身能力的一次飞越性的提高。在毕业设计中,发现对于处理一些与专业有关的问题,不是很知道,甚至有些完全遗忘了。但是通过设计我学到了很多新的知识,特别是如何利用传动比去设计齿轮的齿数以及行星传动的相关知识学到了很多书本上没有的东西,同时,也对以前所学的专业知识,有了进一步的加深和巩固。学习是一个长期积累并且反复运用、总结的过程,在以后的工作、生活中都应该像对待毕业设计的态度一样,不断的学习新知识和复习旧知识,努力提高自己知识和综合素质。本文研究是以NN型少齿差行星传动为研究对象,主要设计了少齿差内啮合齿轮副和整体的结构。通过指导老师给定的传动比,从而计算出可行的NN型齿轮传动机构。进而对减速器的整体进行设计,利用利用SOILDWORKS进行三维图造型,利用AUTOCAD进行二维图纸的绘制。主要完成以下工作(1)查阅相关文献;(2)根据指导老师给定的传动比,设计合适的齿轮齿数;(3)对齿轮几何参数的计算;(4)对小型精密行星减速器(NN型减速器)零件的设计;(5)零件的三维造型,并完成三维总装图;(6)运用PCCAD绘制工程图。参考文献1孙桓、陈作模主编机械原理M北京高等教育出版社,200652濮良贵、纪名刚主编机械设计M北京高等教育出版社,200653成大先主编机械设计手册M北京化学工业出版社,20044渐开线齿轮行星传动的设计与制造编委会M渐开线齿轮行星传动的设计与制造北京机械工业出版社,200245饶振纲行星齿轮传动设计M18李红保,黄恺少齿差内啮合传动多齿啮合的研究J辽宁工业大学学报2008年8月第28期第4卷19张磊林新型双曲柄少齿差行星齿轮减速机的模糊可靠性优化研究J【硕士学位论文】广西大学2004年5月附录附录连接套零件图(详见工程图NN602001)附录偏心轴零件图(详见工程图NN602002)附录输出端端盖零件图(详见工程图NN602003)附录内齿圈零件图(详见工程图NN602004)附录输入端端盖零件图(详见工程图NN602005)附录输出轴零件图(详见工程图NN602006)附录双联齿轮零件图(详见工程图NN602007)附录配重齿轮零件图(详见工程图NN602008)附录轴承挡环(详见工程图NN602009)附录X轴承挡圈(详见工程图NN602010)附录XI轴承挡圈(详见工程图NN602011)附录XII总装配图(详见工程图NN602000)文献综述小型精密行星减速器的设计图11少齿差行星齿轮传动是行星齿轮传动中的一种。由一个外齿轮与一个内齿轮组成一对内啮合齿轮副。它采用的是渐开线齿形,内外齿轮的齿数相差很小,简称为少齿差传动。一般所讲的少齿差行星齿轮传动是专指渐开线少齿差行星齿轮传动而言的。渐开线少齿差行星齿轮传动以其适用于一切功率和速度范围作条件,受到了世界各国的广泛关注,成为世界各国在机械传动方面的重点研究方向之一。2主题部分(阐明课题的国内外发展现状和发展方向,以及对这些问题的评述)21我国减速器的现状和发展趋势自20世纪60年代以来,中国先后制订了JB113070圆柱齿轮减速器等一批通用减速器的标淮。那时的减速器大多是参照苏联20世纪4050年代的技术制造的,其总体水平与国际水平有较大差距。改革开放以来,中国引进先进加工装备,通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关,逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高,通用圆柱齿轮的制造精度可从JB17960的89级提高到GB1009588的6级,高速齿轮的制造精度可稳定在45级。中国自行设计制造的高速齿轮装置的功率已达44000KW,齿轮圆周速度达169M/S。20世纪80年代末至90年代初,我国相继制订了近100个齿轮和蜗杆减速器的标准,研制了许多新型减速器,大体上实现了通用减速器的更新换代。部分减速器采用硬齿面后,体积和重量明显减小,承载能力、使用寿命、传动效率有了大幅度的提高,对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用,为发展我国的机械产品做出了贡献。进入20世纪90年代中后期,国外又继续推出了更新换代的减速器,不但更突出了模块化设计的特点,而且在继承能力、总体水平、外观质量方面又有明显提高。22行星齿轮减速器的发展现状行星齿轮传动形式很多,根据基本构件的组成情况可以分为以下几个基本类型(1)2KH型基本构件为两个中心轮2K和一个行星架H。(2)3K型基本构件为三个中心轮,称为3K型,其行星架不承受外转矩,仅起支承行星轮的作用。3KHV型基本构件为一个中心轮K、一个行星架H以及一个绕主轴线转动的构件V在实际使用中我们常常使用到三种行星减速器渐开线行星齿轮减速器、摆线针轮减速器和谐波齿轮减速器,而且都是小功率的,造成这种局面的主要原因是1行星轴承承受力大,寿命短。由于少齿差啮合传动容易发生各种干涉,为了消除干涉现象,设计中一般采用正角度变位传动,齿轮正变位后啮合角增大,使行星轴承径向载荷增大另一方面,由于结构上的原因,行星轴承的径向尺寸受到一定的限制,在设计中很难满足寿命要求。2振动、噪音较大、运行平稳性差。渐开线少齿差减速器同时啮合的齿数少,由于内齿轮精加工比较困难,轮齿制造精度较低,啮合时冲击、噪音较大。3传动效率低,渐开线少齿差减速器单级传动效率仅为8590。近几十年来,又相继出现了一些新的少齿差传动形式,其中发展较快的有活齿少齿差传动,锥齿少齿差传动,双曲柄输入式少齿差传动,以及利用弹性变形来传递运动的谐波传动。随着少齿差传动应用日益广泛,国内外学者在齿形分析、结构优化、接触分析、结构强度、动态性能、传动效率、运动精度等方面进行了大量的研究,取得了许多有价值的成果,并成功地开发出不少新少齿差行星传动形式。目前,我国正在研究、生产很热门的一种连杆行星齿轮传动平行轴式少齿差内齿行星齿传输线传动。23行星齿轮减速器的发展趋势世界各先进工业国,经由工业化、信息化时代,正在进入知识化时代,行星齿轮在设计上日趋完善,制造技术不断进步。是行星齿轮传动已达到了较高的水哦。我国与世界先进水平虽然存在明显差距,但随着改革开放带来的设备引进、技术引进,在消化吸收国外先进技术方面取得了长足进步。目前行星齿轮正向一下几个方向发展向高速、大功率及低速大转矩的方向发展。例如年产300KT合唱氨透平压缩机的行星齿轮增速器,其齿轮圆周速度已达到150M/S;日本生产了巨型船舶推进系统用的行星齿轮箱,公路为22065KW;大型水泥磨中所用50/125型行星齿轮箱,输出转矩高达4150KNM。在这类产品的设计和制造中需要将继续解决均载、平衡、密封、润滑、零件材料与热处理,以及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计制造问题。向无极变速行星齿轮传动发展。实现无级变速,就是让行星齿轮传动中三个基本构件都转动并传递功率,这只要对原行星机构中固定的构件附加一个转动,如采用液压泵及液压马达系统来实现,就能成为无级变速器。(3)向复合式行星齿轮传动发展。近些年来,国外将蜗轮传动、交错轴斜齿轮传动、圆锥齿轮传动与行星齿轮传动组合使用,构成复合式行星齿轮箱。其高速级用各种定轴类型传动,低速级用行星齿轮传动,这样可适应相交轴和交错轴间的传动,课实现大传动比和大转矩输出等不同用途,充分利用各类型传动的特点,克服各自的弱点,以适应市场上多样化需要。如制碱工业澄清桶用蜗杆蜗轮行星齿轮减速器,总传动比I44625,输出轴转速N0215R/MIN,输出转矩T27200NM。(4)向少齿差行星齿轮传动方向发展。这类传动主要用于大传动比、小功率传动。(5)制造技术的发展方向。向新型优质钢材,经热处理获得高硬齿面(内齿轮离子渗碳,外齿轮渗碳淬火),精密加工以获得高齿轮精度及低表面粗糙度(内齿轮精插齿达56级精度,外齿轮经磨齿达5级精度,表面粗糙度RA0204M),从而提高承载能力,保证可靠性和使用寿命。24行星齿轮的加工工艺目前,需加工的行星齿轮要求非常高,对齿轮噪音要求非常高,齿轮要求干净,不能带一点毛刺。首先是材料的要求;其次是齿轮的齿形齿向满足DIN39628的标准,齿形齿向不得中凹;第三,齿轮磨削后的圆度误差和圆柱度误差要求高,内孔表面有粗糙度要求高。行星齿轮常用的工艺路线锻坯(正火、抛丸)精车剃前滚齿齿部磨棱径向剃齿去应力回火渗碳、淬火珩齿磨内孔(简易CNC内圆磨床)。例如太阳轮的材料通常为42CRMO。与行星轮相啮合的齿轮要求精度较高,为766GM(GB1009588)级精度,齿部氮化深度0508MM,氮化硬度HV560,齿轮的齿行必须经过766GM级精度要求,该齿轮是先磨齿后氮化。太阳轮的另一端可为两种情况,即为30渐开线花键或标准联轴器齿轮。轮齿采用30渐开线花键滚刀或标准齿轮滚刀加工,即先滚齿后氮化。氮化前必须将工件的所有工序都加工完成,并将两端的加工部分全部切掉,然后氮化处理,氮化后齿形不再加工。3总结部分(将全文主题进行扼要总结,提出自己的见解并对进一步的发展方向做出预测)行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较,它具有许多独特的优点。大致如下(1)体积小、质量小,占用的空间少,结构紧凑,承载能力大。由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用内啮合齿轮副,因此可使其结构非常紧凑。再由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷,从而使得每个齿轮所承

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