NGW行星减速器的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 星减速器的设计 摘 要 本文完成了对一级行星齿轮减速器的结构设计。该减速器具有较小的传动比，而且，它具有结构紧凑、传动效率高、外廓尺寸小和重量轻、承载能力大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点，适用于化工、轻工业以及机器人等领域。 这些功用对于现代机械传动的发展有着较重要的意义。 行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自 20 世纪 60 年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成 就 ,并获得了许多的研究成果。近20 多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展。 齿轮传动原理就是在一对互相啮合的齿轮中，有一个齿轮作为主动轮，动力从它那里输入，另一个齿轮作为从动轮，动力从它输出。也有的齿轮仅作为中转站，一边与主动轮啮合，另一边与从动轮啮合，动力从它那里通过，这种齿轮叫惰轮。 在包含行星齿轮的齿 轮系统中，情形就不同了。由于存在行星架，也就是说，可以有三条转动轴允许动力输入 /输出，还可以用离合器或制动器之类的手段，在需要的时候限制其中一条轴的转动，剩下两条轴进行传动，这样一来，互相啮合的齿轮之间的关系就可以有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 多种组合。确定选用 2)型的行星传动较为合理 。 我们简要介绍了课题的背景以及齿轮减速器的研究现状和发展趋势，然后比较了各种传动结构，从而确定了传动的基本类型。论文主体部分是对传动机构主要构件包括太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架的设计计算，通过所给的输入功率、传动比、输入转速以及工况系数确定 齿轮减速器的大致结构之后，对其进行了整体结构的设计计算和主要零部件的强度校核计算。其中该减速器的设计与其他减速器的结构设计相比有三大特点：其一，为了使三个行星轮的载荷均匀分配，采用了齿式浮动机构，即太阳轮与高速轴通过齿式联轴器将二者连接在一起，从而实现了太阳轮的浮动；其二，该减速器的箱体采用的是法兰式箱体，上下箱体分别铸造而成；其三，内齿圈与箱体采用分离式，通过螺栓和圆锥销将其与上下箱体固定在一起。最后对整个设计过程进行了总结，基本上完成了对该减速器的整体结构设计。 关键词： 行星齿轮 ; 传动机构 ; 结构设计 ; 校核计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a a it a in of of a of in it in 960s,to on of in or in a of 0 of of of of s a of to of of is in a of a as is as as of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 it In a is to of is to by of or an of as a to a of A) of is of of is of of in by to nd to of of of of to a to a a ox be a of is of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 前 言 . 错误 !未定义书签。 第一章 传动方案的确定 . 1 计任务 . 1 星机构的类型选择 . 1 定行星齿轮传动类型 . 3 第二章 齿轮的设计计算 . 5 齿计算 . 5 定各齿轮的齿数 . 5 算中心距和模数 . 6 何尺寸计算 . 7 配条件验算 . 10 接条件 . 10 心条件 . 10 装条件 . 10 轮强度校核 . 12 动强度校核 . 12 动强度校核 . 17 第三章 轴的设计计算 . 22 星轴设计 . 22 轴的设计 . 24 入轴设计 . 24 出轴设计 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 论 . 28 谢 辞 . 29 参考文献 . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绪论 本课题通过对行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件 的设计尺寸和装配尺寸，并对涉及结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。通过本设计，要能弄懂该减速器的传动原理，达到对所学知识的复习与巩固，从而在以后的工作中能解决类似的问题。 行星齿轮传动的效率作为评价器传动性能优劣的重要指标之一，国内外有许多学者对此进行了系统的研究。 如今 ，计算行星齿轮传动效率的方法很多，国内外学者提出了许多有关行星齿轮传动效率的计算方法，在 机械 设计计算中，较常用的计算方有 3 种：啮合功率法、力偏移法、和传动比法（克莱依涅斯法 ），其中以啮合功率法的用途最为广泛，此方法用来计算普通的 2 3K 型行星齿轮的效率十分方便。行星齿轮传动 具备 结构紧凑、体积小、质量小、承载大 的 优点。这些都是 因为 在其结构上 应 用了多个行星轮的传动方式，充分 运 用了轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮分担载荷，形成功率流，并 且 合理的采用内啮合传动，使其具备了上述的 很多 优点。但是，这 仅仅是 最理想的情况，而在实际应用中，由于加工误差和装配误差的存在，使得在 机械 传动过程中各行星轮上的载荷分配不均匀，造成载荷集中在一个行星轮上的现象 发生 ，这样 一来， 行星齿轮的优越性就得不 到 应有的 发挥，甚至不如普通的外传动结构。所以，为了更好的发挥行星齿轮的优越性，均载的问题就成了一个十分重要的课题。在结构 部分 ， 开始 人们只努力地提 升 齿轮加工 的 精度，使得行星齿轮的 装配和制造 变得 尤为 困难。后来通过采取了对行星齿轮基本构件径向不加限制的措施和其它可 以 自动调位的方法， 就是 采用各种机械式地均载机构，以达到各行星轮间载荷分布均匀的目的。其中 典型的几种均载机构有基本构件浮动的均载机构、杠杆联动均载机构和采用弹性件的均载机构 。 床工艺技术的发展， 带动了 了机械传动结构的发展。在传动系统设计中的 液压传动 系统 ，齿轮、带 轮 、 带链 的混合传动，将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的 学术交流 ，将成为新型传动产品发展的趋买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 势。随着我 们 国 家 航 空 、 航天 、 电子 、 机械 、能源及核工业方面的快速发展和工业机器人等 一系列产品 在各工业部门的应用，我国在谐波传动技术应用方面已取得 很好的 成绩。同时，随着 我 国高新技术及信息产业的发展，对谐波传动技术产品的需求会更加突出。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平， 所以 ，开拓和发展 齿轮技术 和 减速器 在我国有广阔的前景。 论文的基本内容： （ 1） 选择传动方案。传动方案的确定包括传动比的确定和传动类型的确定。 （ 2）设计计算及校核。传动结构的设计计算，都大致包括：选择传动方案、传动零件齿轮的设计计算与校核、轴的设计计算与校核、轴承的选型与寿命计算、键的选择与强度计算、箱体的设计、润滑与密封的选择等。 在对行星齿轮减速器的结构进行深入分析的基础上，依据给定的减速器设计的主要参数，通过 图软件建立行星齿轮减速器各零件的二维平面图，绘制出减速器的总装图对其进行分析。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 传动方案的确定 计任务 设计一个行星齿轮传动减速器。 原始条件和数据： 传动比 i=11，功率 p=入转速 N=1500 等冲击。使用寿命 8年，每天工作 16 小时。且要求该齿轮传动结构紧凑、外廓尺寸较小。 星机构的类型选择 表 1出了常用行星齿轮传动的型式及特点： 表 1 常用行星齿轮传动的传动类型及其特点 传动 形式 简图 性能参数 特点 传动比 效率 最大功率/) 负号机构） 限 效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递公路范围大，轴向尺寸小，可用于各个工作条件，在机械传动中应用最广。单级传动比范围较小，耳机和三级传动均广泛应用 2 机构） 150推荐 721 效率高，径向尺寸比小，传动比范围较 大，可用于各种工作条件。但双联行星齿轮制造、安装较复杂，故 | 7 时不宜采用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 2 机构） 推荐值： 830 效率较低， 40 传动比打，效率较低，适用于短期工作传动。当行星架 X 从动时，传动比 |i |大于某一值后，机构将发生自锁 2 机构） 千 | =时，效率可达 .7，i 5 以后 i |增加徒降 20 传动比范围大，但外形尺寸及重量较大，效率很低，制造困难，一般不用与动力传动。运动精度低也不用于分度机构。当行星架 X 从动时， |i |从某一数值起会发生自锁。常用作差速器；其 传 动 比 取 值 为，最佳值为2，此时效率可达 ）型（ 3Z） 小功率传动 500；推荐：20100 加而下降 短期工作 120，长期 工 作 10 结构紧凑，体积小，传动比范围大，但效率低于 ，工艺性差，适用于中小功率功率或短期工作。若中心轮 | i |大于某一数值时会发生自锁 ）型（ 3Z） 60500 推荐：64300 加而下降 短期工作 120，长期 工 作 10 结构更紧凑，制造，安装比上列 型传动方便。由于采用单齿圈行星轮，需角度变为才能满足同心条买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 件。效率较低，宜用于短期工作。传动自锁情况同上 定行星齿轮传动类型 根据设计要求：连续运转、传动比小、结构紧凑和外廓尺寸较小。根据表 12)型效率高，体积小，机构简单，制造方便。适用于任何工况下的大小功率的传动，且广泛地应用于动力及辅助传动中， 工作制度不限。本设计选用 2)型行星传动较合理，其传动简图如图 1示。 其中 a 为中心轮， b 和 c 为内齿轮， x 为转臂。 图 1 减速器设计方案（单级 2)型行星齿轮传动） 拟定的设计方案如下图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 图 2 减速器整体装配图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 齿轮的设计计算 齿计算 定各齿轮的齿数 据 2)型行星传动的传动比参考文献 1）公式（ 22-）可求得内齿轮 b 和行 星轮 c 的齿数考虑到行星齿轮传动的外廓尺寸较小，故选择中心轮 a 的齿数7 和行星轮。 根据内齿轮 1( 12 1 7 017111 对内齿轮齿数进行圆整，同时考虑到安装条件，取 169时实际的 p 值与给定的 p 值稍有变化，但是必须控制在其传动比误差的范围内。 实际传动比为 22 其传动比误差 pp i 由于外啮合采用角度变位的传动，行星轮 c 的齿数 按如下公式计算，即 2 32 762 17169 在考虑到安装条件为 932 （整数） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 算中心距和模数 1. 齿轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定 太阳轮和行星轮材料为 20面渗碳淬火处理，表面硬度为 57 61 试验齿轮齿面接触 疲劳极限 =1591 试验齿轮齿根弯曲疲劳极限太阳轮 =485 行星轮 =485 对称载荷 )。齿形为渐开线直齿。最终加工为磨齿，精度为 6 级。 内齿圈材料为 38化处理，表面硬度为 973 试验齿轮的接触疲劳极限 =1282齿轮的弯曲疲劳极限 =370形的终加工为插齿，精度为 7 级。 2. 减速器的名义输出转速 2n 由 21 42 得 m 1150012 = r 3. 载荷不均衡系数 采用太阳轮浮动的均载机构，取 H 4. 齿轮模数 m 和中心距 a 首先计算太阳轮分度圆直径： 132 l i P Ha t k k k 52 式中： u齿 数比为 使用系数为 式系数为 768； 合系数为 2； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 1T 太阳轮单个齿传递的转矩。 549 9 0 03 4 9 其中 高速级行星齿轮传动效率，取 =d齿宽系数暂取.5 =1450入 3l i 62 3 21 1 . 5 1 . 2 5 1 . 1 5 1 . 6 (1 . 7 6 1 )768 0 . 5 1 5 9 1 1 . 7 6 =模数 取 m= =取 35a 齿宽 15b 何尺寸计算 1. 计算变位系数 (1) 动 啮合角 939 69 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 所以 543920 位系数和2 t =（ 17+30） 20ta 0543920 = 2 选择变位系数线图 中心距变动系数 y m 72 齿顶降低系数 y 1 . 1 4 1 0 . 1 7 0 . 9 7 4y x y 分配边位系数： 分配边位系数： 根据线图法，通过查找线图 2到边位系数 549.0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 则 5 9 9 ac (2) 动 由于内啮合的两个齿轮采用的是高度变位齿轮，所以有 0 bc 从而 cb 且 0y 0y 2. 几何尺寸计算结果 对于单级的 2)型的行星齿轮传动按公式进行几何尺寸 的计算，各齿轮副的计算结果如下表： 表 3齿轮副的几何尺寸的计算结果 项目 计算公式 轮副 轮副 分度圆直径 d 111 222 1 1 . 5 1 7 2 5 . 5d 2 1 0 4 5d 1501 d 2 1 . 5 1 6 9 2 5 3 . 5d 基圆直径bddd b dd b 211 外啮合 )(211 )(222 内啮合 )(2 *11 )(222 齿根圆直径)(2 *11 )(2 *22 内啮合 )(2 *11 )(222 注：齿顶高系数：太阳轮、行星轮 1齿轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 顶隙系数：内齿轮 c 配条件验算 对于所设计的单级 2)型的行星齿轮传动应满足如下装配条件 接条件 按公式验算其邻接条件，即 2 s i na c a c n已知行星轮 c 的齿顶圆的直径 3得 满足邻接条件 心条件 按公式对于角变位有 c o s c o sa c b ca c b cz z z z 已知 17 543925 201 7 3 0 7 9 3 0c o s 2 0 3 9 5 4 c o s 2 0 满足同心条件 装条件 按公式验证其安装条件，即得 )(整数Cn 82 将 17323 7917 满足安装条件 啮合要素的验算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 1. 动端面重合度a（ 1）顶圆齿形曲率半径a22 )2()2( 92 太阳轮 221 )a =行星轮 222 )2 9 5 0()2 5 1 4( a =（ 2） 端面啮合长度s i n )a a a 式中 “ ”号正号为外啮合，负号为内啮合； 面节圆啮合角。 直齿轮 ta= 543925 则 i 24 1 （ 3）端面重合度20c c c . 端面重合度a（ 1）顶圆齿形曲率半径a22 )2()2( 102 行星轮 1a 由上面计算得，1a=内齿轮 222 )1()1( a=（ 2）端面啮合长度21 s in 112 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 = 20s =（ 3）端面重合度 )c o s/(c o = =轮强度校核 动强度校核 本节仅列出相啮合的小齿轮 (太阳轮 )的强度计算过程，大齿 轮 (行星轮 )的计算方法相同，从略。 1确定计算载荷 名义转矩 T =m 名义圆周力 tF=d 5 N=8868N 2应力循环次数0 次 = 次 an= Ha = =式中 阳轮相对于行星架的转速 ( t寿命期内要求传动的总运转时间 (h) t=10a 2320 =70400h 3. 确定强度计算中的各种系数 1)使用系数 取 1. 25 2)动负荷系数 171200得 )速度系数 v = =1591 得 )粗糙度系数 因 1200 齿面 6 m =9.6 m 查得 )工作硬化系数纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 因大小齿轮均为硬齿面，且齿面 9.6 m 6 m ， 由图 5)尺寸系数 查得 0许用接触应力 = 172 =1591 15921接触强度安全系数 =8021592=2确定计算许用弯曲应力 时的各种系数 l)试验齿轮的应力修正系数)寿命系数因 ，查得)相对齿根圆角敏感系数得 )齿根表面状况系数= 根 6 m = 37. 8 m ) 5)尺寸系数 可按下式计算 =3许用弯曲应力 = TY 182 =485 745 4弯曲强度安全系数 =143745= 192 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 动强度校核 本节仅列出相啮合的大齿轮 (内齿轮 )的强度计算过程，小齿轮 (行星轮 )的计算方法相同，从略。 齿轮强度验算按第 5 章中的有关公式和图表进行。 1名义切向力868N 2应力循环次数 0 =60 次 =109 次 202 式中 阳轮相对于行星架的转速 ( ) 212 3确定强度计算中的各种系数 1)使用系数 取 1. 25 2)动负荷系数 v =60=1 0 0 060 13 9 51 4 1 查得（ 7 级精度 )： . 068 3)齿向载荷分布系数 KH， K5 (5KH= 1+(222 KF=1+(232 式中 计算接触强度时运转初期 (未经跑合 )的齿向载荷分布系数，查得 = d= 计算接触强度时的跑合影响系数，查得 v =450)； 计算弯曲强度时运转初期 (未经跑合 )的齿向载荷分布系数，由图 5纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 查得 K 0F = 算弯曲强度时的跑合影响系数，由图 5得 v = 450)； 均载系数有关的系数， 均载系数有关的系数， KH= 1+( F=1+( )齿间载荷分布系数 K H 、 K F 因 精度 7 级，非硬齿面直齿轮由表 5得 KH=KF=)节点区域系数 查图 5按下式计算 2 = 20= 242 式中 直齿轮b= 0 t 端面节圆啮合角 直齿轮 t=20 t端面压力角 直齿轮t= =20 6)弹性系数 查得 钢一钢 ) 7)载荷作用齿顶时的齿形系数 )载荷作用齿顶时的应力修正系数 )重合度系数 z， Y 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 z=34 a =Y=a0)螺旋角系数 Z， Y可按下式计算 因 =0， z= 得 z=1 Y= 1 120所以 z=1， Y=1 4齿数比 u=079= 252 5计算接触应力的基本值0H0H= H 1 262 =1接触应力 H H = 0H 272 =11 =401弯曲应力的基本值0F0F= 6 8 =齿根弯曲应力 F F = 0F v K F K F =1=确定计算许用接触应力 时的各种系数 l)寿命系数 L = 109，查得 2)润滑系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 因 220 240 和 =1282得 1 3)速度系数 v= =1282得 )粗糙度系数 因 =1282 齿面 6 m =9.6 m 查得 )工作硬化系数)尺寸系数 查得 0许用接触应力 = w 282 =1282 1 1 1 1 =12831接触强度安全系数 =4011283= 292 12确定计算许用弯曲应力 时的各种系数 l)试验齿轮的应力修正系数 )寿命系数因 109，查得 )相对齿根圆角敏感系数 得 )齿根表面状况系数 根 6 m = 37. 8 m ) 5)尺寸系数 可按下式计算 06 5=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 13许用弯曲应力 = Y 302 =370 2 1 1 14弯曲强度安全系数 = 312 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 第三章 轴的设计计