少齿差行星齿轮专用减速器设计【全套CAD图纸+word说明书】
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本科毕业设计（论文） 文献综述 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级 ： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 学 号 : 201 年 月 日 本科生毕业设计（论文）文献综述评价表 毕业设计（论文）题目 少齿差行星齿轮专用 减速器设计 综述名称 少齿差行星齿轮专用减速器设计 文献综述 评阅教师姓名 职称 评 价 项 目 优 良 合格 不合 格 综述结构 01 文献综述结构完整、符合格式规范 综述内容 02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果 03 文字通顺、精练、可读性和实用性强 04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等 参考文献 05 中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求，格式符合规范 06 围绕所选毕业设计 （论文）题目搜集文献 成绩 综合评语： 评阅教师（签字）： 年 月 日 少齿差行星齿轮减速器的设计 文献综述 1 少齿差行星齿轮减速器的特点 随着现代工业的高速发展，机械化和自动化水平的不断提高，各工业部门需要 大量的减速器，并要求减速器体积小，重量轻，传动比范围大，效率高，承载能力大，运转可靠以及寿命长等。减速器的种类虽然很多，但普通的圆柱齿轮减速器的体积大，结构笨重；普通的蜗轮减速器在大的传动比时，效率较低；摆线针轮行星减速器虽能满足以上提出的要求，但成本较高，需要专用设备制造；而渐开线少齿差行星减速器不但基本上能满足以上提出的要求，并可用通用刀具在插齿机上加工，因而成本较低。能适应特种条件下的工作，在国防，冶金，矿山，化工，纺织，食品，轻工，仪表制造，起重运输以及建筑工程等工业部门中取得广泛的应用。 渐开线少 齿差行星减速器具有以下优点： 积小、重量轻 由于采用内啮合行星传动，所以结构紧凑；当传动比相等时，与同功率的普通圆柱齿轮减速器相比，体积和重量均可减少三分之一至三分之二； N 型一级减速器的传动比为 10 100 以上；二级串联的减速器，传动比可达一万以上；三级串联的减速器，传动比可达百万以上。 00 1000以上； N 型一级减速器的传动比为 10 100 时，效率为 80 94； 0 200 时，效率为 70 93 随着传动比的增加而降低。 音小、承载能力大 由于式内啮合传动，两啮合齿轮一位凹齿，一为凸齿，两齿的曲率中心在同一方向。曲率半径接近相等，因此接触面积大，使轮齿的接触强度大为提高，又采用短齿制，轮齿的弯曲强度也提高了。此外，少齿差传动时，不是一对轮齿啮合，而是 3 9 对轮齿同时接触受力，所以运转平稳，噪音小，并且在相同模数的情况下，其传递力矩臂普通圆周齿轮减速器大。 工方便、成本低； 装和使用较为方便； 用寿命长。 但是，这 种减速器还存在以下缺点： 当内齿轮与行星轮的齿数差小于 5时，容易产生各种干涉，为了避免这些干涉，需采用变位齿轮，所以计算较复杂。 命较短 由于齿轮变位后啮合角较大，所以转臂轴承上径向载荷较大；并且轴承转速还稍高于输入轴转速，所以转臂轴承是减速器的薄弱环节，因而使高速轴传递的功率受到限制。 及某些 N 型减速器，需要仔细地进行动平衡，否则会引起较大的振动 。 2 国内外研究现状、水平、 发展趋势 和 本课题的意义 当内啮合的两渐开线齿轮齿数差很小时，极易产生各种干涉，因此在设计过程中选择齿轮几何参数的计算十分复杂。早在 1949 年，苏联学者就从理论上解决了现实一齿差传动的几何计算问题。直到 1960 年以后，渐开线少齿差传动才得到迅速的发展。目前有销轴式、零齿差、十字滑块、浮动滑块等多种形式。 上个世纪 60年代，国外就开始探讨圆弧少齿差传动，到 70年代中期，日本已开始进行圆弧少齿差行星减速器的系列化生产。这种传动的特点在于：行星轮的论过曲线用凹圆弧代替了摆线。 轮齿与针齿在啮合点的曲率方向相同，形成两凸圆弧的内啮合，从而提高了轮齿的接触强度和啮合效率，其针齿不带吃套，并采用半埋齿机构，既提高了弯曲强度又简化了针齿结构。此外，圆弧形轮齿的加工无需专用机床，精度也易保证，而且修配方便。 1956 年我国著名的机械学家朱景梓教授根据双曲柄机构的原理提出了一种新型少齿差传动。该机构的特点式出入轴旋转时 =时，行星轮不是坐摆线运动高速公转与低速自转的合成，而是通过双曲柄机构导引作圆周平动。这种独特的“双曲柄输入少齿差传动机构”的到了国内外同行的高度评价。 1958 年开始研制摆线针 轮减速器。 60年代投入工厂化生产，目前已形成系列，制定了相应的标准，并广泛用于各类机械中。 1960 年制成第一台二齿差渐开线行星齿轮减速器，其传动比 率为 16于桥式起重机的提升机构中。 1963 年朱景梓教授在太原学院学报上发表了少齿差渐开线 行星齿轮减速器及其设计一文，详细阐述了渐开线少齿差传动的原理和设计方法。这些创造性的工作，为少齿差行星齿轮传动在我国的推广应用起了重要的指导作用。 双曲柄输入少齿差行星齿轮传动的优点是：能使行星轴承的载荷下降，而且当内齿板作为行星轮时，行星 轴承的径向尺寸可不受限制，从而提高了行星轴承的寿命。另外，这种传动不需要输入机构，还可实现平行轴传动。效率高，使用性强。但是，由于历史原因，栓曲柄输入式少齿差传动一直没有得到应有的发展，直到近十几年来才逐渐为人们所重视。 1985 年重庆钢铁设计院提出了平行轴式少齿差内齿啮合齿轮传动 是这种减速器的一根曲轴上要安装三片内齿板，需要制成偏心套机构，。存在着机构复杂加工分度精度要求高、曲轴联接结构表面产生微动磨损、三套互为 120 的双曲柄机构之间存在国约 束等问题。 1993 年重庆大学博士崔建昆提出新型轴销式少齿差行星齿轮传动，并对其进行了理论分析。 随着少齿差行星齿轮传动研究的深入，已成功地开发处不少新的渐开线少齿差行星齿轮传动形式。目前，我国研究出一种连杆行星齿轮传动 平行轴式少齿差内齿行星齿轮传动。该类传动是以连杆内齿轮（齿板）为行星轮。采用双曲柄输入，并且无输出机构，主要有一齿环（一片连杆行星齿板）、二齿环（两片连杆行星齿板）、三齿板及四环等机构形式的减速器。 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、运动精度方面进行了 大量的研究。利用计算机技术进行减速器各主要不见的是他建模、仿真、干涉检查等，缩短了产品的研发这怄气，并应用到了产品的设计中，取得了许多有价值的成果。 环式减速器的传动机理进行了分析研究，建立了环视减速器系统受力分析模型，得处目前环式减速器存惯性力矩不平衡的结论。对平行动轴少齿差传动多齿接触问题动平衡进行了研究，以有限单元弹性接触分析理论为基础，建立了平行动轴少齿差传动多齿接触问题时的有限单元分析模型，提出了一种对研究平行动轴少齿差内齿轮副内核过程中实际接触齿对数、齿间载荷的 分配及齿面载荷分布的分析计算方法。为平行动轴少齿差内啮合齿轮传动的承载能力的计算、齿轮几何参数的确定及几何零部件的强度分析计算提供了理论依据。通过优化后的少齿差传动装置具有较小的体积和较好的传动性能。 我国在这种新型的传动机构的技术水平与国际上一些工业科技水平发达的国家相比，还有很大的差距，主要由于我国从事该项技术研究设计及应用的单位和个人比较少，同时相关的书籍和资料也相当的欠缺。 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领 先地位，特殊在材料和缔造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，利用寿命长。但其传动格式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。日本研制的 美国 传动原理和结构上与本项目类似或 相 近，都为 目 前先进的齿轮减速器。 但是我相信，在不久的将来我们做这种新型的减速器性能和构造等能赶上外国先进水平的。 目前，少齿差减速器在设计和制造过程中，还存在一些问题，如输出机构精度要求较高，对大功率减速器无实践经验，一些计算方法和图表还很不完善等等。有待今后将 对以上问题进一步进行实验研究，以求改进和提高。 齿轮传动技术是机械工程技术的重要组成部分，在一定程度上标志着机械工程技术的水平。因此，齿轮被工人为工业和工业化的象征。为了提高机械的承载能力和传动效率，减少外形尺寸质量及增大减速器传动比等，国内外的少齿差行星齿轮传动正沿着高承载能力、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率、小型化、低震动、低噪音、低成本、标准化和多样化的方向发展的总趋势。 少齿差行星齿轮传动具有体积小、重量轻、结构紧凑、传动比大、效率高等优点。广泛应用于矿山、冶金、飞机、轮船、汽车、起重机、电 工 机械、仪表、化工业等许多领域 少齿差行星齿轮传动有着广泛的发展前景。 少齿差行星齿轮减速器与普通减速器相比具有 体积小 、 重量轻 、 传动平稳 、效率高 、 传动比范围大等优点 。但其 设计计算较 过程 复杂 ， 转臂轴承的受力较大、寿命较短 。所以对于我们在设计这类减速器时如何进行参数的选择，避免大量繁杂的计算，如何选择好转臂轴承使其使用寿命增加具有一定的设计意义。 3 选题的理由 经过四年对机械知识的学习以及生产实习，我对机械行业有了更深刻的认识和理解，看到了机械工业在国民经济中的重要地位。 齿轮传动技术 是 机械工程技术的重要组成部 分，在一定程度上标志着机械工程技术的水平。 目前国内外的动力齿轮传动正沿着小型化、高速化、标准化、小振动、低噪音 的方向发展 。少齿差行星齿轮传动正是当代传动的一大特征，是齿轮传动小型化的一个典型标志。由于我国从事该项技术研究设计及应用的单位和个人比较少，同时相关的书籍和资料也相当的欠缺，使得我国在这种新型的传动机构的技术水平和国际上一些工业科技水平发达的国家相比，还有很大的差距。为了弥补国家的这一块不足，同时加上自己对这新型传动的好奇。最终选定了少齿差行星齿轮减速器作为自己的毕业设计题目。 我相信通过此次设计将提 高我对齿轮设计设计的能力，更有利于我将四年来所学的专业知识再次温习、巩固，为以后的工作打下坚实的基础。在设计中我将全力以赴做好本次毕业设计。 4 本课题的基本内容 （ 1）行星齿轮、内齿轮的设计 基于所给的参数，根据齿轮的相应计算公式计算出行星齿轮、内齿轮的其他相应参数，如分度圆直径、变位系数等，来确定所设计的行星齿轮、内齿轮。 （ 2）插齿刀的 设计 根据所设计的齿轮的尺寸参数，来选择相应的插齿刀。 由于由于该设计的渐开线少齿差内啮合齿轮副的内、外齿轮仅相差一齿，若采用标准齿轮就不能进行正常的啮合，将会产生各种 干涉现象。所以还必须对可能产生的各种干涉进行校核。只有满足这些干涉条件时前面的设计才合理。 （ 3）轴的设计 按少齿差行星齿轮的工作原理图，设计出装配草图，再根据转配草图设计出输入轴、输出轴的形状。根据所选择的轴承初步确定轴的尺寸。接下来就是对轴的受力分析，及强度校核。满足校核条件时，这个轴才可以使用否则将从新确定尺寸。 （ 4）浮动盘的设计 根据所设计的转配草粗，初步设计浮动盘的形状。再查机械设计手册进一步确定其尺寸，让后再对其进行强度校核。满足校核条件才能用。 （ 5）效率的计算 对每个部分的效率进行计算，然 后再将每部分的效率计算出这个减速器的总效率。 （ 6）箱体及附件的设计 查机械设计手册确定相应相差部分的要求。再根觉装配草图试确定 相应部分的尺寸。再根据安装情况选用相应的附件。 在保证 少齿差行星齿轮减速器的 各项技术要求的前提下，力求 减速器体积小，重量轻， 便装拆维修，操作安全可靠且有足够的寿命。 5 预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 （ 1） 行星齿轮、内齿轮的设计 在设计的参数必须保证齿轮重叠系数大于 1，同时齿廓干涉系数也于大于 0， 要同时满足这两个条件，所以在计算上可能会出现都不满足，或只满足其中一项的情 况，所以计算过程可能会有些烦琐。 （ 2） 插齿刀的设计 由于由于该设计的渐开线少齿差内啮合齿轮副的内、外齿轮仅相差一齿，若采用标准齿轮就不能进行正常的啮合，将会产生各种干涉现象。所以验算干涉条件也是一个困难。 （ 3）轴的设计 轴的受力是有限的，所以所设计的轴可能存在在强度校核时不满足强度要求。 （ 3） 箱体和附件的设计 箱体和附件的在选用过程中考虑的因素有许多，可能存在选用不合理的情况。 对于以上可能遇到的问题，我想到了如下解决方案： （ 1）对于计算部分的问题，要树立能算出来的信心，但算出来不和要求时要分析参数，重新设计参 数。 （ 2）对于选择部件、参数等是否合理的问题，可以多征求下指导老师的意见，再在指导老师的意见下再来选，这样就会合理点了。 也许在做毕业设计时还会存在些别的问题，但我相信，只要自己有信心能做出毕业设计，同时自己多动手、动脑，所有在毕业设计中遇到的困难都能得以解决。 6 本课题拟采用的研究手段（途径）及可行性分析 由于少齿差行星齿轮减速器的内啮合齿轮间极易产生各种干涉，这是该设计在整个设计过程中最大的难点。只要把最难的部分解决了，剩下的问题也就能解决了。所以此设计的重点在与如何确定满足要求的内齿外齿的 相应参数。 在以前的学习课程中，机械原理和机械设计分章讲述了齿轮的设计、轴的设计、轴承的选取等知识，互换性中分章讲述了公差与配合关系等等，并且在学习完机械
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