2Z-X型NGW啮合两级行星齿轮减速器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 业设计 (论文 )  2 合  两级行星齿轮减速 设计  学   号：   姓   名：   专   业：   系   别：   指导教师：    二一 五 年六月买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 I 摘   要  本文完成了对 2 合方式两级行星齿轮减速 的 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。  首先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 转臂 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。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 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 GW of a it a a to  of of of is of a is to by of a to of to of a of of   文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828    录  摘   要  . I .    录  .  绪论  . 1 究背景及意义  . 1 星齿轮减速器研究现状  . 1 星齿轮减速器发展趋势  . 2 文的基本内容  . 2 2 总体方案设计  . 3 计要求  . 3 体方案选择  . 3 星机构的类型及特点  . 3 定行星齿轮传动类型  . 5 3 齿轮的设计计算  . 6 齿计算  . 6 步计算齿轮的主要参数  . 7 算高速级齿轮的模数 m . 7 算低速级的齿轮模数 m . 7 合参数计算  . 8 速级  . 8 速级  . 8 速级变位系数  . 9 速级变位系数  . 9 何尺寸的计算  . 9 速级  . 9 速级  . 10 齿刀齿根圆直径的计算  . 10 配 条件的验算  . 11 接条件  . 11 心条件  . 11 装条件  . 12 买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 动效率的计算  . 12 速级啮合损失系数 1x 的确定  . 12 速级啮合损失系数 2x 的确定  . 13 轮强度的验算  . 14 速级外啮合齿轮副接触强度的校核  . 14 速级外啮合齿轮副弯曲强度的校核  . 16 速级内啮合齿轮副接触强度的校核  . 17 速级外啮合齿轮副接触强度的校核  . 18 速级外啮合齿轮副弯曲强度的校核  . 19 速级内啮合齿轮副接触强度的校核  . 21 4 轴的设计计算  . 22 星轴设计  . 22 算轴的最小直径  . 22 择行星轮轴轴承  . 23 轴的设计  . 24 入轴设计  . 24 出轴设计  . 25 5 转臂、箱体及附件的设计  . 27 臂的设计  . 27 臂结构方案  . 27 臂制造精度  . 28 体的设计  . 30 他附件的选用  . 31 准件及附件的选用  . 31 封和润滑  . 32 结论  . 33 致谢  . 34 参考文献  . 35 买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 1 1 绪论  究背景及意义  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 1。  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。  星齿轮减速器研究现状  我国的低速重载齿轮技术，特别是硬齿面齿轮技术也经历了测绘仿制等阶段，从无到有逐步发展起来。除了摸索掌握制造技术外，在 20 世纪 80 年代末 至 90 年代初推广硬齿面技术过程中，我们还作了解决“断轴”、“选用”等一系列有意义的工作。  （ 1）渐开线行星齿轮效率的研究  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。现在，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。  （ 2）渐开线行星齿轮均载分 析的研究现状  行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。这些都是由于在其结构上采用了多个行星轮的传动方式，充分利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形成功率流，并合理的采用了内啮合传动，从而使其具备了上买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 2 述的许多优点。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。在结构方面，起初人们只努力地提高齿轮的加工精度，从而使得行星齿轮的制造和装配变得比较困难。后来通过时间采取了对行星齿轮的基本构件径向不加限制的专门措施和其它可自动调位的方法。  星齿轮减 速器发展趋势  随着我国市场经济的推进，“九五”期间，齿轮行业的专业化生产水平有了明显提高，如一汽、二汽等大型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂，通过企业改组、改制，改为相对独立的专业厂，参与市场竞争；随着军工转民用，农机齿轮企业转加工非农用齿轮产品，调整了企业产品结构；私有企业的堀起，中外合资企业的涌现，齿轮行业的整体结构得到优化，行业实力增强，技术进步加快。  当今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；二低即低噪声、低 成本；二化即标准化、多样化。  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，因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。  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 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 3 2 总体方案设计  计要求  电机功率 ：             75 输入转速：             735r/ 输出转速约为 ：          工作年限的按 2 年，每天工作 16时 ；  使用系数 选取：  体方案 选择  星机构的类型及特点  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。行星齿轮传动的主要特点如下：  （ 1）体积小，质 量小，结构紧凑，承载能力大。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的 5121 （即在承受相同的载荷条件下）。  （ 2）传动效率高 。 在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下， 99。  （ 3）传动比较大 。 可以实现运动的合成与分解。只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多 优点。  （ 4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强。由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。  最常见的行星齿轮传动机构是 行星传动机构。行星齿轮传动的型式可按两种方式划分：按齿轮啮合方式不同分有  N 等类型。按基本结构的组成情况不同有 23Z、 类型。  行星齿轮传动最显著的特点是：在传递动力时它可进行功 率分流；同时，其输入轴买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 4 与输出轴具有同轴性，即输入轴与输出轴均设置在同一主轴线上。所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统的中的减速器、增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的航空发动机、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要变速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用，表 2出了常用行星齿轮传动的型式及特点：  表 2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 /2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  150 推荐721 效率高，径向尺寸比 动比范围较 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  2  推荐值：  830 效率较低，一般为  40 传动比打，效率较低，适用于短期工作传动。当 转臂 动比 |i |大于某一值后，机 构将发生自锁  2  千  |  时，.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 转臂 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  文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 5 ）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 艺性差，适用于中小功率功率或短期工作。若中心轮 A 输出，当 |i |大于某一数值时会发生自锁   ）型（ 3Z）  60500 推荐：64300 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  根据上述设计要求可知，该行星齿轮减速器传递功率高、传动比较大、工作环境恶劣等特点。故采用 双级行星齿轮传动。  总传动比为：  35 2结构简单，制造方便，适用于任何工况下的大小功率的传动。选用由两个2 合方式的 行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理，名义传动比可分为1 6,2 进行传动。传动简图如图 2示：  图 2动 方案 简图  买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 6 3 齿轮的设计计算  齿计算  根据 2行星齿轮传动比 值和按其配齿计算公式，可得第一级传动的内齿轮1b,行星齿轮1考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸，故选取第一级中心齿轮 1a 数为 17 和行星齿轮数为 3。根据内齿轮 111 1 1 6 1 1 7 8 5 根据同心条 件可求得行星齿轮 齿数为   1 1 1 2 3 4c b az z z  所求得的 1用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到其安装条件为：  112za  C 51 整 数  第二级传动比2择中心齿轮数为 23 和行星齿轮数目为 3，根据内齿轮 1 1 1ip  1 4 . 6 6 1 2 3 8 4 . 1 8 8 4 对内齿轮齿数进行圆整后，此时实际的 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范围内。实际传动比为  i 1 22 传动比误差 i ip 4  4  24 再考虑到其安装条件，选择 2齿数为 85 根据同心条件可求得行星齿轮 齿数为  1 1 1 2 31 实际传动比为               i 1 11传动比误差                  i ip 1% 买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 7 步计算齿轮的主要参数  齿轮材料和热处理的选择：中心齿轮 中心齿轮 及行星齿轮  0种材料适合高速，中载、承受冲击和耐磨的齿轮及齿面较宽的齿轮 ,故 且 满 足 需 要 。 齿 面 硬 度 为 58根 据 图 二 可 知 ， 取=1400 2N  =350 2N 中心齿轮加工精度为六级，高速级与低速级的内齿轮均采用 42种材料经过正火和调质处理，以获得相当的强度和硬度等力学性 能 。 调 质 硬 度 为 217 根 据 图 三 可 知 ， 取=780 2N  =420 2N   加工精度为 7 级。  算高速级齿轮的模数 m 按弯曲强度的初算公式，为  113 2 l i  P F F  K K  现已知 1 17, =340 2心齿轮 名义转矩为 ：  111759 5 4 9 9 5 4 9 3 2 4 . 83 7 3 5 取算式系数  ， 按表 6使用系数   按表 6综合系数接触强度计算的行星齿轮间载荷分布不均匀系数 ，由公式可得 1 1 . 6 1 1 1 . 6 1 . 2 1 1 . 3 2f p h ；由表查得齿形系数 1  ；由表查的齿宽系数 ；则所得的模数 m 为  3 3 2 4 . 8 1 . 5 1 . 8 1 . 3 2 2 . 6 71 2 . 1 4 . 0 70 . 8 1 7 1 7 3 5 0m m  算低速级的齿轮模数 m 按弯曲强度的初算公式，计低速级齿轮的模数 m 为  买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 8 113 2 l i  P F F  K K  现已知 2 23 ， =420 2 中 心 齿 轮  名 义 转 矩             2 111 T 6 3 2 4  9 4 8  取算式系数 ， 按表 6使用系数   按表 6综合系数接触强度计算的行星齿轮间载荷分布不均匀系数 ，由公式可得 1 1 . 6 1 1 1 . 6 1 . 2 1 1 . 3 2f p h ；由表查得齿形系数 1  ；由表查的齿宽系数 ；则所得的模数 m 为  3 1 9 4 8 . 8 1 . 5 1 . 8 1 . 3 2 2 . 4 21 2 . 1 0 . 6 2 3 2 3 4 2 0m 齿轮模数为 2 6m  合参数计算  速级  在两个啮合齿轮副中 11， 11中，其标准中心距   1111 11 4 1 7 3 4 1 0 222ma 1111 11 4 8 5 3 4 1 0 222ma 速级  在两个啮合齿轮副中 22， 22中，其标准中心距   2222 11 6 2 3 3 1 1 6 222ma 2222 11 6 8 5 3 1 1 6 222ma 由此可见，高速级和低速级的标准中心距均相等。因此该行星齿轮传动满足非变位的同心条件 , 但是在行星齿轮传动中，采用高度变位可以避免根切，减小机构的尺寸和质量 2；还可以改善齿轮副的磨损情况以及提高其载荷能力。  买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 9 由于啮合齿轮副中的小齿轮采用正变位 1 0x ，大齿轮采用负 变位 2 0x 。内齿轮的变位系数和其啮合的外齿轮相等，即 21， 型的传动中，当传动比 4时，中心齿轮采用正变位，行星齿轮和内齿轮采用负变位，其变位系数关系为0c b ax x x 。  速级变位系数  确定外齿轮副的变位系数，因其高度变位后的中心距与非变位的中心距不变，在啮合角 仍为 102a ， 1251z 根据表选择变位系数              速级变位系数  因其啮合角仍为 162a  1254z 根据表选择变位系数  2 2 2 何尺寸的计算  对于双级的 2型的行星齿轮传动按公式进行其几何尺寸的计算，各齿轮副的几何尺寸的计算结果如下表：  速级  项目  计算公式  11齿轮副  11齿轮副  分度圆直径  1 1 1d m z  2 1 2d m z  1 68d  2 136d  1 136d  2 340d  买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 10 速级  项目  计算公式  11齿轮副  11齿轮副  分度圆直径  1 1 1d m z  2 1 2d m z  1 138d  2 186d  1 186d  2 510d  齿刀齿根圆直径的计算  已知模数 4m ， 盘 形 直 齿 插 齿 刀 的 齿 数 为 18 ， 变 位 系 数 为 0 0 . 1x 中 等 磨 损 程 度，试求被插齿的内齿轮 1b ， 2b 的齿圆直径。  顶圆  直径1 1 1 12a m ad d 2 2 22a m ad d 1 1 内啮  合   2 2 22a m ad d 2 2 32a m ad d 21 22af d c 插 齿 1 2 齿根圆直径 1 1 12f d c   2 1 22f d c   1 2 内啮  合   1 1 22f d c   2 0 0 22d a 插 齿 1 2 齿顶圆  直径1 1 1 12a m ad d 2 2 22a m ad d 1 2 内啮  合   2 2 22a m ad d 2 2 32a m ad d 21 22af d c 插 齿 2 2 齿根圆直径 1 1 12f d c   2 1 22f d c   1 2 内啮  合   1 1 22f d c   2 0 0 22d a 插 齿 1 2 买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 11 齿根圆直径2 2 0 0 22d a 插 齿0 插齿刀的齿顶圆直径  02a 插齿刀与被加工内齿轮的中心距   0 02ao mm h 4 1 8 2 4 1 . 3 5 8 2 . 8 高速级：2 0 0 22d a 8 2 . 8 2 1 3 4 3 5 0 . 8 低速级：选择 模数 6m ，盘形直齿插齿刀的齿数为 17 0 02ao mm h 6 1 7 2 6 1 . 2 5 0 . 1 1 1 8 . 2 2 0 0 22d a 1 1 8 . 2 2 3 7 2 8 6 2 . 2 填入表格  配条件的验算  对于所设计的双级 2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 n  已知高速级的  ， 102 和 3代入上式，则得  1 4 1 . 4 8 2 1 0 2 s i n 1 7 6 . 6 83   满足邻接条件  将低速级的  ， 162 和 3代入，则得  1 9 6 . 6 2 2 1 6 2 s i n 2 8 0 . 5 93   满足邻接条件  心条件  按公式对于高度变位有 2a c bz z z 已知高速级 17 ， 34  85  满足公式则满足同心条件。  已知低速级 23 ， 31  85  也满足公式则满足同心条件。  买 文 档 就 送 您 C A D 图纸， Q 号 交 流 1 1 9 7 0 9 8 5 或 401339828 12 装条件  按公式验算其安装条件，即得   111 整 数   222 整 数 1111 7 8 5 343（高速级满足装配条件）  2222 3 8 5 363 （低速级满足装配条件）  动效率的计算 &n