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平动式大传动比减速器的设计【9张CAD图纸和说明书】

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T型轴承 A2.dwg

分流齿轮 A2.dwg

外齿轮 A3.dwg

支撑盘 A2.dwg

曲轴 A2.dwg

端盖 A1.dwg

装配图 A0.dwg

输入轴 A2.dwg

输出轴 A1.dwg

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关键词：: 平动传动比减速器设计 cad 图纸以及说明书仿单

资源描述：

摘要
分析内平动齿轮传动的原理,提出由3 根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动,并推导其传动比的计算公式.主要零件部件的计算设计.装置的装配设计和主要零件的设计。
分析内平动齿轮传动的原理，提出由3根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动，并推导其传动比的计算公式.分析发现，为平衡机构的惯性力，采用2(或3)片平动齿轮时，设计啮合点相位差应取180° (120°)；输入齿轮的齿数为3的倍数时，分流齿轮具有互换性；采用两片平动齿轮且内外齿轮齿数差为偶数时，平动齿轮具有互换性；采用3片平动齿轮且内齿轮齿数为3的倍数时，平动齿轮具有互换性.给出了啮合参数的编程计算方法.该新型传动具有承载能力强、传动比大(17—300)、体积小、质量轻、输入输出同轴线、加工安装简单等优点，是一种节能型的机械传动装置，也是减速器的换代产品.有广泛的应用前景。

关键词：内平动齿轮传动；少齿差齿轮副；传动比
Abstract
Analysis of parallel move gear transmission principle, put forward by the three eccentric shafts for utility model translation generator gear mechanism within the translation of a shunt-type gear, and derive the formula for calculating the transmission ratio. The main components of the calculation of design components . Device design and assembly of major parts of the design.
Analysis of parallel move gear transmission principle, put forward by the three eccentric shafts for utility model translation generator gear mechanism within the translation of a shunt-type gear, and derive the formula for calculating the transmission ratio. Analysis, to balance the inertia force, using 2 (or 3) pieces of translation gear, the meshing point of the design phase should take 180 ° (120 °); input gear teeth as a multiple of 3, the shunt gear with interchangeability; with two translation gear and the internal and external gear tooth number difference is even, Ping gear has interchange ability; with three flat gear and internal gear teeth as a multiple of 3, the flat gear has interchangeability. Meshing parameters given programming account Calculation method. The new drive has a carrying capacity, transmission ratio (17-300), small size, light weight, input and output coaxial line, and simple installation process is an energy-efficient mechanical transmission device, is also a new generation product reducer . Have broad application prospects.

Keywords: Internal translation gear transmission;differential gears with small teeth; transmission ratio

摘要 I
Abstract II
目录 III
1 绪论 1
1.1 平动减速器的发展概况 1
1.2 市场需求分析 1
1.3 本课题研究目的及意义以及国内外现状分析及展望 1
1.4 课题的主要内容及要求 1
2 传动方案及拟定 3
2.1 平动啮合的定义和分类 3
2.2 内平动齿轮传动工作原理 3
2.4 分流式内平动齿轮传动机构 4
2.5 传动比分析 5
3 各主要部件选择及选择电动机 7
3.1 各部件的选择 7
3.2 电动机的选择 7
4 减速器的整体设计 8
4.1传动比的分配 8
4.2传动的运动及动力参数计算 8
4.3齿轮的设计计算 8
4.3.1 分流齿轮的设计计算 8
4.3.2 平动齿轮的设计计算 12
4.4轴的设计计算 15
4.4.1 输入轴的设计计算 15
4.4.2 曲轴的设计计算 19
4.4.3 输出轴的设计计算 24
5 润滑与密封 28
5.1润滑方式的选择 28
5.2密封方式的选择 28
5.3润滑油的选择 28
6 箱体结构尺寸 29
6.1箱体的结构尺寸 29
7 设计总结 30
致谢 32
参考文献 33

1 绪论
1.1 平动减速器的发展概况
    随着科技技术的进步和发展，现代工业设备特别需要功率大体积小传动比范围大效率高承载能力强和使用寿命长的传动装置。因此，除了不断改进材料品质提高工艺水平外，还要在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，内平动齿轮传动原理的出现就是一例。它由北京理工大学张春林教授等人最先提出，并设计出了内平动齿轮减速器试验样机。该减速器属于节能型传动装置，除具有三环减速器的优点外还有着大的功率与重量比值输入轴和输出轴在同一轴线上既可以减速还可以增速以及震动小等优点，处于国内领先地位。
    最先提出平动齿轮这一概念的是德国人，他们提出了摆线针轮行星齿轮传动原理。由于工艺和精度的限制，这种机构并没有快速发展起来，直到摆线磨床的出现。近些年国外在平动齿轮传动领域进行了一些新的研究，如日本住友重工研制的FA型高精度减速器和美国Alan-Newton公司研制的X Y减速器，就利用了平动齿轮传动的运动机理。
    对平动齿轮传动研究，我国处于相对领先的地位。目前，平动齿轮的理论研究机构设计和实验研究都取得了一些成果。例如：北京理工大学张春林教授黄祖德教授等首次根据该传动的特点将其命名为平动齿轮传动机构。并通过对平动齿轮传动机构的运行机理进行分析研究，阐述了该机构的组成及机构变异方法，探讨了平动齿轮机构传动比和机械效率的计算方法，导出了计算公式，得出了平动齿轮机构效率与齿轮齿条传动机构效率相当的结论。此后又根据机构的组合原理演绎原理和同性异性变异原理对内平动齿轮机构的基本型进行演化变异，设计出一种传动比大，机械效率高尺寸和重量小结构紧凑均载性好的新型平动此轮机构，并对平动齿轮传动机构连续运动条件及重合度方面进行了深入研究。
1.2 市场需求分析
    用于冶金、矿山、机械、机器人、航海、轻工、航空、军工、纺织、化工、建筑等部门，亦可与各类电机直接联接，作成伺服电机。
1.3 本课题研究目的及意义以及国内外现状分析及展望
    内平动齿轮减速器是一种新型的机械传动装置，它传动比大，机械效率高，结构简单，体积小，重量轻，能方便地与电机配套使用，避免了减速器体积比电机体积大的现象。该减速器是一种节能型的机械传动装置，具有国际先进水平。传动比可达到几千；机械效率大于90%；运转平衡性好，承载能力大，使用寿命长，体积小，重量轻，约为相似产品的1/3左右。
1.4 课题的主要内容及要求
    主要研究内容：提出由3根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动，并推导其传动比的计算公式。分析发现，为平衡机构的惯性力，采用2(或3)片平动齿轮时，设计啮合点相位差应取180。(120。)；输入齿轮的齿数为3的倍数时，分流齿轮具有互换性；采用两片平动齿轮且内外齿轮齿数差为偶数时，平动齿轮具有互换性；采用3片平动齿轮且内齿轮齿数为3的倍数时，平动齿轮具有互换性。给出了啮合参数的编程计算方法。该新型传动具有承载能力强、传动比大(17—300)、体积小、质量轻、输入输出同轴线、加工安装简单等优点，有广泛的应用前景。
2 传动方案及拟定

2.1 平动啮合的定义和分类
在齿轮传动中,一对相互啮合的齿轮,其中一个定轴转动,另一个做平动,
称之为平动啮合,平动啮合主要分为两类:内平动和外平动。
2.2 内平动齿轮传动工作原理
内平动齿轮传动机构中,外齿轮在平动发生器的驱动下作平面运动,通过外齿轮与内齿轮齿廓间的啮合,驱动内齿轮作定轴减速转动,起到减速传动的作用。如图所示,图2-1所示为内平动齿轮机构工作原理图"该机构的平动发生器为平行四边形机构ABCD,外齿轮l固接在平行四边形机构的连杆BC的中心线上,当曲柄AB转动时,它随同连杆作平面运动,并驱动内齿轮2作减速转动输出。

图2.1 内平动原理示意图
2.3平动发生机构
    3点确定唯一的一个平面，为能够平稳地为平动齿轮提供动力，采用3个曲柄O1A，O2B，O3C驱动平动齿轮作平动，如图2-2所示.图2-2中，曲柄长度e与内齿轮副的中心距相等，O1A ∥ O2B ∥ O3C，O1O2 ∥ AB，0203 ∥ BC，O3O4 ∥ CA，构成3个平行四边形机构： □O1ABO2，□ O2BCO3， □ O3CAOl.若采用单个平行四边形机构作为平动发生器，单轴输入时，另一轴会出现运动不确定现象.而采用这种结构不仅能优化各曲柄的受力，同时也能够有效地避免出现曲柄的运动不确定。

        图2.2 平动发生机构原理图

    设曲柄02B作为主动件，另两个曲柄为从动件，可当运动到图2.2所示位置时，如果去掉曲柄01A，由机构学常识可知，此时曲柄03C处于运动不确定位置，但由于曲柄01A的存在，使得此时曲柄03C的运动十分明确：因平行四边形机构口O1ABO2不共线，曲柄01A作为从动件随曲柄02B逆时针运动，在平行四边形机构口O3CAO1中，曲柄01A作为主动件带动曲柄03C作逆时针运动。所以，此结构可避免出现曲柄运动方向的不确定现象。在由原理机构向实用机构转化时，可以用偏心轴实现曲柄的功能，因此，在实用的内平动齿轮传动机构中，可以采用3根偏心轴共同驱动平动外齿轮。
2.4 分流式内平动齿轮传动机构
    图2.3中给出了分流型内平动齿轮传动机构的结构简图，运动和转矩由输入轴输入，输入轴上固结输入齿轮Z.，Zl带动3个分流齿轮Z2，Z2通过键与偏心轴固连，3根偏心轴共同驱动2片或3片外齿轮Z3作平面平行运动，平动外齿轮Z3驱动与它相啮合的内齿轮Z4，输出轴与z4固结在一起，输出运动和转矩。

图2.3 分流型内平动齿轮传动结构
由以上分析可知，在该传动结构中，功率流的传递路径为：输入功率经分流齿轮被分到3根偏心轴上，3根偏心轴共同驱动2片(或3片)平动齿轮做平动，平动齿轮共同驱动内齿轮输出功率.采用2片平动齿轮时功率流路径如图4所示。

图2.4 采用2片平动齿轮时功率流传递路径
为优化各构件的受力状况，使3根偏心轴的回转中心位于一个正三角形的顶点(输入齿轮上3个啮合点的相位角为120°).为有效平衡机构的惯性力和惯性力矩，保证传动的静平衡，减小振动，采用2片平动齿轮时，使2片平动齿轮的啮合相位差为180°，采用3片平动齿轮时，使3片平动齿轮的啮合相位差为120°。
2.5 传动比分析

图2.5 内平动传动比示意图
输入齿轮Z3与分流齿轮Z4间的传动比为：
I12=z2／z1 (1)
式中z1 z2分别为齿轮Z3和Z4的齿数。
作平动的构件上各点绝对速度处处相等,所以平动构件上的P点和B点的绝对速度相等"P点是两啮合齿轮的速度瞬心,也是两啮合齿轮的绝对速度相等的重合点"在齿轮1上的P点的绝对速度为Vp,",由于齿轮1随同连杆BC一起作平动

齿轮2绕圆心口转动,故齿轮2上P点的速度为

P点为两齿轮的速度瞬心,故有：
即
得

由上可知，增大Z2，能够提高平动齿轮传动的传动比.推荐单级平动齿轮传动比为 [17，100]。
整个系统的总传动比为: i=i12i34

         3 各主要部件选择及选择电动机
3.1 各部件的选择
   齿轮：分流齿轮选择圆柱斜齿轮
           平动部分齿轮选择内平动直圆柱齿轮
   轴承：支撑部分选择深沟球轴承
           内平动部分选择圆柱滚子轴承
   联轴器：弹性联轴器
3.2 电动机的选择
    通用的电动机为JZ及JZR型等三相交洗异步电动机，各类电动机的性能、使用说Dj、型号及技术数据等见参考资料，选择电动机类型时，应使共性能与机器的工作状况大休相适应.由于三相异步电动机和其它型式的电动机比较，有下列优点：构造简单、价格低廉、维护方便、可直接接于三相交流电，因此，在工业上应用最为广泛，设计时应考虑优先选用。
    工作机所需有效功率为Pw＝8kw
    圆柱齿轮传动(7级精度)效率(两对)为η1＝0.962
    球轴承传动效率(四对)为η2＝0.998
    弹性联轴器传动效率(两个)取η3＝0.9932
    带传动效率η4=0.97
    电动机输出有效功率：

    查得型号Y160M-4封闭式三相异步电动机参数如下：
    额定功率\kW=11kw
    满载转速\r/min=1460r/min
    满载时效率\%=88%
    满载时输出功率为
    选用型号Y160M-4封闭式三相异步电动机。

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装配图 A0.gif

端盖 A1.gif

分流齿轮 A2.gif

曲轴 A2.gif

输出轴 A1.gif

输入轴 A2.gif

外齿轮 A3.gif

支撑盘 A2.gif

字数统计.gif

内容简介：: 编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：平动式大传动比减速器信机系机械工程及自动化专业学号： 0923013 学生姓名：吕晟炜指导教师：陈伟明（职称：教授）（职称：） 2013年 5月 25日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：平动式大传动比减速器信机系机械工程及自动化专业学号： 0923013 学生姓名：吕晟炜指导教师：陈伟明（职称：教授）（职称：） 2012年 11 月 25日课题来源老师给定科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（ 1）课题提出与意义内平动齿轮减速器是一种新型的机械传动装置，它传动比大，机械效率高，结构简单，体积小，重量轻，能方便地与电机配套使用，避免了减速器体积比电机体积大的现象有国际先进水平械效率大于 90%；运转平衡性好，承载能力大，使用寿命长，体积小，重量轻，约为相似产品的 1/3 左右 . 用于冶金、矿山、机械、机器人、航海、轻工、航空、军工、纺织、化工、建筑等部门，亦可与各类电机直接联接，作成伺服电机 . （ 2）市场需求前景同平动齿轮减速器由于体积小，重量轻，传动效率高，将会节省可观的原料和能源减速器是一种节能型的机械传动装置，也是减速器的换代产品金、矿山、建筑、航空、军事等领域大功率的各种传动中有巨大的市场和应用价值 . 有的各类减速器多存在着消耗材料和能源较多，对于大传动比的减速器，该问题更为突出由于减速装置在各部门中使用广泛，因此，人们都十分重视研究这个基础部件轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和动力）的节省 . 可以预见，本新型减速器在国内外市场中的潜力是很大的，特别是我国超大型减速器（如水泥生产行业，冶金，矿山行业都需要超大型减速器）大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超大型的减速器，完全可以填补国内市场的空白，并将具有较大的经济效益和社会效益 . 研究内容 1、分析内平动齿轮传动的原理 ,提出由 3 根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动 ,并推导其传动比的计算公式 . 2、主要零件部件的计算设计 3、装置的装配设计拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析提出由 3根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动，并推导其传动比的计算公式。分析发现，为平衡机构的惯性力，采用 2(或 3)片平动齿轮时，设计啮合点相位差应取 180。 (120。 )；输入齿轮的齿数为 3的倍数时，分流齿轮具有互换性；采用两片平动齿轮且内外齿轮齿数差为偶数时，平动齿轮具有互换性；采用 3片平动齿轮且内齿轮齿数为 3的倍数时，平动齿轮具有互换性。给出了啮合参数的编程计算方法。该新型传动具有承载能力强、传动比大 (17 300)、体积小、质量轻、输入输出同轴线、加工安装简单等优点，有广泛的应用前景。研究计划及预期成果研究计划： 2012 年 10 月 12 日 12 月 31 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2013 年 1 月 1 日 1 月 27 日：填写毕业实习报告。 2013 年 1 月 28 日 3 月 3 日：按照要求修改毕业设计开题报告。 2013 年 3 月 4 日 3 月 17 日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。 2013 年 3 月 18 日 4 月 14 日：平动式大传动比减速器结构设计。 2013 年 4 月 15 日 4 月 28 日：平动式大传动比减速器设计。 2013 年 4 月 29 日 5 月 21 日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：提出一种新型齿轮传动机构分流型内平动齿轮传动，详细讨论了其传动原理和具体机构的实现形式，给出了实用的传动结构，并分析了功率流的传递路径。特色或创新之处分流型内平动齿轮传动采用少齿差内啮合齿轮副，具有承载能力强、传动比大、体积小、质量轻、输入输出同轴线、加工安装简单等优点，有广泛的应用前景。已具备的条件和尚需解决的问题 1. 已具备条件：从指导老师处已获得一些相关资料；对件的操作与应用较为熟悉；熟悉工艺要求与设计过程； 2. 尚需解决的问题：对于内平动大传动比齿轮减速器设计的实际工程经验；原理分析不是很清楚。对于使用图功能的使用还不很熟悉。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日英文原文 to of be by a in a to at an a as to a be to a a of or is to a a it is to by he To do it is to is a of as as to as to a is a 1 0% of by is of or a by or is a a to on a or as or of is of by It is by in by as a is 50,000 2100 It be by a A is a of by is is It on in or in In by an is by a in is by on or a be to a on in be by a of or to or in is by a or be so a be is 40C 2100， do be In is to a or be is In it is by to on be it to in to 0or to To be is to in it is If or in a is or or of of an is to or as an in In In is if is a or in to is a of If to is to in 2 to is to be in by In so is by or be in be to RR)as a a be by or of no be is in of It is in to a RR of is is as in to RR is in to a is of a is If it At as it in as an is as an of to is is in A is to is ,800on an is in m/an a to is a a an as it by to of is of .6 0 by a of as in is in is by 0 0 It is by in 0 00 or by to a in to by as As ), as or a on 中文译文如何延长轴承寿命摘要：自然界苛刻的工作条件会导致轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，轴承正常运转的机会是能够被提高的。在轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致轴承的过热现象，也可能使轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取行动来避免轴承的再次失效。关键词：轴承失效寿命导致轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据轴承上留下的痕迹可以确定轴承失效的原因。然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选轴承的使用特点是非常重要的。 1 轴承失效的原因在球轴承的失效中约有 40%是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用和不良的使用环境造成的，它还会引起扭矩和噪声的问题。由环境和污染所产生的轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于消除问题的根源。只要使用和安装合理，轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿轴承圈也会产生剥蚀。轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附加扭矩。类似的一种缺陷是当轴承不旋转时由于滚珠在轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害轴承。与剥蚀不同，低荷振蚀的特征通常是由于微振磨损腐蚀在润滑剂中会产生淡红色。消除振动源并保持良好的轴承润滑可以防止低荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在轴承上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和轴承圈保持紧密的接触，并且对防止在设备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。造成轴承卡住的原因是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前，过大的摩擦和热量使轴承钢软化。过热的轴承通常会改变颜色，一般会变成蓝黑色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力，这会破坏支承架，并加速轴承的失效。材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免，就应仔细计算轴承寿命，以制定一个维护计划。另一个解决办法是更换材料。若标准的轴承材料不能保证足够的轴承寿命，就应当采用特殊的材料。另外，如果这个问题是由于载荷过大造成的，就应该采用抗载能力更强或其他结构的轴承。蠕动不象过早疲劳那样普遍。轴承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大，它不仅损害轴承，也破坏其他零件。蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动，应该先用肉眼检查一下轴承箱件和轴的配件。蠕动与安装不正有关。如果轴承圈不正或翘起，滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过轴承就会过早地失效。检查润滑剂的污染比检查装配不正或蠕动要困难得多。污染的特征是使轴承过早的出现磨损。润滑剂中的固体杂质就象磨粒一样。如果滚珠和保持架之间润滑不良也会磨损并削弱保持架。在这种情况下，润滑对于完全加工形式的保持架来说是至关重要的。相比之下，带状或冠状保持架能较容易地使润滑剂到达全部表面。锈是湿气污染的一种形式，它的出现常常表明材料选择不当。如果某一材料经检验适合工作要求，那么防止生锈的最简单的方法是给轴承包装起来，直到安装使用时才打开包装。 2 避免失效的方法解决轴承失效问题的最好办法就是避免失效发生。这可以在选用过程中通过考虑关键性能特征来实现。这些特征包括噪声、起动和运转扭矩、刚性、非重复性振摆以及径向和轴向间隙。扭矩要求是由润滑剂、保持架、轴承圈质量（弯曲部分的圆度和表面加工质量）以及是否使用密封或遮护装置来决定。润滑剂的粘度必须认真加以选择，因为不适宜的润滑剂会产生过大的扭矩，这在小型轴承中尤其如此。另外，不同的润滑剂的噪声特性也不一样。举例来说，润滑脂产生的噪声比润滑油大一些。因此，要根据不同的用途来选用润滑剂。在轴承转动过程中，如果内圈和外圈之间存在一个随机的偏心距，就会产生与凸轮运动非常相似的非重复性振摆（保持架的尺寸误差和轴承圈与滚珠的偏心都会引起重复性振摆不同的是，没有办法进行补偿的。在工业中一般是根据具体的应用来选择不同类型和精度等级的轴承。例如，当要求振摆最小时，轴承的非重复性振摆不能超过米。同样，机床主轴只能容许最小的振摆，以保证切削精度。因此在机床的应用中应该使用非重复性振摆较小的轴承。在许多工业产品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮护装置来保护轴承，使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是，由于轴承内外圈的运动，使轴承的密封不可能达到完美的程度，因此润滑油的泄漏和污染始终是一个未能解决的问题。一旦轴承受到污染，润滑剂就要变质，运行噪声也随之变大。如果轴承过热，它将会卡住。当污染物处于滚珠和轴承圈之间时，其作用和金属表面之间的磨粒一样，会使轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。噪声是反映轴承质量的一个指标。轴承的性能可以用不同的噪声等级来表示。噪声的分析是用安德逊计进行的，该仪器在轴承生产中可用来控制质量，也可对失效的轴承进行分析。将一传感器连接在轴承外圈上，而内圈在心轴以 1800r/转速旋转。测量噪声的单位为用 um/示的轴承位移。根据经验，观察者可以根据声音辨别出微小的缺陷。例如，灰尘产生的是不规则的劈啪声；滚珠划痕产生一种连续的爆破声，确定这种划痕最困难；内圈损伤通常产生连续的高频噪声，而外圈损伤则产生一种间歇的声音。轴承缺陷可以通过其频率特性进一步加以鉴定。通常轴承缺陷被分为低、中、高三个波段。缺陷还可以根据轴承每转动一周出现的不规则变化的次数加以鉴定。低频噪声是长波段不规则变化的结果。轴承每转一周这种不规则变化可出现 0 次，它们是由各种干涉（例如轴承圈滚道上的凹坑）引起的。可察觉的凹坑是一种制造缺陷，它是在制造过程中由于多爪卡盘夹的太紧而形成的。中频噪声的特征是轴承每旋转一周不规则变化出现 1060 次。这种缺陷是由在轴承圈和滚珠的磨削加工中出现的振动引起的。轴承每旋转一周高频不规则变化出现60300 次，它表明轴承上存在着密集的振痕或大面积的粗糙不平。利用轴承的噪声特性对轴承进行分类，用户除了可以确定大多数厂商所使用的准外，还可确定轴承的噪声等级。准只定义了诸如孔、外径、振摆等尺寸公差。随着别的增加（从3 增到 9），公差逐渐变小。但级并不能反映其他轴承特性，如轴承圈质量、粗糙度、噪声等。因此，噪声等级的划分有助于工业标准的改进。周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1012年 11月 12日2月 2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书存在问题：难点分析不足，分析欠佳改进方法：进一步消化本课题4012年 12月 3日 0日指导专业实训机械制造综合实训，机械零件加工方法和加工工艺编制存在问题：操作不熟练，缺少经验改进方法：了解操作方法和加工工艺编制11013年 1月 21日日指导毕业实习填写毕业实习报告存在问题：缺少实习经验改进方法：参与工作，逐步了解13 2013年 3月 2日 0日整理资料，确定总体设计方案分析平动式大传动比减速器的结构，查阅相关资料，确定设计思路存在问题：如何准确定位相关信息改进方法：上网查阅相关资料确定14 2013年 3月 11日要参数的计算与确定平动式大传动比减速器的外形尺寸计算存在问题：缺乏设计经验改进方法：审查计算数据，请教导师15 2013年3月18日 4日主要参数的计算与确定内部件结构和尺寸的设计计算存在问题：结构设计不合理改进方法：查各方面资料，请教导师16 2013年 3月2 5日计与绘制设备总装图绘制整体总装图存在问题：整体结构不合理改进方法：让导师指点，继续改进17 2013年4月 1日计与绘制设备总装图绘制传动机构图纸存在问题：存在误差改进方法：查阅相关资料18 2013年4月8日计与绘制设备总装图绘制减速器零件图存在问题：细节，尺寸不合理改进方法：观察实体存档编码：无锡太湖学院 2012 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系班级：机械91 学生姓名：吕晟炜课题（设计）名称：平动式大传动比减速器开始日期：2012年11月12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注19 2013年4月15日计与绘制部件图绘制减速器零件图存在问题：图形过于粗糙改进方法：根据相关资料美化20 2013年 4月 22日计与绘制部件图绘制平动式大传动比减速器图纸存在问题:内部配合画的不详细改进方法：翻阅相关资料21 2013年 4月2 9日计与绘制零件图撰写设计说明书撰写设计说明书存在问题：排版不合理改进方法：请教导师22 2013年5月 6日日设计与绘制零件图撰写设计说明书翻译外文资料存在问题：英文翻译水平有限改进方法：咨询身边英语水平高的同学23 2013年5月1 3日改图纸，说明书完成检查，修改工作存在问题：细节欠规范改进方法：请教导师，按模板修改24 2013年5月2 0日备答辩整理所有资料，按规范打印装订上交，准备答辩资料整理欠合理，按学校要求整理说明： 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ”， “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档，保存备查。编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：平动式大传动比减速器的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923013 学生姓名：吕晟炜指导教师：陈伟明（职称：教授）（职称：） 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计平动式大传动比减速器的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 91 学号： 0923013 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题： 1、题目平动式大传动比减速器的设计 2、专题二、课题来源及选题依据内平动齿轮减速器是一种新型的机械传动装置，它传动比大，机械效率高，结构简单，体积小，重量轻，能方便地与电机配套使用，避免了减速器体积比电机体积大的现象。该减速器是一种节能型的机械传动装置，具有国际先进水平。传动比可达到几千；机械效率大于 90%；运转平衡性好，承载能力大，使用寿命长，体积小，重量轻，约为相似产品的 1/3 左右。用于冶金、矿山、机械、机器人、航海、轻工、航空、军工、纺织、化工、建筑等部门，亦可与各类电机直接联接，作成伺服电机。三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1、分析内平动齿轮传动的原理 ,提出由 3 根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动 ,并推导其传动比的计算公式 . 、主要零件部件的计算设计 3、装置的装配设计四、接受任务学生：机械 91 班姓名吕晟炜五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名 2012 年 11 月 12 日 I 摘要分析内平动齿轮传动的原理 ,提出由 3 根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动 ,并推导其传动比的计算公式装置的装配设计和主要零件的设计。分析内平动齿轮传动的原理，提出由 3 根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动，并推导其传动比的计算公式平衡机构的惯性力，采用 2(或 3)片平动齿轮时，设计啮合点相位差应取 180 (120)；输入齿轮的齿数为 3 的倍数时，分流齿轮具有互换性；采用两片平动齿轮且内外齿轮齿数差为偶数时，平动齿轮具有互换性；采用 3 片平动齿轮且内齿轮齿数为 3 的倍数时，平动齿轮具有互换性该新型传动具有承载能力强、传动比大 (17 300)、体积小、质量轻、输入输出同轴线、加工安装简单等优点，是一种节能型的机械传动装置，也是减速器的换代产品关键词：内平动齿轮传动；少齿差齿轮副；传动比 of by of a of of of of of by of a to () of of 80 (120 ); as a , is as a , a 17 is an is a 录摘要 . I . 录 . 绪论 . 1 动减速器的发展概况 . 1 场需求分析 . 1 课题研究目的及意义以及国内外现状分析及展望 . 1 题的主要内容及要求 . 1 2 传动方案及拟定 . 3 动啮合的定义和分类 . 3 平动齿轮传动工作原理 . 3 流式内平动齿轮传动机构 . 4 动比分析 . 5 3 各主要部件选择及选择电动机 . 7 部件的选择 . 7 动机的选择 . 7 4 减速器的整体设计 . 8 动比的分配 . 8 动的运动及动力参数计算 . 8 轮的设计计算 . 8 流齿轮的设计计算 . 8 动齿轮的设计计算 . 12 的设计计算 . 15 入轴的设计计算 . 15 轴的设计计算 . 19 出轴的设计计算 . 24 5 润滑与密封 . 28 滑方式的选择 . 28 封方式的选择 . 28 滑油的选择 . 28 6 箱体结构尺寸 . 29 体的结构尺寸 . 29 7 设计总结 . 30 致谢 . 32 参考文献 . 33 平动式大传动比减速器 1 1 绪论动减速器的发展概况随着科技技术的进步和发展，现代工业设备特别需要功率大体积小传动比范围大效率高承载能力强和使用寿命长的传动装置。因此，除了不断改进材料品质提高工艺水平外，还要在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，内平动齿轮传动原理的出现就是一例。它由北京理工大学张春林教授等人最先提出，并设计出了内平动齿轮减速器试验样机。该减速器属于节能型传动装置，除具有三环减速器的优点外还有着大的功率与重量比值输入轴和输出轴在同一轴线上既可以减速还可以增速以及震动小等优点，处于国内领先地位。最先提出平动齿轮这一概念的是德国人，他们提出了摆线针轮行星齿轮传动原理。由于工艺和精度的限制，这种机构并没有快速发展起来，直到摆线磨床的出现。近些年国外在平动齿轮传动领域进行了一些新的研究，如日本住友重工研制的高精度减速器和美国司研制的 X Y 减速器，就利用了平动齿轮传动的运动机理。对平动齿轮传动研究，我国处于相对领先的地位。目前，平动齿轮的理论研究机构设计和实验研究都取得了一些成果。例如：北京理工大学张春林教授黄祖德教授等首次根据该传动的特点将其命名为平动齿轮传动机构。并通过对平动齿轮传动机构的运行机理进行分析研究，阐述了该机构的组成及机构变异方法，探讨了平动齿轮机构传动比和机械效率的计算方法，导出了计算公式，得出了平动齿轮机构效率与齿轮齿条传动机构效率相当的结论。此后又根据机构的组合原理演绎原理和同性异性变异原理对内平动齿轮机构的基本型进行演化变异，设计出一种传动比大，机械效率高尺寸和重量小结构紧凑均载性好的新型平动此轮机构，并对平动齿轮传动机构连续运动条件及重合度方面进行了深入研究。场需求分析用于冶金、矿山、机械、机器人、航海、轻工、航空、军工、纺织、化工、建筑等部门，亦可与各类电机直接联接，作成伺服电机。课题研究目的及意义以及国内外现状分析及展望内平动齿轮减速器是一种新型的机械传动装置，它传动比大，机械效率高，结构简单，体积小，重量轻，能方便地与电机配套使用，避免了减速器体积比电机体积大的现象。该减速器是一种节能型的机械传动装置，具有国际先进水平。传动比可达到几千；机械效率大于 90%；运转平衡性好，承载能力大，使用寿命长，体积小，重量轻，约为相似产品的1/3 左右。题的主要内容及要求主要研究内容：提出由 3 根偏心轴作平动发生器的实用新型齿轮传动机构一分流型内平动齿轮传动，并推导其传动比的计算公式。分析发现，为平衡机构的惯性力，采用 2(或3)片平动齿轮时，设计啮合点相位差应取 180。 (120。 )；输入齿轮的齿数为 3 的倍数时，分流齿轮具有互换性；采用两片平动齿轮且内外齿轮齿数差为偶数时，平动齿轮具有互换性；采用 3 片平动齿轮且内齿轮齿数为 3 的倍数时，平动齿轮具有互换性。给出了啮合参数的编程计算方法。该新型传动具有承载能力强、传动比大 (17 300)、体积小、质量轻、无锡太湖学院学士学位论文 2 输入输出同轴线、加工安装简单等优点，有广泛的应用前景。平动式大传动比减速器 3 2 传动方案及拟定动啮合的定义和分类在齿轮传动中 ,一对相互啮合的齿轮 ,其中一个定轴转动 ,另一个做平动 , 称之为平动啮合 ,平动啮合主要分为两类 :内平动和外平动。平动齿轮传动工作原理内平动齿轮传动机构中 ,外齿轮在平动发生器的驱动下作平面运动 ,通过外齿轮与内齿轮齿廓间的啮合 ,驱动内齿轮作定轴减速转动 ,起到减速传动的作用。如图所示 ,图 2示为内平动齿轮机构工作原理图该机构的平动发生器为平行四边形机构齿轮 l 固接在平行四边形机构的连杆当曲柄它随同连杆作平面运动 ,并驱动内齿轮 2 作减速转动输出。图平动原理示意图动发生机构 3 点确定唯一的一个平面，为能够平稳地为平动齿轮提供动力，采用 3 个曲柄 2B，动平动齿轮作平动，如图 2示，曲柄长度 e 与内齿轮副的中心距相等， 0203 成 3 个平行四边形机构：轴输入时，另一轴会出现运动不确定现象时也能够有效地避免出现曲柄的运动不确定。无锡太湖学院学士学位论文 4 图动发生机构原理图设曲柄 02B 作为主动件，另两个曲柄为从动件，可当运动到图示位置时，如果去掉曲柄 01A，由机构学常识可知，此时曲柄 03C 处于运动不确定位置，但由于曲柄 01得此时曲柄 03C 的运动十分明确：因平行四边形机构口共线，曲柄 01A 作为从动件随曲柄 02B 逆时针运动，在平行四边形机构口，曲柄 013C 作逆时针运动。所以，此结构可避免出现曲柄运动方向的不确定现象。在由原理机构向实用机构转化时，可以用偏心轴实现曲柄的功能，因此，在实用的内平动齿轮传动机构中，可以采用 3 根偏心轴共同驱动平动外齿轮。流式内平动齿轮传动机构图给出了分流型内平动齿轮传动机构的结构简图，运动和转矩由输入轴输入，输入轴上固结输入齿轮 Z.，动 3 个分流齿轮过键与偏心轴固连， 3 根偏心轴共同驱动 2 片或 3 片外齿轮平面平行运动，平动外齿轮动与它相啮合的内齿轮出轴与结在一起，输出运动和转矩。图流型内平动齿轮传动结构由以上分析可知，在该传动结构中，功率流的传递路径为：输入功率经分流齿轮被分到 3 根偏心轴上， 3 根偏心轴共同驱动 2 片 (或 3 片 )平动齿轮做平动，平动齿轮共同驱动内齿轮输出功率片平动齿轮时功率流路径如图 4 所示。平动式大传动比减速器 5 图用 2片平动齿轮时功率流传递路径为优化各构件的受力状况，使 3 根偏心轴的回转中心位于一个正三角形的顶点 (输入齿轮上 3 个啮合点的相位角为 120)证传动的静平衡，减小振动，采用 2 片平动齿轮时，使 2 片平动齿轮的啮合相位差为 180，采用 3 片平动齿轮时，使 3 片平动齿轮的啮合相位差为 120。动比分析图平动传动比示意图输入齿轮 4间的传动比为： (1) 式中 z1 别为齿轮齿数。作平动的构件上各点绝对速度处处相等 ,所以平动构件上的点的绝对速度相等P 点是两啮合齿轮的速度瞬心 ,也是两啮合齿轮的绝对速度相等的重合点在齿轮 1 上的 p,由于齿轮 1 随同连杆起作平动 )(* 3433 齿轮 2 绕圆心口转动 ,故齿轮 2 上 P 点的速度为 442 * P 点为两齿轮的速度瞬心 ,故有：无锡太湖学院学士学位论文 6 12 V 即 44343 *)(* 得 )/()/(/ 3443444334 由上可知，增大够提高平动齿轮传动的传动比 17， 100。整个系统的总传动比为 : i=动式大传动比减速器 7 3 各主要部件选择及选择电动机部件的选择齿轮：分流齿轮选择圆柱斜齿轮平动部分齿轮选择内平动直圆柱齿轮轴承：支撑部分选择深沟球轴承内平动部分选择圆柱滚子轴承联轴器：弹性联轴器动机的选择通用的电动机为等三相交洗异步电动机，各类电动机的性能、使用说号及技术数据等见参考资料，选择电动机类型时，应使共性能与机器的工作状况大休相适应下列优点：构造简单、价格低廉、维护方便、可直接接于三相交流电，因此，在工业上应用最为广泛，设计时应考虑优先选用。工作机所需有效功率为 8柱齿轮传动 (7 级精度 )效率 (两对 )为 1 轴承传动效率 (四对 )为 2 性联轴器传动效率 (两个 )取 3 传动效率 4=动机输出有效功率： 2824321 查得型号闭式三相异步电动机参数如下：额定功率 1载转速 r/460r/载时效率 %=88% 满载时输出功率为 6 8 0 0 0 选用型号闭式三相异步电动机。无锡太湖学院学士学位论文 8 4 减速器的整体设计动比的分配由传动方案设计，拟定以下数据：内齿轮齿数 Z=80，外齿轮为齿数 Z=78，分流齿轮传动比为 i=2，总传动比 i=80. 设：从电动机到输出轴分别为 0 轴、 1 轴、 2 轴、 3 轴、 4 轴；对应于各轴的转速分别为、、、、；对应于 0 轴的输出功率和其余各轴的输入功率分别为、、、、；对应于 0 轴的输出转矩和其余名轴的输入转矩分别为、、、、；相邻两轴间的传动比分别为、、、；相邻两轴间的传动效率分别为、、、 . 表 4号电动机分流式内平动减速器工作机 O 轴 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴转速n(r/460 460 30 率P(1=2=3=4=8 转矩T(Nm) 1=2=3=4=轴联接联轴器齿轮齿轮联轴器传动比 i 5 传动效率 01=12=23=34=轮的设计计算流齿轮的设计计算（ 1）选用圆柱斜齿轮传动。（ 2）选用级精度。（ 3）材料选择小齿轮材料为（调质），硬度为，大齿轮材料为钢（调质），硬度为者材料硬度差为（ 4）选小齿轮齿数 1 30，大齿轮齿数 2 12 1 230=60,取初选螺旋角 14 按式（ 10算，即 3 21 )(12 （ 10 （ 5）确定公式内的各计算数值试选 6.1 平动式大传动比减速器 9 由图 10，选取区域系数 Z 由图 10查得计算小齿轮传递的转矩 41 由表 10选取齿宽系数 1d 由表 10查得材料的弹性影响系数 2/ 由图 10 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 001 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 502 由式 10计算应力循环次数 91 03 0 08(11 4 6 06060 hn N 由图 10查得接触疲劳强度寿命系数取失效概率为，安全系数为 S=1，由式 10得 M P 1l i M P 2l i M P 12/)4 9 55 2 8(2/)( 21 （ 6）计算试算小齿轮分度圆直径由计算公式得 41 计算圆周速度 t / 0060 100060 14605 1 3 11 计算齿宽及模数 hb 10 计算纵向重合度 a a 且已知使用系数 1根据，级精度，由图 10查得动载荷系数 K. 由表 10查得 bK 由图 10查得 1001 ，由表 10查得 K 故载荷系数式 10 得 3311 计算模数 o o 由式 10 32121c o 7）确定计算参数计算载荷系数，从图 10查得螺旋角影响系数 Y 计算当量齿数 o o o o 由表 10查得查取应力校正系数由表 10查得由图 10 查得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001 大齿轮的弯曲平动式大传动比减速器 11 疲劳强度极限 802 由图 10查得弯曲疲劳强度寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S 式 10得 M P 111 M P 222 计算大小齿轮的 222111 大齿轮的数据大 . （ 8）设计计算 n 4c o 24 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取可满足弯曲强度按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数 4c 取 281 Z ，则 5656282 2112 计算中心距 o )5628(c o ( 21 将中心距圆整为 87圆整后的中心距修正螺旋角 )5628(a r c c (a r c c 1 a n 因值改变不多，故参数、 K 、不必修正 . 计算大、小齿轮的分度圆直径 o o o o 无锡太湖学院学士学位论文 12 计算大、小齿轮的齿根圆直径计算齿轮宽度 d 585811 圆整后取 82 ； 61 t 7 2585 7 2 0 02211 K 100/3458 合适 . 动齿轮的设计计算（ 1）选用级精度 . （ 2）由表 10选择齿轮材料为钢（调质），硬度为选外齿轮齿数 781 Z ，内齿轮齿数 802 Z . 由设计计算公式 10 进行试算，即 3 211 )( （ 3）确定公式各计算数值试选载荷系数 3.1计算内齿轮传递的转矩 4 5/0选取齿宽系数 7.0d由表 10查得材料的弹性影响系数 2/ 由图 10 按齿面硬度查得内齿轮的接触疲劳强度极限 001 外齿轮的接触疲劳强度极限 502 由式 10计算应力循环次数 711 03 0 08( N 由图 10查得接触疲劳强度寿命系数取失效概率为，安全系数为 S=1，由式 10

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