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16张CAD高清图纸及说明书 行星 齿轮 减速器 设计 仿真 16 CAD 图纸 说明书

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内容简介：

南通职业大学 16 届毕业设计（论文）任务书编号：01学生姓名应存超所学专业数控技术 班 级数控课题名称行星齿轮减速器的设计与仿真工作内容（应完成的设计内容、论文内容）1、 零件三维造型设计；2、 3D打印出所设计的零件；3、 设计说明书；4、 外文资料翻译；5、 岗位实习报告。6、 行星齿轮减速器的仿真光盘工作要求（设计应达到的性能、指标，论文质量要求）1、 熟练使用CREO3.0软件进行零件的三维实体造型设计；2、 将设计出的零件通过增材制造的方法：3D打印出来；3、 实体零件的设计制造方法及说明；对3D打印的过去、现状及未来进行分析、研究；4、 编制设计说明书。主要参考资料1、 完全精通Pro/ENGINEER野火4.0综合教程 林清玄主编2、 Creo3.0从入门到精通 钟日铭主编3、 3D打印技术概论 史玉升主编4、 3D打印：从想象到现实 （美） 胡迪利普森 梅尔芭库曼 5、 3D打印：打印未来 中国机械工程学会主编 工作进度要求1、 熟悉零件、借阅资料（一周）2、 零件设计（一周）3、 零件打印制造设计（二周）4、 编制说明书、外文资料翻译（一周）5、 本学期末完成课题组其他成员指导教师（签名）彭淑华教研室主任（签名）部门批准（盖章）签发日期2016.11注：本任务书一式三份，由指导教师填写，教研室主任审核，系部批准后下发；学生、指导教师、系部各一份。Mineral product monorail reduction gear synopsisFirst:what is reducerReducer is a dynamic communication agencies, the use of gear speed converters, motor rotational speed reducer to the Rotary to be few, and have greater torque institutions. The reducer role 1) velocity at the same time increase the output torque, torque output ratio by motor output by slowdown, but the attention should be paid to exceed the rated torque reducer. 2) the speed at the same time reduce the inertia load, the inertia of deceleration than reduced to the square. We can look at the General Motors has a value of inertia. The type of reducer General helical gear reducer has reducer (including parallel shaft helical gear reducer, a worm reducer, bevel gear reducer, etc.), planetary gear reducer, Cycloid reducer, a worm reducer, a planetary friction CVT mechanical machines. Common reducer 1) worm reducer is the main characteristics of a reverse self-locking function, can be larger than a slowdown, input shaft and output shaft axis is not the same, nor in the same plane. But generally larger, transmission efficiency is not high, the accuracy is not high. 2) Harmonic Harmonic Drive reducer is controllable using flexible components to transfer elastic deformation and dynamic movement, not volume, high precision, but the disadvantage is that flexible wheel limited life, impatient shocks, rigidity and pieces of metal relatively poor. Not too high speed input. 3) planetary reducer its comparative advantage is compact structure, the return gap small, high precision, and have a long life span rated output torque can be done great. However, a price slightly expensive, the requirements of parts before assembly 1. Rolling cleaning with gasoline, kerosene other parts cleaning. All parts and Xiangbenna not allowed to have any impurities exist. Gear box and the inner wall (Worm), unprocessed surface has not been coated twice erosion-resistant oil paint, box has the outer surface coated primer and paint color (color requested by host). 2. Parts coated with a face wash after lubricants Second, the requirements of installation and adjustment 1. Rolling installation Rolling bearing inner ring should be installed at the shaft shoulder close to gap must not pass 0.05 mm thick Cypriot feet. 2. Bearing axial clearance of the clearance can not be adjusted bearings (such as deep groove ball bearings), axial clearance of 0.25 to 0.4 mm; the clearance adjustable bearing axial clearance numerical table. Click Tapered Roller Bearings axial clearance; angular contact ball bearing axial clearance 3. Gear (Worm) meshing tooth space available Cypriot side foot of lead or pressure. Will be lead wire on the alveolar, and then turning gear and squash lead wire, measuring two teeth side was crushed lead wire thickness and the size of which is adjacent teeth. 4. Tooth contact dot cylinder gear tooth contact Dot 2-10-4; bevel gear tooth contact Dot 2-11-4; Gearing contact Dot 2-12-4 Third, seal requirements 1. Box partition between the surface does not allow any pads filled, but can be coated or water glass sealant to ensure that the seal; 2. Assembly, the bolt tightening box, before using 0.05 mm Cypriot-foot inspection Covers Block with me and between the sealing surface; 3. Shaft seal should stretch to smear grease. The seal should be installed in strict accordance with the requirements Forth, lubrication requirements 1. Rationally determine the types of lubricants and greases and grades 2. Bearing lubrication fat, grease filled in the general Fatliquor space can be 1 / 2 to 2 / 3. 3. Lubricants should be regularly replaced, the new reducer used for the first time, the operation of oil-7 14 days, according to the situation can be after every 3 to 6 months for first oil. Fifth, the test requirements 1. Empty operation: at rated speed is, anti-running 1 to 2 hours; 2. Load test: at rated speed, rated load operation, the oil temperature balance to date. On the gear reducer, requested the pool temperature is not more than 35 oC, bearing temperature rise no more than 40 oC; the worm reducer, requested the pool temperature not more than 60 oC, bearing temperature of not more than 50 oC; 3. Entire testing process for the smooth operation, noise, not loosening the fixed link, sealed, not with the Sixth, packaging and transportation requirements 1. Protruding shaft and its annex should Oiler packaging; 2. Handling, lifting may not use screw rings and lug all of the above technical requirements are not necessarily listed, and sometimes also by other projects, mainly by the specific design requirements. Seventh. Technical requirements 1. Assembly, all parts cleaning with kerosene, gasoline Rolling cleansing, while the existence of any debris. Oil is not painted wall corrosion coatings twice; 2. Backlash with lead wire mesh test of not less than 0.16 mm, lead wire Backlash may not exceed the smallest of the four times; 3. Used Tu-color dot test. Tooth high point of contact by not less than 40% of contact spots on teeth not less than 50 per cent. Can be used when necessary, grinding or scraping after grinding to improve contacts; 4. Bearing axial clearance should be adjusted: 40 0.05 - 0.1 mm, 55 0.08 - 0.15 mm; 5. Test reducer subdivision surface, the contact surface and seal, oil spills are not allowed. Split-Tu allowed to paint or water glass seal and allow the use of any filler; 6. Engine lubricants to the contents N100 provisions height;一、 什么是减速器减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。1、减速器的作用 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 2） 减速同時降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。2、减速器的种类 一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。3、常见减速器 1） 蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 2） 谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。 3） 行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵一、对装配前零件的要求 ：1.滚动轴承用汽油清洗，其他零件用煤油清洗。所有零件和箱体内不许有任何杂质存在。箱体内壁和齿轮（蜗轮）等未加工表面先后涂两次不被机油侵蚀的耐油漆，箱体外表面先后涂底漆和颜色油漆（按主机要求配色）。 2.零件配合面洗净后涂以润滑油二、安装和调整的要求 1.滚动轴承的安装滚动轴承安装时轴承内圈应紧贴轴肩，要求缝隙不得通过0.05mm 厚的塞尺。 2.轴承轴向游隙对游隙不可调整的轴承（如深沟球轴承），其轴向游隙为0.250.4mm；对游隙可调整的轴承轴向游隙数值见表。点击查看圆锥滚子轴承轴向游隙；角接触球轴承轴向游隙 3.齿轮（蜗轮）啮合的齿侧间隙可用塞尺或压铅法。即将铅丝放在齿槽上，然后转动齿轮而压扁铅丝，测量两齿侧被压扁铅丝厚度之和即为齿侧的大小。 4.齿面接触斑点圆柱齿轮齿面接触斑点2-10-4；圆锥齿轮齿面接触斑点2-11-4；蜗杆传动接触斑点2-12-4 三、密封要求 1.箱体剖分面之间不允许填任何垫片，但可以涂密封胶或水玻璃以保证密封； 2.装配时，在拧紧箱体螺栓前，应使用0.05mm的塞尺检查箱盖和箱座结合面之间的密封性； 3.轴伸密封处应涂以润滑脂。各密封装置应严格按要求安装四、润滑要求 1.合理确定润滑油和润滑脂类型和牌号 2.轴承脂润滑时，润滑脂的填充量一般为可加脂空间的1/22/3。 3.润滑油应定期更换，新减速器第一次使用时，运转714天后换油，以后可以根据情况每隔36个月换一次油。五、试验要求 1.空载运转：在额定转速下正、反运转12小时； 2.负荷试验：在额定转速、额定负荷下运转，至油温平衡为止。对齿轮减速器，要求油池温升不超过35oC,轴承温升不超过40oC；对蜗杆减速器，要求油池温升不超过60oC,轴承温升不超过50oC； 3.全部试验过程中，要求运转平稳，噪声小，联接固定处不松动，各密封、结合处不 六、包装和运输要求 1.外伸轴及其附件应涂油包装； 2.搬运、起吊时不得使用吊环螺钉及吊耳以上技术要求不一定全部列出，有时还需另增项目，主要由设计的具体要求而定。七、技术要求 1.装配前，所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，不许有任何杂物存在。内壁涂上不被机油腐蚀的涂料两次； 2.啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm，铅丝不得大于最小侧隙的4倍； 3.用涂色法检验斑点。按齿高接触点不小于40%；按齿长接触斑点不小于50%。必要时可用研磨或刮后研磨以便改善接触情况； 4.应调整轴承轴向间隙：40为0.05-0.1mm,55为0.08-0.15mm; 5.检验减速器剖分面、各接触面及密封处，均不许漏油。剖分面允许涂以密封油漆或水玻璃，不允许使用任何填料； 6.机座内装N100润滑油至规定高度。“中国知网”大学生论文检测系统- 1 - 文本复制检测报告单(全文标明引文) ADBD2017R_2017041416225220170417205745425080055953 检测时间：2017-04-17 20:57:45检测文献:行星齿轮减速器 作者:应存超检测范围:中国学术期刊网络出版总库中国博士学位论文全文数据库/中国优秀硕士学位论文全文数据库中国重要会议论文全文数据库中国重要报纸全文数据库中国专利全文数据库大学生论文联合比对库互联网资源(包含贴吧等论坛资源)英文数据库(涵盖期刊、博硕、会议的英文数据以及德国Springer、英国Taylor&Francis 期刊数据库等)港澳台学术文献库优先出版文献库互联网文档资源图书资源CNKI大成编客-原创作品库个人比对库时间范围:1900-01-01至2017-04-17检测结果总文字复制比：1.9% 跨语言检测结果：0%去除引用文献复制比：1.9% 去除本人已发表文献复制比：1.9%单篇最大文字复制比：0.7% 重复字数： 259 总字数： 13550单篇最大重复字数： 95 总段落数： 2 前部重合字数：73疑似段落最大重合字数：259 疑似段落数：1 后部重合字数：186疑似段落最小重合字数：259指 标：疑似剽窃观点 疑似剽窃文字表述 疑似自我剽窃 疑似整体剽窃 过度引用 表格： 1 脚注与尾注：0 2.5%（259） 行星齿轮减速器_第1部分（总10347字） 0%（0） 行星齿轮减速器_第2部分（总3203字） （注释： 无问题部分 文字复制比部分 引用部分）1. 行星齿轮减速器_第1部分总字数：10347相似文献列表 文字复制比：2.5%(259) 疑似剽窃观点：(0)107-2012071625-杨若愚0.9%（95） 杨若愚 - 大学生论文联合比对库- 2016-06-23是否引证：否2201605232123199641_杨若愚_轿车金属带式无级变速器结构设计0.9%（95） 杨若愚 - 大学生论文联合比对库- 2016-05-23是否引证：否3090427_刘芳_关节式码垛机器人结构设计_提交毕业设计说明书或论文定稿_13703910217770.8%（87） 刘芳 - 大学生论文联合比对库- 2013-06-07是否引证：否42510120208_郑嘉亮_履带式起重机转向结构的设计0.8%（79） 郑嘉亮 - 大学生论文联合比对库- 2016-05-13是否引证：否5NGW一级行星齿轮减速机0.7%（74）“中国知网”大学生论文检测系统- 2 - 徐渭 - 大学生论文联合比对库- 2014-05-29是否引证：否6机械设计试题 (3) - 豆丁网0.3%（35） - 互联网文档资源（）- 2015是否引证：否741081024_张重阳_机械工程及自动化_玉米收割机传动系统设计 (2)0.3%（35） 张重阳 - 大学生论文联合比对库- 2012-06-04是否引证：否8机械设计-简答题0.3%（32） - 互联网文档资源（http:/wenku.baidu.c）- 2016是否引证：否 原文内容 南通职业大学 毕业设计（论文） 课题： 行星齿轮减速器的设计与仿真 院部机械工程系 专业数控技术 班级数控141 姓名应存超 指导教师彭淑华 完成日期 2016.12.7 摘要 本课题研究是的如何设计一个不同于传统定轴传动的行星齿轮传动的减速器，因为它比常规定轴传动的减速器相比，能更加精确的传动，获得更加高效的传动效率。设计后的行星减速器与常规的定轴传动的减速器相比，它拥有更加大的减速比，同时也能占用较小的占地面积，这为每一个对减速器对那些既要求能获得较高的传动比，又能节省空间面积的厂家提供了另一种选择。 本文主要应用了工程力学和机械原理的相关知识，对行星齿轮进行计算，利用Creo软件对所设计的减速器进行机构运动仿真。分析所设计的行星齿轮减速器在实际应用当中是否能符合预期的要求。本文主要分为三部分，第一部分是应用机械原理对行星齿轮进行相关的设计与校核，第二部分则是利用Creo软件进行机构的运动仿真，第三部分是制作部分，利用3D打印机将所制作的行星齿轮减速器进行打印制作。 机械原理部分主要应用了变位齿轮的角度变位和相关系数的计算，使得所设计的行星齿轮减速器能够在实际生活中能够被正确的安装。以下是满足正确安装的三个条件：1.同心条件；2.邻接条件；3.安装条件。只要满足了以上几点，便能对变位齿轮进行正确的安装，并且能够使齿轮进行正确的啮合，避免根切，提高齿轮的传动效率。 软件部分主要应用了Creo软件，进行三维建模，将所有零件进行组装，然后在软件当中进行仿真，在模拟环境中的状况尽量靠近真实的实际情况下，观察所设计的行星齿轮减速器是否满足预期要求。如果不满足要求，便对行星齿轮减速器进行适当的调整，使得行星齿轮减速器的制造成本既能降到买家能够接受的程度，又不会降低行星齿轮减速器的相关性能呢。 建模部分是利用3D打印机将制作的减速器进行增料打印，这不同于传统的切削减材料的加工方式。将所打印的模型进行装配，进一步观察在设计过程中，结构设计的是否合理，是否能在最大程度上减轻工人的劳动强度。 所制作的行星齿轮减速器主要是有以下几个部分组成：3个中心轮，3个行星轮和1个行星架组成，其运动的规律犹如地球在自转的同时，还能绕着太阳公转那样，行星齿轮既能和输入中心轮进行啮合自转，又能在中心轮所设定的轨道内沿着输入中心轮进行公转。不过与地球的公转和自转不同的是，行星齿轮还能带动输出中心齿轮进行旋转，以达到速度的输出的目的。在软件当中，我们主要是通过观察输入轴与输出轴的转速的快慢，来观察是否达到了减速器的现象，然后对根据软件进行相关的设定，令输出的转速显示在窗口当中，比较减速器是否达到了所需要的速度。 关键词：行星齿轮减速器，Creo，变位齿轮，3D打印 Abstract The research of subject is to desgin planetary gear reducer which has more effective property than common fixed spindletransmission reducer, such as accurate transmission and higher transmission efficiency. Compared with traditionaltransmission reducer, the planetary gear reducer doesnt only have little floor area, but also have extensive reduction ratio.There is a alternative choice for merchants who want to use little money to get superior quality goods. This thesis applies much knowledge about engineering mechanics and Theory of Machines and Mechanisms into workingprocess. Besides this, I also make the most of software named Creo to do mechanism simulation which can provide flash forpeople to make them understand this production how to work and lets us analyze the data from simulation. It is helpful for usto figure out that the reducer has been obtained or not in fact. This thesis consists of three parts, including: Theory ofMachines and Mechanisms, software named Creo used in mechanism simulation and production part where we usetechnology of 3D print which can print the planetary gear reducer. The theory of Machines and Mechanisms mainly uses angle modification and computing of correlation coefficient of profile“中国知网”大学生论文检测系统- 3 -shifted gear making gear assembled correctly. There are there requirements about how to assemble planetary gears: First,equal distance condition; Second, the adjacent condition; and the last, installation condition. If those requirements are met,the gear will be avoided from undercutting and booted transmission efficiency. The part of software is application of Creo. I use it to construct 3D Modeling and assemble all parts. Then we start to domechanism simulation and set up condition related to reality. If work condition isnt accorded with reality, the reducer will beadjusted to a balance point that the reducer isnt only care to many merchants, but also dont reduce the requirements ofplanetary gear. The 3D print, that is different from traditional production, belongs to the third part. To get the product, it increases materialin production process. Then we will assemble those parts and observe whether the structure of the products assembled isreasonable, and it can reduce the labor intensity at utmost. Planetary gear reducers consist of three centre gears, one planetary gear and one planet carrier. Like the earth goingaround the sun, the planetary gears go around one center and at the same time, the planetary gear also makes planetcarrier rotation. The condition of deceleration will be observed by spindle speed compared with output speed. Then data onthe screen will be compared with the requirement of data. We could judge the reducer is up to standard or not. Key word: planetary gear reducer, Creo, shifted gear，3D print 目录 一、引言 5 二、 减速器的选用形式 6 2.1 减速器设计要求 6 2.2要求分析 6 2.3 机构运动简图 6 三、减速器的参数计算 7 3.1 配齿及传动比计算 7 3.2 计算齿轮的模数 8 3.3 计算齿轮啮合时的参数 9 3.4 行星齿轮所有重要参数 12 3.5 校核装配参数 14 3.7 计算传动效率 15 3.8 齿轮的校核 16 四、轴的材料选用及其结构分析 16 4.1 太阳轮所在轴 17 4.2 行星轴 17 4.3 输出轮轴的结构设计 18 五、轴的校核 18 5.1 太阳轮所在轴 18 5.2 行星齿轮所在轴 20 5.3 输出轴的受力分析 24 六、轴承的选用与校核 25 6.1 太阳轮所在轴的轴承校核 25 6.2 行星轮所在轴的轴承校核 25 6.3 输出轴所在轴的轴承校核 26 七、CREO软件的三维设计及仿真分析 26 7.1 零件三维图的绘制 26 7.2 机构的装配 29 八、3D打印 34 九、结论 41 十、参考文献 42 一、引言 本论文主要目的是：如何制作一个行星齿轮减速器，并进行仿真模拟，最后利用3D打印技术将理论上的模型打印成机械零件。之所以要制作行星齿轮减速器，是因为课上我们所学习的基本上都是定轴传动的齿轮减速器，然而现在社会上许多的大功率，大转矩的电动机基本上是利用行星齿轮变速器，而本文的行星齿轮减速器作为其中的一种，是为了让我们更好地理解行星“中国知网”大学生论文检测系统- 4 -变速器的减速原理，从而能够更好地理解市面上变速器的变速原理。这也是为了适应机械发展的潮流，为了让我们知道，怎么把所学习的基础知识能够更好地应用在我们不知道的新生事物上，从而改变我们认为老师教的知识都是些落后的知识，没有必要花太大的功夫去深究这些知识。然后，利用我们所学的软件进行仿真模拟，让我们发现我们所制作的行星齿轮减速器在实际装配和运行中发生哪些问题，然后装配和仿真过程中所出现的问题，进行修改，令我们制作的行星齿轮减速器更能适用于实际。 最后，利用时下最火热的3D打印技术打印出我们的理论模型。这样能更加直观的观察出我们所制作的零件在理论上正确的装配过程中，还有哪些不人性化的设计会加大装配难度，从而能更加的让我们继续去优化自己的模型，让所制作的模型能收到更多人的喜欢。此外，使用3D打印技术，能让我们知道3D打印的原理。在未来，这让我们会在3D打印成为主流的过程中占有更大的优势，占有更大的主动权，让我们更好地走在时代前面，在现有的3D打印技术上开拓出目前还不为人知的领域。 二、 减速器的选用形式 2.1 减速器设计要求 试为一卷筒直径为4.5m的卷扬机设计减速器，高速轴通过与联轴器与电动机连接。目前只知道电动机功率，输入轴输入的转速，减速比，容许的传动比误差，短时间间断工作方式，天天工作，寿命维持10年，且要求布局结构紧凑，外形尺寸较小和工作效率较高。 2.2要求分析 减速器的设计可以采用两种结构来设计，第一种是采用定轴传动的方法，让每个齿轮绕着自己的旋转中心旋转，并且每个旋转中心采用并联的方式进行连接。第二种是采用行星式传动，这种减速器，一般是由三个基本构件（中心轮，行星轮和行星架）组成。因其行星轮的运动方式类似于地球绕着太阳运动的方式，自身绕着中心轴转动，中心轴又绕着其它齿轮的中心轴圆周运动，而得名为行星齿轮减速器。 题目中要求传动结构紧凑，轮廓尺寸较小和传动效率较高，并且传动比。传统圆柱齿轮减速器的传动比（这里以圆柱齿轮二级减速为例） ，如果我采用定轴传动的方法来设计减速器，必然要增加齿轮的个数，扩大减速器的箱体尺寸，占用较大的空间。这显然不是太符合题目要求，所以我采用第二种方式：行星式传动。利用这个方法来设计减速器，因为行星齿轮减速器中内置的行星个数可以是多个，能够有效的减小从高速轴传动到行星轴的扭矩，在一定程度上能够有效地防止硬质齿轮之间因为齿根弯曲的疲劳强度过大而导致齿根断裂的现象出现。 2.3 机构运动简图 行星齿轮减速器的结构形式有多个，但是我们采用NGWN的形式。因为NGWN型的行星齿轮减速器的减速比 ，短时间工作，并且传动效率，布局紧凑，建造安装较3Z（I）型容易；用于短时间间断工作的传动最合理。 机构运动简图如下所示： 输出输入 图2-1 机构运动简图 三、减速器的参数计算 3.1 配齿及传动比计算 由于没有设计经验，我们查找相关书籍的表格，根据传动比的差值来确定中心轮的齿数，查得我们的中心轮a（太阳轮，为了行文方便，下述太阳轮均指中心轮a）的齿数，根据题目要求，减小减速器的轮廓尺寸，行星轮个数。根据以下公式 ： 如果是偶数的话，则行星齿轮 如果是奇数的话，则行星齿轮 计算得出： 再按下面的传动比计算公式： 计算得出： 所以，其传动比误差，制定的齿轮齿数合格。 3.2 计算齿轮的模数 根据相关教材可以知道，齿轮的磨损方式有齿面点蚀和齿根弯曲断裂。在这，我考虑到由于是短期间断工作方式，为了及时发现减速器出现的故障，减少因为传动比下降不明显的原因而导致的经济损失，因此选用硬度较大的金属来作为行星齿轮的毛坯。查找机械设计手册得到的金属材料及相关的齿轮参数如下表所示： 齿轮种类齿数材料加工方法硬度 太阳轮 21 20CrMnTi 渗碳淬火回火 56-62HBS 1500MPa 850MPa 行星轮c 31 中心轮b 81 中心轮c 84 表3-1 选用的金属材料属性 由于选用的都是硬质合金，其硬度都比较大，所以按照机械原理的要求，按照齿根弯曲疲劳强度设计，按照齿面接触疲劳强度校核。在此，根据相关公式： 上式中： -计算系数，关于直齿轮增减速时=12.1“中国知网”大学生论文检测系统- 5 - 根据机械设计手册，查找相关参数可以知道：, 。 同时，计算式中的转矩，按照行星齿轮的转矩来计算。因为行星齿轮不仅要自己绕着轴线进行自转，还要沿着太阳轮的轴线进行公转，也就是说，对于高速轴上的太阳轮来说，行星齿轮虽然扭矩承受的小了点，但是其转速依然相当快，而且，在我们所设计的NGWN形式中，三个行星轮要同时和一个中心齿轮相互啮合，所以相对于其它齿轮来说，行星轮受损的概率相对较高。 综上所述，行星轮的转矩 将上面查找和计算得出的值带入（3.7）式当中，可以得到，翻阅机械设计手册，可以得到标准的模数值m=2.5 3.3 计算齿轮啮合时的参数 考虑到减速器在工作中，行星齿轮与三个中心轮相互啮合，我们不妨把这三个齿轮副分别叫做a-c齿轮副，b-c齿轮副，e-c齿轮副。安装时，三个齿轮的中心距要相等，才能实现齿轮安装和啮合。所以，下面计算三个齿轮的中心距： 由上式结算结果明显知道，三个齿轮副的中心距不相等，并且要想正确运行行星齿轮，还必须满足其他三个条件：同心条件，邻接条件和安装条件。 由于邻接条件与行星齿轮的个数有关，我们采用一般的行星轮个数，应满足如下条件 ： （3.8） 将所设计的相关参数带入上式进行验算： 上式中：-指行星轮的齿顶圆直径 所以，经计算发现，所设计的减速器满足邻接条件。 然后就是同心条件，对于NGWN的行星齿轮来说，同心条件就要满足三个齿轮副的中心距要相等，通过前面计算，发现设计的齿轮并不满足这个条件。最后是安装条件，要满足以下关系式： （3.9） 上式中：N,C均为正整数； 经过计算，发现所设计的减速器也不满足这个条件，所以我们要对齿轮副进行调整。而调整的方法又有两个，分别是：高度变位和角度变位。虽然高度变位能够改善齿轮副的啮合条件和能使其正确安装，但是高度变位又有一定的限制。所以，我们考虑进行角度变位。 此时，发现所设计的减速器的中心距满足关系式： 所以，根据有关书籍，我们令变位中心距作为个齿轮副的变位中心值。然后，根据公式： 分别计算出各参数，现将所有结果整理于下表： 齿轮副a-c齿轮副b-c齿轮副e-c 中心距变动系数y 0.5 1.25 0 啮合角 变位系数和 0.53365 1.78133 0 齿顶高变动系数 0.03365 0.53133 0 表3-2 行星齿轮啮合时的参数 由于知道齿轮副之间的变位系数和没有办法对单个齿轮进行角度变位，接下来，计算单个齿轮的变位系数的计算： 太阳轮的变位系数计算 在齿轮副a-c中，齿轮均为直齿轮，所以齿顶高系数,压力角按标准值计算，避免根切的最小的变位系数可按照公式： （3.14） 其中：17是避免根切的最小齿数； 接下来，按照公式 （3.15） 计算出太阳轮的变位系数：. 然后再根据公式： （3.16） 其中：是大齿轮，是小齿轮； 外啮合用“-”，内啮合用“+”； 可以计算出:； 中心轮b的变位系数计算 由公式（2.16）可以计算得出: 输出内齿轮e的变位系数计算 由公式（3.16）可以计算得出: 3.4 行星齿轮所有重要参数 /mm“中国知网”大学生论文检测系统- 6 - 类型公式 a-c b-c e-c 变位系数 分度圆直径 基圆直径 节圆直径 齿顶圆直径外啮合 内啮合 齿根圆直径外啮合 内啮合 表3-3 行星齿轮各重要参数表 关于内齿轮的加工，一般采用插齿刀加工。现在，要计算表格中没有公式的 假设使用一把模数，插齿刀齿数，齿顶高系数,变位系数的插齿刀来加工所设计的内齿轮。根据公式： （3.17） 其中：-插齿刀齿顶圆直径 -插齿刀与被加工内齿轮中心距 可以按照下面的公式来计算插齿刀的齿顶圆直径： （3.18） 可以解得出 下面进行两个内齿轮副b-c和e-c的相关计算： b-c 中内齿轮的齿根圆直径计算 根据公式： （3.19） 式子中：inv表示反函数； 表示压力角 将已知数据带入公式（3.19）中，可以计算出. 查表可得 加工中心距为 接着，按照公式（2.17）计算齿根圆直径： e-c中内齿轮的齿根圆直径计算（： 查表可得 加工中心距为 接着，按照公式（2.17）计算齿根圆直径： 3.5 校核装配参数 所设计的行星齿轮已经按照角変位的要求进行了重新的设计，现在进行校核，计算变位后的齿轮是否满足行星齿轮的安装要求。 同心条件： 根据如下公式进行验算： （3.20） 将所设计的相关参数代入上式： 满足同心安装条件。 邻接条件： 邻接条件的验算，按照公式（2.8）进行验算： 发现满足行星齿轮的邻接条件。 安装条件： 按照公式（3.9）进行验算： 发现，满足安装条件。 综上，发现所设计的行星齿轮满足装配有关参数。 3.6 精度的确定 根据相关材料，查找齿轮传动精度等级的选择及应用，再根据题目要求，传动比，在高速、重载下工作的齿轮传动，是高速减速器中的齿轮，将其定为6级精度。 3.7 计算传动效率 根据相关书籍查询，发现因为 ，所以根据公式：“中国知网”大学生论文检测系统- 7 - （3.21） 其中：-系数， -啮合损失系数，其计算： （3.22） （3.23） 上式中：-啮合摩擦系数。一般； “”用于外啮合，“”用于内啮合。 将所设计的行星齿轮相关参数代入： 该传动效率与一般的齿轮传动差不多，也能满足短期间断工作方式的要求。 3.8 齿轮的校核 前面是按照齿轮齿根容易断裂的齿根弯曲疲劳强度设计，所以，也要按照齿轮的齿面容易胶合的齿面接触疲劳强度进行校核。计算时，我们选用高速轴的齿轮副。即a-c齿轮副进行计算，因为这部分传递的扭矩最大，转速最快。，只要这部分校验合格，下面的计算全部合格。计算如下： 因为有三个行星轮，我只是对一个行星轮和太阳轮进行校核，所以传递的扭矩为太阳轮传递扭矩的的. 不难发现：。 所以，设计的行星齿轮符合要求。 四、轴的材料选用及其结构分析 根据机械设计手册的相关标准，制定轴的材料。下面是选用的轴的材料的表格; 原料热处理毛坯直径/mm 硬度(HBS) 强度极限 (MPa) 屈服极限 (MPa) 弯曲疲劳极限(MPa) 高速轴 40Cr 调质750 550 350 行星轴 40Cr 调质750 550 350 输出轴 40Cr 调质750 550 350 表4.1 选用轴的原料及其需要的力学性能 选用完轴的原料之后，接下来根据相关书籍 ，开始对轴的结构进行设计并且进行力学计算： 4.1 太阳轮所在轴 太阳轮所在轴的结构设计图如下： 图4.1 太阳轮所在轴的结构设计图 将其做成齿轮轴的形式，是因为要减少占用的体积和避免不必要的安装麻烦。因为行星齿轮的安装和维护费用都比一般的定轴传动的齿轮麻烦，所以，这里采用齿轮轴的形式。其次，在齿轮的两边打上圆角，是为了防止因齿轮轴转动而引起在齿轮两边引起的应力集中，（在画轴的力矩分析图中会发现这些地方的力矩发生突变）在轴承安装的地方打圆角也是这个原因。轴的左边再降下一个阶梯，原因是为了让安装人员好安装轴承，右边打倒角也是这个原因，并且也是为了能够让高速轴固定而采取的措施。 4.2 行星轴 首先，我们知道 所以： 行星轮所在轴的结构设计图如下： 图4.2 行星轮所在轴的结构设计图 放轴承的定位轴肩出打圆角是为了防止因应力集中而导致轴的失效，定位齿轮的定位轴肩两边打上圆角,也是为了防止因为应力集中而导致的轴的失效。有一段轴肩的高速比较小是因为要考虑到选用的套筒要能够挡住轴承的内齿圈，不能没过内齿圈，否则就因为内齿圈的全部没有，而导致轴承不好拆卸，只能更换新的轴承。无形之中增加了一定的经济损失，还可能会在拆卸轴承的过程中，对轴产生伤害。 4.3 输出轮轴的结构设计 因为输出轴和内齿轮e做成一个整体，所以力矩即为内齿轮e所承受的力矩，不难发现，在不考虑力矩损失的情况下，内齿轮e所承受的力矩是单个行星齿轮的三倍。 所以： 为了使输出齿轮的转矩得以输出，我在输出轴开一个键槽，所以，计算结果要增大5有以下结果： 内齿轮e所在轴的结构设计图如下： 图4.3 内齿轮e所在轴的结构设计图 有轴承处打圆角的均是为了防止应力集中而导致轴的失效。其次，在输出轮e的中间开了一个孔的目的是放置输出轴，因为根据相关书籍查得，要避免直径较大的轴与直径较小的轴连接，所以采取了在内齿轮e处开一个孔，通过键连接来传递扭矩。 五、轴的校核 轴的结构设计完以后，接下来就是各个轴进行校核，计算出每个轴的结果是否满足实际要求。“中国知网”大学生论文检测系统- 8 - 5.1 太阳轮所在轴 受力分析图如下所示： 水平面铅垂面56510.085水平面弯矩图20567.88铅垂面弯矩图60136.74合成弯矩图159150扭矩图159150170132.7460136.74acdabbcdabcdabcdabcd当量弯矩图 图4.4 太阳轮所在轴受力分析图 太阳轮所受的力计算式如下所示： 根据水平面受力分析图可得方程： 解得： 所以： 同理可得，垂直面的弯矩值为： 合成弯矩为： 力矩 危险截面当量弯矩为： 5.2 行星齿轮所在轴 受力分析图如下所示： 水平面铅垂面水平面弯矩图铅垂面弯矩图合成弯矩图扭矩图acdabbcdabcdabcd 33912.1306当量弯矩图13263.7807510611.024661539.94813-16197.734848074.857260093.571536315.3165-37581.9000849231.95751-110685.3675738661.7393836564.88675bcd61539.94813-37581.9000849231.9575138661.73938a 图4.5 行星齿轮所在轴的受力分析图 根据以下公式，可以得到行星轴相关数据： （4.1） （4.2） 我们不难计算出： 同时根据受力分析图，我们不难计算出各未知力： 解得： 根据工程力学相关知识，即可得出铅垂面相关结果： 同理可得水平面的弯矩图： 根据弯矩图可以得到危险截面的当量弯矩： 5.3 输出轴的受力分析 受力分析图如下所示： 水平面铅垂面扭矩图abc212200abcabcabcabc1369032.25498286.6751456893.5829441472266.19047212200水平面铅垂面合成弯矩图当量弯矩图 图4.6 输出轴的受力分析图 易见： 危险截面的当量弯矩： 六、轴承的选用与校核 由于已经对轴的最小直径进行了计算，我们把最小直径进行元整。 指 标 疑似剽窃文字表述-1.设计的行星齿轮减速器是否满足预期要求。如果不满足要求，便对行星齿轮减速器进行适当的调整，2.齿轮的校核前面是按照齿轮齿根容易断裂的齿根弯曲疲劳强度设计，所以，也要按照齿轮的齿面容易胶合的齿面接触疲劳强度进行校核。计算时，2. 行星齿轮减速器_第2部分总字数：3203相似文献列表 文字复制比：0%(0) 疑似剽窃观点：(0) 原文内容 将其作为两端装轴承的直径，于是，便可以选择国标代号为6304和6306的深沟球轴承。现对轴承进行校核，计算选择的轴承是否符合要求。“中国知网”大学生论文检测系统- 9 - 6.1 太阳轮所在轴的轴承校核 前面计算已知：. 根据 ，查阅相关表格，使用插值法可得：。因为：，所以，X=1，Y=0。 当量动载荷 6.2 行星轮所在轴的轴承校核 前面计算已知：. 根据查阅相关表格，使用插值法可得：。因为：，所以，X=1，Y=0。 当量动载荷 6.3 输出轴所在轴的轴承校核 前面计算已知：. 根据查阅相关表格，使用插值法可得：。因为：，所以，X=1，Y=0。 当量动载荷 七、CREO软件的三维设计及仿真分析 7.1 零件三维图的绘制 首先，打开Creo3.0软件，进入欢迎界面。 接着，点击工具栏中的新建选项，勾选零件，实体选项。零件名称创建为xingxingchilunzhou，取消使用默认模板选项，在随后弹出的对话框中选择mns_part_solid，如图7.1所示： 图7.1 勾选mns_part_solid选项 然后进入三维绘图准备页面。这里以行星齿轮轴的创建为例，进行绘制。 选择上方工具栏中的旋转按钮，进入旋转截面。点击放置，草绘。在弹出来的对话框中，基准平面选择TOP平面，参考平面选择RIGHT平面，方向选择向上。设置完成后，点击确定。如图7.2所示： 图 7.2 草绘设置 在接下来的三维平面中点击按钮，进入草绘二维截面。在二维界面中绘制如下图7.3所示的草绘图形： 图7.3 行星齿轮轴的二维草绘图形 绘制完成后，点击工具栏中的确定按钮，退出草绘。（这里旋转草绘一定要保证只有一个旋转轴和一个封闭图形！） 然后在中填入360。保证绘制的二维草图按照右手螺旋的规则，绕着旋转轴旋转360形成一个轴。 最后得到如下图7.4所示的三维立体图形： 图7.4 行星齿轮轴三维实体图 7.2 机构的装配 点击新建按钮，选择装配，设计选项。下方名称栏填写zhuangpei。取消默认模板，在随后的对话框中选择mns_asm_design选项。如图7.5所示： 图 7.5勾选mns_asm_design选项 进入装配界面。然后点击工具栏中的组装按钮，在随后的对话框中找到已经设计好的各个零件的三维实体图。这里主要介绍怎么装配行星齿轮。 第一步：在点击组装按钮之后弹出的对话框中点击机箱齿轮b文件，进入装配的自由度限制界面，所有自由度限制选项的设置按照下图7.6所示： 图 7.6 机箱齿轮b的自由度限制选项设置 第二步：重复第一步，选择行星架的三维图文件，自由度限制选项选择销钉连接，在放置选项卡中的轴对齐使行星架的轴线与机箱齿轮b的轴线重合，平移选项选定两个平面的距离，距离数值按照二维装配图确定，步骤按下图7.7与图7.8所示; 图 7.7 行星架自由限制类型 图 7.8 行星架销钉自由度限制设定 第三步：重复第二步，选择太阳齿轮轴的三维零件图进行装配设置。 第四步：重复第二步，选择行星齿轮的三维零件图进行装配设置。 第五步：重复第二步，选择输出齿轮的三维零件图进行装配设置。 第六步：选择菜单栏中的应用程序，点击机构。 第七步：点击齿轮，将需要啮合的齿轮进行齿轮副连接，步骤如下图7.9所示： 图 7.9 齿轮副连接设置 其中：pitch circle为节圆直径。Gear1为主动齿轮，Gear2为从动齿轮。 第八步：重复第七步，将所有齿轮的齿轮副完成定义。 第九步：点击拖动元件按钮，尝试转动太阳齿轮轴，发现机构开始运动。 以下是通过相关书籍的查阅， 利用Creo软件中进行运动仿真与分析的最终结果： 图7.1 装配后的视图“中国知网”大学生论文检测系统- 10 - 图7.2 三维模拟结果 装配后，机构的运动结果分别是：输入转速1800 r/min和输出转速13.2354208408r/min .我们不妨令太阳轮的转速为 ，输出轮的转速为. 计算传动误差说明符合我们的要求。 所以，设计的行星齿轮减速器合格。 八、3D打印 3D打印突破传统通过去除材料，获得特定形状的零件的方法，使用增加材料的方法，来获得特定形状的零件。这里打印太阳齿轮轴为例，介绍3D打印技术。 首先，我们将已经做好的太阳轴文件在Creo3.0中打开，点击菜单栏中的文件选项，选择另存为，格式类型选择stl类型。 然后通过存储移动设备，将其转移到与3D打印相连的计算机上，利用3D打印机的软件ideaMaker点击“+”号，打开文件类型为.stl的太阳轴文件。如下图8.1