NGW行星减速器结构设计【8张图/17300字】【优秀机械毕业设计论文】
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行星减速器
结构设计
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优良
机械
毕业设计
论文
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-
文档包括:
说明书一份,41页,17300字左右.
图纸共8张,如下所示
A0-装配图.dwg
A2-行星减速机.dwg
A3-内齿轮.dwg
A3-输出轴.dwg
A3-太阳轮.dwg
A3-行星架.dwg
A4-输入轴.dwg
A4-行星轮.dwg









- 内容简介:
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( 2008 届) 毕业设计(论文) 题 目: 星齿轮传动的齿式联轴器设计与分析 学 院: 机电工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机械 081 学 号 : 姓 名: 指导教师 : 教 务 处 制 年 月 日 2 诚 信 声 明 我声明,所呈交的论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺,论文中的所有内容均真实、可信。 论文作者签名: 签名日期: 年 月 日 3 授 权 声 明 学校有权保留送论文交的原件,允许论文被查阅和借阅,学校可以公布论文的全部 或部分内容,可以影印、缩印或其他复制手段保存论文,学校必须严格按照授权对论文进行处理,不得超越授权对论文进行任意处置。 论文作者签名: 签名日期: 年 月 日 4 星齿轮传动的齿式联轴器设计与分析 摘 要 本设计是将一对 星减速器的结构设计,形成一个组合机构,用来传递两相交轴之间的运动和动力,并实现较大的传动比。对齿轮与中心轮组合的受力状况分析时,应引入不均载系数根据传动,工作扭矩,载荷,根据级数转速要求计算出齿轮的齿数,模数, 分度圆直径,计算出传动齿的齿厚,齿面硬度,选择齿形,根据上述要求选定达到此要求的材料,并且做出经济效益最好的选择,再根据此材料的弹性影响系数,各传动齿轮接触疲劳强度极限,再对材料的选择正确与否做出校核,并且要满足减速器的使用寿命要求,根据载荷和传动扭矩计算传动主轴的直径及定位,计算中心距,确定行星轮系的周转圆半径及方向,并指定轮系的旋转方向,得到各项数据后,依据设计要求结构大小,确定各部件相对位置,进入外箱体的设计,秉承体积最小,拆装方便的原则,定好主轴位置,窥视孔,润滑口在箱体上的位置,便于维修判断。除齿 轮以外,对于承受工作载荷的其他零部件如轴、键、轴承等、也进行了设计校核。减速器箱体采用法兰式结构,用以满足工作环境的安装条件。减速器高速级为圆锥齿轮传动,以实现换向。由于功率、传动比较大,将这对圆锥齿轮设计为斜齿圆锥齿轮。低速级采用 星机构进一步增大传动比, 星机构可以传递较大的功率以及实现较大的传动比,因此在设计中采用直齿圆柱齿轮。 关键词: 转矩;锥齿轮;行星齿轮;行星机构;传动轴;强度校核 5 is a GW in a of to to of of be in in to in of to of of to or to of of to CC to of nd of of on of of is to to to of I in on of n to of as a a to of in to As on to to GW of in of 6 目录 摘 要 . 4 . 5 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 题的来源 . 错误 !未定义书签。 题的意义 . 错误 !未定义书签。 星齿轮 国内外发展现状 . 3 星齿轮的发展方向 . 3 开线行星齿轮 的研究现状 . 3 题研究的主要内容 . 6 2 设备方案设计与总体设计 . 7 3 设计计算和校核 . 8 星减速器传动系统设计计算 . 8 轴转矩的计算与校核 . 8 动机的选择 . 8 传动的设计及校核 . 9 齿轮的齿轮参数设计及校核 . 10 星轮系的齿轮参数设计及校核 . 12 动轴的设计与校核 . 20 星架的选择 . 24 速器润滑方式选择 . 26 结论 . 2 错误 !未定义书签。 参考文献 . 28 致谢 . 29 附录 . 30 附录图 1 输入轴 . 错误 !未定义书签。 附录图 2 输出轴 . 错误 !未定义书签。 附录图 3 太阳轮 . 31 附录图 4 行星轮 . 31 附录图 5 行星架 . 32 附录图 6 内齿轮 . 32 附录图 7 行星减速器 . 33 附录图 8 装配图 . 33 ( 2008 届) 毕业 设计 ( 论文 ) 题 目: 星齿轮传动的齿式联轴器设计与分析 学 院: 机电工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机械 081 学 号 : 姓 名: 指导教师 : 教 务 处 制 年 月 日 I 诚 信 声 明 我声明,所呈交的论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺,论文中的所有内容均真实、可信。 论文作者签名: 签名日期: 年 月 日 权 声 明 学校有权保留送论文交的原件,允许论文被查阅和借阅,学校可以公布论文的全部 或部分内容,可以影印、缩印或其他复制手段保存论文,学校必须严格按照授权对论文进行处理,不得超越授权对论文进行任意处置。 论文作者签名: 签名日期: 年 月 日 星齿轮传动的齿式联轴器设计与分析 摘 要 本设计是将一对 成一个组合机构,用来传递两相交轴之间的运动和动力,并实现较大的传动比。对齿轮与中心轮组合的受力状况分析时,应引入不均载系数根据传动,工作扭矩,载荷,根据级数转速要求计算出齿轮的齿数,模数, 分度圆直径,计算出传动齿的齿厚,齿面硬度,选择齿形,根据上述要求选定达到此要求的材料,并且做出经济效益最好的选择,再根据此材料的弹性影响系数,各传动齿轮接触疲劳强度极限,再对材料的选择正确与否做出校核,并且要满足减速器的使用寿命要求,根据载荷和传动扭矩计算传动主轴的直径及定位,计算中心距,确定行星轮系的周转圆半径及方向,并指定轮系的旋转方向,得到各项数据后,依据设计要求结构大小,确定各部件相对位置,进入外箱体的设计,秉承体积最小,拆装方便的原则,定好主轴位置,窥视孔,润滑口在箱体上的位置,便于维修判断。除齿 轮以外,对于承受工作载荷的其他零部件如轴、键、轴承等、也进行了设计校核。减速器箱体采用法兰式结构,用以满足工作环境的安装条件。减速器高速级为圆锥齿轮传动,以实现换向。由于功率、传动比较大,将这对圆锥齿轮设计为斜齿圆锥齿轮。低速级采用 此在设计中采用直齿圆柱齿轮。 关键词: 转矩;锥齿轮;行星齿轮;行星机构;传动轴;强度校核 is a GW in a of to to of of be in in to in of to of of to or to of of to CC to of nd of of on of of is to to to of I in on of n to of as a a to of in to As on to to GW of in of V 目录 摘 要 . . 绪论 . 1 . 1 . 1 内外发展现状 . 3 星齿轮的发展方向 . 3 开线行星齿轮 的研究现状 . 3 . 6 2设备方案设计与总体设计 . 7 3设计计算和校核 . 8 . 8 轴转矩的计算 与校核 . 8 动机的选择 . 8 传动的设计及校核 . 9 齿轮的齿轮参数设计及校核 . 10 星轮系的齿轮参数设计及校核 . 12 动轴的设计与校核 . 20 星架的选择 . 24 速器润滑方式选择 . 26 结论 . 227 参考文献 . 28 致谢 . 29 附录 . 30 附录图 1 输入轴 . 错误 !未定义书签。 附录图 2 输出轴 . 错误 !未定义书签。 附录图 3 太阳轮 . 31 附录图 4 行星轮 . 31 附录图 5 行星架 . 32 附录图 6 内齿轮 . 32 附录图 7 行星减速器 . 33 附录图 8 装配图 . 33 毕业设计( 论文)题目 1 11 绪论 题的来源 通过对现有减速器的改进或创新,抑或研发更新型的减速器,通过提高机构性能,拓展新的使用范围,来解决目前生活和生产上 所遇到的一些实际问题。来满足生产上的要求,提高效率,使的效益和利润得到提高。并且,对目前严重的资源浪费现象,尤其是能源浪费可以起到十分巨大的缓解,技术的提高带来的是更高的效率和更合理的运转方式。齿轮减速器是各种机器中广泛采用的重要部件,其主要功能是减速增力(降低转速度,增大扭矩)。现有的行星减速器具有结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大及效率高等特点。目前,高速渐开线行星齿轮传动机构所传递的功率已经达到 11000出转矩已达2400 。本设计目的在于熟悉并掌握组合式行 星齿轮减速器的设计方法。 因此,减速器的发展前景还是十分光明的,由于本课题所研究的减速器在生活生产中应用范围极其广泛,因此,能够顺利的解决本类型机械在生产设计上的种种设计问题,优化在使用和配合上的不利因素,必将能够为生产力的发展起到极大的推动作用,为机械生产所涉及的各个行业带来长足的进步和巨大的发展动力提供先进的技术先决条件。故而,对本课题的研究还是有着重大意义的。 目前对 行星减速器的研究已经十分的完善,达到了一个非常合理和完备的高度,研究体系和研究结论都十分值得我们借鉴和学习。本课题就是在目前研究 的基础上,对 星减速器的使用方案进行一次设计,使其在工作生产中得到更广泛的应用,也是对目前研究现状的一次检验和发展,更是对现有知识的一次生动的应用和鉴定。 题的意义 在日常生产和生活中,减速器的应用十分的广泛,大至各种大型生产机械,例如,各种机床,车床,矿山机械等,小至生活中常见的汽车,轮船等,都要应用到减速器。由于减速器对我们生活和生产有着巨大的影响,因此如何提升他的性能,改良他的构造,发展他的用途有着十分积极和有利的意义。生产开创研究的意义,研究推动生产的发展。任何研究和发明都是基于人们生 产和生活中的需求,本课题也不例外,也是来自于生产和生活实践中的需求。 本课题解决关键在于减速器内部结构及各主要零件的设计,要明确本减速器的使用范围和工作要求,如何合理合适的分配传动比。对行星齿轮与中心轮嘉兴学院本科生毕业 设计(论文) 2 组合的受力状况分析,引入不均载系数根据传动,工作扭矩,载荷,根据级数转速要求计算出齿轮的齿数,模数,分度圆直径,计算出传动齿的齿厚,齿面硬度,选择齿形,根据上述要求选定达到此要求的材料,并且做出经济效益最好的选择,再根据此材料的弹性影响系数,各传动齿轮接触疲劳强度极限,再对材料的选择正确与否做出校核,并且要满 足减速器的使用寿命要求,根据载荷和传动扭矩计算传动主轴的直径及定位,计算中心距,确定行星轮系的周转圆半径及方向,并指定轮系的旋转方向,设计要求结构大小,确定各部件相对位置,进入外箱体的设计,如何要求体积最小,拆装方便,定好主轴位置,窥视孔,润滑口在箱体上的位置,便于维修判断,并选择密封方式,并且要考虑到运输和装吊便捷,吊耳位置要设计合理,要能承受机构本身重量,减速器固定问题可由实际情况来决定如何选择,如此则大致即可完成,也是本设计中应解决的各项问题 通过对现有减速器的改进或创新,抑或研发更新型的减速器,通过 提高机构性能,拓展新的使用范围,来解决目前生活和生产上所遇到的一些实际问题。来满足生产上的要求,提高效率,使的效益和利润得到提高。并且,对目前严重的资源浪费现象,尤其是能源浪费可以起到十分巨大的缓解,技术的提高带来的是更高的效率和更合理的运转方式。由于本课题所研究的减速器在生活生产中应用范围极其广泛,因此,能够顺利的解决本类型机械在生产设计上的种种设计问题,优化在使用和配合上的不利因素,必将能够为生产力的发展起到极大的推动作用,为机械生产所涉及的各个行业带来长足的进步和巨大的发展动力提供先进的技术先决条件。 故而,对本课题的研究还是有着重大意义的。 国 内 外减速器 及各类型及型号的 齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着,是一种不可缺少的机械传动装置。减速器与电动机的连体结构,也是大力开拓的形式,并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。在 航空航天事业,医疗 事业 、生物工程 事业 、机器人 研究制造 等领域中,微型发动 减速联体 机已基本研制成功,美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围,如能辅以纳米级的减速器,则应用前景远大。 当前减速器普遍存在着体积大、重量大,或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器,以德国、丹 麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题,也未解决好 ,并且目前 超小型的减速器的研究成果 也 尚不明显。 毕业设计( 论文)题目 3 星齿轮减速器 国内外发展 现状 星齿轮的发展方向 先进的工业国家,通过工业化,信息化时代,进入知识经济时代,行星齿轮传动的设计日趋完善,制造技术的不断进步,使行星齿轮传动已达到较高的水平。随着我国改革开放,在消化吸收国外先进技术也取得了很大的进步。当前的行星齿轮传动的发展方向是以下: 1,无级变速 行星齿轮传动的发展。实现无级变速,行星齿轮传动中的三个基本组成部分是旋转和发射功率,只要在原行星机构固定成员连接到一个驱动器,可以无级变速。 2,复合齿轮传动的发展。近年来,该 蜗杆 齿轮,斜齿轮,锥齿轮和行星齿轮传动组合,构成一个复合行星齿轮箱。高水平的各种固定轴式变速器,低等级的行星齿轮传动,能适应交叉口之间的传动轴,可实现大传动比、大扭矩输出为不同的目的,充分利用各种类型的传输特性,克服自己的弱点,为了适应市场多样化需求。 3,对少齿差行星齿轮传动方向。这种类型的传输主要用于大传动比,小功率传动。 4,对 制造技术的发展。使用新的优质钢材,热处理后得到高硬度(离子渗氮的内齿轮,外齿轮渗碳淬火),精密加工获得高精度、低粗糙度(内齿轮精密成形的 5 级 6 的准确性,外齿轮的齿轮磨削高达 5 的准确度,粗糙度是 从而提高了承载能力,可靠性和使用寿命。 5,高功率和低速大扭矩方向。例如,年产 30 氨压缩机增速齿轮行星齿轮,齿轮圆周速度已经达到了 秒;大型水泥磨用的 80 / 125 型行星齿轮箱,输出扭矩高达 4150在这类产品的设计和制造需要解决负载平衡,平衡,密封,润滑,零件 材 料及热处理 ,效率高,寿命长,可靠性和设计制造了一系列技术问题。 开线行星齿轮 的研究现状 ( 1)渐开线行星齿轮传动效率的研究 行星齿轮传动效率作为评价的传输性能的重要指标之一,国内外许多学者研究了。行星轮系效率由 3 部分组成: 啮合齿轮副中的摩擦损失 m、轴承中的摩擦损失 n 和液力损失 s ,其总效率 = m n s 。行星齿轮传动的效率 变化范围很大 ,最高可达 0. 98 ,低的可接近于零 ,甚至 0 ,即可自锁 。现在,行星齿轮传动效率计算方法,国内外学者提出了许多的行星齿轮传动效率的计算方法,在设计计 算中,一个常用的计算方法有 3 种:啮合功率法,偏差嘉兴学院本科生毕业 设计(论文) 4 方法和传动比法,它使用的方法啮合功率范围广泛,这种方法是用来计算的平均 2型行星轮系效率是很方便,但是,该方法计算差动轮系效率,这应该是心轮分别固定,为双行星齿轮系,计算各自的输出功率,然后叠加,在为计算效率。计算过程非常复杂,使用不便,例如:差动轮系的行星齿轮传动,其效率是现有的运动学和动力学的方法,但不直观,尤其不见效率阻塞流对效率的影响。推荐使用差动比三角结构图,根据差动轮系的功率流封闭行星齿轮火车和运动的合成和分解是由总输入,输出功率,可以直接上 市效率计算公式,快速准确地计算出机械效率,此方法简单,方便实用。对于复杂多排行星齿轮传动效率计算,除了使用传统方法计算啮合功率,也可以使用简单的行列式的计算方法。”啮合功率法,偏差的方法,该方法的传输率和决定因素”等手段主要是基于刚体动力学的基础,即不考虑动态特性的传输系统的传输效率,从而获得静态效率,不能反映发射功率,输入速度,齿轮和轴承刚度对传输效率,往往导致计算效率更高的效率比实验现象。一些重要高速电力传输系统的行星传动,当工作速度在第一临界转速附近,按传统的方法在计算效率,将产生较大的误差。因此,建 立动态情况更准确的效率计算方法。 ( 2)渐开线行星齿轮载荷分析 行星齿轮传动具有结构紧凑,质量小,体积小,承载能力强等。这是由于结构采用行星齿轮传动方式,充分利用空间之间的同心轴齿轮,利用多个行星轮的负载分担,形成潮流,合理使用内齿轮传动,具有许多优点。然而,这只是一个理想的情况,但在实践中,由于加工误差和装配误差的存在,在传输过程中,使每一个行星轮载荷分配不均匀,造成负荷集中在一个行星轮的现象,所以,行星齿轮有优势得不到发挥,甚至不太常见的比外驱动结构。因此,为了更好地发挥优势的行星齿轮,负载平衡问题已经 成为一个非常重要的话题。在结构方面,起初只有努力提高齿轮的加工精度,使行星齿轮的制造和装配更难。通过实践后对行星齿轮的基本组成是径向无限制的特殊措施和其他自动定位方法,它采用了多种机械负载平衡机制,以达到行星轮负载分配的目的。几种典型负载平衡机制的基本组成部分的浮动的均载机构,杠杆联动负载平衡机制和弹性片体集。 理论上,十九年初的 90 年代,美国国家航空航天局开始齿轮传动负荷性能开始研究。 1994,卡勒曼行星齿轮装置的静态力学分析及实验,在这个模型中,他认为齿轮位置偏差和齿廓误差,然后他从动力学角度,行星齿轮 机构均载进行了研究,动载系数的定义,静载荷分配系数,动力系数,用于描述行星齿轮传动均载效应,研究总结。使用静态力学方法,该行星齿轮传动在不同的负载均衡机制的误差和载荷系数进行了研究,行星轮装配误差对系统的影响最大,所以工作特别值得一提的是在圆周方向的误差分布。 肖铁英 等人研究行星齿轮毕业设计( 论文)题目 5 机构的静态机械负载平衡机制。元茹和其他研究浮动构件的支承刚度动态平衡的行星齿轮功率分流效果,发现漂浮中心太阳轮能有效地平衡负载,低转速时,动力系数接近 1,可以用传统的静载荷分配系数反映了均载。但对于高速行星齿轮传动,动态系数大于 1,所以动载系数远大于静载荷分配系数,可以只使用动态负载系数可以反映传输负载效应。卢俊花,李斌和其他综合了各构件制造安装误差,采用当量啮合误差的原理,计算出系统的负荷分配系数,并分析了误差变化对系统负载,发现对齿轮轴的制造和安装误差,误差值是相同的下一个,内齿轮误差最大,该误差影响太阳轮,行星轮误差最小的效果。许多学者从静态的角度,研究各种误差,浮动量和结构刚度的动态平衡的行星齿轮功率分流效应,发现误差对负载在一起,只能够减少一个错误值,并不能达到良好的均载效果。目前,学者们的研究重点有所不同,模型也有较大的 差异,是不全面和系统误差分析。 ( 3)渐开线行星齿轮的振动和噪声研究 行星齿轮比普通齿轮,具有许多独特的优点,但人们在使用的过程中,发现由于加工误差和装配不当,噪音和振动,如在直升机,行星齿轮传动噪声超过 100主要的噪声源,所以行星齿轮噪音和振动的研究是非常重要的。作为一个结果,行星齿轮传动的限制,而且结构复杂,动态研究刚体动力学方法不能获得理想的结果,因此,除了早期的研究人员,一般被认为是构件和运动副和弹性,采用弹性力学方法。国际行星齿轮传动系统的弹性动力学理论研究从十九年代开始于结束,因为 1994 在美国国家航空航天局,美国军事研究中心以及福特汽车公司和资助的美国,行星齿轮弹性力学的许多方面,如自由振动,动力响应,负载,振动抑制,动态稳定性进行了较为系统的研究工作。日本学者日高等人在 1976 1980 年期间 行星齿轮传动已发表了一系列重要的实验研究报告,该报告的实验结果的动力学的行星齿轮传动是非常重要的,然而,许多研究人员认为,但我国是一个重要的研究课题是研究较少,但也使一些水果。在最后的分析,振动噪声研究属于齿轮动力学研究。 用机器和设备的大功率,高速度,高精度的方向,在各种机械设备中广泛应用的齿轮 的传动性能,使用寿命,结构优化等方面提出了新的更高的要求,提高了齿轮的啮合原理,新结构,新的牙齿形状,新的驱动方式研究。另一方面,由于地球的环境问题,工业模式必须改变,微机械已越来越受到人们的关注。微机械方式进行精细的工作,或在一个狭小的空间作业,具有先进功能的微型机器或机器人,它似乎只有 10 年左右,但在美国和日本的迅速发展,美国威斯康星 0 200200 500镍齿轮,齿轮连接在一起,形成一个火车。 嘉兴学院本科生毕业 设计(论文) 6 题研究的主要内容 本设 计是将一对 星减速器的结构设计,形成一个组合机构,用来传递两相交轴之间的运动和动力,并实现较大的传动比。 对齿轮与中心轮组合的受力状况分析时,应引入不均载系数 根据传动,工作扭矩,载荷,根据级数转速要求计算出齿轮的齿数,模数,分度圆直径,计算出传动齿的齿厚,齿面硬度,选择齿形,根据上述要求选定达到此要求的材料,并且做出经济效益最好的选择,再根据此材料的弹性影响系数,各传动齿轮接触疲劳强度极限,再对材料的选择正确与否做出校核,并且要满足减速器的使用寿命要求,根据载荷和传动扭矩计算传动主轴的直径及定位,计算中 心距,确定行星轮系的周转圆半径及方向,并指定轮系的旋转方向,得到各项数据后,依据设计要求结构大小,确定各部件相对位置,进入外箱体的设计,秉承体积最小,拆装方便的原则,定好主轴位置,窥视孔,润滑口在箱体上的位置,便于维修判断。 除齿轮以外,对于承受工作载荷的其他零部件如轴、键、轴承等、也进行了设计校核。 传动系统设计计算 第 5 页(共 23 页) 2 设备方案设计与总体设计 设备的方案设计 根据本减速器的设计要求,减速是将原动机的输入转矩传递放大,并且将转速降低的装置,电动机的初始转矩经过带传动一次减速后,经由输入轴输入该行星减速器,经 星减速器减速中一级减速的锥齿轮减速后,经轴输入至行星轮系,再经由轴将最终达到减速要求的转矩输出。了解此系统的工作原理后,确定出以下设计方案步骤: 行星齿轮传动的主要受力构件有中心轮、行星齿轮、行星轮轴及轴承、行星架等。为了进行齿轮、输入轴、输出轴、行星轮轴及轴承的强度计算,需分析行星齿轮传动中各构件受力状况。在分析中先假定行旱齿轮受载均匀并略占摩擦力和自重的影响,因此,各构件在输入转矩作用下处于平衡状态,构件间的作用力等于反作用力。但是,实际上由于各种误差的存在使各行星轮受载不均匀,因而在对其中任意 一对行星齿轮与中心轮组合的受力状况分析 1 分配 级行星减速器中的锥齿轮系和行星轮系的各级传动比 2 选择合适的带传动的减速传动比 3 将输出轴的标准转矩经过各级传动比减速的各轴转速逐一计算,并验算无误后,得到电机的转速,由转速和转矩的关系计算出功率,并逐级考虑机械效率,得到电机的最小输出功率,并由以上 2 项参数选取合适的电机,做为动力系统 4 转矩及受力分析,计算出带传动的扭矩,并选取合适的带传动轮,根据受力分析选取合适 V 带,确定带的参数,并逐一校核验算 5 转矩及受力分析,暂取齿轮模数,并考虑根切,顶切等相关 问题,确定出小齿轮 最小齿数,根据选取方案,暂取小齿轮齿数,根据传动比,确定各齿轮 齿数,根据暂定齿轮的各项参数,进行受力,扭矩计算分析,确定选取齿轮满足各项强度,刚度要求后,对目前参数的模数选取进行验算,再确定最佳模数,齿数,并得出该轮系的各个齿轮的各项参数,根据最后选取的轮系参数进行统一校核验算无误后确定各项参数并选取齿轮均为直齿。 6 对整个传动系统中轴承做受力,扭矩分析,选取轴承材料,并根据应力计算确定轴承的直径各项参数,并进行校核验算。 7 功率 P=10动比 i=4.、输入转速 n=1000兴学院本科生毕业 设计(论文) 8 3 设计计算和校核 星减速器传动 系统 设计 计算 本 级行星减速器,根据查找资料显示,锥齿轮传动比相对较小 i =7 ,行星轮系传动比相对较大 i =2 5 ,并且查阅相关资料,分配为锥齿轮,行星轮系传动比 i =4,且按如此比例分配,保证选取传动比都在传动范围均值范围内,并且传动比分配相对较为均匀协调,不会因为过大的传动比而损失效率。 转矩的 计算 与校核 根据资料 查阅 行星减速器的一级减速传动效率 = 根据输出轴的要求转矩 1T =5500 ,根据各级分配的传动比 2i = 4 , 21= 2i =4 , 行星轮系轴转矩 2T = 1375 ,同 样高速轴的输入转速 1 =1000 动机的选择 电动机转速一般为 0 =500n 而电机经过带传动减速后,减速器的输入转速 2 =1000 并且考虑到带传动的传动比相对较小 0i 7,为使电机转速为一整值 ,故选取带传动传动比 0i =为合适,此时电动机转速 0 =1300 100i =2 电动机转矩 0T =N ,选取电动机的功率也由于转速,转矩的确定而确定, 0P = 0T * 0 =300=99918W =则选取电动机功率 10转速 1000 交流电机作为本系统的原动机 。行星轮参数设计及校核 第 13 页(共 23 页) 传动的设计及校核 根据带传动资料, V 带传动根据带型号的不同,分为 A, B, C, Z,根据小带轮直径与单根普通 V 带传动功 率对照表, B, C 型带论传动功率较大,但带轮实体尺寸过大,小带轮直径 D 150,相对 A, Z 型单带传动功率过小,需配用 V 带根数较多。权衡之下,暂选取 B 型小带轮转速为 3000 ,但带传动功率约为 而电动机的输出功率约为 25因此需选配 4 根 V 带作为带传动带轮皮带传动,功率上完全可以满足设计要求,且带传动机构的尺寸较为适中,并由 B 型带传动的传动功率增量,查的资料 P =W ,最后总传动功率P= P =根 足功率传输要求。 i =2,0T =N , 暂 定 小 带 轮 直 径 1D =200 大 带 轮 直 径2D =0i * 1D =2*200=400上述选取 B 型带轮的包角 = ,再对 V 带传动中心距 a 及强度进行确定和校核。 工作情况系数 于减速器为载荷变动小 机械,因此 0P =230580*53628=W ,实际应选取 V 带根数Z= 0 00c p k k , 0a =1D + 2D ) =900 0L =2 0a +2 ( 1D + 2D )+ 021 4 2 = 由表 13阅得带长修正系数 Z 为 V 带根数,由带型及载荷参数验算 V 带实际应选取条数, Z= 0 00c p k k , = = V 带条数应为整数,由校核得到的实际 V 带条数与选取的V 带条数相同, Z=4 。带传动参数选择,验算以校核都满足设计要求的各项条件和要求, V 带传动设计最终结果为,小带轮直径 1D =200大带轮直径嘉兴学院本科生毕业 设计(论文) 10 2D =400 采取普通 B 型 V 带传送, V 带条数为 Z=4 条。 齿轮的参数设计及校核 在分配行星减速器内部的一级传动比时,锥齿轮系传动比 1i = 4 , 1i = 1212 = = 2=5 ,计算得到锥齿轮系大 小齿轮的各分度圆锥角1 = , 2 = 故该锥齿轮传动主动轮(小齿轮)锥齿轮分度圆锥角 1 = , 从动轮(大齿轮)锥齿轮分度圆锥角 2 = 1)齿数 减速 器中每个齿轮的齿数应当是自然数,因此,作为齿数的设计变量应当在优化过程中以正整数出现,并且和中心距、锥轮传动的安装条件和邻接条件。 圆锥齿轮不产生根切时的最小齿数 锥齿轮的当量最小齿数, 2*,暂定锥齿轮选取标准齿轮,通用的分度圆压力角一般 = 20 ,齿顶高系数 *1 , 2* 20*22 =17 =17/ 18 , 于是主动轮(小齿轮)的最小齿数应为 18 时才能保证不产生内根切现象的发生,以免对齿轮在工作中产生剧烈的磨损和表面强度的破坏。 1i = 1212 , 18 , 齿轮选取应用的最小齿数应大于不产生内根切时的最小齿数, 18 , 则选定小齿 轮齿数 1Z =20 齿圆锥齿轮分锥角 1 = , 由 1i = 1212 =5 , 计算出从动轮(大齿轮)齿数 3Z =100 齿圆锥齿轮分锥角 2 = 毕业设计( 论文)题目 11 2)模数 减速器各级传动听轮的 模数友优化过程中取值应当符合模数系列的规定 由于本设计减速器要求的输入转矩较大,转速较高,为了保证齿轮系能安全有效,并满足工作时间及工作寿命的要求,则根据标准模数系列表优先选择第一系列模数的原则,根据锥齿轮总齿数考虑到齿轮的装配难度,实体尺寸不宜过大,总齿数间的装配问题,选取锥齿轮系模数 m =4 3)中心距 减速器各级传动的中心距如果实现了标准化,将给制造和维护带来很大方便。则在该模数选择下,锥齿轮传动的大齿直径 2d =400 小齿轮直径 1d =80心距 a =1d + 2d ) 齿宽 b =37则,如任意取值的话,但是实际上这点好处会完全被制造与维护中将产生麻烦所抵消。通常情况下,外啮合强度低于内啮合强度,所以外啮合角应大于内啮合角。齿轮副啮合角确定应以内外啮合等强度为依据。 齿轮材料选择满足本设 计要求的材料及尺寸要求, 20调质钢在零件的制造中应用十分广泛,便于材料的来源方便及实用性和便于维修互换,本设计中设计的初始要求。 M= 1 0 . 5322141 的锥齿轮系齿轮材料的选择也决定使用 20调质钢。 下面选取 20调质钢的各项参数对本设计的锥齿轮系的强度进行校核,以确定本设计的锥齿轮系的参数设计是否合理及满足 载荷系数 K=1 减速器为电动几传动,载荷均匀,故载荷系数取值 k =矩 T=M 传动比 i=4 2 3 335 0 . 5 4 H =20 嘉兴学院本科生毕业 设计(论文) 12 查阅资料 11标准齿轮齿数 Z=100 时, 2.2 1 M = 1 = 22122 Z = 21 12i 26 *70.1 2214 1 0 . 51 校核实际模数选取计算得到 模数选取即为合理数值,则设计初始选取的模数 M=4 , 略微偏大,最终改取锥齿轮大(小)齿轮模数均取为模数 M=3 , 大齿轮齿数 Z=100 ,小齿轮齿数 Z=20 的 20调质钢,齿轮表面接 触强度校核计算 H = 2212 = 221335 i K H =20 星轮系的齿轮参数设计及校核 周转轮系的组成 1)行星轮 企周转轮系中作口转和公转运动、如同行星的起动一样的 齿轮称为行星齿轮 2)转臂 支承行星轮系并使其公转的构件称为转臂 (又稠;系杆、行星架 ),用符号 H 表示 3)中心轮 与行星轮相啮合而其轴线义与主轴线相重合的齿轮称中心轮,外齿中心轮用符号 u 或 c 表示。内齿中心轮用符号 b 或 e 表不。通常又将最小的外齿毕业设计( 论文)题目 13 中心轮 a 称为太阳轮而将固定不动的中心轮称为支持轮 (内齿轮 ) 4)基本构件 转臂 H 绕其转功的轴线构;为中轴线,凡是轴线与主轴线 重合刚又承受外力矩的构件称为基本构件,中心轮 a、 b 和转臂 H。大多数周转轮系都具有这这个基本构件 本设计中一级行星减速传动器中, 传动比分配为 2i =9 根据查阅资料显示,行星齿轮系各轮齿数的设计选定方法,要满足 2i =9 太阳轮 a, b 由于啮合转向方向相反 2i =9=1+ 9 8 ( a ) a ) Z Z 在常见的 高速行星传动中内齿轮通常采用人字内齿轮,即由两个对称的斜齿轮组成,两个内齿轮通过外因上的三联齿轮套 a 相结合,再通过二联齿 轮套 b 将三联齿轮套与机体或传动轴相联接。 行星传动中的齿轮,除计算轮齿的承载能力外,尚须进行结构设计和轮缘的强度与刚度计算。 齿轮的结构设计受轮系类型、传动比大小、载荷特点、总体结构和尺寸的影响 t 特别是载荷方式在很大程度上决定了齿轮的结构形式。反过来,齿 轮的结构、尺寸、支承方式、强度和刚度又严重地影响行星传动的尺寸、承载能力、使用寿命和工艺性。 因此,对合理设计特定场合下齿轮的结构,以
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