NGW行星减速器的设计【i=11,P=5.5,N=1500】
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NGW行星减速器CAD装配图.dwg
NGW行星减速器的设计说明书【i=11,P=5.5,N=1500】.doc
前端盖-A3.dwg
后端盖-A3.dwg
行星架-A1.dwg
输入轴-A1.dwg
输出轴-A1.dwg
齿轮-A3.dwg
齿轮轴-A3.dwg
NGW行星减速器的设计
摘 要
本文完成了对一级行星齿轮减速器的结构设计。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，适用于化工、轻工业以及机器人等领域。这些功用对于现代机械传动的发展有着较重要的意义。
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。
齿轮传动原理就是在一对互相啮合的齿轮中，有一个齿轮作为主动轮，动力从它那里输入，另一个齿轮作为从动轮，动力从它输出。也有的齿轮仅作为中转站，一边与主动轮啮合，另一边与从动轮啮合，动力从它那里通过，这种齿轮叫惰轮。
在包含行星齿轮的齿轮系统中，情形就不同了。由于存在行星架，也就是说，可以有三条转动轴允许动力输入/输出，还可以用离合器或制动器之类的手段，在需要的时候限制其中一条轴的转动，剩下两条轴进行传动，这样一来，互相啮合的齿轮之间的关系就可以有多种组合。确定选用2Z-X(A)型的行星传动较为合理。
我们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、内齿圈及行星架的设计计算，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。其中该减速器的设计与其他减速器的结构设计相比有三大特点：其一，为了使三个行星轮的载荷均匀分配，采用了齿式浮动机构，即太阳轮与高速轴通过齿式联轴器将二者连接在一起，从而实现了太阳轮的浮动；其二，该减速器的箱体采用的是法兰式箱体，上下箱体分别铸造而成；其三，内齿圈与箱体采用分离式，通过螺栓和圆锥销将其与上下箱体固定在一起。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
Abstract
This completed a single-stage planetary gear reducer design. The gear has a smaller transmission ratio,and it has a compact，high transmission efficiency outline,small size and light weight,carrying capacity,smooth motion,shock and vibration resistant and low noise characteristics,Used in chemical,light industry and robotics fields.The function of the development of modern mechanical transmission has a more important significance.
Planetary gear transmission has many years of development in our country, and it has been used in many years. However,since 1960s,our country began to carry on the more thorough and systematic research and trial manufacture of planetary gear transmission.Both in the design theory or in the trial production and application practice,have made great achievements,and obtained a lot of research results.In the past 20 years especially since the reform and opening-up of our country,with the progress and development of the scientific and technological level of the country, China has from many of the world's industrial developed countries introduced a large number of advanced machinery and equipment and technology,after our country mechanical science and technology personnel constantly active absorption and elimination, advancing with the times. pioneering and innovative efforts to forge ahead, planetary transmission technology of our country has developed rapidly.
The principle of gear transmission is in a pair of meshing gears, a gear as the driving gear,power is inputted from there it, another gear as the wheel,the power output from it.Also some gears only as transfer station, and one side of the driving gear, the other side and from the meshing of wheel,power from where it through, the gear called idler.
In gear system includes a planetary gear, the situation is different. Due to the presence of planet carrier.That is to say,can have three rotating shafts allow dynamic input / output,by means of the clutch or brake and the like,need time which limits an axis of rotation, the remaining two axes drive,as a result,between the gear meshing relationship to each other can have a variety of combinations.To determine the choice of 2Z-X (A) type of planetary transmission is more reasonable.
First paper introduces the background and the subject of gear reducer situation and development trend,and then compared various transmission structures,which determine the basic type of transmission.Thesis is the main part of the main components of drive mechanism including the sun wheel，planet gear,ring gear and planet carrier in the design calculation，given by the input power，gear ratio,input speed and the condition factor to determine the approximate structure after the gear reducer And to carry out the design and calculation of the overall structure and main components of the strength check calculation.One of the other gear reducer design and compared the structural design of the three major characteristics: First,the three planetary gear to make the load evenly,using a gear-type floating body,the sun gear and high-speed shaft through the gear together Coupling the two together to achieve a floating sun gear;Second,the box uses a reducer flange box,upper and lower box were cast;Third，the ring gear and Box with separate,through bolts and tapered pins will be fixed together with the upper and lower box. Finally,a summary of the entire design process is basically complete the overall design of the reducer.
Key words: planetary gear;driving machanism; structural design; checking calculation
目 录
前 言 1
第一章 传动方案的确定 1
1.1 设计任务 1
1.2行星机构的类型选择 1
1.3 确定行星齿轮传动类型 3
第二章 齿轮的设计计算 5
2.1 配齿计算 5
2.1.1 确定各齿轮的齿数 5
2.1.2 初算中心距和模数 6
2.2 几何尺寸计算 7
2.3 装配条件验算 10
2.3.1 邻接条件 10
2.3.2 同心条件 10
2.3.2 安装条件 10
2.4 齿轮强度校核 12
2.4.1 a-c传动强度校核 12
2.4.1 c-b传动强度校核 16
第三章 轴的设计计算 21
3.1 行星轴设计 21
3.2 转轴的设计 23
3.2.1 输入轴设计 23
3.2.2 输出轴设计 24
结 论 27
谢 辞 28
参考文献 29
绪论
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。
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。如今，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，在机械设计计算中，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2K2H和3K型行星齿轮的效率十分方便。行星齿轮传动具备结构紧凑、体积小、质量小、承载大的优点。这些都是因为在其结构上应用了多个行星轮的传动方式，充分运用了轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮分担载荷，形成功率流，并且合理的采用内啮合传动，使其具备了上述的很多优点。但是，这仅仅是最理想的情况，而在实际应用中，由于加工误差和装配误差的存在，使得在机械传动过程中各行星轮上的载荷分配不均匀，造成载荷集中在一个行星轮上的现象发生，这样一来，行星齿轮的优越性就得不到应有的发挥，甚至不如普通的外传动结构。所以，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。在结构部分，开始人们只努力地提升齿轮加工的精度，使得行星齿轮的装配和制造变得尤为困难。后来通过采取了对行星齿轮基本构件径向不加限制的措施和其它可以自动调位的方法，就是采用各种机械式地均载机构，以达到各行星轮间载荷分布均匀的目的。其中典型的几种均载机构有基本构件浮动的均载机构、杠杆联动均载机构和采用弹性件的均载机构。
CNC机床工艺技术的发展，带动了了机械传动结构的发展。在传动系统设计中的PLC、液压传动系统，齿轮、带轮、带链的混合传动，将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学术交流，将成为新型传动产品发展的趋势。随着我们国家航空、航天、电子、机械、能源及核工业方面的快速发展和工业机器人等一系列产品在各工业部门的应用，我国在谐波传动技术应用方面已取得很好的成绩。同时，随着我国高新技术及信息产业的发展，对谐波传动技术产品的需求会更加突出。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，所以，开拓和发展齿轮技术和减速器在我国有广阔的前景。
论文的基本内容：
（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CAD绘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。 结 论
通过对行星齿轮的设计过程的熟悉，与传统的减速器的设计有很大的不同，计算方式不一样、安装方式不一样、要求精度不一样等。我们所做的设计是自己独立完成的一项机械设计任务，我们工科生作为祖国未来的的应用型人才，将来所从事的工作都是高新技术的应用及实际的操作。所以我们应该培养自己市场调查、收集资料、综合应用能力，提高计算、绘图、实验这些环节来锻炼自己的技术应用能力。行星轮系减速器较普通齿轮减速器具有体积小、重量轻、效率高及传递功率范围大等优点。行星齿轮减速器的类型很多，本设计主要通过对ZX-A型的进行系列设计的。计算主要参数，确定主要零件的各部位的尺寸。通过对每个零件的建模再进行组装。通过对行星齿轮减速器的设计，基本熟悉设计的一般流程。理解行星减速器的工作原理。对于传递转矩要求高的行星齿轮减速器，行星齿轮中应当安装滑动轴承，输入轴应尽量避免采用齿轮轴的形式。行星齿轮的安装较为复杂。在设计中，同时由于本人能力和经验有限，在设计过程中难免会犯很多错误，也可能有许多不切实际的地方，个人觉得设计行星减速器的工艺要求很高，在装配零件图较为复杂。运动仿真主要困难在于行星齿轮与转臂的运动上。我以后会做更多的关于行星齿轮减速器的研究。
谢 辞
两个多月的设计已经接近尾声，在这过程中，使我真正的知道了学习理论知识和实践行动的必要性。在这期间，我不断去图书馆查找相关文献资料，将自己的课余时间大部分泡在了图书馆，并在这过程中，不断发现问题，找陈老师帮助找出问题的解决方案，让我充分认识到书本知识与实际工作过程中有很大的差距。本论文很好的将两者完美结合，让我在进入工作岗位之前有了一个很好的训练机会。同时，我也意识到很多事情，不是一个人就能解决的，必须团队合作，互相沟通，才能将设计完成的更加漂亮。
在这里首先要感谢我的指导老师陈老师。陈老师平日里工作繁忙，但在同学们做毕业设计的每个阶段都细心询问，认真检查，设计参数的确定，修改，中期的检验，以及后期的CAD画图等整个过程中都给予了我们耐心指导，我的设计较为复杂繁琐，但是陈老师仍然悉心地纠正我计算和CAD中的错误。除了陈老师的专业水平外，他的教学严谨和对科学研究的精神也是我们学习的榜样，并且积极影响我们今后的学习和工作，这些帮助和教导将使我在今后的学习和工作中奋发向上、积极进取，在学业和事业上取得更好的成绩。
而后更重要的，我要感谢我的学校沈阳化工大学科亚学院给了我四年深造的机会，让我学到了为人的优良品质和工作所需的知识技能，让我在学识上得到提高。感谢沈阳化工大学科亚学院的老师和同学们这几年来的对我的关心和鼓励。老师们课堂上激情洋溢，课堂下细心辅导；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我的三年大学生活收获不少，感谢大学四年来所有指导教师，你们为我们打下机械专业知识的基础，还要感谢我寝室及班级的同学，正是因为有了你们的鼓励和帮助，让我的毕业设计顺利完成。
通过这次的毕业设计，我在cad制图、机械设计等领域，有了进一步的理解。总之，本设计为教会了我我设计的实际应用，对本人以后的工作和生活起到了良好的推动作用。
衷心感谢老师的精心指导设计过程，特别是陈老师，她的谆谆教诲、耐心解释每一个阶段，使得我可以顺利的完成此份设计。
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