NGW行星齿轮减速器7

课程设计说明书题 目： NGW行星齿轮减速器院 （部）： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号：指导教师： 完成日期： 2011年7月5日山东建筑大学课程设计说明书目 录1设计任务12行星减速器部件的结构设计22.1 引言2.2结构设计原理2.3设计过程2.4结构强度校核3行星减速器部件的三维造型及装配3.1零件三维造型3.2减速器三维造型的装配过程3.3渲染及干涉检查4 CAXA制造工程师设计4.1行星减速器部件的心轴结构设计4.2刀具轨迹生成4.3轨迹仿真4.4 G代码的生成4.5 工艺卡片5设计小结 参考文献 附录 261设计任务 行星齿轮减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，外齿圈。 行星减速机因为结构原因，单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3.4.5.6.8.10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。 行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm，特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上。工作温度一般在-25到100左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。 2齿轮减速器部件的结构设计2.1引言 齿轮减速器是利用各级齿轮传动来达到降速的目的.减速器就是由各级齿轮副组成的.比如用小齿轮带动大齿轮就能达到一定的减速的目的,再采用多级这样的结构,就可以大大降低转速了.齿轮减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。2.2结构设计一、齿轮减速器输出轴、输入轴设计如下图： 技术要求:1. 尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。二、齿轮减速器的定位销设计如下图：技术要求:1. 尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。三、齿轮减速器行星轮的设计图如下图：技术要求:1.尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。 四、减速器的顶球，顶块设计如下图：技术要求:1.尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。五、行星轮轴的结构设计如下图所示：技术要求:1.尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。 六、行星架的结构设计如下图所示：技术要求:1.尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。七、齿轮减速器右端盖的结构设计如下图所示：技术要求:1.尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。八、左端盖的结构设计如下图所示：技术要求:1.尖角倒钝。2.线性尺寸的未注公差按GB/T1804-C。3.未注形位公差按GB/T1184-K。2.3结构强度校核1、轴的强度校核：当轴的结构设计完成以后，轴上零件的位置均已确定，外载荷和支承反力的作用点亦随之确定。这样，就可绘出轴的受力简图、弯矩图、转矩图和当量弯矩图，再按弯扭组合来校核轴的危险截面。弯扭组合强度计算，一般用第三强度理论，其强度条件为 MPa 或 mm 式中当量弯曲应力，MPa， 当量弯矩，Nmm。M合成弯矩，M=Nmm 其中，为水平面上的弯矩，为垂直面上的弯矩。 W危险截面抗弯截面模量，mm对于实心轴段，W0.1，(d为该轴段的直径，mm) ，对于具有一个平键键槽的轴段，W= (其中b为键宽，mm；为键槽深度，mm)对于重要的轴，应按疲劳强度对危险截面的安全系数进行精确验算。对于有刚度要求的轴，在强度计算后，应进行刚度校核。 按转矩性质而定的应力校正系数，即将转矩T转化为相当弯矩的系数。对不变化的转矩0.3,对脉动变化的转矩= 0.6，对频繁正反转即对称循环化的转矩= =1；若转矩变化的规律未知时，一般可按脉动循环变化处理(=0.6)。这里、分别为对称循环、脉动循环、静应力状态下的许用弯曲应力，其值见下表。2、轴承的强度校核：（1）轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。 批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。 （2）基本额定寿命：是指90可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号L10（r）或L10h（h）表示。 （3）基本额定动载荷（C）：基本额定寿命为一百万转（106）时轴承所能承受的恒定载荷。即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效，其可靠度为90。基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。 （4）基本额定静载荷（径向C0r，轴向C0a）：是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。 在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数：满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷Cr（径向）或Ca（轴向），满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r（径向）或C0a（轴向）和控制轴承磨损的极限转速N0。各种轴承性能指标值C、C0、N0等可查有关手册。 （5） 寿命校核计算公式 滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图17-6，其曲线方程为 PL10=常数 。其中 P-当量动载荷，N；L10-基本额定寿命，常以106r为单位（当寿命为一百万转时，L10=1）；-寿命指数，球轴承=3，滚子轴承=10/3。 由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1、可靠度为90为依据的。由此可得当轴承的当量动载荷为P时以转速为单位的基本额定寿命L10为 C1=PL10 L10=(C/P) 106r (17.6) 若轴承工作转速为n r/min，可求出以小时数为单位的基本额定寿命 h （17.7）应取L10Lh。 Lh 为轴承的预期使用寿命。通常参照机器大修期限的预期使用寿命。 若已知轴承的当量动载荷P和预期使用寿命Lh，则可按下式求得相应的计算额定动载荷C，它与所选用轴承型号的C值必须满足下式要求 N （17.8）（6） 当量动载荷 在实际工况中，滚动轴承常同时受径向和轴向联合载荷，为了计算轴承寿命时将基本额定动载荷与实际载荷在相同条件下比较，需将实际工作载荷转化为当量动载荷。在当量动载荷作用下，轴承的寿命与实际联合载荷下轴承的寿命相同。当量动载荷P的计算公式是 P=XFr+YFa 式中Fr-径向载荷，N；Fa-轴向载荷，N；X，Y-径向动载荷系数和轴向动载荷系数，由表17-7查取。 3齿轮减速器部件的三维造型及装配3.1零件的三维造型三维造型是根据已有的尺寸，在Solidedge的软件上生成的三维实体图。通过拉伸、旋转、除料、打孔等操作获得所需实体的形状。1、输出轴、输入轴的三维设计如下图：2、定位销的三维实体图如下：3、顶球的三维实体图如下图所示：4、调整垫片的三维实体造型图图如下：5、浮动内齿轮套的三维实体造型如下图：6、行星架的三维造型如下图：7、内齿轮的三维造型如下如图所示：8、机体的三维造型如下图所示：9、轴承端盖的三维造型如下图所示：装配图：按规定的技术要求将零件或部件进行组配和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。现将上面的三维实体造型按照一定的链接和铰接关系将其装配起来。在装配过程中需注意几个问题：1保证产品质量；延长产品的使用寿命 2合理安排装配顺序和工序，尽量减少手工劳动量，满足装配周期的要求；提高装配效率。 3尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。 4尽量降低装配成本。装起来，并经过调试、检验使之成为合格产品的过程 5. 装配必须具备定位和夹紧两个基本条件。定位就是确定零件正确位置的过程。 夹紧即将定位后的零件固定。6. 装配方法有互换装配法、分组装配法、修配法、调整法四种。4 CAXA制造工程师设计4.1变速箱的倒档齿轮结构设计 4.2刀具轨迹生成4.3 G代码的生成（部分）%(倒档齿轮_rsf_finish.cut,2011.7.5,18:59:27.937)N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X11.494Y82.197Z60.000N16Z50.000N18Z41.000N20G01Z31.000F100N22X6.821F200N24X6.522Z30.986N26X6.102Z30.964N28X5.424Z30.855N30X5.060Z30.755N32X4.771Z30.675N34X4.153Z30.427N36X3.572Z30.115N38X3.326Z29.943N40X3.043Z29.743N42X2.570Z29.316N44X2.158Z28.840N46X1.812Z28.324N48X1.538Z27.773N50X1.440Z27.489N52X1.340Z27.197N54X1.221Z26.603N56X1.182Z26.000N58X-1.182N60X-1.221Z26.603N62X-1.340Z27.197N64X-1.440Z27.489N66X-1.538Z27.773N68X-1.812Z28.324N70X-2.158Z28.840N72X-2.570Z29.316N74X-3.043Z29.743N76X-3.326Z29.943N78X-3.572Z30.1154.4工艺卡片知识加工轨迹明细单序号代码名称代码所在目录刀具号刀具参数切削速度加工方式加工时间1倒档齿轮_rsf_rough.cutD:系统文档及设置桌面25刀具直径=10.00刀角半径=5.00刀刃长度=30.000200.0粗加工1780分钟2倒档齿轮_rsf_semi.cutD:系统文档及设置桌面25刀具直径=10.00刀角半径=5.00刀刃长度=30.000200.0半精加工201分钟3倒档齿轮_rsf_finish.cutD:系统文档及设置桌面24刀具直径=10.00刀角半径=5.00刀刃长度=30.000200.0精加工399分钟-点击加工方式，可知详细加工参数1：粗加工轨迹所属层：主图层刀具名称= r5刀具号= 25刀具半径= 5.000刀角半径= 5.000接近速度= 100.000主轴转速= 1000.000切削速度= 200.000退刀速度= 800.000行间连接速度= 100.000起止高度 = 60.000 安全高度 = 50.000 慢速下刀相对高度= 10.000进刀方式: 垂直退刀方式: 垂直走刀方式：环切加工(从外向里) 原知识库: 走刀方式：环切加工 层降高度= 2.000加工行距= 5.000加工精度= 0.100加工余量= 0.500毛坯类型：拾取曲面 下刀方式：垂直 切入毛坯：直接切入 清根进刀方式：垂直 清根退刀方式：垂直 轮廓清根：清根 岛清根：清根 轮廓清根余量= 0.250岛清根余量= 0.250加工时间 = 1780.282：半精加工轨迹所属层：主图层刀具名称= r5刀具号= 25刀具半径= 5.000刀角半径= 5.000接近速度= 100.000主轴转速= 1000.000切削速度= 200.000退刀速度= 800.000行间连接速度= 100.000起止高度 = 60.000 安全高度 = 50.000 慢速下刀相对高度= 10.000进刀方式: 垂直退刀方式: 垂直走刀方式：往复 (切削角度 = 0.00) 岛余量= 0.100干涉余量= 0.000曲面余量= 0.200轮廓余量= 0.100曲面精度= 0.100轮廓精度= 0.100拐角过渡方式：尖角 行距= 1.000轮廓补偿方式：ON 岛补偿：ON 轮廓清根：不清根 岛清根：不清根 曲面边界处：抬刀 加工时间 = 200.91 分钟3：精加工轨迹所属层：主图层刀具名称= r5刀具号= 24刀具半径= 5.000刀角半径= 5.000接近速度= 100.000主轴转速= 1000.000切削速度= 200.000退刀速度= 800.000行间连接速度= 100.000起止高度 = 60.000 安全高度 = 50.000 慢速下刀相对高度= 10.000进刀方式: 垂直退刀方式: 垂直走刀方式：往复 (切削角度 = 0.00) 岛余量= 0.000干涉余量= 0.000曲面余量= 0.000轮廓余量= 0.000曲面精度= 0.010轮廓精度= 0.100拐角过渡方式：尖角 行距=0.500 原知识库:行距=1.000轮廓补偿方式：ON 岛补偿：ON 轮廓清根：不清根 岛清根：不清根 加工时间 = 399.30 分钟 5、课程设计小结通过这几天的课程设计，感觉收获蛮多的！对与这个项目，我刚开始是手足无措，我不知道怎样去开始这个项目！但是，又不得不罗列个进度。接下来就是写功能说明书了，有样本，写起来当然不难！但是，发现里面要注意的东西也是特别多的(当然还有好多东西是我们没有注意到的)！比如如何去组织那些东西，格式方面的注意呀，以及里面内容的书写（怎样能够很好得理解你的意思，怎样能够更好地方便顾客），以及如何把内容写得详细，排版等等。接着就是书写数据需求说明书了，相对来说这个就比较难了，因为它要对系统显示出来的数据进行详细地分析，分析它的来源，以及那些属性！然后同样也要注意它的格式等等！结构图的构建，相对来说是建立在前两份说明书的基础上的，当前面的说明书写得比较好时，这个的设计也就容易多了！表于表之间的关系该如何建立，怎样构建可以让程序员实现起来方便。6、参考文献：1 傅水根主编.机械制造工艺基础.北京：清华大学出版社，19982 刘舜尧,钟世金,舒金波主编.制造工程实践教学指导书.长沙：中南大学出版社，2002；3 刘舜尧,李燕,邓曦明主编.制造工程工艺基础.长沙：中南大学出版社，20024 邓文英主编.金属工艺学（上、下册）.北京：高等教育出版社，2000；5 严绍华主编.热加工工艺基础（第二版）.北京：高等教育出版社，2003；6 何少平,李国顺,舒金波主编.机械结构工艺性.长沙：中南大学出版社，2004；7 吕广庶,张远明主编.工程材料及成形技术基础.北京：高等教育出版社，20018 何红媛主编.材料成形技术基础.南京：东南大学出版社，20009 丁德全主编.金属工艺学.北京：机械工业出版社，200010 王先逵主编.机械制造工艺学（第三版）.北京：机械工业出版社，200711 邱明恒主编.塑料成型工艺.西北工业大学出版社，199412 吴永健主编.机器零件工艺造型技术.北京：宇航出版社，199113 刘文剑,常伟,金天国等编.CADCAM集成技术.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，200014孙桓，陈作模，葛文杰编著，机械原理，北京高等教育出版社，2006.5。15牛鸣岐，王保民，王振甫编著，机械原理课程设计手册，重庆大学