资源描述
购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第一章 绪论 由于国家采取了积极稳健的财政货币政策，固定资产投资力度加大，特别是基础建设的投资，使冶金、电力、水泥、建筑、建材、能源等加快了发展，因此，对减速机的需求也逐步扩大。随着国家对机械制造业的重视，重大装备国产化进程的加快以及城市化改造进程的加快，减速机行业仍将保持快速发展态势，尤其是齿轮减速机的增长将会大幅度提高，这与进口设备大多配套采用齿轮减速机有关。因此，业内专家希望企业抓紧开发制造齿轮减速机，尤其是大、中、小功率硬齿面减速机，以满足市场的需求。 国内外动力齿轮 传动正沿着小型化、高速化、标准化、小振动、低噪声的方向发展。行星齿轮传动的发展和少齿差零齿差内齿轮副的应用，是当代齿轮的一大特征，是齿轮传动小型化的一个典型的标志。行星传动把传统的定轴传动改为动轴传动，采用了功率分流并合理应用内啮合及均载装置，具有重量轻，体积小，承载高等优点，因此，行星传动技术的应用日渐广泛。 20世纪末的 20 多年，世界齿轮技术有了很大的发展，铲平发展的总趋势是小型化，高速化，低噪声，高可靠度。技术发展中最引人注目的是应吃面技术，功率分支技术和模块化设计技术。 硬面齿轮技术 到 20世纪 80年代在国外日趋成熟。采用优质合金钢锻件神探淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度不低于 6 级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的 4倍，为软齿面齿轮的 5个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为软吃面齿轮减速器的 1/3左右。 功率分支技术主要指行星及大功率齿轮箱的功率双份及多分支装置，如中心传动的水泥磨主减速器，其核心技术是均载。 模块化设计技术队通用和标准减速器旨在追求高性能和满足用户多样化大覆盖面需求的同时，尽量减少零部件及毛坯的品种规格，以便于组织生产，使零 部件产生形成批量，降低成本，取得规模效益。 其他技术的发展还表现在理论研究（如强度计算，修形技术，现代设计方法的应用，新齿形，新结构的应用等）更完善，更接近实际；普通采用各种优质合金钢锻件；材料和热处理质量控制水平的提高；结构设计更合理；加工精度普遍提高到 4承质量和寿命的提高；润滑油质量的提高；加工装备和检测手段的提高等方面。 这些技术的应用和日趋成熟，使齿轮产品的性能价格比大大提高，产品越来越完购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 美。如非常粗略地估计一下，输出 100N 果在 1950 年时 重 10 80年代就可做到仅为 1 20 世纪 70 年代至 90 年代初，我国的高速齿轮技术经历了测绘仿制，技术引进到独立设计制造 3个阶段。现在我国的设计制造能力基本可满足国内生产需要，设计制造的最高参数：最大功率 44高线速度 168m/s，最高转速 67000r/ 我国的低速重载齿轮技术，特别是硬齿面齿轮技术也经历了测绘仿制等阶段，从无到有逐步发展起来。除了摸索掌握制造技术外，在 20 世纪 80 年代末至 90 年代初步推广硬齿面技术过程中，我们还做了解决“断轴”，“选用”等一系列有意义 的工作。在 20 世纪 70代一直认为是国内重齿轮两大难题的“水泥磨减速器”和“轧钢机械减速器”可以说已完全解决。 20世界 80年代至 90年代初，我国相继制定了一批减速器标准，如 88圆柱齿轮减速器， 90运输机械用减速器和 050 93冶金设备用 轮减速器等几个硬齿面减速器标准，我国有自己只是产权的标准，如079 95三环减速器。按这些标准生产的许多产品的主要技术指标均可达到或接近国外同类产品的水平，其中 德国 司同类产品的特点，并结合国情做了血多改进与创新。 世界上一些工业发达国家，如日本，德国，英国，美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用，生产和研究都十分重视，在结构优化，传动性能，传动效率，转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星齿轮传动技术，如封闭行星齿轮传动，行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。 行星齿轮颤动在我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，均有了较大的成就，并获得了血多的研究成果。 近十几年来，计算机技术，信息技术，自动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了执照也得传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产，敏捷执照，智能执照等先进技术。形成了高精度，高效率的智能化圣餐先和计算机网络化管理。 在 21 世纪成套件机械装备中，齿轮仍然是机械传动的基本部件。由于计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大为提高，从而推动了机械传动购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 产品多样化，整机配套的模块化，标准 化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观。 动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制，液压传动，齿轮，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。在传动设计中的学科交叉，将成为新型传动产品发展的重要趋势。 工业通用变速箱是指为各行业成套装备及生产线配套的大功率和中小功率变速箱。国内的变速箱将继续淘汰软齿面，向硬齿面，高精度，高可靠度软启动，运行监控，运行状态记录，低噪声，高的功率与体积比和高的功率与重量比的方向发展。中小功率变速箱为适应机电一体化成套 装备自动控制，自动调速，多种控制与通讯功能的接口需要，产品的结构与外型在相应改变。矢量变频代替直流伺服器驱动，已成为经年中小功率变速箱产品追求的目标。 随着我国航天，航空，机械，电子，能源及核工业等方面的快速发展和工业机器人等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显著成绩。同时，随着国家高新技术及信息产业的发展，对谐波传动技术产品的需求将更会更加突出。 总之，当今世纪各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高，二低，二化方面发展。六高即高承载能力，高齿面硬度，高精度，高速度，高可靠性和高传动效率； 二低即低噪声，低成本；二化即标准化，多样化。 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，因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。 行星齿轮传动与普通定州齿轮传动相比较，具有质量小，体积小，传动比大，承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已经被我过越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动种均有效地利用了功率分流性和输入，输出地同轴性以及合理的采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不 仅适用于高速，大功率而且可用于低速，大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速，增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中：这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输，工程机械，冶金矿山，石油化工，建筑机械，轻工纺织，医疗器械，仪器仪表，汽车，船舶，兵和航空航天等工业部门获得了广泛的应用。 本设计以 本设计基于 维绘图功能 。先确定总体思路、设计总体布局，然后设置零部件，最后完成一个完整的设计。利用 部件的装配、运动学仿真等功能。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 行星齿轮减速器的体积、重量及其承载能力主要取决于传动参数的选择，设计问题一般是在给定传动比和输入转矩的情况下，确定各轮的齿数，模数和齿宽等参数。其中优化设计采用 带的模块 ，模拟真实环境中的工作状况进行运动仿真，对元件进行运动分析。 减速器作为独立的驱动元部件，由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输人功率和传动比的不同组合，可获得相应的减速器系列。在以往的人工设计过程中，在图纸上尽管能实现同一机 座不同规格的部分系列表示，但其图形受到极大限制。采用 具来实现这一过程，不仅能完善上述工作，方便设计操作，而且使系列产品的技术数据库，图形库的建立、查询成为可能，使设计速度加快。在设计过程中，我利用互联网对本课题的各设计步骤与任务进行了详细了解。采用计算机辅助设计的技术，利用 在设计计算方面：分析行星齿轮机构传动方案；并通过计算分析，确定行星轮系齿轮的齿数、模数和轴、行星架的各项参数，校核齿轮的接触和弯曲强度；完成内外啮合齿轮、轴、行星架的设计计算； 在整机设计开发背景下，结合运动参数完成建模。 在工程仿真分析方面：本论文利用三维软件 完成与整机的装配。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第二章 行星齿轮减速器方案设计 行星齿轮传动的类型很多，其分类方法也不少。在库氏的分类方法中，行星齿轮传动的基本代号为： Z 中心轮， X 转臂， V 输出轴（现说明：在库氏原著作中， K 中心轮， H 转臂）。根据其基本构件的配置情况，可将行星齿轮传动分为 23Z 和 种基本传动类型；其他的结构型式的行星齿轮传动大都是它们的演化型式或组合型式。 设计行星齿轮减速器，已知该行星传动的输入功率 2入转速500r/动比 34，允许的传动比偏差 期间断的工作方式，每天工作 16h，要求使用寿命 8年；且要求该行星齿轮传动结构紧凑、外廓尺寸较小和传动功率较高。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第三章 设计计算 根据上述要求：短期间断，传动比大，结构紧凑和外轮廓尺寸较小。据 书【 7】 和书【 5】 传动类型的工作特点可知， 3Z 型适用于短期间断的工作方式，结构紧凑，传动比大。为了装配方便 ，结构更加紧凑，适用具有单齿圈行星齿轮的 3Z 型行星齿轮传动较合理，其传动简图如图 3 图 3根据 3 b， 虑到该行星齿轮传动的外轮廓尺寸较小，故选择中心轮的齿数 5和行星齿轮数目 3。为了使内齿轮 b与 应取 将 书【 1】 ，则的内齿轮 1 )z()1( 69+3=72 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 因 27为奇数， 应按如下公式求得行星轮 1（ 1（ 728 再按传动比验算公式验算其实际的传动比 be zz 6972 721569 +1 =传动比误差 i 书【 1】 为 i = = =34 和中心距买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 按 书【 3】 公式可得到行星齿轮 = 2） 轮副 在 轮副中，8 17， bz 12 34 和42 34 和66 由此可知，该齿轮副的变位目的是为改善啮合性能和修复啮合齿轮副。故其变位方式应采用高度变位，即 0 可得内齿轮 e 的变位系数为 ce 对于该 3Z(行星齿轮传动可按下面计算公式进行其几何尺寸的计算。各齿轮副的几何尺寸的计算结果见表 1 表 13Z(行星齿轮传动几何尺寸 计算 项目 计算公式 变位系数 x 1x 2x = x 1x 1x =x =x =x =x =x =度圆直径 d 1d = 12d = 21d =45 2d =207 1d =84 2d =207 1d =84 2d =216 基圆直径11d 2ad 1圆直径d 1d =2 a121 zz z1d =d =d =84 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2d =2 a122 zz z2d =d =d =216 齿顶圆直径)(21 )(22 12啮合 )(2 1 )(22yx 12 12 4 e2)(2 1 - e )(2 2 2221f e 1 e2齿根圆直径)(2111a )(2222a 内啮合 )(2 111f a 用插齿刀加工 0202 2 1212： 2a为插齿刀与被加工齿轮之间购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 的中心距。 e = 2，其中 1 2 /2z 。 关于用插齿刀加工内齿轮，起齿根圆直径2 已知模数 m =3齿刀齿数0z=25，齿顶高系数 0位系数0x=0（中等磨损程度）。试求被插制内齿轮的齿根圆直径2 齿根圆直径2 202a式中 0 插齿刀的齿顶圆直径； 02a 插齿刀与被加工内齿轮的中心距。 0 000 2 a =3 25 = 现对内啮合齿轮副 （ 1） x ，9） vt = 20in 0t a 2 =表得02a= 7129 02y= o o o sc o 20 b 加工中心距02a为 02a= 20 b （ 按一下公式计算内齿轮 020 = 入表 2中） (2)x ，2） 仿上，02 in = 20in 0t a 4 =买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 查表得02a= 7321 02y= 1c o sc o 20 e= 2 53 02a= 20 e （ 则得内齿轮 0 2 0 0 20 填入表 2中） 对于所设计的上述行星轮传动应满足如下的装配条件 邻接条件 按 书【 5】 如下公式验算其邻接条件，即 将已知的得 故该 3Z(星传动的传动功率 采用 书【 5】 如下公式进行计算，即 已知 =69/15=啮合损失系数 和 可按 书【 5】 如下公式计算，即有 1 1取齿轮的啮合摩擦因数 1.0将cz、得 0 4 8 0 5 0 即有 =以，其传动效 率为 9 可见，该行星齿轮传动的效率较高，可以满足短期间断工作方式的使用要求。 输入端 根据 3Z(星传动的工作特点、传递功率的大小和转速的高低等情况，对其进行具体的结构设计。首先应确定中心轮 a 的结构，因为它的直径 d 较小，所以，轮购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 将中心轮 按该行星的输入功率 P 和转速 n 的初步估算输入轴的直径 同时进行轴的结构设计。为了便于轴上零件的装拆，通常将轴制成阶梯形。总之，在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造。 按 书【 1】 公式 30 pc =1123 150022=27 按照 3 大，试取为 30有单键槽的输入轴直径确定为 30过台阶16环用于轴承的轴向定位和固定。 可知2度为 135据轴承的选择确定 轴肩32 4d 为 38 附图。 输出端 根据30 m in pc =112 =50有单键槽 ，与齿轮 连作为输出轴。取17择 16 附图 所示 内齿轮的设计 （ 1） 内齿轮 而可以将其固定。 其尺寸如上已算出，图形如 附图。 （ 2）内齿轮 将轮 按该轮的输入功率 P 和转速 n 的初步估算输出轴的直径时进行轴的结构设计。总之，在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造。 转臂的设计 一个结构合理的转臂 量小，具有足够的强度和刚度，动平衡性好，能保证行星齿轮间的载荷分布均匀，而且具有良好的加工和装配 工艺。对于3Z( 中的转臂 x 不承受外力矩的作用 ， 也不是行星传动的输入或输出构件（此时它不是基本构件），故采用 双侧板整体式转臂 （其侧板两端无凸缘） 。 双侧板整体式转臂，可采用连接板将两块侧板连接在一起。 整体式转臂的毛皮是采用锻造或焊接的购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 范式得到的，即在其毛坯上已将两侧板与连接板制成一个整体。 转臂 x 中所需连接板 得 数 目 一 般 应 等 于 行 星 齿 轮 数厚为 a = 壁厚为 15，其中 a 为实际啮合中心距。沟槽宽度 为 80圆直径 D 268外圆直径 170 附图 所示。 转臂 已知高速级的啮合中心距 a=66得 1 0 0 06681 0 0 08 33 af a 取2.3 m 各行星齿轮轴孔的孔距相对偏差 1 按公式计算，即 1 0 0 1 0 0 1 a 取 1 0 m 转臂 的 12 ，即1=15 m 先已知低速级的啮合中心距 a=66得 10006681000833 取2.3 m 各行星齿轮轴孔的孔距相对偏差 1 按公式计算，即 1 0 0 1 0 0 1 a 取 1 0 m 转臂 的 12 ，即 me x 1521 箱体及前后机盖的设计 按照行星传动的安装类型的不同，则该行星减速器选用卧式不 剖分 机体，为整体铸造机体，其特点是结构简单，紧凑，能有效多用于专用的行星齿轮传动中，铸造机购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 体应尽量的避免壁厚突变，应设法减少壁厚差，以免产生疏散等铸造缺陷。材料选为灰铸铁 7。如 附图 所示 壁厚 40 . 5 6 6t d d T 机体表面的形状系数 取 1 与内齿轮直径有关的系数.6 标准件及附件的选用 螺钉的选择：大多紧固螺钉选择六角螺钉。吊环的设计参照标准。通气塞的设计参照设计手册自行设计。以及油标的设计根据 行星齿轮 的齿宽 便保证该行星齿轮 a 的啮合良好，同时还应保证其与内齿轮 b 和 e 相啮合。在每 个行星轮的内孔中，可以安装两个滚动轴承来支撑着。而行星齿轮轴在安装到转臂 采用了矩形截面的弹性挡圈来进行轴向固定。 由于该 3Z 型行星传动的转臂 x 不承受外力矩，也不是行星传动的输入或输出构件；而且还具有 3此，其转臂 转臂 转臂 x 上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距极限偏差已知啮合中心距 66a 得 0 3 0 06681 0 0 0833 取 32各行星轮轴孔的孔距先对偏差 1 可按以下公式计算，即 1 )(1000)( 取 1 =0 m 转臂 的 1/2,即 21=15 m 在对所设计的行星齿轮传动进行了其啮合参数和几何尺寸计算，验算其装配条购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 件，且进行了结构设计之后，便可以绘制该行星齿轮传动结构图（或装配图）。 度验算 由于 3Z(行星齿轮齿轮传动具有短期间间断的工作特点，且具有结构紧凑、外轮廓尺寸较小和传动比大的特点。针对其工作特点，只需按 书【 5】 其齿根弯曲应力的强度条件公式进行校核计算，即 首先按 书【 5】 以下公式计算齿轮的齿根应力，即 其中，齿根应力的基本值按 书【 5】 以下公式计算，即 按 书【 5】 以下公式计算，即 XR re Z(星传动按照三个齿轮副 名义切向力 中心轮 a 的切向力tF=下公式计算；已知 TNm, 3d 得 N） 有关系数。 a 使用系数 。 使用系数 书【 5】 中等冲击查表得 1.5 先按下式计算轮 x 19100- 中 0 01 a m/s） 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 所以 x 19100 （ m/s） 已知中心轮 级，即精度系数 C=6；再按下公式计算动载荷系数 式中 B= = A=50+56 B 则得 09292 中心轮 + 1查 表 得 书【 1】 1F a = 查 表 得 ，代入上式，则得 +（ 1=1.3 齿间载荷分配系数【 1】 表得 .1 行星轮间载荷分配系数【 1】 下式计算 即 +1 得 + =买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 齿形系数【 1】 得 。 修正系数 应力修正系数【 1】 得 Y 。 重合度系数 Y 可按下式计算，即 Y = = 。 螺旋角系数Y=1 因行星轮 c 不仅与中心论 a 啮合，且同时与内齿轮 b 和 e 相啮合，故取齿宽b=60 计算齿根弯曲应力 F 。 按下式计算齿根弯曲应力 F ，即 1F = 28 （ N/ F（ N/ 取弯曲应力 F =110N/ 计算许用齿根应力 书【 5】 以下公式计算许用齿根应力即 XR re =340 N/查表得 最小安全系数 式中各系数TY、Y 取值如下。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 应力系数所给定的 区域图取 时，取。 寿命系数 N 由表相应公式计算，且可按照每年工作 300 天，每天工作16小时，即 60 60 =10 则得 =根圆角敏感系数得1。 先对齿根表面状况系数 29 R 取齿根表面微观不平度 m，代入上式得 29 =寸系数 表中相对应公式计算，即 1 3 =入下公式可得许用齿根应力为 378（ N/ 因齿根应力 F =110 N/378 N/ F 所以， 在内啮合齿轮副 仍按公式计算其齿根弯曲应力 2F 及按公式计算许用齿根应力已知 692 260 N/ a使用系数 。 使用系数 中等冲击查表得 先按下式计算轮 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 x 19100- 中 0 01 a m/s） 所以 x 19100 （ m/s） 已知中心轮 级，即精度系数 C=6；再按下公式计算动载荷系数 式中 B= = A=50+56 B 则得 09292 中心轮 + 1查表得 1F 查表得 ，代入上式，则得 +（ 1=1.3 齿间载荷分配系数.1 行星轮间载 荷分配系数购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 即 +1得 +11 =1 齿形系数 应力修正系数Y 。 重合度系数 Y 可按下式计算，即 Y = = 。 螺旋角系数Y=1 通过查表或采用相应公式计算， 可得到取值与外啮合不同的系数 K , 1 2Y , ,TY =Y 。代入上式则得 2222 = （ N/ 取 110F N/i ml i XR r e e （ N/ 可见，2p ，故 仿上， 仍 按以上公式计算 2F购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 和仿上，与内齿轮 Y =入上式，则得 2F= 1. N/ 因 1051 F N/ 105F N/i ml i XR r e e （ N/ 可见，2p ，故 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 第五章 总结 此片论文得以完成 ,首先要 感谢刘柏希 老师的细心指导。 刘 老师开阔的视野，为我提供了极大的发挥空间，在这段时间里让我明白了做任何事情要严谨细致、一丝不苟，对人要宽容 、宽厚， 刘 老师宽厚待人的学者风范更是令我无比感动。 四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，思绪万千，心情久久不能平静。 感谢各位老师在这几年一直在生活中、组织上给予我的教导和无私的帮助，让我在 南昌航空大学科技 学院这个大舞台上有锻炼的能力、自我完善的平台。 在此文即将完成之际，我衷心的感谢在此过程中帮助过我的每个人，在这里请接收我最诚挚的谢意！由于时间仓促、自身等原因，文章 错误疏漏之处在所难免，恳请各位老师斧正。 同时也感谢学院为我提供 代写论文 良好的做毕业设计的环境。 参考文献 1 璞良贵，纪名刚主编 第八 版 等教育出版社， 2005 2 王昆主编 武汉：华中理工大学出版社， 1922 3 卢颂峰、王大康主编 北京：北京工业大学出版社， 1993 4 吴宗泽、罗圣国主编 北京：高等教育出版社， 1992 5 孙桓，陈作模主编 第六版 等教育出版社， 2002 6 成大先主编 北京：化学工业出版社， 2004 7 饶振纲编著 北京：化学工业出版社， 2003 8 饶振纲 传动设计， 1999，（ 2） 9 中华人民共和国国家标准 北京：中国标准出版社
展开阅读全文