X X X X大学
本科毕业设计
（论文）
学院机械工程学院
专业机械制造设计及自动化
学生姓名
班级学号
指导教师
二零年月
XXXX大学本科毕业设计论文
采煤机履带行走行星减速器的虚拟设计与运
动仿真
Shearer crawler planetary reducer Virtual Design and Motion
Simulation
完整的毕业设计过程
ProE 三维建模，包括零件，装配图已经运动仿真。（图中只截取部分）
这里贴上行星减速器CAD图
该毕业设计成果经过严格而完整的毕业答辩过程，并取得优秀。
如有需要可以联系QQ
983091293
XXXX大学
本科毕业设计（论文）诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：采煤机履带行走行星减速器的虚拟设计与运动仿真）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果品。
作者签名：年月日
（学号）
目录
第一章绪论-------------------------------------------------------1 1.1本次课题的意义与目的 --------------------------------------------1 1.2国内外研究发展情况-----------------------------------------------1 1.2.1国内外行星减速器发展情况--------------------------------------1 1.2.2行星减速器的发展史--------------------------------------------3 1.2.3行星齿轮研究现状----------------------------------------------4 1.3本文研究内容-----------------------------------------------------4 1.4常用行星齿轮的传动类型与特点-------------------------------------5 1.4.1行星齿轮传动特点----------------------------------------------6 1.5本章小结---------------------------------------------------------6 第二章行星减速器的传动设计-----------------------------------7 2.1设计参数---------------------------------------------------------7 2.2确定行星齿轮减速器的传动形式-------------------------------------7 2.3确定传动主要尺寸-------------------------------------------------9 2.4本章小结---------------------------------------------------------18 第三章行星减速器的建模与装配---------------------------------19 3.1行星减速器的结构、特点-------------------------------------------19 3.2减速器三维建模---------------------------------------------------19 3.2.1齿轮三维建模--------------------------------------------------20 3.2.2其他零件的建模------------------------------------------------23
3.3行星减速器的三维模型装配----------------------------------------23 3.3.1齿轮之间的啮合装配-------------------------------------------23 3.4本章小结--------------------------------------------------------26 第四章行星架与箱体设计---------------------------------------27
4.1行星架的设计----------------------------------------------------27 4.1.1行星架结构方案-----------------------------------------------27 4.1.2各个行星齿轮的轴孔的孔距的相对偏差---------------------------28 4.1.3转臂的偏心误差-----------------------------------------------28 4.1.4各个行星轮轴孔的平行度误差-----------------------------------28 4.1.5平衡性要求---------------------------------------------------28 4.1.6浮动构件的轴向间隙-------------------------------------------29 4.2箱体设计--------------------------------------------------------29 4.3密封于润滑------------------------------------------------------30 4.4本章小结--------------------------------------------------------30 第五章运动仿真-------------------------------------------------31
5.1模拟制作动画----------------------------------------------------31 5.2运动仿真制作时应当注意的问题以及相应的解决方法------------------32 5.3制作动画及注意事项----------------------------------------------32 5.4运动仿真--------------------------------------------------------33 5.5本章小结--------------------------------------------------------37
结论----------------------------------------------------------------38 致谢----------------------------------------------------------------39 参考文献-----------------------------------------------------------40
摘要
采煤机履带行走机构的关键所在时行星减速器，其主要的作用是把液压马达的动力传输给履带，使其能够行走。本次研究主要对行星减速器机构进行虚拟设计与运动仿真，结合AutoCAD与Proe软件，对其进行草图、二维装配图、三维模型装配的绘制，并进行运动仿真。主要做了以下的工作：
1.计算基本尺寸。先根据给出的参数计算出齿轮、轴的基本尺寸，并对其进行强度校核。对箱体进行简单的设计。验证传动比。
2.各零件的建模、装配。运用Proe软件进行各个零部件的建模，然后整体装配，完成总装配。利用AutoCAD软件对装配三维图进行具体的装配图绘制。
3.运用Proe软件对三维装配图进行运动仿真，并检查各齿轮之间的啮合是否存在干涉，若有则找出解决方法。
关键词：行星减速器，虚拟设计，运动仿真。
Abstract
Shearer crawler planetary gear when the key, Its main role is to transmit power to the hydraulic motor track, Enable it to operate. This study mainly on the planetary gear mechanism for virtual design and motion simulation, Combined with AutoCAD software and Proe,Its sketches, assembly drawing two-dimensional, three-dimensional model of the assembly drawing, And motion simulation. Mainly done the following work:
1 The calculation of basic dimensions. First calculated according to the parameters given in gears, shafts basic dimensions, and its strength check. Simple design of the box body. Verify the transmission ratio.
(2) Each part of the modeling, assembly. Proe software using various parts of the modeling, and then the whole assembly, complete the final assembly. The use of three-dimensional map of AutoCAD software on the assembly drawing for the specific assembly.
3. The use of three-dimensional assembly drawing Proe software for motion simulation and check the gears meshing between the existence of interference if it is to find a solution.
Keywords: planetary reducer, virtual design, motion simulation.
第一章节绪论
1.1 本次课题的意义与目的
本人这次选择的毕业设计课题是采煤机履带行走行星减速器的虚拟设计与仿真。以采煤机履带行走机构为研究的对象，这是近年来出现的没有轨道的特殊的辅助搬运设备，主要用于在矿洞下帮助其他机械设备工作面的搬运与安装，还能够同时完成其他的有关的采煤机械设备的移动、安装与放置。它有助于减轻现场工作人员的劳动量，同时节约了时间，又提高工作效率，可以提高安装的精准度，又更加的安全可靠。
采煤机是由许多的零部件组装而成，其中履带式行走机构是机械设备的关键机构，它主要作用于工作中的行走与搬运等重要的任务，而行星减速器行走机构是行走机构的关键所在，它的结构是履带内藏式，结构十分的紧凑，适合用在传动比比较大与输出转矩较为大的机器设备上。
行星减速器的设计对设计人员的一般要求较高，其设计者不但要十分的了解机械性能，而且还要掌握较为先进的设计方法，如果不这样的话就不可能够准确地算出各个零件的平均受作用力的大小，尤其是动力学计算，一般较为老式的研究方法拥有很大的局部限制性。因此,本次研究的重点是对采煤机履带行走装置中的行星减速器建立了三维模型，通过对模型进行试验。对采煤机的行星减速器用软件进行三维运动仿真，该项研究设计对采煤机的履带行走装置的设计、分析，在现实中具有一定重要的实用意义。
1.2 国内外研究发展情况
本人采用ProE软件对采煤机的行星减速器进行运动仿真，因此在这儿对行星齿轮发展情况做出一些介绍。
1.2.1国内外行星减速器发展情况
目前,采煤机在国外只有英国的EIMCO公司生产的LSC100 型采煤机搬运车和澳大利的一家工程有限公司生产的LSC70型采煤机搬运车两种车型。在国内只有太原煤科院在近几年以来一直在学习与研制国外的较为相对成功的技术,对TY100FB 采
煤机搬运车进行了刚开始时期的技术研究开发。
行星齿轮减速器的传动机构具有的结构非常紧凑、质量较为比其他的小巧、体积同时也较为小、承载的能力比较大等特点。这些大部分都是因为在机械的结构上运用了许多个行星轮的传动方式，并对同心轴的齿轮之间的空间进行了充分合理的利用，装载了多个行星轮来共同承担所有的载荷，并且对内齿轮啮合传动进行了合理的运用，最终使的这种行星减速器拥有了以上的那么多的优异点。但是，这只是在最最理想的情况下，而在实际条件的运用中，由于加工产生的误差和装配中存在的误差，使得在各个行星轮上的载荷在齿轮的传动中分配不均匀，形成的载荷在有的时侯就会集中在其中某个单个行星轮上的现象。这样做的话，就会使得行星齿轮减速器的优异性得不到全面的充分的发挥，甚至有的时候利用率比普通的外齿轮的传动结构的利用率还不如。所以，为了使行星齿轮在机构上的优异性能够较为更好的发挥出来，于是平均分配载荷就成了一个非常重要的问题。在结构的有关方面，刚开始时人们只有努力地使齿轮的加工精度得到提高，这样做才能提高效率，但是却使得行星齿轮在制造上和装配的过程中存在非常困难的问题。后来通过一段时间的对其认真的研究，采用对行星齿轮的基本构件径向不加限制的专门措施和其它可自动调位的方法，即采用各种各式的机械式的用以平均载荷的机构，从而达到载荷在各个行星轮之间能够分布均匀的目的。典型的几种均载机构：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。
行星齿轮减速器的传动效率的评价好坏的指标之一便是其传动率的高低，有许多的国内外的学者对此课题进行了系统的较为全面的研究。现在，有很多对行星齿轮传动效率来进行计算的方法，国内外的学者人员就提出了多种多样的有关对行星齿轮的传动效率的计算方法，在一般的设计计算中，较为经常使用的计算方法就有3种：力偏移法、啮合功率法、和传动比法也叫做克莱依涅斯法，而啮合功率法的是较为广泛使用的，此种方法用来对一般的2K-H型与3K型行星齿轮减速器的效率计算就会显得十分的方便。
1.2.2 行星减速器的发展史
行星减速器现在已经是运用的非常常见的一种减速装置，其运用范围十分广，如各式履带推土机，挖掘机等的行走机构，这种类型的传动装置中都有着较为相类似的特
点，其传动比数值大，体积较为小，输出转矩一般都比较大。
在1951年期间，德国第一次大范围的运用了大功率的高速的行星齿轮传动装置；在1958年的后期，其他的国家也陆陆续续的运用这种装置，并且都有相应的一系列的产品开发研究出来。在欧洲德国的一家公司就生产出来一般的用在船上的行星齿轮减速器，它的功率能够达到大约11030kW；而英国的某个齿轮公司生产出来一种的用来进行压缩用途的行星齿轮减速器，其功率可以达到25740kW。而低速的较重载的行星减速器也已经由一系列平常用途的产品开发发展到生产应用在特殊的使用上的产品，像法国的Citroen 生产的用在水泥磨上的机械减速器设备与在矿山上使用的行星减速器设施，总的重量可以达到125t，输出转矩也能够达到3900 kN·m。目前日本、德国等国家研究开发出的一些较为新颖的独特的行星齿轮的传动技术，例如行星齿轮的变速传动和微小型的行星传动等。
我国是从上世纪才开始研究并进行开发运用行星齿轮减速器，从上世纪70年代制订NGW
了型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976。低速大转矩的行星齿轮减速器也开始批量的生产和运用。己经研制成功高速大功率的多种行星齿轮减速器，如高速汽轮机、列车电站燃气轮机和万立方米制氧透平压缩机的行星齿轮箱。现在我国已经拥有批量生产与供应最大输出转矩可达700kN·m 的各种行走行星齿轮减速器，在此同时具有辅助动态制动功能及大轴倾角回转行星减速器相继进行了成功开发与投入完美的使用。由中国重型机械研究院有限公司完成的大功率重载行星减速器系列，其水平在国际上已经拥有很高的地位；由宁波德一家专门生产传动设备的有限公司完成行星减速器在与柔性液压有关的专业的技术上同时取得了较为大的突破，这在国际的减速器设计中也是较为先进的。虽然我国在行星齿轮减速器的研制与开发上取得了一定的成果，但是与其它的工业较为发达的国家相比较还存在着一定的差距，我们不能只顾于眼前的设计，要放长远设计计划，我们还需要进行积极的引进、消化和吸收国外的较为先进的技术。
伴着我国的航天技术、航空的技术、机器机械、电子电能、能源以及在核能工业等方面的快速有效地发展和工业的机器人等在现在各工业部门的较为普遍的使用，我国在谐波传动方面的技术应用也已经取得显著的值得骄傲的成绩。总而言之，当今世界各国
的行星齿轮减速器以及齿轮的总体发展技术的趋势是向着六高、二低、二化方面发展。六高指的是较高的承受载荷的能力、比较高硬度的齿面、比较高的可靠性、比较高的速度、比较高的精度与比较高的传动效率；二低指的是低的噪音、生产成本的低廉；二化即指的是标准化与多样化。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展有着一定的关联，在某种的程度上代表着一个国家的工业发展在国际上是否具有较为先进的水平，因此，开拓开展研究与发展行星齿轮减速器与齿轮的各种技术在我国有着非常的广阔的不可预测的前景。
1.2.3 行星齿轮研究现状
与一般的圆柱齿轮的传动相比，行星齿轮传动有着非常大的差异在结构上，其结构比一般的齿轮较为复杂，零件的数量也比其它的多，其运动方式也比较不一样，与其它的齿轮传动相比较有着一定的差异，还会有过约束。它的太阳轮与行星齿轮是外啮合的传动方式，而行星齿轮跟内齿圈之间是内啮合的状态，并且行星齿轮在围绕自身中心轴转动的时候同时还会围绕内齿圈的中心轴进行转动，这样就不方便于整个机构的设计，对后面的运动分析也有一定的影响。我国一直在进行行星齿轮传动性能的研究，现在也有一些部门正在做有力学、浮动、运动学、均载和传动装置优化设计等问题的研究。在齿轮动态性能的研究上我国虽然开始的比其它的国家晚，但是我们不断地吸收外国研究出来的内容，再结合我们遇到的实际问题从而进行研究分析，也取得了一定的不俗的成绩。
1.3 本文研究内容
这篇文章通过对采煤机的行星减速器进行虚拟三维建模，再对其进行运动仿真，对其结构的合理性进行分析，最终得出相关的结论。
本次毕业设计主要的研究内容有：
1.进行尺寸计算
（1）对行星减速器的内部结构尺寸进行计算与箱体大概的设计。
2.行星减速器的三维建模，装配的干涉，其结构的合理性
（1）对行星减速器进行三维建模，
（2）利用ProE软件对其进行合理性与干涉性的检查。
3.对行星减速器模型传动比进行研究
（1）对三维模型进行运动仿真，
（2）验证传动比。
4.关键零件的校核
（1）对齿轮的接触强度进行相应的强度校核。
1.4 常用行星齿轮的传动类型及特点
表1-1 行星轮的传动特点
1.4.1 行星齿轮传动特点
（1）体积较为小，质量较为轻，结构较为紧凑，承载的能力较为强。行星齿轮传动的外轮廓尺寸和质量一般只有普通的齿轮传动的1/3。
（2）传动效率高。在选择恰当的传动类型的情况下，合理布置结构，其传动的效率可以达到0.97~0.99。
（3）传动比较大。只要合理的选择行星齿轮传动的类型以及相互轮齿配合的方案，就可以只使用少数的几个齿轮从而就能够获得很大的传动比。在仅作传递运动的行星齿轮传动中，其传动比有的时候可以达到上千。我们应该指出当行星齿轮传动在其传动比很大的时侯，其机构还会保持着结构较为紧凑、质量较为小、体积较为小等许多的优异点。
（4）运动十分平稳、抗冲击性和抗振性十分的强。由于在结构上采用了多个结构都一样的行星轮，并且都均匀地在太阳轮的周围分布，从而可使得行星轮与转臂的惯性力能够相互平衡抵消。同时，也会使得参与啮合的齿数增加变多，所以行星齿轮传动的运动较为平稳，抵抗性与抵冲击性和抗振性较为强，工作的能力较为可靠。
行星齿轮传动较为明显的特点是：在齿轮进行传递动力的同时，它还可以进行功率的分流；同时其输入轴的轴心与输出轴的轴心都在同一轴线上，指的是输入轴与输出轴的各个的轴心都会在同一主轴线上重合。所以，行星齿轮的传动现在的运用非常广泛，已经被普遍运用，而当做各种各式的机械传动系统的中的增速器、减速器和变速的一般装置。特别是在那些对要求较为高的、质量比较小的、体积较为小的、结构比较紧凑和对传动效率要求比较高的航空航天的较为特殊的发动机、石油化工、起重的运输装置和机械兵器等机构的齿轮传动设施以及需要不断地变速的小汽车与重质量大体积的坦克
等各种车辆的一般的齿轮传动机构装置，在日常生活与工业中行星齿轮传动已经运用的越来越广泛。
1.5 本章小结
本章节说明了本次课题研究的意义与目的，介绍了国内外的行星减速器发展动态，并阐述了本次毕业设计研究的主要内容。
第二章行星齿轮减速器的传动设计
2.1 设计参数
额定功率 150KW
额定转速 1475r/min
工作拉力 6KN
输送带工作速度 1.5m/s
滚筒直径 460mm
工作环境：矿山
载荷特性：平稳传动
最短工作年限：八年两班
2.2确定行星齿轮减速器的传动形式
齿轮传动在跟别的传动方式相比较而言，具有这些可靠地特点，例如瞬时的传动比比较恒定、工作的能力较为可靠、使用的寿命系数较长、传动的效率较为高、可以使得平行轴之间的任意两个相交的轴与交错轴之间的传动方式得到实现，适用于大范围的圆周的速度与传动的功率，但是齿轮传动的生产制造成本比较高，而低精度的齿轮在传动时会产生非常大的噪声和振动，传动方式不适合用在两轴之间的距离比较大的情况下。齿轮传动的方式是先让主动轮转动，用其轮齿一个一个与从动轮来啮合从而推动它来使之工作，这是一种在现在运用的十分普遍的机械传动形式。齿轮传动的划分可以按照一对齿轮的轴线的相对位置来确定，也能够按照不同的工作条件来区分。
根据设计参数所给的额定功率为150KW，参考《减速器设计与实用数据速查》表2-2，选出减速器的型号为2K-H-NGW型，其他的型号的传动功率都不在其范围内，故选用此型号的行星齿轮减速器。
因本次设计的传动尺寸没有严格的要求限制，而且生产的数量比较小，所以小齿轮的材料选用40Cr，热处理进行调制处理，硬度的范围为241HB~286HB，平均值取为260HB。较大齿轮选用45号钢，热处理进行调制处理，硬度的范围为229HB~286HB，取平均值为240HB。计算如下：
（1）初步计算：
转矩T1=6
10X150/1475 2-1
10P/n1=9.55X6
T1=971186N.mm
齿宽系数 由《机械设计》表12.13取 1.0d ?=
由此书图12.17c 取lim1lim 2710580H H MPa
MPa
δδ==
[]1lim1
0.90.9710639H H X MPa
δδ===
[]2lim2
0.90.9580522H H X MPa
δδ===
由表12.16，可取Ad=85. 初步计算出来的小齿轮直径：
115960a d Ad mm
b d mm
ψ≥≈==齿宽 2-2
（2） 校核计算
11/601000591475
6010005.4/v d n m s
ππ=???=
?= 2-3
由《机械设计》表12.6，取8级精度。 取Z1=14，Z2=39.
M=d1/z1=60/4=15. 2-4 I=Z2/Z1=39/14=2.8。
故符合
NGW 型行星齿轮减速器的传动比范围，故可行。
因为齿轮是平稳工作，所以可按照齿根弯曲强度计算其模数m 值：
2-5
由参考文献[12] 公式（7.8）和参考文献[11]表7-2与7-4可得,载荷系数K=1.98；由参考文献[12]公式（8.11）求得：Kfp=1.53.
按Xn=0由参考文献[12]表7-1和表7-2查的：Yr1=2.9,Ys1=1.52. 由参考文献[12]表7-7初步选取初步选取fp1=470N/mm2,初选
b=2.
3.77m mm ≥=
取模数为m=4.
2.3 确定传动主要尺寸
d1=m1z1=4X14=56mm d2=m2z2=4X39=156mm
a=m(z1+z2)/2=4X(14+40)/2=110mm 2-6 齿宽b1=?d=1X59=59mm 取为b1=60mm B2=70mm.
故内齿轮b: m=4,d=380mm,b=120. 取Z=94. 检验传动比
1/194/156.71
b aH b a
i Z Z =+=+= 2-7
在范围2.8~12.5内，故可行。 验算弯曲应力
1212V
F F
d T K K Y d m βσ=ψ 2-8
由图8-44查得,x=0 1z =14，1F Y =2.60
2
z =39，
2
F Y =2.14
211[]136
44.2/2.60F F N mm Y σ== 222[]129
60.3/2.14
F F N mm Y σ==
毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 小型精密行星减速器的设计 1选题的背景、意义 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足各种机械的需要。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用。随着科学技术和国民经济的发展，且由于其传递运动准确可靠结构紧凑，效率高，寿命长，切使用维修方便，各行业对减速器的需求越来越大，这样对其综合质量提出了更高的要求。 行星齿轮减速器与普通定轴减速器相比较，具有质量小、体积小、结构紧凑，传动比大，传递功率大、承载能力高，传动效率高，运动平稳、抗冲击和振动的能力较强等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、，冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得各个方面。 我国的行星齿轮减速器产品在性能和质量方面与发达国家存在着较大的差距，其中一个重要原因就是设计手段的落后。发达国家在机械产品设计上早已进入分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现在设计方法，如有限元分析、优化设计等应用到产品设计中，采用机械CAD系统在计算机上进行建模、分析、仿真、干涉检查等。从而得到最合理的设计参数。 渐开线少齿差传动是少齿差行星齿轮传动中的一种，是内外齿轮的齿廓曲线采用渐开线，其轮齿结构简单、啮合接触应力小，承载能力高，可以采用软齿面，加工也容易得多。渐开线行星齿轮减速器传动与普通定轴减速器传动相比具有承载能力大、体积小、效率高、重量轻、传动比大、噪声小、可靠性高、寿命长、
1 引言 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[1] 。 2 设计背景 试为某水泥机械装置设计所需配用的行星齿轮减速器，已知该行星齿轮减速器的要求输入功率为 1 740KW p =，输入转速11000rpm n = ,传动比为35.5p i =,允许传动 比偏差0.1P i ?=,每天要求工作16小时，要求寿命为2年；且要求该行星齿轮减速器传动结构紧凑，外廓尺寸较小和传动效率高。 3 设计计算 3.1选取行星齿轮减速器的传动类型和传动简图 根据上述设计要求可知，该行星齿轮减速器传递功率高、传动比较大、工作环境恶劣等特点。故采用双级行星齿轮传动。2X-A 型结构简单，制造方便，适用于任何工况下的大小功率的传动。选用由两个2X-A 型行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理，名义传动比可分为17.1p i =,25p i =进行传动。传动简图如图1所示：
图1 3.2 配齿计算 根据2X-A 型行星齿轮传动比 p i 的值和按其配齿计算公式，可得第一级传动的内 齿轮1b ,行星齿轮1c 的齿数。现考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸，故选取第一级中心齿轮1a 数为17和行星齿轮数为3p n =。根据内齿轮()11 1 1 b a p i z z =- ()17.1117103.7103b z =-=≈ 对内齿轮齿数进行圆整后，此时实际的P 值与给定的P 值稍有变化，但是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为 i ＝1＋＝7．0588 其传动比误差i ?＝ ip i ip -＝ 7.17.0588 7.1 -＝5℅ 根据同心条件可求得行星齿轮c1的齿数为 ()1 11243c b a z z z =-= 所求得的1ZC 适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到其安装条件为： 11 2 za zb +＝ C ＝40 ()整数
30,31,323334353637,38,3940
292827262524232221201918171615
技术特性 技术要求 1.装配前，箱体与其他铸件不加工面应清洗干净，除去毛边毛刺，并浸涂防锈漆； 2.零件在装配前用煤油清洗，轴承用汽油清洗干净，晾干后配合表面应涂油； 3.减速器剖分面、各接触面及密封处均不允许漏油渗油，箱体剖分面允许涂以密封 油漆或水玻璃，不允许使用其他任何填料； 4.齿轮装配后应用涂色法检查接触斑点，圆柱齿轮沿齿高不小于30％，沿齿长不小 50％. 输入 功率(kW ) 入轴 转轴 (r/min )效率 η 总传动比 i 传动特性 第一级 第二级2.5m n β 齿数Z 12Z 7.3564850.9213.8412°3' 28精度等级000 12300 m n 5 β 齿数Z 120 Z 263 精度等级 000000
审核工艺 批准 设计标准化 年月日阶段标记重量比例共 张第 张 标记处数分区更改文件签名年月日 序号 代 号 名 称 数 量 材 料 单件总计重 量 备注 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940235齿轮轴 140Cr GB/T276-94深沟球轴承60141 外购 闷盖 1HT150 GB/T1096-2003键 20×94 145 套筒 145垫片 141424344454647484950515208F GB/T5783-2000 螺栓M12×30 垫圈12 24A级齿轮 2248.8级45GB/97.1-2002轴 140Cr GB/T1096-2003 键 12×80 245GB/T1096-2003键 12×100 145闷盖 2HT150GB/T276-94深沟球轴承63112 齿轮轴 140Cr GB/T1096-2003 键 10×100 145轴套 1铜合金O型密封圈 1橡胶GB/T5783-2000 螺栓 M10×30 88.8级GB/T97.1-2002垫圈10 8A级208F GB/T276-94深沟球轴承60151 0GB/T1096-2003键 28×130 145O型密封圈 1橡胶垫片 108F 透盖 1HT150GB/T276-94 深沟球轴承63112 垫片 208F 齿轮 140Cr GB/T5783-2000 螺栓 M16×90 88.8级GB/T5783-2000螺栓M10×25 28.8级轴尺M16 1Q235A 油封垫 1石棉橡胶板 螺塞M20×1.5 1Q235A GB/T5783-2000 螺栓 M10×25 2GB/T97.1垫圈10 2A级GB/T6170-2000 螺母 M10 2A级GB/T97.1垫圈8 1A级GB/T5783-2000 螺栓 M8×20 48.8级检查孔盖 1Q235A 通气螺栓M20×1.51 垫片 1软钢纸板箱盖 1HT150销8×35 235箱座 1HT1500 00 000000000000000000000外购 垫片 外购 8.8级二级圆柱齿轮 减速器(单位名称) (图样代号) 外购外购 外购 成组 成组销8×35 GB117-86
减速器是机械行业中十分重要的传动装置，传统的减速器设计通常3 ）限制模数最小值，得： 需要有经验的人员选取适当的参数，进行反复的试凑、校核确定设计方4）限制齿宽系数b/m 的范围： ，得：案，但也不一定是最佳设计方案，而优化设计的方法则通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定，建立数学模型，通过求解得到满足5）满足接触强度要求，得： 条件的最佳解，同时缩短设计周期。为了合理分配行星轮系的总传动比，并使系统体积小、质量轻，建立了具有3个设计变量、1个目标函数 和几个约束方程的优化设计数学模型，并用MATLAB 优化工具箱进行求6）满足弯曲强度要求，得：解。 2K-H （NGW ）型行星齿轮减速器的优化设计： 式中： 、 -齿轮的齿形系数和应力校正系数； -许用弯曲应力。 3 所选优化方法的介绍 惩罚函数法：根据惩罚函数项的不同构成形式，惩罚函数法又可分为外点惩罚函数法、内点惩罚函数法和混合惩罚函数法三种，分别简称为外点法、内点法和混合法。 3.1 外点法：外点法的计算步骤 1）给定初始点 、收敛精度ε、初始罚因子 和惩罚因子递增系数c ，置k=0； 1-中心轮 2-行星轮 3-壳体 图1 NGW 型行星轮系机构简图 图1为NGW 型行星轮系机构简图。已知：作用于中心轮的转矩T1＝1140N ·m ，传动比u ＝4.64，齿轮材料均为38SiMnMo ，表面淬火45-55HRC ，行星轮个数c=2，要求以重量最轻为目标，对其进行优化设计。 1 目标函数和设计变量的确定 行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和c 个行星轮重量之和来代替， 3.2 内点法：内点法是另一种惩罚函数法 因此目标函数可简化为： 其构成形式与上式相同，但要求迭代过程始终限制在可行域内进 行。 式中：z 1-中心轮1的齿数；m-模数，单位为（mm ）； b-齿宽，单位对于不等式约束 ，满足上述要求的复合函数有以下两种为（mm ）；c-行星轮的个数；u-轮系的传动比4.64。 影响目标函数的独立参数应列为设计变量，即 在通常情况下，行星轮个数可以根据机构类型事先选定，这样，设计变量为： 其中，惩罚因子 是一递减的正数序列，即 2 约束条件的建立 由式（2）和式（3 ）可知，对于给定的某一惩罚因子 ，当点在可1）小齿轮z 1不根切，得： 行域内时，两种惩罚项的值均大于零，而且当点向约束边界靠近时，两 2）限制齿宽最小值，得： 行星齿轮减速器的优化设计 赵明侠 （宝鸡职业技术学院 机械工程系 陕西 宝鸡 721013） 摘 要： 根据可靠性设计理论和机械优化设计技术，以NGW 型行星齿轮减速器为例，初步探讨优化设计的原理和方法。关键词： 行星齿轮减速器；优化设计；优化设计方法 中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010074－02 2）构造惩罚函数
{机械设计基础课程设计} 设计说明书 课程设计题目 带式输送机传动装置 设计者李林 班级机制13-1班 学号9 指导老师周玉 时间20133年11-12月
目录 一、课程设计前提条件 (3) 二、课程设计任务要求 (3) 三、传动方案的拟定 (3) 四、方案分析选择 (3) 五、确立设计课题 (4) 六、电动机的选择 (5) 七、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 八、高速级齿轮传动计算 (8) 九、低速级齿轮传动计算 (13) 十、齿轮传动参数表 (18) 十一、轴的结构设计 (19) 十二、轴的校核计算 (20) 十三、滚动轴承的选择与计算 (24) 十四、键联接选择及校核 (25) 十五、联轴器的选择与校核 (26) 十六、减速器附件的选择 (27) 十七、润滑与密封 (30) 十八、设计小结 (31) 十九、参考资料 (31)
一．课程设计前提条件： 1. 输送带牵引力F(KN)： 2.8 输送带速度V(m/S)：1.4 输送带滚筒直径(mm)：350 2. 滚筒效率：η=0.94（包括滚筒与轴承的效率损失） 3. 工作情况：使用期限12年，两班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷平稳； 4. 工作环境：运送谷物，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内常温，灰尘较大。 5. 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 6. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 二．课程设计任务要求 1. 用CAD设计一张减速器装配图（A0或A1）并打印出来。 2. 轴、齿轮零件图各一张，共两张零件图。 3.一份课程设计说明书（电子版）。 三．传动方案的拟定 四．方案分析选择 由于方案（4）中锥齿轮加工困难，方案（3）中蜗杆传动效率较低，都不予考虑；方案（1）、方案（2）都为二级圆柱齿轮减速器，结构简单，应用广泛，初选这两种方案。 方案（1）为二级同轴式圆柱齿轮减速器，此方案结构紧凑，节省材料，但由于此 方案中输入轴和输出轴悬臂，容易使悬臂轴受齿轮间径向力作用而发生弯曲变形使齿轮啮合不平稳，若使用斜齿轮则指向中间轴的一级输入齿轮和二级输出齿轮的径向力同向，
目录 第一章概述 (1) 第二章要求分析 (2) （一）原始数据 (2) （二）系统组成框图 (2) 第三章方案拟定 (4) 第四章传动系统的方案设计 (5) 传动方案的分析与拟定 (5) 1.对传动方案的要求 (5) 2.拟定传动方案 (5) 第五章行星齿轮传动设计 (6) (一)行星齿轮传动比和效率计算 (6) (二)行星齿轮传动的配齿计算 (6) 1.传动比条件 (6) 2.同轴条件 (6) 3.装配条件 (7) 4.邻接条件 (7) (三)行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (8) （四）行星齿轮传动强度计算及校核 (10) 1、行星齿轮弯曲强度计算及校核 (10) 2、齿轮齿面强度的计算及校核 (11) 3、有关系数和接触疲劳极限 (11) （五）行星齿轮传动的受力分析 (13) （六）行星齿轮传动的均载机构及浮动量 (15) （七）轮间载荷分布均匀的措施 (15) 第六章行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计 (17) （一）选择齿轮材料及精度等级 (17) （二）按齿面接触疲劳强度设 (17) （三）按齿根弯曲疲劳强度计算 (18) （四）主要尺寸计算 (18)
（五）验算齿轮的圆周速度v (18) 第七章行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计 (19) （一）减速器输入轴的设计 (19) 1、选择轴的材料，确定许用应力 (19) 2、按扭转强度估算轴径 (19) 3、确定各轴段的直径 (19) 4、确定各轴段的长度 (19) 5、校核轴 (19) （二）行星轮系减速器齿轮输出轴的设计 (21) 1、选择轴的材料，确定许用应力 (21) 2、按扭转强度估算轴径 (21) 3、确定各轴段的直径 (21) 4、确定各轴段的长度 (21) 5、校核轴 (22)
1．绪论 1.1课题研究的背景和意义 “十一五”期间我国将按照国家储备与企业储备相结合，以国家储备为主的方针，统一规划，分批建设国家战略石油储备基地。为了快速建立起我国独立的石油储备基地，根据我国国情石油储备形式以大型工业油罐为主。 在使用大型油罐进行原油储备的过程中，遇到最关键的问题就是油泥的问题，储运重未经提炼制的原油重平均约含2.2%的油泥，即对一个10万立方的储罐来说，灌满原油后其中约有2200立方的油泥成点在油罐底部。如不及时清除，再次加入原油是油泥将继续累积在一起，形成硬块，为油罐的检查及清洗增加困难。而且数量如此巨大的油泥存在于油罐底部，不经减小油罐的有效储存空间，降低储存周期寿命，造成进出阀的阻塞，而且较厚的油泥层使浮顶灌的浮顶不能不下降到底而引起浮顶倾斜，对储油安全造成威胁。因此大型原油储罐在建立时就必须增设油泥防止和消除系统，以增加油罐的储油效率，提高储油安全性，减小清灌难度。 大型原油储罐灌底油泥的防止和消除方法主要是在灌内增加油泥的混合搅拌系统，使油泥破碎细化，便于通过管线输出，我们选用了旋转喷射搅拌器。但是，其喷嘴口径相对于大型储罐的直径而言是很小的，喷嘴固定是射流束的搅拌范围是有限的，于是，在旋转喷射器入口处设置轴流涡轮，考循环油泵加压后的原油流动带动轴流涡轮高速旋转，旋转的涡轮通过主轴带动结构上完全隔绝的传动箱内一系列的减速传动使喷嘴缓慢旋转，而且通过传动箱内有关参数的选择来调节喷嘴旋转的速度，是从喷嘴喷出的射流也随之缓慢旋转，射流可打击到油罐底周向任一位置的油泥，实现彻底清除油泥，不留死角的功能。 可见，旋转喷射器中减速箱是工业油罐底油泥旋转喷射混合系统中重要的一部分。高速旋转的涡轮带动喷水嘴低速的转动，中间需要一个传动比很大的减速器连接。 1.2行星齿轮减速器研究现状及发展动态 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：
一级圆柱齿轮减速器 装配图的画法 一、仔细分析，对所画对象做到心中有数 在画装配图之前，要对现有资料进行整理和分析，进一步搞清装配体的用途、性能、结构特点以及各组成部分的相互位置和装配关系，对其它完整形状做到心中有数。 二、确定表达方案 根据装配图的视图选择原则，确定表达方案。 对该减速器其表达方案可考虑为： 主视图应符合其工作位置，重点表达外形，同时对右边螺栓连接及放油螺塞连接采用局部剖视，这样不但表达了这两处的装配连接关系，同时对箱体右边和下边壁厚进行了表达，而且油面高度及大齿轮的浸油情况也一目了然；左边可对销钉连接及油标结构进行局部剖视，表达出这两处的装配连接关系；上边可对透气装置采用局部剖视，表达出各零件的装配连接关系及该结构的工作情况。 俯视图采用沿结合剖切的画法，将内部的装配关系以及零件之间的相互位置清晰地表达出来，同时也表达出齿轮的啮合情况、回油槽的形状以及轴承的润滑情况。左视图可采用外形图或局部视图，主要表达外形。可以考虑在其上作局部剖视，表达出安装孔的内部结构，以便于标注安装尺寸。 另外，还可用局部视图表达出螺栓台的形状。 建议用A1图幅，1：1比例绘制。 画装配图时应搞清装配体上各个结构及零件的装配关系，下面介绍该减速器的有关结构： 1、两轴系结构由于采用直齿圆柱齿轮，不受轴向力，因此两轴均由滚动轴承支承。轴向位置由端盖确定，而端盖嵌入箱体上对应槽中，两槽对应轴上装有八个零件，如图2-3所示，其尺寸96等于各零件尺寸之和。为了避免积累误差过大，保证装配要求，轴上各装有一个调整环，装配时修磨该环的厚度g使其总间隙达到要求0.1±0.02。因此，几台减速器之间零件不要互换，测绘过程中各组零件切勿放乱。
目录 一．绪论 (2) 1．引言 (2) 2．本文的主要内容 (2) 二．拟定传动方案及相关参数3 1．机构简图的确定 (3) ２．齿形与精度 (4) ３．齿轮材料及其性能 (4) 三．设计计算 (4) 1．配齿数 (4) 2．初步计算齿轮主要参数 (5) （1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (5) （2）按弯曲强度初算模数 (6) 3．几何尺寸计算 (7) 4．重合度计算 (8) 5．啮合效率计算 (9) 四．行星轮的的强度计算及强度校核10 １．强度计算 (10) ２．疲劳强度校核 (13) 1．外啮合 (13) 2．内啮合 (18) ３．安全系数校核 (19)
五．零件图及装配图 (23) 六．参考文献 (24) 一．绪论 1．引言 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有: 重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3; 传动效率高; 传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高; 装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小; 外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。 因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。 2．本文的主要内容 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳
目录 一．绪论 (3) 1．引言 (3) 2．本文的主要内容 (3) 二．拟定传动方案及相关参数 (4) 1．机构简图的确定 (4) ２．齿形与精度 (4) ３．齿轮材料及其性能 (5) 三．设计计算 (5) 1．配齿数 (5) 2．初步计算齿轮主要参数 (6) （1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (6) （2）按弯曲强度初算模数 (7) 3．几何尺寸计算 (8) 4．重合度计算 (9) 5．啮合效率计算 (10) 四．行星轮的的强度计算及强度校核 (11) １．强度计算 (11) ２．疲劳强度校核 (15) 1．外啮合 (15) 2．内啮合 (19) ３．安全系数校核 (20)
五．零件图及装配图 (24) 六．参考文献 (25)
一．绪论 1．引言 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有: 重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3; 传动效率高; 传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高; 装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小; 外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。 因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。 2．本文的主要内容 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成，
二级圆柱齿轮减速器(CAD图纸张)
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目录 概述 (1) 设计任务书 (2) 第1章传动方案的总体设计 (4) 1.1传动方案拟定 (4) 1.2电动机的选择 (4) 1.3 传动比的计算及分配 (5) 1.4 传动装置运动、动力参数的计算 (6) 第2章减速器外传动件（三角带）的设计 (7) 2.1功率、带型、带轮直径、带速 (7) 2.2确定中心距、V带长度、验算包角 (7) 2.3确定V带根数、计算初拉力压轴力 (8) 2.4带轮结构设计 (9) 第3章减速器内传动的设计计算 (10) 3.1高速级齿轮传动的设计计算 (10) 3.2低速级齿轮传动的设计计算 (14) 3.3齿轮上作用力的计算 (18) 第4章减速器装配草图的设计 (21) 4.1合理布置图面 (21) 4.2绘出齿轮的轮廓尺寸 (21) 4.3箱体内壁 (21) 第5章轴的设计计算 (22) 5.1高速轴的设计与计算 (22) 5.2中间轴的设计与计算 (28) 5.3低速轴的设计计算 (34) 第6章减速器箱体的结构尺寸 (41) 第7章润滑油的选择与计算 (42) 第8章装配图和零件图 (43) 1.1附件设计与选择 (43) 8.2绘制装配图和零件图 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)
概述 毕业设计目的在于培养机械设计能力。毕业设计是完成机械制造及自动化专业全部课程学习的最后一次较为全面的、重要的、必不可少的实践性教学环节，其目的为： 1. 通过毕业设计培养综合运用所学全部专业及专业基础课程的理论知识，解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练，使理论知识得以巩固和提高。 2. 通过毕业设计的实践，掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力。 3. 进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练、计算、绘图能力、计算机辅助设计能力，熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准、规范等）。
1 前言 NGWN（III）型行星轮减速器设计 1 前言 随着现代化工业的发展，机械化和自动化水平不断地提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器的体积小、重量轻、传动比大、效率高、承载能力大、运转可靠和寿命长等。而行星齿轮传动具有减速比大、传动效率高、结构小巧、承载能力强等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，因此行星轮减速器被广泛应用于各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得广泛的应用，所以目前行星传动技术已成为世界各国机械传动重点之一。目前国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，在结构优化、传动性能，传动功率、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。 行星轮减速装置经过一个多世纪的发展设计理论及制造技术有了很大的进步，而且与新技术革命的发展紧密结合。当今世界行星轮减速装置总的发展趋势是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率、高的承载能力以及利用寿命长的目标发展，而且其重量更轻，噪声更低，效率更高，可靠性也更高。目前世界各国由工业化信息化时代正在进入知识化时代，行星轮在设计上的研究也趋于完善，制造技术也不断改进。行星齿轮传动类型很多，行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW 型、NGWN型和N型等。我所研究的NGWN（III）行星齿轮属于3Z型行星齿轮传动的一种。本文主要对NGWN（III）齿轮减速器设计方法进行了探讨，主要内容包括齿轮传动比的分配计算，主要零部件参数设计，标准零部件的选用，以及减速器中零件三维模型的设计。
目录 第一章绪论 (2) 1.1 行星齿轮传动的特点 (2) 1.2 本文的主要内容 (3) 第二章NGW行星齿轮减速器结构设计 (3) 2.1 设计技术参数 (3) 2.2 机构简图确定 (3) 2.3 齿形与精度 (4) 2.4 齿轮材料及其性能 (4) 第三章齿轮的优化设计 (4) 3.1 齿轮的设计 (4) 3.11配齿数 (4) 3.12初步计算齿轮主要参数 (5) 3.13几何尺寸计算 (6) 3.2 重合度计算 (7) 3.2 齿轮啮合效率计算 (7) 3.4 疲劳强度校核 (8) 3.41外啮合 (8) 3.42内啮合 (13) 第四章其他零件的设计 (14) 4.1 轴承的设计 (14) 4.2 行星架的设计 (15) 第五章输入轴的优化设计 (15) 5.1 装配方案的选择 (15) 5.2 尺寸设计 (16) 5.21初步确定轴的最小直径 (16) 5.22根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度 (17) 5.23轴上零件轴向定位 (17) 5.24确定轴上圆角和倒角尺寸 (18) 5.3 输入轴的受力分析 (18) 5.31求输入轴上的功率P、转速n和转矩T (18) 5.32求作用在太阳轮上的力 (18) 5.33求轴上的载荷 (19) 5.4按弯扭合成应力校核轴的强度 (21) 5.5精确校核轴的疲劳强度 (22) 5.6 按静强度条件进行校核 (28) 第六章Solidworks出图 (30) 参考文献 (34)
第一章绪论 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 1.1 行星齿轮传动的特点 行星齿轮传动与其他形式的齿轮传动相比有如下几个特点: （1）体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高，这个特点是由行星齿轮传动的结构等内在因素决定的。 （2）传动比大只要适当的选择行星传动的类型及配齿方案，就可以利用很少的几个齿轮而得到很大的传动比。在不作为动力传动而主要用以传递运动的行星机构中，其传动比可达到几千。此外，行星齿轮传动由于它的三个基本构件都可以传动，故可以实现运动的合成与分解，以及有级和无级变速传动等复杂的运动。 （3）传动效率高由于行星齿轮传动采用了对称的分流传动结构，即它具有数个均匀分布的行星齿轮，使作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力相互平衡，有利于提高传动效率。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率可达0.97~0.99。 （4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用数个相同的行星轮，均匀分布于中心轮周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 在具有上述特点和优越性的同时，行星齿轮传动也存在一些缺点，如结构形
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
引言 本课题研究的是一种精密行星齿轮减速器，通过对精密行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各齿轮的设计尺寸和装配尺寸，并对涉及结果进行参数分析，为精密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，要能弄懂该行星减速器的传动原理，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。 1 减速器国内外现状、水平和发展趋势： 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。20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新。减速器与电动机的一体结构也是大力发展的方向，并已成功生产多种结构和多种功率型号的产品。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率和重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器多从国外进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点，但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质没有突破，因此，没能从根本上解决传动功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等基本要求。90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结果简单，效率也高。由于该减速器的三轴平行结果，故使功率/体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。 减速器技术已经接受了时间的考验，成为当今世界成熟技术之一。其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技术水平。因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。随着我国改革开放的不断进行，世界级的跨国大公司已开始大举进军中国市场，在我国生产汽车、工程机械、大型成套设备的齿轮及齿轮装置，齿轮产品在我国将会有大量国际品牌加入，这必将促使我国零部件结构的大调整，齿轮生产的专业化集中度也将继续提升。总之，不单单是我国，当今国际上各国减速器及齿轮技术发展的总趋势都在向着六高、二低、二化等方面发展：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。 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。在常用的齿轮传动中，普通的圆柱齿轮传动一级传动比小，体积大，结构笨重，普通的涡轮蜗杆传
1引言 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[1]。 2设计背景 试为某水泥机械装置设计所需配用的行星齿轮减速器，已知该行星齿轮减速器的要求输入功率为p1740KW，输入转速n11000rpm ,传动比为i p35.5, 允许传动比偏差i P0.1,每天要求工作16 小时，要求寿命为 2 年；且要求该行星齿轮减速器传动结构紧凑，外廓尺寸较小和传动效率高。 3设计计算 3.1 选取行星齿轮减速器的传动类型和传动简图 根据上述设计要求可知，该行星齿轮减速器传递功率高、传动比较大、工作环境 恶劣等特点。故采用双级行星齿轮传动。2X-A 型结构简单，制造方便，适用于任何工况下的大小功率的传动。选用由两个2X-A 型行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理，名义传动比可分为i p17.1, i p 2 5 进行传动。传动简图如图 1 所示：
图1 3.2配齿计算 根据 2X-A 型行星齿轮传动比i p的值和按其配齿计算公式，可得第一级传动的内齿轮b1 , 行星齿轮c1的齿数。现考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸，故选取第一级中心齿轮a1数为 17 和行星齿轮数为n p 3 。根据内齿轮z b1i p11z a1 z b17.1 1 17103.7103 对内齿轮齿数进行圆整后，此时实际的P 值与给定的 P 值稍有变化，但是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为 i ＝1＋za 1 ＝7．0588 zb 1 其传动比误差 ip i 7.17.0588 ＝5℅ i ＝＝ ip7.1 根据同心条件可求得行星齿轮c1 的齿数为 z c1z b1z a1 2 43 所求得的 ZC1适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到其安装条件为： za1zb1 2＝ C ＝40整数 第二级传动比i p2为 5，选择中心齿轮数为23 和行星齿轮数目为3，根据内齿轮zb1
目录. 第1章选择电动机和计算运动参数 (3) 1.1 电动机的选择 (3) 1.2 计算传动比： (4) 1.3 计算各轴的转速： (4) 1.4 计算各轴的输入功率： (5) 1.5 各轴的输入转矩 (5) 第2章齿轮设计 (5) 2.1 高速锥齿轮传动的设计 (5) 2.2 低速级斜齿轮传动的设计 (13) 第3章设计轴的尺寸并校核。 (19) 3.1 轴材料选择和最小直径估算 (19) 3.2 轴的结构设计 (20) 3.3 轴的校核 (25) 3.3.1 高速轴 (25) 3.3.2 中间轴 (27) 3.3.3 低速轴 (29) 第4章滚动轴承的选择及计算 (33) 4.1.1 输入轴滚动轴承计算 (33) 4.1.2 中间轴滚动轴承计算 (35) 4.1.3 输出轴滚动轴承计算 (36) 第5章键联接的选择及校核计算 (38) 5.1 输入轴键计算 (38) 5.2 中间轴键计算 (38) 5.3 输出轴键计算 (38) 第6章联轴器的选择及校核 (39) 6.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。 (39) 6.2 联轴器的校核 (39) 第7章润滑与密封 (39) 第8章设计主要尺寸及数据 (40) 第9章设计小结 (41) 第10章参考文献： (42)
机械设计课程设计任务书 设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 设计内容： （1）设计说明书（一份） （2）减速器装配图（1张） （3）减速器零件图（不低于3张 系统简图： 联轴器 联轴器 输送带 减速器 电动机 滚筒 原始数据：运输带拉力 F=2400N ，运输带速度 s m 5.1=∨，滚筒直径 D=315mm,使 用年限5年 工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。环境最高温度350C ；允许运输带速 度误差为±5%，小批量生产。 设计步骤：
第一章概述 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，逐渐获得广泛应用。同时它的缺点是：材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。但随着人们对行星传动技术进一步的深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高，完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。 根据负载情况进行一般的齿轮强度、几何尺寸的设计计算，然后要进行传动比条件、同心条件、装配条件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载机构及浮动量的设计计算。 行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N型等。我所设计的行星齿轮是2K—H行星传动NGW型。
第二章原始数据及系统组成框图 （一）有关原始数据 课题: 一种自动洗衣机行星轮系减速器的设计 原始数据及工作条件： 使用地点：自动洗衣机减速离合器内部减速装置； 传动比：p i=5.2 输入转速:n=2600r/min 输入功率：P=150w n=3 行星轮个数： w z=63 内齿圈齿数 b （二）系统组成框图
洗涤：A制动，B放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮 脱水：A放开，B制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、 波轮与脱水桶等速旋转。
第三章减速器简介 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。 减速器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。降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。 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。按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。 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。