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)
第一章概述
周转轮系简介
如果在轮系运转时，其中至少有一个齿轮轴轴线的位置并不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转，则这种轮系称为周转轮系。
一个周转轮系是由若干个行星轮（即兼绕自身轴线作自转和随构件H一起绕固定轴线作公转，就像行星运动一样的齿轮）、一个或两个太阳轮（即与行星轮相啮合并绕着定轴线回转的齿轮）和一个（只有一个）行星架(转臂或系杆，即装架行星轮且绕固定轴线回转的构件) H 组成的。
在周转轮系中，一般都以太阳轮和行星架作为运动的输入和输出构件，故又称它们为周转轮系的基本构件。基本构件都围绕着同一固定轴线回转。
周转轮系分类如下：
1）按自由度数目分有差动轮系（F＝2）和行星轮系（F＝1）如图所示。
图1-1 按自由度数目分类图
2）按基本构件分类
图1-2 2K－H型和3K型
图1-3
轮系中既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成的，这种轮系称为复合轮系。
定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即：定轴轮系的传动比＝所有从动轮齿数的连乘积/ 所有主动轮齿数的连乘积
首、末两轮的转向关系可用标注箭头的方法来确定。
一对啮合传动的圆柱或圆锥齿轮在其啮合节点处的圆周速度是相同的，所以标志两者转向的箭头不是同时指向节点，就是同时背离节点。根据此法则，在用箭头标出主动轮的转向后，其余各轮的转向便可依次用箭头标出，由此可确定轮系首、末两轮的转向关系。
在实际机器中，首、末两轮的轴线相互平行的轮系应用最广。这时，其首、末两轮的转向不是相同就是相反。所以规定：当两者转向相同时，其传动比为“+”，反之为“－”。
但必须指出：如果轮系中首、末两轮的轴线不平行，便不能用“+、－”号来表示它们的转向关系，而只能在图上用箭头来表示。
过轮或中介轮仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用。
行星减速器简介
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。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。行星减速机的几个概念：
级数:行星齿轮的套数。由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比，有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求。由于增加了星星齿轮的数量，所以2级或3级减速机的长度会有所增加，效率会有所下降。
回程间隙:将输出端固定，输入端顺时针和逆时针方向旋转，使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时，减速机输入端有一个微小的角位移，此角位移就是回程间隙。单位是"分"，就是一度的六十分之一。也有人称之为背隙。
行星减速机是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级减速机产品相媲美，却有着工业级产品的价格，被应用于广泛的工业场合。
该减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性。最大输入功率可达104kW。适用于起重运输、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、兵器和航空航天等工业部门行星系列新品种WGN定轴传动减速器、WN子母齿轮传动减速器、弹性均载少齿差减速器。
行星减速机是一种具有广泛通用性的新性减速机，内部齿轮采用20CvMnT渗碳淬火和磨齿。整机具有结构尺寸小，输出扭矩大，速比在、效率高、性能安全可靠等特点。本机主要用于塔式起重机的回转机构，又可作为配套部件用于起重、挖掘、运输、建筑等行业。
行星齿轮减速机重量轻、体积小、传动比范围大、效率高、运转平稳、噪声低适应性强等特点。减速机广泛应用于冶金、矿山、起重运输、电力、能源、建筑建材、轻工、交通等工业部门。
在行星减速机中装入建议的型号和数值的润滑脂。行星减速机采用润滑油润滑。对于竖直安装的行星减速机，鉴于润滑油可能不能保证最上面的轴承的可靠润滑，因此采用另外的润滑措施。工作油温不能超过80℃。终生润滑的组合行星减速机在制造厂注满合成油，除此之外，行星减速机供货时通常是不带润滑油的，并带有注油塞和放油塞。本样本中列出的行星减速机润滑油数量只是估计值。根据订货时指定的安装位置设置油位塞的位置以保证正确注油，减速机注油量应该根据不同安装方式来确定。如果传输功率超过减速机的热容量，必须提供外置冷却装置。
行星减速机包括单级、双级和三级传动，计有12个机座，27个型号，58种速比，可组成498台不同规格的减速机。
行星齿轮减速机工作原理:
1)齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动。此种组合为降速传动，通常传动比一般为～5，转向相同。
2)齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。此种组合为升速传动，传动比一般为～，转向相同。
3)太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。此种组合为降速传动，传动比一般为～，转向相同。
4)太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动。此种组合为升速传动，传动比一般为～，转向相同。
5)行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动。传动比一般为～4，转向相反。
6)行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动。此种组合为升速传动，传动比一般为～，转向相反。
7)把三元件中任意两元件结合为一体的情况：当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主动件，齿圈作为被动件的运动情况。行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相同。汽车上常用此种组合方式组成直接档。
8)三元件中任一元件为主动，其余的两元件自由：从分析中可知，其余两元件无确定的转速输出。第六种组合方式，由于升速较大，主被动件的转向相反，在汽车上通常不用这种组合。其余的七种组合方式比较常用。
行星减速器的安装要求
在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多有点，而被广泛应用于伺服、步进、直流等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。在过去几年里，有的用户在使用减速机时，由于违规安装等人为因素，而导致减速机的输出轴折断了，使企业蒙受了不必要的损失。因此，为了更好的帮助广大用户用好减速机，向你详细地介绍如何正确安装行星减速机。
正确的安装，使用和维护减速机，是保证机械设备正常运行的重要环节。因此，在安装行星减速机时，请务必严格按照下面的安装使用相关事项，认真地装配和使用。
第一步安装前确认电机和减速机是否完好无损，并且严格检查电机与减速机相连接的各部位尺寸是否匹配，这里是电机的定位凸台、输入轴与减速机凹槽等尺寸及配合公差。
第二步旋下减速机法兰外侧防尘孔上的螺钉，调整PCS系统夹紧环使其侧孔与防尘孔对齐，插入内六角旋紧。之后，取走电机轴键。
第三步将电机与减速机自然连接。连接时必须保证减速机输出轴与电机输入轴同心度一致，且二者外侧法兰平行。如同心度不一致，会导致电机轴折断或减速机齿轮磨损。
另外，在安装时，严禁用铁锤等击打，防止轴向力或径向力过大损坏轴承或齿轮。一定要将安装螺栓旋紧之后再旋紧紧力螺栓。安装前，将电机输入轴、定位凸台及减速机连接部位的防锈油用汽油或锌钠水擦拭净。其目的是保证连接的紧密性及运转的灵活性，并且防止不必要的磨损。
在电机与减速机连接前，应先将电机轴键槽与紧力螺栓垂直。为保证受力均匀，先将任意对角位置的安装螺栓旋上，但不要旋紧，再旋上另外两个对角位置的安装螺栓最后逐个旋紧四个安装螺栓。最后，旋紧紧力螺栓。所有紧力螺栓均需用力矩板手按标明
的固定扭力矩数据进行固定和检查。减速机与机械设备间的正确安装类同减速机与驱动电机间的正确安装。关键是要必须保证减速机输出轴与所驱动部分轴同心度一致。
根据上面的介绍，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。
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。
第二章要求分析
（一）设计相关要求
设计一个行星轮系减速器，要求给两节普通干电池实现电机转停的电动控制，经减速后最终输出所需的扭矩为31。2N*m。
（二）系统组成框图
第三章方案拟定
传动方案的分析与拟定
1）对传动方案的要求
合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可靠、传动精度高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求。
2）拟定传动方案
任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。例如图2-2所示为作者拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续工作。
电机通过联轴器与2K-H型行星齿轮减速器输入轴相连，传递扭矩和转速。行星
齿轮减速器采用3个行星轮模式。内齿圈固定，行星架与输出轴相连，输出转速和扭矩。
图3-1 所设计的行星齿轮减速器运动简图
（五）行星齿轮传动的受力分析
在行星齿轮传动中由于其行星轮的数目通常大于1，即w n >1，且均匀对称地分布于
中心轮之间；所以在2H —K 型行星传动中，各基本构件（中心轮a 、b 和转臂H ）对传动主轴上的轴承所作用的总径向力等于零。因此，为了简便起见，本设计在行星齿轮传动的受力分析图中均未绘出各构件的径向力r F ，且用一条垂直线表示一个构件，同时
用符号F 代表切向力r F 。
为了分析各构件所受力的切向力F ，提出如下三点：
（1） 在转矩的作用下，行星齿轮传动中各构件均处于平衡状态，因此，构件间的作用力应等于反作用力。
（2） 如果在某一构件上作用有三个平行力，则中间的力与两边的力的方
向应相反。
（3） 为了求得构件上两个平行力的比值，则应研究它们对第三个力的作
用点的力矩。
在2H —K 型行星齿轮传动中，其受力分析图是由运动的输入件开始，然后依次确定各构件上所受的作用力和转矩。对于直齿圆柱齿轮的啮合齿轮副只需绘出切向力F ，如图1—3所示。
由于在输入件中心轮a 上受有w n 个行星轮g 同时施加的作用力ga F 和输入转矩A T 的作用。当行星轮数目w n 2时，各个行星轮上的载荷均匀，（或采用载荷分配不均匀系数p k 进行补偿）因此，只需要分析和计算其中的一套即可。在此首先确定输入件中心
轮a 在每一套中（即在每个功率分流上）所承受的输入转矩为
1T =a T /w n =95491P /w n n=9549×370/7×750=*m
可得 a T =1T *w n = N*m
式中 a T —中心轮所传递的转矩，N*m ；
1P —输入件所传递的名义功率，kw ；
图5-2传动简图
（a ）传动简图 (b)构件的受力分析
按照上述提示进行受力分析计算，则可得行星轮g 作用于中心轮a 的切向力为 ga F =20001T /'a d =2000a T /w n '
a d =2000×32=280N
而行星轮g 上所受的三个切向力为
中心轮a 作用与行星轮g 的切向力为
ag F =-ga F =-2000a T /w n '
a d =-280N
内齿轮作用于行星轮g 的切向力为
bg F =ag F =-2000a T /w n '
a d =-280N
转臂H 作用于行星轮g 的切向力为
Hg F =-2ag F =-4000a T /w n '
a d =-540N
转臂H 上所的作用力为
gH F =-2Hg F =-4000a T /w n '
a d =-540N
转臂H 上所的力矩为
H T =w n gH F x r =-4000a T /'
a d *x r =-4000×32×57= N*m
在内齿轮b 上所受的切向力为
gb F =-bg F =2000a T /w n '
a d =280N
在内齿轮b 上所受的力矩为
b T =w n gb F 'b d /2000=a T 'b d /'
a d =280×196/2000= N*m
式中 '
a d —中心轮a 的节圆直径，㎜
'
b d —内齿轮b 的节圆直径，㎜
x r —转臂H 的回转半径，㎜
根据《参考文献二》式（6—37）得
-a T /H T =1/b aH i =1/1-H ab i =1/1+P
转臂H 的转矩为
H T =-a T *（1+P ）=*m
仿上
-b T /H T =1/b aH i =1/1-H ab i =p/1+P
内齿轮b 所传递的转矩，
b T =-p/1+p*H T = N*m
（六）行星齿轮传动的均载机构及浮动量
行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。这些是由于在其结构上采用了多个（w n 2）行星轮的传动方式，充分利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形成功率分流，并合理地采用了内啮合传动；从而，才使其具备了上述的许多优点。
（七）轮间载荷分布均匀的措施
为了使行星轮间载荷分布均匀，起初，人们只努力提高齿轮的加工精度，从而使得行星轮传动的制造和转配变得比较困难。后来通过实践采取了对行星齿轮传动的基本构件径向不加限制的专门措施和其他可进行自动调位的方法，即采用各种机械式的均载机构，以达到各行星轮间载荷分布均匀的目的。从而，有效地降低了行星齿轮传动的制造精度和较容易转配，且使行星齿轮传动输入功率能通过所有的行星轮进行传递，即可进行功率分流。
在选用行星齿轮传动均载机构时，根据该机构的功用和工作情况，应对其提出如下几点要求：
（１）载机构在结构上应组成静定系统，能较好地补偿制造和转配误差及零件的变形，且使载荷分布不均匀系数P K 值最小。
（２）均载机构的补偿动作要可靠、均载效果要好。为此，应使均载构件上所受力的较大，因为，作用力大才能使其动作灵敏、准确。
（３）在均载过程中，均载构件应能以较小的自动调整位移量补偿行星齿轮传动存在的制造误差。
（４）均载机构应制造容易，结构简单、紧凑、布置方便，不得影响到行星齿轮传动性能。均载机构本身的摩擦损失应尽量小，效率要高。
（５）均载机构应具有一定的缓冲和减振性能；至少不应增加行星齿轮传动的振动和噪声。
为了使行星轮间载荷分布均匀，有多种多样的均载方法。对于主要靠机械的方法来实现均载的系统，其结构类型可分为两种：
1、静定系统
该系统的均载原理是通过系统中附加的自由度来实现均载的。
2、静不定系统
均载机构：
1、基本构件浮动的均载机构
(1) 中心轮a 浮动 （2）内齿轮b 浮动 （3）转臂H 浮动 （4）中心轮a 与转臂H 同时浮动 （5）中心轮a 与内齿轮b 同时浮动 （6）组成静定结构的浮动
2、杠杆联动均载机构
本次所设计行星齿轮是静定系统，基本构件中心轮a 浮动的均载机构。
第六章 行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计
已知：传递功率P=370w ，齿轮轴转速n=750r/min ，传动比i=，载荷平稳。使用寿命10年，单班制工作。
（一）轮材料及精度等级
行星轮架内齿圈选用40Cr 钢调质，硬度为400～450HBS ，齿轮轴选用40Cr 钢调质，硬度为400～450HBS ，选用8级精度，要求齿面粗糙度a R ≤～m μ。
（二）按齿面接触疲劳强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用《参考文献四》式10—22求出1d 值。确定有关参数与系数。
1）转矩1T
1T = 1T =a T /w n =95491P /w n n=9549×7×750=*m
2）载荷系数K
查《参考文献四》表10—11 取K=
3）齿数1z 和齿宽系数d ?
行星轮架内齿圈齿数1z 取11，则齿轮轴外齿面齿数2z =11。因单级齿轮传动
为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由《参考文献四》表10—20选取d ?=1。
4）许用接触应力[]H σ
由《参考文献四》图10—24查得 lim1H σ=560Mpa ， lim 2H σ=530 Mpa
由《参考文献四》表10—10查得 H S =1
1N =60nj h L =60×1600×1×(10×52×40)=×910 2N =1N /i=×910
由《参考文献四》图10—27可得1NT Z =2NT Z =。
由《参考文献四》式10—13可得
[]1H σ=1NT Z lim1H σ/H S =×560/1=588 Mpa
[]2H σ=2NT Z lim 2H σ/H S =×530/1= Mpa
（三）按齿根弯曲疲劳强度计算
由《参考文献四》式10—24得出F σ，如1211111a a d d m z ==?+=?=则校核合格。 确定有关系数与参数：
1）齿形系数F Y
由《参考文献四》表10—13查得 1F Y =2F Y =
2）应力修正系数S Y
由《参考文献四》表10—14查得 1S Y =2S Y =
3）许用弯曲应力[]F σ
由《参考文献四》图10—25查得 lim1F σ=210Mpa ， lim 2F σ=190 Mpa 由《参考文献四》表10—10查得 F S =
由《参考文献四》图10—26查得 1NT Y =2NT Y =1
由《参考文献四》式10—14可得
[]1F σ=1NT Y lim1F σ/F S =210/=162 Mpa
[]2F σ=2NT Y lim 2F σ/F S =190/=146 Mpa
故 ≥ =
1F σ=2K 1T /b 2m 1z F Y S Y =22 1.14460322 11
????××=110MPa<[]1F σ=162 Mpa
2F σ=1F σg 2F Y 2S Y /1F Y 1S Y =104MPa<[]2F σ=146 Mpa
齿根弯曲强度校核合格。
由《参考文献四》表10—3取标准模数m=2
（四）主要尺寸计算
1d =2d =mz=1×57mm=57mm
1b =2b =d ?1d =×57mm=
a=1/2g m(1z +2z )=1/2×1×(11+11)mm=57mm
（五）验算齿轮的圆周速度v
v=π1d 1n /60×1000=π×11×1600/60×1000=s
由《参考文献四》表10—22，可知选用8级精度是合适的。
图7-3 输出轴
5、校核轴：
a 、受力分析图 见图 图7-3 输出轴
图7-4 受力分析图
(a)水平面内弯矩图 (b)垂直面内的弯矩图 (c)合成弯矩图 (d)转矩图 圆周力：t F =112/T d =2×11=
径向力：r F ='tan t F a g =×tan 020=
法向力：n F =t F /cos 'a = cos 020=
b 、作水平面内弯矩图（7-4a ）.支点反力为： H F =t F /2=
弯矩为：1H M =×2=g
2H M =×2=g
c 、作垂直面内的弯矩图（7-4b ），支点反力为：v F =r F /2=
弯矩为：1v M =×2= N g mm
2v M =×2= N g mm
d 、作合成弯矩图（7-4c ）：1M g mm
2M g mm
e 、作转矩图(7-4d)：
T= -H T =a T *（1+P ）= ×（1+）= N*mm
f 、求当量弯矩
1e M g mm
2e M =g
g 、校核强度
1e σ=1e M /W=36d =×312=
2e σ=2e M /W=34d =×312=
所以 满足e σ≤[]1b σ-=55Mpa 的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量.
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
开题报告 机械设计制造及其自动化 行星齿轮减速器设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 [国内外研究动态] 1．国内行星齿轮传动技术的发展概况： 对行星齿轮传动技术的开发及运用在我国自上世纪五十年代就开始了，但直到改革开放前的相当长的一段时间里，由于受设计理念与水平、加工手段与材料及热处理质量等方面的限制，我国各类行星齿轮减速箱的承载能力及可靠性都还处于一个比较低的水平，以至于我国许多行业配套的高性能行星齿轮箱，如磨机齿轮箱等都采用进口产品。改革开放以来，随着国内多家单位相继引进了国外先进的行星传动生产和设计技术并在此基础上进行了消化吸收和创新开发，使得国内的行星传动技术有了长足的进步。在基础研究方面，通过国内相关高校、研究院所及企业的合作，在行星传动的均载技术、优化设计技术、结构强度分析、系统运动学与动力学分析及制造装配技术等方面都取得了一系列的突破，使得我国已全面掌握了行星传动的设计、制造技术并形成了一批具有较强实力的研发制造机构。继西安重型机械研究所联合多家单位推出国内第一代通用行星齿轮减速器产品系列并完成其标准化工作后，目前正在推出性能更为先进、结构更为合理的新一代行星齿轮减速器产品。与此同时，国内其他单位也开发出了一系列专用行星齿轮产品。在制造手段方面，近二十年来通过引进及自主开发的磨齿机、插齿机、加工中心及热处理装置的广泛运用，大大提升了制造水平，在硬件上也切实保证了产品的加工质量。 目前，国内开发的重载行星传动装置已成功运用于许多多年来一直采用国外产品的领域。如西重所开发的运用于铝铸压机的行星齿轮箱最大输出力矩已达到 600KN·m，运用于水泥滚压机的大型行星齿轮箱的输出力矩已达到400KN·m，均成功替代了进口产品。国内生产的运用于磨机的行星齿轮箱的最大功率已达到3600KW，运用于中小功率的行星齿轮箱更是数不胜数。二十余年的实践与运用证明目前我国的行星传动齿轮箱的设计制造已达到与先进工业国家相当的水品，完全可满足为国内格行业传动配套的的需求。
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
课程设计说明书 课程名称：一级V带直齿轮减速器 设计题目：带式输送机传动装置的设计 院系：机械工程系 学生姓名：彭亚南 学号：200601030039 专业班级：06汽车（2）班 指导教师：苗晓鹏 2009年 3 月 1 日
《机械设计》课程设计设计题目：带式输送机传动装置的设计 内装：1. 设计计算说明书一份 2. 减速器装配图一张（A1） 3. 轴零件图一张（A3） 4. 齿轮零件图一张（A3） 机械工程系06汽车（2）班级设计者：彭亚南 指导老师：苗晓鹏 完成日期： 2009年3月1日 成绩：_________________________________ 安阳工学院
课程设计任务书
带式输送机传动装置的设计 摘要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度约为215HBS，齿轮精度等级为8级。轴、轴承、键均选用钢质材料。 关键词：减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器
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：
目录 1. 设计任务.............................. 错误!未指定书签。 2. 传动系统方案的拟定.................... 错误!未指定书签。 3. 电动机的选择.......................... 错误!未指定书签。选择电动机的结构和类型...................... 错误!未指定书签。传动比的分配............................... 错误!未指定书签。传动系统的运动和动力参数计算................. 错误!未指定书签。 4. 减速器齿轮传动的设计计算.............. 错误!未指定书签。高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算.............. 错误!未指定书签。低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算.............. 错误!未指定书签。 5. 减速器轴及轴承装置的设计.............. 错误!未指定书签。轴的设计.................................. 错误!未指定书签。键的选择与校核............................. 错误!未指定书签。轴承的的选择与寿命校核...................... 错误!未指定书签。 6. 箱体的设计............................ 错误!未指定书签。箱体附件.................................. 错误!未指定书签。铸件减速器机体结构尺寸计算表 (1) 7. 润滑和密封............................ 错误!未指定书签。润滑方式选择............................... 错误!未指定书签。密封方式选择............................... 错误!未指定书签。参考资料目录............................. 错误!未指定书签。
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，
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
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
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
减速器课程设计心得体会 篇一：机械设计课程设计心得体会 减速机设计心得体会 通过这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然
种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行 动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们
过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题. 在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解….. 课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别排放管应与大气相通，且不应安装任何阀门。请注意，不要将此排入口连接在
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 一课程设计书2 二设计要求 2 三设计步骤 2 1. 传动装置总体设计方案3 2. 电动机的选择4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比5 4. 计算传动装置的运动和动力参数5 5. 设计V 带和带轮6 6. 齿轮的设计8 7. 滚动轴承和传动轴的设计19 8. 键联接设计26 9. 箱体结构的设计27 10. 润滑密封设计30 11. 联轴器设计 30 四设计小结31五参考资料32
一.课程设计书 设计课题： 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器?运输机连续单向运转,载荷变化不大，空载起动，卷筒效率为（包括其支承轴承效率的损失）,减速器小批量生产,使用期限8年（300天/年）,两班制工作，运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 表 设计要求 1. 减速器装配图一张（A1）。绘制轴、齿轮零件图各一张（A3） 3.设计说明书一份。 三.设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 1. 传动装置总体设计方案
1?组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀, 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高速级 其传动方案如下： 图一：（传动装置总体设计图） 初步确定传动系统总体方案如：传动装置总体设计图所示 选择V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率a i 为V 带的效率,n2为轴承的效率， 3 为第一对齿轮的效率，4为联轴器的效率， 5 为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算） 2. 电动机的选择 电动机所需工作功率为：P = P/ n = 1900x i000x = ,执行机构的曲柄转速 1000 60v 为 n = =mi n ， D 经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比I = 2?4,二级圆柱斜齿轮减 速器传动比I = 8?40， 则总传动比合理范围为I = 16?160，电动机转速的可选范围为 n = I x n =（16? 160）x =?min 。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为丫112M — 4的三相异步电动机，额定功率为 额定电流，满载转速 n m 1440 r/min ，同步转速1500r/min 。 3 2 12 3 4 x 0.983 X 0.952 xx = ；
目录 一、选择电动机 二、确定传动装置的总传动比和分配传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 四、减速器的结构 五、传动零件的设计计算 六、轴的计算 七、键的选择和校核 八、轴承的的选择与寿命校核 九、联轴器的选择 十、润滑方法、润滑油牌号
设计带式输送机传动装置 参考传动方案： 原始数据： 题号 7 参数 运输带工作拉力F(kN) 2500 运输带工作速度υ(m/min) 1.1 卷筒直径D(mm) 400 已知条件: 1．滚筒效率ηj=0．96(包括滚筒与轴承的效率损失)； 2．工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 3．使用折旧期 3年一次大修，每年280个工作日，寿命8年；4．工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35℃； 5．制造条件及生产批量一般机械厂制造，小批量生产。
计算及说明 一、选择电动机 (1) 选择电动机的类型 按工作要求和条件，选用三相笼式式异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。 （2） 选择电动机的容量 电动机所需功率计算工式为：（1）P d = w a P η KW ，（2） P w = 1000 Fv Kw 因此 P d = 1000a Fv η Kw 所以由电动机至卷筒的传动总功率为：3 212345a ηηηηηη= 式中：1η，2η，3η，4η，5η分别为带传动、轴承、齿轮传动、连轴器和卷筒的传 动效率。 取1η=0.96(带传动)，2η=0.98（滚子轴承），3η=0.97, 4η=0.99, 5η=0.94. 则： a η=0.96? 30.98?2 0.97?0.99?0.94=0.79 又因为: V =1.1m/s 所以: P d = 1000a Fv η=2500 1.110000.79 ??=3.48 Kw (3) 确定电动机的转速 卷筒轴工作转速为 方案 电动机型号 额定功率 ed P Kw 电动机转速 r/min 电动机质量 Kg 同步转速 异步转速 1 Y112M -2 4 3000 2890 45 2 Y112M - 4 4 1500 1440 43
机械设计专业课程设计说明书 设计题目：减速器 学生姓名： 学生学号： 10000 专业班级： 100001
目录 设计任务书…………………………………………………………… 1传动装置总图…………………………………………………………………… 2设计要求………………………………………………………………………… 3已知条件………………………………………………………………………… 一、电动机的选择……………………………………………………………… 二、分配传动比………………………………………………………………… 三、传动装置的运动和动力参数计算………………………………………… 四、传动零件的设计计算……………………………………………………… 五、轴的结构设计及强度计算…………………………………………………… （一）输入轴结构设计和强度计算……………………………………… （二）中间轴的结构设计………………………………………………… （三）输出轴的结构设计………………………………………………… 六、轴承寿命校核计算…………………………………………………………… 七、平键的强度校核…………………………………………………………… 八、箱体的基本参数………………………………………………………………设计小结……………………………………………………………………………参考资料…………………………………………………………………………… 设计任务书 1.传动装置总图
2.设计要求： 1）选择电动机类型和规格； 2）设计减速器和开式齿轮传动； 3）选择联轴类型和型号； 4）绘制减速器装配图和零件图； 5）编写设计说明书。 3.已知条件 1）输送机主轴功率P＝4 Kw，输送机主轴转速n＝110 r/min；2）输送机效率ηf＝0.96，齿轮搅油效率ηf＝0.98； 3）工作情况单向转速，连续工作，工作平稳；