【機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)】【畢業(yè)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述 開題報(bào)告】小型精密行星減速器的設(shè)計(jì)

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1、【機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)】【畢業(yè)設(shè)計(jì)+文獻(xiàn)綜述+開題報(bào)告】小型精密行星減速器的設(shè)計(jì) 〔20_ _屆〕 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型精密行星減速器的設(shè)計(jì) 摘 要 減速器由齒輪、軸、軸承及箱體組成，用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起改變轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。行星齒輪減速器與普通減速器相比擬，具有質(zhì)量小、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳遞功率大、承載能力高，傳動(dòng)效率高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車、坦克、飛機(jī)、輪船、儀器和儀

2、表等各個(gè)方面。 本文針對(duì)NN型少齒差行星齒輪減速器做了相關(guān)研究，主要過程包括：齒輪的齒數(shù)選擇與其參數(shù)的計(jì)算，零件和總裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。通過使用SolidWorks軟件，繪制了減速器全部零部件的三維圖，從而有利于二維圖的繪制。 在整個(gè)工作過程中，查閱了相關(guān)的設(shè)計(jì)書籍，從而得到齒數(shù)的最優(yōu)方案及結(jié)構(gòu)參數(shù)。 關(guān)鍵詞：NN型，減速器，行星傳動(dòng)，Solidworks The design of small precision planetary reducer Abstract Gear reduce is consist of gear, shaft,bearing and the box,

3、used between prime mover and working machine or actuators, to change speed and transmit torque. Compared with ordinary gear, it has some advantages. And it consist of small mass, small volume, compact structure, transmission ratio, transmission power, high carrying capacity, high transmission effici

4、ency, smooth motion and so on. It has been widely used in construction machinery, mining machinery, and metallurgical machinery, hoisting and conveying machinery, light machinery, petrochemical machinery, machine tools, robots, cars, tanks, aircraft, ships, equipment and instrumentation and other as

5、pects. In this paper, NN model for planetary gear reducer with teeth do research. The main contents include: choice of gear teeth and its calculation of the gear data, parts structural design and so on. Using of SolidWorks software to draw 3-D diagram of the parts and assembly.It is conducive to tw

6、o-dimensional mapping. Throughout the course of work, access to a large number of design books, obtained the optimal program of number of teeth and structural parameters. KEYWORDS：NN-type. Reducer,planetary drive & solidworks 目錄 1 緒論 1 1.1研究的背景與意義 1 1.2減速器開展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 2 1.3行星齒輪減速器的開展現(xiàn)狀 2 1.3.1少齒

7、差行星齒輪的開展現(xiàn)狀與開展趨勢(shì) 3 1.3.2行星齒輪減速器的開展趨勢(shì) 4 1.4行星齒輪的加工工藝 5 1.5課題研究的主要內(nèi)容 6 2 NN型減速器的設(shè)計(jì)與說明 7 2.1 NN型減速器的結(jié)構(gòu)示意圖 7 2.2 設(shè)計(jì)要求 7 2.3 齒輪齒數(shù)選擇 7 2.4 齒輪參數(shù)計(jì)算 12 2.4.1 齒輪幾何參數(shù)與尺寸計(jì)算 12 2.4.2 驗(yàn)算齒頂碰撞及齒廓重疊干預(yù)條件 14 2.4.3 齒輪材料的選擇 14 2.4.4 齒輪寬度的計(jì)算 15 2.5 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率 18 2.6 軸材料的選擇 19 2.7行星輪的布置方式及其對(duì)偏心軸平衡的影響 19 2.8 偏

8、心軸的有限元分析 21 3 NN型減速器的結(jié)構(gòu) 24 3.1雙聯(lián)齒輪 24 3.2 齒輪2 24 3.3 齒輪4 25 3.4 偏心軸 26 3.5 端蓋 26 3.6 連接套 27 3.7 NN型減速器的三維裝配圖和爆炸圖 27 3.8 軸承 28 4 潤滑劑的選擇 29 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 附錄 33 1 緒論 1.1研究的背景與意義 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足各種機(jī)械的需要。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤

9、跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等。其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的開展，且由于其傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，壽命長，切使用維修方便，各行業(yè)對(duì)減速器的需求越來越大，這樣對(duì)其綜合質(zhì)量提出了更高的要求。 行星齒輪減速器與普通定軸減速器相比擬，具有質(zhì)量小、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳遞功率大、承載能力高，傳動(dòng)效率高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、，冶金機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、輕

10、工機(jī)械、石油化工機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、汽車、坦克、飛機(jī)、輪船、儀器和儀表等各個(gè)方面。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得各個(gè)方面。 我國的行星齒輪減速器產(chǎn)品在性能和質(zhì)量方面與興旺國家存在著較大的差距，其中一個(gè)重要原因就是設(shè)計(jì)手段的落后。興旺國家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早已進(jìn)入分析設(shè)計(jì)階段，他們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)在設(shè)計(jì)方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械CAD系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干預(yù)檢查等。從而得到最合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。 漸開線少齒差傳動(dòng)是少齒差行星齒輪傳動(dòng)中的一種，是內(nèi)外齒輪的齒廓曲線采用漸開線，其輪齒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、嚙合接觸應(yīng)力

11、小，承載能力高，可以采用軟齒面，加工也容易得多。漸開線行星齒輪減速器傳動(dòng)與普通定軸減速器傳動(dòng)相比具有承載能力大、體積小、效率高、重量輕、傳動(dòng)比大、噪聲小、可靠性高、壽命長、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以提高其承載能力。 1.2減速器開展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 1.2.1我國減速器的現(xiàn)狀和開展趨勢(shì) 自20世紀(jì)60年代以來，中國先后制訂了JB1130－70?圓柱齒輪減速器?等一批通用減速器的標(biāo)淮。那時(shí)的減速器大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40－50年代的技術(shù)制造的，其總體水平與國際水平有較大差距。 改革開放以來，中國引進(jìn)先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置

12、的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179－60的8－9級(jí)提高到GB10095－88的6級(jí)，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4－5級(jí)。中國自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪裝置的功率已達(dá)44000kW ，齒輪圓周速度達(dá)169m/s。 20世紀(jì)80年代末至90年代初，我國相繼制訂了近100個(gè)齒輪和蝸桿減速器的標(biāo)準(zhǔn)，研制了許多新型減速器，大體上實(shí)現(xiàn)了通用減速器的更新?lián)Q代。局部減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動(dòng)效率有了大幅度的提高，對(duì)節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到明顯的作用，為開展我國的機(jī)械產(chǎn)品做出了奉獻(xiàn)。 [9] 進(jìn)入20世紀(jì)90

13、年代中后期，國外又繼續(xù)推出了更新?lián)Q代的減速器，不但更突出了模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，而且在繼承能力、總體水平、外觀質(zhì)量方面又有明顯提高。 1.3行星齒輪減速器的開展現(xiàn)狀 行星齒輪傳動(dòng)形式很多，根據(jù)根本構(gòu)件的組成情況可以分為以下幾個(gè)根本類型： 〔1〕2K-H型 根本構(gòu)件為兩個(gè)中心輪2K和一個(gè)行星架H。 〔2〕3K型 根本構(gòu)件為三個(gè)中心輪，稱為3K型，其行星架不承受外轉(zhuǎn)矩，僅起支承行星輪的作用。 3 K-H-V型 根本構(gòu)件為一個(gè)中心輪K、一個(gè)行星架H以及一個(gè)繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件V在實(shí)際使用中我們常常使用到三種行星減速器：漸開線行星齒輪減速器、擺線針輪減速器和諧波齒輪減速器1.3.1少齒差

14、行星齒輪的開展現(xiàn)狀與開展趨勢(shì) 少齒差行星齒輪傳動(dòng)是行星傳動(dòng)中的一種，它由一個(gè)外齒輪與一個(gè)內(nèi)齒輪組成一對(duì)內(nèi)嚙合輪子副，內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相差很小，故簡(jiǎn)稱為少齒差傳動(dòng)。少齒差傳動(dòng)的類型很多，德國人首先提出擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)原理，三十年代后期日本開始研制生產(chǎn)這種傳動(dòng)，由于當(dāng)時(shí)工藝條件落后，齒形加工精度很低，因而產(chǎn)量不高，直到六十年代擺線磨慶的出現(xiàn)，從工藝上保證了擺線齒形的精度，才促進(jìn)了這種傳動(dòng)的開展，擺線針輪傳動(dòng)是少齒差傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛，最根本的一種類型，在此根底上還開展了二齒差傳動(dòng)，復(fù)合齒形、行星軸承與偏心套合并等新結(jié)構(gòu)。擺線針輪傳動(dòng)承載能力高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，效率高，壽命長。但加工精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜

15、。 漸開線少齒差傳動(dòng)是少齒差行星齒輪傳動(dòng)中的一種，是內(nèi)外齒輪的齒廓曲線采用漸開線，其輪齒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、嚙合接觸應(yīng)力小，承載能力高，可以采用軟齒面，加工也容易得多。由于當(dāng)內(nèi)嚙合的一對(duì)漸七線齒輪齒數(shù)差很小時(shí)，極易產(chǎn)生各種干預(yù)，在設(shè)計(jì)過程中選擇齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算十分復(fù)雜。早在1949年，蘇聯(lián)學(xué)者就從理論上解決了實(shí)現(xiàn)一齒差傳動(dòng)的幾何計(jì)算問題，但直到六十年代以后，隨著電子計(jì)算機(jī)的普及運(yùn)用，漸開線少齒差傳動(dòng)才得到了較專迅速的開展。目前有柱銷式、零齒差、十字滑塊、浮動(dòng)盤等多種形式。漸開線少齒差傳動(dòng)的特點(diǎn)是齒輪用普通的漸開線齒輪刀具和齒輪機(jī)床就可以進(jìn)行加工，不需要特殊的刀具與專用設(shè)備，材料也可采用普通齒輪材料，

16、因此加工方便、制造本錢較低。但其傳動(dòng)效率不如擺線少齒差傳動(dòng)高。 目前在國內(nèi)市場(chǎng)中，漸開線少齒差傳動(dòng)占有率很低,而且都是小功率的, 造成這種局面的主要原因是： 1 行星軸承承受力大, 壽命短。由于少齒差嚙合傳動(dòng)容易發(fā)生各種干預(yù), 為了消除干預(yù)現(xiàn)象, 設(shè)計(jì)中一般采用正角度變位傳動(dòng), 齒輪正變位后嚙合角增大, 使行星軸承徑向載荷增大; 另一方面, 由于結(jié)構(gòu)上的原因, 行星軸承的徑向尺寸受到一定的限制, 在設(shè)計(jì)中很難滿足壽命要求。 2 振動(dòng)、噪音較大、運(yùn)行平穩(wěn)性差。漸開線少齒差減速器同時(shí)嚙合的齒數(shù)少, 由于內(nèi)齒輪精加工比擬困難, 輪齒制造精度較低, 嚙合時(shí)沖擊、噪音較大 3 傳動(dòng)效

17、率低, 漸開線少齒差減速器單級(jí)傳動(dòng)效率僅為85% ～90%。 [4] 4 不適合用于扭矩很大的傳動(dòng)中。 近幾十年來，又相繼出現(xiàn)了一些新的少齒差傳動(dòng)形式，其中開展較快的有活齒少齒差傳動(dòng)，錐齒少齒差傳動(dòng)，雙曲柄輸入式少齒差傳動(dòng)，以及利用彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)的諧波傳動(dòng)。 隨著少齒差傳動(dòng)應(yīng)用日益廣泛，國內(nèi)外學(xué)者在齒形分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、接觸分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)性能、傳動(dòng)效率、運(yùn)動(dòng)精度等方面進(jìn)行了大量的研究，取得了許多有價(jià)值的成果，并成功地開發(fā)出不少新少齒差行星傳動(dòng)形式。目前，我國正在研究、生產(chǎn)很熱門的一種連桿行星齒輪傳動(dòng)――平行軸式少齒差內(nèi)齒行星齒傳輸線傳動(dòng)。 1.3.2行星齒輪減速器的開展趨勢(shì)

18、 世界各先進(jìn)工業(yè)國，經(jīng)由工業(yè)化、信息化時(shí)代，正在進(jìn)入知識(shí)化時(shí)代，行星齒輪在設(shè)計(jì)上日趨完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步。是行星齒輪傳動(dòng)已到達(dá)了較高的水哦。我國與世界先進(jìn)水平雖然存在明顯差距，但隨著改革開放帶來的設(shè)備引進(jìn)、技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)方面取得了長足進(jìn)步。目前行星齒輪正向一下幾個(gè)方向開展： 向高速、大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向開展。例如：年產(chǎn)300KT合唱氨透平壓縮機(jī)的行星齒輪增速器，其齒輪圓周速度已到達(dá)150m/s；日本生產(chǎn)了巨型船舶推進(jìn)系統(tǒng)用的行星齒輪箱，公路為22065kw；大型水泥磨中所用50/125型行星齒輪箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá)4150kn.m。在這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中需要將繼續(xù)解決

19、均載、平衡、密封、潤滑、零件材料與熱處理，以及高效率、長壽命、可靠性等一系列設(shè)計(jì)制造問題。 向無極變速行星齒輪傳動(dòng)開展。實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，就是讓行星齒輪傳動(dòng)中三個(gè)根本構(gòu)件都轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞功率，這只要對(duì)原行星機(jī)構(gòu)中固定的構(gòu)件附加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，如采用液壓泵及液壓馬達(dá)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，就能成為無級(jí)變速器。 〔3〕向復(fù)合式行星齒輪傳動(dòng)開展。近些年來，國外將蝸輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)與行星齒輪傳動(dòng)組合使用，構(gòu)成復(fù)合式行星齒輪箱。其高速級(jí)用各種定軸類型傳動(dòng)，低速級(jí)用行星齒輪傳動(dòng)，這樣可適應(yīng)相交軸和交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，課實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途，充分利用各類型傳動(dòng)的特點(diǎn)，克服各自的弱點(diǎn)，以適應(yīng)市場(chǎng)上多

20、樣化需要。如制堿工業(yè)澄清桶用蝸桿蝸輪-行星齒輪減速器，總傳動(dòng)比i 4462.5，輸出軸轉(zhuǎn)速n 0.215r/min，輸出轉(zhuǎn)矩T 27200N.M。 〔4〕向少齒差行星齒輪傳動(dòng)方向開展。這類傳動(dòng)主要用于大傳動(dòng)比、小功率傳動(dòng)。 μm〕，從而提高承載能力，保證可靠性和使用壽命。 [9] 1.4行星齒輪的加工工藝 目前，需加工的行星齒輪要求非常高，對(duì)齒輪噪音要求非常高，齒輪要求干凈，不能帶一點(diǎn)毛刺。首先是材料的要求；其次是齒輪的齒形齒向滿足DIN3962-8 的標(biāo)準(zhǔn)，齒形齒向不得中凹；第三，齒輪磨削后的圓度誤差和圓柱度誤差要求高，內(nèi)孔外表有粗糙度要求高。 行星齒輪常用的工藝路線：鍛坯〔正火、

21、拋丸〕―精車―剃前滾齒―齒部磨棱―徑向剃齒―去應(yīng)力回火―滲碳、淬火―珩齒―磨內(nèi)孔〔簡(jiǎn)易CNC內(nèi)圓磨床〕。 例如太陽輪的材料通常為42CrMo。與行星輪相嚙合的齒輪要求精度較高, 為766GM〔GB10095-88〕級(jí)精度, 齒部氮化深度0.5-0.8mm,氮化硬度HV 560, 齒輪的齒行必須經(jīng)過766GM級(jí)精度要求，該齒輪是先磨齒后氮化。太陽輪的另一端可為兩種情況, 即為30°漸開線花鍵或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器齒輪。輪齒采用30°漸開線花鍵滾刀或標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀加工, 即先滾齒后氮化。氮化前必須將工件的所有工序都加工完成, 并將兩端的加工局部全部切掉, 然后氮化處理, 氮化后齒形不再加工。 [15] 1

22、.5課題研究的主要內(nèi)容 〔1〕根據(jù)傳動(dòng)比為20，選擇并優(yōu)化齒輪的齒數(shù)； 〔2〕根據(jù)選定的齒數(shù)，進(jìn)而計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)； 〔3〕設(shè)計(jì)NN型減速器各零件結(jié)構(gòu)及布局； 〔4〕使用solidworks軟件進(jìn)行NN型減速器的三維零件圖及裝配圖的繪制; 〔5〕根據(jù)三維圖導(dǎo)出的二維圖以及相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)二維圖進(jìn)行相關(guān)修改； 〔6〕對(duì)NN型減速器的潤滑方式進(jìn)行選擇以及確定工作環(huán)境等。 2 NN型減速器的設(shè)計(jì)與說明 2.1 NN型減速器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2-1 NN型減速器機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2-1是NN型傳動(dòng)的一種主要型式，其中1及3為雙聯(lián)齒輪，1與2、3與4分別為兩對(duì)

23、少齒差內(nèi)嚙合齒輪。 圖2-1所示的齒輪1、2、3、4對(duì)應(yīng)的齒數(shù)分別記為、、、。 2.2 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一傳動(dòng)比為20，傳遞功率為100500W行星齒輪傳動(dòng)減速器，要求其外形截面尺寸為65×65，軸向尺寸要求與實(shí)物NN型減速器幾乎一致，保持在85-90〔不包括輸出軸外伸局部〕之間。要求工作壽命10年，每年300天，每天工作8小時(shí)。 2.3 齒輪齒數(shù)選擇 根據(jù)馮曉寧教授所寫的?NN型行星傳動(dòng)的配齒計(jì)算方法?，從而進(jìn)行齒數(shù)的選擇。 計(jì)算方法：設(shè)齒數(shù)差為K，錯(cuò)齒數(shù)為J那么： 〔2-1〕

24、 〔2-2〕 〔2-3〕 將〔2-3〕化簡(jiǎn)整理，得到： 〔2-4〕 NN型傳動(dòng)用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力時(shí)，一般K不大于7，J不大于10，根據(jù)上述的公式，得到數(shù)據(jù)，如表2-1，表2-2，表2-3，表2-4，表2-5，表2-6，表2-7所示。 表2-1 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 1 1 16 3 4 4 5 2 21 5 6 7 8 3 21 6 7 9 10 4 22 7 8 11 12 5 19.2 7 8 12 13

25、 6 21 8 9 14 15 7 19.3 8 9 15 16 8 21.25 9 10 17 18 9 20 9 10 18 19 10 19 9 10 19 20 表2-2 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 2 1 21 5 7 6 8 2 20.25 7 9 9 11 3 18.33 8 10 11 13 4 21 10 12 14 16 5 20.8 11 13 16 18 6 18.4 11 13 17 19 7 19 12 14 19 21 8 19.69 13 15 21 23 9 20.4

26、4 14 16 23 25 10 19.2 14 16 24 26 表2-3 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 3 1 21 6 7 7 10 2 18.33 8 10 10 13 3 18.77 10 13 13 16 4 20 12 16 16 19 5 19.2 13 18 18 21 6 21 15 21 21 24 7 20.81 16 23 23 26 8 20.8 17 25 25 28 9 19.2 17 26 26 29 10 19.6 18 28 28 31 表2-4 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K

27、 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 4 1 17.5 6 10 7 11 1 2 21 10 14 12 16 3 20 12 16 15 19 19 4 20.25 14 18 18 22 5 21 16 20 21 25 6 20.125 17 21 23 27 7 19.64 18 22 25 29 8 19.40 19 23 27 31 9 19.3 20 24 29 33 10 19.375 21 25 31 35 表2-5 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 5 1 19.2 7 12 13 13 2 2

28、0.8 11 16 18 18 3 19.2 13 18 21 21 4 21 16 21 25 25 5 20 17 22 27 27 6 20 19 24 30 30 7 19.29 20 25 32 32 8 20.25 22 27 35 35 9 19.91 23 28 37 37 10 19.72 24 29 39 39 表2-6 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 6 1 21 8 14 9 15 2 21 12 18 14 20 3 21 15 21 18 24 4 20.125 17 23 21 27

29、 5 20 19 25 24 30 6 20.25 21 27 27 33 7 19.3 22 28 29 35 8 20 24 30 32 38 9 19.51 25 31 34 40 10 20.35 27 33 37 43 表2-7 且時(shí)各齒輪齒數(shù)表 齒數(shù)差K 錯(cuò)齒數(shù)J 實(shí)際傳動(dòng)比I 7 7 1 19.2 8 15 9 16 2 19 12 19 14 21 3 20.8 16 23 19 26 4 19.64 18 25 22 29 5 19.2 20 27 25 32 6 19.3 22 29 28 35 7 19.

30、61 24 31 31 38 8 20.03 26 33 34 41 9 20.556 28 35 37 44 10 20.05 29 36 39 46 根據(jù)饒振綱先生所寫?行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)?，我們選定ip 20，e 3來計(jì)算。初選zb 57，按公式估算齒數(shù)差zp 按照公式，并選取齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，壓力角。數(shù)據(jù)如表2-8，表2-9所示。 表????齒輪參數(shù)計(jì)算公式 工程 計(jì)算公式 分度圓直徑 ； 嚙合角 中心距變動(dòng)系數(shù) 為變位時(shí)的中心距 中心距 齒頂高 ； 齒根高 ； 齒高 ； 齒頂圓直徑 ； 齒頂圓半徑 ； 齒根圓直徑 ； 節(jié)圓直徑

31、 ； 基圓直徑 ； 齒頂圓壓力角 ； 表2-9 兩齒輪副齒輪參數(shù)表 工程 齒輪副1 齒輪副2 齒輪1 齒輪2 齒輪3 齒輪4 分度圓直徑〔mm〕 54 57 27 30 嚙合角 33.6032° 33.6032° 中心距變動(dòng)系數(shù) 0.1932 0.1932 未變位時(shí)的中心距〔mm〕 1.5 1.5 中心距〔mm〕 1.6932 1.6932 齒頂高〔mm〕 0.8 0.55 0.8 0.55 齒根高〔mm〕 1 1.25 1 1.25 齒高〔mm〕 1.8 1.8 1.8 1.8 齒頂圓直徑〔mm〕 55.6 55.9 28.6 28.9 齒頂圓半徑〔mm

32、〕 27.8 29.75 14.3 14.45 齒根圓直徑〔mm〕 52 59.5 25 32.5 節(jié)圓直徑〔mm〕 60.9245 64.3092 30.4622 33.8469 基圓直徑〔mm〕 50.7434 53.5625 25.4862 28.1908 齒頂圓壓力角 24,。1257° 16.6278° 27.4862° 12.7196° 重合度公式： 〔2-6〕 注：式中，外嚙合用+，內(nèi)嚙合用-。 所以所以齒輪副1的重合度 齒輪副2的重合度 因此，兩齒輪副均符合重合度大于1的要求。 2.4.2 驗(yàn)算齒頂碰撞及齒廓重疊干預(yù)條件 1

33、〕要使齒頂不發(fā)生碰撞應(yīng)滿足以下條件 〔2-7〕 式中：； 代入實(shí)際中心距及表2-9數(shù)據(jù)，驗(yàn)算齒頂碰撞條件如下 對(duì)于齒輪副1 對(duì)于齒輪副2 故齒輪副1與齒輪副2均不會(huì)發(fā)生齒頂碰撞。 2〕要使不發(fā)生齒廓重疊干預(yù)應(yīng)滿足以下條件 〔2-8〕 式中：； 代入實(shí)際中心距、表2-1及表2-2數(shù)據(jù)計(jì)算得 對(duì)于齒輪副1 對(duì)于齒輪副2 故齒輪副1與齒輪副2均不會(huì)發(fā)生齒廓重疊干預(yù)。 2.4.3 齒輪材料的選擇 〔1〕滿足材料的機(jī)械性能 材料的機(jī)械性能包括強(qiáng)度、硬度、塑性及韌性等，反映材料在使用過程中所表現(xiàn)出來的特性。齒輪在嚙合時(shí)齒面

34、接觸處有接觸應(yīng)力，齒根部有最大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。 滿足材料的工藝性能 材料的工藝性能是指材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力。齒輪的制造要經(jīng)過鍛造、切削加工和熱處理等幾種加工，因此選材時(shí)要對(duì)材料的工藝性能加以注意。一般來說，碳鋼的鍛造、切削加工等工藝性能較好，其機(jī)械性能可以滿足一般工作條件的要求。但強(qiáng)度不夠高，淬透性較差。而合金鋼淬透性好、強(qiáng)度高，但鍛造、切削加工性能

35、較差。我們可以通過改變工藝規(guī)程、熱處理方法等途經(jīng)來改善材料的工藝性能。 材料的經(jīng)濟(jì)性要求 2.4.4 齒輪寬度的計(jì)算 根據(jù)條件，齒輪1和齒輪3的材料選擇是40Cr〔調(diào)質(zhì)〕，齒輪2和齒輪4的材料選擇40Cr〔調(diào)質(zhì)淬火〕。精度等級(jí)為7級(jí)。 那么按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式 〔2-9〕 計(jì)算齒輪副2中齒輪的寬度。整理后得 〔2-10〕 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 2-11 2 計(jì)算圓周力 根據(jù)傳遞功率0.1kW，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速3000r/min及傳動(dòng)比20計(jì)算傳遞的扭矩 N??m

36、 N N 〔3〕按公式 〔2-12〕 計(jì)算載荷系數(shù)K 按輕微沖擊的原動(dòng)機(jī)工作特性及均勻平穩(wěn)的工作機(jī)工作特性選取使用系數(shù) 。 選取動(dòng)載系數(shù) 取彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分布系數(shù) 取彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒向間載荷分布系數(shù)，因齒寬系數(shù)未知，估取較大值如下 那么載荷系數(shù)為 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 選取平安系數(shù) 根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取彎曲疲勞壽命系數(shù) 查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限 N??mm-2 N??mm-2 那么，彎曲許用應(yīng)力為 N??mm-2

37、 N??mm-2 N??mm-2 N??mm-2 計(jì)算齒輪副中齒輪的寬度。 mm 圓整后取mm。 mm 加上軸肩局部的尺寸，現(xiàn)取mm。 mm 圓整后取mm。 mm 圓整后取mm。 2.5 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率 根據(jù)?漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造?中表3-2，來計(jì)算傳動(dòng)效率。先計(jì)算轉(zhuǎn)臂H固定時(shí)的傳動(dòng)比： ，即， 按公式 〔2-13〕 〔2-14

38、〕 進(jìn)行計(jì)算。其中： ； 那么 所以 2.6 軸材料的選擇 軸的材料種類很多，軸的常用材料是碳鋼和合金鋼，選擇時(shí)應(yīng)主要考慮如下因素： 軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求； 軸的熱處理方法及機(jī)加工工藝性的要求； 軸的材料來源和經(jīng)濟(jì)性等。 [2]　　 碳鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣，一般用途的軸，多用含碳量為0.25～0.5%的中碳鋼。尤其是45號(hào)鋼，對(duì)于不重要或受力較小的軸也可用Q235A等普通碳素鋼。 合金鋼具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)應(yīng)力集中比擬敏感，且價(jià)格較貴，多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有

39、特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳處理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金鋼，有良好的高溫機(jī)械性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸。 值得注意的是：由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多，因此當(dāng)其他條件相同時(shí)，如想通過選用合金鋼來提高軸的剛度是難以實(shí)現(xiàn)的。 低碳鋼和低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韌性要求較高或轉(zhuǎn)速較高的軸。 球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵因其具有良好的工藝性，不需要鍛壓設(shè)備，吸振性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，近年來被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等。只是鑄件質(zhì)量難于控制。 軸的毛坯多用軋制的圓鋼或鍛鋼。鍛鋼內(nèi)

40、部組織均勻，強(qiáng)度較好，因此，重要的大尺寸的軸，常用鍛造毛坯。軸的常用材料機(jī)械性能見?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-1。 綜合考慮，軸的材料選擇的是45鋼調(diào)質(zhì)。 2.7行星輪的布置方式及其對(duì)偏心軸平衡的影響 1 行星輪的布置方式 在NN型減速器中，行星輪的布置方式大致如下列圖2-2所示： 圖2-2 行星輪的三種布置方案 用一個(gè)行星輪時(shí)稱為單偏心，此時(shí)必須在偏心對(duì)方加平衡。用兩個(gè)行星輪時(shí)稱為雙偏心，兩個(gè)相同的行星輪相互錯(cuò)開180安裝。以上兩種只能做到靜平衡，尚有慣性力偶存在。圖2-2 c 所示的布置，可以做到動(dòng)平衡，但偏心軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差。 如圖2-3所示的曲軸的示意圖，其偏心力如圖中

41、所標(biāo)，由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，因而將形成慣性力偶，所以不能到達(dá)動(dòng)平衡。 圖 圖2-3 曲軸結(jié)構(gòu)示意 2 分析結(jié)論 根據(jù)相關(guān)書籍的查閱，在綜合圖2-2 c 布置方式偏心軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝性差的情況，所以選擇3-2 b 的布置方式，慣性力偶很小，對(duì)減速器整體影響很小，可忽略不計(jì)。 所研究的NN型少齒差減速器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-4所示〔圖中0為配重齒輪〕： 圖2-4 靜平衡下的NN型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2.8 偏心軸的有限元分析 曲軸兩偏心相錯(cuò)180°，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強(qiáng)度校核計(jì)算量大，應(yīng)選用有限元分析的方法進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。以下為軸的有限元分析數(shù)據(jù)及

42、結(jié)果： 選擇軸的材料； 分析確定軸的固定方式。軸兩端由軸承支撐，取一端固定。 給軸預(yù)加作用力，并網(wǎng)格化。如圖2-5； 通過Solidworks有限元分析得出相關(guān)數(shù)據(jù)。主要包括應(yīng)力圖2-6，應(yīng)變圖2-7，位移圖2-8。 圖2-5 軸網(wǎng)格化圖 圖2-6 軸應(yīng)力圖 圖2-7 軸應(yīng)變圖 圖2-8 軸位移圖 結(jié)論：通過分析，軸根本符合設(shè)計(jì)的要求。 3 NN型減速器的結(jié)構(gòu) NN型減速器主要零件如下：雙聯(lián)齒輪，齒輪2〔內(nèi)齒圈〕，齒輪4〔與輸出軸連一起〕，偏心軸，軸承，輸出端蓋，輸入端蓋等。 3.1雙聯(lián)齒輪 齒輪1與齒輪3為一雙聯(lián)齒輪，其根本結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，其具體

43、尺寸詳見附錄VII。它分別與外殼的內(nèi)齒圈和輸出軸上的內(nèi)齒圈相內(nèi)嚙合。為更好的到達(dá)靜平衡的思想，在設(shè)計(jì)過程中采用兩個(gè)雙聯(lián)齒輪，其齒數(shù)、模數(shù)均相同，其中一個(gè)雙聯(lián)齒輪的作用就是用于平衡另一雙聯(lián)齒輪，它們同時(shí)連接一內(nèi)齒輪，以此到達(dá)靜平衡。 圖3-1 雙聯(lián)齒輪 3.2 齒輪2 齒輪2是一內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈同時(shí)于兩雙聯(lián)齒輪嚙合，使兩雙聯(lián)齒輪的轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向也相同。設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，其具體尺寸詳見附錄IV。 圖2-2 齒輪2 3.3 齒輪4 齒輪4也是一內(nèi)齒輪，要求與輸出軸固接，先設(shè)計(jì)為一體式，該輸出軸連帶外齒輪，和一雙聯(lián)齒輪的內(nèi)齒輪嚙合，另一端有鍵槽，通過鍵和其他軸連接，傳遞扭矩。如圖3-

44、3所示，其具體尺寸詳見附錄VI。 圖3-3 齒輪4 3.4 偏心軸 偏心軸是高速軸。為與電機(jī)連接，采用了空心結(jié)構(gòu)。為抵消靜態(tài)不平衡，偏心軸采用雙曲柄結(jié)構(gòu)。通過軸承用于支撐兩個(gè)外齒輪，同時(shí)傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)。如圖3-4所示，具體尺寸詳見附錄II。 圖3-4 偏心軸 3.5 端蓋 圖3-5所示為輸入端端蓋?！瞐〕圖所示其內(nèi)腔中有一軸承孔，作用為支撐輸入軸；上外表凸緣主要用于與外殼的徑向定位?！瞓〕圖所示為軸承座和端蓋結(jié)合圖，4個(gè)螺紋孔用于與電機(jī)或其他輸入機(jī)構(gòu)的鏈接。具體尺寸見附錄III和附錄V。 〔a〕

45、 〔b〕 圖3-5 端蓋 3.6 連接套 如圖3-6所示，為連接套。主要起連接作用，固定軸和電機(jī)。具體尺寸見附錄I 。 圖3-6 連接套 3.7 NN型減速器的三維裝配圖和爆炸圖 如下列圖3-7，3-8所示，分別為NN型減速器的裝配圖和爆炸圖。 圖3-7 NN型減速器三維總裝圖 圖3-8 NN型減速器爆炸圖 3.8 軸承 根據(jù)齒輪參數(shù)和偏心軸參數(shù)的選定，選擇的軸承都是標(biāo)準(zhǔn)件，主要包括滾動(dòng)軸承6001，滾動(dòng)軸承6003，滾動(dòng)軸承61907，滾動(dòng)軸承6807和滾動(dòng)軸承619-9。 4 潤滑劑的選擇 齒輪在傳動(dòng)時(shí)，相嚙合的齒面間有相對(duì)滑動(dòng)

46、，因此就要發(fā)生摩擦和磨損，增加動(dòng)力消耗，降低傳動(dòng)效率。特別是高速傳動(dòng)，就更需要考慮齒輪的潤滑。 輪齒嚙合面間加注潤滑劑，可以防止金屬直接接觸，減少摩擦損失，還可以散熱及防銹蝕。因此，對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)貪櫥?，可以大為改善輪齒的工作狀況，確保運(yùn)轉(zhuǎn)正常及預(yù)期的壽命。 根據(jù)NN型減速器軸承及齒輪嚙合不能在油浴環(huán)境中工作的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)選擇潤滑脂潤滑，考慮到該減速器主要用于數(shù)控機(jī)床作為減速裝置，不易接觸水等物質(zhì)，而因旋轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致發(fā)熱，應(yīng)選擇耐熱不耐水的鋰基潤滑脂。 減速機(jī)在使用中應(yīng)定期檢查油脂的質(zhì)量，對(duì)于混入雜質(zhì)或變質(zhì)的油脂需及時(shí)更換。 一般情況下，對(duì)于長期連續(xù)工作的減速機(jī)，按運(yùn)行20000

47、小時(shí)或隔年更換新油脂，間斷用的減速機(jī)，在重新運(yùn)轉(zhuǎn)之前亦應(yīng)檢查潤滑脂情況，再潤滑可由專業(yè)廠家完成，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況決定再潤滑的間隔和數(shù)量。如果舊的潤滑脂不能被完全去除，那么應(yīng)該相應(yīng)限制所注入潤滑脂的數(shù)量以防止過潤滑。如果再潤滑周期間隔過長，推薦對(duì)全部潤滑脂進(jìn)行徹底更換。油脂添加量為內(nèi)部空間的1/3為宜，如輸入轉(zhuǎn)速較低可適當(dāng)增加，但最多不能超過內(nèi)部空間的1/2。 工作中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油溫溫升超過80攝氏度或產(chǎn)生不正常的噪聲等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)停止使用，檢查原因，必須排除故障后，方可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 用戶應(yīng)有合理的使用維護(hù)規(guī)章制度，對(duì)減速機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)作認(rèn)真記錄，上述規(guī)定應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)

48、 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)4年所學(xué)知識(shí)的結(jié)晶，表達(dá)了一個(gè)學(xué)生在學(xué)校期間對(duì)所學(xué)知識(shí)的把握程度及綜合運(yùn)用能力，同時(shí)也是對(duì)自身能力的一次飛越性的提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)對(duì)于處理一些與專業(yè)有關(guān)的問題，不是很知道，甚至有些完全遺忘了。但是通過設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多新的知識(shí)，特別是如何利用傳動(dòng)比去設(shè)計(jì)齒輪的齒數(shù)以及行星傳動(dòng)的相關(guān)知識(shí)：學(xué)到了很多書本上沒有的東西，同時(shí)，也對(duì)以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，有了進(jìn)一步的加深和穩(wěn)固。學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累并且反復(fù)運(yùn)用、總結(jié)的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該像對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度一樣，不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)和復(fù)習(xí)舊知識(shí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 本文研究是以NN型少齒差行星傳動(dòng)為研究對(duì)象，主要設(shè)

49、計(jì)了少齒差內(nèi)嚙合齒輪副和整體的結(jié)構(gòu)。通過指導(dǎo)老師給定的傳動(dòng)比，從而計(jì)算出可行的NN型齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。進(jìn)而對(duì)減速器的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用利用SoildWorks進(jìn)行三維圖造型，利用AUTO CAD進(jìn)行二維圖紙的繪制。主要完成以下工作： 〔1〕查閱相關(guān)文獻(xiàn)； 〔2〕根據(jù)指導(dǎo)老師給定的傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)適宜的齒輪齒數(shù)； 〔3〕對(duì)齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算； 〔4〕對(duì)小型精密行星減速器〔NN型減速器〕零件的設(shè)計(jì)； 〔5〕零件的三維造型，并完成三維總裝圖； 〔6〕運(yùn)用PCCAD繪制工程圖。 參考文獻(xiàn) [1] 孫桓、陳作模主編.?機(jī)械原理?[M]. 北京：高等教育出版社，2006.5. [2] 濮良貴、紀(jì)

50、名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，2006.5. [3] 成大先主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004. [4] 漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造編委會(huì)[M]. 漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.4 [5] 饒振綱. 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)〔M〕 [18] 李紅保，黃愷．少齒差內(nèi)嚙合傳動(dòng)多齒嚙合的研究[J]．遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)．2021年8月．第28期第4卷． [19]張磊林．新型雙曲柄少齒差行星齒輪減速機(jī)的模糊可靠性優(yōu)化研究[J]．【碩士學(xué)位論文】．廣西大學(xué)．2004年5月． 附錄 附錄Ⅰ 連接套零件圖〔詳見工程圖NN6

51、0-20-01〕 附錄Ⅱ 偏心軸零件圖〔詳見工程圖NN60-20-02〕 附錄Ⅲ 輸出端端蓋零件圖〔詳見工程圖NN60-20-03〕 附錄Ⅳ 內(nèi)齒圈零件圖〔詳見工程圖NN60-20-04〕 附錄Ⅴ 輸入端端蓋零件圖〔詳見工程圖NN60-20-05〕 附錄Ⅵ 輸出軸零件圖〔詳見工程圖NN60-20-06〕 附錄Ⅶ 雙聯(lián)齒輪零件圖〔詳見工程圖NN60-20-07〕 附錄Ⅷ 配重齒輪零件圖〔詳見工程圖NN60-20-08〕 附錄Ⅸ 軸承擋環(huán)〔詳見工程圖NN60-20-09〕 附錄X 軸承擋圈〔詳見工程圖NN60-20-10〕 附錄XI 軸承擋圈〔詳見工程圖NN60-20-11〕

52、 附錄XII 總裝配圖〔詳見工程圖NN60-20-00〕 文獻(xiàn)綜述 小型精密行星減速器的設(shè)計(jì) 圖1-1 少齒差行星齒輪傳動(dòng)是行星齒輪傳動(dòng)中的一種。由一個(gè)外齒輪與一個(gè)內(nèi)齒輪組成一對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副。它采用的是漸開線齒形，內(nèi)外齒輪的齒數(shù)相差很小，簡(jiǎn)稱為少齒差傳動(dòng)。一般所講的少齒差行星齒輪傳動(dòng)是專指漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)而言的。漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)以其適用于一切功率和速度范圍作條件，受到了世界各國的廣泛關(guān)注，成為世界各國在機(jī)械傳動(dòng)方面的重點(diǎn)研究方向之一。 2主題局部〔說明課題的國內(nèi)外開展現(xiàn)狀和開展方向，以及對(duì)這些問題的評(píng)述〕2.1我國減速器的現(xiàn)狀和開展趨勢(shì) 自20世紀(jì)

53、60年代以來，中國先后制訂了JB1130－70?圓柱齒輪減速器?等一批通用減速器的標(biāo)淮。那時(shí)的減速器大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40－50年代的技術(shù)制造的，其總體水平與國際水平有較大差距。 改革開放以來，中國引進(jìn)先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179－60的8－9級(jí)提高到GB10095－88的6級(jí)，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4－5級(jí)。中國自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪裝置的功率已達(dá)44000kW ，齒輪圓周速度達(dá)169m/s。 20世紀(jì)8

54、0年代末至90年代初，我國相繼制訂了近100個(gè)齒輪和蝸桿減速器的標(biāo)準(zhǔn)，研制了許多新型減速器，大體上實(shí)現(xiàn)了通用減速器的更新?lián)Q代。局部減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動(dòng)效率有了大幅度的提高，對(duì)節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到明顯的作用，為開展我國的機(jī)械產(chǎn)品做出了奉獻(xiàn)。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期，國外又繼續(xù)推出了更新?lián)Q代的減速器，不但更突出了模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，而且在繼承能力、總體水平、外觀質(zhì)量方面又有明顯提高。 2.2行星齒輪減速器的開展現(xiàn)狀 行星齒輪傳動(dòng)形式很多，根據(jù)根本構(gòu)件的組成情況可以分為以下幾個(gè)根本類型： 〔1〕2K-H型 根本構(gòu)件為兩個(gè)

55、中心輪2K和一個(gè)行星架H。 〔2〕3K型 根本構(gòu)件為三個(gè)中心輪，稱為3K型，其行星架不承受外轉(zhuǎn)矩，僅起支承行星輪的作用。 3 K-H-V型 根本構(gòu)件為一個(gè)中心輪K、一個(gè)行星架H以及一個(gè)繞主軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件V在實(shí)際使用中我們常常使用到三種行星減速器：漸開線行星齒輪減速器、擺線針輪減速器和諧波齒輪減速器,而且都是小功率的, 造成這種局面的主要原因是： 1 行星軸承承受力大, 壽命短。由于少齒差嚙合傳動(dòng)容易發(fā)生各種干預(yù), 為了消除干預(yù)現(xiàn)象, 設(shè)計(jì)中一般采用正角度變位傳動(dòng), 齒輪正變位后嚙合角增大, 使行星軸承徑向載荷增大; 另一方面, 由于結(jié)構(gòu)上的原因, 行星軸承的徑向尺寸受到一定的

56、限制, 在設(shè)計(jì)中很難滿足壽命要求。 2 振動(dòng)、噪音較大、運(yùn)行平穩(wěn)性差。漸開線少齒差減速器同時(shí)嚙合的齒數(shù)少, 由于內(nèi)齒輪精加工比擬困難, 輪齒制造精度較低, 嚙合時(shí)沖擊、噪音較大。 3 傳動(dòng)效率低, 漸開線少齒差減速器單級(jí)傳動(dòng)效率僅為85% ～90%。 近幾十年來，又相繼出現(xiàn)了一些新的少齒差傳動(dòng)形式，其中開展較快的有活齒少齒差傳動(dòng)，錐齒少齒差傳動(dòng)，雙曲柄輸入式少齒差傳動(dòng)，以及利用彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)的諧波傳動(dòng)。 隨著少齒差傳動(dòng)應(yīng)用日益廣泛，國內(nèi)外學(xué)者在齒形分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、接觸分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)性能、傳動(dòng)效率、運(yùn)動(dòng)精度等方面進(jìn)行了大量的研究，取得了許多有價(jià)值的成果，并成功地

57、開發(fā)出不少新少齒差行星傳動(dòng)形式。目前，我國正在研究、生產(chǎn)很熱門的一種連桿行星齒輪傳動(dòng)――平行軸式少齒差內(nèi)齒行星齒傳輸線傳動(dòng)。 2.3行星齒輪減速器的開展趨勢(shì) 世界各先進(jìn)工業(yè)國，經(jīng)由工業(yè)化、信息化時(shí)代，正在進(jìn)入知識(shí)化時(shí)代，行星齒輪在設(shè)計(jì)上日趨完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步。是行星齒輪傳動(dòng)已到達(dá)了較高的水哦。我國與世界先進(jìn)水平雖然存在明顯差距，但隨著改革開放帶來的設(shè)備引進(jìn)、技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)方面取得了長足進(jìn)步。目前行星齒輪正向一下幾個(gè)方向開展： 向高速、大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向開展。例如：年產(chǎn)300KT合唱氨透平壓縮機(jī)的行星齒輪增速器，其齒輪圓周速度已到達(dá)150m/s；日本生產(chǎn)了巨型船

58、舶推進(jìn)系統(tǒng)用的行星齒輪箱，公路為22065kw；大型水泥磨中所用50/125型行星齒輪箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá)4150kn.m。在這類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中需要將繼續(xù)解決均載、平衡、密封、潤滑、零件材料與熱處理，以及高效率、長壽命、可靠性等一系列設(shè)計(jì)制造問題。 向無極變速行星齒輪傳動(dòng)開展。實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，就是讓行星齒輪傳動(dòng)中三個(gè)根本構(gòu)件都轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞功率，這只要對(duì)原行星機(jī)構(gòu)中固定的構(gòu)件附加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，如采用液壓泵及液壓馬達(dá)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，就能成為無級(jí)變速器。 〔3〕向復(fù)合式行星齒輪傳動(dòng)開展。近些年來，國外將蝸輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)與行星齒輪傳動(dòng)組合使用，構(gòu)成復(fù)合式行星齒輪箱。其高速級(jí)用各

59、種定軸類型傳動(dòng)，低速級(jí)用行星齒輪傳動(dòng)，這樣可適應(yīng)相交軸和交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)，課實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途，充分利用各類型傳動(dòng)的特點(diǎn)，克服各自的弱點(diǎn)，以適應(yīng)市場(chǎng)上多樣化需要。如制堿工業(yè)澄清桶用蝸桿蝸輪-行星齒輪減速器，總傳動(dòng)比i 4462.5，輸出軸轉(zhuǎn)速n 0.215r/min，輸出轉(zhuǎn)矩T 27200N.M。 〔4〕向少齒差行星齒輪傳動(dòng)方向開展。這類傳動(dòng)主要用于大傳動(dòng)比、小功率傳動(dòng)。 μm〕，從而提高承載能力，保證可靠性和使用壽命。 2.4行星齒輪的加工工藝 目前，需加工的行星齒輪要求非常高，對(duì)齒輪噪音要求非常高，齒輪要求干凈，不能帶一點(diǎn)毛刺。首先是材料的要求；其次是齒輪的齒

60、形齒向滿足DIN3962-8 的標(biāo)準(zhǔn)，齒形齒向不得中凹；第三，齒輪磨削后的圓度誤差和圓柱度誤差要求高，內(nèi)孔外表有粗糙度要求高。 行星齒輪常用的工藝路線：鍛坯〔正火、拋丸〕―精車―剃前滾齒―齒部磨棱―徑向剃齒―去應(yīng)力回火―滲碳、淬火―珩齒―磨內(nèi)孔〔簡(jiǎn)易CNC內(nèi)圓磨床〕。 例如太陽輪的材料通常為42CrMo。與行星輪相嚙合的齒輪要求精度較高, 為766GM〔GB10095-88〕級(jí)精度, 齒部氮化深度0.5-0.8mm,氮化硬度HV 560, 齒輪的齒行必須經(jīng)過766GM級(jí)精度要求，該齒輪是先磨齒后氮化。太陽輪的另一端可為兩種情況, 即為30°漸開線花鍵或標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器齒輪。輪齒采用30°漸開線花

61、鍵滾刀或標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀加工, 即先滾齒后氮化。氮化前必須將工件的所有工序都加工完成, 并將兩端的加工局部全部切掉, 然后氮化處理, 氮化后齒形不再加工。 3.總結(jié)局部〔將全文主題進(jìn)行扼要總結(jié)，提出自己的見解并對(duì)進(jìn)一步的開展方向做出預(yù)測(cè)〕 行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比擬，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。大致如下： 〔1〕體積小、質(zhì)量小，占用的空間少，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。再由于在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個(gè)行星輪來共同分擔(dān)載荷，從而使得每個(gè)齒輪所承受的負(fù)荷較小，并允許這些齒輪采

62、用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈本身的可容體積，從而有利于縮小其外廓尺寸，使其體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載能力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的1/2～1/5 。 〔2〕傳動(dòng)效率比其他齒輪高。由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，即它具有數(shù)個(gè)勻稱分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力能互相平衡，從而有利于到達(dá)提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0.97~0.99。 〔3〕傳動(dòng)比擬大。只要適中選擇行星齒輪傳動(dòng)的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比，其傳動(dòng)比可到達(dá)幾

63、千。在很大的傳動(dòng)比情況下，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。 〔4〕運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作性能好。由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多。 隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速開展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已到達(dá)2000KW，輸出轉(zhuǎn)矩已到達(dá)4500KNm。據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的開展方向如下： 標(biāo)準(zhǔn)化、多品種。目前世界上已有50多個(gè)漸開線行星齒輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器

64、等多器種的產(chǎn)品。 硬齒面、高精度。行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。 〔3〕高轉(zhuǎn)速、大功率。行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來越大。 〔4〕大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩。在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已有了較大的發(fā) 各級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算〔按從高速到低速的順序 :齒輪的類型、精度等級(jí)、材料、熱處理方法及齒面硬度、螺旋角〔分別按齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算〕；確定齒輪參數(shù)〔模數(shù)，齒數(shù)等〕

65、和幾何尺寸。 3．減速器箱體模塊設(shè)計(jì) ：減速器箱體的主要作用是保持傳動(dòng)件正確的相對(duì)位置，承受載荷。在具體設(shè)計(jì)時(shí)可以采用一種根本箱體模塊。 4．軸的模塊設(shè)計(jì):在不同傳動(dòng)比情況下,應(yīng)盡量選用結(jié)構(gòu)尺寸相同的軸,即使各軸的其它尺寸不同,安裝軸承的軸段的直徑和長度也應(yīng)盡量取相同值,以便于軸承、端蓋、密封等模塊的通用化。 5．完成減速器附件的相關(guān)計(jì)算和選擇：通過計(jì)算，準(zhǔn)確的選擇軸承、鍵，以及密封圈等附件；通過材料，選擇適宜的潤滑劑。 6.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)行強(qiáng)度校核。 7．使用CAD軟件畫出圓錐齒輪、圓柱齒輪、齒輪軸、軸承、箱體等零件圖及裝配圖，精確標(biāo)出各零件的尺寸。 8．完成減速

66、器的三維立體造型。 3.4課題研究難點(diǎn)： 適宜的材料和加工工藝，少齒差齒輪傳動(dòng)副的參數(shù)選擇，少齒差行星齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算以及強(qiáng)度校核。偏心軸的計(jì)算和選擇。 3.5最終到達(dá)的目標(biāo): 根據(jù)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的小型精密行星減速器 4研究工作詳細(xì)進(jìn)度和安排 2021.11.15-2021.11.20 下達(dá)任務(wù)書； 2021.11.21-2021.01.10 查閱資料，完成文獻(xiàn)綜述和2篇外文翻譯； 2021.01.11-2021.02.25 完成開題報(bào)告； 2021.02.26-2021.03.29 完成畢業(yè)實(shí)習(xí)及報(bào)告，第6周返校，保證設(shè)計(jì)時(shí)間； 2021.03.30-2021.05.09 完成減速器的設(shè)計(jì)論文論文 IV V 小型精密行星減速器的設(shè)計(jì) 46 37