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1、 本科毕业设计（论文）题目 十字滑块输出机构的减速器设计 学 院 机械工程学院 年 级 2009 专 业 机械工程及自动化(机械设计与制造) 班 级 0708092 学 号 070809203 学生姓名 指导教师 职 称 高级实验师 论文提交日期 2013.05. 15 十字滑块输出机构的减速器设计摘 要本文首先对一齿差渐开线行星齿轮减速器的定义、种类、发展现状、特点、研究重点进行了介绍， 并着重介绍了新型的十字滑块式偏心输出机构的机械传动装置。设计时首先在一齿差齿轮传动的基础上进行机构的运动设计，包括几何尺寸的设计计算、强度校核计算等，然后对主要零件进行详细的受力分析和设计计算，从而进行装配
2、结构的设计，并最终在Auto CAD环境下绘出减速器的装配图和零件图。另外，还在NX环境下实现三维建模，并对减速器传动进行相关的分析。关键字：行星齿轮 减速器 十字滑块 偏心 建模 Oldham-output Mechanism reducer design Abstract The first one tooth difference involute line planetary gear reducer definition of type, development status, characteristics, research priorities were introduced,
3、 and highlights new Oldham eccentric mechanical transmission of the output mechanism. Design first one tooth difference gear transmission on the basis of the kinematic design, including the geometry of the design, strength check calculation, then the main parts of a detailed stress analysis and desi
4、gn calculations, assembly structure design, and eventually drawn in Auto CAD environment the reducer assembly drawing and parts diagram. In addition, also NX environment 3D modeling, analysis and final drive gear. Keywords: Planetary gear;Reducer ;The Oldham ;Eccentric ;Modeling目录1.前言11.1课题来源11.2 产品
5、的发展现状和优缺点11.3渐开线少齿差行星传动22.传动方案的总体设计32.1拟定传动方案32.2电动机的选择32.3 选择W机构32.4零件材料与热处理的选择43.减速装置的设计53.1齿轮齿数的确定53.2模数的确定63.3齿轮几何尺寸的设计计算93.4偏心轴的设计193.5输出轴的设计223.6行星轮的设计234.主要零件的校核254.1偏心轴的校核254.2十字滑块的强度校核284.3转臂轴承的寿命校核294.4齿轮的弯曲强度校核305.渐开线少齿差行星传动效率计算325.1 渐开线少齿差行星齿轮的啮合效率325.2 滚动轴承的效率335.3 输出机构的效率345.4 搅动润滑油损耗的
6、效率345.5渐开线少齿差行星减速装置的总效率346.减速器的润滑与密封与固定357.三维建模367.1零件三维建模367.2虚拟装配及爆炸图39结束语41参考文献42致谢431.前言1.1课题来源本次毕业设计是根据老师给定设计内容进行毕业设计。设计内容为十字滑块式输出机构的减速器设计，设计前我认真研究了本减速器的减速原理，了解它的特点和相关减速器的种类，最后根据老师给定的参数展开设计。1.2 产品的发展现状和优缺点随着现代工业的高速发展，机械化和自动化水平的不断提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器体积小，重量轻，传动比范围大，效率高，承载能力大，运转可靠和寿命长。减速器的种类虽然很
7、多，但是普通的圆柱齿轮减速器的体积大，结构笨重；普通的蜗轮蜗杆减速器在大的传动比上，效率低；摆线针轮行星减速器虽然能满足以上提出的要求，但是成本高，需要专用设备制造；而渐开线少齿差行星减速器不但基本上能满足以上要求，并且可用通用工具在插齿机上加工，因而成本低。能适应特种条件下的工作，在国防、冶金、矿山、化工、纺织、食品、轻工、仪表制造、起重运输以及建筑工业等部门中取得了广泛的应用15。由于制造条件和用途的不同，这种渐开线少齿差传动的结构形式也各不相同。就其输出机构而言，大致可以分为如下几种：销轴式、浮动盘式、滑块式、少齿差式（也称双内啮合式）、零齿差式、波纹管式、双曲柄式以及单销单槽滑移式14
8、。在渐开线少齿差行星传动中，以十字滑块形式传动的少齿差行星齿轮应运而生，该传动形式的优越性有如下几点：1、传动传动比大，范围广少齿差传动可以用很少数目的构件获得很大的传动比，而且结构紧凑，装配也比较容易。少齿差减速器，传动比范围大，单极传动比为8180，传动效率也比较高，单级传动效率为0.80.94.由于少齿差传动的一些优点，它可以用来代替一般的蜗轮蜗杆减速器或多级圆柱齿轮减速器。但是，为了防止因两轮齿差数过少而引起的齿廓重迭干涉，需要采用较大的啮合角，因而增大了齿轮的径向力。此外，还需要一个偏心输出机构，致使它的传递功率和传动功率都受到了一些限制。所以，一般来说，少齿差传动适用于具有传动比大
9、而间断工作的中小型动力传动。2、结构紧凑、体积小、重量轻由于采用内啮合行星传动，所以结构紧凑；当传动比相等时，与同功率的普通圆柱齿轮减速器相比，体积和重量均可减少三分之一至三分之二16。3、机械效率高影响少齿差行星齿轮减速器总效率的因素主要有齿轮啮合摩擦损耗、轴承损耗和输出机构损耗等。其中渐开线少齿差齿轮啮合效率是随传动比的增大而降低的，传动比由10到100时效率约降低10 。考虑到输出机构对效率的影响，其效率略低于同步渐开线齿轮的效率，这样，减小十字滑块式少齿差行星齿轮减速器少齿差部分的速比是提高效率的有效措施。4、运转平稳、噪音小由于是内啮合传动，两啮合齿轮一位凹齿，一位凸齿，两齿的曲率中
10、心在同一方向。曲率半径接近相等，因此接触面积大，使齿轮的接触强度大为提高，又使用短齿制，轮齿的弯曲强度也提高了。此外，少齿差传动时，不是一对轮齿啮合，而是3-9对轮齿同时接触受力，所以运转平稳，噪音小17。5、工艺简便，成本降低，加工方便渐开线少齿差行星传动减速器加工方便、装拆简单，不需要专用机床和特殊的刀具加工，而且十字滑块制造非常方便，成本低，更换方便而且类型较多，可供多种选择。6、输出轴和电动机为同一轴线，安装和使用较为方便。但是这种减速器还存在下列缺点：1、计算复杂，盲目性大 当内齿轮与行星轮的齿数差为1-4时，装配时会产生各种重迭干涉，为了避免这些干涉，需要对内外齿轮进行变位，所以计
11、算复杂，特别是变位系数的选取。2、转臂轴承承受力较大，寿命较短由于齿轮采取变位后啮合角较大，故转臂轴承上所受的径向分力增大，精度难以保证，也是齿轮传动的制约因素和薄弱环节，因而使高速轴传递的功率受到限制。3、有的结构需要加装平衡块NN型及有些N型减速器，需要仔细地进行动平衡，否则会引起较大的振动。1.3渐开线少齿差行星传动渐开线少齿差行星传动是一种特殊的轮系，其由固定的渐开线内齿轮2、行星轮1、系杆H及输出机构V组成。因齿轮1和2采用渐开线齿廓，且两者齿数相差很少，一般为14，故称为渐开线少齿差行星传动，也称为K-H-V型轮系。2.传动方案的总体设计2.1拟定传动方案设计一齿差渐开线十字滑块输
12、出机构的行星齿轮减速器，该减速器由电机直接驱动，内齿轮固定，十字滑块式输出。已知设计参数有：1、电动机功率：；2、电动机转速：； 3、传动比：；4、减速器的使用寿命初步定为为年，两班制，每年工作天。2.2电动机的选择因为本减速器的使用环境空气温度是随季节变化，但不会超过,海拔不超过，所用额定电压为,额定频率为,且考虑到工作功率在及以下的电动机采用接法，及以上采用接法，工作方式为连续使用（）且考虑到滑块式输出机构的输出转速以不超过为宜，机构用于低转速、传递转矩不大的场合，所以选择电动机的系列名称为封闭式三相笼型异步电动机，型号为，额定功率为，转速，工作方式(连续),外壳防护等级,冷却方式为。该电
13、动机的应用范围是除用途外，还适用于灰尘多、土扬水溅的场合，如农业机械、矿山机械、搅拌机、碾米机、磨粉机等；结构特点为一般用途封闭自扇冷式，能防止灰尘、铁屑和其他杂物侵入电动机内部；主要特性是效率高、噪声低、振动小、体积小、重量轻、运行可靠、安装维护方便、温升低，所以特别符合本减速器的要求。2.3 输出机构的介绍较常用的将行星轮与输出轴连接起来的输出机构有销轴式、十字滑块式、浮动盘式和零齿差式四种，以十字滑块介绍如下：该机构是由两个端面具有矩形块的连接盘和两个端面具有凹槽的行星齿轮，和一个带有对应凹槽的输出轴组成。它的优点是结构简单紧凑、制造方便，成本较低，且连接盘可以游动以补偿转动时造成的误差
14、。但其承载能力和传动效率相比销轴式低，故适于传递小功率，低转速和不连续运转的条件下工作。2.4零件材料与热处理的选择表2-1 少齿差行星传动零件的常用材料零件名称材料热处理硬度备注说明行星轮、内齿轮调质处理内齿轮也可以用球墨铸铁，如滑块淬火输入轴、输出轴调质处理箱体、机座铸后消除内应力3.减速装置的设计 3.1齿轮齿数的确定构件字母代号：行星轮齿数；内齿轮齿数；系杆为。（a) 当内齿轮固定时的传动比计算 图3-1 ()型少齿差行星传动原理内齿轮固定时，则，高速轴（转臂)输入，行星轮的低速自转速度输出，计算传动比，则有则 由以上可知，为了获得较大的传动比，越大越好，内外齿轮的齿数差越小越好。当一定时，则，传动比最大。少齿差行星传动可按实际需要做成1、2或者3、4齿差形式。公式中的负号表示输入轴的转向与输出轴的转向相反。（b）当内齿轮输出时的传动比计算图3-2 ()型少齿差行星传动原理输出轴固定，高速轴（转臂）输入，内齿轮输出，这时行星外齿轮仅仅作平动，不作转动，即，这种传动最适合用于卷扬机构，其内齿轮与卷筒相连。因输出机构（简称机构）只起到连接作用，并不会改变转速，故有公式。内齿轮输出传动比的计算如下：由上式知，越大，越小，则获得的传动比越大。
