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1、三曲轴环式减速器实体结构造型设计及性能分析摘 要环式减速器是我国独创的一类新型齿轮传动装置。该传动形式具有结构简单、传动比大、体积小、重量轻(同功率可减轻2/3左右)、传动效率高等优点。文中阐述了双环减速器的传动原理、设计方法；通过对双环减速器啮合特性的详细分析，在Turbo C2.0环境下编写了内啮合齿轮变位系数计算及检验程序，提高了设计效率；设计了一台三曲轴式双环减速器；并在I-deas软件里对其进行了实体造型、虚拟装配、干涉检验及运动仿真；分析了其结构特性。课题中，通过对两种环式减速器的结构性能进行对比分析，可以让我们了解和掌握不同种类的双环减速器之间的差别，为克服双环减速器的问题提供理
2、论依据。关键词 双环减速器，干涉，运动仿真，实体造型,虚拟装配ABSTRACTRing reducer is a new type of gear transmission device in China.The drive form has many advantages ,such as simple in structure, large transmission percentage, small size, light weight (with the power to reduce 2 / 3), and higher transmission efficiency. This p
3、aper describes the bicyclic reducer drive principle, design method; though a detailed analysis about meshing characteristics of double - ring gear reducer. in Turbo C 2.0 environment prepared by the internal gear modification coefficient calculation and testing procedures, improve the efficiency of
4、design; Design of a three-Bicyclo crankshaft reducer; and the I-deas software Lane on the solid modeling, virtual assembly, interference checking and simulation; analysis of the structural characteristics. In this issue, both through the right ring reducer structural performance comparisonanalysis,
5、help us to understand and master the different types of double - ring gear reducer the difference between reducer, To overcome the problem of double loop reducer provide a theoretical basis.Key word ：double - ring gear reducer， sports simulation, solid modeling, assembly condition 目 录摘 要ABSTRACT1 绪论
6、11.1 本课题的研究意义11.2 国内外发展现状11.3 本课题研究意义22 传动原理及设计方法32.1 传动原理32.2 少齿差内啮合传动的设计方法42.2.1 少齿差内啮合齿轮的变位系数的确定原理42.2.2 内啮合干涉的验算62.3 本章小结83 新型双环减速器结构的确定93.1 原有减速器性能分析及新双环减速器结构的确定93.2 本章小结104 双环减速器的设计114.1 本双环减速器的设计思路114.2 双环减速器传动部分设计114.2.1 减速器各轴转速、功率、转矩的计算124.2.2 输出轴的设计计算124.2.3 输入轴齿轮传动的设计144.2.4 输入轴的设计164.2.5
7、 曲轴的设计174.2.6 环板尺寸的确定184.3 双环减速器箱体的设计194.4 本章小结215 双环减速器的三维实体造型225.1 I-deas介绍225.2 实体造型22 5.2.1 环板的实体造型22 5.2.2 轴的实体造型23 5.2.3 箱座的实体造型24 5.2.4 箱盖的实体造型255.3 本章小结266 双环减速器的虚拟装配及运动模拟276.1 装配的基本原理及步骤276.2 装配的基本操作276.3 装配过程296.3.1 阶层结构296.3.2 装配过程296.4 双环减速器的运动模拟316.4.1 运动机构的建立326.4.2 运动施加和求解336.5 本章小结33
8、7 性能对比分析及总结34总 结36参考文献37附录A:变位系数求解及验算程序39附录B：I-DEAS中绘制齿轮齿廓程序47致 谢491 绪论1.1 课题来源环式减速器是我国独创的一类新型齿轮传动装置。该传动形式与现有各种主要齿轮传动形式相比，具有结构简单、传动比大、体积小、重量轻(同功率可减轻2/3左右)、传动效率高等优点。传动运转时形成多齿接触，具有优良的承载能力和过载能力，同时也克服了国际上硬齿面制造困难和成本高的弱点(通常硬齿面制造价格为软齿面的4倍)1。近年来得到了迅速的发展，先后出现的单齿环、双齿环、三齿环、四齿环及平衡式减速（增速)等装置，分别获国家发明专利和实用新型专利，部分产
9、品已列入行业标准，在机械、冶金、石油、建筑、水力及水泥、交通等工业领域得到了大量的应用2,3,4。同时因其具有装配灵活和结构本身的独特特征，在有些领域具有其它传动无法代替的优势，这种传动近年来得到了很快的发展。但该传动装置在高速重载情况下振动和噪声大、温升高及轴承早期破坏等问题，在连续运转、重载、高速、大传动比工况下问题更为突出，大大影响了其推广进程，成为亟待解决的关键技术难题。因此开展对该类传动装置的研究，进而发现其固有特性和一些设计因素对其性能的影响，分析不同形式的环式减速器的特性，具有重要的工程实用价值。1.2 环式减速器的发展环式减速器是一种行星齿轮传动装置，它的核心传动部分是由一个外
10、齿轮与一个内齿轮组成一对内啮合齿轮副。因内外齿轮的齿数相差较少，故简称少齿差传动。现有的环式减速器的内啮合采用的是渐开线少齿差传动的原理。由于内啮合齿轮齿数差很少，极易产生各种干涉，在设计过程中选择齿轮几何参数十分复杂。1949年苏联学者从理论上解决了实现一齿差传动的几何计算问题;到60年代随着电子计算机的出现，渐开线少齿差传动才得到了较迅速的发展5,6,7。我国从50年代就开始从事少齿差传动的研究。1956年我国著名机械学专家朱景梓教授根据双曲柄机构的原理提出了一种新型少齿差传动机构。这种独特的“双曲柄输入式少齿差传动机构”得到当时国内外同行的高度评价。1963年朱景梓教授在太原工学院学报上
11、发表了齿数差Zd=1的渐开线K-H-V型行星齿轮减速器及设计一文8，详细阐述了渐开线少齿差传动的原理和设计方法.朱景梓教授所从事的这些创造性工作，为少齿差行星齿轮传动在我国的推广应用起了重要的指导作用。1985年冶金工业部重庆钢铁设计研究院陈宗源高工提出了平行轴式少齿差内齿行星齿轮传动装置。三环减速器，并于同年以“三环式减速(或增速)传动装置”申请了国家发明专利9。1992年重庆钢铁集团公司研制出了单齿环双曲柄输入少齿差减速器，并于同年申请了实用新型专利10。英国人在1989年也提出了类似的少齿差传动装置11。1987年捷克人Soucek.Josef提出在一块齿板上布置三个曲柄轴的内齿行星传动装置，并申请了专利12。在三环减速器的基础上，国内相关科技工程人员先后开发出来了单环，双环，四环减速器。这些环式减速器又可按其他形式分。如按输入轴数量有单轴输入或双轴输入；按输入轴和输出轴的布置形式有同轴式和偏置式；按曲轴数量有双轴式和三轴式；按传动变速级数有单级和多级之分等。1.3 本课题的研究内容及意义现在已经开发出了多种环式减速器，它们各有优缺点。就现在的文献资料看，对各种环式减速器的性能的研究已经不少，但是却少有相关资料对多种环式减速器的相关特性做详细的研究和总结。如果我们对多种环式减
