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1、毕业设计 行星齿轮传动减速器设计及三维造型毕业设计说明书 课题名称 二级行星齿轮减速器设计及三维造型摘 要本文完成了对一个二级行星齿轮减速器的结构设计。与国内外已有的减速器相比，此减速器具有更大的传动比，而且，它具有结构紧凑、外廓尺寸小和重量轻等优点。论文首先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结构的设计计算，通过分配传动比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校核。论文最后对设计过程进行了总结，并在此基础上指出了一些改进的建议。关键词：行星齿轮；变位；传动机构 AbstractTh
2、is paper proposes a design configuration of the two-stage planetary gear reducer settling for some known parameters.Compared with other gear reducers in the word,it have a larger gear ratio. Furthermore,there are other more advantages,such as, compact configuration,small figure,light avoirdupois and
3、 so on.The content is as followa.Firstly, the paper introduces the context of the task and the extent on research of gear reducers,as well as its development trends.Secondly,the drivered type is decided by comparing all kinds of gear configuration.The significant part is about the calculation of the
4、 configuration design.After distributing gear ratios, the rough configuration will be get.Then, the holistic configuration can be designed and back-checked.Lastly,the paper is summarized,and the needed improvements are indicated.Key words： planetary gear；modifying profile；driving machanism目 录摘要Abstr
5、act主要代号第1章概述- 8 -1.1.课题的提出和论文的主要内容- 8 -1.2.齿轮减速器的研究现状- 8 - 1.3.齿轮减速器的发展趋势 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -8 -第2章传动方案的确定- 10 -2.1.齿轮传动比较和选择- 10 -2.1.1.齿轮传动两种大的类型- 10 -2.1.2.定轴轮系和行星轮系的比较- 10 -2.2.选择行星机构的类型- 12 -2.2.1.行星机构的类型及特点- 12 -2.2.1.1. ZXV型渐开线行星机构- 12 -2.2.1.2. 2ZX型渐
6、开线行星齿轮机构- 13 -2.2.1.3. 3Z型渐开线行星齿轮机构- 14 -2.2.2.渐开线行星齿轮传动的发展趋势- 15 -第3章设计计算- 16 -3.1.设计任务- 16 -3.2.前言- 16 -3.3 传动比分配传动系统的运动学和动力学计算- 17 -3.4.传动零件的设计- 19 -3.5.轴设计计算与校核- 46 -3.6.轴承的选择与计算- 56 -3.7.键连接的选择与计算- 59 -3.8.箱体的设计- 62 -3.9. 润滑和密封的选择- 62 -3.10传动装置的附件及说明- 63 - 3.11齿轮的加工工艺 66- 3.12 轴的加工工艺67-第4章设计小结-
7、 65 -参考文献- 69 -主要代号代号意 义单 位代号意 义单 位abCdeFfHHBHRCixXY中心距、标准中心距角度变位齿轮的中心距切齿中心距齿宽顶隙顶隙系数直径、分独圆直径插刀齿的分度圆直径齿顶圆直径基圆直径齿根圆直径节圆直径齿槽宽作用力法向力径向力切向力齿向公差摩擦系数基节极限偏差齿距极限偏差高度布氏硬度洛氏硬度齿顶高齿顶高系数齿根高传动比变位系数转臂变位系数和系数齿形系数弯曲强度计算时的寿命mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmNNNNmmmmmminvKLMmNnPrTYyz角的渐开线函数系数、载荷系数使用系数行星轮间载荷分布不均匀系数齿间载荷分布系数齿向载荷分布系
8、数动载系数长度弯矩模数指数应力循环次数转速行星轮数目功率半径、分度圆半径节圆半径齿顶圆半径基圆半径齿根圆半径转矩重合度效率计算齿根弯曲应力许用齿根弯曲应力系数应力修正系数弯曲强度计算时的尺寸系数弯曲强度计算时的螺旋角系数弯曲强度计算时的重合度系数中心距变动系数齿数压力角、齿形角齿顶压力角mmmmr/minkWmmmmmmmmmmradrad主要角下标a 齿顶的，中心轮、太阳轮 n 法向的b 基圆的，中心轮、内齿轮 p 许用的c 行星轮 r 径向的e 中心轮、内齿轮 t 切向的、端面的F 齿根弯曲的 x 轴向的，转臂的f 齿根的 代数和1 小齿轮的 I 第1级的，I类2 大齿轮的 II 第2级的
9、，II类第1章 概述1.1. 设计内容旋转喷射器中减速箱是工业油罐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嘴低速的转动，中间需要一个传动比很大的减速器连接。本说明书的内容就是结合涡轮的输入转速、喷嘴所需的转速以及输出转矩等已知条件设计一个满足要求的齿轮减速器。减速器设计的主要参数包括：1初转速120 ；2目标转速0.5 ；3 输出转矩2000 。本论文主要完成以下工作：1选择确定传动方案。传动方案的确定包括传动比的确定和传动类型的确定。此次设计的减速器传动比达到14400，是目前国际上设计出的减速器中传动比最大的，没有参考的先例，所以，只有通过不断的比较和分析去合理的选择一
10、种传动方案，尽量降低减速器的体积和重量。2设计计算。每级传动结构的设计计算，都大致包括：传动比的分配、传动系统运动学和动力学计算、传动零件的设计、轴的设计计算与校核、轴承的选择与计算、键连接的选择与计算、箱体的设计、润滑与密封的选择和传动装置的附件说明等。1.2. 齿轮减速器的研究现状齿轮传动具有功率输出恒定、承载能力大、传动效率高、使用寿命长、可靠性高、结构紧凑等优点，广泛用于各种机械设备和仪器仪表中，是机械传动的基础零件，其质量、性能、寿命直接影响整机的技术、经济指标。而齿轮制造技术水平是获得优质齿轮的关键。因为齿轮形状复杂、技术问题多，制造难度大，齿轮加工水平在某一程度上反映了一个国家机
11、械工业制造的水平。因此，齿轮加工的研究是各国加工制造业研究的一个热点。 齿轮产品种类较多，按大类来分，主要有圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆齿轮与行星传动齿轮等四大类。其中，圆柱齿轮在机械设备中应用最为广泛，各种通用与专用的齿轮减速器以及机床、车辆、农机等大量采用，约占齿轮产品总量的90左右。因此，齿轮制造技术的研究主要集中在圆柱齿轮的成形及其热处理方面。 近年来，随着汽车工业的发展，特别是轿车生产对变速器齿轮的精度及力学性能的要求愈来愈高，齿轮正朝着高精度、低噪声、高承载、高速度、轻量化及长寿命的方向发展。其中，采用硬齿面齿轮是提高齿轮强度及承载能力的有效途径。 目前，硬齿面圆柱齿轮普遍采用“机械
12、加工渗碳热处理精加工”的传统工艺，材料利用率不高，生产效率低，产品成本高，尤其是金属流线被切断，而且成形后渗碳处理使渗碳层晶粒粗大、渗碳层厚度分布不合理，造成齿轮强度与疲劳寿命的降低。这种不利局面使得工程技术人员寻求新的制造工艺。最优化方法在机构设计和零件设计中应用广泛，效果显著。近十年来，国内外对整台机器或某一机械系统的设计，采用最优化方法代替原来传统的设计方法也越来越多。 机构的优化设计从六十年代后期开始得到学速发展，目前已经成为机构学的重要研究方向之一。 齿轮传动的优化设计可概括为：当传动载荷一定时追求齿轮的体积最小，或在齿轮体积一定时追求传递的载荷最大。有时也追求齿轮传动的某项或某几项性能为最佳。齿轮传动的优化设计既可以成为但目标函数的问题，也肯已成为多目标函数问题。为使齿轮工作可靠，显然齿面的接触应力、齿轮的疲劳弯曲应力应分别小于或等于许用值或保证一定得的安全裕度。为使齿轮的啮合处于较好的工作条件下，有时还把吃面同油膜厚度以及润滑油的温升也作为约束条件。另外，诸如为了避免产生根切、并保持连续啮合、避免齿轮齿顶过分变尖、均须对设计变量提出某些限制，这些限制也应最为约束条件。在机械设计中人们希望获得全部最优设计点，但实际的工程问题，很少能保证满足凸性的要求，即所追求的目标函数往往具有很多个相对的极小点，因而优化的结果一般为局部最优设计点，或后退一步讲，如果这些
