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1、 摘 要摘要本次设计的是摆线针轮行星减速器摆线针轮行星传动具有传动比范围大体积小重量轻效率高运转平稳噪声低工作可靠寿命长的特点因此摆线针轮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火炮飞机轮船仪器和仪表等各个方面文中从对齿轮减速器的发展的历史研究开始再对传动比进行计算而后分别进行齿数计算齿形分析效率计算强度验算结构设计绘制减速器装配图及零件图最后对行星齿轮的结构设计进行了较详细的阐述通过对摆线针轮行星减速器的研究结合目前的发展情况和所要面临解决的问题设计出具有上述一系列优点的减速机构在设计中摆线针轮行星传动的薄弱环节是转臂轴承因转臂轴
2、承在受力大转速也较高的情况下工作其内外圈的相对转速等于输入轴与输出轴二者转速绝对值之和所以在新系列中为保证转臂轴承的寿命往往采用加强型的滚子轴承关键词摆线针轮行星减速器齿轮行星齿轮减速器齿轮啮合滚子轴承AbstractAbstractThis design is pin-cycloidal gear planetary Pin-cycloidal gear planetary gear transmission range is big small volume light weight high efficiency stable operationlow noiselong life an
3、d reliable Therefore the planetary gear transmission has been widely used in engineering machinery mining machinery metallurgy machinery lifting transportation machinery light industrial machinery petroleum chemical machinery machine tools robots automobile tanks artillery and aircraft ships instrum
4、ent and meter etc Based on the development of gear reducer the study of history to start again then calculated the transmission separately gear tooth profile analysis and calculation the calculation efficiency strength calculation the structure design drawing assembly and detail drawings Finally the
5、 structure design of planetary gears are expounded in detail Through the cycloid planetary reducer combining the current development situation and to solve the problem the design has the advantages of a slowdown In the design of cycloid planetary gear the weak link is turning arm bearing because in
6、turn arm bearing force high speed and under the condition of inner work the relative speed equals input shaft and the output shaft rotational sum between absolute so that a new series in turn for the life often arm bearing reinforced by the roller bearings Key words Pin-cycloidal gear planetary redu
7、cer gear planetary gear reducer gears meshing roller bearings目录摘 要IAbstractII第一章 绪论111行星齿轮传动的发展概况112 行星齿轮传动的发展趋势313 行星齿轮传动的优缺点414 本设计课题简介6第二章 摆线针轮减速器传动理论与设计方法721 摆线针轮减速器的传动原理与结构特点7211 摆线针轮行星传动的传动原理7212 摆线针轮减速器的结构特点7313 摆线针轮传动的啮合原理8第三章 针齿与摆线轮齿啮合时的作用力1531确定初始啮合侧隙1532判定摆线轮与针轮同时啮合齿数的基本原理1633针齿与摆线轮齿啮合的作用
8、力1634输出机构的柱销套作用于摆线轮上的力17341 判断同时传递转矩的柱销数目18342输出机构的柱销作用于摆线轮上的力18343 转臂轴承的作用力1835 摆线针轮行星减速器主要强度件的计算19351齿面接触强度计算19352 针齿抗弯曲强度计算及刚度计算19353 转臂轴承选择20354 输出机构柱销强度计算20第四章 摆线针轮减速器的设计计算2241摆线轮的设计22411确定传动的结果形式22412确定摆线轮针轮的齿数22413确定针轮半径22414确定短幅系数和偏心距2342转臂轴承的选择23421转臂轴承负载计算23423转臂轴承选择24424转臂轴承寿命计算2443确定针轮尺寸
9、2444摆线轮结果尺寸的计算2645确定输出机构中柱销柱销套和柱销空的直径2746摆线轮针齿柱销的数据表27第五章 轴的计算3051输出轴的计算30511输出轴的结构装配图30512初步确定轴的最小直径30513输出轴的结构设计30514求轴上载荷31515按弯扭合成应力校核31516精确校核轴的疲劳强度3252输入轴的计算33521输入轴结构转配图33522初步确定轴的最小直径34523轴的结构设计34524力的计算35525按弯扭合成强度校核35526精确校核轴的疲劳强度35第六章 箱体的结构设计3861箱体的结构设计准则38611机体应具有足够的刚度38612应考虑便于机体内零件的润滑密
10、封及散热38613机体要有良好的工艺性3962减速器箱体密封3963试验要求观包装运输和储藏的要求39第七章 减速器的润滑4171润滑的意义4172齿轮润滑剂的选择42参考文献44致 谢45第一章 绪论11行星齿轮传动的发展概况 我国早在南北朝时代公元429500年祖冲之就发明了有行星齿轮的差动式指南车比欧美早了1300多年1880年德国第一个行星齿轮传动装置的专利出现了1920年首次成批制造出行星齿轮传动装置并首先用于汽车的差速器1938年起集中发展汽车用的行星齿轮传动装置二次世界大战后机械行业的蓬勃发展促进了行星齿轮传动的发展高速大功率行星齿轮传动广泛的实际应用于1951年首先在德国获得成
11、功1958年后英意日美苏瑞士等国也获得成功低速重载行星减速器已由系列产品发展到生产特殊用途产品如法国Citroen生产用于水泥磨榨糖机矿山设备的行星减速器重量达125t输出转矩3900KNm公元1765年欧拉提出用渐开线作为齿轮齿廓曲线以来定轴轮系的齿轮传动获得了最广泛的应用但是随着生产发展的需要早在1879年BOCK就论述了传动比i 的行星齿轮装置继后Shaw发表了传动比i 2的机构以及TOBPNABHKO用串联K-H-V型行星传动获得了传动比i 的传动机构当时这些大传动比的行星机构主要是用以实现某一运动19世纪以来随着机械工业的发展如汽车航空工业等特别是第二次世界大战后高速大功率船舰以及透
12、平发动机组和透平压缩机等的发展对渐开线齿轮传动在速度功率效率外廓尺寸和重量等诸方面提出了愈来愈高的要求这对于一对外啮合的定轴齿轮传动来说由于在承载能力速比外廓尺寸和重量等诸方面的限制是难以满足生产发展的需要的从而提出了采用内啮合的分流传动结构由于分流效应和合理地利用了内啮合以及行星齿轮传动在运动学上的优点从而使渐开线行星齿轮传动得到了迅速的发展高速大功率行星齿轮传动的实际应用于1951年首先在西德获得成功1958年以后美英日苏捷意荷瑞士等国亦获得成功并已成批生产使用其中在国际上享有盛名的有西德Renk行星齿轮箱瑞士Maag行星齿轮箱美国Fritlsch行星齿轮箱英国COG行星齿轮箱捷克SKOD
13、A行星齿轮箱和日本IMT行星齿轮箱等随着生产的不断发展制造技术的不断进步以及行星齿轮传动在设计上日趋完善从而使行星齿轮传动至今已达到了较高的水平目前渐开线行星齿轮传动圆周速度达160200米秒传递功率达100000马力效率达098以上齿轮噪音达85分贝以下并且外廓尺寸小重量轻它比同等工作条件下的定轴齿轮传动外廓尺寸和重量减小1216表1列出了Delaval公司生产的传动比i 715N 6000马力的行星齿轮减速箱与该工作条件下的一般定轴齿轮减速箱的比较情况行星齿轮传动与一般齿轮传动在相同条件下圆周速度也较小故传动载荷比一般齿轮也小些并且行星齿轮传动还具有工作可靠同轴传动等一系列优点表1 行星齿
14、轮减速箱和一般定轴齿轮减速箱比较项 目行星齿轮减速箱一般定轴齿轮减速箱总 重 量 kg34716943高 度 m131180长 度 m129142宽度 m 135236体 积 229609损 失 功 率 kw018041齿 宽 m 8195圆 周 速 度 ms 427994目前行星齿轮传动不仅适用于高速大功率而且在低速大扭矩设备上也已推广采用它几乎适应于一切功率速度范围和一切工作条件成为世界各国齿轮传动发展之重点渐开线行星齿轮传动已被广泛应用于船舰主减速器汽车坦克和拖拉机的差速器活塞式和涡轮螺旋桨式航空发动机与直升飞机中带动螺旋桨的行星传动以及波音菲托CH1T前旋翼驱动行星齿轮箱和贝尔VH1D
15、主旋翼驱动行星齿轮减速器燃气轮机高速汽轮机和透平鼓风机及压缩机的行星齿轮增速箱和减速箱以及工程机械等产品上我国从1968年起先后在有关单位试制成功列车电站燃气轮机N 3000千瓦工业用高速汽轮机N 500千瓦和万立米制氧透平压缩机N 6300千瓦的行星齿轮箱为了推广行星传动有一机部组成了NGW系列工作组由西安重机研究所银川通用机械厂荆州减速机厂和各中性机械厂等二十几个单位于1974年制定了NGW2K-H型渐开线行星齿轮减速器的部标准目前渐开线行星齿轮传动在国内已逐渐受到重视并推广其应用 我国是从20世纪60年代起开始研制应用行星齿轮减速器20世纪70年代制订了NGW型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976已形制成功高速大功率的多种行星齿轮减速器如列车电站燃气轮机3000kW高速汽轮机500kW和万立方米制氧透平压缩机6300kW的行星齿轮箱低速大转矩的行星减速器也已批量生产如矿井提升机的XL-30型行星减速器800
