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1、基于Pro/E的行星齿轮减速器设计（*大学 *学院 机械 * *）摘 要目前，减速器作为机械传动装置应用日益广泛，但其复杂的结构给设计工作带来了重复性和繁琐性。正基于此，本论文开发了基于ProE的渐开线行星齿轮减速器三维参数化CAD系统，通过该系统，用户可以在可视化平台上实现交互式设计，大大提高其设计效率和设计质量，缩短产品的开发周期，也方便了产品后续的运动仿真和有限元分析等，符合现代设计思想的发展要求。 Pro/E系统是3D CAD/CAM实体设计系统,Pro/E最显著的优点是造型功能强,目前在工业设计中已经获得广泛的应用，越来越多的设计人员用Pro/E进行三维设计。本文主要基于Pro/E设
2、计行星减速器,行星减速器的设计过程主要包括行星传动设计，均载机构的设计计算、轴和轴承的选择计算与校核，Pro/E建模等过程。在本次行星减速器的设计中，由于减速器齿轮传动中的两个内齿轮齿数不相同，而公共行星轮要同时与两个内齿轮相啮合，故行星减速器必须要采用角度变位。在实际中，由于行星减速器由于不可避免的制造和安装误差，以及构件的变形等因素的影响，致使行星轮间的载荷分布是不均匀的，本次设计是基于Pro/E的实体设计，这样就更加直观的发现设计中所存在的问题，并加以优化。关键字：齿轮减速器；行星传动；均载机构；Pro/EAbstractAt present, gear reducer is a mec
3、hanical driving device which is extensively applied in mechanism. But designing reducer is a perplexing and iterative process because of its complicated structure. The paper expounds the techniques of building a 3D parametric CAD system of involute planetary reducer based on Pro/E. Through this syst
4、em, users can interactively design all parts of the reducer on the visual circumstance. This system not only improves designing quality and efficiency, but also be of value to movement simulation and finite element analysis. So it satisfies the development of modern designing. Pro/E is an entity des
5、igning system of 3D CAM/CAD. The most notable merit of Pro/E is the powerful function in modeling. And now, it is applied widely in industry design, and used by more and more designers in 3D design. In this paper, the planetary decelerator is design based on the Pro/E. Our works mainly include the d
6、esign of planetary transmission, calculation of the load balancing mechanism, design of organization calculate, the choice of axle and axletree according to our calculation data, and modeling the whole process using Pro/E. Because of the different numbers of teeth of the two inner gear wheels in the
7、 decelerator, and the public planetary gear should mesh with the two inner gear wheel at the same time, so the planetary decelerator must adopt the angle correcting. In reality, because of unavoidable errors in manufacture and installation of the planetary decelerator, and the influence by the facto
8、rs such as the deformation of component, etc., the non-uniform of the load of the planetary wheels distribution is caused. Based on the entity designing system Pro/E, our design can discover the problems more intuitively and can optimize the design. Key words: Gear decelerator, Planetary transmissio
9、n, Load balancing mechanism, Pro/E 目录 第一章 前言11.1国内外研究现状11.1.1行星齿轮减速器的发展概况11.1.2行星齿轮减速器的特点11.2本论文解决的关键问题21.3本论文研究的主要内容2第二章 行星齿轮传动的设计32.1行星齿轮传动的设计计算32.1.1选取行星齿轮传动的传动类型32.1.2配齿和主要参数计算42.1.3配齿结果的验算82.1.4啮合要素计算92.1.5传动效率的计算102.1.6齿轮的结构设计112.1.7齿轮强度验算122.2 行星轮减速器均载机构的设计152.2.1 均载原理152.2.2 行星轮间载荷分布不均匀性分析16
10、2.2.3 均载机构的设计162.3 轴的设计计算182.3.1高速轴的结构设计182.3.2中间轴的结构设计242.3.3低速轴的结构设计272.4 滚动轴承的选择和计算312.5 行星架的选择33第三章 减速器基本零件三维成型353.1行星轮齿轮三维成型353.1.1行星齿轮353.1.2 内齿轮b三维成型383.2 轴的三维建模383.2.1低速轴三维建模383.2.2中间轴和高速轴的三维393.3端盖三维建模403.5行星轮装配433.5.1中间轴装配433.5.2总装配图的爆炸图45小结47致 谢48参考文献4976第一章 前言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
11、、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。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得了应用，它几乎可通用于一切功率和转速范围，故目前行星传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。ProE系统是3D CAD/CAM实体设计系统,ProE最显著的优点是造型功能强,目前在工业设计中已经获得广泛的应用，越来越多的设计人员用ProE进行三维设计。市场需求前景：行星齿轮减速器由于体积小，重量轻，传动效率高，将会节省可观的原料和能源。因此，本减速器是一种节能型的机械传动装置，也是减速器的换代产品。本减速器可广泛应
12、用于机械，冶金、矿山、建筑、航空、军事等领域。特别在需要较大减速比和较大功率的各种传动中有巨大的市场和应用价值。社会经济效益：现有的各类减速器消耗材料和能源较多，对于大传动比的减速器，该问题更为突出。由于减速装置在各部门中使用广泛，因此，人们都十分重视研究这个基础部件。不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和动力）的节省。可以预见，本新型减速器在国内外市场中的潜力是很大的。1.1国内外研究现状1.1.1行星齿轮减速器的发展概况国外：世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行
13、星齿轮传动的应用，生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。国内：行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机
14、械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展。1.1.2行星齿轮减速器的特点目前，行星传动技术已成为世界各国机械传动技术的重要发展方向，主要表现在广泛采用硬齿面、高精度、高转速、大功率、大转矩、大规格，而且向多品种、标准化的方向发展。概括地讲，在矿山、工程、冶金、起重、运输、轻工、石油化工、机床、汽车、机器人、坦克、火炮、飞机、船舶、仪器仪表等机械行业和高科技领域中，已普遍采用行星传动作为减速、增速、差速、变速或控制装置。(1)行星齿轮传动的优点结构紧凑、体积小、重量轻行星传动具有行星运动和功率分流的传动特性，采用内齿
15、轮副,可以充分利用内啮合承载能力大和内齿圈内部的可容空间，使其具有结构紧凑、外廓尺寸小、重量轻等优点。通常情况下，传递功率和传动比相同时，行星传动的体积和重量约为普通齿轮传动的1/21/6。传动比大，可实现运动的合成与分解行星传动的类型很多，如渐开线行星传动、摆线针轮行星传动、谐波行星传动及活齿行星传动等，一般都具有大传动比的特点。用于传递运动时，其最大传动比可达几万或数十万以上；作为动力传动，其最大传动比可达几十或数百。采用差动行星传动，可实现两个运动的合成和一个运动的分解。在某些情况下，适当选择行星传动的类型，可实现各种变速的复杂运动。效率高、功率损失小行星传动采用数个行星轮均匀分布在内、外中心轮之间，可平衡作用于中心轮与行星架轴承上的惯性力。采用这种对称结构，有利于提高传动系统的效率。适当选择传动类型，设计合理的结构，可使行星传动的效率达到0.970.99。传动平稳，抗冲击振动能力强采用数个行星轮均匀分布在两个中心轮之间，同时用均载装置保持各行星轮间载荷均匀分布和功率均匀分流
