本科毕业设计(论文)少齿差行星齿轮减速器的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见摘要对少齿差行星齿轮减速器国内外的发展现状、优缺点、结构型式和其传动原理进行了一定的阐述。
在设计过程当中,对内啮合传动产生的各种干涉进行了详细验算;从如何提高转臂轴承的寿命为出发点,来计算选择减速器齿轮的模数,进行少齿差内齿轮副的设计计算,最终合理设计减速器的整体结构。
关键词:少齿差行星传动;行星齿轮减速器;内齿轮副****本科毕业论文ABSTRACTAbstractHaving expounded the planetary gear reducer of a few-tooth differenceabout its development of the status quo at home and abroad, the advantages and disadvantages, structural type and principle of its transmission. Among the process of designing, having checked detailedly about the interference which generated by internal mesh transmission. From how to improve the life of bearing arms to the starting point, choosing and calculating the modulus of the gear reducer for designing the internal gear pair of a few-tooth difference and the final overall structure of the reducer.Key words:Small tooth number difference planet transmission; Planetary gear reducer; Annular gear目 录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 少齿差行星减速器的结构型式 (2)1.2.1 N 型少齿差行星减速器 (2)1.2.2 NN 型少齿差行星减速器 (3)1.3 国内外研究状况 (5)1.4 发展趋势 (6)1.5 本课题的意义与设计任务 (7)1.5.1 本课题的设计意义 (7)1.5.2 设计任务 (7)2 减速器结构型式的确定 (8)2.1 减速器结构型式的确定 (8)3 减速器的内齿和外齿轮参数的确定 (10)3.1齿轮齿数确定 (10)3.2主要零件的材质和齿轮精度 (10)3.3 啮合角、变位系数确定 (10)3.3.1 确定啮合角和外齿轮变位系数c x 及内齿轮变位系数b x (10)3.3.2 计算四个导数 (11)3.3.3 计算(1)(1),c b x x 及相应的'α (12)4 几何尺寸计算及主要限制条件检查 (14)4.1 切削内齿轮插齿刀的选用 (14)4.1.1 径向切齿干涉 (14)4.1.2 插齿啮合角'0b α (15)4.2 切削内齿轮的其他限制条件检查 (15)4.2.1 展成顶切干涉 (15)4.2.2 齿顶必须式渐开线 (15)4.3 切削外齿轮的限制条件检查 (16)4.4 内齿轮其他限制条件检查 (16)4.4.1 渐开线干涉 (16)4.4.2 外齿轮齿顶与内齿轮啮合线过渡曲线干涉 (16)4.4.3 内齿轮齿顶与外齿轮齿根过渡曲线干涉 (16)4.4.4 顶隙检查 (17)5 强度计算 (19)5.1 转臂轴承寿命计算 (19)5.2 销轴受力 (19)5.3 销轴的弯曲应力 (19)6 轴的设计 (20)6.1 轴的材料选择 (20)6.2 轴的机构设计 (21)6.2.1 输入偏心轴的结构设计 (21)6.2.2 输出轴的机构设计 (22)6.3 强度计算 (23)6.3.1 输入轴上受力分析 (23)6.3.2 输入轴支反力分析 (23)6.3.3 轴的强度校核 (24)7 浮动盘式输出机构设计及强度计算 (26)7.1 机构形式 (26)7.2几何尺寸的确定 (26)7.3 销轴与浮动盘平面的接触应力 (26)8 效率计算 (27)8.1 啮合效率 (27)8.1.1 一对内啮合齿轮的效率 (27)8.1.2 行星结构的啮合效率 (27)8.2 输出机构的效率 (27)8.2.1 用浮动盘输出机构 (27)8.2.2 行星机构 (28)8.3 转臂轴承效率 (28)8.4 总效率 (28)9 箱体与附件的设计 (29)9.1 减速器箱体的基本知识简介 (29)9.2 减速器箱体材料和尺寸的确定 (31)9.3 减速器附件的设计 (31)9.3.1 配重的设计 (31)9.3.2减速器附件设计 (32)10 工作条件 (34)总结 (35)参考文献 (36)致谢 (1)1 绪论1.1 概述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,运转可靠以及寿命长等。
减速器的种类虽然很多,但普通的圆柱齿轮减速器的体积大,结构笨重;普通的蜗轮减速器在大的传动比时,效率较低;摆线针轮行星减速器虽能满足以上提出的要求,但成本较高,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提出的要求,并可用通用刀具在插齿机上加工,因而成本较低。
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程等工业部门中取得广泛的应用。
渐开线少齿差行星减速器具有以下优点:1.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;2.传动比范围大 N型一级减速器的传动比为10~100以上;二级串联的减速器,传动比可达一万以上;三级串联的减速器,传动比可达百万以上。
NN 型一级减速器的传动比为100~1000以上;3.效率高 N型一级减速器的传动比为10~100时,效率为80~94%;NN 型当传动比为10~200时,效率为70~93%.效率随着传动比的增加而降低。
4.运转平稳、噪音小、承载能力大由于式内啮合传动,两啮合齿轮一位凹齿,一为凸齿,两齿的曲率中心在同一方向。
曲率半径接近相等,因此接触面积大,使轮齿的接触强度大为提高,又采用短齿制,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,并且在相同模数的情况下,其传递力矩臂普通圆周齿轮减速器大。
5.结构简单、加工方便、成本低;6.输入轴和输出轴在同一轴线上,安装和使用较为方便;7.运转可靠、使用寿命长。
但是,这种减速器还存在以下缺点:1.计算较复杂当内齿轮与行星轮的齿数差小于5时,容易产生各种干涉,为了避免这些干涉,需采用变位齿轮,所以计算较复杂。
2.转臂轴承受力较大,寿命较短由于齿轮变位后啮合角较大,所以转臂轴承上径向载荷较大;并且轴承转速还稍高于输入轴转速,所以转臂轴承是减速器的薄弱环节,因而使高速轴传递的功率受到限制。
3.有的结构需加平衡块NN型及某些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。
1.2 少齿差行星减速器的结构型式少齿差行星齿轮减速器常用的结构型式有N型和NN型两种。
1.2.1 N型少齿差行星减速器N型少齿差行星减速器按其输出机构的型式不同可分为十字滑块式、浮动式和孔销式三种。
现以孔销式为例来简述其组成和原理。
图1-1图1-2图1-1是典型的孔销式N型减速器。
它主要由偏心轴1,行星齿轮2,内齿轮3,销套4,销轴5,转臂轴承6,输出轴7和壳体等组成。
图1-2为其传动原理简图,传动原理简述如下:当电动机带动偏心轴1转动时,由于内齿轮3与机壳固定不动,迫使行星齿轮2绕内齿轮3作行星运动(既公转又自转)。
但由于行星齿轮与内齿轮的齿数差很少,所以行星齿轮绕偏心轴中心所作的运动为反向低速运动。
利用输出机构V将行星轮的自转运动按传动比i而传递给输出轴7,从而达到减速的目的。
1图1-2的V结构为减速器的输出结构,其特点是从结构上保证行星齿轮上的销孔直径比销轴套的外径大两倍偏心距。
在运动过程中,销轴套始终与行星齿轮上的销孔壁接触,从而使行星齿轮的自转运动通过轴套传给输出轴,以实现与输入轴方向相反的减速运动。
1.2.2 NN型少齿差行星减速器NN型少齿差行星减速器按其输出构件的不同,又可分为外齿轮输出和内轮输出二种型式。
以下以内齿轮输出为例来简述其组成和原理。
图1-3图1-4如图1-3所示,它主要由以下四个部分组成;1.转臂输入轴1上做一个偏心轴颈,以构成转臂。