二級(jí)行星齒輪減速器設(shè)計(jì)-帶開題報(bào)告【含10張CAD圖紙+PDF圖】
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開題報(bào)告
課題:二級(jí)行星齒輪變速器
1、 本課題的研究意義
近年來,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,特別是轎車生產(chǎn)對(duì)變速器齒輪的精度及力學(xué)性能的要求愈來愈高,齒輪正朝著高精度、低噪聲、高承載、高速度、輕量化及長壽命的方向發(fā)展。其中,采用硬齒面齒輪是提高齒輪強(qiáng)度及承載能力的有效途徑。
近十幾年來,計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用,改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進(jìn)技術(shù)。形成了高精度、高效率的智能化齒輪生產(chǎn)線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理
1)齒輪減速的介紹
由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速機(jī),用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。齒輪減速機(jī)是按國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ19004生產(chǎn)的外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速機(jī),齒輪減速機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。齒輪減速機(jī)適用范圍如下:1、高速軸轉(zhuǎn)不大于1500轉(zhuǎn)/分。2、齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于20米/秒。3、工作環(huán)境溫度為-40-45℃,如果低于0℃,啟動(dòng)前潤滑油應(yīng)預(yù)熱至0℃以上,本減速機(jī)可用于正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。類型主要有斜齒輪硬齒面減速機(jī),斜齒一渦輪蝸桿減速機(jī),螺旋錐齒輪減速機(jī),平行軸斜齒輪減速機(jī),渦輪蝸桿減速機(jī),擺線針輪減速機(jī)等。
2)輪減速機(jī)的工作原理
行星式齒輪減速機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒輪,想象一下有一大一小兩個(gè)圓,兩圓同心,在兩圓之間的環(huán)形部分有另外三個(gè)小圓,所有的圓中最大的一個(gè)是內(nèi)齒環(huán),其他四個(gè)小圓都是齒輪,中間那個(gè)叫太陽輪,另外三個(gè)小圓叫行星輪.伺服電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)的太陽輪,太陽輪再驅(qū)動(dòng)支撐在內(nèi)齒環(huán)上的行星輪,行星輪通過其與外齒環(huán)的嚙合傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)與外齒環(huán)相連的輸出軸,就達(dá)到了減速的目的,減速比與齒輪系的規(guī)格有關(guān)。
3)齒輪減速的特點(diǎn)
齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大和同軸性好;運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低;易于拆檢,易于安裝;傳動(dòng)率高,沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。
2、本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn),擬采用的研究手段(途徑),工作進(jìn)度安排等。
1)基本內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)
基本內(nèi)容就是結(jié)合渦輪的輸入轉(zhuǎn)速、噴嘴所需的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩等已知條件設(shè)計(jì)一個(gè)滿足要求的齒輪減速器。重難點(diǎn)是傳動(dòng)方案的確定、傳動(dòng)比的確定和傳動(dòng)類型的確定。此次設(shè)計(jì)的減速器傳動(dòng)比要求達(dá)到14400,無前例參考,只有通過不斷的比較和分析去合理的選擇一種傳動(dòng)方案,且盡可能降低減速器的體積和重量
2)任務(wù)要求:
減速器設(shè)計(jì)的主要參數(shù):初轉(zhuǎn)速120 ;目標(biāo)轉(zhuǎn)速0.5 ;輸出轉(zhuǎn)矩2000
1.選擇確定傳動(dòng)方案 傳動(dòng)方案的確定包括傳動(dòng)比的確定和傳動(dòng)類型的確定。此次設(shè)計(jì)的減速器傳動(dòng)比達(dá)到14400,只有通過不斷的比較和分析去合理的選擇一種傳動(dòng)方案,盡量降低減速器的體積和重量。
2.設(shè)計(jì)計(jì)算 每級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,都大致包括:傳動(dòng)比的分配、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、軸承的選擇與計(jì)算、鍵連接的選擇與計(jì)算、箱體的設(shè)計(jì)、潤滑與密封的選擇和傳動(dòng)裝置的附件說明等。
3、文獻(xiàn)綜述(可以另附頁)
1)齒輪減速器的背景
“十一五”期間我國將按照國家儲(chǔ)備與企業(yè)儲(chǔ)備相結(jié)合、以國家儲(chǔ)備為主的方針,統(tǒng)一規(guī)劃,分批建設(shè)國家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地。大型原油儲(chǔ)罐在建立時(shí)就必須增設(shè)油泥防止和消除系統(tǒng),以增加油罐的儲(chǔ)油效率,提高儲(chǔ)油安全性,減小清罐難度。大型原油儲(chǔ)罐罐底油泥的防止和消除方法主要是在罐內(nèi)增加油泥的混合攪拌系統(tǒng),使油泥破碎、細(xì)化,便于通過管線輸出。旋轉(zhuǎn)噴射器中減速箱是工業(yè)油罐罐底油泥旋轉(zhuǎn)噴射混合系統(tǒng)中重要的一部分。高速旋轉(zhuǎn)的渦輪帶動(dòng)噴嘴低速的轉(zhuǎn)動(dòng),中間需要一個(gè)傳動(dòng)比很大的減速器連接。
6)減速器的研究現(xiàn)狀
齒輪傳動(dòng)具有功率輸出恒定、承載能力大、傳動(dòng)效率高、使用壽命長、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中,是機(jī)械傳動(dòng)的基礎(chǔ)零件,其質(zhì)量、性能、壽命直接影響整機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。而齒輪制造技術(shù)水平是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。因?yàn)辇X輪形狀復(fù)雜、技術(shù)問題多,制造難度大,齒輪加工水平在某一程度上反映了一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)制造的水平。因此,齒輪加工的研究是各國加工制造業(yè)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。20世紀(jì)70年代至90年代初,我國的高速齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測繪仿制、技術(shù)引進(jìn)(技術(shù)攻關(guān))到獨(dú)立設(shè)計(jì)制造3個(gè)階段?,F(xiàn)在我國的設(shè)計(jì)制造能力基本上可滿足國內(nèi)生產(chǎn)需要,設(shè)計(jì)制造的最高參數(shù):最大功率44MW,最高線速度168m/s,最高轉(zhuǎn)速67000r/min。
齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可概括為:當(dāng)傳動(dòng)載荷一定時(shí)追求齒輪的體積最小,或在齒輪體積一定時(shí)追求傳遞的載荷最大。有時(shí)也追求齒輪傳動(dòng)的某項(xiàng)或某幾項(xiàng)性能為最佳。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)既可以成為但目標(biāo)函數(shù)的問題,也肯已成為多目標(biāo)函數(shù)問題。為使齒輪工作可靠,顯然齒面的接觸應(yīng)力、齒輪的疲勞彎曲應(yīng)力應(yīng)分別小于或等于許用值或保證一定得的安全裕度。為使齒輪的嚙合處于較好的工作條件下,有時(shí)還把吃面同油膜厚度以及潤滑油的溫升也作為約束條件。另外,諸如為了避免產(chǎn)生根切、并保持連續(xù)嚙合、避免齒輪齒頂過分變尖、均須對(duì)設(shè)計(jì)變量提出某些限制,這些限制也應(yīng)最為約束條件。
在機(jī)械設(shè)計(jì)中人們希望獲得全部最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn),但實(shí)際的工程問題,很少能保證滿足凸性的要求,即所追求的目標(biāo)函數(shù)往往具有很多個(gè)相對(duì)的極小點(diǎn),因而優(yōu)化的結(jié)果一般為局部最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn),或后退一步講,如果這些都做不到,那么優(yōu)化設(shè)計(jì)最起碼也能將設(shè)計(jì)方案作出重大改進(jìn)。這就是我們以前提到過的“最優(yōu)化”應(yīng)被理解為一個(gè)相對(duì)的概念,而不要把它決對(duì)化。實(shí)際上,如上所述,設(shè)計(jì)人員如能正確地運(yùn)用最優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì),其設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)方法比較,一定會(huì)有所改善并能避免許多盲目性,顯然這剛好是工程設(shè)計(jì)人員最感興趣的。
2)減速器的計(jì)算
主要為每級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,大致包括:傳動(dòng)比的分配、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、軸承的選擇與計(jì)算、鍵聯(lián)結(jié)的選擇與計(jì)算、箱體的設(shè)計(jì)、潤滑與密封的選擇和傳動(dòng)裝置的附件說明等。下面以配齒計(jì)算為例。根據(jù)各種公式而計(jì)算的結(jié)果,有如下公式:
……………………………………..1
,………………………………………………………………2
…………………………………………………………………3
…………………………………………………………….4
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