本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述一齒差行星齒輪減速器實(shí)體建模與裝配應(yīng)用技術(shù) 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 計(jì)輔 班學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 系 主 任 二級學(xué)院院長 201 年 月 日文獻(xiàn)綜述1 一齒差行星齒輪減速器的特點(diǎn)目前國內(nèi)外廣泛地使用少齒差行星齒輪減速器。其中的一齒差嚙合付能在較小的空間里得到最大的速比,格外受到重視。從齒型來看,擺線針輪行星傳動(dòng)不僅承載能力大,效率也較高,應(yīng)用得更廣泛些。工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用齒輪減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速變?yōu)楣ぷ鳈C(jī)之低轉(zhuǎn)速,并相應(yīng)地改變其扭矩。以化學(xué)工業(yè)為例,據(jù)有關(guān)單位調(diào)查,使用轉(zhuǎn)速大多在 40 一 350 轉(zhuǎn) /分范圍之間,也有個(gè)別的地方需要降速到 l/8 轉(zhuǎn)/分,甚至每小時(shí)小于一轉(zhuǎn)(例如煤氣發(fā)生爐爐蓖的轉(zhuǎn)速 0.8一 1.5 轉(zhuǎn)/小時(shí))。并且大多采用蝸輪蝸桿減 速器來降速,但低速時(shí)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)有不少缺點(diǎn)。 目前,正在制造、使用的減速器,其中有的已顯得十分陳舊。遵照偉大領(lǐng)袖毛主席關(guān)于“在生產(chǎn)斗爭和科學(xué)實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),人類總是不斷發(fā)展的,自然界也總是不斷發(fā) 展的,永遠(yuǎn)不會停止在一個(gè)水平上 ”的教導(dǎo),各地許多工廠的廣大革命職工對產(chǎn)品進(jìn)行了革新,采用了較新穎的傳動(dòng)方式,其中之一就是用漸開線齒形的少齒差行星 減速器。 這種減速器具有速比大、體積小、重量輕、效率較高、齒輪加工容易(和擺線針齒行星減速器相比)、按裝方便等優(yōu)點(diǎn)。漸開線一齒差行星減速器具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕 由于采用內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)，所以結(jié)構(gòu)緊湊；當(dāng)傳動(dòng)比相等時(shí)，與同功率的普通圓柱齒輪減速器相比，體積和重量均可減少三分之一至三分之二；2.傳動(dòng)比范圍大 N 型一級減速器的傳動(dòng)比為 10～100 以上；二級串聯(lián)的減速器，傳動(dòng)比可達(dá)一萬以上；三級串聯(lián)的減速器，傳動(dòng)比可達(dá)百萬以上。NN型一級減速器的傳動(dòng)比為 100～1000 以上；3.效率高 N 型一級減速器的傳動(dòng)比為 10～100 時(shí)，效率為 80～94％；NN型當(dāng)傳動(dòng)比為 10～200 時(shí)，效率為 70～93％.效率隨著傳動(dòng)比的增加而降低。4.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、承載能力大 由于式內(nèi)嚙合傳動(dòng)，兩嚙合齒輪一位凹齒，一為凸齒，兩齒的曲率中心在同一方向。曲率半徑接近相等，因此接觸面積大，使輪齒的接觸強(qiáng)度大為提高，又采用短齒制，輪齒的彎曲強(qiáng)度也提高了。此外，少齒差傳動(dòng)時(shí)，不是一對輪齒嚙合，而是 3～9 對輪齒同時(shí)接觸受力，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，并且在相同模數(shù)的情況下，其傳遞力矩臂普通圓周齒輪減速器大。5.結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低；6.輸入軸和輸出軸在同一軸線上，安裝和使用較為方便；7.運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、使用壽命長。但是，這種減速器還存在以下缺點(diǎn)：1.計(jì)算較復(fù)雜 當(dāng)內(nèi)齒輪與行星輪的齒數(shù)差小于 5 時(shí)，容易產(chǎn)生各種干涉，為了避免這些干涉，需采用變位齒輪，所以計(jì)算較復(fù)雜。2.轉(zhuǎn)臂軸承受力較大，壽命較短 由于齒輪變位后嚙合角較大，所以轉(zhuǎn)臂軸承上徑向載荷較大；并且軸承轉(zhuǎn)速還稍高于輸入軸轉(zhuǎn)速，所以轉(zhuǎn)臂軸承是減速器的薄弱環(huán)節(jié)，因而使高速軸傳遞的功率受到限制。3.有的結(jié)構(gòu)需加平衡塊 型及某些 型減速器，需要仔細(xì)地進(jìn)行動(dòng)平N衡，否則會引起較大的振動(dòng)。2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平、發(fā)展趨勢和本課題的意義當(dāng)內(nèi)嚙合的兩漸開線齒輪齒數(shù)差很小時(shí)，極易產(chǎn)生各種干涉，因此在設(shè)計(jì)過程中選擇齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算十分復(fù)雜。早在 1949 年，蘇聯(lián)學(xué)者就從理論上解決了現(xiàn)實(shí)一齒差傳動(dòng)的幾何計(jì)算問題。直到 1960 年以后，漸開線少齒差傳動(dòng)才得到迅速的發(fā)展。目前有銷軸式、零齒差、十字滑塊、浮動(dòng)滑塊等多種形式。上個(gè)世紀(jì) 60 年代，國外就開始探討圓弧少齒差傳動(dòng)，到 70 年代中期，日本已開始進(jìn)行圓弧少齒差行星減速器的系列化生產(chǎn)。這種傳動(dòng)的特點(diǎn)在于：行星輪的論過曲線用凹圓弧代替了擺線。輪齒與針齒在嚙合點(diǎn)的曲率方向相同，形成兩凸圓弧的內(nèi)嚙合，從而提高了輪齒的接觸強(qiáng)度和嚙合效率，其針齒不帶吃套，并采用半埋齒機(jī)構(gòu)，既提高了彎曲強(qiáng)度又簡化了針齒結(jié)構(gòu)。此外，圓弧形輪齒的加工無需專用機(jī)床，精度也易保證，而且修配方便。1956 年我國著名的機(jī)械學(xué)家朱景梓教授根據(jù)雙曲柄機(jī)構(gòu)的原理提出了一種新型少齒差傳動(dòng)。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)式出入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)=時(shí)，行星輪不是坐擺線運(yùn)動(dòng)高速公轉(zhuǎn)與低速自轉(zhuǎn)的合成，而是通過雙曲柄機(jī)構(gòu)導(dǎo)引作圓周平動(dòng)。這種獨(dú)特的“雙曲柄輸入少齒差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”的到了國內(nèi)外同行的高度評價(jià)。1958 年開始研制擺線針輪減速器。60 年代投入工廠化生產(chǎn)，目前已形成系列，制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并廣泛用于各類機(jī)械中。1960 年制成第一臺二齒差漸開線行星齒輪減速器，其傳動(dòng)比 37.5，功率為 16kw，用于橋式起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)中。1963 年朱景梓教授在太原學(xué)院學(xué)報(bào)上發(fā)表了《少齒差漸開線 K-H-V 型行星齒輪減速器及其設(shè)計(jì)》一文，詳細(xì)闡述了漸開線少齒差傳動(dòng)的原理和設(shè)計(jì)方法。這些創(chuàng)造性的工作，為少齒差行星齒輪傳動(dòng)在我國的推廣應(yīng)用起了重要的指導(dǎo)作用。雙曲柄輸入少齒差行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：能使行星軸承的載荷下降，而且當(dāng)內(nèi)齒板作為行星輪時(shí)，行星軸承的徑向尺寸可不受限制，從而提高了行星軸承的壽命。另外，這種傳動(dòng)不需要輸入機(jī)構(gòu)，還可實(shí)現(xiàn)平行軸傳動(dòng)。效率高，使用性強(qiáng)。但是，由于歷史原因，栓曲柄輸入式少齒差傳動(dòng)一直沒有得到應(yīng)有的發(fā)展，直到近十幾年來才逐漸為人們所重視。1985 年重慶鋼鐵設(shè)計(jì)院提出了平行軸式少齒差內(nèi)齒嚙合齒輪傳動(dòng)——i 環(huán)減速器，但是這種減速器的一根曲軸上要安裝三片內(nèi)齒板，需要制成偏心套機(jī)構(gòu)， 。存在著機(jī)構(gòu)復(fù)雜加工分度精度要求高、曲軸聯(lián)接結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生微動(dòng)磨損、三套互為 的雙曲柄機(jī)構(gòu)之間存120?在國約束等問題。1993 年重慶大學(xué)博士崔建昆提出新型軸銷式少齒差行星齒輪傳動(dòng)，并對其進(jìn)行了理論分析。隨著少齒差行星齒輪傳動(dòng)研究的深入，已成功地開發(fā)處不少新的漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)形式。目前，我國研究出一種連桿行星齒輪傳動(dòng)——平行軸式少齒差內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)。該類傳動(dòng)是以連桿內(nèi)齒輪（齒板）為行星輪。采用雙曲柄輸入，并且無輸出機(jī)構(gòu)，主要有一齒環(huán)（一片連桿行星齒板） 、二齒環(huán)（兩片連桿行星齒板） 、三齒板及四環(huán)等機(jī)構(gòu)形式的減速器。國內(nèi)外學(xué)者在齒形分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、接觸分析、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)性能、傳動(dòng)效率、運(yùn)動(dòng)精度方面進(jìn)行了大量的研究。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行減速器各主要不見的是他建模、仿真、干涉檢查等，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)這慪氣，并應(yīng)用到了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，取得了許多有價(jià)值的成果。N 型內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)的基本機(jī)構(gòu)式——環(huán)式減速器的傳動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了分析研究，建立了環(huán)視減速器系統(tǒng)受力分析模型，得處目前環(huán)式減速器存慣性力矩不平衡的結(jié)論。對平行動(dòng)軸少齒差傳動(dòng)多齒接觸問題動(dòng)平衡進(jìn)行了研究，以有限單元彈性接觸分析理論為基礎(chǔ)，建立了平行動(dòng)軸少齒差傳動(dòng)多齒接觸問題時(shí)的有限單元分析模型，提出了一種對研究平行動(dòng)軸少齒差內(nèi)齒輪副內(nèi)核過程中實(shí)際接觸齒對數(shù)、齒間載荷的分配及齒面載荷分布的分析計(jì)算方法。為平行動(dòng)軸少齒差內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)的承載能力的計(jì)算、齒輪幾何參數(shù)的確定及幾何零部件的強(qiáng)度分析計(jì)算提供了理論依據(jù)。通過優(yōu)化后的少齒差傳動(dòng)裝置具有較小的體積和較好的傳動(dòng)性能。我國在這種新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)水平與國際上一些工業(yè)科技水平發(fā)達(dá)的國家相比，還有很大的差距，主要由于我國從事該項(xiàng)技術(shù)研究設(shè)計(jì)及應(yīng)用的單位和個(gè)人比較少，同時(shí)相關(guān)的書籍和資料也相當(dāng)?shù)那啡薄獾臏p速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特殊在材料和締造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，利用壽命長。但其傳動(dòng)格式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。日本研制的 FA 型高精度減速器和美國 Alan-Newton 公司研制的 X-Y 式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。但是我相信，在不久的將來我們做這種新型的減速器性能和構(gòu)造等能趕上外國先進(jìn)水平的。目前，少齒差減速器在設(shè)計(jì)和制造過程中，還存在一些問題，如輸出機(jī)構(gòu)精度要求較高，對大功率減速器無實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一些計(jì)算方法和圖表還很不完善等等。有待今后將對以上問題進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以求改進(jìn)和提高。齒輪傳動(dòng)技術(shù)是機(jī)械工程技術(shù)的重要組成部分，在一定程度上標(biāo)志著機(jī)械工程技術(shù)的水平。因此，齒輪被工人為工業(yè)和工業(yè)化的象征。為了提高機(jī)械的承載能力和傳動(dòng)效率，減少外形尺寸質(zhì)量及增大減速器傳動(dòng)比等，國內(nèi)外的少齒差行星齒輪傳動(dòng)正沿著高承載能力、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率、小型化、低震動(dòng)、低噪音、低成本、標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的方向發(fā)展的總趨勢。少齒差行星齒輪傳動(dòng)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、飛機(jī)、輪船、汽車、起重機(jī)、電工機(jī)械、儀表、化工業(yè)等許多領(lǐng)域少齒差行星齒輪傳動(dòng)有著廣泛的發(fā)展前景。少齒差行星齒輪減速器與普通減速器相比具有體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、傳動(dòng)比范圍大等優(yōu)點(diǎn)。但其設(shè)計(jì)計(jì)算較過程復(fù)雜，轉(zhuǎn)臂軸承的受力較大、壽命較短。所以對于我們在設(shè)計(jì)這類減速器時(shí)如何進(jìn)行參數(shù)的選擇，避免大量繁雜的計(jì)算，如何選擇好轉(zhuǎn)臂軸承使其使用壽命增加具有一定的設(shè)計(jì)意義。3 選題的理由經(jīng)過四年對機(jī)械知識的學(xué)習(xí)以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對機(jī)械行業(yè)有了更深刻的認(rèn)識和理解，看到了機(jī)械工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。齒輪傳動(dòng)技術(shù)是機(jī)械工程技術(shù)的重要組成部分，在一定程度上標(biāo)志著機(jī)械工程技術(shù)的水平。目前國內(nèi)外的動(dòng)力齒輪傳動(dòng)正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化、小振動(dòng)、低噪音的方向發(fā)展。少齒差行星齒輪傳動(dòng)正是當(dāng)代傳動(dòng)的一大特征，是齒輪傳動(dòng)小型化的一個(gè)典型標(biāo)志。由于我國從事該項(xiàng)技術(shù)研究設(shè)計(jì)及應(yīng)用的單位和個(gè)人比較少，同時(shí)相關(guān)的書籍和資料也相當(dāng)?shù)那啡?，使得我國在這種新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)水平和國際上一些工業(yè)科技水平發(fā)達(dá)的國家相比，還有很大的差距。為了彌補(bǔ)國家的這一塊不足，同時(shí)加上自己對這新型傳動(dòng)的好奇。最終選定了一齒差行星齒輪減速器作為自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。我相信通過此次設(shè)計(jì)將提高我對齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的能力，更有利于我將四年來所學(xué)的專業(yè)知識再次溫習(xí)、鞏固，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)中我將全力以赴做好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。4 本課題的基本內(nèi)容對一齒差行星齒輪減速器國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)缺點(diǎn)、結(jié)構(gòu)型式和其傳動(dòng)原理進(jìn)行了一定的闡述。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，對內(nèi)嚙合傳動(dòng)產(chǎn)生的各種干涉進(jìn)行了詳細(xì)驗(yàn)算；從如何提高轉(zhuǎn)臂軸承的壽命為出發(fā)點(diǎn)，來計(jì)算選擇減速器齒輪的模數(shù)，進(jìn)行一齒差內(nèi)齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算，最終合理設(shè)計(jì)減速器的整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)給定的部分工程裝配視圖，分析了減速傳動(dòng)原理、各個(gè)零件在減速器中所起的作用以及確定各個(gè)零件材料和結(jié)構(gòu)尺寸，完成各個(gè)零件的三維實(shí)體建模，并進(jìn)行自底向上的總體裝配。第 1 章 緒論 11.1 概述 11.2 一齒差行星減速器的結(jié)構(gòu)型式 11.2.1 N 型一齒差行星減速器 11.2.2 NN 型一齒差行星減速器 3第 2 章 一齒差行星齒輪減速器總體參數(shù)的設(shè)計(jì) 52.1 課題參數(shù)擬定 52.2 確定電動(dòng)機(jī)的型號 52.3 傳動(dòng)比分配 52.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 6第 3 章 一齒差行星減速器的內(nèi)齒和外齒輪參數(shù)的確定 73.1 一齒差傳動(dòng)原理 73.2 齒輪齒差的確定 73.3 選定齒輪的精度等級和材料 8第 4 章 軸的設(shè)計(jì) 124.1 軸的材料選擇 124.2 軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 124.2.1 輸入偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 124.2.2 輸出軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 134.3 強(qiáng)度計(jì)算 144.3.1 輸入軸上受力分析 144.3.2 輸入軸支反力分析 154.3.3 軸的強(qiáng)度校核 16第 5 章 浮動(dòng)盤式輸出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 185.1 機(jī)構(gòu)形式 185.2 幾何尺寸的確定 185.3 銷軸與浮動(dòng)盤平面的接觸應(yīng)力 185.4 嚙合效率 185.4.1 一對內(nèi)嚙合齒輪的效率 185.4.2 行星結(jié)構(gòu)的嚙合效率 195.5 輸出機(jī)構(gòu)的效率 195.5.1 用浮動(dòng)盤輸出機(jī)構(gòu) 195.5.2 行星機(jī)構(gòu) 195.3 轉(zhuǎn)臂軸承效率 195.4 總效率 20第 6 章 部分零件的校核 216.1 一齒差行星齒輪傳動(dòng)受力分析 216.1.1 齒輪受力 216.1.2 輸出機(jī)構(gòu)受力 226.1.3 轉(zhuǎn)臂軸承受力 226.2 銷軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 236.3 輸入軸的強(qiáng)度校核 236.4 鍵的校核計(jì)算 256.4.1 聯(lián)軸器處鍵的校核 266.4.2 偏心套處鍵的校核 266.4.3 支座處鍵的校核 266.5 軸承的校核計(jì)算 26總結(jié) 32致 謝 33參考文獻(xiàn) 345 本課題擬采用的研究手段（途徑）及可行性分析由于少齒差行星齒輪減速器的內(nèi)嚙合齒輪間極易產(chǎn)生各種干涉，這是該設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中最大的難點(diǎn)。只要把最難的部分解決了，剩下的問題也就能解決了。所以此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在與如何確定滿足要求的內(nèi)齒外齒的相應(yīng)參數(shù)。在以前的學(xué)習(xí)課程中，機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)分章講述了齒輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選取等知識，互換性中分章講述了公差與配合關(guān)系等等，并且在學(xué)習(xí)完機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程后，我還做過渦輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)。 所以在做畢業(yè)設(shè)計(jì)前，自己對減速器方面的設(shè)計(jì)有一定的基礎(chǔ)。 因此次設(shè)計(jì)中齒輪干涉條件較多故相比以前的減速器設(shè)計(jì)要復(fù)雜，但我相信只要自己本著自己有能力完成這一設(shè)計(jì)的信念。溫習(xí)自己學(xué)過的能用的上的知識，并利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)搜尋相應(yīng)的資料，將一齒差行星齒輪減速器設(shè)計(jì)與自己已掌握的知識相結(jié)合，在前人少齒差行星齒輪減速器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上希望有所突破，分析和解決在設(shè)計(jì)過程中的各種問題，培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識分析實(shí)際問題的能力。當(dāng)遇到參數(shù)計(jì)算齒輪不符合理論要求時(shí)，分析參數(shù)，重新計(jì)算，直到算來符合要求為止。計(jì)算過程是死，參數(shù)計(jì)算不對，就說明這組數(shù)據(jù)不型，就換組數(shù)據(jù)再算。同時(shí)，在遇到自己不能解決的困難時(shí)，可以向指導(dǎo)老師多咨詢下，我相信只要按著此法去做，畢業(yè)設(shè)計(jì)就能做出。參考文獻(xiàn)[1] 馮桂安等.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，[2] 齒輪手冊編委會.齒輪手冊(上冊)第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.5.[3] 漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造編委會. 漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.5.[4] 陳坐模，葛文杰等. 機(jī)械原理第七版.北京:高等教育出版社,2007.12.[5] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)第八版.北京:高等教育出版社,2008.4.[6] 卜炎. 螺紋連接連接設(shè)計(jì)與計(jì)算.北京:高等教育出版社,1993.[7] 張春林，曲繼芳.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2008.4.[8] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊,第五卷[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，[9] 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