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行星減速機的齒輪結構設計與計算.doc

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?目 錄前言 1第一章 緒論 31.1 引言 31.2 研究背景和意義 31.3 國外行星減速機發展狀況 51.4 課題研究的容 6第二章 行星減速機的總體方案設計 72.1 行星輪系的組成及分類 72.1.1 周轉輪系的組成 72.1.2 周轉輪系的分類 72.2 行星齒輪傳動的命名及類型 82.2.1 2K-H型行星齒輪分類 82.2.2 2K-H(NGW)型行星齒輪傳動形式 92.3 行星減速機的方案選定 102.3.1 原始條件 102.3.2 方案選定 102.4 行星減速機電動機的選擇 102.5 行星減速機的運動學和受力分析簡介 11第三章 行星減速機軸的設計及計算 133.1 軸的功用及分類 133.2 輸入軸的結構設計及計算 133.2.1 輸入軸的結構設計 133.2.2 輸入軸的校核計算 153.3 輸出軸的結構設計及計算 153.3.1 輸出軸的結構設計 153.3.2 輸出軸的校核計算 163.4 軸的材料選用 173.5 軸承型號的選擇 173.5.1 滾動軸承的特點 173.5.2 滾動軸承的分類 183.5.3 軸承選定 18第四章 行星減速機的齒輪結構設計及計算 194.1 齒輪材料的選擇 194.2 行星齒輪傳動的配齒計算 194.2.1 行星齒輪傳動中分配各輪齒數應滿足的條件 194.2.2 2K-H型行星齒輪傳動的配齒計算 224.3 行星齒輪傳動的主要參數初步計算 234.4 行星齒輪傳動的幾何尺寸計算 244.5 行星齒輪傳動的強度校核計算 244.5.1 齒面接觸強度的校核計算 244.5.2 齒根彎曲強度的校核計算 264.6 齒輪的結構設計 28第五章 基于SolidWorks的行星減速機的三維設計及虛擬裝配 295.1 SolidWorks三維軟件系統簡介 295.2 行星減速機零部件的三維建模 305.2.1 零件3D參數化設計技術 305.2.2 參數化設計的一般過程 305.2.3 減速器部分標準件參數化模型 315.2.4 非標準件的建模 325.3 虛擬裝配概述 355.4 裝配圖的裝配設計 355.5 行星減速機的爆炸圖與動畫演示 385.5.1 行星減速機的爆炸圖 385.5.2 動畫演示 39第六章 結論 40致 41參考文獻 42前言 我國早在南北朝時代(公元429-500年),祖沖之發明了有行星齒輪傳動的差動式指南車。因此我國行星齒輪傳動的應用比歐美各國早1300多年。1880年,首個行星齒輪傳動裝置的專利在德國出現。19世紀以來,機械工業的發展對行星齒輪傳動產生了很大影響,尤其在汽車和飛機工業領域,更是發展迅速。1920年,首次成功地制造出行星差動傳動裝置,并首先用作汽車的差速器。第二次世界大戰之后,高速大功率船艦、透平發電機組、透平壓縮機組、航空發動機及工程機械的發展,促進了行星齒輪傳動的快速發展。1951年,高速大功率行星齒輪傳動的實際應用在德國獲得成功[1]。1958年后,英、意、日、美、、瑞士等國亦獲得成功,均有系列產品,并以成批生產,普通應用。德國Renk公司生產的船用行星減速器,功率11030kW。低速重載行星減速器已由系列產品發展到生產特殊用途產品,例如法國Citroen生產用于水泥磨、榨糖機、礦山設備的行星減速器,重量達125t,輸出轉矩T=3900kN·m。 減速機行業是我國通用零部件行業的一個組成部分,在我國裝備制造業中占有一定的地位和份額。其產品廣泛使用在石油、化工、冶金、煤炭、運輸、起重、環保、食品、紡織和國防等各行業和領域。 我國在20世紀60年代的減速器大多是參照聯20世紀40-50年代的技術制造的,后來雖有所發展,但限于當時的設計、工藝水平及裝備條件,其總體水平與國際水平有較大差距。改革開放以來,中國引進一批先進加工裝備,通過引進、消化、吸收國外先進技術和科研攻關,逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設計制造技術。20世紀70-80年代,世界上減速器技術有了很大的發展,且與新技術革命的發展緊密結合。減速機(有時稱齒輪箱、變速箱),主要包括工業通用減速機(圓柱漸開線齒輪減速機、圓弧齒輪減速機、錐齒輪減速機、蝸桿減速機、擺線針輪減速機、諧波齒輪減速機、少齒差及行星減速機、各類組合減速機)、工業專用減速機(高速齒輪箱、船用齒輪箱、冶金齒輪箱、風力發電齒輪箱、航天航空齒輪箱)。通用減速器的發展趨勢如下:1.高水平、高性能。2、積木式組合設計。3、型式多樣化,變型設計多。減速器是各種機械設備中最常見的部件,它的作用是將電動機轉速減少或增加到機械設備所需要的轉速,行星減速器由于具有減速比大、體積小、重量輕、效率高等優點,在許多情況下可代替二級、三級的普通齒輪減速器和渦輪減速器,所以使用越來越普及,為世界各國所重視。但在科技飛速發展的今天,產品設計已經進入了一種全新的三維虛擬現實的設計環境中,以往的那種以二維平面設計模式為代表的設計方式已經逐漸退出“歷史舞臺”,取而代之的是各種先進數字化的三維設計技術。它的應用和發展引起了社會和生產的巨大變革。在歐洲、北美、日本等發達國家和地區,三維CAD技術不僅在航空、航天、汽車、船舶等高端制造業,而且在形形色色的民用消費品設計和制造中都得到了廣泛應用。相比工業發達國家,我國制造企業應用三維設計技術還存在較大差距。本論文運用SolidWorks軟件,該軟件是世界上第一個基于Windows開發的三維CAD系統,Solidworks功能強大、易學易用和技術創新是SolidWorks的三大特點,使得SolidWorks成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設計者來說,操作簡單方便、易學易用。 本文首先對行星減速機進行二維設計其重點在于行星齒輪傳動設計,其次再運用Solidworks軟件建立行星齒輪減速器結構三維模型,研究了行星齒輪減速器可視化設計方法和虛擬裝配,研究的結果對提高行星齒輪減速器設計的速度和質量具有指導意義。第一章 緒論1.1 引言CAD技術產生于19世紀50年代后期。CAD技術作為杰出的工程技術成就,已廣泛地應用于工程設計的各個領域[2]。CAD系統的發展和應用使傳統的產品設計方法與生產模式發生了深刻的變化,產生了巨大的社會經濟效益。CAD技術經歷了二維平面圖形設計,交互式圖形設計、三維線框模型設計、三維實體造型設計、自由曲面造型設計、參數化設計、特征造型設計等發展過程。近年來又出現了許多先進技術,如變量化技術、虛擬產品建模技術、CAD/CAE/CAM/PDM集成技術、智能CAD技術、協同技術等。隨著互聯網的普及,集成化(Integrated)、智能化(Intelligent)、協同化(eollaborative)成。省略部分。膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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