銑床減速器三維設(shè)計(jì)行星減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　某型號(hào)銑床減速器三維設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專 業(yè)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　年 月</b></p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　1.1選題的依據(jù)、發(fā)展情況及其意義&l

3、t;/p><p>　　減速器是在原動(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。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20世紀(jì)70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒輪—蝸桿減速器；行星齒輪減速器。減速器設(shè)計(jì)過(guò)程幾乎涉及機(jī)械設(shè)計(jì)各個(gè)方面，如幾何參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、

4、標(biāo)準(zhǔn)件選型、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)等。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，則因計(jì)算過(guò)程相當(dāng)繁瑣，容易出錯(cuò)，而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、浪費(fèi)人力財(cái)力。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(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。利用計(jì)算機(jī)輔助手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，可提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，簡(jiǎn)稱CAD)是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)的全過(guò)程：包括資料檢索、方案構(gòu)思、分析計(jì)算

5、、工程繪圖和編制技術(shù)文件等，是隨著計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及軟件的發(fā)展而形成的一門綜合性很高的新技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用己經(jīng)引起了一場(chǎng)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)革</p><p>　　本設(shè)計(jì)是以數(shù)控龍門銑床伺服系統(tǒng)精密行星減速器為例，基于SolidWorks軟件完成一臺(tái)減速器的三維造型和裝配，使設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性最終得到最直接的體現(xiàn)。采用此方法實(shí)現(xiàn)一臺(tái)減速器，可縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)正確性。通過(guò)完成本

6、設(shè)計(jì)，可使我們掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序、方法、設(shè)計(jì)規(guī)律、技術(shù)措施，了解現(xiàn)代CAD設(shè)計(jì)方法，為以后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)，鍛煉解決問(wèn)題的能力，所以本課題的研究具有重要意義。</p><p>　　1.齒輪減速器的研究現(xiàn)狀</p><p>　　齒輪是使用量大面廣的傳動(dòng)元件。目前世界上齒輪最大傳遞功率已達(dá)6500kW，最大線速度達(dá)210m／s(在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)300m/s)；齒輪最大重量達(dá)200t，最大直

7、徑達(dá) (組合式)，最大模數(shù)m達(dá)50mm。我國(guó)自行設(shè)計(jì)的高速齒輪(增)減速器的功率已達(dá)44000kW，齒輪圓周速度達(dá)150m／s以上。 </p><p>　　由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器，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。</p><p>　　20世紀(jì)末的20多年，世界齒輪技術(shù)有了很大的發(fā)展。產(chǎn)品發(fā)展的總趨勢(shì)是小型化、高速化

8、、低噪聲、高可靠度。技術(shù)發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。</p><p>　　硬齒面技術(shù)到20世紀(jì)80年代時(shí)在國(guó)外日趨成熟。采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于IS01328一1975的6級(jí)，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的4倍，為軟齒而齒輪的5一6倍。一個(gè)中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量?jī)H為軟齒面齒輪減速器的1/3左右。</p><p>　

9、　功率分支技術(shù)主要指行星及大功率齒輪箱的功率雙分及多分支裝置，如中心傳動(dòng)的水泥磨主減速器，其核心技術(shù)是均載。</p><p>　　模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)通用和標(biāo)準(zhǔn)減速器旨在追求高性能和滿足用戶多樣化大覆蓋面需求的同時(shí)，盡可能減少零部件及毛坯的品種規(guī)格，以便于組織生產(chǎn)，使零部件生產(chǎn)形成批量，降低成本，取得規(guī)模效益。</p><p>　　其他技術(shù)的發(fā)展還表現(xiàn)在理論研究(如強(qiáng)度計(jì)算、修形技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)

10、方法的應(yīng)用，新齒形、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等)更完善、更接近實(shí)際；普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件；材料和熱處理質(zhì)量控制水平的提高；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理；加工精度普遍提高到ISO的4一6級(jí)；軸承質(zhì)量和壽命的提高；潤(rùn)滑油質(zhì)量的提高；加工裝備和檢測(cè)手段的提高等方面。</p><p>　　這些技術(shù)的應(yīng)用和日趨成熟，使齒輪產(chǎn)品的性能價(jià)格比大大提.高，產(chǎn)品越來(lái)越完美。如非常粗略地估計(jì)一下，輸出IOONm轉(zhuǎn)矩的齒輪裝置，如果在1950年時(shí)重10k

11、g，到80年代就可做到僅約lkg。</p><p>　　20世紀(jì)70年代至90年代初，我國(guó)的高速齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測(cè)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。現(xiàn)在我國(guó)的設(shè)計(jì)制造能力基本上可滿足國(guó)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。</p><p>　　我國(guó)的低速重載齒輪技術(shù)，特別是硬齒面齒輪技術(shù)也經(jīng)歷了測(cè)繪仿制等階段

12、，從無(wú)到有逐步發(fā)展起來(lái)。除了摸索掌握制造技術(shù)外，在20世紀(jì)80年代末至90年代初推廣硬齒面技術(shù)過(guò)程中，我們還作了解決“斷軸”、“選用”等一系列有意義的工作。在20世紀(jì)70-80年代一直認(rèn)為是國(guó)內(nèi)重載齒輪兩大難題的“水泥磨減速器”和“軋鋼機(jī)械減速器”，可以說(shuō)已完全解決。</p><p>　　20世紀(jì)80年代至90年代初，我國(guó)相繼制訂了一批減速器標(biāo)準(zhǔn)，如ZBJ19004一88《圓柱齒輪減速器》、ZBJ19026一90

13、《運(yùn)輸機(jī)械用減速器》和YB/T050一93《冶金設(shè)備用YNK齒輪減速器》等幾個(gè)硬齒面減速器標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，如YB/T079 - 95《三環(huán)減速器》。按這些標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的許多產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)均可達(dá)到或接近國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，其中YNK減速器較完整地吸取了德國(guó)FLENDER公司同類產(chǎn)品的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)情作了許多改進(jìn)與創(chuàng)新。</p><p>　　（1） 漸開(kāi)線行星齒輪效率的研究</p>&l

14、t;p>　　行星齒輪傳動(dòng)的效率作為評(píng)價(jià)器傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的研究?，F(xiàn)在，計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)效率的方法很多，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多有關(guān)行星齒輪傳動(dòng)效率的計(jì)算方法，在設(shè)計(jì)計(jì)算中，較常用的計(jì)算方有3種：嚙合功率法、力偏移法、和傳動(dòng)比法（克萊依涅斯法），其中以嚙合功率法的用途最為廣泛，此方法用來(lái)計(jì)算普通的2K2H和3K型行星齒輪的效率十分方便。</p><p>　?。?） 漸開(kāi)線

15、行星齒輪均載分析的研究現(xiàn)狀</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。這些都是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)行星輪的傳動(dòng)方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個(gè)行星輪來(lái)分擔(dān)載荷，形成功率流，并合理的采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)，從而使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。但是，這只是最理想的情況，而在實(shí)際應(yīng)用中，由于加工誤差和裝配誤差的存在，使得在傳動(dòng)過(guò)程中各個(gè)行星輪上的載荷分配不均勻，造成載荷有集

16、中在一個(gè)行星輪上的現(xiàn)象，這樣，行星齒輪的優(yōu)越性就得不到發(fā)揮，甚至不如普通的外傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。所以，為了更好的發(fā)揮行星齒輪的優(yōu)越性，均載的問(wèn)題就成了一個(gè)十分重要的課題。在結(jié)構(gòu)方面，起初人們只努力地提高齒輪的加工精度，從而使得行星齒輪的制造和裝配變得比較困難。后來(lái)通過(guò)時(shí)間采取了對(duì)行星齒輪的基本構(gòu)件徑向不加限制的專門措施和其它可自動(dòng)調(diào)位的方法，即采用各種機(jī)械式地均載機(jī)構(gòu)，以達(dá)到各行星輪間的載荷分布均勻的目的。典型的幾種均載機(jī)構(gòu)有基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)

17、構(gòu)、杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu)和采用彈性件的均載機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.齒輪減速器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)，“九五”期間，齒輪行業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)水平有了明顯提高，如一汽、二汽等大型企業(yè)集團(tuán)的齒輪變速箱廠、車轎廠，通過(guò)企業(yè)改組、改制，改為相對(duì)獨(dú)立的專業(yè)廠，參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)；隨著軍工轉(zhuǎn)民用，農(nóng)機(jī)齒輪企業(yè)轉(zhuǎn)加工非農(nóng)用齒輪產(chǎn)品，調(diào)整了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；私有企業(yè)的堀起，中外合資企業(yè)

18、的涌現(xiàn)，齒輪行業(yè)的整體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，行業(yè)實(shí)力增強(qiáng)，技術(shù)進(jìn)步加快。</p><p>　　近十幾年來(lái)，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。</p><p>　　適應(yīng)市場(chǎng)要求的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，關(guān)鍵工藝技術(shù)的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)，

19、產(chǎn)品質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)以及員工技術(shù)素質(zhì)與創(chuàng)新精神，是2l世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。在2l世紀(jì)成套機(jī)械裝備中，齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度、加工效率太為提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品多樣化，整機(jī)配套的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致、美觀。</p><p>　　CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng)，齒輪、帶鏈

20、的混合傳動(dòng)，將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉，將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。</p><p>　　工業(yè)通用變速箱是指為各行業(yè)成套裝備及生產(chǎn)線配套的大功率和中小功率變速箱。國(guó)內(nèi)的變速箱將繼續(xù)淘汰軟齒面，向硬齒面(50～60HRC)、高精度(4～5級(jí))、高可靠度軟啟動(dòng)、運(yùn)行監(jiān)控、運(yùn)行狀態(tài)記錄、低噪聲、高的功率與體積比和高的功率與重量比的方向發(fā)展。中小功率變速箱為適應(yīng)機(jī)電一體化成套裝備自

21、動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)速、多種控制與通訊功能的接口需要，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外型在相應(yīng)改變。矢量變頻代替直流伺服驅(qū)動(dòng)，已成為近年中小功率變速箱產(chǎn)品(如擺輪針輪傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)等)追求的目標(biāo)。 </p><p>　　隨著我國(guó)航天、航空、機(jī)械、電子、能源及核工業(yè)等方面的快速發(fā)展和工業(yè)機(jī)器人等在各工業(yè)部門的應(yīng)用，我國(guó)在諧波傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用方面已取得顯著成績(jī)。同時(shí)，隨著國(guó)家高新技術(shù)及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)諧波傳動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品的需求將會(huì)更加突出

22、。</p><p>　　總之，當(dāng)今世界各國(guó)減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動(dòng)效率；二低即低噪聲、低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。</p><p>　　減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，因此，開(kāi)拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國(guó)有廣闊的前景。</p><p

23、>　　1.2課題分析及設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)基于Solidworks便于交互及強(qiáng)大的二維、三維繪圖功能。先確定總體思路、設(shè)計(jì)總體布局，然后設(shè)置零部件，最后完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。利用Solidworks軟件實(shí)現(xiàn)零部件的虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等功能。</p><p>　　行星齒輪減速器的體積、重量及其承載能力主要取決于傳動(dòng)參數(shù)的選擇，設(shè)計(jì)問(wèn)題一般是在給定傳動(dòng)比和輸入轉(zhuǎn)矩的情況下

24、，確定各輪的齒數(shù)，模數(shù)和齒寬等參數(shù)。其中優(yōu)化設(shè)計(jì)采用Solidworks自帶的模塊，模擬真實(shí)環(huán)境中減速器的裝配情況和運(yùn)動(dòng)情況。</p><p>　　減速器作為獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)元部件，由于應(yīng)用范圍極廣，其產(chǎn)品必須按系列化進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于制造和滿足不同行業(yè)的選用要求。針對(duì)其輸人功率和傳動(dòng)比的不同組合，可獲得相應(yīng)的減速器系列。在以往的人工設(shè)計(jì)過(guò)程中，在圖紙上盡管能實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座不同規(guī)格的部分系列表示，但其圖形受到極大限制。采用

25、Solidworks工具來(lái)實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，不僅能完善上述工作，方便設(shè)計(jì)操作，而且使系列產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，圖形庫(kù)的建立、查詢成為可能，使設(shè)計(jì)速度加快。</p><p>　　1.3 主要的工作內(nèi)容</p><p>　　1.設(shè)計(jì)計(jì)算部分：分析行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案；并通過(guò)計(jì)算分析，確定行星輪系齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和軸、行星架的各項(xiàng)參數(shù)，校核齒輪的接觸和彎曲強(qiáng)度。</p><p>

26、;　　2.三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真部分：本論文利用三維軟件Solidworks對(duì)行星齒輪輪減速器進(jìn)行三維建模，完成整機(jī)的虛擬裝配；并利用運(yùn)動(dòng)算例對(duì)減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)展示與運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p>　　3.概念產(chǎn)品展示部分：通過(guò)軟件自帶的PhotoView360對(duì)模型進(jìn)行渲染，形成真實(shí)質(zhì)感和視覺(jué)效果的概念產(chǎn)品展示。</p><p>　　第二章 NGW型行星齒輪減速器方案確定</p>&

27、lt;p><b>　　2.1 齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　2.1.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)</p><p>　　齒輪傳動(dòng)與其它傳動(dòng)比較，具有瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作可靠、壽命長(zhǎng)、效率高、可實(shí)現(xiàn)平行軸任意兩相交軸和交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，適應(yīng)的圓周速度和傳動(dòng)功率范圍大，但齒輪傳動(dòng)的制造成本高，低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)噪聲和振動(dòng)較大，不適宜于兩軸間距離較大的傳動(dòng)。</p&g

28、t;<p>　　齒輪傳動(dòng)是以主動(dòng)輪的輪齒依次推動(dòng)從動(dòng)輪來(lái)進(jìn)行工作的，是是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛的一種傳動(dòng)形式。齒輪傳動(dòng)可按一對(duì)齒輪軸線的相對(duì)位置來(lái)劃分，也可以按工作條件的不同來(lái)劃分。</p><p>　　隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已達(dá)到20000kW,輸出轉(zhuǎn)矩已達(dá)到4500kN。據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向如下。</p&g

29、t;<p>　?。?） 標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已有50多個(gè)漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種型式的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。</p><p>　　（2） 硬齒面、高精度 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。</p><p>　　

30、（3） 高轉(zhuǎn)速、大功率 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。</p><p>　?。?） 大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已有了較大的發(fā)展。</p><p>　　2.1.2 輪系的類型</p><p>　　輪系可由各種類型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿渦輪組成的輪系，稱

31、為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱為平面輪系。</p><p>　　根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪的幾何軸線相對(duì)位置是否變動(dòng)，輪系可分為以下幾類。</p><p><b>　?。?）定軸輪系</b></p><p>　　當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的所有齒輪的幾何位置都是固定不變的，則稱為普通齒輪傳動(dòng)（或稱定軸輪系）。在普通齒輪傳動(dòng)中，如果各齒

32、輪副的軸線均相互平行，則稱為平行軸齒輪傳動(dòng)；如果齒輪系中含有一個(gè)相交軸齒輪副或一個(gè)相錯(cuò)軸齒輪副，則稱為不平行軸齒輪傳動(dòng)（空間齒輪傳動(dòng)）。</p><p><b>　?。?）周轉(zhuǎn)輪系</b></p><p>　　當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中，至少具有一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪，則稱該齒

33、輪傳動(dòng)為行星齒輪傳動(dòng)，即周轉(zhuǎn)輪系。</p><p><b>　　（3）復(fù)合輪系</b></p><p>　　在工程實(shí)際中，除了采用單一的定軸輪系和單一的周轉(zhuǎn)輪系外，還經(jīng)常采用既含定軸輪系部分又含周轉(zhuǎn)輪系部分、或者幾部分周轉(zhuǎn)輪系所組成的復(fù)雜輪系，通常稱這種輪系為復(fù)合輪系或混合輪系。</p><p>　　2.2行星機(jī)構(gòu)的類型選擇</p>

34、<p>　　2.2.1 行星機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的（即在承受相同的載荷條件下）。</p><p>　?。?）傳動(dòng)效率高。在傳動(dòng)類型選擇恰

35、當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可達(dá)0.97~0.99。</p><p>　?。?）傳動(dòng)比較大。可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動(dòng)的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?。?）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和

36、振動(dòng)的能力較強(qiáng)。由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)，工作較可靠。</p><p>　　最常見(jiàn)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是NGW型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。行星齒輪傳動(dòng)的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同分有NGW、NW、NN、WW、NGWN和N等類型。按基本結(jié)構(gòu)的組成情況不同有2Z-X、

37、3Z、Z-X-V、Z-X等類型。</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要變速器的汽車

38、和坦克等車輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，表2-1列出了常用行星齒輪傳動(dòng)的型式及特點(diǎn)：</p><p>　　表2-1行星齒輪傳動(dòng)的類型與傳動(dòng)特點(diǎn)</p><p>　　2.2.2 確定行星齒輪傳動(dòng)類型</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求和表1-1中傳動(dòng)類型的工作特點(diǎn)可知，NGW型效率高，體積小，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。適用于任何工況下的大小功率的傳動(dòng)

39、，且廣泛地應(yīng)用于動(dòng)力及輔助傳動(dòng)中，工作制度不限。本設(shè)計(jì)選用NGW型行星傳動(dòng)較合理，其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1-1所示。</p><p>　　圖2-1減速器設(shè)計(jì)方案（單級(jí)NGW型行星齒輪傳動(dòng)）</p><p><b>　　2.3原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　銑床減速器具有成熟的制造技術(shù)，國(guó)內(nèi)外許多廠商都有進(jìn)行專門生產(chǎn)，并且形成了固定的型號(hào)規(guī)格，不同

40、型號(hào)的減速器規(guī)定了不同的技術(shù)參數(shù)，下面是臺(tái)灣利茗機(jī)械股份有限公司SERVOBOX系列精密行星減速器技術(shù)參數(shù)表，在本設(shè)計(jì)中作為參考。</p><p>　　表2-2 行星齒輪減速器外形參數(shù)</p><p>　　表2-3 行星齒輪減速器規(guī)格參數(shù)</p><p><b>　　選擇規(guī)格為#142</b></p><p><b

41、>　　總傳動(dòng)比：5</b></p><p>　　額定輸出扭矩：618Nm</p><p>　　最大輸出扭矩：1854Nm</p><p>　　額定輸入轉(zhuǎn)速：3000rpm</p><p>　　最大輸入轉(zhuǎn)速：6000rpm</p><p><b>　　行星輪個(gè)數(shù)：3</b><

42、/p><p>　　第三章 行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 行星齒輪傳動(dòng)比和效率計(jì)算</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)比符號(hào)及角標(biāo)含義為： ，其中1—固定件、2—主動(dòng)件、3—從動(dòng)件。</p><p>　　3.1.1 行星齒輪傳動(dòng)比</p><p>　　由本設(shè)計(jì)中給的原始數(shù)據(jù)可得：</p>

43、<p><b>　　==5.0</b></p><p><b>　　輸出轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　===600r/min</p><p>　　3.1.2 行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的效率計(jì)算：</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算公式為：</p><p>&l

44、t;b>　　=1-</b></p><p><b>　　由 : =1—</b></p><p><b>　　得 : -1=-5</b></p><p><b>　　其中 : </b></p><p>　　式中 為a—g嚙合的損失系數(shù),為b—g嚙合的損失系數(shù)，為

45、軸承的損失系數(shù)，為總的損失系數(shù)，一般取=0.025。</p><p>　　按=3000r/min，=600r/min，-1=-5可得：</p><p>　　=1-=1-=1-0.02=98%</p><p>　　3.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算</p><p>　　行星齒輪傳動(dòng)各齒輪齒輪數(shù)的確定，除了遵循圓柱齒輪傳動(dòng)齒數(shù)選擇的原則外，還必須滿

46、足傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件。</p><p>　　3.2.1 傳動(dòng)比條件</p><p>　　配齒計(jì)算必須保證滿足給定傳動(dòng)比，本設(shè)計(jì)的行星齒輪為內(nèi)齒圈b固定的NGW型行星齒輪傳動(dòng)，且主動(dòng)輪為中心輪a，從動(dòng)輪為行星架H，所以其必須滿足以下計(jì)算：</p><p><b>　　=1+</b></p><p>

47、　　式中 為中心輪a的齒數(shù)；</p><p><b>　　為內(nèi)齒輪b的齒數(shù)</b></p><p>　　3.2.2 同心條件</p><p>　　同心條件即行星架的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)該與中心輪的幾何軸線相重合，本設(shè)計(jì)中的NGW型齒輪傳動(dòng)，中心輪a與行星輪g的中心距應(yīng)該等于行星輪g與內(nèi)齒圈b的中心距,即=。

48、 </p><p>　　由此原理可以導(dǎo)出m(+)=m(-)，即+=-</p><p>　　3.2.3 裝配條件</p><p>　　設(shè)計(jì)行星齒輪時(shí)，其行星輪的數(shù)目和各輪的齒數(shù)必須正確選擇否則便裝配不起來(lái)。因?yàn)楫?dāng)?shù)谝粋€(gè)行星輪裝好后，中心輪a和內(nèi)齒圈b的相對(duì)位置便確定了；又因?yàn)榫鶆蚍植嫉母餍行禽喌闹行奈恢靡彩谴_定的，所以一般情況下其余行星輪

49、的齒便有可能不能同時(shí)插入內(nèi)、外兩個(gè)中心輪的齒槽中，亦即可能無(wú)法裝配起來(lái)。為了能裝配起來(lái)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使行星輪數(shù)和各輪齒數(shù)之間滿足一定的裝配條件。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的NGW型傳動(dòng)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算和裝配，應(yīng)使太陽(yáng)輪與內(nèi)齒輪的齒數(shù)和等于行星輪數(shù)的整數(shù)倍，即：</p><p><b>　　=整數(shù)或=整數(shù)</b></p><p>　　3.2.4

50、鄰接條件</p><p>　　為了保證行星輪系能夠運(yùn)動(dòng)，其相鄰兩行星輪的齒頂圓不得相交，兩相鄰行星齒輪齒頂圓半徑之和小于其中心距，這個(gè)條件稱為鄰接條件。這時(shí)相鄰的兩行星輪的中心距應(yīng)大于行星輪的齒頂圓直徑。</p><p><b>　　圖3-1 鄰接條件</b></p><p>　　即 2（）<或（）<2asin</

51、p><p>　　式中：（）、（）——行星輪c的齒頂圓半徑和直徑；</p><p><b>　　——行星輪個(gè)數(shù)；</b></p><p>　　a——a、g齒輪嚙合副的中心距；</p><p>　　——相鄰兩個(gè)行星齒輪中心之間的距離。</p><p>　　間隙=（）的最小允許值取決于行星齒輪減速器的冷卻條

52、件和嚙合傳動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑油的攪動(dòng)損失。實(shí)際使用時(shí)，一般取間隙值0.5m，m為齒輪的模數(shù)。</p><p>　　3.2.5 配齒計(jì)算 </p><p>　　由本設(shè)計(jì)規(guī)定的原始數(shù)據(jù)根據(jù)裝配條件：</p><p><b>　　==整數(shù)</b></p><p>　　由此可知，取3的倍數(shù)即可使上式

53、成立，故可以取=24</p><p><b>　　根據(jù)傳動(dòng)比公式：</b></p><p><b>　　==1—=1+</b></p><p>　　可得： =（-1）=（5.0-1）24=96.</p><p>　　根據(jù)同心條件，若不變位，則由+=-</p><p>　　得

54、==（88-22）/2=36</p><p><b>　　對(duì)于鄰接條件：</b></p><p><b>　?。ǎ?lt;2asin</b></p><p>　　2asin=m(+)sin=m51.96m</p><p><b>　　（）=m(+2)</b></p>

55、<p>　　式中GB1356-88規(guī)定 齒頂高系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為=1</p><p>　　所以（）=m(36+2)=387m</p><p>　　因?yàn)?1.96m>38m,所以該設(shè)計(jì)配齒計(jì)算滿足鄰接條件，即</p><p>　　=24，=36，=96</p><p>　　3.3 行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸與嚙合參數(shù)計(jì)算</

56、p><p>　　本設(shè)計(jì)中行星齒輪傳動(dòng)選用的是直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　3.3.1 齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)</p><p>　　——基本輪廓，基本輪廓的基本參數(shù)：齒形角，齒頂高，工作</p><p>　　齒高，頂隙c=0.25m,齒根圓角半徑=0.38m</p><p><b>　　——模數(shù)，m<

57、/b></p><p>　　——中心距a，中心輪與行星輪間的中心距，行星輪與內(nèi)齒輪間的中心距</p><p>　　——傳動(dòng)比i,=5.0</p><p><b>　　齒數(shù)比u,</b></p><p>　　中心輪與行星輪間的齒數(shù)比 ==1.5</p><p>　　行星輪與內(nèi)齒輪間的齒數(shù)比==

58、2.67</p><p>　　——變位系數(shù)x,不進(jìn)行變位，所以取x=0</p><p>　　3.3.2 精度等級(jí)選擇</p><p>　　由于銑床減速器要求轉(zhuǎn)速高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，故選擇齒輪精度等級(jí)為精密級(jí)5級(jí)，選擇中心輪材料為SNCM220（滲碳），SNCM220軸承鋼是一種常用的合金滲碳鋼，滲碳處理后表面有相當(dāng)高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度，同時(shí)心部還保留良

59、好的韌性，能承受高的沖擊負(fù)荷。SNCM220主要用作汽車軸承等耐沖擊、耐磨損零件的材料。行星輪材料同為SNCM220（滲碳）。內(nèi)齒輪材料為SCM435（調(diào)質(zhì)）,SCM435有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞極限，淬透性較40Cr高，高溫下有高的蠕變強(qiáng)度與持久強(qiáng)度，長(zhǎng)期工作溫度可達(dá) 500℃。</p><p>　　3.3.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　首先對(duì)于中心輪與

60、行星輪之間的齒輪傳動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，</p><p>　　由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行運(yùn)算，即：</p><p>　　3.3.3.1 初步計(jì)算</p><p>　　初取載荷系數(shù)K=1.8</p><p>　　由參考文獻(xiàn)（2）中表10-6可查得材料的彈性影響系數(shù)：</p><p><b>　　=189.8；

61、</b></p><p>　　中心輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為最大輸出轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　=1854N.mm</b></p><p><b>　　齒寬系數(shù)，</b></p><p>　　中心輪相對(duì)于軸承的位置為懸臂布置，由參考文獻(xiàn)（2）中表10-7查得</p><p&

62、gt;<b>　　=0.6 </b></p><p>　　4)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Nl：</p><p>　　=60×1×3000×30000=5.4×</p><p>　　=5.4×÷1.5=3.6×</p><p>　　5)接觸疲勞強(qiáng)度極限為 ，由參考文

63、獻(xiàn)（2）中圖10-21d按齒面硬度查得</p><p>　　中心輪的接觸疲勞強(qiáng)度:</p><p><b>　　600MPa </b></p><p>　　行星輪的接觸疲勞強(qiáng)度:</p><p><b>　　600MPa</b></p><p>　　6)初步計(jì)算接觸疲勞許用

64、應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由文獻(xiàn)[2]中式（10-12）得 </p><p>　　中心輪的許用接觸應(yīng)力:</p><p>　　==0.9×600=540MPa</p><p>　　行星輪的許用接觸應(yīng)力:</p><p>　　=0.9×500=540MPa</

65、p><p>　　7)中心輪與行星輪是外齒輪嚙合，所以其齒數(shù)比是 :</p><p><b>　　u==1.5</b></p><p>　　則初步計(jì)算中心輪分度圓直徑:</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=25.24mm</b&g

66、t;</p><p><b>　　初步 取:</b></p><p><b>　　=30mm</b></p><p><b>　　初步計(jì)算齒寬 :</b></p><p>　　==0.6×30=18mm</p><p>　　實(shí)際齒寬=b+（5-

67、10mm）=18+10=28mm</p><p>　　初步圓周速度v: </p><p>　　===4.71m/s</p><p>　　3.3.3.2 校核計(jì)算 </p><p>　　由之前的計(jì)算得齒數(shù) :</p><p>　　=24，=36，=96 </p><p><b&g

68、t;　　則可以計(jì)算得:</b></p><p>　　===4.71m/s</p><p>　　1）由文獻(xiàn)[2]表10-2查得使用系數(shù):</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　2）由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù):</p><p><b>　　=0.85<

69、/b></p><p>　　3）由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)==1.0</p><p>　　4）由表10-4查得5級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱懸臂布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù):</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得:</b></p><p><b>　　=</b></p>

70、<p><b>　　=1.807</b></p><p><b>　　5）載荷系數(shù)K:</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1×0.85×1.0×1.807=1.536</p><p>　　按實(shí)際的載荷系

71、數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　=30>28.46mm</p><p><b>　　則模數(shù)為 :</b></p><p>　　m===1.25 </p><p>　　3.3.4 按齒根彎

72、曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　由文獻(xiàn)[2]中式（10-5）進(jìn)行運(yùn)算，即:</p><p>　　1）由圖10-20c查得大小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限均為</p><p>　　2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-

73、12）得</p><p><b>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)=1.0</p><p><b>　　齒向載荷分布系數(shù)：</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)（1）中表5-7進(jìn)行計(jì)算:</p><p>　　齒頂高=m=1

74、.25mm</p><p>　　齒根高=(+)m=1.56mm</p><p>　　齒全高h(yuǎn)=+=1.25+1.56=2.81mm</p><p>　　=28/2.81=9.96</p><p>　　結(jié)合已經(jīng)算出的=1.807可推出：</p><p><b>　　=1.46</b></p&g

75、t;<p><b>　　載荷系數(shù)K：</b></p><p>　　==1×0.85×1.0×1.46</p><p><b>　　=1.24</b></p><p>　　5)齒形系數(shù) 由參考文獻(xiàn)中表10-5可取 ：</p><p><b>　　

76、=2.65</b></p><p><b>　　=2.45 </b></p><p>　　6)應(yīng)力修正系數(shù)：</p><p><b>　　=1.58</b></p><p><b>　　=1.65</b></p><p>　　7)彎曲疲勞極

77、限 由參考文獻(xiàn)中圖10-21d可取：</p><p><b>　　=600MPa</b></p><p><b>　　=600MPa</b></p><p>　　則可以帶入設(shè)計(jì)公式檢驗(yàn)m取值是否合格：</p><p>　　對(duì)于中心輪 ==0.0052</p><p>

78、　　對(duì)于行星輪 ==0.0050</p><p>　　按兩者較大的值進(jìn)行計(jì)算，即按行星輪進(jìn)行計(jì)算模數(shù)：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.41</b></p><p>　　所以之前所算得的模數(shù)m=1.25mm合格</p><p>

79、　　3.3.3.3 確定齒輪主要尺寸</p><p><b>　　齒頂高系數(shù)=1</b></p><p><b>　　頂隙系數(shù)=0.25</b></p><p><b>　　分度圓壓力角=</b></p><p><b>　　分度圓直徑d：</b><

80、;/p><p>　　==1.25×24=30mm</p><p>　　==1.25×36=45mm</p><p>　　==1.25×96=120mm</p><p><b>　　中心距a：</b></p><p><b>　　==43.75mm</b&g

81、t;</p><p><b>　　==37.5mm</b></p><p><b>　　齒頂高：</b></p><p><b>　　=m=1.25mm</b></p><p><b>　　齒根高：</b></p><p>　　=(

82、+)m=1.56mm</p><p><b>　　齒全高：</b></p><p><b>　　=+=2.81mm</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p>　　=+2=32.5mm</p><p>　　=+2=47.5m

83、m</p><p>　　=—2=117.5mm</p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p>　　=-2=27.5mm</p><p>　　=-2=42.5mm</p><p>　　=+2=122.5mm</p><p><b>　　齒距p ：

84、</b></p><p>　　p=m=3.925mm</p><p><b>　　齒厚s：</b></p><p>　　s=m/2=1.9625mm</p><p><b>　　齒槽寬e：</b></p><p>　　e=m/2=1.9625mm</p>

85、;<p>　　齒寬b 之前算得b=28mm ?。?lt;/p><p><b>　　=28mm</b></p><p><b>　　=28mm </b></p><p><b>　　=28mm</b></p><p><b>　　頂隙c：</

86、b></p><p>　　C=m=0.3125mm</p><p>　　表3-1 齒輪基本幾何尺寸 單位：mm</p><p>　　3.4輸出軸與行星架一體式設(shè)計(jì)</p><p>　　行星架是行星齒輪傳動(dòng)裝置中的主要構(gòu)件之一，行星輪軸或軸承就裝在行星架上。當(dāng)行星架作為基本構(gòu)件時(shí)，它是機(jī)構(gòu)中承受外力矩最大的零件。行星

87、架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造對(duì)各行星輪間的載荷分配以至傳動(dòng)裝置的承載能力、噪聲和振動(dòng)等有很大影響。</p><p>　　行星架的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)該是重量輕、剛性好、便于加工和裝配。其常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式有雙壁整體式、雙壁分開(kāi)式和單臂式三種。</p><p>　　圖3-4-1 雙壁整體式行星架</p><p>　　a) 軸與行星架一體 b)軸與行星架為法蘭式鏈接</p><

88、;p>　　雙壁整體式行星架結(jié)構(gòu)剛性較好，行星輪的軸承一般安裝在行星輪內(nèi)。</p><p>　　圖3-4-2雙壁分開(kāi)式行星架</p><p>　　雙壁分開(kāi)式行星架結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，剛性較差，主要用于傳動(dòng)比較小的情況。當(dāng)傳動(dòng)比較小時(shí)，行星輪軸承安裝在行星架上，裝配較方便。</p><p>　　圖3-4-3 單臂式行星架</p><p>　　單壁式

89、行星架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可容納較多的行星輪，裝配方便，軸向尺寸小，但行星輪屬懸臂布置，受力不好，剛性差。</p><p>　　本設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，故采用雙壁整體式行星架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)結(jié)果為：</p><p>　　圖3-4-4 行星架結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　3.5輸入軸設(shè)計(jì) </b></p><p>　　3.5.1

90、材料選擇和許用應(yīng)力</p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。</p><p>　　由于碳鋼比合金鋼廉價(jià)，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制作軸尤為廣泛，其中最常用的的是45鋼。</p><p>　　合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的

91、耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。</p><p>　　由文獻(xiàn)[2]表15-1 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能，故選用20Cr(滲碳)，強(qiáng)度極限=800MPa 許用彎曲應(yīng)力=60MPa。</p><p>　　已知輸入軸的轉(zhuǎn)矩=618Nm，轉(zhuǎn)速n=3000r/min中心輪的直徑=32.5mm</p><p>　　3.5.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸徑&

92、lt;/p><p>　　由參考文獻(xiàn)中式（15-2）：</p><p><b>　　==23.3mm</b></p><p>　　對(duì)于空心軸，由式（15-3）：</p><p><b>　　==27.8mm</b></p><p>　　式中，即空心軸的內(nèi)徑與外徑d之比。</p

93、><p>　　為了便于軸上零件的拆裝、定位、位置調(diào)整等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，輸入軸輸出軸都設(shè)計(jì)成階梯軸</p><p>　　所以估算軸徑,確定各個(gè)軸段的直徑，設(shè)計(jì)結(jié)果如圖所示：</p><p>　　圖3-5-1 輸入軸</p><p><b>　　3.6總體裝配圖 </b></p><p>　　圖3-6-1 裝

94、配圖</p><p>　　第四章 Solidworks的三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　4.1 SolidWorks簡(jiǎn)介</p><p>　　美國(guó)SolidWorks公司成立于1993年，是一家專門從事開(kāi)發(fā)三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的高科技公司，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，公司主導(dǎo)產(chǎn)品是世界領(lǐng)先水平的SolidWork

95、s軟件。SolidWorks軟件可以快捷地建立各種結(jié)構(gòu)的模型，提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量，是目前應(yīng)用較為廣泛的三維設(shè)計(jì)軟件。它采用參數(shù)化特征建模技術(shù)，具有極強(qiáng)的設(shè)計(jì)靈活性。其設(shè)計(jì)過(guò)程的全相關(guān)性，使設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)過(guò)程的任何階段進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，同時(shí)連動(dòng)改變相關(guān)零部件的參數(shù)。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)。</p><p><b>　　功能描述&l

96、t;/b></p><p>　　1、Top Down(自頂向下)的設(shè)計(jì)</p><p>　　自頂向下的設(shè)計(jì)是指在裝配環(huán)境下進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)子部件的能力，不僅做到尺寸參數(shù)全相關(guān)，而且實(shí)現(xiàn)幾何形狀、零部件之間全自動(dòng)完全相關(guān)，并且為設(shè)計(jì)者提供完全一致的界面和命令進(jìn)行全自動(dòng)的相關(guān)設(shè)計(jì)環(huán)境。用戶可以在裝配布局圖做好的情況下，進(jìn)行設(shè)計(jì)其它零部件，并保證布局圖、零部件之間全自動(dòng)完全相關(guān)，一旦修改其中一

97、部分，其它與之相關(guān)的模型、尺寸等自動(dòng)更新，不需要人工參與。</p><p>　　2、Down Top (自下向上)的設(shè)計(jì)</p><p>　　自下向上的設(shè)計(jì)是指在用戶先設(shè)計(jì)好產(chǎn)品的各個(gè)零部件后，運(yùn)用裝配關(guān)系把各個(gè)零部件組合成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力，在裝配關(guān)系定制好之后，不僅做到尺寸參數(shù)全相關(guān)，而且實(shí)現(xiàn)幾何形狀、零部件之間全自動(dòng)完全相關(guān)，并且為設(shè)計(jì)者提供完全一致的界面和命令進(jìn)行全自動(dòng)的相關(guān)設(shè)計(jì)環(huán)境。

98、用戶可以在產(chǎn)品的裝配圖做好后，可以設(shè)計(jì)其它零部件、添加裝配關(guān)系，并保證零部件之間全自動(dòng)完全相關(guān)，一旦修改其中一部分，其它與之相關(guān)的模型、尺寸等自動(dòng)更新，不需要人工參與。</p><p><b>　　3、配置管理</b></p><p>　　在SolidWorks 中，用戶可利用配置功能在單一的零件和裝配體文檔內(nèi)創(chuàng)建零件或裝配體的多個(gè)變種(即系列零件和裝配體族)，而其多

99、個(gè)個(gè)體又可以同時(shí)顯示在同一總裝配體中。其它同類軟件無(wú)法在同一裝配體中同時(shí)顯示一個(gè)零件的多個(gè)個(gè)體，其它同類軟件也無(wú)法創(chuàng)建裝配體族。</p><p>　　4.2行星齒輪減速器的三維建模</p><p>　　SolidWorks三維建模主要包括零件和裝配體的建模，零件的建模先要通過(guò)直線、圓弧、多邊形等基本幾何元素按尺寸要求畫好草圖，再通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等特征組合建立零件三維模型。裝配體的建模主

100、要是將零件按固定、重合、平行、同心等約束方式配合起來(lái)，最后形成總體的裝配效果。行星齒輪減速器的三維建模主要對(duì)行星架、齒輪、輸入軸、滾動(dòng)軸承、密封件、箱體的建模，對(duì)于齒輪、滾動(dòng)軸承、螺栓等系列標(biāo)準(zhǔn)件，則可以通過(guò)軟件自帶的Toolbox插件來(lái)通過(guò)參數(shù)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)生成，提高了設(shè)計(jì)的效率。 </p><p>　　4.2.1軸的建模：</p><p>　　軸類零件的建?？梢酝ㄟ^(guò)定義草圖零件的輪廓，再旋轉(zhuǎn)

101、得到，也可以通過(guò)定義不同軸段的直徑和長(zhǎng)度，再拉伸得到。在此基礎(chǔ)上，再利用拉伸切除得到鍵槽、孔等特征。</p><p>　　圖4-2-1 輸出軸</p><p>　　圖4-2-2 輸入軸</p><p>　　4.2.2齒輪的建模</p><p>　　SolidWorks的設(shè)計(jì)庫(kù)為用戶提供了存儲(chǔ)、查詢、調(diào)用常用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資源的空間。正確使用該功能

102、可以提高檢索效率，減少重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)效率。在插件 Toolbox 齒輪的數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇正齒輪，按要求定義齒輪齒數(shù)、面寬、轂樣式、轂直徑、鍵槽、總長(zhǎng)度、標(biāo)稱軸直徑等參數(shù)，生成的模型即為用戶所需的模型，非常方便、快捷、高效。</p><p>　　圖4-2-3 利用設(shè)計(jì)庫(kù)導(dǎo)出行星齒輪</p><p>　　圖4-2-4 內(nèi)齒圈</p><p>　　4.2.3其它零件的建模

103、</p><p>　　插件 Toolbox 中也提供了鍵、滾動(dòng)軸承、螺栓，只要選擇合適的類型直接導(dǎo)出即可。 箱體類零件建模過(guò)程較容易，主要用到拉伸和切除特征，這里不再詳細(xì)描述，值得注意的是螺紋孔的建模可以通過(guò)插入異型孔向?qū)卣鱽?lái)完成。</p><p>　　圖4-2-5 前箱體</p><p>　　圖4-2-6 后箱體</p><p>　　4.

104、3行星齒輪減速器的裝配</p><p><b>　　4.31裝配過(guò)程</b></p><p>　　1.單擊主工具欄的“新建”按鈕，選擇新建類型“裝配體”選項(xiàng)，進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)環(huán)境。</p><p><b>　　圖4-3-1</b></p><p>　　2.在開(kāi)始裝配體對(duì)話框中選擇“瀏覽”，打開(kāi)“內(nèi)齒圈”

105、文件，模型被添加到主窗口中，一般默認(rèn)插入的第一個(gè)零件為固定，這時(shí)就可以添加其他零件進(jìn)行裝配了。</p><p>　　3.選擇“配合”按鈕，選擇要配合的對(duì)象，添加“重合”、”平行”、“垂直”等配合就可以了，對(duì)于齒輪間的配合，則添加“機(jī)械配合”里的“齒輪”定義好比率和轉(zhuǎn)向，就可以使齒輪嚙合傳動(dòng)。</p><p>　　4.裝配完成后裝配體如圖所示：</p><p><

106、;b>　　圖4-3-2</b></p><p>　　4.32總裝配體的爆炸視圖</p><p><b>　　圖4-3-3</b></p><p>　　4.4.行星齒輪減速器的運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　添加運(yùn)動(dòng)算例，在“動(dòng)畫向?qū)А崩锟芍谱餮b配體的旋轉(zhuǎn)爆炸動(dòng)畫，此外，添加“旋轉(zhuǎn)馬達(dá)”定義馬達(dá)作用的軸、轉(zhuǎn)

107、向及轉(zhuǎn)速，還可以模擬真實(shí)情況下，行星減速器的運(yùn)動(dòng)情況，最后將所有的動(dòng)畫集合在一起，就構(gòu)成了產(chǎn)品動(dòng)畫的完全展示。</p><p><b>　　圖4-4-1</b></p><p>　　具體制作見(jiàn)視頻文件”裝配體爆炸運(yùn)動(dòng)仿真“</p><p><b>　　4.5.產(chǎn)品渲染</b></p><p>　　P

108、hotoView 360提供了許多專業(yè)渲染效果，可使用它給零件和裝配體創(chuàng)建逼真的圖形，通過(guò)設(shè)置產(chǎn)品的材質(zhì)、選擇布景、定義光源、貼圖等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行渲染，做出生動(dòng)美觀的效果圖，還可以旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品以最好的角度進(jìn)行表現(xiàn)，形成真實(shí)質(zhì)感和視覺(jué)效果的概念產(chǎn)品展示。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李瑞琴.機(jī)械原理.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.

109、</p><p>　　[2] 濮良貴，紀(jì)良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2005.</p><p>　　[3] 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　　[4] 張展，張宏松，張曉維.行星差動(dòng)傳動(dòng)裝置.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[5] 張展.減速器設(shè)計(jì)與實(shí)用數(shù)

110、據(jù)速查.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[6] 顏思健，韓翠蟬.漸開(kāi)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</p><p>　　[7] 龐學(xué)慧，武文革. 互換性與技術(shù)測(cè)量計(jì)算基礎(chǔ). 北京：電子工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[8] 成都益博數(shù)字科技有限公司.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（新編軟件版），2008.</p&

111、gt;<p>　　[9] 鳳儀.金屬材料學(xué).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[10] 寧汝新，趙汝嘉.CAD/CAM技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010第二版.</p><p>　　[11] 張春宜，郝廣平，劉敏.減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精講.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[12] 曹巖.SolidWorks 200

112、9機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例精解.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[13] 張忠將，李敏. SolidWorks 2010機(jī)械設(shè)計(jì)從入門到精通.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2011.</p><p>　　[14] 酈祥林，趙躍生，江洪. SolidWorks 2010完全自學(xué)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[15] 殷國(guó)富，朱金波，

113、衡良等.SolidWorks2011產(chǎn)品設(shè)計(jì).北京;化學(xué)工業(yè)出版社，2012.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，作為我學(xué)生生涯最后一課，也是極為重要的一課，給我提供了極好的機(jī)會(huì)去檢驗(yàn)和完善自己的大學(xué)所學(xué)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，不僅讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的知識(shí)，有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)與鞏固，尤其是在軟件學(xué)習(xí)這個(gè)領(lǐng)域，有很大的提升，而且培養(yǎng)了

114、自己的耐性和堅(jiān)忍不拔的精神。</p><p>　　在這期間,讓我感受最深的就是自己對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這方面的總體的把握不足，經(jīng)驗(yàn)不夠充分而導(dǎo)致自己走了許多的彎路，一次一次的修改自己的數(shù)據(jù)，明白了作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員必須把握設(shè)計(jì)的全局觀，不只能坐井觀天。不僅如此，在這期間，由于對(duì)自己的某些數(shù)據(jù)要求不是很嚴(yán)格，而導(dǎo)致的一些錯(cuò)誤，造成了設(shè)計(jì)的不合理，讓我深知：唯有以嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，才能夠走好設(shè)計(jì)這條艱辛之路。</p&g

115、t;<p>　　在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師XXX老師，因?yàn)樵谒南ば闹笇?dǎo)與敦促下我才能夠順利的完成設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)讓我也感受到了他謙遜的人格魅力;我還要特別要感謝的就是班級(jí)里那些與我共同奮戰(zhàn)的同學(xué)們，因?yàn)榕c他們的交流中，讓我學(xué)到了許多我所不能及的知識(shí)，也得到了他們很多無(wú)私的幫助，在即將分別的季節(jié)里，祝班級(jí)所有兄弟姐妹都前程似錦；最后要感謝母校對(duì)我的培養(yǎng)，在大學(xué)四年里，使我得到了成長(zhǎng)與提升。</p&g