毕业设计（论文）-小型行星齿轮加速器设计.docx

本科毕业设计（论文）题目小型行星齿轮加速器设计专业学生姓名班级_学号指导教师二O年月日毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。论文作者签名:日期：年月行星齿轮加速器是一种至少有一个齿轮的几何轴线绕着固定位置转动圆周运动的传动，变速器通常和若干行星轮和传递载荷的作用，为了使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点：传动比大，结构紧凑，体积小、质量小，效率高，噪音低，运转平稳，因此被广泛应用于冶金，工程机械，起重，运输，航空，机床，电气机械及国防工业等部门,作为减速、变速或增速的齿轮传动装置。行星齿轮传动机构的传动原理：当高速轴由电机驱动，带动太阳轮，然后带动行星轮转动，内齿圈固定，然后带动行星架输出运动的，在行星架上的行星轮既自转和公转，具有相同的结构。二级，三级或多级传输。行星齿轮传动机构主要由太阳齿轮，行星齿轮，内齿圈，行星架，命名为基本成分后，也被称为Zkf型行星齿轮传动机构。本设计是基于行星齿轮结构设计的特点，和UG三维建模。行星齿轮和各种类型的特性的比较，确定方案；其次根据输入功率，相应的输出转速，传动比的传动设计、总体结构设计；三维建模并最终完成了UG模型的装配，并完成了传动部分的和运动分析。关键词：行星齿轮加速器、装配、三维建模AbstractAcceleratorisaplanetarygearwithatleastonegeargeometricalaxisofrotationaroundafixedpositionthecircularmotionofthedrive,andusuallyseveralplanetwheelloadtransferandtheroleoftransmission,inordertomakepowersplit.Involuteplanetarygeardrivehasthefollowingadvantages:transmissionratio,compactstructure,smallsize,lowweight,highefficiency,lownoise,smoothoperation,itiswidelyusedinmetallurgy,engineeringmachinery,lifting,transportation,aviation,machinetools,electricalmachineryanddefenseindustryandothersectors,asthedeceleration,thegrowthrateoftheshiftorgeartransmission.Transmissionprincipleplanetarygeardrivemechanism:Whenthehighspeedshaftdrivenbyamotortodrivethesungear,andthendrivetherotationoftheplanetwheel,ringgearfixed,thentheoutputdrivecarriermovementontheplanetcarrieroftheplanetarygearbothrotationandrevolution,Ithasthesamestructure.Two,threeormulti-leveltransmission.Aftertheplanetarygearmechanismismainlycomposedofasungear,planetgear,ringgear,planetcarrier,namedasthebasiccomponent,alsocalledzk-htypeplanetarygeartransmissionmechanism.Thedesignisbasedontheplanetarygearstructuredesign,andUGthree-dimensionalmodeling.Comparisonoftheplanetarygearandvarioustypesofcharacteristics,todeterminetheprogram;secondlyaccordingtotheinputpower,thecorrespondingoutputspeedratiotransmissiondesign,theoverallstructuraldesign;three-dimensionalmodelingandeventuallycompletedtheassemblyUGmodel,andcompletedthedriveandmovingpartsoftheanalysis.Keywords:planetarygearaccelerator,assembly,3Dmodeling目录第1章绪论11.1 国内外的研究状况及其发展方向11.2 UG行星齿轮的选题分析及设计内容11.3 主要的工作内容2第2章行星齿轮加速器方案确定32.1 机构简图的确定32.2 周转轮系部分的选择32.3 行星齿轮加速器方案确定32.4 行星轮系中各轮齿数的确定5第3章行星加速器结构设计73.1 基本参数要求与选择73.1.1 基本参数要求73.1.2 电动机的选择73.2 方案设计73.2.1 机构简图73.2.2 齿形及精度73.2.3 齿轮材料及性能83.3 齿轮的计算与校核83.3.1 配齿数83.3.2 初步计算齿轮主要参数83.3.3 按弯强度曲初算模数m103.3.4 齿轮疲劳强度校核113.4 轴上部件的设计计算与校核153.4.1 轴的计算153.4.2 行星架设计193.5 键的选择与校核223.5.1 键的选择223.5.2 键的校核23第4章UG的建模与运动仿真254.1 建模软件的介绍254.2 行星齿轮机构的建模254.2.1 对行星齿轮的建模254.2.2 行星齿轮其他部件的建模274.3 行星齿轮机构的虚拟装配284.4 装配体的实现38总结40致谢41参考文献42第1章绪论1.1国内外的研究状况及其发展方向国内对行星齿轮传动比较深入的研究最早开始于20世纪60年代后期，20世纪70年代制定了NGW型渐开线行星齿轮加速器标准系列JB1799-1976。一些专业定点厂已成批生产了NGW型标准系列产品，使用效果很好。已研制成功高速大功率的多种行星齿轮加速器，如列车电站燃气轮机（3000KW）、高速气轮机（500KW）和万立方米制氧透平压缩机（6300KW）的行星齿轮箱。低速大转矩的行星齿轮加速器已成批生产，如矿井提升机的XL-30型行星齿轮加速器（800kW）,双滚筒采煤机的行星齿轮加速器（375kW）0世界上一些工业发达的国家，如：日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构化、传动性能、传递功率、转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代的机械传动设备中获得了成功的应用。世界各先进工业国家，经由工业化、信息时代化，正在进入知识化时代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使行星齿轮传动已达到较高的水平。我国与世界先进水平虽存在明显的差距，但随着改革开放带来设备引进、技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得很大的进步。目前行星齿轮传动正在向以下几个方面发展：D向高速大功率及低速大转矩的方向发展。例如年产300kt合成氨透平压缩机的行星齿轮增速器，其齿轮圆周速度已达150ms;日本生产了巨型船舰推进系统用的行星齿轮箱，功率为22065kW;大型水泥磨中所用80/125型行星齿轮箱，输出转矩高达4150kNmo在这类产品的设计与制造中需要继续解决均载、平衡、密封、润滑、零件材料与热处理及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计制造技术问题。2）向无级变速行星齿轮传动发展。实现无级变速就是让行星齿轮传动中三个基本构件都传动并传递功率，这只要对原行星机构中固定的构件附加一个转动（如采用液压泵及液压马达系统来实现），就能成为变速器。3）向复合式行星齿轮传动发展。近年来，国外将蜗杆传动、螺旋齿轮传动、圆锥齿轮传动与行星齿轮传动组合使用，构成复合式行星齿轮箱。其高速级用前述各种定轴类型传动，低速级用行星齿轮传动，这样可适用相交轴和交错轴间的传动，可实现大传动比和大转矩输出等不同用途，充分利用各类型传动的特点，克服各自的弱点，以适应市场上多样化需要。4）向少齿差行星齿轮传动方向发展。这类传动主要用于大传动比、小功率传动。1.2 UG行星齿轮的选题分析及设计内容本设计以本设计基于UG便于交互及强大的二维、三维绘图功能。先确定总体思路、设计总体布局，然后设置零部件，最后完成一个完整的设计。利用UG模块实现装配中零部件的装配、运动学仿真等功能。行星齿轮加速器的体积、重量及其承载能力主要取决于传动参数的选择，设计问题一般是在给定传动比和输入转矩的情况下，确定各轮的齿数，模数和齿宽等参数。其中优化设计采用UG自带的模块,，模拟真实环境中的工作状况进行，对元件进行运动分析。加速器作为独立的驱动元部件，由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输人功率和传动比的不同组合，可获得相应的加速器系列。在以往的人工设计过程中，在图纸上尽管能实现同一机座不同规格的部分系列表示，但其图形受到极大限制。采用UG工具来实现这一过程，不仅能完善上述工作，方便设计操作，而且使系列产品的技术数据库，图形库的建立、查询成为可能，使设计速度加快。在设计过程中，我利用互联网对本课题的各设计步骤与任务进行了详细了解。采用计算机辅助设计的技术，利用UG参数化建模动态仿真。在此之前，我对UG建模以及之后的有限元分析的了解十分的有限，通过这次的毕业设计使我对UG的使用更加的熟练，并且掌握了UG建模以及装配过程中的一些小技巧，对我以后的学习和工作有不小的帮助。通过有限元分析的过程使我意识到了先进的分析方法不仅可以有效地提高研究效率，而且分析结果简单明确，更加的省时省力令人一目了然。整个设计过程中，我学到最多的还是严谨认真的学习研究态度，培养了我一丝不苟的精神,毕业设计便是对我们这种一丝不苟精神的锻炼与培养，这是我在今后的工作学习中必不可少的品质，将伴随我的一生。这次毕业设计是对我们大学四年学习的总结，也是我们的下一个新的起点。1.3 主要的工作内容1 .设计计算部分：分析行星齿轮机构传动方案；并通过计算分析，确定行星轮系齿轮的齿数、模数和轴、行星架的各项参数，校核齿轮的接触和弯曲强度；完成内外啮合齿轮、轴、行星架的设计计算；在整机设计开发背景下，结合运动参数完成建模。2 .工程仿真分析部分：本论文利用三维软件UG对行星齿轮加速器进行三维建模，并完成与整机的装配；利用UG加速器机构模型进行全局，对内外啮合齿轮传动进行运动学分析。第2章行星齿轮加速器方案确定2. 1机构简图的确定加速器传动比i=5.4,故属于1级行星传动系统。b查渐开线行星齿轮传动设计书表4-1确定为=2或3。从提高传动装置承载力，减小尺寸和重量出发，取为=3。计算系统自由度W=3*3-2*3-2