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科学管理合理组织,不断深化“双基”建设,狠抓安全技术教育培训工作,全面落实“手指口述安全确认操作、岗位描述”安全管理规范,提高全员安全责任意识和整体操作技能。多级行星齿轮增速器设计摘要随着我国在科技领域接连取得突破和经济社会的持续发展,我国的制造业水平的不断提升,当前为了进行产业转型和升级,迫切的需要高效、高精度性能优越的增速机构。为了满足这一需求,小巧、结构紧凑、传动效率高的行星齿轮增速器受到了越来越多的关注。在此背景下,多级行星齿轮增速器的研究就有着十分重要的现实意义,好的可靠性和稳定性更成为重中之重。在研究设计过程中应当进行大胆的创新,不断地革新、完善和掌握这一方面的技术。本次毕业设计的任务为行星齿轮增速器的设计,对其设计过程进行了一般性的阐述。通过设计和校核计算,完成了相关的数据,并且绘制出了系统的图纸。首先介绍了行星齿轮增速器的应用场合以及其使用特性的一般性阐述,其次介绍了行星齿轮增速器在工业领域的重大作用以及国内外关于行星齿轮增速器设计的情况。根据预定的设计任务以及技术要求,设计并且确定了整体方案。在确定整体方案之后,对多级行星齿轮增速器涉及的零部件进行了必要的设计计算以及校核计算,其中主要包括各级齿轮的设计、齿面接触及齿根弯曲疲劳强度的计算和校核,各轴的设计以及其所受扭矩强度的校核计算,以及其他相关零部件的选用和设计计算。关键词:行星齿轮;增速器;轴承第1章引言1.1行星齿轮增速器简介行星齿轮增速器,顾名思义就是采用行星轮系传动方案将输入的较低转速提升至较高转速的机器,可以在增加转速同时减少转矩。采用行星齿轮传动较普通齿轮传动具有具有许多得天独厚的优势。它的最突出的特点是其在传递动力时能够对功率进行适当的分流;与此同时,行星齿轮传动机构的输入轴和输出轴有很好的同轴性,也就是说输出轴和输入轴同时布置在在同一个主轴线上。因此人们现在逐步用行星齿轮传动来替换普通齿轮传动,充当各类机械传动系统的变速装置。特别是那些对占用体积小、质量轻巧、结构小巧紧凑以及工作传动效率有较严格要求的的航空航天机械、工程机械、石化机械和兵工制造等机械传动系统以及要设置差速器的车辆齿轮传动系统,行星齿轮传动如今得到了极为广泛运用。科学管理合理组织,不断深化“双基”建设,狠抓安全技术教育培训工作,全面落实“手指口述安全确认操作、岗位描述”安全管理规范,提高全员安全责任意识和整体操作技能。行星齿轮增速器相比普通圆柱齿轮式增速器有着如下的优点;(1)占用空间小、质量轻,结构小巧紧凑,承载能力强因为行星齿轮传动能够对功率进行分流和输入轴和输出轴有很好的同轴性以及适当地利用齿轮内啮合齿轮副,所以可以令其结构设计的比较紧凑。再则在太阳轮周围均布着数个行星轮来分摊荷载,由此让每个行星轮所承受较小的负荷,并允许其采用比较小的模数。另外,结构上充分的利用了内齿圈自身的体积以及内啮合的优良的承载能力,对缩减其整体尺寸极为有利,实现占用空间小、质量轻,结构小巧紧凑,承载能力强的设计目标。(2)传动效率高因为行星齿轮传动系统的结构对称性很好,有着数个均布的行星轮,令传动装置中的反作用力可以互相抵消、平衡,所以使得其能够实现提高运行过程的机械传动效率。(3)实际传动比大,能够对运动进行合成、分解设计过程中适当选用传动系统的类型和配齿方法,就能够用较少的齿轮来得到较大的的传动比。在某些场合的行星齿轮传动形式,其传动比甚至可以达到可达到几千。并且,在其传动比很大时,行星齿轮传动依然可维持占用空间小、质量轻,结构小巧紧凑等诸多优点。与此同时,它还能够对要传递的运动实现合成与分解。(4)运行过程平稳、抗冲抗震的能力强因为行星齿轮传动系统的结构具有很好的对称性,有着数个均布的行星轮,令传动装置中的反作用力可以互相抵消、平衡。当然,同时啮合的齿数也相应增多,所以其运动过程可以比较平稳,抗冲抗震的能力强,可靠性一般优于普通齿轮传动方案。据有关资料分析可得,目前行星齿轮传动技术有行业标准化、产品系列化、高精高速、功率大、转矩大的发展趋势。若需要全文以及图纸加QQ1.2行星齿轮增速器国内外研究发展现状在工业应用中,不仅普遍需要专门的减速器,而且同样在许多场合需要较高的转速以达到机器的使用参数要求。由于行星齿轮增速器的特点,其在需将低速转动高效率的转换高速转动的场合,获得了极为广泛的应用。想要制造出性能优越、可靠度高的齿轮增速机构,首先要掌握先进的齿轮设计制造技术。因此说到行星齿轮增速器,不能脱离齿轮制造技术而空谈增速器的设计制造,因为齿轮制造精度、性能参数离不开齿轮这一核心零件。伴随着全球范围内制造业的快速发展,我国齿轮制造行业经过从国外大力引入高端设备和先进生产技术从而在设计制造能力上有了巨大的进步,距离国际先进水平相当靠近。我国自行设计生产的齿轮加工用机床现在基本具备比较完备的型号、种类和系列。并且已经设计制造出具有自主知识产权的数控磨床,技术参数达到国际先进水平,但是在总体设计制造水平上而言,其实际精度、使用寿命、运行稳定性以及数字化水平等一系列科学管理合理组织,不断深化“双基”建设,狠抓安全技术教育培训工作,全面落实“手指口述安全确认操作、岗位描述”安全管理规范,提高全员安全责任意识和整体操作技能。方面距离国际先进水平还有着较大的差距。因此现阶段我国齿轮制造行业的精加工环节的相关高端设备对外依存度依然居高不下,如德国、瑞士等国的齿轮加工设备在国内有着明显的优势地位。现阶段齿轮设计制造的重点的研究领域为:数值分析技术——齿轮啮合原理或共轭特性的理论研究历史悠久,发展到今天其切齿原理没有发生本质性的变革,可是在实际的工程应用方面,齿轮的设计加工水平得到了很大的提升,主要体现在加工装备、检测精度和水平、设计计算及优化分析等方面,这主要归因于计算机技术的进步、数字化水平的不断提高以及相关软件分析技术的不断成熟。所以,实际加工中,齿轮在投入加工制造之前,数值分析技术的相关研究和工程实际应用就成了一个重点研究的课题。齿轮加工工艺过程的工序其实并不复杂,关键是其实际使用性能和各类参数要能够满足设计参数的要求。所以在齿轮加工中采用预调修正的方法势在必行,借此保证设计过程中的各类目的性要求。微观修形技术——行星齿轮传动技术的追求的是传动装置的尽量低的运行噪声以及尽量高的使用寿命。工业中充当一般商品的各类齿轮,相应的实现具备满足技术标准要求和用户实际性能参数要求的最大程度的优化设计。据此可以得出结论,齿轮设计制造加工技术的进步需要在加工制造精度、使用性能参数、实际使用寿命与设计制造加工总成本的的相互制约中寻找一个平衡点来获得,统筹兼顾实现技术上的不断更新进步。现代齿轮设计加工技术已经成为一门多学科交叉互融综合性技术,唯有整车运行过程中表现出优异的使用性能和在设计寿命内表现出的高性能方为齿轮设计制造所追求的至上目标。现阶段在工业领域内,通用变速箱包括行星齿轮增速箱这一块,美国、德国等公司占据优势地位,技术水平、行业影响力以及市场份额独步全球。德国的SEW公司在我国设立了了数个加工制造基地,年销售额超过10亿元。我国在这一领域的代表企业是万杰公司,在通用变速箱这一领域各企业的制造加工水平的差距已经在逐步缩减,行业内竞争比较大。在工业专用行星齿轮变速器这一领域,中国企业具有很大优势,目前已占据七到八成的市场份额,主要以国有企业为主干,基本上都具有数十年的生产技术、设计经验的积累。中国本土的南京高精齿轮公司、杭州前进齿轮箱集团、重庆齿轮箱厂、郑州机械研究所等生产的高速重载齿轮,在大型装备制造业和造船业占据较大市场份额。国际上,规模大、知名度高的行星齿轮增速器提供商主要集中在德国、美国、意大利、日本、英国、比利时等国,代表企业有SEW、康迈尔、福克、汉森、住友等公司,这些企业在国际工业齿轮市场占有二成以上的市场份额。统计数据显示工业齿轮的市场销售额,各大制造上的销售额从10亿美元至1亿美元不等;在市场集聚化程度方面,工业(通/专用)齿轮行业集聚度比较低下,排名前十的制造商市场总份额约为二成。由于各种因素的作用,中国行星齿轮增速器行业存在产业过于分散,市场处于无序竞争状态的问题。配套的变速箱设计制造产业链并未完善,齿轮产品从齿轮用材料开发供应、毛坯精锻技术、热处理核心关键技术的字知识产权、精加工技术和先进无损检测技术到变速箱柔性数字化自动装配线,皆是如此,严重制约了我国齿轮变速箱设计制造水平的提高,若需要全文以及图纸加QQ一定程度上使我国在这一领域的标准制定、话语权上难以有所作为。而且由于创新能力的缺失,行星齿轮增速箱制造行业目前只有少数企业建立了技术研发中心,其中真正具备了自主创新能力的亦是少数。这些因素使得大多数齿轮箱制造企业仅仅是一个按照图纸加工的制造型企业,创新设计能力缺失,产品的附加值基本科学管理合理组织,不断深化“双基”建设,狠抓安全技术教育培训工作,全面落实“手指口述安全确认操作、岗位描述”安全管理规范,提高全员安全责任意识和整体操作技能。没有,就只有有依靠扩大产能、低价销售获取生存,根本就拿不到国际市场中、高端齿轮市场竞争的入场券。因此,中国行星齿轮增速器制造行业亟待调整齿轮产业结构,加速推进齿轮产业升级。若需要全文以及图纸加QQ第3章行星齿轮传动设计3.1传动方案及其设计根据所定的传动比i=23,选用二级NGW型串联式结构,即2321ii。并且取第一、二级行星轮的个数wn=3。动力源提供转速通过输入轴传给行星架,再由行星架经行星轮带动低速级太阳轮转动,并按同样的方式输入至高速级,最终由输出轴输出较高转速来实现增速。齿轮传动皆采用直齿轮传动且取标准压力角20。为了使机器获得低温抗脆性,低膨胀收缩率,齿轮毛胚尽可能地采用整体锻造的形式加工来提高承载能力,材料选取优质合金钢以获得良好的力学性能。表3—1列出本文要设计的行星齿轮增速器的各传动部件的材料和力学性能。表3—1传动部件的材料和力学性能科学管理合理组织,不断深化“双基”建设,狠抓安全技术教育培训工作,全面落实“手指口述安全确认操作、岗位描述”安全管理规范,提高全员安全责任意识和整体操作技能。传动件材料热处理接触强度(MPa)弯曲强度(MPa)太阳轮20CrMnTi渗碳淬火,齿面硬度5660HRC1500480行星轮内齿轮42CrMo调质、齿面硬度HBS2607203203.2传动比选取及其分配鉴于增速装置的用途与其工作的特点,把行星每级传动结构形式选为:单级NGW型行星式传动机构。同时为了保证其工作过程的稳定,取每级传动行星轮数量为3,传动比的选值为:7.13~1.2baHi。由于实际工作条件下的需要,行星轮和电机转子部分之间需预留足量的空间以便于安装其他部件,并使机构结构能够紧凑,方便安装。行星轮系传动机构选则2级传动形式,并按照传动比从低速级想告诉记递增的原则,各级的传动比的初步分配见下:第一级(低速级):6.4baHi;(1i)第二级(高速级):5baHi。(2i)3.3低速级行星齿轮设计及校核
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