畢業(yè)設(shè)計-二級行星齒輪減速器設(shè)計及三維造型設(shè)計(編輯修改稿)
2025-01-07 19:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型 7 第 1章 概述 . 設(shè)計 內(nèi)容 旋轉(zhuǎn)噴射器中減速箱是工業(yè)油罐罐底油泥旋轉(zhuǎn)噴射混合系統(tǒng)中重要的一部分。高速旋轉(zhuǎn)的渦輪帶動噴嘴低速的轉(zhuǎn)動，中間需要一個傳動比很大的減速器連接。 本說明書的內(nèi)容 就是結(jié)合渦輪的輸入轉(zhuǎn)速、噴嘴所需的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩等已知條件設(shè)計一個滿足要求的齒輪減速器。 減速器 設(shè)計的主要參數(shù)包括： 1．初轉(zhuǎn)速 120 /minr ； 2．目標(biāo)轉(zhuǎn)速 /rh； 3． 輸出轉(zhuǎn)矩 2021 Nm? 。 本論文主要完成以下工作： 1．選擇確定傳動方案。傳動方案的確定包括傳動比的確定和傳動類型的確定。此次設(shè)計的減速器傳動比達(dá)到 14400，是目前國際上設(shè)計出的減速器中傳動比最大的，沒有參考的先例，所以，只有通過不斷的比較和分析去合理的選擇一種傳動方案，盡量降 低減速器的體積和重量。 2．設(shè)計計算。每級傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，都大致包括：傳動比的分配、傳動系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)計算、傳動零件的設(shè)計、軸的設(shè)計計算與校核、軸承的選擇與計算、鍵連接的選擇與計算、箱體的設(shè)計、潤滑與密封的選擇和傳動裝置的附件說明等。 . 齒輪減速器的研究現(xiàn)狀 齒輪傳動具有功率輸出恒定、承載能力大、傳動效率高、使用壽命長、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中，是機(jī)械傳動的基礎(chǔ)零件，其質(zhì)量、性能、壽命直接影響整機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。而齒輪制造技術(shù)水平是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。因為齒輪形狀復(fù) 雜、技術(shù)問題多，制造難度大，齒輪加工水平在某一程度上反映了一個國家機(jī)械工業(yè)制造的水平。因此，齒輪加工畢業(yè)設(shè)計 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型 8 的研究是各國加工制造業(yè)研究的一個熱點。 齒輪產(chǎn)品種類較多，按大類來分，主要有圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸桿齒輪與行星傳動齒輪等四大類。其中，圓柱齒輪在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，各種通用與專用的齒輪減速器以及機(jī)床、車輛、農(nóng)機(jī)等大量采用，約占齒輪產(chǎn)品總量的90％左右。因此，齒輪制造技術(shù)的研究主要集中在圓柱齒輪的成形及其熱處理方面。 近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是轎車生產(chǎn)對變速器齒輪的精度及力學(xué)性能的 要求愈來愈高，齒輪正朝著高精度、低噪聲、高承載、高速度、輕量化及長壽命的方向發(fā)展。其中，采用硬齒面齒輪是提高齒輪強(qiáng)度及承載能力的有效途徑。 目前，硬齒面圓柱齒輪普遍采用 “機(jī)械加工－滲碳－熱處理－精加工 ”的傳統(tǒng)工藝，材料利用率不高，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成本高，尤其是金屬流線被切斷，而且成形后滲碳處理使?jié)B碳層晶粒粗大、滲碳層厚度分布不合理，造成齒輪強(qiáng)度與疲勞壽命的降低。這種不利局面使得工程技術(shù)人員尋求新的制造工藝。 最優(yōu)化方法在機(jī)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計中應(yīng)用廣泛，效果顯著。近十年來，國內(nèi)外對整臺機(jī)器或某一機(jī)械系統(tǒng) 的設(shè)計，采用最優(yōu)化方法代替原來傳統(tǒng)的設(shè)計方法也越來越多。 機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計從六十年代后期開始得到學(xué)速發(fā)展，目前已經(jīng)成為機(jī)構(gòu)學(xué)的重要研究方向之一。 齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計可概括為：當(dāng)傳動載荷一定時追求齒輪的體積最小，或在齒輪體積一定時追求傳遞的載荷最大。有時也追求齒輪傳動的某項或某幾項性能為最佳。齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計既可以成為但目標(biāo)函數(shù)的問題，也肯已成為多目標(biāo)函數(shù)問題。為使齒輪工作可靠，顯然齒面的接觸應(yīng)力、齒輪的疲勞彎曲應(yīng)力應(yīng)分別小于或等于許用值或保證一定得的安全裕度。為使齒輪的 嚙合處于較好的工作條件下，有時還把吃面同油膜厚度以及潤滑油的溫升也作為約束條件。另外，諸如為了避免產(chǎn)生根切、并保持連續(xù)嚙合、避免齒輪齒頂過分變尖、均須對設(shè)計變量提出某些限制，這些限制也應(yīng)最為約束條件。 在機(jī)械設(shè)計中人們希望獲得全部最優(yōu)設(shè)計點，但實際的工程問題，很少能保證滿足凸性的要求，即所追求的目標(biāo)函數(shù)往往具有很多個相對的極小點，因而優(yōu)畢業(yè)設(shè)計 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型 9 化的結(jié)果一般為局部最優(yōu)設(shè)計點，或后退一步講，如果這些都做不到，那么優(yōu)化設(shè)計最起碼也能將設(shè)計方案作出重大改進(jìn)。這就是我們以前提到過的“最優(yōu)化”應(yīng)被理解為一個相對的概念，而不要把 它決對化。實際上，如上所述，設(shè)計人員如能正確地運用最優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計，其設(shè)計方案與傳統(tǒng)方法比較，一定會有所改善并能避免許多盲目性，顯然這剛好是工程設(shè)計人員最感興趣的。 第 2章 傳動方案的確定 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，稱為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱為平面輪系。 根據(jù)齒輪系運轉(zhuǎn)時各齒輪的幾何軸線相對位置是否變動，齒輪傳動分為兩大類型。 （定軸輪系） 當(dāng)齒輪系運轉(zhuǎn)時，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（或稱定軸輪系）。在普通齒輪傳動中，如果各齒輪副的軸線均相互平行，則稱為平行軸齒輪傳動；如果齒輪系中含有一個相交軸齒輪副或一個相錯軸齒輪副，則稱為不平行軸齒輪傳動（空間齒輪傳動）。 （行星輪系） 當(dāng)齒輪系運轉(zhuǎn)時，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個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，至少具有一個作行星運動的齒輪，則稱該齒輪傳動為行星齒輪傳動，即行星輪系。 行星齒輪傳動與普通 齒輪傳動相比較，它具有許多獨特的優(yōu)點。它的畢業(yè)設(shè)計 行星齒輪傳動減速器設(shè)計及三維造型 10 最顯著的特點是： 在傳遞動力時它可進(jìn)行功率分流；同時，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，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機(jī)械傳動系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機(jī)、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要變速器的汽車和坦克等車輛的齒
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