自动洗衣机行星减速器设计文档格式.doc
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Thiscompletedasingle-stageplanetarygearreducerdesign.Thegearhasasmallertransmissionratio,andithasacompact,hightransmissionefficiency,outline,smallsizeandlightweight,carryingcapacity,smoothmotion,shockandvibrationresistantandlownoisecharacteristics,Usedinchemical,lightindustryandroboticsfields.Thefunctionofthedevelopmentofmodernmechanicaltransmissionhasamoreimportantsignificance.
Firstpaperintroducesthebackgroundandthesubjectofgearreducersituationanddevelopmenttrend,andthencomparedvarioustransmissionstructures,whichdeterminethebasictypeoftransmission.Thesisisthemainpartofthemaincomponentsofdrivemechanismincludingthesunwheel,planetgear,ringgearandplanetcarrierinthedesigncalculation,givenbytheinputpower,gearratio,inputspeedandtheconditionfactortodeterminetheapproximatestructureafterthegearreducerAndtocarryoutthedesignandcalculationoftheoverallstructureandmaincomponentsofthestrengthcheckcalculation.
KEYWORDS:
planetarygear,drivingmachanism,structuraldesign,checkingcalculation
5
目 录
前 言 1
第1章传动方案的确定 6
1.1设计任务 6
1.1.1齿轮传动的特点 6
1.1.2齿轮传动的两大类型 7
1.2行星机构的类型选择 7
1.2.1行星机构的类型及特点 7
1.2.2确定行星齿轮传动类型 10
第2章齿轮的设计计算 12
2.1配齿计算 12
2.1.1确定各齿轮的齿数 12
2.1.2初算中心距和模数 13
2.2几何尺寸计算 15
2.3装配条件验算 17
2.3.1邻接条件 17
2.3.2同心条件 18
2.3.2安装条件 18
2.4齿轮强度校核 19
2.4.1a-c传动强度校核 19
2.4.1c-b传动强度校核 24
第3章轴的设计计算 29
3.1行星轴设计 29
3.2转轴的设计 31
3.2.1输入轴设计 31
3.2.2输出轴设计 32
第4章行星架和箱体的设计 35
4.1行星架的设计 35
4.1.1行星架结构方案 35
4.1.2行星架制造精度 37
4.2箱体的设计 39
结 论 42
致谢 43
参考文献 44
前 言
本课题通过对行星齿轮减速器的结构设计,初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸,并对涉及结果进行参数化分析,为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。
通过本设计,要能弄懂该减速器的传动原理,达到对所学知识的复习与巩固,从而在以后的工作中能解决类似的问题。
1.齿轮减速器的研究现状
齿轮是使用量大面广的传动元件。
目前世器上齿轮最大传递功率已达6500kW,最大线速度达210m/s(在实验室中达300m/s);
齿轮最大重量达200t,最大直径达(组合式),最大模数m达50mm。
我国自行设计的高速齿轮(增)减速器的功率已达44000kW,齿轮圆周速度达150m/s以上。
由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。
20世纪末的20多年,世界齿轮技术有了很大的发展。
产品发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声、高可靠度。
技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和模块化设计技术。
硬齿面技术到20世纪80年代时在国外日趋成熟。
采用优质合金钢锻件渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮,精度不低于IS01328一1975的6级,综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的4倍,为软齿而齿轮的5一6倍。
一个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为软齿面齿轮减速器的1/3左右。
功率分支技术主要指行星及大功率齿轮箱的功率双分及多分支装置,如中心传动的水泥磨主减速器,其核心技术是均载。
模块化设计技术对通用和标准减速器旨在追求高性能和满足用户多样化大覆盖面需求的同时,尽可能减少零部件及毛坯的品种规格,以便于组织生产,使零部件生产形成批量,降低成本,取得规模效益。
其他技术的发展还表现在理论研究(如强度计算、修形技术、现代设计方法的应用,新齿形、新结构的应用等)更完善、更接近实际;
普遍采用各种优质合金钢锻件;
材料和热处理质量控制水平的提高;
结构设计更合理;
加工精度普遍提高到ISO的4一6级;
轴承质量和寿命的提高;
润滑油质量的提高;
加工装备和检测手段的提高等方面。
这些技术的应用和日趋成熟,使齿轮产品的性能价格比大大提.高,产品越来越完美。
如非常粗略地估计一下,输出IOONm转矩的齿轮装置,如果在1950年时重10kg,到80年代就可做到仅约lkg。
20世纪70年代至90年代初,我国的高速齿轮技术经历了测绘仿制、技术引进(技术攻关)到独立设计制造3个阶段。
现在我国的设计制造能力基本上可满足国内生产需要,设计制造的最高参数:
最大功率44MW,最高线速度168m/s,最高转速67000r/min。
我国的低速重载齿轮技术,特别是硬齿面齿轮技术也经历了测绘仿制等阶段,从无到有逐步发展起来。
除了摸索掌握制造技术外,在20世纪80年代末至90年代初推广硬齿面技术过程中,我们还作了解决“断轴”、“选用”等一系列有意义的工作。
在20世纪70-80年代一直认为是国内重载齿轮两大难题的“水泥磨减速器”和“轧钢机械减速器”,可以说已完全解决。
20世纪80年代至90年代初,我国相继制订了一批减速器标准,如ZBJ19004一88《圆柱齿轮减速器》、ZBJ19026一90《运输机械用减速器》和YB/T050一93《冶金设备用YNK齿轮减速器》等几个硬齿面减速器标准,我国有自己知识产权的标准,如YB/T079-95《三环减速器》。
按这些标准生产的许多产品的主要技术指标均可达到或接近国外同类产品的水平,其中YNK减速器较完整地吸取了德国FLENDER公司同类产品的特点,并结合国情作了许多改进与创新。
(1)渐开线行星齿轮效率的研究
行星齿轮传动的效率作为评价器传动性能优劣的重要指标之一,国内外有许多学者对此进行了系统的研究。
现在,计算行星齿轮传动效率的方法很多,国内外学者提出了许多有关行星齿轮传动效率的计算方法,在设计计算中,较常用的计算方有3种:
啮合功率法、力偏移法、和传动比法(克莱依涅斯法),其中以啮合功率法的用途最为广泛,此方法用来计算普通的2K2H和3K型行星齿轮的效率十分方便。
(2)渐开线行星齿轮均载分析的研究现状
行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。
这些都是由于在其结构上采用了多个行星轮的传动方式,充分利用了同心轴齿轮之间的空间,使用了多个行星轮来分担载荷,形成功率流,并合理的采用了内啮合传动,从而使其具备了上述的许多优点。
但是,这只是最理想的情况,而在实际应用中,由于加工误差和装配误差的存在,使得在传动过程中各个行星轮上的载荷分配不均匀,造成载荷有集中在一个行星轮上的现象,这样,行星齿轮的优越性就得不到发挥,甚至不如普通的外传动结构。
所以,为了更好的发挥行星齿轮的优越性,均载的问题就成了一个十分重要的课题。
在结构方面,起初人们只努力地提高齿轮的加工精度,从而使得行星齿轮的制造和装配变得比较困难。
后来通过时间采取了对行星齿轮的基本构件径向不加限制的专门措施和其它可自动调位的方法,即采用各种机械式地均载机构,以达到各行星轮间的载荷分布均匀的目的。
典型的几种均载机构有基本构件浮动的均载机构、杠杆联动均载机构和采用弹性件的均载机构。
2.齿轮减速器的发展趋势
随着我国市场经济的推进,“九五”期间,齿轮行业的专业化生产水平有了明显提高,如一汽、二汽等大型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂,通过企业改组、改制,改为相对独立的专业厂,参与市场竞争;
随着军工转民用,农机齿轮企业转加工非农用齿轮产品,调整了企业产品结构;
私有企业的堀起,中外合资企业的涌现,齿轮行业的整体结构得到优化,行业实力增强,技术进步加快。
近十几年来,计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用,改变了制造业的传统观念和生产组织方式。
一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术。
形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理。
适应市场要求的新产品开发,关键工艺技术的创新竞争,产品质量竞争以及员工技术素质与创新精神,是2l世纪企业竞争的焦点。
在2l世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。
由于计算机技术与数控技术的发展,使得机械加工精度、加工效率太为提高,从而推动了机械传动产品多样化,整机配套的模块化、标准化,以及造型设计艺术化,使产品更加精致、美观。
CNC机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。
在传动系统设计中的电子控制、液压传动,齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。
在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。
工业通用变速箱是指为各行业成套装备及生产线配套的大功率和中小功率变速箱。
国内的变速箱将继续淘汰软齿面,向硬齿面(50~60HRC)、高精度(4~5级)、高可靠度软启动、运行监控、运行
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