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行星减速机设计开题报告


题目

行星减速机设计

开题申请: (包括选题的意义与目的、文献综述、研究现状、创新思路、论文提纲、进度安排、 开题申请: ( 参考文献等。 )

一、选题的意义与目的
随着现代工业的发展,机械化和自动化水平的不断提高,各工业部门需要大量减速器,并 要求减速器的体积小、重量轻、传动比大、效率高、承载能力大、运

转可靠以及寿命长等。减 速器的种类虽然很多,但普通的圆柱齿轮减速器的体积大、结构笨重;普通的蜗轮减速器在大 传动比时,效率较低;摆线针轮减速器虽能满足以上提出的要求,但其成本高,需要专用设备 制造;而少齿差行星减速器不但基本上能满足以上提出的要求,并可用通用刀具在插齿机上加 工,因而成本较低。 少齿差行星齿轮传动是行星齿轮传动中的一种。由一个外齿轮与一个内齿轮组成一对内啮 合齿轮副。它采用的是渐开线齿形,内外齿轮的齿数相差很小,简称为少齿差传动。一般所讲 的少齿差行星齿轮传动是专指渐开线少齿差行星齿轮传动而言的。少齿差行星齿轮减速器具有 体积小、重量轻、传动平稳、效率高、传动比范围大等优点。但其结构复杂,制造和安装比较 困难,转臂轴承承受的载荷比较大,使得轴承的使用寿命减少。所以在设计过程当中合理选择 转臂轴承、如何减小转臂轴承承受的载荷和提高其寿命具有一定的设计意义。

二、国内外研究概况及相关文献综述
1、国外发展历史 当内啮合的渐开线齿轮齿数差很小时,容易产生各种干涉,在设计过程中选择齿轮几何参 数的计算十分复杂。 早在 1949 年, 前苏联学者就从理论上解决了实现一齿差传动几何计算问题。 但直到 20 世纪 60 年代以后,随着电子计算机的普及运用,渐开线少齿差传动才得到了迅速的 发展,目前有柱销式零齿差十字滑块、浮动盘等多种传动形式。 20 世纪 60 年代,国外就开始探讨圆弧少齿差传动,到 70 年代中期,日本已开始进行圆弧 少齿差行星减速器的系列化生产。这种传动的特点在于:行星轮的齿廓线用圆弧代替了摆线, 轮齿与针齿在啮合点的曲率方向相同,从而提高了轮齿的接触强度和啮合效率,其针齿不带齿 套,并采用半齿结构,既提高了弯曲强度又简化了针齿结构。此外,圆弧形轮齿的加工无需专

用机床,精度也易保证,而且修配方便,这种传动目前在国内也有研制。 2、国内研究状况 1956 年我国著名的机械学家朱景梓教授根据双曲柄机构的原理提出了一种新型少齿差传动 机构。该机构的特点是当输入轴旋转时,行星轮不是作摆线高速公转与低速自转的合成,而是 通过双曲柄机构导引作圆周平动。这种独特的双曲柄输入少齿差传动机构,得到国内外同行的 高度评价。1958 年开始研制摆线针轮减速器。1960 年代投人工业化生产,目前已形成系列,制 定了相应的标准.并广泛用于各类机械中。1960 年制成第一台二齿差渐开线行星齿轮减速器, 其传动比为 37.5,功率为 16kW,用于桥式起重机的提升机构中。 1963 年朱景教授在太原学院学报上发表了 《少齿差渐开线 K—H—V 型行星齿轮减速器及其 设计》一文,详细阐述了渐开线少齿差传动的原理和设计方法。这些创造性的工作,为少齿差 行星齿轮传动在我国的推广应用起了重要的指导作用。 双曲柄输入少齿差行星齿轮传动的优点是:能使行星轴承的载荷下降,而且当内齿板作为 行星轮时,行星轴承的径向尺寸可不受限制,从而提高了行星轴承的寿命。另外,这种传动不 需要输出机构,还可实现平行轴传动,效率高,适用性强。但是,由于历史原因,双曲柄输入 式少齿差传动一直没有得到应有的发展,直到近十几年才逐渐为人们所重视。1985 年重庆钢铁 设计院提出了平行轴式少齿差内啮合齿轮传动,但是这种减速器的一根曲轴上要安装三片内齿 板,需制成偏心套机构。存在着结构复杂加工精度要求高、曲轴联接结构表面产生微动磨损、 三套互为 120 度的双曲柄机构之间存在过约束等问题。1993 年重庆大学博士崔建昆提出新型轴 销式少齿差行星齿轮传动,并对其进行了理论分析。 随着少齿差行星齿轮传动研究的深入,已成功地开发出不少新的渐开线少齿差行星齿轮传 动形式。目前,我国研究出一种连杆行星齿轮传动——平行轴式少齿差内齿行星齿轮传动。该 类传动是以连杆内齿轮(齿板)为行星轮。采用双曲柄输入,且无输出机构。主要有一齿环(一片 连杆行星齿板 )、二齿环(两片连杆行星齿板 )、三齿环及四齿环等结构形式的减速器。 国内外学者在齿形分析、结构优化、接触分析、结构强度、动态性能、传动效率、运动精 度方面进行了大量的研究 。利用计算机技术进行减速器各主要部件的实体建模、仿真、干涉检 查等,缩短了产品的开发周期,并应用到产品的设计中,取得了许多有价值的成果。N 型内齿行 星齿轮传动的基本结构型式——环式减速器的传动机理进行了分析研究,建立了环式减速器系 统受力分析模型,得出目前环式减速器存在惯性力或惯性力矩不平衡的结论。对平行动轴少齿 差传动多齿接触问题动平衡进行了研究,以有限元弹性接触分析理论为基础,建立了平行动轴 少齿差传动多齿接触问题时的有限元分析模型,提出了一种对研究平行动轴少齿差传动内齿轮 副啮合过程中实际接触齿对数、齿间载荷的分配及齿面载荷分布的分析计算方法。为平行动轴 少齿差内啮合齿轮传动的承载能力的汁算、齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供 了理论依。通过优化后的少齿差传动装置具有较小的体积和较好的传动性能。 3、发展趋势

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齿轮传动技术是机械工程技术的重要组成部分,在一定程度上标志着机械技术的水平。因 此,齿轮被公认为工业化的象征。为了提高机械的承载能力和传动效率,减少外形尺寸质量及 增大减速机传动比等,国内外的少齿差行星齿轮传动正沿着高承载能力、高精度、高速度、高 可靠性、高传动效率、小型化、低振动、低噪音、低成本、标准化和多样化的方向发展的总趋 势。 少齿差行星齿轮传动具有体积小、重量轻、结构紧凑、传动比大、效率高等优点,广泛应 用于矿山、冶金 、飞机 、轮船、汽车、机床、起重运输、电工机械、仪表、化工业等许多领 域.少齿差行星齿轮传动有着广泛的发展前景。

三、创新思路
经过阅读相关书籍和文献,发现少齿差行星传动比较复杂,影响因素太多,除了能够更合 理选择啮合传动方式及输入输出方式以提高性能,选择理想参数以改善受力状况,降低材料工 艺成本等方面进行局部改进外,更重要的任务是找到最佳匹配方式创制新产品。 而在少齿差内啮合传动中,由于内齿轮和外齿轮的齿数差少,在切削和装配时会产生种种 干涉,以致造成产品的报废。因此,在设计减速器内齿轮副参数的时候,需要对一些参数进行 合理的限制,以保证内啮合传动的强度和正确的啮合。同时要对一些主要零件进行强度校核计 算。

四、论文提纲: 论文提纲:
第一章 绪论 1.1 概述 1.2 少齿差行星减速器的传动原理 1.3 少齿差行星减速器的结构形式 1.4 国内外发展现状 1.5 本课题的设计意义任务 第二章 少齿差行星减速器的设计 2.1 减速器结构形式的确定 2.2 减速器主要参数的确定 2.3 转臂轴承的选择设计 2.5 轮齿的强度计算 第三章 轴的结构设计和强度校核 3.1 轴的材料选择和结构设计 3.2 轴的强度校核

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第四章 减速器箱体与附件的设计 4.1 箱体的材料选择与设计 4.2 箱体附件设计 4.3 密封与润滑 第五章 结论

五、进度安排
2010.3.1 ~ 2010.3.26 收集相关资料开题 2010.4.20 ~ 2010.4.30 中期检查相关设计、计算及绘图情况 2010.5.18~ 2010.5.31 完成装配图、零件图的绘制,上交毕业论文(设计)资料,指导教师评 定成绩,专业教师评阅论文 2010.6.1 ~ 2010.6.12 论文答辩,成绩终评,资料归档。

六、参考文献
[1] 濮良贵 纪名刚主编.[M].机械设计.北京:高等教育出版社.2001 [2] 成大先.机械设计手册.[M].北京:化学工业出版社.2002 [3] 谢进 万朝燕 杜立杰.机械原理.[M].北京:高等教育出版社.2004 [4] 饶振纲.行星齿轮传动设计.[M].化学工业出版社.2003 [5] 机械设计手册编委会.减速器和变速器.[M].机械工业出版社.2007 [6] 李华敏 李瑰贤等编著.齿轮机构设计与应用.[M].机械工业出版社.2007 [7] 骆素君 朱诗顺.机械课程设计简明手册.[M].化学工业出版社.2006 [8] 戴红娟 周红良 曾励.少齿差行星齿轮传动技术现状及发展.[J].机械工程师.2005 年第 12 期 [9] 张文照.少齿差行星齿轮传动.[J].上海化工学院四川学院 [10] 王文藻.少齿差行星传动(减速)概述.[J].通用机械.2006 年第 12 期 [11] 杨锡和.少齿差行星传动.[J].雷达与对抗.1999 年第 3 期 [12] 王清世 周传喜.对少齿差行星减速机结构改进.[J].长江大学学报.2006 年第 6 卷第 1 期 [13] 杨家军 杨开秀 杨元山.渐开线少齿差行星减速器多目标优化设计.[J].湖北工学院院报.第 8 卷 [14] 白自强 二齿差摆线针轮行星传动设计研究.[D].重庆大学硕士学位论文.2004 年 5 月 [15] 高媛 星齿行星传动的设计与研究.[D].西安科技大学学位论文.2008 年 4 月 15 日 [16] 王丽敏.偏曲轴少齿差行星减速器优化设计.[D].河北工业大学学位位论文.2005 年 3 月 [17] 张磊林.新型双曲柄少齿差行星齿轮减速机的模糊可靠性优化研究.[D].广西大学硕士学位论 文.2004 年 5 月

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(如果篇幅不够,可另加页) 指导教师意见: 指导教师意见:

指导教师签名: 指导教师签名: 教研室或系审核意见: 教研室或系审核意见:







教研室( 教研室(系)主任签名: 主任签名: 备注: 备注:本开题报告须装入学生的毕业论文(设计)档案袋存档。







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