3Z型行星齿轮减速器设计
1．绪论
1.1课题研究的背景和意义
“十一五”期间我国将按照国家储备与企业储备相结合，以国家储备为主的方针，统一规划，分批建设国家战略石油储备基地。为了快速建立起我国独立的石油储备基地，根据我国国情石油储备形式以大型工业油罐为主。
在使用大型油罐进行原油储备的过程中，遇到最关键的问题就是油泥的问题，储运重未经提炼制的原油重平均约含2.2%的油泥，即对一个10万立方的储罐来说，灌满原油后其中约有2200立方的油泥成点在油罐底部。如不及时清除，再次加入原油是油泥将继续累积在一起，形成硬块，为油罐的检查及清洗增加困难。而且数量如此巨大的油泥存在于油罐底部，不经减小油罐的有效储存空间，降低储存周期寿命，造成进出阀的阻塞，而且较厚的油泥层使浮顶灌的浮顶不能不下降到底而引起浮顶倾斜，对储油安全造成威胁。因此大型原油储罐在建立时就必须增设油泥防止和消除系统，以增加油罐的储油效率，提高储油安全性，减小清灌难度。
大型原油储罐灌底油泥的防止和消除方法主要是在灌内增加油泥的混合搅拌系统，使油泥破碎细化，便于通过管线输出，我们选用了旋转喷射搅拌器。但是，其喷嘴口径相对于大型储罐的直径而言是很小的，喷嘴固定是射流束的搅拌范围是有限的，于是，在旋转喷射器入口处设置轴流涡轮，考循环油泵加压后的原油流动带动轴流涡轮高速旋转，旋转的涡轮通过主轴带动结构上完全隔绝的传动箱内一系列的减速传动使喷嘴缓慢旋转，而且通过传动箱内有关参数的选择来调节喷嘴旋转的速度，是从喷嘴喷出的射流也随之缓慢旋转，射流可打击到油罐底周向任一位置的油泥，实现彻底清除油泥，不留死角的功能。
可见，旋转喷射器中减速箱是工业油罐底油泥旋转喷射混合系统中重要的一部分。高速旋转的涡轮带动喷水嘴低速的转动，中间需要一个传动比很大的减速器连接。
1.2行星齿轮减速器研究现状及发展动态
行星齿轮传动与普通定州齿轮传动相比较，具有质量小，体积小，传动比大，承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已经被我过越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动种均有效地利用了功率分流性和输入，输出地同轴性以及合理的采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速，大功率而且可用于低速，大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速，增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中：
这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输，工程机械，冶金矿山，石油化工，建筑机械，轻工纺织，医疗器械，仪器仪表，汽车，船舶，兵和航空航天等工业部门获得了广泛的应用。
由于齿轮，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，铲平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应吃面技术，功率分支技术和模块化设计技术。
硬面齿轮技术到20世纪80年代在国外日趋成熟。采用优质合金钢锻件神探淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度不低于IS01328-1975的6级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的4倍，为软齿面齿轮的5-6倍。一个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为软吃面齿轮减速器的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份及多分支装置，如中心传动的水泥磨主减速器，其核心技术是均载。
模块化设计技术队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，尽量减少零部件及毛坯的品种规格，以便于组织生产，使零部件产生形成批量，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；普通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4-6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100N m转矩的齿轮装置，如果在1950年时重10kg，到80年代就可做到仅为1kg。
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，技术引进到独立设计制造3个阶段。现在我国的设计制造能力基本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年代初步推广硬齿面技术过程中，我们还做了解决“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世界80年代至90年代初，我国相继制定了一批减速器标准，如ZBJ19004—88《圆柱齿轮减速器》，ZBJ19026—90《运输机械用减速器》和YB/T050—93《冶金设备用YNK齿轮减速器》等几个硬齿面减速器标准，我国有自己只是产权的标准，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，并结合国情做了血多改进与创新。
世界上一些工业发达国家，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，在结构优化，传动性能，传动效率，转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星齿轮传动技术，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化的机械传动设备中获得了成功的应用。
行星齿轮颤动在我已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入，系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均有了较大的成就，并获得了血多的研究成果。
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，改变了执照也得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，敏捷执照，智能执照等先进技术。形成了高精度，高效率的智能化圣餐先和计算机网络化管理。
在21世纪成套件机械装备中，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，加工效率大为提高，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，高精度，高可靠度软启动，运行监控，运行状态记录，低噪声，高的功率与体积比和高的功率与重量比的方向发展。中
小功率变速箱为适应机电一体化成套装备自动控制，自动调速，多种控制与通讯功能的接口需要，产品的结构与外型在相应改变。矢量变频代替直流伺服器驱动，已成为经年中小功率变速箱产品追求的目标。
随着我国航天，航空，机械，电子，能源及核工业等方面的快速发展和工业机器人等在各工业部门的应用，我国在谐波传动技术应用方面已取得显著成绩。同时，随着国家高新技术及信息产业的发展，对谐波传动技术产品的需求将更会更加突出。
总之，当今世纪各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高，二低，二化方面发展。六高即高承载能力，高齿面硬度，高精度，高速度，高可靠性和高传动效率；二低即低噪声，低成本；二化即标准化，多样化。
减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平，因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。
1.3本文研究的主要内容
我的工作就是结合涡轮的输入转速，喷嘴所需要的转速以及输出转矩等已知条件设计一个满足要求的齿轮减速器
1、选择确定传动方案传动方案的确定包括传动类型和传动简图的确定。此次设计的减速器传动比达到134，只有通过不断地比较和分析去合理的选择一种传动方案，尽量降低减速器的体积和重量。
2、设计计算每级传动机构的设计计算，都大致包括：传动比的分配，传动系统运动学和动力学计算，传动零件的设计，轴的设计计算与校核，轴的选择与计算，键连接的选择与计算，箱体的设计，润滑与密封的选择和传动装置
2． 3Z（II）型行星齿轮减速器装置设计
2.1 已知条件
设计某石油机械装置所需配用的行星齿轮减速器，已知该行星传动的输入功率
P 1=22KW，输入转速n
1
=1500r/min，传动比i
p
=134，允许的传动比偏差△ip=0.01，短
期间断的工作方式，每天工作16h，要求使用寿命8年；且要求该行星齿轮传动结构紧凑、外廓尺寸较小和传动功率较高。
2.2 设计计算
2.2.1选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图
根据上述要求：短期间断，传动比大，结构紧凑和外轮廓尺寸较小。据《行星齿轮传动设计》个传动类型的工作特点可知，3Z型适用于短期间断的工作方式，结构紧凑，传动比大。为了装配方便，结构更加紧凑，适用具有单齿圈行星齿轮的3Z(II)型行星齿轮传动较合理，其传动简图如图1所示。
图1 3Z(II)型行星齿轮减速传动
2.2.2配齿计算
根据3Z（II）型行星传动的传动比i
p
值和按其齿轮计算公式可求得内齿轮b，e
和行星齿轮c的齿数z
b ，z
e
和z
c
。考虑到该行星齿轮传动的外轮廓尺寸较小，故选择
中心轮的齿数z
a =15和行星齿轮数目n
p
=3。为了使内齿轮b与e的齿数差尽可能小，
即应取z
e -z
b
= n
p
。再将z
a
，n
p
和i
p
值代入公式，则的内齿轮b的齿数Z
b
为
z b =
2
1()
??
???
?+
-
-
+
+)
z(
)1
(
z4
z2
p
a
p
p
a
p
a
n
i
n
n
按以下公式可得内齿轮e的齿数Z
e
为
z e = z b + n p =69+3=72
因z e -z a =72-15=57为奇数，应按如下公式求得行星轮c 的齿数Z c 为
z c =21（z e -z a ）-0.5=2
1
（72-15）-0.5=28
再按传动比验算公式验算其实际的传动比b
ae i 为
i b ae =????
??-???? ?
?+b e e
a b z z z z z 1=??? ??-??? ?
?6972721569 +1=134.4
其传动比误差i ?为 i ? =
p
b
ae
p i i i -=
134
4
.134134-=0.003
故满足传动比误差的要求，即得该行星齿轮传动实际的传动比为b
ae i =134.4.最后
确定该行星传动各齿的齿数为z a =15，z b =69，z e =72和z c =28.
另外，也可根据传动比i=134.4查表直接可得上述各轮的齿数。
2.2.3初步计算齿轮的主要参数
齿轮材料和热处理的选择：中心轮a 和行星轮c 均采用20CrMnTi ，渗碳淬火，齿面硬度58-62HRC ，取lim H σ =1400N/mm 和lim F σ=340N/mm ，中心轮a 和行星齿轮c 的加工精度6级；内齿轮b 和e 均采用42CrMo ，调质硬度217-259HB ，取l i m H σ=780N/mm 和lim F σ=260N/mm ，内齿轮b 和e 的加工精度7级。
按弯曲强度的初计算公式计算齿轮的模数m 为
m=K m 3
lim 21
1
1F d Fa Fp F A z Y K K K T σφ∑
现已知Z 1=15，lim F σ=340N/mm 。小齿轮名义转矩T 1=9549
1
1
n n p P =9549×1500
322
?=46.68N ·M ；取算式系数K m =12.1；查表取使用系数K A =1.5；取综合系数K F Σ
=1.8,；去接触强度计算的行星轮见在和分布不据黁系数K Hp =1.2，由公式可得
K Fp =1+1.5（K Hp -1）=1+1.5（1.2-1）=1.3；可查得齿形系数Y Fa1=2.67；查得齿宽系数Фd =0.6。则的齿轮模数为
m=3
2
340
156.067
.23.18.15.168.461.12??????=2.57（mm ） 取齿轮模数m=3mm
2.2.4啮合参数计算
在三个啮合齿轮副a-c 、b-c 和e-c 中，其标准中心距a 为
()()5.642815321
21=+?=+=c a ac z z m a （mm ）
()()5.612869321
21=-?=-=c b bc z z m a （mm ）
()()66287232
1
21=-?=-=c e ec z z m a （mm ）
由此可见，三个齿轮副的标准中心距不相等，且有bc ac ec a a a >>。因此，此行星齿轮传动不能满足非变位的同心条件。为了使该行星齿轮既能满足给定的传动比p i =134.4的要求，
又能满足啮合传动的同心条件，即应使各齿轮副的啮合中心距a '相等，则必须对该3Z(II)型行星传动进行角度变位。
根据各标准中心距之间的关系bc ac ec a a a >>，取选取其啮合中心距为
a '=ec a =66mm 作为各齿轮副的中心距值。
已知a z +c z =43，b z -c z =41和e z -c z =44，m=3mm ，a '=66mm 及压力角=α20。，按公式计算该3Z(II)型行星传动角度变位的啮合参数。对各齿轮副的啮合参数计算结果见表1。
注：1.表内公式的“”号，外啮合取“+”，内啮合取“-” 。 2.表内公式的a a 为齿顶压力角，且有a a =arcos ???
?
??a d d b
。 确定各齿轮的变位系数x 。
（1）a-c 齿轮副 在a-c 齿轮副中，由于中心轮a 的齿数z a =15 0a ac >+=∑c x x x 当齿顶高系数*a h =1，压力角 20=a 时，避免根切的最小变位系数min x 为 min x = 17 17a z -=1715 17-=0.1176 按如下公式可求得中心论a 的变位系数a x 为 a x =0.5()x x z z x c c ?+?? ?????-+--∑∑a ac a c a a y z z =0.5()08.00377.05377.0252825285377.0+?? ???? -+-- =0.2732>min x =0.1176 按如下公式可得到行星齿轮c 的变位系数c x c x = a ac x x -∑=0.5377-0.2732=0.2645 （2）b-c 齿轮副 在b-c 齿轮副中，c z =28>min z =17，-b z c z =41>2min z =34和 bc a =61.5mm-=∑c b bc x x x 。 现已知其变位系数和8377.1=∑bc x 和,2645.0=c x 则可得内齿轮b 的变位系数为 b x =1022.22645.08377.1=+=+∑ c bc x x 。 （3）e-c 齿轮副 在e-c 齿轮副中，c z >min z ,e z -c z =44>2min z =34和 66='=a a ec mm 。由此可知，该齿轮副的变位目的是为改善啮合性能和修复啮合齿轮副。故其变位方式应采用高度变位，即0=-=∑c e ec x x x 。则可得内齿轮e 的变位系数为==c e x x 0.2645。 2.2.5几何尺寸计算 对于该3Z(II)型行星齿轮传动可按下面计算公式进行其几何尺寸的计算。各齿轮副的几何尺寸的计算结果见表2。 注：1.表内公式中，0a d 为插齿刀的齿顶圆直径；02 a '为插齿刀与被加工齿轮之间的中心距。 2.表中的径向间径e ?=m h a * ?2，其中* ?a h =7.6（1-x ）2 /2z 。 关于用插齿刀加工内齿轮，起齿根圆直径2f d 的计算。 已知模数m =3mm ，插齿刀齿数0z =25，齿顶高系数* 0a h =1.25，变位系数0x =0（中 等磨损程度）。试求被插制内齿轮的齿根圆直径2f d 。 齿根圆直径2f d 按下式计算，即 2f d =0a d +202 a ' 式中 0a d ——插齿刀的齿顶圆直径； 02 a '——插齿刀与被加工内齿轮的中心距。 0a d =()0002x h m mz a +'+=3?25()025.132+?+=82.5（mm ） 现对内啮合齿轮副b-c 和e-c 分别计算如下。 （1）b-c 内啮合齿轮副（1022.22=x ，b z =69） ()a z z a x x a b inv tan 2inv 0 0202 +--=' = () 20inv 25 6920tan 01022.22+--=0.049683 查表得02 a '=7129' 02y =7021.117129cos 20cos 225691cos cos 2 020 =???? ??-'-=??? ? ??-'- a a z z b 加工中心距02 a '为 02a '=1063.717021.12256932020=??? ??+-=??? ??+-y z z m b （mm ） 按一下公式计算内齿轮b 齿根圆直径为 02 0a 2f 2a d d '+==82.5+2?71.1063=224.7126mm （填入表2中） (2)e-c 内啮合齿轮副（2645.02=x ，e z =72） 仿上，02 inv a '=()a z z a x x inv tan 20 202+-- = () 20inv 25 7220tan 02645.02+--=0.019001 查表得02 a '=7321' 02y =??? ? ??-'-1cos cos 2 020 a a z z e =2534.017321cos 20cos 22572=???? ??-'- 02a '=2602.712534.02 257232020=??? ??+-=??? ??+-y z z m e （mm ） 则得内齿轮e 的齿根圆直径为 0204.2252602.7125.82202 0a 2f =?+='+=a d d mm （ 填入表2中） 2.2.6装配条件的计算 对于所设计的上述行星轮传动应满足如下的装配条件 邻接条件 按如下公式验算其邻接条件，即 p n a d π sin 2ac ac '< 将已知的ac d 、ac a '和p n 值代入上式，则得 91.3608mm<2?663 180sin ?=114.3154mm 即满足邻接条件。 同心条件 按如下公式验算该3Z(II)型行星传动的同心条件，即 ec c e bc c b a z z a z z a z z '-= '-='+cos cos cos ac c a 各各齿轮副的啮合角为8123'=' ac a 、3528'=' bc a 、和 20=='a a ec ；且知15=a z 、69=b z 、72=e z 和28=c z 。代入上式，即得 20cos 28 723528cos 28698123cos 2815-='-='+=46.82 则满足同心条件。 安装条件 按以下公式验算其安装条件，即得 ??? ? ???=+=+=+=+整数）整数）(4737269(28369 15p e b p b a n z z n z z 所以，满足其安装条件。 2.2.7传动效率的计算 由查表得到的几何尺寸计算结果可知，内齿轮b 的节圆直径='b d 222.1463mm 大于内齿轮 e 的节圆直径216='e d mm ，即b d '>e d ',故该3Z(II)行星传动的传动功率b ae η可 采用如下公式进行计算，即 b ae η= x be b ae p i ψ11198.0-++ 已知4.134=b ae i 和a b z z p /==69/15=4.6 其啮合损失系数 x m e x m b x be ψψψ+= x m b ψ和x m e ψ可按如下公式计算，即有 x m b ψ=2.3???? ??-b c m z z f 11 x m e ψ =2.3???? ??-e c m z z f 11 取齿轮的啮合摩擦因数1.0=m f ，且将c z 、b z 和e z 代入上式，可得 x m b ψ=2.300488.06912811.0=??? ??-? x m e ψ=2.300502.07212811.0=?? ? ??-? 即有 x m e x m b x be ψψψ+==0.00488+0.00502=0.0099 所以，其传动效率为 b ae η= 80.00099 .016 .414.134198 .0=?-++ 可见，该行星齿轮传动的效率较高，可以满足短期间断工作方式的使用要求。 2.2.8结构设计 输入端 根据3Z(II)行星传动的工作特点、传递功率的大小和转速的高低等情况，对其进行具体的结构设计。首先应确定中心轮a 的结构，因为它的直径d 较小，所以，轮a 应该采用齿轮轴的结构型式；既将中心轮a 与输入轴连成一个整体。且按该行星的输入功率P 和转速n 的初步估算输入轴的直径A d ，同时进行轴的结构设计。为了便于轴上零件的装拆，通常将轴制成阶梯形。总之，在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造。 按公式 0min d ≥3 1500 22=27mm 按照3﹪-5﹪增大，试取为30mm,带有单键槽的输入轴直径确定为30mm,再过台阶1d 为36mm 满足密封元件的孔径要求。轴环用于轴承的轴向定位和固定。可知2d 为45mm,宽度为135mm 。根据轴承的选择确定轴肩3d 为52mm ， 4d 为38 mm 。如附图。 输出端 根据0min d ≥=112i n p c 1=50mm 带有单键槽，与齿轮e 同体相连作为输出轴。取1d 为57mm ，选择16X10的键槽。如附图所示 内齿轮的设计 （1）内齿轮b 采用紧固螺钉与箱体连接起来，从而可以将其固定。其尺寸如上已算出，图形如附图。 （2）内齿轮e 采用齿轮轴设计，既将轮e 与输出轴连成一个整体。且按该轮的输入功率P 和转速n 的初步估算输出轴的直径e d ，同时进行轴的结构设计。总之，在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工制造。 转臂的设计 一个结构合理的转臂x 应是外廓尺寸小，质量小，具有足够的强度和刚度，动平衡性好，能保证行星齿轮间的载荷分布均匀，而且具有良好的加工和装配工艺。对于3Z(II)型中的转臂x 不承受外力矩的作用，也不是行星传动的输入或输出构件（此时它不是基本构件），故采用双侧板整体式转臂（其侧板两端无凸缘）。 双侧板整体式转臂，可采用连接板将两块侧板连接在一起。整体式转臂的毛皮是采用锻造或焊接的范式得到的，即在其毛坯上已将两侧板与连接板制成一个整体。 转臂x 中所需连接板得数目一般应等于行星齿轮数 p n 。壁厚为 ()a '=3.0~2.0δ=()8.19~2.13663.0~2.0=?mm 取壁厚为15，其中a '为实际啮合中心 距。沟槽宽度为80mm 。外圆直径≈D 2c d =168mm ，取外圆直径170mm 。如附图所示。 转臂X1上各行星齿轮轴孔与转臂轴线的中心极限偏差a f 可按公式计算，先已知 高速级的啮合中心距a=66mm ，则得 =±=±≤1000 66 81000833a f a 0.0323（mm ） 取 a f =32.3m μ 各行星齿轮轴孔的孔距相对偏差1δ按公式计算，即 () ()==≤1000 665.4~310005.4~31a δ0366.0~0243.0 取1δ=0.0300=30m μ 转臂X1的偏心误差x e 为孔距相对偏差1δ的12，即x e 2 1δ ≈=15m μ 先已知低速级的啮合中心距a=66mm ，则得 1000 66 81000833± =±≤a f a =0.0323（mm ） 取 a f =32.3m μ 各行星齿轮轴孔的孔距相对偏差1δ按公式计算，即 () ()==≤1000 66 5.4~310005.4~31a δ036 6.0~0243.0 取1δ=0.0300=30m μ 转臂X1的偏心误差x e 为孔距相对偏差1δ的12 ，即 m e x μδ 1521=≈ 箱体及前后机盖的设计 按照行星传动的安装类型的不同，则该行星减速器选用卧式不剖分机体，为整体铸造机体，其特点是结构简单，紧凑，能有效多用于专用的行星齿轮传动中，铸造机体应尽量的避免壁厚突变，应设法减少壁厚差，以免产生疏散等铸造缺陷。材料选为灰铸铁[7]。如附图所示 壁厚0.566t mm K K δ= t K ——机体表面的形状系数 取1 d K ——与内齿轮直径有关的系数d K 取2.6 d T _____作用在机体上的转矩 标准件及附件的选用 螺钉的选择：大多紧固螺钉选择六角螺钉。吊环的设计参照标准。通气塞的设计参照设计手册自行设计。以及油标的设计根据GB1161-89的长形油标的参数来设计。 行星齿轮c 采用带有内孔的结构，它的齿宽b 应当加大；以便保证该行星齿轮c 与中心轮a 的啮合良好，同时还应保证其与内齿轮b 和e 相啮合。在每个行星轮的内孔中，可以安装两个滚动轴承来支撑着。而行星齿轮轴在安装到转臂x 的侧板上之后，还采用了矩形截面的弹性挡圈来进行轴向固定。 由于该3Z 型行星传动的转臂x 不承受外力矩，也不是行星传动的输入或输出构件；而且还具有3=p n 个行星轮。因此，其转臂x 采用了双侧板整体式的结构型式。该转臂x 可以采用两个向心球轴承支承在中心轮a 的轴上。 转臂x 上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距极限偏差a f 可按如下公式计算。现已知啮合中心距66='a mm ，则得 032.01000 66 81000833=±='± ≤a f a （mm ） 取m f a μ32= 各行星轮轴孔的孔距先对偏差1δ可按以下公式计算，即 1δ())(036.0~024.01000 665.4~31000) 5.4~3(mm a =='≤ 取1δ=0.030mm=30μm 转臂x 的偏心误差x e 约为孔距相对偏差1δ的1/2,即 x e ≈ 2 1 δ=15μm 在对所设计的行星齿轮传动进行了其啮合参数和几何尺寸计算，验算其装配条件，且进行了结构设计之后，便可以绘制该行星齿轮传动结构图（或装配图）。 2.2.9齿轮强度验算 由于3Z(II)型行星齿轮齿轮传动具有短期间间断的工作特点，且具有结构紧凑、外轮廓尺寸较小和传动比大的特点。针对其工作特点，只需按其齿根弯曲应力的强度条件公式进行校核计算，即 Fp F σσ≤ 首先按以下公式计算齿轮的齿根应力，即 Fp F F V A Fo F K K K K K αβσσ= 其中，齿根应力的基本值Fo σ可按以下公式计算，即 Fo σ= βεY Y Y Y bm F Sa Fa t 许用齿根应力Fp σ可按以下公式计算，即 Fp σ= X RrelT relT F NT ST F Y Y Y S Y Y δσlim lim 现将该3Z(II)行星传动按照三个齿轮副a-c 、b-c 和e-c 分别验算如下。 a-c 齿轮副 ① 名义切向力t F 。 中心轮a 的切向力t F =tca F 可按如下公式计算；已知.1140a =T N ?m,3=p n 和 047.46a ='d mm 。则得 202847 .0463.1 14020002000a a =??='=d n T T p t （N ） ②有关系数。 a ．使用系数A K 。 使用系数A K 按中等冲击查表得A K =1.5 b.动载荷系数V K 。 先按下式计算轮a 相对于转臂x 的速度，即 =x υ()19100 -x a a n n d ' 其中 =x n 86.2676 .411500 1a =+=+p n （m/s ） 所以 = x υ()19100 86.2671500047.46-397.2≈=（m/s ） 已知中心轮a 和行星齿轮c 的精度为6级，即精度系数C=6；再按下公式计算动载荷系数V K ，即 V K =B A A —?? ????+x 200υ 式中 B=0.25() 67 .605-C =() 5.20565.2067 .60=- A=50+56()()925.20156501=-+=-B 则得 V K =6.0132009292 5 .20=? ? ?????+— 中心轮a 和行星轮c 的动载荷系数V K =1.06 c.齿向载荷分布系数βF K 齿向载荷分布系数βF K 可按下式计算，即 βF K =1+()F b μθ1- 查表得 1=F μ a d .50d a '= φ= 3.704566 .50=? 查表得.31b =θ，代入上式，则得 βF K =1+（1.3-1）?1=1.3 d.齿间载荷分配系数Fa K 。 齿间载荷分配系数Fa K 查表得 Fa K =1.1 e.行星轮间载荷分配系数Fp K 。 行星轮间载荷分配系数Fp K 按下式计算 即 Fp K =1+1.5()1-Hp K 已取2.1=H p K ，则得 Fp K =1+1.5()12.1-=1.3 f.齿形系数a F Y 。 齿形系数a F Y 查得。 8.521a =F Y 3.322a =F Y g.应力修正系数a S Y 。 应力修正系数a S Y 查得 3.611a =S Y 3.712a =S Y h.重合度系数εY 。 重合度系数εY 可按下式计算，即 εY =ac 5 .705.20ε+=0.25+ 8.70.4 15 .70= i.螺旋角系数βY 。 螺旋角系数βY 查得 βY =1 因行星轮c 不仅与中心论a 啮合，且同时与内齿轮b 和e 相啮合，故取齿宽b=60mm 。 ③计算齿根弯曲应力F σ。 按下式计算齿根弯曲应力F σ，即 1F σ= p 1a 1a F Fa F V A S F t K K K K K Y Y Y Y bm F ββε = 109.31.11.316.01.5118.703.618.523602028 =??????????（N/mm 2） 1053.11.13.106.15.1178.03.713.323 602028 2=??????????= F σ（N/mm 2） 取弯曲应力F σ=110N/mm 2 ④计算许用齿根应力Fp σ 按以下公式计算许用齿根应力Fp σ，即 Fp σ= X RrelT relT NT ST F F Y Y Y Y Y S δσlim lim 已知齿根弯曲疲劳极限lim F σ=340 N/mm 2 由查表得最小安全系数6.1lim =F S 。 式中各系数ST Y 、NT Y 、relT Y δ、RrelT Y 和X Y 取值如下。 应力系数ST Y ，按所给定的lim F σ区域图取lim F σ时，取ST Y =2。 寿命系数NT Y 由下式计算，即 NT Y =02 .06 103??? ? ? ??L N 式中应力循环次数L N 由表相应公式计算，且可按照每年工作300天，每天工作16小时，即 L N =60()=t n n n p x a -60()386.2671500?-=1.06910? 则得 NT Y =02 .09 6 1006.1103??? ? ? ???=0.89 齿根圆角敏感系数relT Y δ查得relT Y δ=1。 先对齿根表面状况系数RrelT Y 按表中对应公式计算，即 RrelT Y =1.674-0.529()1 .01+Z R 取齿根表面微观不平度Z R =12.5μm ，代入上式得 RrelT Y =1.674-0.529()1 .015.12+=0.98 尺寸系数X Y 按表中相对应公式计算，即 X Y =1.05-0.01n m =1.05-0.013?=1.02 代入下公式可得许用齿根应力为 02.198.0189.026 .1340 ?????=Fp σ=378（N/mm 2） 因齿根应力F σ=110 N/mm 2小于许用齿根应力Fp σ=378 N/mm 2，即F σ 在内啮合齿轮副b-c 中只需要校核内齿轮b 的齿根弯曲强度，即仍按公式计算其 目录 一．绪论 (3) 1．引言 (3) 2．本文的主要内容 (3) 二．拟定传动方案及相关参数 (4) 1．机构简图的确定 (4) ２．齿形与精度 (4) ３．齿轮材料及其性能 (5) 三．设计计算 (5) 1．配齿数 (5) 2．初步计算齿轮主要参数 (6) （1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (6) （2）按弯曲强度初算模数 (7) 3．几何尺寸计算 (8) 4．重合度计算 (9) 5．啮合效率计算 (10) 四．行星轮的的强度计算及强度校核 (11) １．强度计算 (11) ２．疲劳强度校核 (15) 1．外啮合 (15) 2．内啮合 (19) ３．安全系数校核 (20) 五．零件图及装配图 (24) 六．参考文献 (25) 一．绪论 1．引言 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有: 重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3; 传动效率高; 传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高; 装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小; 外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。 因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。 2．本文的主要内容 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成， 毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 小型精密行星减速器的设计 1选题的背景、意义 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足各种机械的需要。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用。随着科学技术和国民经济的发展，且由于其传递运动准确可靠结构紧凑，效率高，寿命长，切使用维修方便，各行业对减速器的需求越来越大，这样对其综合质量提出了更高的要求。 行星齿轮减速器与普通定轴减速器相比较，具有质量小、体积小、结构紧凑，传动比大，传递功率大、承载能力高，传动效率高，运动平稳、抗冲击和振动的能力较强等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、，冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得各个方面。 我国的行星齿轮减速器产品在性能和质量方面与发达国家存在着较大的差距，其中一个重要原因就是设计手段的落后。发达国家在机械产品设计上早已进入分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现在设计方法，如有限元分析、优化设计等应用到产品设计中，采用机械CAD系统在计算机上进行建模、分析、仿真、干涉检查等。从而得到最合理的设计参数。 渐开线少齿差传动是少齿差行星齿轮传动中的一种，是内外齿轮的齿廓曲线采用渐开线，其轮齿结构简单、啮合接触应力小，承载能力高，可以采用软齿面，加工也容易得多。渐开线行星齿轮减速器传动与普通定轴减速器传动相比具有承载能力大、体积小、效率高、重量轻、传动比大、噪声小、可靠性高、寿命长、 1 引言 行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就,并获得了许多的研究成果。近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1] 。 2 设计背景 试为某水泥机械装置设计所需配用的行星齿轮减速器，已知该行星齿轮减速器的要求输入功率为 1 740KW p =，输入转速11000rpm n = ,传动比为35.5p i =,允许传动 比偏差0.1P i ?=,每天要求工作16小时，要求寿命为2年；且要求该行星齿轮减速器传动结构紧凑，外廓尺寸较小和传动效率高。 3 设计计算 3.1选取行星齿轮减速器的传动类型和传动简图 根据上述设计要求可知，该行星齿轮减速器传递功率高、传动比较大、工作环境恶劣等特点。故采用双级行星齿轮传动。2X-A 型结构简单，制造方便，适用于任何工况下的大小功率的传动。选用由两个2X-A 型行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理，名义传动比可分为17.1p i =,25p i =进行传动。传动简图如图1所示： 图1 3.2 配齿计算 根据2X-A 型行星齿轮传动比 p i 的值和按其配齿计算公式，可得第一级传动的内 齿轮1b ,行星齿轮1c 的齿数。现考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸，故选取第一级中心齿轮1a 数为17和行星齿轮数为3p n =。根据内齿轮()11 1 1 b a p i z z =- ()17.1117103.7103b z =-=≈ 对内齿轮齿数进行圆整后，此时实际的P 值与给定的P 值稍有变化，但是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为 i ＝1＋＝7．0588 其传动比误差i ?＝ ip i ip -＝ 7.17.0588 7.1 -＝5℅ 根据同心条件可求得行星齿轮c1的齿数为 ()1 11243c b a z z z =-= 所求得的1ZC 适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到其安装条件为： 11 2 za zb +＝ C ＝40 ()整数 目录 一．绪论 (1) 二．拟定传动方案及相关参数 (3) 1.机构简图的确定 (3) 2.齿形与精度 (3) 3.齿轮材料及其性能 (4) 三．设计计算 (4) 1．配齿数 (4) 2．初步计算齿轮主要参数 (5) 3．几何尺寸计算 (8) 4．重合度计算 (9) 四．太阳轮的强度计算及强度校核 (10) 1.强度计算 (10) （1）外载荷 (12) （2）危险截面的弯矩和轴向力 (12) 2.疲劳强度校核 (14) （1）齿面接触疲劳强度 (14) （2）齿根弯曲疲劳强度 (18) 3.安全系数校核 (21) 五．零件图和装配图 (25) 六．参考文献 (26) 一．绪论 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有: 1、重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3; 2、传动效率高; 3、传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高; 4、装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小; 5、外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成，以基本构件命名， 减速器是机械行业中十分重要的传动装置，传统的减速器设计通常3 ）限制模数最小值，得： 需要有经验的人员选取适当的参数，进行反复的试凑、校核确定设计方4）限制齿宽系数b/m 的范围： ，得：案，但也不一定是最佳设计方案，而优化设计的方法则通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定，建立数学模型，通过求解得到满足5）满足接触强度要求，得： 条件的最佳解，同时缩短设计周期。为了合理分配行星轮系的总传动比，并使系统体积小、质量轻，建立了具有3个设计变量、1个目标函数 和几个约束方程的优化设计数学模型，并用MATLAB 优化工具箱进行求6）满足弯曲强度要求，得：解。 2K-H （NGW ）型行星齿轮减速器的优化设计： 式中： 、 -齿轮的齿形系数和应力校正系数； -许用弯曲应力。 3 所选优化方法的介绍 惩罚函数法：根据惩罚函数项的不同构成形式，惩罚函数法又可分为外点惩罚函数法、内点惩罚函数法和混合惩罚函数法三种，分别简称为外点法、内点法和混合法。 3.1 外点法：外点法的计算步骤 1）给定初始点 、收敛精度ε、初始罚因子 和惩罚因子递增系数c ，置k=0； 1-中心轮 2-行星轮 3-壳体 图1 NGW 型行星轮系机构简图 图1为NGW 型行星轮系机构简图。已知：作用于中心轮的转矩T1＝1140N ·m ，传动比u ＝4.64，齿轮材料均为38SiMnMo ，表面淬火45-55HRC ，行星轮个数c=2，要求以重量最轻为目标，对其进行优化设计。 1 目标函数和设计变量的确定 行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和c 个行星轮重量之和来代替， 3.2 内点法：内点法是另一种惩罚函数法 因此目标函数可简化为： 其构成形式与上式相同，但要求迭代过程始终限制在可行域内进 行。 式中：z 1-中心轮1的齿数；m-模数，单位为（mm ）； b-齿宽，单位对于不等式约束 ，满足上述要求的复合函数有以下两种为（mm ）；c-行星轮的个数；u-轮系的传动比4.64。 影响目标函数的独立参数应列为设计变量，即 在通常情况下，行星轮个数可以根据机构类型事先选定，这样，设计变量为： 其中，惩罚因子 是一递减的正数序列，即 2 约束条件的建立 由式（2）和式（3 ）可知，对于给定的某一惩罚因子 ，当点在可1）小齿轮z 1不根切，得： 行域内时，两种惩罚项的值均大于零，而且当点向约束边界靠近时，两 2）限制齿宽最小值，得： 行星齿轮减速器的优化设计 赵明侠 （宝鸡职业技术学院 机械工程系 陕西 宝鸡 721013） 摘 要： 根据可靠性设计理论和机械优化设计技术，以NGW 型行星齿轮减速器为例，初步探讨优化设计的原理和方法。关键词： 行星齿轮减速器；优化设计；优化设计方法 中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010074－02 2）构造惩罚函数 XP型行星齿轮减速器 1 范围 本标准规定了XP型行星齿轮减速器(以下简称减速器)的基本参数、型式、尺寸、技术要求、承载能力与选用方法等。 本标准适用于冶金行业轮式、履带式车辆和轨道车辆的轮边传动，石油、矿山及工程机械等行业的行走机械传动用减速器可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 1348 球墨铸铁件 GB/T 1356 通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廓 GB/T 1357 通用机械和重型机械用圆柱齿轮模数 GB/T 10095.1 圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值 GB/T 13306 标牌 GB/Z 18620.2 圆柱齿轮检验实施规范第2部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检验 JB/T 5000.13 重型机械通用技术条件 JB/T 6396 大型合金结构钢锻件技术条件 JB/T 7929 齿轮传动装置清洁度 JB/T 9050.3 圆柱齿轮减速器加载试验方法 3 型号、标记与尺寸 3.1 型号 XP2表示两级行星传动的减速器型号。 XP3表示三级行星传动的减速器型号。 3.2 标记 3.2.1 标记方法 3.2.2 标记示例 以符合GB/T XXXX-XXXX的01号规格，两级行星传动，最大输出转矩17k N·m，公称传动比为25，有停车制动器的减速器为例，其标记为： XP201-17-25-Z-GB/T XXXX-XXXX 3.3减速器的型式与尺寸 3.3.1 XP201、XP301、XP302减速器的外形尺寸应符合图1、表1的规定。 3.3.2 XP202、XP303~XP306减速器的外形尺寸应符合图2、图3和表2的规定。 图1 XP201、XP301、XP302减速器的外形尺寸 1 绪论 行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用[1-2]。 1．1 发展概况 世界上一些工业发达国家，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，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，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化的机械传动设备中获得了成功的应用。行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1-8]。 1．2 3K型行星齿轮传动 在图4所示的3K型行星齿轮传动中，其基本构件是三个中心轮a、b和e，故其传动类型代号为3K[10]。在3K型行星传动中，由于其转臂H不承受外力矩的作用，所以，它不是基本构件，而只是用于支承行星轮心轴所必需的结构元件， 目录 第一章概述 (1) 第二章要求分析 (2) （一）原始数据 (2) （二）系统组成框图 (2) 第三章方案拟定 (4) 第四章传动系统的方案设计 (5) 传动方案的分析与拟定 (5) 1.对传动方案的要求 (5) 2.拟定传动方案 (5) 第五章行星齿轮传动设计 (6) (一)行星齿轮传动比和效率计算 (6) (二)行星齿轮传动的配齿计算 (6) 1.传动比条件 (6) 2.同轴条件 (6) 3.装配条件 (7) 4.邻接条件 (7) (三)行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (8) （四）行星齿轮传动强度计算及校核 (10) 1、行星齿轮弯曲强度计算及校核 (10) 2、齿轮齿面强度的计算及校核 (11) 3、有关系数和接触疲劳极限 (11) （五）行星齿轮传动的受力分析 (13) （六）行星齿轮传动的均载机构及浮动量 (15) （七）轮间载荷分布均匀的措施 (15) 第六章行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计 (17) （一）选择齿轮材料及精度等级 (17) （二）按齿面接触疲劳强度设 (17) （三）按齿根弯曲疲劳强度计算 (18) （四）主要尺寸计算 (18) （五）验算齿轮的圆周速度v (18) 第七章行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计 (19) （一）减速器输入轴的设计 (19) 1、选择轴的材料，确定许用应力 (19) 2、按扭转强度估算轴径 (19) 3、确定各轴段的直径 (19) 4、确定各轴段的长度 (19) 5、校核轴 (19) （二）行星轮系减速器齿轮输出轴的设计 (21) 1、选择轴的材料，确定许用应力 (21) 2、按扭转强度估算轴径 (21) 3、确定各轴段的直径 (21) 4、确定各轴段的长度 (21) 5、校核轴 (22) 1．绪论 1.1课题研究的背景和意义 “十一五”期间我国将按照国家储备与企业储备相结合，以国家储备为主的方针，统一规划，分批建设国家战略石油储备基地。为了快速建立起我国独立的石油储备基地，根据我国国情石油储备形式以大型工业油罐为主。 在使用大型油罐进行原油储备的过程中，遇到最关键的问题就是油泥的问题，储运重未经提炼制的原油重平均约含2.2%的油泥，即对一个10万立方的储罐来说，灌满原油后其中约有2200立方的油泥成点在油罐底部。如不及时清除，再次加入原油是油泥将继续累积在一起，形成硬块，为油罐的检查及清洗增加困难。而且数量如此巨大的油泥存在于油罐底部，不经减小油罐的有效储存空间，降低储存周期寿命，造成进出阀的阻塞，而且较厚的油泥层使浮顶灌的浮顶不能不下降到底而引起浮顶倾斜，对储油安全造成威胁。因此大型原油储罐在建立时就必须增设油泥防止和消除系统，以增加油罐的储油效率，提高储油安全性，减小清灌难度。 大型原油储罐灌底油泥的防止和消除方法主要是在灌内增加油泥的混合搅拌系统，使油泥破碎细化，便于通过管线输出，我们选用了旋转喷射搅拌器。但是，其喷嘴口径相对于大型储罐的直径而言是很小的，喷嘴固定是射流束的搅拌范围是有限的，于是，在旋转喷射器入口处设置轴流涡轮，考循环油泵加压后的原油流动带动轴流涡轮高速旋转，旋转的涡轮通过主轴带动结构上完全隔绝的传动箱内一系列的减速传动使喷嘴缓慢旋转，而且通过传动箱内有关参数的选择来调节喷嘴旋转的速度，是从喷嘴喷出的射流也随之缓慢旋转，射流可打击到油罐底周向任一位置的油泥，实现彻底清除油泥，不留死角的功能。 可见，旋转喷射器中减速箱是工业油罐底油泥旋转喷射混合系统中重要的一部分。高速旋转的涡轮带动喷水嘴低速的转动，中间需要一个传动比很大的减速器连接。 1.2行星齿轮减速器研究现状及发展动态 行星齿轮传动与普通定州齿轮传动相比较，具有质量小，体积小，传动比大，承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已经被我过越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动种均有效地利用了功率分流性和输入，输出地同轴性以及合理的采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速，大功率而且可用于低速，大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速，增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中： 行星齿轮减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，外齿圈。行星减速机因为结构原因，单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3.4.5.6.8.10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm，特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上。工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。 行星齿轮减速机构成及意义、特点 行星减速机主要传动结构为:行星轮,太阳轮,外齿圈. 行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速. 相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的扭矩/体积比,终身免维护等特点. 因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量. 减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关,减速机越大,额定输入转速越小)以上,工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm,特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上.工作温度一般在-25℃到100℃左右,通过改变润滑脂可改变其工作温度. 行星减速机的几个概念: 级数:行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数量,所以2级或3级减速机的长度会有所增加,效率会有所下降. 回程间隙:将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转,使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时,减速机输入端有一个微小的角位移,此角位移就是回程间隙.单位是"分",就是一度的六十分之一.也有人称之为背隙. 行星减速机是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级减速机产品相媲美，却有着工业级产品的价格，被应用于广泛的工业场合。 该减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性。最大输入功率可达104kW。适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航天等工业部门行星系列新品种WGN定轴传动减速器、WN子母齿轮传动减速器、弹性均载 行星齿轮减速器是一种应用广泛、精度级别较高的减速器，也称为行星齿轮减速电机，主要传动结构由驱动电机、行星齿轮箱减速器组装而成，驱动电机可采用直流无刷电机、直流有刷电机、步进电机、伺服电机等微型电动马达作为驱动源，减速器是采用多级行星齿轮箱作为减速器，技术参数通常是按照需求定制而成，例如减速比，扭矩，转速，噪音，精度等参数是定制开发而成；定制参数范围，直径规格在3.4mm-38mm之间，额定电压在3V-24V，输出力矩范围：1gf.cm到50Kgf.cm之间，减速比范围：5-1500；输出转速范围：5-2000rpm； 行星齿轮减速器参数： 产品名称：16MM金属行星齿轮减速器 产品分类：五金行星齿轮箱 外径：16mm 材质：五金 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤2°（可定制） 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.1mm(烧结轴承);≤0.1mm(滚动轴承) 输出轴径向负载：≤20N(烧结轴承);≤30N(滚动轴承) 输入速度:≤15000rpm 工作温度：-30 (100) 产品名称：20MM金属行星齿轮减速器产品分类：五金行星齿轮箱 外径：20mm 材质：金属 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤3°（可定制） 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.1mm(烧结轴承);≤0.1mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤30N(烧结轴承);≤50N(滚动轴承)输入速度:≤15000rpm 工作温度：-20 (85) 产品名称：24MM金属行星齿轮减速器产品分类：五金行星齿轮箱 外径：24mm 材质：五金 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤2°（可定制） 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.1mm;≤0.1mm 输出轴径向负载：≤120N;≤170N 输入速度:≤15000rpm 工作温度：-30 (100) 第二章 原始数据及系统组成框图 （一）有关原始数据 课题: 一种行星轮系减速器的设计 原始数据及工作条件： 使用地点：减速离合器内部减速装置； 传动比：p i =5.2 输入转速:n=2600r/min 输入功率：P=150w 行星轮个数：w n =3 内齿圈齿数b z =63 第五章 行星齿轮传动设计 （一）行星齿轮传动的传动比和效率计算 行星齿轮传动比符号及角标含义为： 123i 1—固定件、2—主动件、3—从动件 1、齿轮b 固定时（图1—1），2K —H （NGW ）型传动的传动比b aH i 为 b aH i =1-H ab i =1+b z /a z 可得 H ab i =1-b aH i =1-p i =1-5.2=-4.2 a z =b z /b aH i -1=63*5/21=15 输出转速： H n =a n /p i =n/p i =2600/5.2=500r/min 2、行星齿轮传动的效率计算： η=1-|a n -H n /(H ab i -1)* H n |*H ψ H ψ=*H H H a b B ψψψ+ H a ψ为a —g 啮合的损失系数，H b ψ为b —g 啮合的损失系数，H B ψ为轴承的损失系数，H ψ 为总的损失系数，一般取H ψ=0.025 按a n =2600 r/min 、H n =500r/min 、H ab i =-21/5可得 η=1-|a n -H n /(H ab i -1)* H n |*H ψ=1-|2600-500/(-4.2-1)*500|*0.025=97.98% (二) 行星齿轮传动的配齿计算 1、传动比的要求——传动比条件 即 b aH i =1+b z /a z 可得 1+b z /a z =63/5=21/5=4.2 =b aH i 所以中心轮a 和内齿轮b 的齿数满足给定传动比的要求。 2、保证中心轮、内齿轮和行星架轴线重合——同轴条件 为保证行星轮g z 与两个中心轮a z 、b z 同时正确啮合，要求外啮合齿轮a —g 的中心距等于内啮合齿轮b —g 的中心距，即 w (a )a g - =()w b g a - 称为同轴条件。 对于非变位或高度变位传动，有 m/2(a z +g z )=m/2(b z -g z ) 得 g z =b z -a z /2=63-15/2=24 3、保证多个行星轮均布装入两个中心轮的齿间——装配条件 想邻两个行星轮所夹的中心角H ?=2π/w n 中心轮a 相应转过1?角，1?角必须等于中心轮a 转过γ个（整数）齿所对的中心角， 即 1?=γ*2π/a z 式中2π/a z 为中心轮a 转过一个齿（周节）所对的中心角。 p i =n/H n =1?/H ?=1+b z /a z 将1?和H ?代入上式，有 2π*γ/a z /2π/w n =1+b z /a z 经整理后γ=a z +b z =（15+63）/2=24 满足两中心轮的齿数和应为行星轮数目的整数倍的装配条件。 4、保证相邻两行星轮的齿顶不相碰——邻接条件 在行星传动中，为保证两相邻行星轮的齿顶不致相碰，相邻两行星轮的中心距应大于两轮齿顶圆半径之和，如图1—2所示 目录 一．绪论 (2) 1．引言 (2) 2．本文的主要内容 (2) 二．拟定传动方案及相关参数3 1．机构简图的确定 (3) ２．齿形与精度 (4) ３．齿轮材料及其性能 (4) 三．设计计算 (4) 1．配齿数 (4) 2．初步计算齿轮主要参数 (5) （1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (5) （2）按弯曲强度初算模数 (6) 3．几何尺寸计算 (7) 4．重合度计算 (8) 5．啮合效率计算 (9) 四．行星轮的的强度计算及强度校核10 １．强度计算 (10) ２．疲劳强度校核 (13) 1．外啮合 (13) 2．内啮合 (18) ３．安全系数校核 (19) 五．零件图及装配图 (23) 六．参考文献 (24) 一．绪论 1．引言 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有: 重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3; 传动效率高; 传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高; 装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小; 外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。 因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。 2．本文的主要内容 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳 1 前言 NGWN（III）型行星轮减速器设计 1 前言 随着现代化工业的发展，机械化和自动化水平不断地提高，各工业部门需要大量的减速器，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、运转可靠和寿命长等。而行星齿轮传动具有减速比大、传动效率高、结构小巧、承载能力强等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，因此行星轮减速器被广泛应用于各个方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得广泛的应用，所以目前行星传动技术已成为世界各国机械传动重点之一。目前国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，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化的机械传动设备中获得了成功的应用。 行星轮减速装置经过一个多世纪的发展设计理论及制造技术有了很大的进步，而且与新技术革命的发展紧密结合。当今世界行星轮减速装置总的发展趋势是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率、高的承载能力以及利用寿命长的目标发展，而且其重量更轻，噪声更低，效率更高，可靠性也更高。目前世界各国由工业化信息化时代正在进入知识化时代，行星轮在设计上的研究也趋于完善，制造技术也不断改进。行星齿轮传动类型很多，行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW 型、NGWN型和N型等。我所研究的NGWN（III）行星齿轮属于3Z型行星齿轮传动的一种。本文主要对NGWN（III）齿轮减速器设计方法进行了探讨，主要内容包括齿轮传动比的分配计算，主要零部件参数设计，标准零部件的选用，以及减速器中零件三维模型的设计。 目录 第一章绪论 (2) 1.1 行星齿轮传动的特点 (2) 1.2 本文的主要内容 (3) 第二章NGW行星齿轮减速器结构设计 (3) 2.1 设计技术参数 (3) 2.2 机构简图确定 (3) 2.3 齿形与精度 (4) 2.4 齿轮材料及其性能 (4) 第三章齿轮的优化设计 (4) 3.1 齿轮的设计 (4) 3.11配齿数 (4) 3.12初步计算齿轮主要参数 (5) 3.13几何尺寸计算 (6) 3.2 重合度计算 (7) 3.2 齿轮啮合效率计算 (7) 3.4 疲劳强度校核 (8) 3.41外啮合 (8) 3.42内啮合 (13) 第四章其他零件的设计 (14) 4.1 轴承的设计 (14) 4.2 行星架的设计 (15) 第五章输入轴的优化设计 (15) 5.1 装配方案的选择 (15) 5.2 尺寸设计 (16) 5.21初步确定轴的最小直径 (16) 5.22根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度 (17) 5.23轴上零件轴向定位 (17) 5.24确定轴上圆角和倒角尺寸 (18) 5.3 输入轴的受力分析 (18) 5.31求输入轴上的功率P、转速n和转矩T (18) 5.32求作用在太阳轮上的力 (18) 5.33求轴上的载荷 (19) 5.4按弯扭合成应力校核轴的强度 (21) 5.5精确校核轴的疲劳强度 (22) 5.6 按静强度条件进行校核 (28) 第六章Solidworks出图 (30) 参考文献 (34) 第一章绪论 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。 1.1 行星齿轮传动的特点 行星齿轮传动与其他形式的齿轮传动相比有如下几个特点: （1）体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高，这个特点是由行星齿轮传动的结构等内在因素决定的。 （2）传动比大只要适当的选择行星传动的类型及配齿方案，就可以利用很少的几个齿轮而得到很大的传动比。在不作为动力传动而主要用以传递运动的行星机构中，其传动比可达到几千。此外，行星齿轮传动由于它的三个基本构件都可以传动，故可以实现运动的合成与分解，以及有级和无级变速传动等复杂的运动。 （3）传动效率高由于行星齿轮传动采用了对称的分流传动结构，即它具有数个均匀分布的行星齿轮，使作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力相互平衡，有利于提高传动效率。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率可达0.97~0.99。 （4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强 由于采用数个相同的行星轮，均匀分布于中心轮周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。 在具有上述特点和优越性的同时，行星齿轮传动也存在一些缺点，如结构形 NGW行星减速器的设计 摘要 本文完成了对一级行星齿轮减速器的结构设计。该减速器具有较小的传动比，而且，它具有结构紧凑、传动效率高、外廓尺寸小和重量轻、承载能力大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点，适用于化工、轻工业以及机器人等领域。这些功用对于现代机械传动的发展有着较重要的意义。 行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就,并获得了许多的研究成果。近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展。 齿轮传动原理就是在一对互相啮合的齿轮中，有一个齿轮作为主动轮，动力从它那里输入，另一个齿轮作为从动轮，动力从它输出。也有的齿轮仅作为中转站，一边与主动轮啮合，另一边与从动轮啮合，动力从它那里通过，这种齿轮叫惰轮。 在包含行星齿轮的齿轮系统中，情形就不同了。由于存在行星架，也就是说，可以有三条转动轴允许动力输入/输出，还可以用离合器或制动器之类的手段，在需要的时候限制其中一条轴的转动，剩下两条轴进行传动，这样一来，互相啮合的齿轮之间的关系就可以有 多种组合。确定选用2Z-X(A)型的行星传动较为合理。 我们简要介绍了课题的背景以及齿轮减速器的研究现状和发展趋势，然后比较了各种传动结构，从而确定了传动的基本类型。论文主体部分是对传动机构主要构件包括太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架的设计计算，通过所给的输入功率、传动比、输入转速以及工况系数确定齿轮减速器的大致结构之后，对其进行了整体结构的设计计算和主要零部件的强度校核计算。其中该减速器的设计与其他减速器的结构设计相比有三大特点：其一，为了使三个行星轮的载荷均匀分配，采用了齿式浮动机构，即太阳轮与高速轴通过齿式联轴器将二者连接在一起，从而实现了太阳轮的浮动；其二，该减速器的箱体采用的是法兰式箱体，上下箱体分别铸造而成；其三，内齿圈与箱体采用分离式，通过螺栓和圆锥销将其与上下箱体固定在一起。最后对整个设计过程进行了总结，基本上完成了对该减速器的整体结构设计。 关键词：行星齿轮; 传动机构; 结构设计; 校核计算 行星齿轮减速器原理 一、新型NGW行星齿轮减速器 1、本系列产品是按照国家专业标准JB / T6502–93设计生产的； 2、初次选择本产品时，请详细进行选型计算，或向本公司咨询； 3、公司积累了多年行星减速器制造技术，自主设计和制造了多品种、重载非标行星传动齿轮箱。 二、NGW A行星齿轮减速器 1、本系列产品参照国家专业标准JB1799生产并经优化改进； 2、改进型A系列产品，行星轮磨齿6级精度，内齿轮插齿7级精度，整机经改型设计，太阳轮也可采用磨齿工艺，使得整机性能接近新型NGW行星齿轮减速器； 3、运用了多项新型NGW行星齿轮减速器的先进技术和工艺。 三、NGW - S行星齿轮减速器 1、本系列产品是NGW A行星齿轮减速器的派生产品，高速级 采用弧齿锥齿轮传动，使输入、输出成90o角，方便用户联接， 并可派生多种类似产品； 2、优化的弧齿锥齿轮传动，大大降低了减速器的噪声，整机性 能有大幅提高，与行星传动形成完全搭配； 3、运用了多项新型NGW行星齿轮减速器的先进技术和工艺。 四、NGW –LA 立式行星齿轮减速机 1、同轴线和电动机一体化组合，结构紧凑，安装尺寸可以与摆 线减速机相同；且多种工艺保证了高转速下的低噪声要求；更可 特殊设计，多组合，满足各行业的特殊需要；单级小传动比特性； 2、硬齿面行星传动，高精度和高承载能力，效率高达99%； 3、是TLC、LC、NGW L等立式齿轮减速机的理想替代产品。 行星齿轮减速器原理及其与一般减速机有什么不同来源：中国物资采购网时间：2009年11月16日8时50分【大中小】摘要：通电后，棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用，带动轮轴转动。安在小艇上，电动机发展趋势用320个丹尼尔电池供电，1838年小艇在易北河上首次航行，时速只有2.2公里，与此同时，美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的。。 行星齿轮减速器原理一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。 行星齿轮减速器原理是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。■减速机的作用1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。 引言 本课题研究的是一种精密行星齿轮减速器，通过对精密行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各齿轮的设计尺寸和装配尺寸，并对涉及结果进行参数分析，为精密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，要能弄懂该行星减速器的传动原理，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 减速器国内外现状、水平和发展趋势： 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新。减速器与电动机的一体结构也是大力发展的方向，并已成功生产多种结构和多种功率型号的产品。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率和重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器多从国外进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点，但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质没有突破，因此，没能从根本上解决传动功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等基本要求。90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结果简单，效率也高。由于该减速器的三轴平行结果，故使功率/体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。 减速器技术已经接受了时间的考验，成为当今世界成熟技术之一。其设计与制造技术的发展在一定程度上标志着一个国家的工业技术水平。因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。随着我国改革开放的不断进行，世界级的跨国大公司已开始大举进军中国市场，在我国生产汽车、工程机械、大型成套设备的齿轮及齿轮装置，齿轮产品在我国将会有大量国际品牌加入，这必将促使我国零部件结构的大调整，齿轮生产的专业化集中度也将继续提升。总之，不单单是我国，当今国际上各国减速器及齿轮技术发展的总趋势都在向着六高、二低、二化等方面发展：六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；二低即低噪声、低成本；二化即标准化、多样化。 齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。在常用的齿轮传动中，普通的圆柱齿轮传动一级传动比小，体积大，结构笨重，普通的涡轮蜗杆传NGW型行星齿轮减速器——行星轮的设计
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