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行星齿轮传动的可靠性优化设计

行星齿轮传动的可靠性优化设计
行星齿轮传动的可靠性优化设计

NGW型行星齿轮减速器——行星轮的设计

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,

行星传动比及啮合频率计算

行星传动传动比及啮合频率计算 特征频率主要包含转频和啮合频率,根据传动比计算的结果,可以相应的算出每个齿轮相对应的转速n ,则转频60i i f n =,齿轮啮合频率等于该齿轮的转频乘以它的齿数。相互啮合的两个齿轮的啮合频率是相等的。即zi i i f f z =?。而齿轮的振动谱就是以该基频(zi f )波和高次谐波所组成的谱,因此在故障诊断中具有重大意义。又因为相互啮合的两个齿轮的啮合频率是相等的,所以一组行星轮系当中只要计算中心论转速即可。 1 a 1 b 1 c 2 a 2 b 2 c Input Shaft Output Shaft 2 d 1 d 3 d 4 d 齿轮模型 齿轮箱各级齿轮参数 参数 行星齿轮箱 平行轴齿轮箱 一级 二级 高速级 低速级 a 1 b 1 c 1 a 2 b 2 c 2 d 1 d 2 d 3 d 4 模数 1 1 1 1 1 1 1.5 1.5 1.5 1.5 齿数 20 40 100 28 36 100 29 100 90 36 个数 1 3 1 1 4 1 1 1 1 1

n –输入转速; Za1–第一级太阳轮齿数;Zb1 –第一级行星轮齿数;Zc1–第一级内齿圈齿数; Za2 –第二级太阳轮齿数;Zb2 –第二级行星轮齿数;Zc2 –第二级内齿圈齿数; (1) 一级行星轮系: 111111a H c c H a n n z n n z -=-- 其中,n n n a c ==11,0 ,则 )1//(11111+==a c a H b z z n n n =n 6 1 (2) 二级行星轮系: 222 222 a H c c H a n n z n n z -=--其中, 1 22,0H a c n n n ==,则 )1//(22222+==a c a H b z z n n n =232 7 a n 行星轮系级: 传动比i =192/7 (3)平行轴: 中间低速级: 传动比i1= 小 大 n n =100/29 高速级: 传动比i2= 小 大 n n =2.5 平行轴传动比:i=8.6 总传动比:i=232 齿轮箱振动特征频率 1. 啮合频率: 1)转速同步频率 n f = n/60 式中,n 为轴转速(转/分)。 2)定轴齿轮啮合频率 n f = nz/60 式中,n 为轴转速(转/分), r z 为齿轮齿数。 3)行星轮系,啮合频率用下式计算: m f = a b a c b z f f z f ?-=?)( 式中,b n 为行星轮架转速(转/分),c z 为内 齿圈齿数,a f 为太阳轮转频,a z 为太阳轮齿数。 m f =(15.95-1.975)*13=181.675 m f =1.975*92=181.7

行星齿轮减速器的优缺点

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

(完整word版)NGW型行星轮中太阳轮的设计和计算要点

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,

行星齿轮传动比计算

行星齿轮传动比计算 在《机械设计》上,行星齿轮求解是通过列一系列方程式求解,其求解过程繁琐容易出错, 其实用不着如此,只要理解了传动比e ab i 的含义,就可以很快地直接写出行星齿轮的传动比, 其关键是掌握几个根据e ab i 的含义推导出来公式,随便多复杂的行星齿轮传动机构,根据这 几个公式都能从头写到尾直接把其传动比写出来,而不要象《机械原理》里面所讲的方法列出一大堆方程式来求解。 一式求解行星齿轮传动比有三个基本的公式 1=+c ba a bc i i ――――――――――――――――――――――――1 a cx a bx a bc i i i = ―――――――――――――――――――――――――2 a cb a bc i i 1= ――――――――――――――――――――――――――3 熟练掌握了这三个公式后,不管什么形式的行星齿轮传动机构用这些公式代进去后就能直接将传动比写出来了。关键是要善于选择中间的一些部件作为参照,使其最后形成都是定轴传动,所以这些参照基本都是一些行星架等 例如象论坛中“大模王”兄弟所举的例子:

在此例中,要求出e ab i =?,如果行星架固定不动的话,这道题目就简单多了,就是一定轴 传动。所以我们要想办法把e ab i 变成一定轴传动,所以可以根据公式a cx a bx a bc i i i =将x 加进去, 所以可以得出:e bx e ax e ab i i i =要想变成定轴传动,就要把x 放到上面去,所以这里就要运用第 一个公式1=+c ba a bc i i 了,所以)1()1(x be x ae e bx e ax e ab i i i i i --==所以现在e ab i 就变成了两个定轴传 动之间的关系式了。定轴传动的传动比就好办了,直接写出来就可以了。 即)1()1())1(1())1(1()1()1(01 c e b d a e c e b d c e a c x be x ae e bx e ax e ab Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z i i i i i ?-+=?--?--=--== 再例如下面的传动机构: 已知其各轮的齿数为z 1=100,z 2=101,z 2’ =100 ,z 3=99。其输入件对输出件1的传动比i H1 )1(11133 1311H H H H i i i i -===这样就把行星传动的计算转换为定轴传动了,所以将齿数代 入公式得出1H i =10000 最后愿我的这篇小文章能够给大家带来一点点帮助,我就心满意足了,在此感谢我读大学时的机械原理老师沈守范教授。

行星齿轮传动设计详解

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,

基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计

基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计 摘要:某高速重载齿轮进行了优化设计,在分析齿轮在各工况下的弯曲强度后,根据齿轮的优化设计原则,选择齿轮体积最小为优化设计原则,对传动齿轮中的小齿轮进行了优化设计,设计模数、齿数、齿宽系数、螺旋角为变量,根据各参数的设计要求来确定约束条件,同时根据齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行条件约束,最后用MATLAB进行编程计算,最后得出优化后的结果,该结果满足要求。本文的研究对机械系统的优化设计具有指导意义和工程应用价值。关键词:齿轮;优化设计;MATLAB; 0引言 优化设计是近年发展起来的一门新的学科,也是一项新技术,在工程设计的各个领域都已经得到了更为广泛的应用。通过实际的应用过程表明:工程设计中采用优化设计这种新的科学设计方法,不仅使得在解决复杂问题时,能够从众多纷繁复杂的设计方案中找到尽可能完善的或者最适合的设计方案,而且,采用这种方法还能够提高设计效率和设计质量,使其的经济和社会效益都非常明显。优化设计的理论基础是数学规划,采用的工具是计算机。 优化设计具有一般的设计方法所不具备的一些特点。优化设计能够使各种设计参数自动向更优的方向进行调整,直到找到一个尽可能完善的或最适合的设计方案。一般的设计方法只是依靠设计人员的经验来找到最佳方案,这样不足以保证设计参数一定能够向更优方向调整,也不能够保证一定能找到最适合的设计方案。优化设计的手段是采用计算机,在很短的时间内就可以分析一个设计方案,并判断方案的优劣、是否可行,因此就能够从大量的方案中选出更加适合的设计方案,这是常规设计所不能比的。 1 机械系统优化设计方法概述 许多机械工程设计都需要进行优化。优化过程可以分为三个部分:综合与分析、评价、改变参数三部分组成。其中,综合与分析部分的主要功能是建立产品设计参数与设计性能、设计要求之间的关系,这也就是一个建立数学模型的过程。评价部分就是对该产品的性能和设计要求进行分析,这就相当于是评价目标函数是否得到改善或者达到最优,也就是检验数学模型中的约束条件是否全部得到满足。改变参数部分就是选择优化方法,使得目标函数(数学模型)得到解,同时根据这种优化方法来改变设计参数。 在许多机械工程设计问题中,优化设计的目标是多种多样的,按照所追求的目标的多少,目标函数可以分为单目标函数和多目标函数。以多级齿轮传动系统设计过程为例,要求在满足规定的传动比和给定最小齿轮、大齿轮直径的条件下,追求系统的转动惯量最小,箱体的体积最小,各级传动中心距和最小,承载能力最高,寿命最长等,这就是一个多目标函数。目标函数作为评价方案中的一个很重要的标准,它不一定有明显的物理意义、量纲,它只是代表设计指标的一个值。所以,目标函数的建立是否正确是优化设计中很重要的一项工作,它既要反映用户的需求,又要敏感地、直接地反映设计变量的变化,对优化设计的质量及计算难易程度都有一定的影响。表2.1给出了常用优化设计中的可供选择的优化目标。 优化设计问题的前提是选择优化设计方法,选用哪个方法好,这就主要是由优化设计方法的特性和实际设计问题的具体情况来决定。一般来讲,评价一种优

行星齿轮设计【模板】

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

最新行星齿轮传动比计算资料

行星轮系传动比的计算 【一】能力目标 1.能正确计算行星轮系和复合轮系的传动比。 2.熟悉轮系的应用。 【二】知识目标 1.掌握转化机构法求行星轮系的传动比。 2.掌握混合轮系传动比的计算。 3.熟悉轮系的应用。 【三】教学的重点与难点 重点:行星轮系、混合轮系传动比的计算。 难点:转化机构法求轮系的传动比。 【四】教学方法与手段 采用多媒体教学,联系实际讲授,提高学生的学习兴趣。 【五】教学任务及内容 一、行星轮系传动比的计算 (一)行星轮系的分类 若轮系中,至少有一个齿轮的几何轴线不固定,而绕其它齿轮的固定几何轴线回转,则称为行星轮系。 行星轮系的组成:行星轮、行星架(系杆)、太阳轮 (二)行星轮系传动比的计算 以差动轮系为例(反转法) 转化机构(定轴轮系) T的机构

1 2 3 4 差动轮系:2个运动 行星轮系:, 对于行量轮系: ∴ ∴ 例12.2:图示为一大传动比的减速器,Z 1=100,Z 2=101,Z 2'=100,Z 3=99。求:输入件H 对输出件1的传动比i H1 解:1,3中心轮;2,2'行星轮;H 行星架 给整个机构(-W H )绕OO 轴转动 H H W W W -=111W H H W W W -=222W H H W W W -=333 W 0=-=H H H H W W W H W 13 313 113 )1(Z Z W W W W W W i H H H H H ?'-=--==03=W 13 10Z Z W W W H H -=--11 31 1+== Z Z W W i H H ) (z f W W W W W W i H B H A H B H A H AB =--==0=B W AH H A H H A H AB i W W W W W i -=-=--= 110H AB AH i i -=1

行星齿轮传动比最简计算方法公式法

行星齿轮传动比计算 在《机械原理》上,行星齿轮求解是通过列一系列方程式求解,其求解过程繁琐容易出错,其实用不着如此,只要理解了传动比e ab i 的含义,就可以很快地直接写出行星齿轮的传动比,其关键是掌握几个根据e ab i 的含义推导出来公式,随便多复杂的行星齿轮传动机构,根据这几个公式都能从头写到尾直接把其传动比写出来,而不要象《机械原理》里面所讲的方法列出一大堆方程式来求解。 一式求解行星齿轮传动比有三个基本的公式 1=+c ba a bc i i ――――――――――――――――――――――――1 a cx a bx a bc i i i = ―――――――――――――――――――――――――2 a cb a bc i i 1= ――――――――――――――――――――――――――3 熟练掌握了这三个公式后,不管什么形式的行星齿轮传动机构用这些公式代进去后就能直接将传动比写出来了。关键是要善于选择中间的一些部件作为参照,使其最后形成都是定轴传动,所以这些参照基本都是一些行星架等 例如象论坛中“大模王”兄弟所举的例子:

在此例中,要求出e ab i =?,如果行星架固定不动的话,这道题目就简单多了,就是一定轴 传动。所以我们要想办法把e ab i 变成一定轴传动,所以可以根据公式a cx a bx a bc i i i =将x 加进去, 所以可以得出:e bx e ax e ab i i i =要想变成定轴传动,就要把x 放到上面去,所以这里就要运用第 一个公式1=+c ba a bc i i 了,所以)1()1(x be x ae e bx e ax e ab i i i i i --==所以现在e ab i 就变成了两个定轴传动之间的关系式了。定轴传动的传动比就好办了,直接写出来就可以了。 即)1()1())1(1())1(1()1()1(01 c e b d a e c e b d c e a c x be x ae e bx e ax e ab Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z i i i i i ?-+=?--?--=--== 再例如下面的传动机构: 已知其各轮的齿数为z 1=100,z 2=101,z 2’ =100 ,z 3=99。其输入件对输出件1的传动比i H1 )1(11133 1311H H H H i i i i -===这样就把行星传动的计算转换为定轴传动了,所以将齿数代 入公式得出1H i =10000 最后愿我的这篇小文章能够给大家带来一点点帮助,我就心满意足了,在此感谢我读大学时的机械原理老师沈守范教授。 注: H ab i =±所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积 ( 正负号不表示周转轮系中a 轮和b 轮的实际转向关系,而表示转化轮系中a 轮和b 轮的转向关系。转向相同取正,相反取负。 不能省略正负号,此处正负号关系着传动比的计算数值!)

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:

偏心齿轮传动的快速优化设计要点

机械设计课程设计 设计题目:偏心齿轮传动的快速优化设计学校: 专业:机械设计与制造2012级秋 姓名: 指导老师: 完成设计时间:

目录 摘要 (2) 绪论 (3) 1 偏心齿轮简介化原理 (4) 2 偏心齿轮快速优化设计 (5) 2.1 偏心齿轮传动设计计算公式推导 (5) 2.2 偏心齿轮优化设计模型的建立 (6) 2.3偏心齿轮优化设计的程序实现 (8) 2.4偏心齿轮优化设计示例 (9) 结论 (10) 参考文献 (11)

摘要 偏心齿轮虽然在制造上与普通渐开线齿轮无异,却属于变传动比的非圆齿轮传动,设计计算十分复杂。本文将优化设计概念引入非圆齿轮设计,使非圆齿轮设计方法从传统的基于分析的设计发展为基于综合的设计,避免了带有较大盲目性的参数试凑和反复校验过程, 提高了非圆齿轮传动设计的科学性和一次成功率。 关键词:偏心齿轮非圆齿轮优化目标规划

绪论 齿轮机构是应用最为广泛的机械传动机构, 具有传递功率大、效率高、传动准确可靠、寿命长、结构紧凑等优点。通常所说的齿轮传动是指传动比为常数的齿轮传动, 其主要功能是传递匀速运动和恒定的动力(功率), 而非圆齿轮则更多地作为运动控制元件使用, 广泛应用于轻工、纺织、烟草、食品等机械中[1~ 5 ], 在机构创新设计中具有重要作用。 非圆齿轮传动20世纪30年代就已出现, 20世纪50年代原苏联学者李特文在文献[1]中首次建立了非圆齿轮传动的系统理论, 20世纪70年代起这项技术被介绍到国内, 并开始进行系统研究, 但至今应用有限, 甚至在我国机械专业的本科生教材中都未包含这部分内容。其重要原因在于, 非圆齿轮设计计算复杂, 制造也很困难。进入20世纪70年代以后, 由于计算机技术和数控技术的发展和广泛应用, 使制约非圆齿轮应用的两大难点都有了得以克服的可能, 因而掀起了新的一轮非圆齿轮研究及应用热潮, 国外甚至有人将其称为非圆齿轮的“再发明( Rediscovering)”, 不仅开展非圆齿轮传动的研究, 而且开展了非圆带、链传动的研究, 形成一个内容丰富的非匀速比传动研究领域[ 4 ]。由于齿轮数控技术的发展, 非圆齿轮的制造已不再困难, 但是, 非圆齿轮设计计算复杂这一难点尚未得到根本克服, 具体表现在以下两点。 1)现有文献中给出的某些计算公式作为分析计算工具无疑是正确的, 但是如果将其用于设计计算, 则缺乏可操作性, 例如, 文献[ 4 ]中给出的偏心齿轮计算公式以瞬时啮合角作为基本变量, 要求计算时首先设定α值, 其“缺点是α角的设定范围不易掌握, 而且几何中心距的变化情况、特别是它的最小值l min不能直接求出”。[ 4 ] 2)现有文献中给出的设计方法( 包括计算机辅助设计方法) 均属于基于分析的设计方法, 即, 给定一组参数, 得到分析计算(校核计算)结果, 如发现不妥, 则修改给定参数, 再作分析与校核, 具有较大的盲目性。 本文将优化设计概念引入非圆齿轮设计, 使非圆齿轮设计方法从传统的基于分析的设计发展为基于综合的设计, 避免了带有较大盲目性的参数试凑和反复校验过程, 提高了非圆齿轮传动设计的科学性和一次成功率, 力求从根本上扭转由于非圆齿轮设计计算复杂困难而限制其广泛应用的局面。

行星齿轮传动比计算(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 行星轮系传动比的计算 【一】能力目标 1.能正确计算行星轮系和复合轮系的传动比。 2.熟悉轮系的应用。 【二】知识目标 1.掌握转化机构法求行星轮系的传动比。 2.掌握混合轮系传动比的计算。 3.熟悉轮系的应用。 【三】教学的重点与难点 重点:行星轮系、混合轮系传动比的计算。 难点:转化机构法求轮系的传动比。 【四】教学方法与手段 采用多媒体教学,联系实际讲授,提高学生的学习兴趣。【五】教学任务及内容 一、行星轮系传动比的计算 (一)行星轮系的分类

若轮系中,至少有一个齿轮的几何轴线不固定,而绕其它齿轮的固定几何轴线回转,则称为行星轮系。 行星轮系的组成:行星轮、行星架(系杆)、太阳轮 (二)行星轮系传动比的计算 以差动轮系为例(反转法) 转化机构(定轴轮系) T 的机构 1 2 3 4 差动轮系:2个运动 行星轮系:, H H W W W -=111W H H W W W -=222W H H W W W -=333 W 0=-=H H H H W W W H W 13 313 113 )1(Z Z W W W W W W i H H H H H ?'-=--==03=W 1 3 10Z Z W W W H H -=--11 31 1+== Z Z W W i H H ) (z f W W W W W W i H B H A H B H A H AB =--==

对于行量轮系: ∴ ∴ 例12.2:图示为一大传动比的减速器,Z 1 =100,Z 2 =101,Z 2' =100, Z 3 =99。求:输入件H对输出件1的传动比i H1 解:1,3中心轮;2,2'行星轮;H行星架 给整个机构(-W H )绕OO轴转动 = B W AH H A H H A H AB i W W W W W i- = - = - - =1 1 H AB AH i i- =1 2 1 3 2 2 3 1 13 )1 ( ' ? ? ? - = - - = Z Z Z Z W W W W i H H H

行星减速器设计

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

NGWN型行星机构的传动比及效率

NGWN 型行星机构的传动比计算及效率计算 结构形式: 传动比: Z Z Z Z , H Z Z , H Z Z Z Z 作为本例ZWPD010010‐171结构, 太阳轮齿数为Za=6 行星轮齿数为Zc=Zd=23 固定内齿轮齿数为Zb=51 输出内齿轮齿数为Ze=54 固定内齿轮b 与机架相联时,太阳轮输入,输出内齿轮输出。 传动比为(1+51/6)/ (1‐51/54)=171 这类传动的效率计算公式为: 当db>de 时,也就是当固定内齿轮的齿数大于输出内齿轮的齿数时:η . H H 当db

通常取φ 2.3f( Z Z ),总效率为摩擦系数与一些参数的计算值。 对于NGWN型,f为0.1‐0.12 计算φ H 2.3X0.1X 计算结果0.0065882352941176470588235294117647 其余计算i 171 其余计算i H Z Z 8.5 最终计算η . H H 0.98/(1+171/9.5x0.0065882353) 0.87610433311017102442162874190372 这种方法计算的结果明显偏大 原因是用钢铁的摩擦系数,而塑胶齿轮的滑动摩擦系数要比金属大得多,故产生误差。 粗略的计算, 金属之间的摩擦系数为0.05 而塑胶之间的摩擦系数约为0.2左右,故可用计算数据 1‐(1‐η)/0.05*0.2= 0.5044

齿轮传动的可靠性优化设计

齿轮传动的可靠性优化设计 摘要:主要目的是把可靠性优化设计和常规设计方法结合起来,说明优化设计在实际生产中的先进性和实用性。根据数学和可靠性设计理论建立齿轮传动的可靠性优化设计的数学模型,探讨其计算方法。结果可靠性优化设计优于常规设计方法,说明可靠性优化设计方法是一种更具有科学,更符合客观实际的设计方法。 关键词:可靠性齿轮传动优化设计齿轮 0 引言 齿轮传动广泛应用于各种机械设备中,它是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动,具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。齿轮传动的随机性是指其设计参数的随机性,先量变后质变,人们常常只注重“唯一性”、“正确性”,追求质变的同时却忽略了量变。采用可靠性优化设计可以使齿轮的随机参量取值更加合理,并使其结构更加规范。 直齿圆柱齿轮是机械传动常用零件,工作中它要承受交变载荷。齿轮设计、制造都很重要的。它是机械中重要的传动部件,它的质量,体积和成本在整个设备中占有很大比重。如果发生故障,会严重影响设备的正常运转,因此,齿轮传动质量的好坏直接影响整个机器性能,设计一个质量轻,结构可靠的齿轮传动必大受人们的欢迎。 通常齿轮传动的设计是将齿轮所受载荷,应力和强度都视为定值,按一定的强度条件进行设计或校核,这种常规设计安全系数一般比较保守,不仅造成材料的浪费,增加成本,往往由于一个参数的改变,而影响其他参数的确定,并且考虑齿轮传动的应力,强度及各几何参数的不确定性,引起的误差与实际不符,也不能保证绝对的安全。设

计的齿轮传动质量差,可靠性低,承载能力小。因此,为了使齿轮传动设计既贴近实际工况,又有最优方案,提出将优化设计和可靠性设计理论有机结合起来的设计方法,该方法无论对缩小尺寸,减轻质量,提高承载能力和保证设计可靠性均有现实意义。可靠性设计方法认为作用在齿轮上的载荷和材料性能等都不是定值,而是随机变量,具有明显的离散性质,在数学上必须用分布函数来描述,由于齿轮的载荷和材料性能等都是随机变量,所以必须用概率统计的方法求解。齿轮可靠性设计认为齿轮存在一定的失效可能性,并且可以定量地回答齿轮在工作中的可靠程度,从而弥补常规设计的不足,它已成为质量保证,安全性保证,产品责任预防等不可缺少的依据和手段。 1 齿轮传动可靠性优化设计的数学模型 设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小),已知条件:传递功率N=20 KW,小齿轮转速n=1000rpm,传动比u=3,小齿轮材料为40Cr,齿面淬火,大齿轮材料为45钢,调质处理, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动, 每年工作300天,工作十年,要求齿轮强度的可靠度为0.98以上。 1.1 可靠性优化设计模型的建立方法 根据已知条件和设计要求,齿轮传动的可靠性优化设计数学模型的建立可选用均值模型。 求 X=|1,2 |T x x xn min E{f(X,ω)} s.t. p{g n(X,ω)30}3a n (n=1,2,3 n p) (1)

行星齿轮机构传动比计算方法

行星齿轮机构传动比计算方法

Key words: epicyclic gear train; speed ratio; compute way. 随着行星齿轮减速器以及行星齿轮传动在变速箱中的广泛应用,对行星齿轮传动的了解和掌握已成为工程技术人员的必要技能。但是,对于刚接触行星齿轮传动的工程技术人员来说,行星齿轮传动的速比计算比较不容易理解和掌握。本文通过对各类参考资料及教科书中的行星齿轮传动速比计算方法进行总结归纳,并针对常用的最具代表性的2K-H型行星齿轮传动,分别用不同方法对其传动特性方程进行了推导论证。 行星齿轮传动或称周转轮系。根据《机械原理》[1]上的定义,我们可把周转轮系分为差动轮系和行星轮系。为理解方便,本论文所讨论限于2K-H型周转轮系。 关于行星齿轮传动(周转轮系)的速比计算方法,归纳起来有两大类四种方法,分别为由行星架固定法和力矩法组成的分析法;由速度图解法和矢量法组成的图解法[2]。矢量图解法一般适用于圆锥齿轮组成的行星齿轮传动,在此不作介绍;下面分别运用其它三种计算方法对2K-H型周转轮系的传动特性方程(1)进行推导。

1-太阳轮 2-行星轮 3-内齿圈 H -行星架 图1 行星齿轮传动 Fig 1 Epicyclic gear train 0)1(31=++-αωωαωH (1) 结合图1,式中1ω为太阳轮1的转速、H ω为行星架H 转速、3 ω为内齿圈3转速、α为内齿圈3与太阳轮1的齿数比即1 3 Z Z =α。 1 行星架固定法 机械专业教科书上一般介绍的都是此种方法,也可叫转化机构法。其理论是一位名叫Wlies 的科学家于1841年提出的,即“一个机构整体的绝对运动并不影响其内部各构件间的相对运动” [3],就像手表的时针、分针、秒针的相对运动不会因带表人的行动而变化。 如图2所示,其中太阳轮1、行星轮2、内齿圈3、行星架H 的转速分别为H ωωωω、、、321。我们假定整个行星轮系放在一个绕支点O 旋转的圆盘上,此圆盘的转速为 H ω-。那么,此时行星架的转速为()0=-+=H H H H ωωω,相当于行星

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