NGW行星減速器的設(shè)計(jì),NGW,行星減速器,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題目：NGW行星減速器的設(shè)計(jì) 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述。 1.1題目背景及研究意義 目前，行星傳動(dòng)技術(shù)已成為世界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的重要發(fā)展方向，主要表現(xiàn)在廣泛采用硬齒面、高精度、高轉(zhuǎn)速、大功率、大轉(zhuǎn)矩、大規(guī)格，而且向多品種、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。概括地講，在礦山、工程、冶金、起重、運(yùn)輸、輕工、石油化工、機(jī)床、汽車、機(jī)器人、坦克、火炮、飛機(jī)、船舶、儀器儀表等機(jī)械行業(yè)和高科技領(lǐng)域中，已普遍采用行星傳動(dòng)作為減速、增速、差速、變速或控制裝置。 (1)行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) ①結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕 行星傳動(dòng)具有行星運(yùn)動(dòng)和功率分流的傳動(dòng)特性，采用內(nèi)齒輪副,可以充分利用內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈內(nèi)部的可容空間，使其具有結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。通常情況下，傳遞功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，行星傳動(dòng)的體積和重量約為普通齒輪傳動(dòng)的1/2～1/6。 ②傳動(dòng)比大，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 行星傳動(dòng)的類型很多，如漸開線行星傳動(dòng)、擺線針輪行星傳動(dòng)、諧波行星傳動(dòng)及活齒行星傳動(dòng)等，一般都具有大傳動(dòng)比的特點(diǎn)。用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大傳動(dòng)比可達(dá)幾萬或數(shù)十萬以上；作為動(dòng)力傳動(dòng)，其最大傳動(dòng)比可達(dá)幾十或數(shù)百。采用差動(dòng)行星傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成和一個(gè)運(yùn)動(dòng)的分解。在某些情況下，適當(dāng)選擇行星傳動(dòng)的類型，可實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。 ③效率高、功率損失小 行星傳動(dòng)采用數(shù)個(gè)行星輪均勻分布在內(nèi)、外中心輪之間，可平衡作用于中心輪與行星架軸承上的慣性力。采用這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有利于提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。適當(dāng)選擇傳動(dòng)類型，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，可使行星傳動(dòng)的效率達(dá)到0.97～0.99。 ④傳動(dòng)平穩(wěn)，抗沖擊振動(dòng)能力強(qiáng) 采用數(shù)個(gè)行星輪均勻分布在兩個(gè)中心輪之間，同時(shí)用均載裝置保持各行星輪間載荷均勻分布和功率均勻分流，不僅可平衡各行星輪和轉(zhuǎn)臂的慣性力，而且顯著提高了行星傳動(dòng)的平穩(wěn)性以及抗沖擊、振動(dòng)的能力。 (2)行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn) 行星齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難等。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深人地了解以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此，對(duì)于它的制造安裝問題，目前已不再成為一件困難的事情。實(shí)踐表明，在具有中等技術(shù)水平的工廠里也完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。 1.2減速器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景 國(guó)內(nèi)減速器發(fā)展概況：對(duì)行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的開發(fā)及運(yùn)用在我國(guó)自上世紀(jì)五十年代就開始了，但直到改革開放前的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，由于受設(shè)計(jì)理念與水平、加工手段與材料及熱處理質(zhì)量等方面的限制，我國(guó)各類行星齒輪減速箱的承載能力及可靠性都還處于一個(gè)比較低的水平，以至于我國(guó)許多行業(yè)配套的高性能行星齒輪箱，如磨機(jī)齒輪箱等都采用進(jìn)口產(chǎn)品。改革開放以來，隨著國(guó)內(nèi)多家單位相繼引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的行星傳動(dòng)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)技術(shù)并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了消化吸收和創(chuàng)新開發(fā)，使得國(guó)內(nèi)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在基礎(chǔ)研究方面，通過國(guó)內(nèi)相關(guān)高校、研究院所及企業(yè)的合作，在行星傳動(dòng)的均載技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析及制造裝配技術(shù)等方面都取得了一系列的突破，使得我國(guó)已全面掌握了行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)并形成了一批具有較強(qiáng)實(shí)力的研發(fā)制造機(jī)構(gòu)。繼西安重型機(jī)械研究所聯(lián)合多家單位推出國(guó)內(nèi)第一代通用行星齒輪減速器產(chǎn)品系列并完成其標(biāo)準(zhǔn)化工作后，目前正在推出性能更為先進(jìn)、結(jié)構(gòu)更為合理的新一代行星齒輪減速器產(chǎn)品。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)其他單位也開發(fā)出了一系列專用行星齒輪產(chǎn)品。在制造手段方面，近二十年來通過引進(jìn)及自主開發(fā)的磨齒機(jī)、插齒機(jī)、加工中心及熱處理裝置的廣泛運(yùn)用，大大提升了制造水平，在硬件上也切實(shí)保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。 目前，國(guó)內(nèi)開發(fā)的重載行星傳動(dòng)裝置已成功運(yùn)用于許多多年來一直采用國(guó)外產(chǎn)品的領(lǐng)域。如西重所開發(fā)的運(yùn)用于鋁鑄壓機(jī)的行星齒輪箱最大輸出力矩已達(dá)到600KN·m，運(yùn)用于水泥滾壓機(jī)的大型行星齒輪箱的輸出力矩已達(dá)到400KN·m，均成功替代了進(jìn)口產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的運(yùn)用于磨機(jī)的行星齒輪箱的最大功率已達(dá)到3600KW，運(yùn)用于中小功率的行星齒輪箱更是數(shù)不勝數(shù)。二十余年的實(shí)踐與運(yùn)用證明目前我國(guó)的行星傳動(dòng)齒輪箱的設(shè)計(jì)制造已達(dá)到與先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相當(dāng)?shù)乃?，完全可滿足為國(guó)內(nèi)格行業(yè)傳動(dòng)配套的的需求。 國(guó)外減速器發(fā)展概況：國(guó)外的行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)。1880年德國(guó)第一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)裝置的專利出現(xiàn)了。19世紀(jì)以來，隨著機(jī)械工業(yè)特別是汽車和飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展有很大的影響。1920年首次成批制造出行星齒輪傳動(dòng)裝置，并首先用于汽車的差速器。1938年起集中發(fā)展汽車用的行星齒輪傳動(dòng)裝置。二次世界大戰(zhàn)后，高速大功率船艦、透平發(fā)電機(jī)組、透平壓縮機(jī)組、航空發(fā)動(dòng)機(jī)及工程機(jī)械的發(fā)展，促進(jìn)行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展。 高速大功率行星齒輪傳動(dòng)廣泛的實(shí)際應(yīng)用，于1951年首先在德國(guó)獲得成功。1958年后，英、意、日、美、蘇、瑞士等國(guó)亦獲得成功，均有系列產(chǎn)品，并已成批生產(chǎn)，普遍應(yīng)用。英國(guó)Allen齒輪公司生產(chǎn)的壓縮機(jī)用行星減速器，功率25740kW；德國(guó)Renk公司生產(chǎn)的船用行星減速器，功率11030kW。低速重載行星減速器已由系列產(chǎn)品發(fā)展到生產(chǎn)特殊用產(chǎn)品，如法國(guó)Citroen生產(chǎn)用于水泥磨、榨糖機(jī)、礦山設(shè)備的行星減速器，重量達(dá)125t，輸出轉(zhuǎn)矩3900kW·m；德國(guó)Renk公司生產(chǎn)礦井提升機(jī)的行星減速器，功率1600kW，傳動(dòng)比13，輸出 轉(zhuǎn)矩350 kW·m；日本宇都興產(chǎn)公司生產(chǎn)了一臺(tái)3200 kW，傳動(dòng)比720/280，輸出轉(zhuǎn)矩2100 kW·m的行星減速器。 2．本課題研究的主要內(nèi)容和采用的研究方案，措施。 2.1研究的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)NGW行星減速器，要求傳動(dòng)比為i=25.78,輸出轉(zhuǎn)矩Tc=4520Nm。 其中Ｎ-內(nèi)嚙合齒輪，W-外嚙合齒輪，G-同時(shí)與兩個(gè)中心輪相嚙合的公共齒輪。根據(jù)給定要求可以知道我們要設(shè)計(jì)一個(gè)具有內(nèi)嚙合和外嚙合，同時(shí)還就有一個(gè)公共齒輪的行星齒輪傳動(dòng)如左圖所示。但由于NGW行星減速器的傳動(dòng)比較小的缺點(diǎn)，采用二級(jí)傳動(dòng)。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如右圖所示。具體內(nèi)容如下： (1)擇傳動(dòng)方案,確定傳動(dòng)類型的。 (2）設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，都大致包括： ①.選擇傳動(dòng)方案。 ②.傳動(dòng)零件齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。 ③.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。 ④.軸承的選型與壽命計(jì)算。 ⑤.鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算。 ⑥.箱體的設(shè)計(jì)。 ⑦.潤(rùn)滑與密封的選擇等。 (3）在對(duì)行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)給定的減速器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，通過CAD繪圖軟件建立行星齒輪減速器各零件的二維平面圖，繪制出減速器的總裝圖對(duì)其進(jìn)行分析。 2.2設(shè)計(jì)方法 常規(guī)方法是：先選行星輪個(gè)數(shù)，再按配齒條件進(jìn)行配齒，這種配齒結(jié)果不是唯一的?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)，從中選擇一組齒數(shù)方案，在按強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)、齒寬等參數(shù)。在確定結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，要獲得既能滿足性能要求，結(jié)構(gòu)尺寸又合理的方案，就必須進(jìn)行大量計(jì)算。因此 （1）熟悉行星減速器工作狀況和設(shè)計(jì)要求，對(duì)其結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，得出總體方案。 （2）按照總體方案對(duì)各零部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析得出行星減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個(gè)系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體的零部件的設(shè)計(jì)校核計(jì)算，得出各零部件的尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)。 （3）利用AutoCAD軟件畫出行星減速器的總裝配圖以及若干零件圖 （4） 檢查行星減速器的裝配圖，確保其準(zhǔn)確性。 （5） 如果時(shí)間允許做出三維圖，可以更直觀的表現(xiàn)出來。 3．研究的主要的難點(diǎn)及重點(diǎn) NGW行星減速器的設(shè)計(jì)有一大部分的工作就是計(jì)算與合理性的驗(yàn)證這是最基礎(chǔ)的東西也是最難的部分，所以難點(diǎn)主要在于設(shè)計(jì)過程中各個(gè)零部件參數(shù)的計(jì)算與選擇，還有后期三維運(yùn)動(dòng)仿真圖的制作。 4．本課題工作方案及進(jìn)度安排 1-2周：查資料熟悉NGW行星減速器的發(fā)展史，以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。咨詢老師，翻越相關(guān)書籍了解NGW行星減速器的工作原理，做出裝置簡(jiǎn)圖。翻譯外文資料，準(zhǔn)備開題。 3-5周：總體方案的設(shè)計(jì)，根據(jù)題目所給相關(guān)數(shù)據(jù)和自己所了解的知識(shí)在老師的 幫助下做出一下計(jì)算出： 傳動(dòng)比分配，行星輪數(shù)目，能力參數(shù)，配齒，齒輪模數(shù)和中心距。變位系數(shù)， 幾何尺寸，嚙合計(jì)算，強(qiáng)度驗(yàn)算，傳動(dòng)效率計(jì)算，齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，其他主要零部件計(jì)算。 6-11周：完成裝NGW行星減速器的總配圖，以及各部分零件圖，如有多余時(shí)間嘗試畫出三維圖; 12-15周：完成論文及翻譯，修改細(xì)節(jié)部分，準(zhǔn)備答辯。 參考文獻(xiàn) 【1】漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造編委會(huì)著，漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造，機(jī)械工業(yè)出版社，2003 【2】姚家娣、李明、黃興元主編.機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo).南昌：江西高校出版社，2001 【3】任嘉卉、李建平主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 【4】濮良貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2001 【5】孫桓、陳作模主編.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2000 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