行星减速机毕业设计

【篇一：卸船机用行星减速机的设计(毕业设计)】

目 录

摘要 ........................................................................ 1 第一章 绪论 ................................................................ 3

1.1行星齿轮传动的发展概况 ............................................... 3

1.2目前行星齿轮传动正向以下几个方向发展： ............................... 4

1.3行星齿轮传动的优缺点 ................................................. 6 1.4课题特点 ............................................................. 6 1.5反求设计 ............................................................. 7

第二章 传动方案的选择和分配传动比 .......................................... 10 2.2.1起升机构传动比分配 ............................................ 12 2.2.2行走机构传动比分配 ............................................ 13

第三章 行星齿轮传动的啮合计算 .............................................. 14 3.1 齿数的选择和计算 ................................................... 14 3.1.1 配齿计算 ...................................................... 14 3.1.2 验证配齿条件 .................................................. 15 3.2 几何尺寸计算 ....................................................... 18 3.3 啮合效率计算 ...................................................... 19

3.4齿轮传动的几何尺寸 .................................................. 20 3.4.1 行走机构 ...................................................... 20

3.4.2 起升、开闭机构 ................................................ 21 3.4.3 行星传动几何尺寸 .............................................. 22

第四章 齿轮传动的强度计算 ................................................. 23 4.1.行走机构第一对齿轮 ................................................. 23 4.2行走机构第二对齿轮 .................................................. 28

4.3起升、开闭机构齿轮传动的强度计算 .................................... 31 4.4行星齿轮传动的强度计算 .............................................. 34 4.5行星轮心轴与轴承寿命的计算 .......................................... 38 4.6轴的键强度计算 ...................................................... 39 第五章 结构设计 ............................................................ 41 5.1行星传动主要零件设计 ................................................ 41 5.1.1 齿轮的结构设计 ................................................ 41

5.1.2 行星轮轴直径 .................................................. 41

5.2输入、输出轴轴径的确定 .............................................. 42 5.3行星架的结构设计 .................................................... 43 5.4 机体的结构设计 ..................................................... 44

第六章 均载装置的设计 ...................................................... 46 6.1 均载装置的选择 ..................................................... 46

6.2 行星轮间载荷分布不均匀性分析 ....................................... 46 6.3均载机构简介 ........................................................ 49

6.4浮动齿轮联轴器的设计研究 ............................................ 50 6.4.1几何尺寸计算 .................................................. 51 6.4.2强度计算 ...................................................... 52

第七章 设计总结 ........................................................... 53 参考文献 ................................................................... 54 致 谢 ..................................................................... 55 卸船机用行星减速机的设计 【摘 要】

本次设计是对卸船机用行星减速机设计进行研究，卸船机用行星减速机设计要求效率高﹑简化结构﹑减轻重量，对大梁的作用力减小等目的。在文中介绍了行星齿轮减速器的发展的历史，通过分析比较几种行星齿轮传动方案，选择最优的传动方案；定出减速器的结构，最后选择2k-h型行星传动的四卷筒机构减速机传动方案。在设计过程中首先对传动比进行分配，而后分别计算高速级和低速级齿轮的主要参数、啮合参数、几何尺寸、以及齿轮强度验算，对行星齿轮的结构设计进行了较详细的阐述，最后对均载装置进行分析和研究。通过对行星齿轮传动的研究，结合目前的发展情况和所要面临解决的问题，建立了2k-h行星齿轮传动的形式，设计出具有大功率、大传动比、小重量、小体积等优点的减速机构。在设计中,采用了3个行星轮，齿轮的制造精度较高。

【关键词】：齿轮；行星齿轮减速器；齿轮啮合；均载装置

the design of planetary reducer used in unloading machine abstract

this design is unloading machine of planetary reducer design, ship unloader planetary reducer design with high efficiency﹑simplified structure or weight, reduce the force on the beam and other purposes. in the paper introduces the development

of planetary gear reducer history, through analysis and comparison of sev

eral planetary gear transmission scheme, choose the best transmission scheme; fixed gear structure, and finally select the 2k-h type planetary transmission of four drum body reducer transmission scheme. in the design process is

allocated first transmission ratio, high level and then calculate the main parameters of low-level gear, meshing parameters, geometric dimensions, and gear strength checking, the structure of the planetary gear design for a more detailed description, and finally contain devices for analysis and research. through the planetary gear transmission, in

combination with the current developments and problems to be faced, the establishment of a 2k-h planetary gear

transmission in the form, designed with high power, large transmission ratio, a small weight, small volume and so the deceleration institutions. in the design, use of the three planetary gear, gear manufacture of high precision.

【keywords】: gear; planetary gear reducer; gear mesh; are contained device

卸船机用行星减速机的设计 第一章 绪论

1.1 行星齿轮传动的发展概况

我国早在南北朝时代（公元429～500年），祖冲之就发明了有行星齿轮的差动式指南车。比欧美早了1300多年。

1880年德国第一个行星齿轮传动装置的专利出现了。1920年首次成批制造出行星齿轮传动装置，并首先用于汽车的差速器。1938年起集中发展汽车用的行星齿轮传动装置。二次世界大战后机械行业的蓬勃发展促进了行星齿轮传动的发展。

高速大功率行星齿轮传动广泛的实际应用，于1951年首先在德国

获得成功。1958年后，英、意、日、美、苏、瑞士等国也获得成功。 低速重载行星减速器已由系列产品发展到生产特殊用途产品，如法国citroen生产用于水泥磨、榨糖机、矿山设备的行星减速器，重量达125t，输出转矩3900kn.m；

我国是从20世纪60年代起开始研制应用行星齿轮减速器，20世纪70年代制订了ngw型渐开线行星齿轮减速器标准系列jb1799-1976。已形制成功高速大功率的多种行星齿轮减速器，如列车电站燃气轮机（3000kw）/高速汽轮机（500kw）和万立方米制氧透平压缩机

（6300kw）的行星齿轮箱，低速大转矩的行星减速器也已批量生产，如矿井提升机的xl-30型行星减速器（800kw）。

世界各先进工业国，经由工业化、信息化时代，正在进入知识化时代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使行星齿轮传动已达到了较高水平。我国与世界先进水平虽存在明显差距，但随着改革开放带来设备引进，技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得长足的进步。

1.2目前行星齿轮传动正向以下几个方向发展：

（1）向高速大功率及低速大转矩的方向发展。例如年产300kt合成氨透平压缩机的行星齿轮增速器，其齿轮圆周速度已达150m/s；日本生产了巨型船舰推进系统用的行星齿轮箱，功率为22065kw；大型水泥球磨机所用80/125型行星齿轮箱，输出转矩高达4150kn.m。在这类产品的设计与制造中需要继续解决均载、平衡、密封、润滑、零件材料及热处理及

【篇二：行星减速器设计】

目 录

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 第一章概

述 ………………………………………………………………………1 （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

第八章三维造型和复杂零件设

计………………………………………………24 第九章 结

论……………………………………………………………………27 第十章参考文

献…………………………………………………………………25 第十一章设计小

结………………………………………………………………26 第十二章致

谢……………………………………………………………………27 第一章 概述

1.1周转轮系简介

如果在轮系运转时，其中至少有一个齿轮轴轴线的位置并不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转，则这种轮系称为周转轮系。 一个周转轮系是由若干个行星轮（即兼绕自身轴线作自转和随构件h一起绕固定轴线作公转，就像行星运动一样的齿轮）、一个或两个太阳轮（即与行星轮相啮合并绕着定轴线回转的齿轮）和一个（只有一个）行星架 (转臂或系杆，即装架行星轮且绕固定轴线回转的构件) h 组成的。

在周转轮系中，一般都以太阳轮和行星架作为运动的输入和输出构件，故又称它们为周转轮系的基本构件。基本构件都围绕着同一固定轴线回转。

周转轮系分类如下：

1）按自由度数目分有差动轮系（f＝2）和行星轮系（f＝1）如图1.1所示。图1-1 按自由度数目分类图 2）按基本构件分类

图1-2 2k－h型和3k型 图1-3复合轮系

轮系中既包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成的，这种轮系称为复合轮系。

定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即：定轴轮系的传动比 ＝ 所有从动轮齿数的连乘积 / 所有主动轮齿数的连乘积

首、末两轮的转向关系可用标注箭头的方法来确定。

一对啮合传动的圆柱或圆锥齿轮在其啮合节点处的圆周速度是相同的，所以标志两者转向的箭头不是同时指向节点，就是同时背离节点。根据此法则， 在用

箭头标出主动轮的转向后，其余各轮的转向便可依次用箭头标出，由此可确定轮系首、末两轮的转向关系。

在实际机器中，首、末两轮的轴线相互平行的轮系应用最广。这时，其首、末两轮的转向不是相同就是相反。所以规定：当两者转向相同时，其传动比为“+”，反之为“－”。

但必须指出：如果轮系中首、末两轮的轴线不平行，便不能用“+、－”号来表示它们的转向关系，而只能在图上用箭头来表示。 过轮或中介轮仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用。 1.2行星减速器简介

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

【篇三：减速器毕业设计】

河南机电高等专科学校 毕业设计说明书

论文题目：基于pro/e的一级圆柱齿轮减速器的设计与

运动仿真系 部：机械工程系 专 业:起重运输机械设计与制造 班 级： 起机121 学生姓名： 毛庆阳 学 号：110125146 指导教师： 崔纪超 2015年4月20日 摘 要

本次毕业设计的课题是基于pro/e的一级圆柱齿轮减速器三维装配建模及运动仿真，研究的主要方向是机械工程及自动化。在各个基本零件运动的特点的基础上，引入创新的思维和概念，对零件进行组合以达到设计要求。齿轮减速器是日常生产加工中非常普遍的机械，由于结构复杂，生产过程较长，采用pro/e进行辅助设计较为方便。在对一级直齿圆柱齿轮减速器的参数化设计的基础上，利用pro/e进行三维的实体模型建立，并对三维实体模型进行虚拟的装配以及运动仿真，从而验证该模型的有效性和可行性。

在设计过程中，综合运用三维设计课程及选修课程，如制图、机械制造工艺、机械制造基础等，运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题，使理论知识更充分地融入实践中，并得到更好的发挥！

通过设计，可以培养工程设计的工作能力，树立正确的设计思想，掌握常用三维图的绘制和基本零件的加工工艺的方法和步骤，并能综合地考虑经济、工艺等方面的设计要求，确定合理的设计方

案。并能熟练的应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范和有关国家标准。

关键词：一级圆柱齿轮减速器； pro/e； 三维建模； 运动仿真 abstract

the topic of this graduation design is level of cylindrical gear reducer based on pro/e 3 d motion simulation, assembly

modeling and research is the main direction of the mechanical engineering and automation. on the basis of the movement characteristics of the basic parts, the introduction of

innovative thinking and concepts, combination of parts so as to meet the design requirements. gear reducer is very common in daily production and processing machinery, because of its complex structure, production process is longer, using pro/e to aided design is more convenient. at level 1 straight tooth cylindrical gear reducer, on the basis of parametric design, use of pro/e to establish 3 d entity model and the three-dimensional entity model of virtual assembly and motion simulation, so as to verify the feasibility and effectiveness of the model.

in the process of design, the integrated use of 3 d design courses and elective courses, such as drawing, mechanical manufacturing technology, mechanical manufacturing base, etc. has studied the theory and knowledge of the production practice to analyze and solve practical engineering problems, make theory knowledge more fully into practice, and better play!

by design, can train the ability of engineering design work independently, set up the correct design ideas, to master the commonly used three-dimensional graph drawing and basic components of the methods and steps of machining process, and can comprehensively consider the design requirements of economy, technology and so on, to determine the reasonable design scheme. and proficient in the application of relevant resources, computing diagrams, manuals, atlas, specification and the relevant national standards.

keywords：cylindrical gear reducer； pro/e； 3d modeling； motionsimulation 目 录

摘

要……………………………………………………………….….…….………..…. i 目

录……………………………………………………………….….…………………iii 第1章 绪

论……………………………………………………………….…………....1

第2章 一级圆柱齿轮减速器参数化计

算……………………………………………2 2.1引用数据进行参数化

模……………………..….……………………………..……2 2.2 电动机的选

择…………………………………………………………..………...2 2.3 计算总传动

比…………………………….………………….………………...….4 2.4 运动参数及运动参数计

算………………….………………...……. ……………4 2.5皮带轮的传动设计计

算………………….………………...……. …………………4 2.6齿轮传动的设计计

算………………….………………...……. ………………….6 2.7轴的设计计

算………………….………………...……. ………………….………7 2.8键连接的选择及校核计

算………………….………………...……. ……………13 2.9箱体、箱盖及附件的设计计

算………………….………………...……. …………14 第3章 一级圆柱齿轮减速器三维模型的创建………………….………………...16 3.1渐开线圆柱齿轮的三维模型创

建………………….………………...……. ……16 3.2轴的三维模型创

建………………….………………...……. ………………….…16 3.3箱体的三维模型创

建………………….………………...……. ………………….17

3.4油标的三维模型创

建………………….………………...……. ………………….18 3.5小轴承的三维模型创

建………………….………………...……. ………………19 3.6其他零件的三维模型创

建………………….………………...……. ……………19 3.7一级圆柱齿轮减速器三维模型的虚拟装配………………….………………...…19 第4章一级圆柱齿轮减速器的运动仿

真………………….………………...……. 21 4.1对齿轮传动的运动仿

真………………….…………………...……. ……………21 4.2总传动部分的运动仿

真………………….………………...……. ………………21 总

结………………….………………...……. …………. ……. ……. ……. …. … …23 致

谢……………………………….……………………..……………...…...………....24 参考文

献………………………….…………………..……..………………….……...25

第1章 绪 论

1.1 齿轮减速器的概述

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮—蜗杆传动所组成的部件。常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。齿轮减速器由于具有固定的传动比、结构紧凑、机体密封、使用维护简单等特点成为工程应用中普遍使用的机械传动装置，被广泛的应用于建材、运输、冶金、化工等行业。减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。 1.2 齿轮减速器进行三维建模的意义

由于齿轮减速器的种类很多，一些类型的减速器已有系列标准，并由专门的厂家进行生产，但对于传动布置、结构尺寸、功率、传动比有特殊要求的、标准一时间无法确定的，就需要自己另行设计与

制造了。由于有特殊要求的减速器的设计周期长，设计过程麻烦，效率低，任务大，因而在整个的设计过程中如若可以将计算机辅助设计与一般的机械设计进行有机的结合，这样可以缩短产品的研发周期、提高生产效率、减少劳动强度、节约资源、减少人力资源的浪费。同时在设计的过程中进行运动仿真和受力的分析，可以进一步的验证设计的结果，得出最优的方案，有效避免原材料的浪费，最大限度的节约人力资源，降低生产的成本，创造更高的效益，因此采用软件对减速器的模型进行三维的建模和运动仿真的优势很明显，进行此项工作显得非常的重要。

1.3 对一级齿轮减速减速器的研究过程与方法

对于一级圆柱齿轮减速的三维建模和运动仿真的研究，首先应该建立数据的模型，在数据支持的基础上，初步计算出减速器各个零部件的基本结构和大小，然后利用pro/e画出各个零部件的基本机构，再利用各个零部件的关系进行虚拟的装配，最后施加虚拟外力，看减速器能否运动，验证前边参数化设计过程的正确性。