三環(huán)減速器畢業(yè)設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 一 三環(huán)式變速傳動 設設 計計 介介 紹紹 我們所設計的三環(huán)減速器是一種新型通用的減速裝置，是屬于 本發(fā)明提供了一種減速 (或增速 )傳動裝置，本發(fā)明專利獨創(chuàng)了 “ 平行軸 動軸 ” 傳動機構，其產(chǎn)品由一根低速軸、二根高速軸和三片傳動環(huán)板構成。兩根高速軸保持三片環(huán)板呈 120相位差作平面運動，并與低速軸上的齒輪內接，通過多對齒與齒或針銷與齒相嚙合，形成大的傳動比，同時能經(jīng)受較高的荷載與過載。該專利的通用產(chǎn)品，簡稱三環(huán)減速器，同現(xiàn)有的減速器相比，比相同承載能力的普通多級圓 柱齒輪減速器的體積小 1 3 1 2；質量輕1 2 1 3；比相同體積的擺絲針輪減速器的承載能力多 50%；比相同功率蝸桿減速器效率高 10 35%；比硬齒面減速器造價低50%以上。此種減速器是節(jié)材、節(jié)能的新型通用減速器 ，其構造原理正確，結構新穎。該裝置采用 “ 平行軸 ” 動軸 ” 傳動，兼有二者的主要優(yōu)點，具有承載能力高、傳動比大、體積小、質量輕、效率高、運轉平衡、可以由幾個軸端同 時傳遞動力等優(yōu)點 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 該型減速器的基本型構造組成如下圖所示，其中兩根互相平行且各具三個偏心的高速軸 1為輸人軸，動力通過其中任一軸或兩 軸同時傳輸，三片傳動內齒圈 2通過轉臂軸承 6裝在兩根高速軸上，一根帶齒的低速軸 3(輸出軸 )與高速軸平行，各軸均通過軸承 4支承在機體 5上，內齒圈與低速軸的外齒嚙合運動，形成大傳動比。三片內齒圈同時與低速軸嚙合，嚙合的瞬時相位差呈120度角。高速軸與低速軸的回轉方向相反。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 二二 傳傳 動動 原原 理理 其基本型主要由一根低速軸，二根高速軸，和三片傳動環(huán)板構成。各軸均平行配置。相同的兩根高速軸帶動三片傳動環(huán)板呈1200相位差作平面運動，傳動環(huán)板內圓與低速軸的外圓內接，通過齒與齒或針銷與齒相嚙合， 形成大傳動比。各軸的軸端可以單獨或同時傳輸動力。該傳動裝置因采取簡巧獨特的 “ 平行軸 三環(huán)式傳動原理，基本構件的運動和受力均衡，又充分地運用了功率分流和多齒內嚙合，故具有外形小，傳動比大，承載能力強、過載性能好，效率高，運轉平穩(wěn)及多軸端傳輸動力，制造與維修簡便等優(yōu)點。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 三環(huán)減速器基本型的工作原理如圖所示，由一根具有外齒輪套接的低速軸 1、二根由三個互呈 120度偏心的高速軸 2和三片具有內齒輪的環(huán)板 3組成。減速時，高速軸 2作為輸入軸，帶動環(huán)板3上的內齒輪做平面運動，靠內齒輪與低速軸 1上的 齒輪嚙合實現(xiàn)大速比。齒型一般為漸開線齒型，各輸入軸的軸端可單獨或同時輸入動力。 如要求增速，則軸 1（外齒輪軸）作輸入軸，軸 2作輸出軸。其傳動比的計算公式為： i - (式中 外齒輪齒數(shù)； 內齒輪齒數(shù)； 負號表示回轉方向相反，三片內齒圈類似于 3個行星輪，因由外齒輪直接輸出，故沒有一般行星齒輪傳動的行星架或少齒差傳動的輸出機構，簡化了機構，卻仍保留了同軸線動軸傳動減速器的傳動比大和結構緊揍的特點。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 如圖，中間是節(jié)圓直徑為 線是固定的 ，外齒輪只能繞 外齒輪嚙合的是節(jié)圓直徑為 齒環(huán)用滾動軸承裝在兩根倔心軸上，兩根偏心軸的軸線在軸的偏心距相同為 2，偏心的方向也相同，內齒環(huán)和兩根偏心軸組成平行四連桿機構如圖，當偏心軸回轉時內齒環(huán)作平動，齒環(huán)上任何一點都有相同的軌跡和速度，內外齒輪直徑與偏心距之間有下列關系： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 但外置偏心軸少齒差行星傳動，各參致限制條件較多，計算極為復雜，如果參數(shù)選擇不當，不能滿足全部的限制條件，就會發(fā)生種種干涉現(xiàn)象，導致 三環(huán)減速器質量差、壽命短。為了保證內嚙合傳動的強度和正確嚙合，避免內齒輪副干涉，必須通過大量計算、比較來選擇得到最佳的方案。 a三環(huán)減速器的嚙合效率 a=1/(1+|(1(1- g) g=1- )( 2f+ 2a+1- f ) 取 嚙入重合度 f=z2(tg a - tg (2 ) 嚙入重合度 f=z1(tg tg a)/(2 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 三三 結結 構構 原原 理理 及及 特特 點點 漸開線少齒差行星齒輪傳動按傳動形式可分為 2類， 三環(huán)減速器，如圖 1所示 :兩根互相平行且各具有 3個偏心軸頸的高速軸 3，動力通過其中任一軸或兩軸同時傳輸， 3個傳動內齒輪 1通過軸承 2裝在軸上，外齒輪 7的軸 4為低速軸，其軸線與高速軸 3的軸線平行，低速軸通過軸承 5支承在機架 6上， 3個內齒輪 1與外齒輪 7嚙合，嚙合瞬時相位差呈 120。其傳動原理為輸入 軸旋轉時，行星輪 (內齒輪 1)不是作擺線運動，而是通過一雙曲柄機構 (具有偏心軸頸的高速軸 )引導作圓周平動 。 圖 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 四四 設設 計計 約約 束束 條條 件件 1、內齒輪頂圓應大于基圓 2、齒頂不變尖 3、內外齒圈不產(chǎn)生過渡曲線干涉 4、切制內齒圈不產(chǎn)生頂切現(xiàn)象 5、內嚙合齒輪副的置合度約束條件 6、不發(fā)生齒廓重疊干涉的約束條件（下頁圖） 7、齒輪模數(shù)的約束條件： 按模數(shù)標準系列取值 (從數(shù)據(jù)庫中選取 )。 8、強度約束條件：在三環(huán)減速器少齒差行星傳動中，由于內齒田與低速釉的外齒為內接觸，其兩齒康的曲率中心在同一 方向，而且兩曲率半徑相差甚小，因此相互的接觸面積大，接觸應力較小。所以，對于三環(huán)減速器，其主要的失效形式一股為輪齒折斷和轉臂軸承的疲勞破壞，而不會產(chǎn)生齒面點蝕破壞，故在此僅需進行齒根彎曲強度計算和轉臂軸承壽命計算，不需要驗算其齒面接觸強度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 五五 單單 軸軸 輸輸 入入 時時 的的 受受 力力 分分 析析 三片內齒圈在嚙合過程中相位差僅為 120度角，在一周范圍內其受力情況是完全一樣的，故只分析其中的一片即可。取單片內齒圈為隔離，其受力如圖 意轉角為時， B， 方向如圖 2所示，伏在同國外齒輪傳給內齒圈的力 向嚙合點，因內齒圓做勻速平動，根據(jù)平面物體的靜力平衡方程可列出： X = FA r FA t 0 + FB Fn ) = 0 （ 1） Y = FA r FA t 90 o+ ) + FB Fn ) = 0 （ 2） FB 2 l + Fn ) ) r b Fn ) ) = 0 （ 3） 從（ 3）式可解得： ) - r b/ l 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 將 1)(2)式得 FA t= FA r= - (r b/ l - + ) 當 = r b/ l 時，在 =0點， 從上面 FA r 、 = 0 o （或 360 o）， 180 o 時， 0 ，則 FA r 、 于無窮大，此時不能傳遞力距。因而單向內齒圈 在一周范圍內由外齒輪傳遞給它的力 有當 有可能使 FA r 、 0 o （或 360 o）， 180 判斷這些特殊點的極值是否存在桌需 求出FA r 、 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 六 設計計算 這種三環(huán)減速器的原動機輸入轉速是 1500r/定功率是 傳動比是 969。 分兩級傳動，按照級數(shù)系列選取： 一級傳動中： 7 二級傳動種： 7 （ 1） 首先計算兩齒輪的齒數(shù) 按公式 (17 3=51 一級傳動采用三齒差行星齒輪傳動減速，有 1+3=51+3=54 又查表，按齒數(shù)差 ，初選嚙合角 =32O,齒頂高系數(shù) h*2=文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2） 按此三環(huán)減速器的結構尺寸，選用 40,從而 m=54240 =標準模數(shù)系列，選 =(3)壓力角 =200 （ 3） 標準中心距 a=2m(4 4） 中心距 a = a=00320 a =(5)精確計算嚙合角 =aa ) =32015 (6)由計算法得 是齒，根據(jù)無側隙嚙合方程可求得內齒輪的變位系數(shù)： 2 ( )+2025154（ +(= 3(買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 =7)中心距分離系數(shù) y= =8)齒頂高變動系數(shù) y =9)分度圓直徑 d1=51=229.5 d2=54=243 (10)基圓直徑 = =243 11)齒頂圓直徑 m(h*a+(=h*12)齒頂壓力角 1a=3019 2a= 4058 (13)驗算重合度 =21( + 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 = (14)驗算齒廓不重疊干涉系數(shù) 由于 =1221222 = 22 = 1a =2221222 = 22 = 2 = = Gs=z1(a +1 )a +2 )+( = 由以上計算可知，所選參數(shù)完全符合要求 (15) 根據(jù)對三環(huán)減速器效率分析表查得 =a= b= =a b =文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 1） 計算兩齒輪的齒數(shù) 按公式 z1=i (57 1=57 z2=58 再查表 ,據(jù)齒數(shù)差 初選嚙合角 =530 齒頂高系數(shù) h*1a= h*2a=2)據(jù)此三環(huán)減速器結構尺寸，選用 00 m=22標準模數(shù)系列選取 m=7 (3)壓力角 =200 (4)標準中心距 a=2m(58心距 a = a=00530 a =5)精確計算嚙合角 =aa )=3016 (6)由計算法得 是，根據(jù)無側隙嚙合方程可求得內齒輪的變位系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 ( )+2025758(7)中心距分離系數(shù) y= =7 =8)齒頂高變動系數(shù) y =85714 =9)分度圓直徑 d1= 57=399 d2= 58=406 (10)基圓直徑 =399 =406 11)齒頂圓直徑 m(h*1a+399+2 7（ =h*24067（ =12)齒頂壓力角 1a= 22049 2a=17019 (13)驗證重合度 =21( + =1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 14）驗算齒廓不重迭干涉系數(shù) 由 =1221222 = 22 =以 1 =130。 76710 =2221222 = 22 = =以 = =以 Gs=z1(1 )2 )+( = 由以上計算得知，所選各參數(shù)完 全符合要求 （ 15）根據(jù)我們對三環(huán)減速器效率分析表查得 當 =a= b= =a b =文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (16)確定各零件尺寸 1） 選 42表 得 b=750 b 5)按扭轉強度初選軸的最小直徑查表得 A=95 d A3 70于 80 00校核計算 一級傳動 1 選定齒輪傳動類型 材料 確定需用應力。 此傳動選用直齒圓柱齒輪傳動，材料選用 45 鋼，利用調質熱處理方式。擦 機械設計基礎（張建中編）（簡稱（機基） 表 7 =647 S =373文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29 286 由表 7級精度制造 查圖 7a）知 =1600 =850一般可靠度 故 H =850 F =1600校核齒面接觸疲勞強度 m3 211 2 1） 1 4 d=(表 72） ） 計算載荷系數(shù) K (表 7出故 V =1m/s V 101Z =1*1051=V=(圖 7a) a=1Z +21Z ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 =41511 )*1= = （圖 7 K = 7 K= =1*)查取復合齒形系數(shù) 1（圖 7 5） 算大小齒輪的 進行比較 11= 002 002 6)計算重合度系數(shù) YY=a)m 31211 2 = 3 271600*51*0* = m= 幾何尺寸計算 d1=1* d2=4*43 a=2m(4b= b1= 角和齒面接觸疲勞強度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 ZZ 211 )1(2 表 7 (圖 7Z = 434 a 864 H =9*0 10*8 27 =849 H =850觸疲勞強度足夠 二級傳動 1 選擇齒輪傳動類型、精度等級、材料、熱處 理方式、確定需要應力。 直齒圓柱齒輪傳動 此減速器的功率中等 ,可以大小齒輪都選用硬齒面。選大小齒輪的材料均為 45 鋼滲碳淬火，硬度為 56輪按 8級精度制造 =900 =650H= (圖 7故 H =1800=900文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 F =1650=650 按輪齒彎曲疲勞強度設 按式（ 7算齒輪的模數(shù) m 31211 2 確定公式內的各計算數(shù)值 1 7 8 d= 107N M 3 (7初估 V =6m/s V 101z =61057=V= (表 7a） ) a= (圖 7 K= (圖 7K= V KK= 查得 (圖 75 11 22 計算 Y 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 Y= 設計計算 m 31211 2 =取 m=8 3 幾何尺寸計算 d1=56d2=64mm a=m/2(4mm b=d456=取 64mm b1=354 54 校核接觸疲勞強度 ZZ 211 )1(2 表 7 (圖 7Z = 434 a 864 H =*64 10* 27 =898 H =900觸疲勞強度足夠 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 七 效率分析及計算 現(xiàn)在來分析三環(huán)減速器的效率，三環(huán)減速器的效率主要有兩部分組成，即嚙合效率及轉臂軸承的效率。因三環(huán)減速器的嚙合效率同一般少齒差行星傳動的嚙合效率完全一樣，在此就不再贅述。主要分析轉臂軸承的效率。 1、轉臂軸承的效率分析 三連減速器的內齒圈每片通過兩個轉臂軸承與輸入軸相連，用偏心套形成轉臂，三片的效率是完全一樣的，設 A=2 ，由于轉臂軸承只隨轉軸作偏心運動，本身不自轉，即轉臂軸承的轉速即為輸入軸的轉速為 1，設軸承內徑為 r，滾動磨擦系數(shù)為 f,因摩擦而損耗的功率： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 九 設計總結 一、國內外內平動齒輪減速器的現(xiàn)狀 齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。 國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸 齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。 最近報導，日本住友重工研制的 高精度減速器，美國司研制的 減速器，在傳動原理和結構上與本項目類似或相近，都為目前先進的齒輪減速器。 當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效 率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。 減速器與電動機的連體結構，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結構形式和多種功率型號的產(chǎn)品。 目前，超小型的 減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機器人等領域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應用前景遠大。 國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內使用的大型減速器（ 500多從國外（如丹麥、德國等）進口，花去不少的外匯。 60 年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優(yōu)點 。但受其傳動的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于 40于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。 90 年代初期，國內出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現(xiàn)較大的傳動比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結構簡單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結構，故使功率 /體積（或重量）比值仍小。且 其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。 北京理工大學研制成功的內平動齒輪減速器 不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點外，還有著大的功率 /重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點，處于國內領先地位。 國內有少數(shù)高等學校和廠礦企業(yè)對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一些工作。 二、平動齒輪減速器工作原理簡介 平動齒輪減速器是指一對齒輪傳動中，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 一個齒輪在平動發(fā)生器的驅動下作平面平行運動，通過齒廓間的嚙合，驅動另一個齒輪作定軸減速轉動， 實現(xiàn)減速傳動的作用。平動發(fā)生器可采用平行四邊形機構，或正弦機構或十字滑塊機構。本成果采用平行四邊形機構作為平動發(fā)生器。平動發(fā)生器可以是虛擬的采用平行四邊形機構，也可以是實體的采用平行四邊形機構。 有實用價值的平動齒輪機構為內嚙合齒輪機構，因此又可以分為內齒輪作平動運動和外齒輪作平動運動兩種情況。 外平動齒輪減速機構，其內齒輪作平動運動，驅動外齒輪并作減速轉動輸出。該機構亦稱三環(huán)（齒輪）減速器。由于內齒輪作平動，兩曲柄中心設置在內齒輪的齒圈外部，故其尺寸不緊湊，不能解決體積較大的問題。 內平動齒輪減速，其外齒 輪作平動運動，驅動內齒輪作減速轉動輸出。由于外齒輪作平動，兩曲柄中心能設置在外齒輪的齒圈內部，大大減少了機構整體尺寸。 由于內平動齒輪機構傳動效率高、體積小、輸入輸出同軸線，故由廣泛的應用前景。 三、本項目的技術特點與關鍵技術 本新型的 內平動齒輪減速器 與國內外已有的齒輪減速器相比較，有如下特點： （ 1）傳動比范圍大，自 I=10 起，最大可達幾千。若制作成大傳動比的減速器，則更顯示出本減速器的優(yōu)點。 （ 2）傳遞功率范圍大：并可與電動機聯(lián)成一體制造。 （ 3）結構簡單、體積小、重 量輕。比現(xiàn)有的齒輪減速器減少 1/3左右。 （ 4）機械效率高。嚙合效率大于 95%，整機效率在 85%以上，且減速器的效率將不隨傳動比的增大而降低，這是別的許多減速器所不及的。 （ 5）本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。 由圖 2 可知， 內平動齒輪減速器 是由內齒輪 齒輪 的傳動原理是：電機輸入旋轉運動，外齒輪作平行移動，其圓心的運動軌跡是一個圓，與之嚙合的內齒輪則作定軸轉動。因為外齒輪作平行移動，所以稱謂平動齒輪機構。齒輪的平行移動需要有輔助機構 幫助實現(xiàn)的，可采用（ 612副）銷軸、滾子作