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開題報(bào)告
課題：二級(jí)行星齒輪變速器
1、 本課題的研究意義
近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是轎車生產(chǎn)對(duì)變速器齒輪的精度及力學(xué)性能的要求愈來(lái)愈高，齒輪正朝著高精度、低噪聲、高承載、高速度、輕量化及長(zhǎng)壽命的方向發(fā)展。其中，采用硬齒面齒輪是提高齒輪強(qiáng)度及承載能力的有效途徑。
近十幾年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進(jìn)技術(shù)。形成了高精度、高效率的智能化齒輪生產(chǎn)線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理
1）齒輪減速的介紹
由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速機(jī)，用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。齒輪減速機(jī)是按國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ19004生產(chǎn)的外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速機(jī)，齒輪減速機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。齒輪減速機(jī)適用范圍如下：1、高速軸轉(zhuǎn)不大于1500轉(zhuǎn)/分。2、齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于20米/秒。3、工作環(huán)境溫度為-40-45℃，如果低于0℃，啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)預(yù)熱至0℃以上，本減速機(jī)可用于正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。類型主要有斜齒輪硬齒面減速機(jī),斜齒一渦輪蝸桿減速機(jī),螺旋錐齒輪減速機(jī),平行軸斜齒輪減速機(jī),渦輪蝸桿減速機(jī),擺線針輪減速機(jī)等。
2）輪減速機(jī)的工作原理
行星式齒輪減速機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒輪，想象一下有一大一小兩個(gè)圓，兩圓同心，在兩圓之間的環(huán)形部分有另外三個(gè)小圓，所有的圓中最大的一個(gè)是內(nèi)齒環(huán)，其他四個(gè)小圓都是齒輪，中間那個(gè)叫太陽(yáng)輪，另外三個(gè)小圓叫行星輪．伺服電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)的太陽(yáng)輪，太陽(yáng)輪再驅(qū)動(dòng)支撐在內(nèi)齒環(huán)上的行星輪，行星輪通過(guò)其與外齒環(huán)的嚙合傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)與外齒環(huán)相連的輸出軸，就達(dá)到了減速的目的，減速比與齒輪系的規(guī)格有關(guān)。
3）齒輪減速的特點(diǎn)
齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大和同軸性好；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低；易于拆檢，易于安裝；傳動(dòng)率高，沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。
2、本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的研究手段（途徑），工作進(jìn)度安排等。
1）基本內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)
基本內(nèi)容就是結(jié)合渦輪的輸入轉(zhuǎn)速、噴嘴所需的轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩等已知條件設(shè)計(jì)一個(gè)滿足要求的齒輪減速器。重難點(diǎn)是傳動(dòng)方案的確定、傳動(dòng)比的確定和傳動(dòng)類型的確定。此次設(shè)計(jì)的減速器傳動(dòng)比要求達(dá)到14400，無(wú)前例參考，只有通過(guò)不斷的比較和分析去合理的選擇一種傳動(dòng)方案，且盡可能降低減速器的體積和重量
2）任務(wù)要求：
減速器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)：初轉(zhuǎn)速120 ；目標(biāo)轉(zhuǎn)速0.5 ；輸出轉(zhuǎn)矩2000
1．選擇確定傳動(dòng)方案 傳動(dòng)方案的確定包括傳動(dòng)比的確定和傳動(dòng)類型的確定。此次設(shè)計(jì)的減速器傳動(dòng)比達(dá)到14400，只有通過(guò)不斷的比較和分析去合理的選擇一種傳動(dòng)方案，盡量降低減速器的體積和重量。
2．設(shè)計(jì)計(jì)算 每級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，都大致包括：傳動(dòng)比的分配、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、軸承的選擇與計(jì)算、鍵連接的選擇與計(jì)算、箱體的設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑與密封的選擇和傳動(dòng)裝置的附件說(shuō)明等。
3、文獻(xiàn)綜述（可以另附頁(yè)）
1）齒輪減速器的背景
“十一五”期間我國(guó)將按照國(guó)家儲(chǔ)備與企業(yè)儲(chǔ)備相結(jié)合、以國(guó)家儲(chǔ)備為主的方針，統(tǒng)一規(guī)劃，分批建設(shè)國(guó)家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地。大型原油儲(chǔ)罐在建立時(shí)就必須增設(shè)油泥防止和消除系統(tǒng)，以增加油罐的儲(chǔ)油效率，提高儲(chǔ)油安全性，減小清罐難度。大型原油儲(chǔ)罐罐底油泥的防止和消除方法主要是在罐內(nèi)增加油泥的混合攪拌系統(tǒng)，使油泥破碎、細(xì)化，便于通過(guò)管線輸出。旋轉(zhuǎn)噴射器中減速箱是工業(yè)油罐罐底油泥旋轉(zhuǎn)噴射混合系統(tǒng)中重要的一部分。高速旋轉(zhuǎn)的渦輪帶動(dòng)噴嘴低速的轉(zhuǎn)動(dòng)，中間需要一個(gè)傳動(dòng)比很大的減速器連接。
6）減速器的研究現(xiàn)狀
齒輪傳動(dòng)具有功率輸出恒定、承載能力大、傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中，是機(jī)械傳動(dòng)的基礎(chǔ)零件，其質(zhì)量、性能、壽命直接影響整機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。而齒輪制造技術(shù)水平是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。因?yàn)辇X輪形狀復(fù)雜、技術(shù)問(wèn)題多，制造難度大，齒輪加工水平在某一程度上反映了一個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)制造的水平。因此，齒輪加工的研究是各國(guó)加工制造業(yè)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。20世紀(jì)70年代至90年代初，我國(guó)的高速齒輪技術(shù)經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、技術(shù)引進(jìn)(技術(shù)攻關(guān))到獨(dú)立設(shè)計(jì)制造3個(gè)階段。現(xiàn)在我國(guó)的設(shè)計(jì)制造能力基本上可滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)制造的最高參數(shù):最大功率44MW,最高線速度168m/s，最高轉(zhuǎn)速67000r/min。
齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可概括為：當(dāng)傳動(dòng)載荷一定時(shí)追求齒輪的體積最小，或在齒輪體積一定時(shí)追求傳遞的載荷最大。有時(shí)也追求齒輪傳動(dòng)的某項(xiàng)或某幾項(xiàng)性能為最佳。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)既可以成為但目標(biāo)函數(shù)的問(wèn)題，也肯已成為多目標(biāo)函數(shù)問(wèn)題。為使齒輪工作可靠，顯然齒面的接觸應(yīng)力、齒輪的疲勞彎曲應(yīng)力應(yīng)分別小于或等于許用值或保證一定得的安全裕度。為使齒輪的嚙合處于較好的工作條件下，有時(shí)還把吃面同油膜厚度以及潤(rùn)滑油的溫升也作為約束條件。另外，諸如為了避免產(chǎn)生根切、并保持連續(xù)嚙合、避免齒輪齒頂過(guò)分變尖、均須對(duì)設(shè)計(jì)變量提出某些限制，這些限制也應(yīng)最為約束條件。
在機(jī)械設(shè)計(jì)中人們希望獲得全部最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn)，但實(shí)際的工程問(wèn)題，很少能保證滿足凸性的要求，即所追求的目標(biāo)函數(shù)往往具有很多個(gè)相對(duì)的極小點(diǎn)，因而優(yōu)化的結(jié)果一般為局部最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn)，或后退一步講，如果這些都做不到，那么優(yōu)化設(shè)計(jì)最起碼也能將設(shè)計(jì)方案作出重大改進(jìn)。這就是我們以前提到過(guò)的“最優(yōu)化”應(yīng)被理解為一個(gè)相對(duì)的概念，而不要把它決對(duì)化。實(shí)際上，如上所述，設(shè)計(jì)人員如能正確地運(yùn)用最優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)方法比較，一定會(huì)有所改善并能避免許多盲目性，顯然這剛好是工程設(shè)計(jì)人員最感興趣的。
2）減速器的計(jì)算
主要為每級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，大致包括：傳動(dòng)比的分配、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核、軸承的選擇與計(jì)算、鍵聯(lián)結(jié)的選擇與計(jì)算、箱體的設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑與密封的選擇和傳動(dòng)裝置的附件說(shuō)明等。下面以配齒計(jì)算為例。根據(jù)各種公式而計(jì)算的結(jié)果，有如下公式：
……………………………………..1
，………………………………………………………………2
…………………………………………………………………3
…………………………………………………………….4
＝
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師：
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系意見：
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