畢業(yè)設計調研報告調研報告一、 課題的背景減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。減速器的種類很多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們互相組合起來的減速器；按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。減速器的基本構造主要由傳動零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結構有三大部分：1）齒輪、軸及軸承組合；2）箱體；3）減速器附件。行星齒輪傳動與普通定軸齒輪傳動相比較，具有質量小、體積小、傳動比大、承載能力大以及傳動平穩(wěn)和傳動效率高等優(yōu)點，這些已被我國越來越多的機械工程技術人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內嚙合，才使得其具有了上述的許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉矩的機械傳動裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動，運動的合成和分解，以及其特殊的應用中；這些功用對于現(xiàn)代機械傳動發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應用。擺線針輪減速機介紹：行星擺線針輪減速機全部傳動裝置可分為三部分：輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個錯位 180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承，形成 H 機構、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內嚙合減速機構，（為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套）。 當輸入軸帶著偏心套轉動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉又有自轉的平面運動，在輸入軸正轉周時，偏心套亦轉動一周，擺線輪于相反方向轉過一個齒從而得到減速，再借助 W 輸出機構，將擺線輪的低速自轉運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉速。畢業(yè)設計調研報告擺線針輪減速機的使用范圍：擺線針輪減速機是依照少齒差行星傳動原理，擺線針齒嚙合實現(xiàn)減 速的一種機械。該機分臥式、立式、雙軸型和直聯(lián)型等裝配方式。擺線針輪減速器的主要特點:1、減速比大，效率高：一級傳動減速比為 9~87，雙級傳動減速比為 121～5133，多級組合可達數(shù)萬，且針齒嚙合系套式滾動摩擦， 嚙合表面無相對滑動，故一級減速效率達 94%。2、運轉平穩(wěn)，噪音低：在運轉中同時接觸的齒對數(shù)多，重合度大，運轉平穩(wěn)，過載能力強，振動和噪音低，各種規(guī)格的機型噪音小。3、使用可靠，壽命長：因主要零件是采用高碳合金鋼淬火處理 （HRC58-62），再精磨而成，且擺線齒與針齒套嚙合傳遞至針齒形成滾動磨擦付，磨擦系數(shù)小，使嚙合區(qū)無相對滑動，磨損 極小，所以經久耐用。4、結構緊湊，體積小：與同功率的其它減速機相比，重量體積 小 1/3 以上，由于是行星傳動，輸入軸和輸出軸在同一軸線上， 以獲得盡可能小的尺寸。高速比和高效率單級傳動，就能達到 1：87 的減速比，效率在 90％以上，如果采用多級傳動，減速比更大。結構緊湊體積小由于采用了行星傳動原理，輸入軸輸出軸在同一軸心線上，使其機型獲得盡可能小的尺寸。運轉平穩(wěn)噪聲低擺線針齒嚙合齒數(shù)較多，重疊系數(shù)大以及具有機件平衡的機理，使振動和嗓聲限制在最小程度。使用可靠、壽命長因主要零件采用高碳鉻鋼材料，經淬火處理（HRC58～62）獲得高強度，并且，部分傳動接觸采用了滾動摩擦，所以經久耐用壽命長。設計合理，維修方便，容易分解安裝，最少零件個數(shù)以及簡單的潤滑，使擺線針輪減速機深受用戶的信賴。二、 國內外發(fā)展狀況世界上一些工業(yè)發(fā)達國家，如日本、德國、英國、美國和俄羅斯等，對行星齒輪傳動的應用，生產和研究都十分重視，在結構優(yōu)化、傳動性能，傳動功率、轉矩和速度等方面均處于領先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星傳動技術，如封閉行星齒輪傳動、行星齒輪變速傳動和微型行星齒輪傳動等早已在現(xiàn)代化的機械傳動設備中獲得了成功的應用。行星齒輪傳動在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應用。然而，自畢業(yè)設計調研報告20 世紀 60 年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設計理論方面，還是在試制和應用實踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。近 20 多年來，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學技術水平的進步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達國家引進了大量先進的機械設備和技術，經過我國機械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時俱進，開拓創(chuàng)新地努力奮進，使我國的行星傳動技術有了迅速的發(fā)展。三、 我國工程機械齒輪傳動裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢工程機械傳動行業(yè)屬于工程機械的配套件行業(yè)，工程機械傳動裝置大致可以分為三類：（1）齒輪傳動裝置主要應用于使用要求不高，主機成本較低的部分鏟土運輸機械，工程起重機械，壓實機械和內燃叉車等產品的變速器，驅動橋主傳動和輪邊減速器，齒輪變速器按其結構形式可以分為定軸式和行星式兩類。而驅動橋則可以按其功能分為剛性、轉向和貫通式驅動橋。（2）液力傳動裝置主要用于對使用和主機性能要求較高的鏟土運輸機械和內燃叉車等產品，其中液力變矩器和動力換擋變速器作為底盤動力傳動中的無級變速元件，可以使主機具有良好的自動適應性和操作性能。（3）靜液壓傳動裝置主要用于液壓挖掘機以及對主機性能要求較高的推土機，裝載機，路面機械，壓路機和內燃叉車等產品和靜液壓變速、轉向系統(tǒng)和工作裝置上，使主機具有良好的無級變速和操作性能。我國機械式齒輪傳動裝置技術水平較低，具有較大的發(fā)展空間。應該大力推廣優(yōu)化設計方法，改進齒輪，軸類，殼體等關鍵零件的材料與工藝，進一步提高使用壽命，減輕重量，縮小體積；采用先進的換擋元件和換擋方式，努力減輕司機的勞動強度，縮短動力中斷時間，提高工程機械的作業(yè)效率。國內已經引進的變速器的先進設計和零部件，應該大力推廣采用。四、 課題研究的目標本課題以研究超小型擺線針型行星傳動減速器為主要目標，了解國內外的行星傳動技術，以及發(fā)展方向。掌握傳統(tǒng)型針擺傳動的工作原理,根據(jù)當前掌握只是及學習分析并確定 SMC2-121 型擺線針輪行星傳動的總體設計，選擇適合樣畢業(yè)設計調研報告機的微型電動機，確定各齒形參數(shù)及個零件的尺寸，用 Pro/E 工程軟件繪制該機型擺線針輪行星減速器的三維造型，并完成運動仿真。并根據(jù)自己在整個學習過程中掌握的知識制作出一套可行的設計方案。五、 課題研究的進度安排畢業(yè)設計總共 14 周，大致安排如下：第 1 周 在校圖書館查閱資料，包括《機械設計手冊》，《超小型擺線針輪行星傳動及其受力分析的研究》，《行星傳動設計》等，并完成調研報告。第 2 周 繼續(xù)查閱有關擺線針輪行星傳動方面的資料，掌握針擺行星傳動的基本原理，并完成外文翻譯。第 3 周 根據(jù)任務書的要求分析并確定 SMC2-121 型擺線針輪行星傳動的總體結構。第 4 周 根據(jù)已知條件，設計計算 SMC2-121 機型的基本參數(shù)，包括偏心矩，擺線齒輪數(shù)，針齒中心圓半徑，柱銷直徑，柱銷套直徑，擺線輪齒頂園半徑，擺線輪齒根圓半徑等。第 5 周 編寫擺線輪與針齒間的受力分析程序，上機調試，計算出針齒與擺線輪齒嚙合的作用力。第 6 周 編寫擺線輪與針齒間的強度校核程序，上機調試，計算出針齒與擺線輪齒間的接觸應力，并判斷是否滿足接觸疲勞強度。若不滿足重新設計基本參數(shù)。第 7 周 編寫輸出機構受力分析和強度校核程序，上機調試，鹽酸轉筆軸承壽命。第 8 周 在滿足強度的條件下，設計輸出法蘭、針齒、柱銷、柱銷套、轉臂軸承及偏心體的結構尺寸，并利用 Pro/E 繪制三維零件圖，完成虛擬裝配圖。第 9 周 繪制 SMC2-121 機型的裝配圖及各零件的零件圖。第 10 周 完成個零件的二維零件圖，并完成 SMC2-121 機型的運動仿真。第 11 周 撰寫畢業(yè)論文。第 12 周 修改并完成畢業(yè)論文。第 13 周 整理資料，準備答辯。第 14 周 答辯。畢業(yè)設計調研報告六、 個人的知識準備、開發(fā)能力方面在校期間學習過現(xiàn)代工程圖學、工程材料、理論力學、材料力學、機電傳動技術、機械原理、機械制造技術基礎、機械設計、機械系統(tǒng)設計、等專業(yè)課程，除此之外，還自學過 Pro/E、AutoCAD、VB 等軟件使用知識。參加過減速器、平面六桿聯(lián)動機構等的課程設計。七、 參考文獻 [1] 關天民，雷蕾.超小型擺線針輪行星傳動減速器參數(shù)確定及其繪圖軟件的開發(fā).機械傳動[J].2002(4)[2] 關天民，孫英時. 小型擺線針輪行星傳動及其受力分析.機械設計與制造[J].2001[3] 徐灝. 機械設計手冊[M] 第三卷二十四篇.機械工業(yè)出版社.1992[4] 單麗君,關天民.擺線針輪行星傳動動態(tài)理論回轉誤差計算與分析. 機械傳動[J].2002[5] 程靜,孔憲庶. Pro/Engineer Wildfire 三維造型與虛擬裝配入門指導. 國防工業(yè)出版社.2007[6] 劉學厚,黎巨泉. 行星傳動設計.北京工業(yè)學院出版社.1988[7] 云杰媒體工作室.Pro/ENGINEER3.0 中文版零件設計高級指南.北京大學出版社.2007s[11] Li Lixing,Guan Tianmin .etc. The rational construction and the tooth profil on ccloid disk of large cycloid gearing.Chinese Journal of Mechanical Enginering.Volume 2,Number 1,1989