行星齿轮减速器设计中主要结构尺寸的优化设计
行星齿轮减速器的相关计算
行星齿轮减速器的相关计算行星齿轮减速器是一种常用的机械传动装置，其特点是结构紧凑、承载能力大、传动效率高。
在工程设计和机械计算中，对行星齿轮减速器的相关参数进行计算是必不可少的工作。
本文将详细介绍行星齿轮减速器的相关计算方法。
一、行星齿轮减速器的基本构造二、行星齿轮减速器的传动比计算传动比是指输入轴和输出轴的转速比，可以通过以下公式计算：i=(N_s+N_r)/N_s其中，i为传动比，N_s为太阳齿轮的齿数，N_r为行星齿轮的齿数。
行星齿轮减速器的传动比可以通过调整太阳齿轮和行星齿轮的齿数来实现。
三、行星齿轮减速器的传动效率计算η=(1-δ/100)*(1-ε/100)其中，η为传动效率，δ为齿间损失系数，ε为噪声损失系数。
行星齿轮减速器的传动效率受到齿轮的磨损和摩擦影响，一般情况下，传动效率在95%以上。
四、行星齿轮减速器的扭矩计算输入轴扭矩计算可以通过以下公式计算：T_in = P / (n * η)其中，T_in为输入轴扭矩，P为输出功率，n为输入轴转速，η为传动效率。
输出轴扭矩计算可以通过以下公式计算：T_out = i * T_in其中，T_out为输出轴扭矩，i为传动比，T_in为输入轴扭矩。
五、行星齿轮减速器的选择在实际工程中，选择合适的行星齿轮减速器需要考虑以下因素：1.承载能力：根据实际应用需求，选择承载能力适当的行星齿轮减速器。
2.传动比：根据需要的输出转速和输入转速，选择合适的行星齿轮减速器。
3.外形尺寸：根据实际安装空间，选择符合尺寸要求的行星齿轮减速器。
4.传动效率：选择传动效率高的行星齿轮减速器，以提高传动效率和节能效果。
5.稳定性：选择结构稳定、运行平稳的行星齿轮减速器，以减少振动和噪声。
六、行星齿轮减速器的基本计算流程1.确定输入功率、输入转速和输出转速。
2.根据输入功率和输入转速计算输入轴扭矩。
3.根据输入轴扭矩和传动比计算输出轴扭矩。
4.根据输出轴扭矩和输出转速计算输出功率。
行星齿轮减速器三维结构设计报告
1设计任务电动轮行星齿轮减速器主要包含太阳轮、行星齿轮、行星架、行星轴等关键零件，试进行行星齿轮减速器的零件三维建模设计及装配。
主要参数如表1所示。
图1—图5为参考图。
表1中没有列出的其他参数自行设计确定。
表1 电动轮行星齿轮减速器的齿轮基本参数齿数 模数 mm 齿宽 mm 分度圆直径mm 齿根圆直径mm 齿顶圆直径mm 太阳轮 18 2 21 36 31 40 行星齿轮 36 2 21 72 67 76 内齿圈902211801851762 三维模型制作软件及版本Siemens NX 8.02.1 太阳轮制作利用NX 8 中的GC 工具箱-齿轮建模-圆柱齿轮（如图1），创建齿轮，选择直齿轮，外啮合齿轮，滚齿输入对应数据，输入名称gear_1，模数=2mm ，牙数=18，齿宽=21mm ，压力角=20deg 。
输入后点击确定，矢量类型选择XC 轴，点击确定，获得齿轮（如图2）。
在齿轮其中一端面建立基准平面，再次创建一直齿圆柱齿轮，输入名称gear_3，模数=1.5mm ，牙数=18，齿宽=30mm ，压力角=20deg 。
矢量类型-面平面法向，面选择刚才建立的基准平面。
再在该基准平面内插入草图，以原点（0,0）画圆，与gear_3齿顶圆相切，完成草图，用拉伸功能，选取该圆，拉升方向与齿轮方向一致，高度（毫米）=30 。
利用倒斜角功能，距离选取与gear_3齿根圆相切。
然后利用求交功能，选取gear_3和刚才的圆柱体。
参 数齿 轮在gear_1另一端面建立基准平面，拉伸一个直径（mm）=30，高度（mm）=10的圆柱体，选择倒斜角，距离=3mm，角度=30deg。
得到模型（如图3）。
2.2 行星轮制作如2.1中制作齿轮，创建直齿圆柱齿轮gear_2，模数=2mm，牙数=36，齿宽=21mm，压力角=20deg，矢量类型-两点，随机放置。
其他两个行星齿轮分别为gear_4，gear_5，同样随机放置。
行星齿轮减速器的优化设计
行星齿轮减速器的优化设计作者：赵明侠来源：《硅谷》2011年第19期摘要：根据可靠性设计理论和机械优化设计技术，以NGW型行星齿轮减速器为例，初步探讨优化设计的原理和方法。
关键词：行星齿轮减速器；优化设计；优化设计方法中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010074－02减速器是机械行业中十分重要的传动装置，传统的减速器设计通常需要有经验的人员选取适当的参数，进行反复的试凑、校核确定设计方案，但也不一定是最佳设计方案，而优化设计的方法则通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定，建立数学模型，通过求解得到满足条件的最佳解，同时缩短设计周期。
为了合理分配行星轮系的总传动比，并使系统体积小、质量轻，建立了具有3个设计变量、1个目标函数和几个约束方程的优化设计数学模型，并用MATLAB优化工具箱进行求解。
2K-H（NGW）型行星齿轮减速器的优化设计：1-中心轮 2-行星轮 3-壳体图1为NGW型行星轮系机构简图。
已知：作用于中心轮的转矩T1＝1140N·m，传动比u ＝4.64，齿轮材料均为38SiMnMo，表面淬火45-55HRC，行星轮个数c=2，要求以重量最轻为目标，对其进行优化设计。
1 目标函数和设计变量的确定行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和c个行星轮重量之和来代替，因此目标函数可简化为：式中：z1-中心轮1的齿数；m-模数，单位为（mm）；b-齿宽，单位为（mm）；c-行星轮的个数；u-轮系的传动比4.64。
影响目标函数的独立参数应列为设计变量，即在通常情况下，行星轮个数可以根据机构类型事先选定，这样，设计变量为：2 约束条件的建立1）小齿轮z1不根切，得：2）限制齿宽最小值，得：3）限制模数最小值，得：4）限制齿宽系数b/m的范围：，得：5）满足接触强度要求，得：式中： -许用接触应力。
6）满足弯曲强度要求，得：式中：、 -齿轮的齿形系数和应力校正系数； -许用弯曲应力。
行星齿轮减速器标准
行星齿轮减速器标准
一、引言
行星齿轮减速器是一种利用行星齿轮传动原理的减速装置，具有结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力大、传动效率高、工作平稳、噪声低等优点，广泛应用于各种机械设备中。
为了保证其质量和性能，需要有一套完整的行星齿轮减速器标准来进行规范和指导。
二、行星齿轮减速器的主要技术参数
1. 速比：行星齿轮减速器的速比是衡量其减速效果的重要指标，通常要求在一定范围内可调。
2. 扭矩：行星齿轮减速器的扭矩反映了其传递动力的能力，应能满足设备运行的要求。
3. 效率：行星齿轮减速器的工作效率直接影响到整个设备的能耗，因此对其有较高的要求。
三、行星齿轮减速器的设计与制造标准
1. 设计标准：行星齿轮减速器的设计应符合相关机械设计规范，确保其结构合理、安全可靠。
2. 制造标准：行星齿轮减速器的制造应符合相关机械制造标准，确保其质量优良、精度高。
四、行星齿轮减速器的测试与验收标准
1. 测试标准：行星齿轮减速器的测试应按照相关机械测试标准进行，包括性能测试、寿命测试、可靠性测试等。
2. 验收标准：行星齿轮减速器的验收应根据测试结果和用户需求进行，只有满足所有标准的产品才能出厂。
五、结论
行星齿轮减速器标准是保证其质量和性能的重要依据，也是提高其市场竞争力的关键因素。
因此，无论是制造商还是用户，都应该重视并遵守这些标准，以实现共赢。
轮边行星齿轮减速器三维设计及优化
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊轮边行星齿轮减速器三维设计及优化摘要随着国家重点基础工程建设的不断推进，工程机械越来越多地出现在人们的视野中，而集高效率与高度自动化于一身的大型工程机械更是得到了快速的发展，作为工程机械动力与控制信息传递的重要一环，轮边减速器有着十分重要的作用，它与液压马达组成车轮动力装置，将液压油路的能量及控制信息完整地表现在车轮上，相比以往的驱动桥和中央传动更为简便、更利于实现自动化。
本设计在已有成熟产品的基础上，根据已有的工作要求与其他限定条件，通过各级传动比试配法、传动计算、齿轮校核、结构设计等方法得到设计参数并据此进行三维建模，利用软件进行三维数字化设计以及仿真，并对关键部件可做有限元分析，从而获取最佳的设计方案。
关键词：轮边减速器，行星传动，三维设计，试配法，仿真，优化，传动比分配┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊The Three-dimensional Designing and optimization of thehub planetary gear reductionAbstractWith the advancing of national important basic construction projects these years, there are more and more construction machinery appear in our daily life and the large-scaled construction machineries are high-speed developing as result of the high efficiency and high automatic. As an important role in the chain of power and control information transmission, it has a unique function to form the power equipment for the wheel and transmit the energy and control information to the wheels, it is more convenient and automatic by comparison with the driving bridge and central transmission.This design is based on the already known products and the precondition of the working need and other limiting conditions. The first part of this article is try-and-match, then calculates the transmission ratio and the intensity and structure of gears, then build the three-dimensional designing model, in motion and finite element model analysis, lastly we get the optimal design.Key words: hub reduction, planetary gears, three-dimensional designing, try-and-match, emulation, optimization, distribute of transmission ratio.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录1 前言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外相关产品 (1)1.3设计内容 (2)2 设计计算 (4)2.1 已知条件 (4)2.2 拟定传动方案 (5)2.3 传动比分配与计算 (8)2.4 高速级计算 (11)2.5 中间级计算 (20)2.6 低速级计算 (22)2.7 啮合效率计算 (24)2.8 行星架结构设计与计算。
行星齿轮减速器的设计
行星齿轮减速器的设计首先，齿轮参数的选取是行星齿轮减速器设计的基础。
在选取齿轮参数时，需要考虑传动比、传动效率、传动扭矩、离散比和齿面强度等因素。
传动比决定了输入输出转速的比值，传动效率反映了传动系统的能量损失情况，传动扭矩决定了行星轮的尺寸和选用材料，离散比是指行星轮和太阳轮的齿数之比，齿面强度是指齿轮的齿面承受的最大应力。
根据传动系统的具体要求和实际情况，可以选择合适的齿轮参数。
其次，齿轮传动的计算是行星齿轮减速器设计中的核心内容。
在进行齿轮传动计算时，需要确定行星轮、太阳轮和内外交叉轮的齿数，计算齿轮的模数、分度圆直径和齿宽等参数。
同时，还需要根据齿轮的传动比和传动效率计算出减速器的输入输出转速，并通过传递系数和传递效率计算出轴间传递力，以确定齿轮的尺寸和强度。
然后，行星齿轮减速器的结构设计是保证减速器正常运行的重要环节。
行星齿轮减速器的结构主要包括机壳、输入轴、输出轴、行星轮和太阳轮等零部件。
在进行结构设计时，需要根据传动比和减速器的安装位置来确定行星轮和太阳轮的位置，选择合适的轴承和密封件，设计适当的联轴器和传递机构，以确保减速器的可靠性和稳定性。
最后，强度分析是行星齿轮减速器设计的最后一步。
在进行强度分析时，需要考虑齿轮的疲劳强度、齿面接触应力、齿根弯曲应力和材料的强度等因素。
通过应力分析和强度计算，可以确定齿轮的尺寸和选用的材料是否满足设计要求，以确保减速器在使用过程中的安全可靠。
综上所述，行星齿轮减速器的设计涉及到齿轮参数选取、齿轮传动计算、结构设计和强度分析等方面，需要综合考虑多个因素并根据具体需求进行优化，以实现减速器的高效性和可靠性。
此外，在设计过程中需要使用专业的设计软件和工具，进行系统仿真和优化分析，以提高设计效率和减速器的整体性能。
行星齿轮减速器的优化设计
图1.1 为2K-H 型行星轮系机构简图。
已知：作用于中心轮的转矩T1＝1140N ·m ，传动比u ＝4．64，齿轮材料均为38SiMnMo ，表面淬火45—55HRC ，行星轮个数c=3,要求以重量最轻为目标，对其进行优化设计。
1、目标函数和设计变量的确定行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和c 个行星轮重量之和来代替，因此目标函数可简化为：()()⎡⎤⎣⎦2221f x =0.19635m z b 4+u -2c式中：1z — 中心轮1的齿数；m — 模数，单位为(mm)； b — 齿宽，单位为(mm)； c — 行星轮2的个数； u — 轮系的传动比。
影响目标函数的独立参数应列为设计变量，即[]1TT⎡⎤=⎣⎦x z b m c 1234=x x x x在通常情况下，行星轮个数可以根据机构类型事先选定，这样，设计变量为：[]1TT⎡⎤=⎣⎦x z b m123=x x x目标函数为：()()⎡⎤⎣⎦x 222312f x =0.19635x x 4+u -2c 2．约束条件的建立1）小齿轮1z 不根切，得：()≤11gx =17-x 02）限制齿宽最小值，得：()≤22g x =10-x 03）限制模数最小值，得：()-≤33gx =2x 04）限制齿宽系数b/m 的范围：≤≤5b/m 17，得：()-≤432g x =5x x 0()17-≤523g x =x x 05）满足接触强度要求，得：()[]H σ-≤61g x =750937.3/(x x 0式中：[]Hσ — 许用接触应力。
6）满足弯曲强度要求，得：())[]F σ-≤27F S 123g x =1482000y y /(x x x 0式中：Fy 、Sy — 齿轮的齿形系数和应力校正系数；[]F σ — 许用弯曲应力。
，案。
1．目标函数和设计变量在大批量生产压力容器时，以螺栓总成本最小作为追求的设计目标很有意义，一台压力容器的螺栓总成本W n 取决于螺栓的个数n 和单价W ，即W n =n WW=0.0205d-0.1518 于是，可对这种螺栓组写出如下目标函数f(x)=n(0.0205d-0.1518)显然，可取设计变量为X=[x1，x2]T=[d，n]T则目标函数f(x)= x2 (0.0205 x1-0.1518)2．约束函数设计压力容器螺栓组时，螺栓数量的确定既要考虑密封性要求，又要兼顾装拆工具的工作空间。
行星齿轮减速器的设计
行星齿轮减速器的设计一、传动比计算行星齿轮减速器的传动比是根据其结构和工作原理来计算的。
首先，需要确定减速器的级数和各级齿轮的齿数、模数、螺旋角等参数。
然后，根据这些参数和相关公式计算出减速器的传动比。
二、齿轮设计齿轮设计是行星齿轮减速器设计的核心环节，包括齿轮类型选择、齿轮精度确定、齿轮材料和热处理选择、齿轮强度计算等。
此外，还需要根据减速器的工作环境和工况条件，对齿轮进行优化设计，以提高其承载能力和使用寿命。
三、轴承选择轴承是行星齿轮减速器中非常重要的部件，其选择应根据载荷的大小、方向和转速等因素来确定。
对于行星齿轮减速器，常用的轴承类型包括球轴承和滚子轴承。
在选择轴承时，应考虑其尺寸、载荷容量、极限转速和极限寿命等参数。
四、箱体结构设计箱体是行星齿轮减速器的支撑和固定部件，其结构设计应考虑减速器的安装方式和整体布局。
同时，箱体结构应具有良好的刚度和强度，能够承受较大的动载荷和静载荷。
此外，箱体结构还应具有良好的散热性能和密封性能。
五、润滑与散热设计润滑与散热是行星齿轮减速器正常运行的必要条件。
润滑设计主要是确定润滑油或润滑脂的类型、添加量和润滑方式。
散热设计主要是通过合理的散热结构和散热面积来降低减速器的温度。
六、热负荷与疲劳强度校核热负荷与疲劳强度校核是行星齿轮减速器设计的重要环节，主要目的是确保减速器在正常工作时不会因过热或疲劳而损坏。
通过热负荷与疲劳强度校核，可以确定减速器的安全系数和使用寿命。
七、强度与刚度计算强度与刚度计算是行星齿轮减速器设计的关键环节，主要目的是确保减速器在工作过程中具有良好的稳定性和可靠性。
通过强度与刚度计算，可以确定减速器的各部件尺寸和材料类型，以满足工作需求。
八、优化与改进在完成初步设计后，还需要对行星齿轮减速器进行优化和改进。
这包括对各部件的优化设计、对整体结构的改进等。
通过优化与改进，可以提高减速器的性能、降低制造成本和提高生产效率。
毕业设计(论文)-ngw行星减速器设计[管理资料]
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1 绪论行星齿轮减速器与普通定轴减速器相比，具有承载能力大、传动比大、体积小、重量轻、效率高等特点，被广泛应用于汽车、起重、冶金、矿山等领域。
我国的行星齿轮减速器产品在性能和质量方面与发达国家存在着较大差距，其中一个重要原因就是设计手段落后，发达国家在机械产品设计上早巳进入分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现代设计方法，如有限元分析、优化设计等应用到产品设计中，采用机械CAD系统在计算机上进行建模、分析、仿真、干涉检查等。
本文通过对行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸，并对设计结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价，实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。
本课题设计通过对行星齿轮减速器工作状况和设计要求对其结构形状进行分析，，然后以各个系统为模块分别进行具体零部件的设计校核计算，得出各零部件的具体尺寸，再重新调整整体结构，不断反复计算从而使减速器的性能主要使寿命和稳定性及润滑情况进行优化设计。
2设计与校核输入功率：P=10KW 输入转速：n 1=750r/min ； 输出转速：n 2=20r/min ； 中等冲击；每天连续工作14小时； 使用期限10年。
减速器的总传动比i=750/20=，属于二级NGW 型的传动比范围。
拟用两级太阳轮输入、行星架输出的形式串联，即i 1·i 2=。
两级行星轮数都选n p =3。
高速级行星架不加支承，与低速级太阳轮之间用单齿套联接，以实现高速级行星架与低速级太阳轮浮动均载。
其中高速级行星轮采用球面轴承，机构镇定。
低速级仍为静不定。
其自由度为：()()54321654321610554133212113W n P P P P P =-++++=⨯-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=- 机构的静定度为：1(3)4S W W =-=--=＇因属于低速传动，采用齿形角a n =20o的直齿轮传动。
精度定为6级。
为提高承载能力，两级均采用变位齿轮传动，要求外啮合a ac =24o 内啮合a cb =20o 左右。
行星齿轮减速器的最优化设计
行 星 齿 轮减 速 器 的最 优 化 设计
莫 才颂 王 岗罡 ，
（ ． 名 学 院 机 电 工 程学 院 。 东 茂 名 ５５０ ；２ 中 国人 民解 放 军 驻 ２ １ 军事 代 表 室 ， 京 １０７ ） １茂 广 ２０ ｏ ． １厂 北 ００ ６
摘
要 ： 介 绍 了行 星 齿轮 减速 器单 目标 优 化 问题 数 学模 型 的建 立 。 在 以体 积 为 最 小 的 基 础 上 ， 以优 化 模 数 、 齿
为行 星齿 轮个 数 ； ｍ为齿轮 模数 ． ｂ为齿 轮齿 宽 。
Hale Waihona Puke 圈 ２ 内 点 惩 罚 函数 法 程 序 框 图
根据行星轮系的同心条件。传动 比等设计要求 ， 目标函数进行简化 ， 对 得
Ｆ Ｘ ＝０ １６５ Ｘ ４＋Ｃ Ｋ—１ （ ） ．９３ ｘ ２ ［ ３ （ ）］
Ｋ＝ ｂ Ｚ／ —— 内传动比， Ｚ 根据设计要求给定。
（） ３ （） ４ （） ２ （） １
该 条件也 可 以根 据 齿宽也 模数 之 间建立 的关 系 ， 如 ５ ／ ７， 进约束 条 件 例 ≤ｂｍ≤１ 加 （） ４ 根据 对钢制标 准直 齿 圆标齿 轮的 轮齿 接触 程度 的要 求 ， 得约束 函数 ｇ（ ＝Ａ ［／ｕ ） （． ） 一 ： ，≤９ ５ ） Ｈ ｕ（ 一２ ・Ｔ／ ］ 。 Ｃ Ａ 为接触 强度 综合 系数 ： ８０ ｐ［Ｈ ｈ Ａ ：（０ ）Ｋ Ｋ／ｏ ］ ｜
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第１ ６卷
第 １ 期
茂 名学 院学 报
Ｊ ＲＮ ＯＵ ＡＬＯＦ ＭＡＯ Ｎ ＯＬ ＪＣ ＭＩ Ｃ Ｃ Ｉ Ｅ Ｅ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ． １ １ １
２ｏ ｏ ６年 ２ 月
行星齿轮减速器优化设计方案
11.3行星齿轮减速器地优化设计行星齿轮减速器（简称为行星减速器）具有体积小、重量轻、传动比大等突出优点，是一种应用十分广泛地机械传动装置，亦多用于包装机械地传动系统.但是，这种减速器地设计计算比较复杂•行星减速器地体积、重量及其承载能力主要取决于传动参数地选择•设计问题一般是在给定传动比和输入转矩地情况下，确定行星轮地个数、各轮齿数、模数和齿轮宽度等参数.由于行星减速器在结构上地特殊性，各齿轮地齿数不能任意选取，必须严格地按照一定地配齿条件进行计算.常规地设计方法是，先选择行星轮地个数，再按配齿条件进行配齿.这种配齿计算地结构不是唯一地，能获得多种配齿方案，设计者可根据其经验和结构布置，从中选择一组齿数方案，再按强度要求计算模数、齿宽等参数.在选择参数方案时，往往无明确地评价指标，如果要选择一个既能满足要求有比较好地设计方案，则必须从多种方案地大量计算中通过比较来选择.即使如此，亦不能保证得到最优地方案.因此，探讨行星减速器地优化设计，是一个具有实际意义地课题.b5E2RGbCAP图11-2时应用最为广泛地单排2K -H行星减速器（N G W型）地简图.其中，1、3为中心轮，2是行星轮，H为系杆.齿轮1为输入件，H为输出件.p1EanqFDPw已知：传动比j = o 64，输入转矩1117N *m，齿轮材料均用38SiMnMo钢，表面淬火硬度HRC =45 - 55，选取行星轮个数C =3，Z - 22，Z2二29，Z3= 8 ,齿宽b =52 mm，模数m =5 mm •先按最小体积准则为该减速器地优化设计目标，已确定其主要参数，要求传动比相对误差兰0 01图11—2行星减速器地结构简图11.3.1配齿计算地基本公式行星减速器各轮齿数地关系必须同时满足下面四个条件： 传动比条件、装配 条件、同轴条件和邻接条件，此即所谓地配齿条件 •这里，先按前三个条件列出配齿计算公式，以便建立目标函数，最后一个条件在涉及约束中考虑 .DXDiTa9E3d（1）传动比条件由轮系运动学公式可知，单排2K -H 机构地传动比是由此得齿数关系式之一 Z^（i 一1）Z 1（ 11—23） （2）装配条件装配条件指C 个行星轮应在同一圆周上均匀分布，而且同时与两个中心论 1、3地轮齿正确啮合所必须满足地条件.按机械原理知识可写出RTCrpUDGiTZ 1Z3 -C T式中，T 为任意正整数.由此得齿数关系是之二Z 1Z^CT （11—24）（3）同轴条件所谓同轴条件，是指齿轮1与齿轮3地轴心线必须在同一条直线上，即d 12d^d3由于相互啮合地齿轮必须具有相同地模数， 本节只讨论标准齿轮，因此有齿数关 系式之三 乙 2Z 2Z （11—25）式（11 — 23）、式（11— 24）、式（11 — 25）是配齿计算地基本公式.11.3.2 优化设计数学模型（1）设计变量当行星轮个数C 确定后，减速器地体积取决于齿轮地齿数、z 3，齿宽b 和模数m .但各齿轮地齿数并不都是独立变量，而是受式（11—23）—i =1Z Z1式（11—25）地制约，对应于某一齿数，Z i 只可能有一组齿数方案，故只能把Z i 取作独立变量，于是该问题地设计变量是5PCzVD7HxAf 、XiX 2（ 11— 26）g（2）目标函数 若要求按减速器体积最小为设计准则, 作为目标函数，即兀 /22LV = / d 1C d 2b （11—27）4式中 d-d 2——分别为齿轮1，2地分度圆直径.将d^ m Z 1心2二m Z 2代入上式，并引入配齿关系式（11— 24）和式（11 —25），经整理得V = 16m 2Z 2b 4 卄- 2 2C （11— 28）考虑到式（11—26），并将j = 4.64 C = 3代入式（11—28）中，建立起目 标函数f X 二 4.891x 2X 2X 2 （11—29）（3）约束条件吃面接触强度该轮系中有一对外啮合齿轮和一对内啮合齿轮 •由于后者地接 触强度高于前者，放在齿面接触疲劳强度计算时只考虑外啮合副地接触强度条件 作为设计约束，按齿面接触强度公式jLBHrnAlLg, > oo 3KJ Z u Z E ］=［式中 -p 1d^ 2.32”札1玩］J式中T 1齿牝1地输入转矩，N • md——齿宽系数，ibV ；!■? H 1——齿轮地接触疲劳许用应力，MPa ；载荷系数.fZ iX = b m则可取中心轮1和行星轮2地体积和2 2乙 mb- A HT1于是得约束条件2 2g/X 心 X 1X 2X 3-A H「- 0（ 11—30）弯曲强度 若各齿轮地材料好及热处理均相同，则应考虑小齿轮 度强弱，因此取其弯曲强度来建立约束条件XHAQX74J0X3 2KT 1 Y F Y S"<F 1^F 】——齿轮地弯曲疲劳许用应力，MPa ；齿形系数，近似取为4.69 — 0.63 I门乙“；Y s ――应力校正系数.2、Z ibm - A F「(4.69- 0.63 InZ 1)于是得约束条件2g 2（X 心 xxx 3-A F「（4.69-0.63 Inx/- 0 行星轮地邻接条件行星轮地邻接条件是指行星之间不应因互相碰撞而无法安装.由图11— 3知，邻接条件应满足LDAYtRyKfE若令 A“ 2.323KZZ E 、 l &H I 」2:，则强度公式可简化为齿根 1根部弯曲强 .齿根弯曲疲劳强度计算公式为 式中Y F类似地，令 A^ 2K，则上式改为(11—31)个人收集整理 仅供参考学习图11— 3行星齿轮地邻接条件da2岂 2asin。
齿轮减速器的优化设计
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载齿轮减速器的优化设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容齿轮减速器的优化设计南昌航空大学机械工程专业苑晓帅齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。
它的主要优点是：① 瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠可传递空间任意两轴之间的运动和动力；② 适用的功率和速度范围广；③ 传动效率高，η=0.92-0.98；④ 工作可靠、使用寿命长；⑤ 外轮廓尺寸小、结构紧凑。
由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。
国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。
针对减速器存在的问题，本课题采用优化设计的方法，力求使减速器的体积达到最小，建立数学模型，并通过matlab语言编辑后，得到一组优化数据，到达预期目标，使减速器的体积比传统的经验设计结果减小20%--30%。
行星齿轮减速器优化设计方法及应用
Ｖ ‘ ｄ【 ＾Ｊ Ｐ
则 上式 变为 ： ｍ６ Ａ ’ 。
，丌
建 立 目标 函数 （ 建模 ）再加 上 其 约束 条 件 （ 载并 求 ， 加
解） 的方法 ， 能保证齿轮最佳参数组合 ， 同时 降低 成
则约束函 数 ） ： Ａ － ‘ ＞ 。 一 ： ｈ － ０
（） ３ 约束 条 件
约束条件有强度条件 、 行星轮邻接条件 、 其它边
界 条 件 、齿 面 接触 疲 劳 强度 条 件 （ 对外 啮合齿 轮 一
经 过查表 ， 据 ＝１． ００ ５ ， 相 近两 个 齿 根 ７０ ８ 选 ０ ４
４和 ２ ， 宽 圆整 为 ９ ０齿 ７和 ９ ， 数 为 ５和 ６ 经 ８模 ， 副， 一对 内啮合 齿轮 副 ） 相 同的条 件下 ， 。在 内啮合齿 数 １ ０ｂ＝９ ， ＝５是 最佳 。 目标 函数 ７ｍ 得 轮 齿 面强 度 高 于外 啮合 齿轮 副 ，所 以 以外 啮合齿 轮 计 算对 比得 Ｚ＝２ ，
法 对 行 星减 速 器进 行 优 化 设 计 ， 通过 实例 说 明 ， 用数 学优 化 法 可 以得 到 更加 优 化 的 结 果 。 并 采
关键词 ： 星减速器 ； 学优化 法； 行 数 优化设计
中 图 分 类 号 ：Ｈ１ ２４ Ｔ ３． ６ 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ２）０ ０ ２ — ２ １７ —４ Ｘ ２ １ １— ０ ０ ０
建立的， 约束条件一般有不等式约束 ： （） ０ ≥ 和等 式 约束 ： ＝ 。 （ ） ０
（ ） 计 变量 １设
当行 星轮个数 ｋ确定后 ，减速器体积取决于齿
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ２ ２ １ — ７ １ 基金项 目： 湖南省教育厅项 目（ 目编号 ： Ｃ ５ １ 项 １ ０ ８） ０ 作者简 介 ： 彬（９ ４ ， ， 谭 １７ 一）女 湖南衡南人 ， 讲师 ， 研究方 向为 ： 机械设计 。 ２ ０
基于UG的行星齿轮减速器齿轮轴的有限元分析和优化
摘要:通过常规设计方法设计计算出齿轮轴的结构尺寸，以UG为工具对减速器齿轮轴进行三维实体建模，并运用有限元分析及优化模块进行有限元分析，得到齿轮轴的网格划分图、应力云图。
根据有限元分析的结果，结合齿轮轴可靠性优化方法，以重量最小为目标，对齿轮轴的结构尺寸齿宽进行优化。
关键词:齿轮轴UG有限元分析优化0引言行星齿轮减速器因具有体积小、重量轻、承载能力高、结构紧凑、传动效率高等优点而广泛应用于冶金机械、工程机械、轻工机械、起重运输机械、石油化工机械等各个方面。
UG软件是集CAD/CAE/CAM为一体的三维化的软件，它是当今最先进的计算机辅助设计、分析、制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。
UG的CAD/CAE/CAM功能模块有复杂的特征建模、装配、运动仿真和有限元分析等功能。
实现UG有限元分析功能，必须要遵从UG有限元分析的一般过程，构建有限元模型，其中包括自动网格划分、添加约束与载荷，利用图形的方式得到模型应力、应变的分布情况。
机械优化设计，就是在给定的载荷和约束条件下，选择设计变量，建立目标函数并使其获得最优值的一种新的设计方法。
1齿轮轴几何参数的初选通过常规设计方法设计计算出齿轮轴的几何参数，齿轮轴的齿形为渐开线直齿。
分配减速器传动比，计算齿轮模数，并根据传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件确定齿轮的齿数。
齿轮轴的齿轮基本参数如表1所示。
2齿轮轴的三维建模利用UG/Modeling模块建立齿轮轴模型，如图1所示（去掉网格后的实体模型）。
2.1网格划分网格划分越密集，计算结果越精确，但是这会使计算时间加长。
单元网格的划分采用UG自带的3D四面体自动网格划分，单元尺寸为3mm。
网格划分情况如图1所示。
图1齿轮轴的网格划分2.2定义材料特性齿轮轴材料选择20Cr，其材料属性如下：质量密度7.850e3kg/m^3，杨氏模量205000N/mm^2(MPa)，泊松比0.29，屈服强度等于540N/mm^2(MPa)。
行星齿轮减速器传动机构优化设计
摘要行星齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立封闭传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的要求，行星齿轮传动与普通齿轮传动相比, 具有结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、传动比大等优点, 因此得到了广泛的应用。
但是在国内在研究生产行星齿轮减速器方面还存在一定局限，为了适应生产发展需要，本论文通过初步分析行星齿轮减速器的总体结构设计，为行星齿轮减速器的进一步研制和开发提供理论依据。
论文首先介绍了行星齿轮减速器的特点和要求，并对国内外行星齿轮减速器的发展现状和发展前景作了分析。
结合目前存在的行星齿轮传动原理以及生产上对行星齿轮减速器技术要求进行了初步分析，并通过设计和计算，完成了减速器的零件设计，整体设计，初步确定了行星齿轮减速器总体结构设计。
为行星齿轮减速器产品的开发和性。
能评价，实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。
关键词: 减速器行星齿轮优化设计Title Planetary gear-type speed reducerAbstractPlanetary gear reducer is the prime mover and an independent closed between gear to reduce speed and increase torque in order to meet the requirements of a variety of mechanical work, planetary gear transmission as compared with ordinary gear drive with compact structure, small size, light weight, high efficiency, the transmission ratio advantages, it has been widely used. However, in domestic production in the study of planetary gear reducer that there are still some limitations, in order to meet the development needs of production, a preliminary analysis of this thesis through the planetary gear reducer overall structural design, planetary gear reducer for further research and development and provide a theoretical basis.Paper introduces the characteristics of planetary gear reducer and demands at home and abroad and the development of planetary gear reducer and development prospects of the status quo analyzed. Combination of existing principles of planetary gear transmission and the production of planetary gear reducer on the technical requirements of a preliminary analysis, and through the design and calculation of the parts to complete the design of the reducer, the overall design, initially set the overall structure of planetary gear reducer design . Planetary gear reducer for product development and performance evaluation of planetary gear reducer to achieve large-scale production to provide a reference and theoretical basis.Keywords: Reducer planetary gear reducer planetary gear drive.目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 绪论.. (1)1．1 齿轮传动的发展简介 (1)1．2 行星齿轮的发展及特点 (1)1．3 机械优化设计的发展概况 (4)1．4行星齿轮的设计任务 (5)2、行星轮系的设计 (6)2. 1 行星轮系类型的选择 (6)2.2 行星轮系各轮齿数的确定 (6)2.3 行星轮系的均载装置 (9)2.4 行星齿轮传动的受力分析及强度计算 (9)2.5 行星齿轮的传统设计 (12)3、行星齿轮减速器优化设计 (14)3.1 行星齿轮减速器的数学模型 (14)3.2 优化方法及原理 (16)3.3 行星齿轮的约束优化方法 (18)4、VISUAL BASIC程序简要说明 (23)4.1 变量和数组 (23)4.2 Visual Basic控制结构 (24)4.3优化程序的简要说明 (28)5、结果与分析 (29)结构计算 (30)致谢........................................... 错误！未定义书签。
行星齿轮减速器优化设计讲义
矿用汽车行星齿轮减速器的优化设计
陈友飞 矿山机械 2012年第六期
优化目标：接触应力安全系数 优化算法：复合形法，不必计算目标函数的
一、二阶导数，程序简单 求解：matlab编程 优化结果：安全系数提高9% 可借鉴：对离散变量进行序列化处理，转化
为已知量
直升机动力传动系统中两级行星齿轮减速器的优化
基于大系统思想的潜油螺杆泵采油机组整体优化方法研究
刘铭 沈阳工业大学 硕士学位论文 2009.12
亮点：大系统优化方法
传统优化设计：针对具体结构进行的，实际上许多项目都是由 众多相互联系、相互制约的子系统或结构组成的大系统，具有高维数、
多目标、多类变量、复杂耦联等特点。因此，传统的优化方法一般都 难以有效地直接应用于大系统。另外，由于系统总目标与子系统目标 之间、子系统目标之间一般都存在着制约或矛盾关系，各子系统的设 计参数、性态函数之间一般存在着耦合关系，因而对子系统或者具体 结构单独优化后所得的系统并不是最优的 缺点：在具体应用大系统理论时，阐述不是很清楚
优化目标：体积最小和重合度最大 多目标处理:多目标优化的乘除法 优化算法：可行性枚举法 枚举法：就是把设计变量所有可能的组合都
列出来, 逐个计算每个组合的目标函数值, 然 后比较出其中的最优值
学位论文更有详细阐述
径向基函数网络在行星齿轮减速器优化上的应用
刘清海 机械研究与应用2001.1期
优化目标：体积最小 优化算法：径向基函数网络( RBFN)
盾构机三级行星齿轮减速器可靠性优化设计
陈器 重庆大学机械工程学院 矿山机械 2012.24期
理论计算和实践证明：传动比的优化分配是多级传动优化设计的关键
可靠度的计算
行星减速器MATLAB优化设计
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优化设计的数学模型
设计变量及目标函数 二级行星减速器的原理如图 ! 所示。主要设计参数
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有各行星排齿轮的模数、齿数、行星轮数、各齿轮厚度。 由于行星轮数是 ’( 的离散变量，作为常数输入，故行星 轮减速器的设计变量为： :;<
［&］ 优化工具箱的方法及程序 。
— —系数， + " + ( + ) +!+"； +— — —作用在!排太阳轮上的力矩； , #% — — —!排行星轮数量。 # $% —
［!］ （*）由直齿圆柱齿轮的轮齿弯曲强度 ，有
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（%）建立 123 % 目标函数的 % 文件，设其文件名为 1*45123 %- % ，代码如下： 67#83/1# 6 " 1*45123 %（ ) ） #% " &； 1 !排行星轮数
建筑机械 !$$(-$(
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［!］ （(）由直齿圆柱齿轮接触疲劳强度 ，有
机械课程设计说明书行星齿轮减速器传动装置设计(单级)
汇报人：
目录
添加目录标题
行星齿轮减速器 概述
行星齿轮减速器 设计参数
行星齿轮减速器 结构设计
行星齿轮减速器 强度分析
行星齿轮减速器 优化设计
添加章节标题
行星齿轮减速器概 述
行星齿轮减速器：由太阳轮、行星轮和内齿圈组成，具有体积小、重量轻、传动效率高 等特点。
蜗轮蜗杆减速器：由蜗轮和蜗杆组成，具有自锁功能，但传动效率较低。
齿轮比：决定减速比，影响输出扭矩和 转速
润滑系统：保证齿轮啮合顺畅，减少磨 损
密封系统：防止润滑油泄漏，保证齿轮 啮合环境清洁
太阳轮是行星齿轮减速器的核心部件之一 太阳轮的设计需要考虑到其尺寸、材料、加工工艺等因素 太阳轮的设计还需要考虑到其与行星轮、内齿圈的配合关系 太阳轮的设计还需要考虑到其与减速器的整体性能和寿命的关系
安全性：测试结果符合安 全标准
性能测试：包括扭矩、转速、效率、噪音等指标 评估方法：采用对比测试、数据分析等方法进行评估 改进建议：针对测试结果，提出改进措施，如优化齿轮设计、调整润滑油等 评估周期：定期进行性能评估，确保设备稳定运行
感谢您的观看
汇报人：
减速器强度分析的目的：确保减速 器在运行过程中能够承受各种载荷 和冲击
减速器强度分析的内容：包括齿轮、 轴承、壳体等部件的强度校核
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减速器强度分析的方法：采用有限 元分析、疲劳寿命分析等方法进行 计算和校核
减速器强度分析的结果：根据校核 结果，对减速器进行优化设计，提 高其可靠性和寿命
尺寸：减速器的尺寸和重量
润滑方式：减速器的润滑方 式
工作环境：减速器的工作环 境温度、湿度等
2K_H型行星齿轮减速器优化设计_侯曦暘
式中: n p ——行星轮数目; a ag ——太阳轮与行星轮啮合副中心距。 按邻接条件所允许的行星轮数目为: Π 。 …………………………… ( 3) np < rag a rcsin
a ag
图 1 2K- H 行星齿轮传动原理图
111 传动比条件
行星齿轮减速器可实现的传动比为:
i = 1+ zb 。 ………………………………… ( 1) za
式中: z b ——内齿圈齿数; z a ——太阳轮齿数。
收稿日期: 2009203223; 修回日期: 2009208223 作者简介: 侯曦
式中: rag ——行星轮齿顶圆半径。 相邻两行星轮间允许的最小间隙值取决于行星减 速器的冷却条件和啮合时的润滑油搅动损失。 实际中 一般应取: (L - d ag ) m in = 015m 。 ……………………… ( 4) 式中: m ——齿轮模数。 113 同心条件 行星传动装置的特点为输入与输出是同轴线的, 即 各中心轮的轴线与行星架的轴线是重合的。 为保证中心 轮和行星架轴线重合条件下的正确啮合, 由中心轮和行 星轮组成的各啮合副的实际中心距必须相等, 即: = a g b′ 。 a ag ′ 因行星传动中通常各齿轮模数是相同的, 可得到 下式: z a + z g = z b - z g 。 ………………………… ( 5) 114 装配条件
M =
2Π z a
M =
5a
, 将 5 a 值带入整理得:
z a+ z b = 整数 。 np
……………………… ( 6)
只要能使式 ( 6) 满足, 就可以在位置 I 再装入行星 轮 g 2。 同样操作也可以正确装入其他行星轮。 2 行星齿轮优化设计的数学模型 211 设计变量 当行星齿轮的个数确定后, 减速器的体积取决于 各齿轮齿数 z a、 z b、 z g 和齿宽 b、模数m 。但行星轮和 内齿圈的齿数受到配齿条件制约并不是独立的变量, 因此, 把太阳轮的齿数取为独立变量: T T x = [ z a , b, m ] = [ x 1 , x 2 , x 3 ] 。 …………… ( 7) 212 建立目标函数 本文中行星齿轮减速器的优化设计是在相同载荷 下使其体积最小。 在已知载荷、 工作条件及材料的前 提下, 选择太阳轮和行星轮体积之和为目标函数, 即: Π( 2 2 F ( x ) = V a + n pV g = d a + n p d g ) b 。 …… ( 8) 4 式中: d a ——太阳轮的分度圆直径; d g ——行星轮的分度圆直径。 将 d a = m z a , d g = m z g 带入式 ( 8) , 经整理得: Π 2 2 2 F (x ) = m z a b [ 4+ ( i - 2) n p ] 。 ……… ( 9) 16 因此优化设计的目标函数为: 2 2 2 F ( x ) = 01193[ 4+ 3 ( i - 2) ]x 1 x 2 x 3 。 …… ( 10) 213 建立约束条件 ( 1) 按照齿面接触强度公式得: