渐开线少齿差行星齿轮减速器设计零齿差输出机构毕业论文

渐开线少齿差行星齿轮减速器的设计（零齿差输出机构）摘要在条件为输入转速为1450转/分钟、输入功率为5KW、传动比为25等这些技术参数的基础上设计一渐开线少齿差行星齿轮减速器。

渐开线行星齿轮减速器传动与普通定轴减速器传动相比具有承载能力大、体积小、效率高、重量轻、传动比大、噪声小、可靠性高、寿命长、便于维修等优点，同时还可以提高其承载能力。

本设计最主要的过程就是少齿差和零齿差设计参数的选取与计算，特别是变位系数的选取，需通过Matlab 软件编程计算，这样很大程度上节省了因选取的变位系数不当而需重新计算所需要的时间。

还可以多次给定初值选取最佳的变位系数，从而有利于少齿差和零齿差的结构设计。

同时还需对轴类零件、端盖、箱体的结构设计，装配时，需要对轴承、密封圈、挡圈、键进行选用。

关键词：减速器行星齿轮优化设计Involute few tooth difference planet gear reduction geardesign(zero tooth difference output element)AbstractThe planet gear reduction gear with few-tooth difference transmission and the ordinary dead axle reduction gear transmission compares has the bearing capacity in a big way, the volume small, the efficiency high, the weight light, the velocity ratio big, the noise small, the reliability high, the life long, is advantageous for merits and so on service, meanwhile may sharpen its bearing capacity.This design process most main is the few tooth difference and the zero tooth difference design variable selection and the calculation, specially dislodges the coefficient the selection, must through the Matlab software programming computation, save like this to a great extent because of the dislodgement coefficient which selected not when had the recomputation to need time. It also may many times assign the starting value selection best dislodgement coefficient, thus is advantageous to the few tooth difference and the zero tooth difference structural design.When simultaneously also needs the countershaft class components, the end cover, the body structural design, the assembly, needs to the bearing, the seal packing collar, the elastic ring, the key to carry on selects.Key word: The reduction gearplanet gear optimizes the design目录第一章概述51.1 发展概况51.2 发展方向51.3 传动特点61.4 设计目的6第二章齿差传动62.1 少齿差传动原理62.2 少齿差传动的结构类型82.2.1按输出机构型式分82.2.2按减速器的级数分82.2.3按安装型式分82.3 2K-H型传动装置92.4 传动比计算92.5 少齿差传动的特点和应用92.6 少齿差传动的设计顺序102.7 少齿差传动的各个限制条件112.7.1 齿廓不重迭干涉112.7.2 啮合角112.7.3 重合度112.7.4 变位系数122.8 少齿差齿轮副的几何计算12第三章零齿差传动163.1 零齿差传动原理163.2 零齿差传动的主要参数163.2.1 变位系数与中心距173.2.2 啮合齿面的诱导法曲率183.2.3 重迭系数183.2.4 齿面滑动系数193.2.5 啮合效率203.3 主要几何限制条件213.3.2 齿顶具有一定的厚度213.3.3 验算径向间隙213.3.4 差齿刀齿数要适当213.4 零齿差齿轮副的设计步骤223.5零齿差齿轮副的几何计算22第四章其他元件的选择264.1 键的选择264.2 齿轮的材料与其选择原则274.2.1 选用的齿轮材料：钢274.2.2 选择原则274.3 滚动轴承的选择284.4 轴的设计304.5 密封件34参考文献35致36第一章概述机械设计制造与其自动化专业是为了培养从事机械设计、制造行业的人才而开设的专业。

而工业机械手课程设计不仅培养设计者对机械的认识、运用能力,而且也增进了对机械工业发展的了解和认知。

1.1 发展概况我国早在南北朝时代，祖冲之发明了有行星齿轮的差动式指南车。

因此我国行星齿轮传动的应用是非常早的。

1880年德国第一个行星齿轮传动装置的专利出现了。

19世纪以来，随着机械工业特别是汽车和飞机工业的发展，对行星齿轮传动的发展有很大影响。

1920年首次成批制造出行星齿轮传动装置，并首先用作汽车的差速器。

二次大战后，高速大功率船舰、航空发动机与工程机械的发展，促进行星齿轮传动的发展。

高速大功率行星齿轮传动广泛的实习应用，于1951年首先在德国获得成功。

1958年后，英、意、日、美、、瑞士等国亦获得成功，均有系列产品，并已成批生产，普遍应用。

1.2 发展方向世界各先进工业国，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益完善，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。

目前行星齿轮传动正向以下几个方向发展：1）向高速大功率与低速大转距的方向发展。

2）向无级变速行星齿轮传动发展。

3）向复合式行星齿轮传动发展。

4）向少齿差行星齿轮传动方向发展。

5）制造技术的发展方向。

1.3 传动特点1）体积小、重量轻、结构紧凑，传动功率大、承载能力高2）传动比大3）传动效率高4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强1.4 设计目的：1、培养机械设计能力；2、扩展知识结构；3、帮助培养综合运用能力；4、是课堂教学的有益补充本课题从少齿差行星齿轮着手，首先选择计算了与设计少齿差行星齿轮有关的主要参数，经过验算后符合条件，在根据中心距进行零齿差的设计计算，同时也要验证选用的参数的合理性。

整体机构设计完后，装配时，需要对键、轴承、密封圈等进行选用，装配后减速器能正常地进行工作。

第二章齿差传动2.1 少齿差传动原理渐开线少齿差行星齿轮传动，简称少齿差传动，如图所示。

行星齿轮1位外齿轮，中心齿轮为齿轮2，他们之间的齿数差通常为1-4个。

这种少齿差行星齿轮传动用于减速时，是以系杆H为主动件。

由于行星轮相对中心轮有偏心，故在传动时，行星轮1不仅要作公转而且要做自传。

因此，就需要一个能够传递两平行轴之间旋转运动的联轴器，即称偏心输出机构V，以便把行星轮的自传输送出来。

由于这种行星轮系，是由一个中心齿轮K，一个系杆H和一个偏心输出机构V所构成的，故简称K-H-V型行星机构。

假如齿轮K 与机壳固定不动，当电动机带动系杆H 转动时，系杆将迫使装于偏心轴上的行星齿轮绕齿轮中心作公转运动。

同时，行星齿轮绕偏心轴中心作反向低速自传运动。

利用偏心输出机构将行星轮的自传运动传递给输出轴，就可以达到减速的目的。

在设计少齿差行星齿轮减速器时，如果齿轮齿数2z 不变，行星齿轮齿数1z 越大，两者之间的齿数差12z z z p -=越小，则传动比越大。

但是，当齿轮副的齿数差p z 小到一定程度时，将会发生不在啮合位置的齿廓相互重迭现象。

为了使齿轮副在少齿差时仍然能够正确啮合顺利运转，可以从两条途径消除齿廓重迭干涉：一是降低齿顶高的选用短齿，从齿高方向消除齿廓重迭，一是选择适当的正变位系数，减少外齿轮的 齿顶厚度，增大齿轮的齿槽宽度，从齿厚方向消除齿廓重迭。

在加工变位齿轮时齿轮滚刀的位置要在径向移动一些距离，用模数的倍数xm 来表示，x 称为变位系数。

变位系数取代数值，当齿条刀具相对于加工标准齿轮的位置远离齿轮坯中心时，称为正变位，反之，称为负变位。

变位齿轮与标准齿轮相比，它的齿厚，齿高和公法线长度等都有变化。

变位齿轮副与标准齿轮副相比，它的中心距和啮合角也都有变化。

2.2 少齿差传动的结构类型渐开线少齿差行星齿轮传动型式较多，主要有K-H-V型传动装置，双啮合2K-H 型正号机构传动装置，以与三啮合和锥齿型传动装置。

K-H-V型传动装置2.2.1按输出机构型式分（1）齿圈固定，低速轴输出1）有三销轴式输出，应用广泛，效率较高，但销孔加工精度要求较高。

它种型式：悬臂销轴式输出，销轴固定端与输出轴紧配合，悬臂端相应地插入行星轮的端面销孔，结构简单，但，销轴受力不均。

2）十字滑块式输出，结构型式简单，加工方便，但承载能力与效率均较销轴式输出低，常用于小功率场合。

3）浮动盘式输出，结构型式新颖，加工较方便，使用效果较好。

4）零齿差式输出，其特点是通过一对零齿差齿轮副将行星轮的低速反向转动传递给输出轴，零齿差系指齿轮副的外齿轮齿数一样，像齿轮联轴器那样，但、外齿轮的齿间间隙较大，其结构型式较简单，制造不困难，较适用于中心距较小的一齿差传动。

（2）输出轴固定，齿圈输出1）齿圈与机壳一起输出，W机构的销轴固定不动，行星轮只作平动，不作转动，迫使齿圈与卷筒一起输出，这是常见的卷扬机的结构型式。

2）双曲柄式，双曲柄机构不是W输出机构，它不仅替代了行星架H，并使W机构省掉，可获得较大的传动比，运转平稳性有所提高，但轴向尺寸加大。

（3）波纹管机构2.2.2按减速器的级数分（1）单级减速器（2）双级减速器2.2.3按安装型式分（1）卧室安装（2） 立式安装2.3 2K-H 型传动装置2K-H 型传动装置由两对啮合齿轮副组成，共同完成减速与输出任务。