NGW型行星齿轮减速器——行星轮的设计 (1).
(完整word版)NGW型行星轮中太阳轮的设计和计算要点
目录一．绪论 (1)二．拟定传动方案及相关参数 (3)1.机构简图的确定 (3)2.齿形与精度 (3)3.齿轮材料及其性能 (4)三．设计计算 (4)1．配齿数 (4)2．初步计算齿轮主要参数 (5)3．几何尺寸计算 (8)4．重合度计算 (9)四．太阳轮的强度计算及强度校核 (10)1.强度计算 (10)（1）外载荷 (12)（2）危险截面的弯矩和轴向力 (12)2.疲劳强度校核 (14)（1）齿面接触疲劳强度 (14)（2）齿根弯曲疲劳强度 (18)3.安全系数校核 (21)五．零件图和装配图 (25)六．参考文献 (26)一．绪论渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:1、重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;2、传动效率高;3、传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;4、装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;5、外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。
NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
NGW行星齿轮减速器的参数1
2
．基本参数
（1）公称中心距a及公称传动比i0。
见表Ⅱ-47、表Ⅱ-48、表Ⅱ-49
表Ⅱ-49三级减速器
(2)齿轮模数m，见表Ⅱ-50。
表Ⅱ-50齿轮模数1）
（3）齿形参数：
1）齿形角α0=20°；
2）齿顶高系数h a*=1.0；
3）顶隙c=0.25mm。
4)齿宽系数b a*=0.445～0.5, b a*=b/a0，b——齿轮宽度。
5）行星齿轮个数n p=3。
（4）减速器齿轮的啮合参数见表Ⅱ-51。
表Ⅱ-51减速器齿轮的啮合参数1）
1)a0
i0——公称传动比；
m——模数，mm；
a——实际中心距，mm；
XΣⅠ——外啮合变位系数和；
αtⅠ——外啮合啮合角；
XΣⅡ——内啮合变位系数和；
αtⅡ——内啮合啮合角。
（5）减速器的实际传动比与传动比的分配，见表Ⅱ–52。
表Ⅱ—52减速器的实际传动比及传动比分配（a）单级传动比
表Ⅱ-53单级减速器高速轴许用输入功率
表Ⅱ-54两级减速器高速轴许用输入功率
表Ⅱ-55三级减速器高速轴许用输入功率。
NGW型行星齿轮减速器设计
本科毕业论文（设计）题目 NGW型行星齿轮减速器设计学院工程技术学院专业机械设计制造及其自动化年级 2011级学号姓名指导教师（副教授）成绩 ____________________年月日目录摘要 (1)ABSTRACT. (2)0文献综述 (3)0.1行星轮的特点 (3)0.2发展概况 (4)1 传动方案的确定 (6)1.2行星机构的类型选择 (6)1.2.1行星机构的类型及特点 (6)1.1.2确定行星齿轮传动类型 (9)2 齿轮的设计计算 (10)2.1 配齿计算 (10)2.1.1确定各齿轮的齿数 (10)2.1.2初算中心距和模数 (11)2.2几何尺寸计算 (12)2.3 装配条件验算 (14)2.3.1 邻接条件 (14)2.3.2同心条件 (15)2.3.3安装条件 (15)2.4 齿轮强度校核 (16)2.4.1 a-c传动强度校核 (16)2.4.2 c-b传动强度校核 (20)3 轴的设计计算 (24)3.1行星轴设计 (24)3.2 转轴的设计 (26)3.2.1 输入轴设计 (26)3.2.2 输出轴设计 (27)4 行星架及相关部件 (29)4.1 行星架的设计与行星轮的支撑 (29)4.2行星架变形的计算和校核 (30)4.3浮动齿式联轴器的设计与计算 (30)4.4减速器的润滑 (31)4.4.1减速器润滑方式的选择 (31)4.4.2行星齿轮减速器润滑油的选择 (32)附录 (35)参考文献 (36)致谢 (38)NGW型行星齿轮减速器设计摘要：本文介绍了NGW型行星齿轮减速器的设计过程。
它具有行星齿轮传动的通用的优点，比如：质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点。
因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织等工业部门均获得了广泛的应用。
首先介绍了行星齿轮减速器的应用背景及发展趋势。
接下来是选定型号的行星齿轮减速器的具体设计过程，包括行星机构的类型选择，齿轮齿数的确定，齿轮强度的校核，轴和键的尺寸及强度校核，行星齿轮减速器的结构设计等组成部分。
NGW型行星齿轮传动系统的优化设计方案
分类号密级毕业设计(论文)NGW型行星齿轮传动及优化设计所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《NGW型行星齿轮传动系统的优化设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成，以基本构件命名，又称为ZK-H型行星齿轮传动机构。
本设计的基本思想是以两级外啮合接触强度相等为原则分配传动比，而构造是以高速级传动比为设计变量的目标函数，采用黄金分割法得到合理的传动比分配。
然后采用离散变量的组合型法分别进行单级传动的优化设计。
关键词：渐开线齿轮，离散变量，齿轮传动，优化设计AbstractInvolute planetary gear reducer is a kind of at least one gear around the axis of the geometry of the fixed position for circular motion of gear transmission, the transmission usually use internal meshing and use more several planet round and load, in order to make power diversion. Involute planetary gear transmission has the following advantages: transmission range, compact structure, small volume and quality, and generally high efficiency, low noise and stable operation, etc, so are widely used in lifting, metallurgy, construction machinery, transportation, aviation, machine tools, electric machinery and defense industry and other sectors for slowing down, variable speed or growth gear transmission devicePlanetary gear transmission mechanism NGW modeled drive principle: when the shaft from motor driver, drive the sun turn rebirth, then drive the planet wheel rotation, with the inner circle teeth fixed, then drive planet shelf as the output motion, the planet round in the planet shelf is rotation and the revolution, to the same structure of the second and third or multi-stage transmission. NGW modeled planetary gear transmission main institutions by the sun, planets wheel, inner wheel gear circle and of planet shelf, with basic component named, also called ZK-H planetary gear transmission mechanism.The basic idea of this design is based on the two levels of meshing contact strength for principle equal distribution ratio, and structure is based on the level as the design variables transmission ratio, the objective function of the separation of gold get reasonable distribution of transmission ratio. And then the discrete variable combination method, single stage of transmission of optimization design.Key Words:Involute gear, discrete variables, gear transmission, optimization design目录摘要IAbstract II目录III第1章绪论11.1 引言11.2 行星齿轮传动的特点及国内外研究现状21.2.1行星齿轮传动的特点及应用21.2.2 国内外的研究状况及其发展方向31.3 本文的主要内容4第2章NGW齿轮结构分析52.1NGW齿轮渐开线齿廓曲线方程52.2齿根过渡曲线方程72.3 行星轮系中各轮齿数的确定8第3章NGW型行星齿轮传动优化设计11 3.1双极NGW行星减速器传动比分配113.2优化设计分析错误！未定义书签。
ngw行星齿轮减速机参数
ngw行星齿轮减速机参数
【实用版】
目录
一、NGW 行星齿轮减速机概述
二、NGW 行星齿轮减速机的特点
三、NGW 行星齿轮减速机的适用范围
四、NGW 行星齿轮减速机的参数
五、NGW 行星齿轮减速机的使用注意事项
正文
一、NGW 行星齿轮减速机概述
GW 行星齿轮减速机是一种渐开线直齿行星齿轮减速机，技术上比较先进，结构上比较新颖。
它主要应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、纺织、印染、制药等行业的机械传动。
NGW 行星齿轮减速机可以正、反两方向运转，具有很高的传动效率和承载能力。
二、NGW 行星齿轮减速机的特点
1.体积小、重量轻、结构紧凑：NGW 行星齿轮减速机的设计使得其体积和重量相对较小，结构紧凑，便于安装和使用。
2.传动效率高：由于行星齿轮减速机的设计原理，使得其传动效率相对较高，可以减少能量的损耗。
3.传动比大：NGW 行星齿轮减速机可以实现较大的传动比，满足不同工况的需求。
4.装配型式多样，适用性广：NGW 行星齿轮减速机可以有多种装配型式，可以满足各种不同工况的使用需求。
三、NGW 行星齿轮减速机的适用范围
GW 行星齿轮减速机适用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、纺织、印染、制药等行业的机械传动。
特别适用于高速、高扭矩、高载荷的工况。
四、NGW 行星齿轮减速机的参数
GW 行星齿轮减速机有单级、两级和三级三个系列组成，具体参数如下：
1.高速轴高转速：不超过 1500r/min；
2.齿轮圆周速度：不超过 15m/s；
3.工作环境温度：-40~40℃；
4.启动前润滑油应预热至 0℃以上。
NGW行星齿轮减速器的参数1
2
．基本参数
（1）公称中心距a及公称传动比i0。
见表Ⅱ-47、表Ⅱ-48、表Ⅱ-49
表Ⅱ-49三级减速器
(2)齿轮模数m，见表Ⅱ-50。
表Ⅱ-50齿轮模数1）
（3）齿形参数：
1）齿形角α0=20°；
2）齿顶高系数h a*=1.0；
3）顶隙c=0.25mm。
4)齿宽系数b a*=0.445～0.5, b a*=b/a0，b——齿轮宽度。
5）行星齿轮个数n p=3。
（4）减速器齿轮的啮合参数见表Ⅱ-51。
表Ⅱ-51减速器齿轮的啮合参数1）
1)a0
i0——公称传动比；
m——模数，mm；
a——实际中心距，mm；
XΣⅠ——外啮合变位系数和；
αtⅠ——外啮合啮合角；
XΣⅡ——内啮合变位系数和；
αtⅡ——内啮合啮合角。
（5）减速器的实际传动比与传动比的分配，见表Ⅱ–52。
表Ⅱ—52减速器的实际传动比及传动比分配（a）单级传动比
表Ⅱ-53单级减速器高速轴许用输入功率
表Ⅱ-54两级减速器高速轴许用输入功率
表Ⅱ-55三级减速器高速轴许用输入功率。
NGW型行星轮中太阳轮的设计和计算
目录一．绪论 (1)二．拟定传动方案及相关参数 (3)1.机构简图的确定 (3)2.齿形与精度 (3)3.齿轮材料及其性能 (4)三．设计计算 (4)1．配齿数 (4)2．初步计算齿轮主要参数 (5)3．几何尺寸计算 (8)4．重合度计算 (9)四．太阳轮的强度计算及强度校核 (10)1.强度计算 (10)（1）外载荷 (12)（2）危险截面的弯矩和轴向力 (12)2.疲劳强度校核 (14)（1）齿面接触疲劳强度 (14)（2）齿根弯曲疲劳强度 (18)3.安全系数校核 (21)五．零件图和装配图 (25)六．参考文献 (26)一．绪论渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:1、重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;2、传动效率高;3、传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;4、装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;5、外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。
NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
(完整word版)NGW型行星轮中太阳轮的设计和计算要点
目录一．绪论 (1)二．拟定传动方案及相关参数 (3)1.机构简图的确定 (3)2.齿形与精度 (3)3.齿轮材料及其性能 (4)三．设计计算 (4)1．配齿数 (4)2．初步计算齿轮主要参数 (5)3．几何尺寸计算 (8)4．重合度计算 (9)四．太阳轮的强度计算及强度校核 (10)1.强度计算 (10)（1）外载荷 (12)（2）危险截面的弯矩和轴向力 (12)2.疲劳强度校核 (14)（1）齿面接触疲劳强度 (14)（2）齿根弯曲疲劳强度 (18)3.安全系数校核 (21)五．零件图和装配图 (25)六．参考文献 (26)一．绪论渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:1、重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;2、传动效率高;3、传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;4、装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;5、外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。
NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
NGW型行星齿轮减速器-行星轮设计要点
目录一．绪论 (3)1．引言 (3)2．本文的主要内容 (3)二．拟定传动方案及相关参数 (4)1．机构简图的确定 (4)２．齿形与精度 (4)３．齿轮材料及其性能 (5)三．设计计算 (5)1．配齿数 (5)2．初步计算齿轮主要参数 (6)（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (6)（2）按弯曲强度初算模数 (7)3．几何尺寸计算 (8)4．重合度计算 (9)5．啮合效率计算 (10)四．行星轮的的强度计算及强度校核 (11)１．强度计算 (11)２．疲劳强度校核 (15)1．外啮合 (15)2．内啮合 (19)３．安全系数校核 (20)五．零件图及装配图 (24)六．参考文献 (25)一．绪论1．引言渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;传动效率高;传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。
2．本文的主要内容NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
NGW行星轮减速器设计
NGW行星减速器的设计之迟辟智美创作摘要本文完成了对一级行星齿轮减速器的结构设计.该减速器具有较小的传动比，而且，它具有结构紧凑、传动效率高、外廓尺寸小和重量轻、承载能力年夜、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点，适用于化工、轻工业以及机器人等领域.这些功用对现代机械传动的发展有着较重要的意义.首先简要介绍了课题的布景以及齿轮减速器的研究现状和发展趋势，然后比力了各种传动结构，从而确定了传动的基本类型.论文主体部份是对传念头构主要构件包括太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架的设计计算，通过所给的输入功率、传动比、输入转速以及工况系数确定齿轮减速器的年夜致结构之后，对其进行了整体结构的设计计算和主要零部件的强度校核计算.其中该减速器的设计与其他减速器的结构设计相比有三年夜特点：其一，为了使三个行星轮的载荷均匀分配，采纳了齿式浮念头构，即太阳轮与高速轴通过齿式联轴器将二者连接在一起，从而实现了太阳轮的浮动；其二，该减速器的箱体采纳的是法兰式箱体，上下箱体分别铸造而成；其三，内齿圈与箱体采纳分离式，通过螺栓和圆锥销将其与上下箱体固定在一起.最后对整个设计过程进行了总结，基本上完成了对该减速器的整体结构设计.关键词：行星齿轮，传念头构，结构设计，校核计算The design of NGW planetary gear reducerABSTRACTThis completed a singlestage planetary gear reducer design. The gear has a smaller transmission ratio, and it has a compact, high transmission efficiency, outline, small size and light weight, carrying capacity, smooth motion, shock and vibration resistant and low noise characteristics, Used in chemical, light industry and robotics fields. The function of the development of modern mechanical transmission has a more important significance.First paper introduces the background and the subject of gear reducer situation and development trend, and then compared various transmission structures, which determine the basic type of transmission. Thesis is the main part of the main components of drive mechanism including the sun wheel, planet gear, ring gear and planet carrier in the design calculation, given by the input power, gear ratio, input speed and the condition factor to determine the approximate structure after the gear reducer And to carry out the design and calculation of the overall structure and main components of the strength check calculation. One of the other gear reducer design and compared the structural design of the three major characteristics: First, the three planetary gear to make the load evenly, using a geartype floating body, the sun gear and highspeed shaft through the gear together Coupling the two together to achieve a floating sun gear; Second, the box uses a reducer flange box, upper and lower box were cast; Third, the ring gear and Box with separate, through bolts and tapered pins will be fixed together with the upper and lower box. Finally, a summary of the entire design process is basically complete the overall design of the reducer.KEY WORDS: planetary gear，driving machanism，structuraldesign，checking calculation目录前言1第1章传动方案简直定61.1 设计任务61.1.1 齿轮传动的特点61.1.2 齿轮传动的两年夜类型671.2.1 行星机构的类型及特点71.2.2 确定行星齿轮传动类型10第2章齿轮的设计计算122.1 配齿计算122.1.1 确定各齿轮的齿数122.1.2 初算中心距和模数132.2 几何尺寸计算142.3 装配条件验算172.3.1 邻接条件172.3.2 同心条件172.3.2 装置条件172.4 齿轮强度校核192.4.1 ac传动强度校核192.4.1 cb传动强度校核23第3章轴的设计计算283.1 行星轴设计283.2 转轴的设计303.2.1 输入轴设计303.2.2 输出轴设计31第4章行星架和箱体的设计344.1 行星架的设计344.1.1 行星架结构方案344.1.2 行星架制造精度364.2 箱体的设计38结论41谢辞42参考文献42附录44外文资料翻译47主要代号)rad)rad前言本课题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，并对涉及结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产物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.通过本设计，要能弄懂该减速器的传动原理，达到对所学知识的复习与巩固，从而在以后的工作中能解决类似的问题.齿轮是使用量年夜面广的传动元件.目前世器上齿轮最年夜传递功率已达6500kW，最年夜线速度达210m／s(在实验室中达300m/s)；齿轮(组合式)，最年夜模数m达最年夜重量达200t，最年夜直径达m6.2550mm.我国自行设计的高速齿轮(增)减速器的功率已达44000kW，齿轮圆周速度达150m／s以上.由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器，用于原念头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.20世纪末的20多年，世界齿轮技术有了很年夜的发展.产物发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声、高可靠度.技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和模块化设计技术.硬齿面技术到20世纪80年代时在国外日趋成熟.采纳优质合金钢锻件渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度不低于IS01328一1975的6级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的4倍，为软齿而齿轮的5一6倍.一个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为软齿面齿轮减速器的1/3左右.功率分支技术主要指行星及年夜功率齿轮箱的功率双分及多分支装置，如中心传动的水泥磨主减速器，其核心技术是均载.模块化设计技术对通用和标准减速器旨在追求高性能和满足用户多样化年夜覆盖面需求的同时，尽可能减少零部件及毛坯的品种规格，以便于组织生产，使零部件生产形成批量，降低本钱，取得规模效益.其他技术的发展还暗示在理论研究(如强度计算、修形技术、现代设计方法的应用，新齿形、新结构的应用等)更完善、更接近实际；普遍采纳各种优质合金钢锻件；资料和热处置质量控制水平的提高；结构设计更合理；加工精度普遍提高到ISO的4一6级；轴承质量和寿命的提高；润滑油质量的提高；加工装备和检测手段的提高等方面.这些技术的应用和日趋成熟，使齿轮产物的性能价格比年夜年夜提.高，产物越来越完美.如非常粗略地估计一下，输出IOONm转矩的齿轮装置，如果在1950年时重10kg，到80年代就可做到仅约lkg.20世纪70年代至90年代初，我国的高速齿轮技术经历了测绘仿制、技术引进(技术攻关)到自力设计制造3个阶段.现在我国的设计制造能力基本上可满足国内生产需要，设计制造的最高参数:最年夜功率44MW,最高线速度168m/s，最高转速67000r/min.我国的低速重载齿轮技术，特别是硬齿面齿轮技术也经历了测绘仿制等阶段，从无到有逐步发展起来.除摸索掌握制造技术外，在20世纪80年代末至90年代初推广硬齿面技术过程中，我们还作了解决“断轴”、“选用”等一系列有意义的工作.在20世纪7080年代一直认为是国内重载齿轮两年夜难题的“水泥磨减速器”和“轧钢机械减速器”，可以说已完全解决.20世纪80年代至90年代初，我国相继制订了一批减速器标准，如ZBJ19004一88《圆柱齿轮减速器》、ZBJ19026一90《运输机械用减速器》和YB/T050一93《冶金设备用YNK齿轮减速器》等几个硬齿面减速器标准，我国有自己知识产权的标准，如YB/T079 95《三环减速器》.按这些标准生产的许多产物的主要技术指标均可达到或接近国外同类产物的水平，其中YNK减速器较完整地吸取了德国FLENDER公司同类产物的特点，并结合国情作了许多改进与立异.（1）渐开线行星齿轮效率的研究行星齿轮传动的效率作为评价器传动性能优劣的重要指标之一，国内外有许多学者对此进行了系统的研究.现在，计算行星齿轮传动效率的方法很多，国内外学者提出了许多有关行星齿轮传动效率的计算方法，在设计计算中，较经常使用的计算方有3种：啮合功率法、力偏移法、和传动比法（克莱依涅斯法），其中以啮合功率法的用途最为广泛，此方法用来计算普通的2K2H和3K型行星齿轮的效率十分方便.（2）渐开线行星齿轮均载分析的研究现状行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力年夜等优点.这些都是由于在其结构上采纳了多个行星轮的传动方式，充沛利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形胜利率流，并合理的采纳了内啮合传动，从而使其具备了上述的许多优点.可是，这只是最理想的情况，而在实际应用中，由于加工误差和装配误差的存在，使得在传动过程中各个行星轮上的载荷分配不均匀，造成载荷有集中在一个行星轮上的现象，这样，行星齿轮的优越性就得不到发挥，甚至不如普通的外传动结构.所以，为了更好的发挥行星齿轮的优越性，均载的问题就成了一个十分重要的课题.在结构方面，起初人们只努力地提高齿轮的加工精度，从而使得行星齿轮的制造和装配变得比力困难.后来通过时间采用了对行星齿轮的基本构件径向不加限制的专门办法和其它可自动调位的方法，即采纳各种机械式地均载机构，以达到各行星轮间的载荷分布均匀的目的.典范的几种均载机构有基本构件浮动的均载机构、杠杆联动均载机构和采纳弹性件的均载机构.随着我国市场经济的推进，“九五”期间，齿轮行业的专业化生产水平有了明显提高，如一汽、二汽等年夜型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂，通过企业改组、改制，改为相对自力的专业厂，介入市场竞争；随着军工转民用，农机齿轮企业转加工非农用齿轮产物，调整了企业产物结构；私有企业的堀起，中外合资企业的涌现，齿轮行业的整体结构获得优化，行业实力增强，技术进步加快.近十几年来，计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了制造业的传统观念和生产组织方式.一些先进的齿轮生产企业已经采纳精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术.形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理.适应市场要求的新产物开发，关键工艺技术的立异竞争，产物质量竞争以及员工技术素质与立异精神，是2l世纪企业竞争的焦点.在2l世纪成套机械装备中，齿轮仍然是机械传动的基本部件.由于计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度、加工效率太为提高，从而推动了机械传动产物多样化，整机配套的模块化、标准化，以及造型设计艺术化，使产物更加精致、美观.CNC机床和工艺技术的发展，推动了机械传动结构的飞速发展.在传动系统设计中的电子控制、液压传动，齿轮、带链的混合传动，将成为变速箱设计中优化传动组合的方向.在传动设计中的学科交叉，将成为新型传动产物发展的重要趋势.工业通用变速箱是指为各行业成套装备及生产线配套的年夜功率和中小功率变速箱.国内的变速箱将继续淘汰软齿面，向硬齿面(50～60HRC)、高精度(4～5级)、高可靠度软启动、运行监控、运行状态记录、低噪声、高的功率与体积比和高的功率与重量比的方向发展.中小功率变速箱为适应机电一体化成套装备自动控制、自动调速、多种控制与通讯功能的接口需要，产物的结构与外型在相应改变.矢量变频取代直流伺服驱动，已成为近年中小功率变速箱产物(如摆轮针轮传动、谐波齿轮传动等)追求的目标.随着我国航天、航空、机械、电子、能源及核工业等方面的快速发展和工业机器人等在各工业部份的应用，我国在谐波传动技术应用方面已取得显著成果.同时，随着国家高新技术及信息财富的发展，对谐波传动技术产物的需求将会更加突出.总之，现今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展.六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；二低即低噪声、低本钱；二化即标准化、多样化.减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定水平上标识表记标帜着一个国家的工业水平，因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景.3.论文的基本内容：（1）选择传动方案.传动方案简直定包括传动比简直定和传动类型简直定.（2）设计计算及校核.传动结构的设计计算，都年夜致包括：选择传动方案、传动零件齿轮的设计计算与校核、轴的设计计算与校核、轴承的选型与寿命计算、键的选择与强度计算、箱体的设计、润滑与密封的选择等.在对行星齿轮减速器的结构进行深入分析的基础上，依据给定的减速器设计的主要参数，通过CAD绘图软件建立行星齿轮减速器各零件的二维平面图，绘制出减速器的总装图对其进行分析.第1章传动方案简直定1.1 设计任务设计一个行星齿轮传动减速器.原始条件和数据：传动比i=5.5，功率p=120kw，输入转速N=1000 rpm，中等冲击.使用寿命10年.且要求该齿轮传动结构紧凑、外廓尺寸较小.齿轮传动的特点齿轮传动与其它传动比力，具有瞬时传动比恒定、工作可靠、寿命长、效率高、可实现平行轴任意两相交轴和交错轴之间的传动，适应的圆周速度和传动功率范围年夜，但齿轮传动的制造本钱高，低精度齿轮传动时噪声和振动较年夜，不适宜于两轴间距离较年夜的传动.齿轮传动是以主动轮的轮齿依次推动从动轮来进行工作的，是是现代机械中应用十分广泛的一种传动形式.齿轮传动可按一对齿轮轴线的相对位置来划分，也可以按工作条件的分歧来划分.随着行星传动技术的迅速发展，目前，高速渐开线行星齿轮传动装置所传递的功率已达到20000kW,输出转矩已达到4500kN m•.据有关资料介绍，人们认为目前行星齿轮传动技术的发展方向如下.（1）标准化、多品种目前世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计；而且还演化出多种型式的行星减速器、差速器和行星变速器等多品种的产物.（2）硬齿面、高精度行星传念头构中的齿轮广泛采纳渗碳和氮化等化学热处置.齿轮制造精度一般均在6级以上.显然，采纳硬齿面、高精度有利于进一步提高承载能力，使齿轮尺寸变得更小.（3）高转速、年夜功率行星齿轮传念头构在高速传动中，如在高速汽轮中已获得日益广泛的应用，其传动功率也越来越年夜.（4）年夜规格、年夜转矩在中低速、重载传动中，传递年夜转矩的年夜规格的行星齿轮传动已有了较年夜的发展.齿轮传动的两年夜类型轮系可由各种类型的齿轮副组成.由锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆涡轮组成的轮系，称为空间轮系；而由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面轮系.根据齿轮系运转时各齿轮的几何轴线相对位置是否变动，齿轮传动分为两年夜类型.（1）普通齿轮传动（定轴轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何位置都是固定不变的，则称为普通齿轮传动（或称定轴轮系）.在普通齿轮传动中，如果各齿轮副的轴线均相互平行，则称为平行轴齿轮传动；如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副，则称为不服行轴齿轮传动（空间齿轮传动）.（2）行星齿轮传动（行星轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮，则称该齿轮传动为行星齿轮传动，即行星轮系.行星机构的类型及特点行星齿轮传动与普通齿轮传动相比力，它具有许多共同的优点.行星齿轮传动的主要特点如下：（1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力年夜.一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的51~21（即在接受相同的载荷条件下）.（2）传动效率高.在传动类型选择恰当、结构安插合理的情况下，其效率值可达0.97~0，99.（3）传动比力年夜.可以实现运动的合成与分解.只要适被选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，即可以用少数几个齿轮而获得很年夜的传动比.在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千.应该指出，行星齿轮传动在其传动比很年夜时，仍然可坚持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点.（4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强.由于采纳了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡.同时，也使介入啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵当冲击和振动的能力较强，工作较可靠.最罕见的行星齿轮传念头构是NGW型行星传念头构.行星齿轮传动的型式可按两种方式划分：按齿轮啮合方式分歧分有NGW、NW、NN、WW、NGWN和N等类型.按基本结构的组成情况分歧有2ZX、3Z、ZXV、ZX等类型.行星齿轮传动最显著的特点是：在传递动力时它可进行功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输入轴与输出轴均设置在同一主轴线上.所以，行星齿轮传动现已被人们用来取代普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统的中的减速器、增速器和变速装置.尤其是对那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的航空发念头、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要变速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已获得了越来越广泛的应用，表11列出了经常使用行星齿轮传动的型式及特点：表11经常使用行星齿轮传动的传动类型及其特点传动形式简图性能参数特点传动比效率最年夜功率/kWNG W（2ZX负号机构）BAXi=1.13~13.7推荐2.8~9不限效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递公路范围年夜，轴向尺寸小，可用于各个工作条件，在机械传动中应用最广.单级传动比范围较小，耳机和三级传动均广泛应用（2ZX 负号机构）AXi=1~50推荐7~21效率高，径向尺寸比NGW型小，传动比范围较NGW型年夜，可用于各种工作条件.但双联行星齿轮制造、装置较复杂，故|BAXi|≤7时不宜采纳NN （2ZX 负号机构）推荐值：BXEi=8~30≤40传动比打，效率较低，适用于短时间工作传动.当行星架X从动时，传动比|i|年夜于某一值后，机构将发生自锁WW （2ZX 负号机构）BXAi=1.2~数千|BXAi|=1.2~5时，效率可达0.9~0.7，i>5以后.随|i|增加徒降≤20传动比范围年夜，但外形尺寸及重量较年夜，效率很低，制造困难，一般不用与动力传动.运动精度低也不用于分度机构.当行星架X从动时，|i|从某一数值起会发生自锁.经常使用作差速器；其传动比取值为XABiNG W （Ⅰ）型（3Z ）小功率传动BAEi≤500；推荐：BAEi=20~100BAEi增加而下降短时间工作≤120，长期工作≤10结构紧凑，体积小，传动比范围年夜，但效率低于NGW型，工艺性差，适用于中小功率功率或短时间工作.若中心轮A输出，当|i|年夜于某一数值时会发生自锁N （Ⅱ）型（3Z ）AEi=60~500推荐：BAEi=64~300AEi增加而下降短时间工作≤120，长期工作≤10结构更紧凑，制造，装置比上列Ⅰ型传动方便.由于采纳单齿圈行星轮，需角度酿成才华满足同心条件.效率较低，宜用于短时间工作.传动自锁情况同上确定行星齿轮传动类型根据设计要求：连续运转、传动比小、结构紧凑和外廓尺寸较小.根据表11中传动类型的工作特点可知，2ZX(A)型效率高，体积小，机构简单，制造方便.适用于任何工况下的年夜小功率的传动，且广泛地应用于动力及辅助传动中，工作制度不限.本设计选用2ZX(A)型行星传动较合理，其传动简图如图11所示.图11减速器设计方案（单级NGW—2ZX(A)型行星齿轮传动）拟定的设计方案如下图：图22 减速器整体装配图第2章 齿轮的设计计算2.1 配齿计算确定各齿轮的齿数据2ZX(A)型行星传动的传动比p i 值和按其配齿计算（见参考文献[1]）公式（327）~公式（333）可求得内齿轮b 和行星轮c 的齿数b z 和c z .现考虑到行星齿轮传动的外廓尺寸较小，故选择中心轮a 的齿数a z =17和行星轮p n =3.根据内齿轮 a p b z i z )1(-=1715.5⨯-=）（b z =76.5对内齿轮齿数进行圆整，同时考虑到装置条件，取79=b z ，此时实际的p 值与给定的p 值稍有变动，可是必需控制在其传动比误差的范围内.实际传动比为a b z z i +=1=647.51779= 其传动比误差5.5647.55.5-=-=∆pp i i i i =2.67%由于外啮合采纳角度变位的传动，行星轮c 的齿数c z 应按如下公式计算，即c ab c z z z z ∆+-=2'因为62=-a b z z 为偶数，故取齿数修正量为1-=∆c z .此时，通过角变位后，既不增年夜该行星传动的径向尺寸，又可以改善ac 啮合齿轮副的传动性能.故c z =301-217-79= 在考虑到装置条件为322==+C z z ba （整数）初算中心距和模数1. 齿轮资料、热处置工艺及制造工艺的选定太阳轮和行星轮资料为20GrMnTi ，概况渗碳淬火处置，概况硬度为57~ 61HRC.试验齿轮齿面接触疲劳极限lim H σ=1591Mpa. 试验齿轮齿根弯曲疲劳极限太阳轮lim F σ=485Mpa.行星轮lim F σ=485⨯0.7Mpa=339.5Mpa (对称载荷).齿形为渐开线直齿.最终加工为磨齿，精度为6级.内齿圈资料为38GrMoAlA ，淡化处置，概况硬度为973HV. 试验齿轮的接触疲劳极限lim H σ=1282Mpa 验齿轮的弯曲疲劳极限lim F σ=370MPa 齿形的终加工为插齿，精度为7级. 2. 减速器的名义输出转速2n 由 i =21n n 得 2n =in 1=5.51000min r min r3. 载荷不均衡系数P K采纳太阳轮浮动的均载机构，取15.1==P P F H K K . 4. 齿轮模数m 和中心距a 首先计算太阳轮分度圆直径：3lim 21a 1d u u k k k T K H d H HP A td ±=∑σϕ式中：u 一齿数比为76.11730= A K 一使用系数为1.25；td K 一算式系数为768；∑H K 一综合系数为2；1T 一太阳轮单个齿传递的转矩.ηηpp a n n P n T T 1119549===985.0100031209549⨯⨯⨯m N •=376m N •其中 η—高速级行星齿轮传动效率，取ηd ϕ—齿宽系数暂取a d blim H σ=1450Mpa代入3lim 21a 1d uu k k k T K H d H HP A td±=∑σϕ32a 76.1)176.1(15915.06.115.125.123.376768d +⨯⨯⨯⨯⨯⨯=mm 模数 m=63.41766.78==a a z d 取 m=5 则 mm z z m a g a )3017(521)(210+⨯⨯=+=mm取 mm a 5.122=齿宽 5.421755.0=⨯⨯=•=d b d ϕ 取 mm b 62=2.2 几何尺寸计算1. 计算变位系数 (1) ac 传动 啮合角ac α 因 20cos 5.1225.117cos cos 0==ααa a ac所以 ac α=“‘543920变位系数和ααα2tan )(inv inv z z x ac c a -+=∑=（17+30）⨯20tan 220543920"'inv inv -图21选择变位系数线图中心距变动系数y y=55.1175.1220-=-m a a =1 齿顶降低系数y ∆141.01141.1=-=-=∆∑y x y 分配边位系数：根据线图法，通过查找线图21 中心距变动系数y y=55.1175.1220-=-m a a =1齿顶降低系数y ∆141.01141.1=-=-=∆∑y x y 分配边位系数：根据线图法，通过查找线图21 获得边位系数 549.0=a x则 592.5490.0141.1-=-=∑a c x x x (2) cb 传动由于内啮合的两个齿轮采纳的是高度变位齿轮，所以有0=+=∑b c x x x从而 592.0-=-=c b x x 且 a a ='αα='0=y 0=∆y 2. 几何尺寸计算结果对单级的2ZX(A)型的行星齿轮传动按公式进行几何尺寸的计算，各齿轮副的计算结果如下表：表31各齿轮副的几何尺寸的计算结果注：齿顶高系数：太阳轮、行星轮—1=*a h ，内齿轮—8.0=*a h ；顶隙系数：内齿轮—25.0=*c2.3 装配条件验算对所设计的单级2ZX(A)型的行星齿轮传动应满足如下装配条件 邻接条件按公式验算其邻接条件，即pac ac n a d πsin2'<已知行星轮c 的齿顶圆的直径ac d =164.513，5.122'=ac a 和3=p n 代入上式，则得mm 176.2123sin5.1222=⨯⨯<π满足邻接条件同心条件按公式对角变位有''cos cos bcc b acc a z z z z αα-=+已知17=a z 30=c z 79=b z ，"''543925 =ac α 20'=bc α代入上式得20cos 3079543920cos 3017"'-=+ 装置条件按公式验证其装置条件，即得)(整数C n z z pba =+ 将 17=a z 79=b z 3=p n 代入该式验证得3237917=+ 满足装置条件 啮合要素的验算 1. ac 传动端面重合度a ε （1）顶圆齿形曲率半径a ρ22)2()2(b a a d d -=ρ太阳轮221)2874.79()20076.99(-=a ρ mm行星轮222)2954.140()2513.164(-=a ρmm（2）端面啮合长度a g)sin (''21t a a a a g αρρ-±=式中“±”号正号为外啮合，负号为内啮合；'t α端面节圆啮合角.直齿轮't α=ac α="'543925则mm g a )543925sin 5.122416.4231.29("' ⨯-+=mm（3）端面重合度20cos 567.18)cos /(cos ⨯==παπβεt n a a m g2. b c -端面重合度a ε （1）顶圆齿形曲率半径a ρ22)2()2(b a a d d -=ρ 行星轮1a ρ由上面计算得，1a ρmm 内齿轮222)218.371()208.391(-=a ρmm mm（2）端面啮合长度a g''21sin t a a a a g αρρ+-== 20sin 5.122597.61146.42⨯+-mmmm（3）端面重合度 )cos /(cos t n a a a m g πβε= =20cos 505.24⨯π。
NGW型行星齿轮减速器——行星轮的设计要点
目录一．绪论 (3)1．引言 (3)2．本文的主要内容 (3)二．拟定传动方案及相关参数 (4)1．机构简图的确定 (4)２．齿形与精度 (4)３．齿轮材料及其性能 (5)三．设计计算 (5)1．配齿数 (5)2．初步计算齿轮主要参数 (6)（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (6)（2）按弯曲强度初算模数 (7)3．几何尺寸计算 (8)4．重合度计算 (9)5．啮合效率计算 (10)四．行星轮的的强度计算及强度校核 (11)１．强度计算 (11)２．疲劳强度校核 (15)1．外啮合 (15)2．内啮合 (19)３．安全系数校核 (20)五．零件图及装配图 (24)六．参考文献 (25)一．绪论1．引言渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;传动效率高;传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。
2．本文的主要内容NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
NGW行星轮减速器设计
NGW行星减速器的设计之袁州冬雪创作摘要本文完成了对一级行星齿轮减速器的布局设计.该减速器具有较小的传动比，而且，它具有布局紧凑、传动效率高、外廓尺寸小和重量轻、承载才能大、运动平稳、抗冲击和震动的才能较强、噪声低的特点，适用于化工、轻工业以及机器人等范畴.这些功用对于现代机械传动的发展有着较重要的意义.首先简要先容了课题的布景以及齿轮减速器的研究现状和发展趋势，然后比较了各种传动布局，从而确定了传动的基本类型.论文主体部分是对传动机构主要构件包含太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架的设计计算，通过所给的输入功率、传动比、输入转速以及工况系数确定齿轮减速器的大致布局之后，对其停止了整体布局的设计计算和主要零部件的强度校核计算.其中该减速器的设计与其他减速器的布局设计相比有三大特点：其一，为了使三个行星轮的载荷平均分配，采取了齿式浮动机构，即太阳轮与高速轴通过齿式联轴器将二者毗连在一起，从而实现了太阳轮的浮动；其二，该减速器的箱体采取的是法兰式箱体，上下箱体分别铸造而成；其三，内齿圈与箱体采取分离式，通过螺栓和圆锥销将其与上下箱体固定在一起.最后对整个设计过程停止了总结，基本上完成了对该减速器的整体布局设计.关键词：行星齿轮，传动机构，布局设计，校核计算The design of NGW planetary gear reducerABSTRACTThis completed a singlestage planetary gear reducer design. The gear has a smaller transmission ratio, and it has a compact, high transmission efficiency, outline, small size and light weight, carrying capacity, smooth motion, shock and vibration resistant and low noise characteristics, Used in chemical, light industry and robotics fields. The function of the development of modern mechanical transmission has a more important significance.First paper introduces the background and the subject of gear reducer situation and development trend, and then compared various transmission structures, which determine the basic type of transmission. Thesis is the main part of the main components of drive mechanism including the sun wheel, planet gear, ring gear and planet carrier in the design calculation, given by the input power, gear ratio, input speed and the condition factor to determine the approximate structure after the gear reducer And to carry out the design and calculation of the overall structure and main components of the strength check calculation. One of the other gear reducer design and compared the structural design of the three major characteristics: First, the three planetary gear to make the load evenly, using a geartype floating body, the sun gear and highspeed shaft through the gear together Coupling the two together to achieve a floating sun gear; Second, thebox uses a reducer flange box, upper and lower box were cast; Third, the ring gear and Box with separate, through bolts and tapered pins will be fixed together with the upper and lower box. Finally, a summary of the entire design process is basically complete the overall design of the reducer.KEY WORDS: planetary gear，driving machanism，structural design，checking calculation目录前言1第1章传动方案的确定51.1 设计任务51.1.1 齿轮传动的特点51.1.2 齿轮传动的两大类型561.2.1 行星机构的类型及特点61.2.2 确定行星齿轮传动类型9第2章齿轮的设计计算112.1 配齿计算112.1.1 确定各齿轮的齿数112.1.2 初算中心距和模数122.2 几何尺寸计算132.3 装配条件验算162.3.1 邻接条件162.3.2 同心条件162.3.2 装置条件162.4 齿轮强度校核182.4.1 ac传动强度校核182.4.1 cb传动强度校核22第3章轴的设计计算273.1 行星轴设计273.2 转轴的设计293.2.1 输入轴设计293.2.2 输出轴设计30第4章行星架和箱体的设计334.1 行星架的设计334.1.1 行星架布局方案334.1.2 行星架制造精度354.2 箱体的设计37结论40谢辞41参考文献41附录43外文资料翻译46主要代号)rad)rad前言本课题通过对行星齿轮减速器的布局设计，初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸，并对涉及成果停止参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开辟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实际依据.通过本设计，要能弄懂该减速器的传动原理，达到对所学知识的复习与巩固，从而在以后的工作中能处理近似的问题.齿轮是使用量大面广的传动元件.今朝世器上齿轮最大传递功率已达6500kW，最大线速度达210m／s(在实验室中达300m/s)；齿轮最大重量(组合式)，最大模数m达50mm.我国自行设达200t，最大直径达m6.25计的高速齿轮(增)减速器的功率已达44000kW，齿轮圆周速度达150m／s以上.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.20世纪末的20多年，世界齿轮技术有了很大的发展.产品发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声、高靠得住度.技术发展中最引人注目标是硬齿面技术、功率分支技术和模块化设计技术.硬齿面技术到20世纪80年月时在国外日趋成熟.采取优质合金钢锻件渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度不低于IS01328一1975的6级，综合承载才能为中硬齿面调质齿轮的4倍，为软齿而齿轮的5一6倍.一个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为软齿面齿轮减速器的1/3左右.功率分支技术主要指行星及大功率齿轮箱的功率双分及多分支装置，如中心传动的水泥磨主减速器，其核心技术是均载.模块化设计技术对通用和尺度减速器旨在追求高性能和知足用户多样化大覆盖面需求的同时，尽可以减少零部件及毛坯的品种规格，以便于组织生产，使零部件生产形成批量，降低成本，取得规模效益.其他技术的发展还表示在实际研究(如强度计算、修形技术、现代设计方法的应用，新齿形、新布局的应用等)更完善、更接近实际；普遍采取各种优质合金钢锻件；资料和热处理质量节制水平的提高；布局设计更合理；加工精度普遍提高到ISO的4一6级；轴承质量和寿命的提高；润滑油质量的提高；加工装备和检测手段的提高等方面.这些技术的应用和日趋成熟，使齿轮产品的性能价格比大大提.高，产品越来越完美.如非常粗略地估计一下，输出IOONm转矩的齿轮装置，如果在1950年时重10kg，到80年月便可做到仅约lkg.20世纪70年月至90年月初，我国的高速齿轮技术履历了测绘仿制、技术引进(技术攻关)到独立设计制造3个阶段.现在我国的设计制造才能基本上可知足国内生产需要，设计制造的最高参数:最大功率44MW,最高线速度168m/s，最高转速67000r/min.我国的低速重载齿轮技术，特别是硬齿面齿轮技术也履历了测绘仿制等阶段，从无到有逐步发展起来.除了试探掌握制造技术外，在20世纪80年月末至90年月初推广硬齿面技术过程中，我们还作了处理“断轴”、“选用”等一系列有意义的工作.在20世纪7080年月一直认为是国内重载齿轮两大困难的“水泥磨减速器”和“轧钢机械减速器”，可以说已完全处理.20世纪80年月至90年月初，我国相继制订了一批减速器尺度，如ZBJ19004一88《圆柱齿轮减速器》、ZBJ19026一90《运输机械用减速器》和YB/T050一93《冶金设备用YNK齿轮减速器》等几个硬齿面减速器尺度，我国有自己知识产权的尺度，如YB/T079 95《三环减速器》.按这些尺度生产的许多产品的主要技术指标都可达到或接近国外同类产品的水平，其中YNK减速器较完整地吸取了德国FLENDER公司同类产品的特点，并连系国情作了许多改进与创新.（1）渐开线行星齿轮效率的研究行星齿轮传动的效率作为评价器传动性能优劣的重要指标之一，国表里有许多学者对此停止了系统的研究.现在，计算行星齿轮传动效率的方法很多，国表里学者提出了许多有关行星齿轮传动效率的计算方法，在设计计算中，较常常使用的计算方有3种：啮合功率法、力偏移法、和传动比法（克莱依涅斯法），其中以啮合功率法的用途最为广泛，此方法用来计算普通的2K2H和3K型行星齿轮的效率十分方便.（2）渐开线行星齿轮均载分析的研究现状行星齿轮传动具有布局紧凑、质量小、体积小、承载才能大等优点.这些都是由于在其布局上采取了多个行星轮的传动方式，充分操纵了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形成功率流，并合理的采取了内啮合传动，从而使其具有了上述的许多优点.但是，这只是最抱负的情况，而在实际应用中，由于加工误差和装配误差的存在，使得在传动过程中各个行星轮上的载荷分配不平均，造成载荷有集中在一个行星轮上的现象，这样，行星齿轮的优越性就得不到发挥，甚至不如普通的外传动布局.所以，为了更好的发挥行星齿轮的优越性，均载的问题就成了一个十分重要的课题.在布局方面，起初人们只尽力地提高齿轮的加工精度，从而使得行星齿轮的制造和装配变得比较坚苦.后来通过时间采纳了对行星齿轮的基本构件径向不加限制的专门措施和其它可自动调位的方法，即采取各种机械式地均载机构，以达到各行星轮间的载荷分布平均的目标.典型的几种均载机构有基本构件浮动的均载机构、杠杆联动均载机构和采取弹性件的均载机构.随着我国市场经济的推进，“九五”期间，齿轮行业的专业化生产水平有了分明提高，如一汽、二汽等大型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂，通过企业改组、改制，改为相对独立的专业厂，参与市场竞争；随着兵工转平易近用，农机齿轮企业转加工非农用齿轮产品，调整了企业产品布局；私有企业的堀起，中外合资企业的涌现，齿轮行业的整体布局得到优化，行业实力增强，技术前进加快.近十几年来，计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了制造业的传统观念和生产组织方式.一些先进的齿轮生产企业已经采取精益生产、火速制造、智能制造等先进技术.形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理.适应市场要求的新产品开辟，关键工艺技术的创新竞争，产品质量竞争以及员工技术素质与创新精力，是2l世纪企业竞争的核心.在2l世纪成套机械装备中，齿轮仍然是机械传动的基本部件.由于计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度、加工效率太为提高，从而推动了机械传动产品多样化，整机配套的模块化、尺度化，以及造型设计艺术化，使产品更加精美、雅观.CNC机床和工艺技术的发展，推动了机械传动布局的飞速发展.在传动系统设计中的电子节制、液压传动，齿轮、带链的混合传动，将成为变速箱设计中优化传动组合的方向.在传动设计中的学科交叉，将成为新型传动产品发展的重要趋势.工业通用变速箱是指为各行业成套装备及生产线配套的大功率和中小功率变速箱.国内的变速箱将继续淘汰软齿面，向硬齿面(50～60HRC)、高精度(4～5级)、高靠得住度软启动、运行监控、运行状态记录、低噪声、高的功率与体积比和高的功率与重量比的方向发展.中小功率变速箱为适应机电一体化成套装备自动节制、自动调速、多种节制与通讯功能的接口需要，产品的布局与外型在相应改变.矢质变频代替直流伺服驱动，已成为近些年中小功率变速箱产品(如摆轮针轮传动、谐波齿轮传动等)追求的方针.随着我国航天、航空、机械、电子、动力及核工业等方面的疾速发展和工业机器人等在各工业部分的应用，我国在谐波传动技术应用方面已取得显著成绩.同时，随着国家高新技术及信息财产的发展，对谐波传动技术产品的需求将会更加突出.总之，当当代界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展.六高即高承载才能、高齿面硬度、高精度、高速度、高靠得住性和高传动效率；二低即低噪声、低成本；二化即尺度化、多样化.减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标记着一个国家的工业水平，因此，开辟和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景.3.论文的基本内容：（1）选择传动方案.传动方案的确定包含传动比的确定和传动类型的确定.（2）设计计算及校核.传动布局的设计计算，都大致包含：选择传动方案、传动零件齿轮的设计计算与校核、轴的设计计算与校核、轴承的选型与寿命计算、键的选择与强度计算、箱体的设计、润滑与密封的选择等.在对行星齿轮减速器的布局停止深入分析的基础上，依据给定的减速器设计的主要参数，通过CAD绘图软件建立行星齿轮减速器各零件的二维平面图，绘制出减速器的总装图对其停止分析.第1章传动方案的确定1.1 设计任务设计一个行星齿轮传动减速器.原始条件和数据：传动比i=5.5，功率p=120kw，输入转速N=1000 rpm，中等冲击.使用寿命10年.且要求该齿轮传动布局紧凑、外廓尺寸较小.齿轮传动的特点齿轮传动与其它传动比较，具有瞬时传动比恒定、工作靠得住、寿命长、效率高、可实现平行轴任意两相交轴和交错轴之间的传动，适应的圆周速度和传动功率范围大，但齿轮传动的制造成本高，低精度齿轮传动时噪声和振动较大，不适宜于两轴间间隔较大的传动.齿轮传动是以主动轮的轮齿依次推动从动轮来停止工作的，是是现代机械中应用十分广泛的一种传动形式.齿轮传动可按一对齿轮轴线的相对位置来划分，也可以按工作条件的分歧来划分.随着行星传动技术的迅速发展，今朝，高速渐开线行星齿轮传动装置所传递的功率已达到20000kW,输出转矩已达到4500kN m•.占有关资料先容，人们认为今朝行星齿轮传动技术的发展方向如下.（1）尺度化、多品种今朝世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计；而且还演化出多种型式的行星减速器、差速器和行星变速器等多品种的产品.（2）硬齿面、高精度行星传动机构中的齿轮广泛采取渗碳和氮化等化学热处理.齿轮制造精度一般均在6级以上.显然，采取硬齿面、高精度有利于进一步提高承载才能，使齿轮尺寸变得更小.（3）高转速、大功率行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮中已获得日益广泛的应用，其传动功率也越来越大.（4）大规格、大转矩在中低速、重载传动中，传递大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展.齿轮传动的两大类型轮系可由各种类型的齿轮副组成.由锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆涡轮组成的轮系，称为空间轮系；而由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面轮系.根据齿轮系运转时各齿轮的几何轴线相对位置是否变动，齿轮传动分为两大类型.（1）普通齿轮传动（定轴轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何位置都是固定不变的，则称为普通齿轮传动（或称定轴轮系）.在普通齿轮传动中，如果各齿轮副的轴线均相互平行，则称为平行轴齿轮传动；如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副，则称为不服行轴齿轮传动（空间齿轮传动）.（2）行星齿轮传动（行星轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮，则称该齿轮传动为行星齿轮传动，即行星轮系.行星机构的类型及特点行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多独特的优点.行星齿轮传动的主要特点如下：（1）体积小，质量小，布局紧凑，承载才能大.一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的51~21（即在承受相同的载荷条件下）.（2）传动效率高.在传动类型选择恰当、布局安插合理的情况下，其效率值可达0.97~0，99.（3）传动比较大.可以实现运动的合成与分解.只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，即可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比.在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千.应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可坚持布局紧凑、质量小、体积小等许多优点.（4）运动平稳、抗冲击和振动的才能较强.由于采取了数个布局相同的行星轮，平均地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡.同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的才能较强，工作较靠得住.最罕见的行星齿轮传动机构是NGW型行星传动机构.行星齿轮传动的型式可按两种方式划分：按齿轮啮合方式分歧分有NGW、NW、NN、WW、NGWN和N等类型.按基本布局的组成情况分歧有2ZX、3Z、ZXV、ZX等类型.行星齿轮传动最显著的特点是：在传递动力时它可停止功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输入轴与输出轴均设置在同一主轴线上.所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统的中的减速器、增速器和变速装置.尤其是对于那些要求体积小、质量小、布局紧凑和传动效率高的航空发动机、起重运输、石油化工和刀兵等的齿轮传动装置以及需要变速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用，表11列出了常常使用行星齿轮传动的型式及特点：表11常常使用行星齿轮传动的传动类型及其特点传动形式简图性能参数特点传动比效率最大功率/kWNG W（2ZX负号机构）BAXi=1.13~13.7推荐2.8~9不限效率高，体积小，重量轻，布局简单，制造方便，传递公路范围大，轴向尺寸小，可用于各个工作条件，在机械传动中应用最广.单级传动比范围较小，耳机和三级传动均广泛应用（2ZX 负号机构）AXi=1~50推荐7~21效率高，径向尺寸比NGW型小，传动比范围较NGW型大，可用于各种工作条件.但双联行星齿轮制造、装置较复杂，故|BAXi|≤7时不宜采取NN （2ZX 负号机构）推荐值：BXEi=8~30≤40传动比打，效率较低，适用于短期工作传动.当行星架X从动时，传动比|i|大于某一值后，机构将发生自锁WW （2ZX 负号机构）BXAi=1.2~数千|BXAi|=1.2~5时，效率可达0.9~0.7，i>5以后.随|i|增加徒降≤20传动比范围大，但外形尺寸及重量较大，效率很低，制造坚苦，一般不必与动力传动.运动精度低也不必于分度机构.当行星架X从动时，|i|从某一数值起会发生自锁.常常使用作差速器；其传动比取值为XABiNG W （Ⅰ）型（3Z ）小功率传动BAEi≤500；推荐：BAEi=20~100BAEi增加而下降短期工作≤120，长期工作≤10布局紧凑，体积小，传动比范围大，但效率低于NGW型，工艺性差，适用于中小功率功率或短期工作.若中心轮A输出，当|i|大于某一数值时会发生自锁N （Ⅱ）型（3Z ）AEi=60~500推荐：BAEi=64~300AEi增加而下降短期工作≤120，长期工作≤10布局更紧凑，制造，装置比上列Ⅰ型传动方便.由于采取单齿圈行星轮，需角度变成才干知足同心条件.效率较低，宜用于短期工作.传动自锁情况同上确定行星齿轮传动类型根据设计要求：持续运转、传动比小、布局紧凑和外廓尺寸较小.根据表11中传动类型的工作特点可知，2ZX(A)型效率高，体积小，机构简单，制造方便.适用于任何工况下的大小功率的传动，且广泛地应用于动力及辅助传动中，工作制度不限.本设计选用2ZX(A)型行星传动较合理，其传动简图如图11所示.图11减速器设计方案（单级NGW—2ZX(A)型行星齿轮传动）拟定的设计方案如下图：图22 减速器整体装配图第2章 齿轮的设计计算2.1 配齿计算确定各齿轮的齿数据2ZX(A)型行星传动的传动比p i 值和按其配齿计算（见参考文献[1]）公式（327）~公式（333）可求得内齿轮b 和行星轮c 的齿数b z 和c z .现思索到行星齿轮传动的外廓尺寸较小，故选择中心轮a 的齿数a z =17和行星轮p n =3.根据内齿轮 a p b z i z )1(-=1715.5⨯-=）（b z =76.5对内齿轮齿数停止圆整，同时思索到装置条件，取79=b z ，此时实际的p 值与给定的p 值稍有变更，但是必须节制在其传动比误差的范围内.实际传动比为a b z z i +=1=647.51779= 其传动比误差5.5647.55.5-=-=∆pp i i i i =2.67%由于外啮合采取角度变位的传动，行星轮c 的齿数c z 应按如下公式计算，即c ab c z z z z ∆+-=2'因为62=-a b z z 为偶数，故取齿数修正量为1-=∆c z .此时，通过角变位后，既不增大该行星传动的径向尺寸，又可以改善ac 啮合齿轮副的传动性能.故c z =301-217-79= 在思索到装置条件为322==+C z z ba （整数）初算中心距和模数1. 齿轮资料、热处理工艺及制造工艺的选定太阳轮和行星轮资料为20GrMnTi ，概况渗碳淬火处理，概况硬度为57~ 61HRC.试验齿轮齿面接触疲劳极限lim H σ=1591Mpa. 试验齿轮齿根弯曲疲劳极限太阳轮lim F σ=485Mpa.行星轮lim F σ=485⨯0.7Mpa=339.5Mpa (对称载荷).齿形为渐开线直齿.最终加工为磨齿，精度为6级.内齿圈资料为38GrMoAlA ，淡化处理，概况硬度为973HV. 试验齿轮的接触疲劳极限lim H σ=1282Mpa 验齿轮的弯曲疲劳极限lim F σ=370MPa 齿形的终加工为插齿，精度为7级. 2. 减速器的名义输出转速2n 由 i =21n n 得 2n =in 1=5.51000min r min r3. 载荷不平衡系数P K采取太阳轮浮动的均载机构，取15.1==P P F H K K . 4. 齿轮模数m 和中心距a 首先计算太阳轮分度圆直径：3lim 21a 1d u u k k k T K H d H HP A td ±=∑σϕ式中：u 一齿数比为76.11730= A K 一使用系数为1.25；td K 一算式系数为768；∑H K 一综合系数为2；1T 一太阳轮单个齿传递的转矩.ηηpp a n n P n T T 1119549===985.0100031209549⨯⨯⨯m N •=376m N •其中 η—高速级行星齿轮传动效率，取ηd ϕ—齿宽系数暂取a d blim H σ=1450Mpa代入3lim 21a 1d uu k k k T K H d H HP A td±=∑σϕ32a 76.1)176.1(15915.06.115.125.123.376768d +⨯⨯⨯⨯⨯⨯=mm 模数 m=63.41766.78==a a z d 取 m=5 则 mm z z m a g a )3017(521)(210+⨯⨯=+=mm取 mm a 5.122=齿宽 5.421755.0=⨯⨯=•=d b d ϕ 取 mm b 62=2.2 几何尺寸计算1. 计算变位系数 (1) ac 传动 啮合角ac α 因 20cos 5.1225.117cos cos 0==ααa a ac所以 ac α=“‘543920变位系数和ααα2tan )(inv inv z z x ac c a -+=∑=（17+30）⨯20tan 220543920"'inv inv -图21选择变位系数线图中心距变动系数y y=55.1175.1220-=-m a a =1 齿顶降低系数y ∆141.01141.1=-=-=∆∑y x y 分配边位系数：根据线图法，通过查找线图21 中心距变动系数y y=55.1175.1220-=-m a a =1齿顶降低系数y ∆141.01141.1=-=-=∆∑y x y 分配边位系数：根据线图法，通过查找线图21 得到边位系数 549.0=a x则 592.5490.0141.1-=-=∑a c x x x (2) cb 传动由于内啮合的两个齿轮采取的是高度变位齿轮，所以有0=+=∑b c x x x从而 592.0-=-=c b x x 且 a a ='αα='0=y 0=∆y 2. 几何尺寸计算成果对于单级的2ZX(A)型的行星齿轮传动按公式停止几何尺寸的计算，各齿轮副的计算成果如下表：表31各齿轮副的几何尺寸的计算成果注：齿顶高系数：太阳轮、行星轮—1=*a h ，内齿轮—8.0=*a h ；顶隙系数：内齿轮—25.0=*c2.3 装配条件验算对于所设计的单级2ZX(A)型的行星齿轮传动应知足如下装配条件 邻接条件按公式验算其邻接条件，即pac ac n a d πsin2'<已知行星轮c 的齿顶圆的直径ac d =164.513，5.122'=ac a 和3=p n 代入上式，则得mm 176.2123sin5.1222=⨯⨯<π知足邻接条件同心条件按公式对于角变位有''cos cos bcc b acc a z z z z αα-=+已知17=a z 30=c z 79=b z ，"''543925 =ac α 20'=bc α代入上式得20cos 3079543920cos 3017"'-=+ 装置条件按公式验证其装置条件，即得)(整数C n z z pba =+ 将 17=a z 79=b z 3=p n 代入该式验证得3237917=+ 知足装置条件 啮合要素的验算 1. ac 传动端面重合度a ε （1）顶圆齿形曲率半径a ρ22)2()2(b a a d d -=ρ太阳轮221)2874.79()20076.99(-=a ρ mm行星轮222)2954.140()2513.164(-=a ρmm（2）端面啮合长度a g)sin (''21t a a a a g αρρ-±=式中“±”号正号为外啮合，负号为内啮合；'t α端面节圆啮合角.直齿轮't α=ac α="'543925则mm g a )543925sin 5.122416.4231.29("' ⨯-+=mm（3）端面重合度20cos 567.18)cos /(cos ⨯==παπβεt n a a m g2. b c -端面重合度a ε （1）顶圆齿形曲率半径a ρ22)2()2(b a a d d -=ρ 行星轮1a ρ由上面计算得，1a ρmm 内齿轮222)218.371()208.391(-=a ρmm mm（2）端面啮合长度a g''21sin t a a a a g αρρ+-== 20sin 5.122597.61146.42⨯+-mmmm（3）端面重合度 )cos /(cos t n a a a m g πβε= =20cos 505.24⨯π。
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。
NGW行星齿轮减速器的设计
目录一．绪论 (1)1．引言 (1)2．本文的主要内容 (1)二．确定设计数据 (4)三．拟定传动方案及相关参数 (5)1．对减速器进行结构设计 (5)２．齿形与精度 (5)３．齿轮材料及其性能 (6)四，设计计算 (6)1. 配齿数 (6)2．啮合效率计算 (7)3. 确定手摇力并进行运动及动力参数计算 (8)4. 初步计算齿轮主要参数 (9)（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (9)（2）按弯曲强度初算模数 (11)5．几何尺寸计算 (12)6．重合度计算 (14)五．行星轮的强度校核 (15)1．疲劳强度校核 (13)（1）．外啮合 (13)（2）．内啮合 (20)六.行星轮部位的相关设计 (21)七.输入轴的设计 (24)八输出轴的设计 (26)九铸造箱体结构设计 (27)十参考文献 (28)一绪论1．引言渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;传动效率高;传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
ngw行星减速器的设计
NGW行星减速器的设计摘要本文完成了对一级行星齿轮减速器的结构设计。
该减速器具有较小的传动比，而且，它具有结构紧凑、传动效率高、外廓尺寸小和重量轻、承载能力大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点，适用于化工、轻工业以及机器人等领域。
这些功用对于现代机械传动的发展有着较重要的意义。
行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。
然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。
无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就,并获得了许多的研究成果。
近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展。
齿轮传动原理就是在一对互相啮合的齿轮中，有一个齿轮作为主动轮，动力从它那里输入，另一个齿轮作为从动轮，动力从它输出。
也有的齿轮仅作为中转站，一边与主动轮啮合，另一边与从动轮啮合，动力从它那里通过，这种齿轮叫惰轮。
在包含行星齿轮的齿轮系统中，情形就不同了。
由于存在行星架，也就是说，可以有三条转动轴允许动力输入/输出，还可以用离合器或制动器之类的手段，在需要的时候限制其中一条轴的转动，剩下两条轴进行传动，这样一来，互相啮合的齿轮之间的关系就可以有多种组合。
确定选用2Z-X(A)型的行星传动较为合理。
我们简要介绍了课题的背景以及齿轮减速器的研究现状和发展趋势，然后比较了各种传动结构，从而确定了传动的基本类型。
论文主体部分是对传动机构主要构件包括太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架的设计计算，通过所给的输入功率、传动比、输入转速以及工况系数确定齿轮减速器的大致结构之后，对其进行了整体结构的设计计算和主要零部件的强度校核计算。
其中该减速器的设计与其他减速器的结构设计相比有三大特点：其一，为了使三个行星轮的载荷均匀分配，采用了齿式浮动机构，即太阳轮与高速轴通过齿式联轴器将二者连接在一起，从而实现了太阳轮的浮动；其二，该减速器的箱体采用的是法兰式箱体，上下箱体分别铸造而成；其三，内齿圈与箱体采用分离式，通过螺栓和圆锥销将其与上下箱体固定在一起。
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目录一．绪论 (3)1．引言 (3)2．本文的主要内容 (3)二．拟定传动方案及相关参数 (4)1．机构简图的确定 (4)２．齿形与精度 (4)３．齿轮材料及其性能 (5)三．设计计算 (5)1．配齿数 (5)2．初步计算齿轮主要参数 (6)（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (6)（2）按弯曲强度初算模数 (7)3．几何尺寸计算 (8)4．重合度计算 (9)5．啮合效率计算 (10)四．行星轮的的强度计算及强度校核 (11)１．强度计算 (11)２．疲劳强度校核 (15)1．外啮合 (15)2．内啮合 (19)３．安全系数校核 (20)五．零件图及装配图 (24)六．参考文献 (25)一．绪论1．引言渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。
渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多，按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等，其中的字母表示:N—内啮合，W—外啮合，G—内外啮合公用行星齿轮，ZU—锥齿轮。
NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有:重量轻、体积小。
在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上，体积缩小1/2—1/3;传动效率高;传动功率范围大，可由小于1千瓦到上万千瓦，且功率越大优点越突出，经济效益越高;装配型式多样，适用性广，运转平稳，噪音小;外齿轮为6级精度，内齿轮为7级精度，使用寿命一般均在十年以上。
因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。
2．本文的主要内容NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。
NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成，以基本构件命名，又称为ZK-H型行星齿轮传动机构。
本设计的主要内容是单级NGW型行星减速器的设计。
二．拟定传动方案及相关参数1．机构简图的确定减速器传动比i=6,故属于1级NGW型行星传动系统。
n=2或3。
从提高传动装置查《渐开线行星齿轮传动设计》书表4-1确定pn=3。
承载力，减小尺寸和重量出发，取p计算系统自由度W=3*3-2*3-2=1２．齿形与精度因属于低速传动，以及方便加工，故采用齿形角为20º，直齿传动，精度定位6级。
３．齿轮材料及其性能太阳轮和行星轮采用硬齿面，内齿轮采用软齿面，以提高承载能力，减小尺寸。
三．设计计算1．配齿数采用比例法：::::(2)2:(1):()a c b a a a a p Z Z Z M Z Z i i Z Z i n =--:2:5:2a a a a Z Z Z Z =按齿面硬度HRC=60，()c a uZ /Z 62/22==-=，查《渐开线行星齿轮传动设计》书图4-7a 的max20a Z =，1320a Z <<。
取17a Z =。
由传动比条件知：Y i 17*6102a Z ===M Y /3102/334===计算内齿轮和行星齿轮齿数： Y 1021785b a Z Z =-=-=234c a Z Z =*=2．初步计算齿轮主要参数（1）按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径用式()32lim1A p d Ha H a tdT K K K u ud K ϕσ∑±=进行计算，式中系数：u=34172c a Z Z ==，太阳轮传递的扭矩()a p a T 9549P /n n 954930/3100954.9 N m ==**=⋅则太阳轮分度圆直径为：()32lim1768103.76 mmA p d Ha H a tdT K K u ud K ϕσ∑±==⨯=（2）按弯曲强度初算模数用式1321A Fp tm d T K KmKZ ϕσ=进行计算。
由2lim 212lim 1245 3.182.54306.73350 F Fa Fa F Y Y N mm σσ=⨯=<=，所以应按行星轮计算模数3212.15.64a A Fp tmd a T K K m K Z ϕσ==⨯=若取模数6m =，则太阳轮直径()176102 mm a ad Z m ==⨯=，与接触强度初算结果()103.76 mm a d =接近，故初定按()108.5 mm a d =，6m =进行接触和弯曲疲劳强度校核计算。
3．几何尺寸计算将分度圆直径、节圆直径、齿顶圆直径的计算值列于表４。
4．重合度计算外啮合：()()a a a c m Z 2617251 ()26342102()2114257 ()2162108()(r)cos ())51cos 2057()(r)cos ())102cos 20108(r)=arccos(arccos()32.78arccos(arccos()27.441c c a a a a a c a c a a a a a c a c r m Z r d r d r r ααααε︒︒︒︒=⨯===⨯=============[](tan()tan )(tan()tan )=17(tan 32.78tan 20)34(tan 27.441tan 20(2)=1.598>1.2a a a c a c Z Z αααααππ︒︒︒︒=-+-⎡⎤-+-⎣⎦内啮合：()()b b b c m Z 26852255 ()26342102()24952247.5 ()2162108()(r)cos ())255cos 20()(r)cos ())102cos 20108(r)=arccos(arccos()14.50arccos(arccos()27.c c a b a b a c a c a b a b a c a c r m Z r d r d r r αααα︒︒︒=⨯===⨯=============[](tan()tan )(tan()tan )=34(tan 27.441tan 20)85(tan14.50tan 20)(2)=2.266>1.2441c a c b a b Z Z αεααααππ︒︒︒︒︒=---⎡⎤---⎣⎦5．啮合效率计算11X Xbab aXXabi i ηηη-==-式中Xη为转化机构的效率，可用Kyдpявпев计算法确定。
查图3-3a 、b （取µ=0.06，因齿轮精度高）得：各啮合副的效率为0.978X ac η=，0.997X cb η=，转化机构效率为0.9870.9970.984X X ac cb X ηηη==⨯=转化机构传动比85517b a XabZ Z i=-=-=-则1150.9840.987115X Xb abaX Xabiiηηη-+⨯====-+.四．行星轮的的强度计算及强度校核１．强度计算图1 断面几何参数行星轮可归结为受内外载荷的封闭圆环，其弯曲半径与断面厚度之比5/hρ，属于大曲率圆环，弯曲中性层不通过重心，相距为e。
当轴承装在行星轮内时，其轮缘减薄，若3/mh时，在载荷作用下有较大变形。
此变形对齿轮弯曲强度和轴承的承载能力有显著影响，应准确且计算。
但在设计时由于轴承上载荷大小和分布规律不清楚，而难以计算。
这里设想轴承中反力按余弦规律分布，并且不考虑离心力对轴承载荷的影响，作一简化计算。
图2 计算简图及弯矩分布 表6行星轮轮缘强度计算公式外载荷危险断面的弯矩])1cos[(42t tt t t 't t 't ϕπρα-====i F q H F M tg F F n d K T F r pa AaραρραρHtg F M Htg F M 138.0182.011.0()5.0318.0094.0('t t 2't t 1-+=++-=危险断面的轴向力 轮缘外侧弯曲应力)637.05.0796.0(0't 21ραH tg F N N i +-== ωωσρσσρσ+++=+++=SN h Se h M SN h Se h M 1''1min2''2max )()( 在与内、外齿中心轮啮合处分别有一组相等且对称的载荷：圆周力t F 、径向力r F 和t F 对弯曲中心的力矩t M 。
在圆周力t F 相背的一半轴承上作用有按余弦规律分布的径向分布力i q 。
载荷计算式如表6。
内力素弯矩ϕM 在两个啮合节点，即断面1处达最小值，在与断面1成︒90断面２处达最大值。
这两个断面的弯矩1M 、2M 和轴向力1N 、2N 的计算式列于表6。
最大、最小应力都发生在轮缘的外侧，为弯曲应力、轴向应力和离心应力之和。
内力素及应力计算公式列于。
其中离心力产生的应力202ρωγσωg=式中 γ——齿轮材料的比重；322ππγ==p ng ——重力加速度；ω——齿轮的绝对角速度；()s rad n /33.526050*2602===ππω0ρ——轮缘断面重心位置的曲率半径。
使用表6中的公式时，要从实际断面尺寸换算出一个相当矩形断面，才能较准确的求出应力的大小和位置。
相当断面的惯性矩为2min min a S I I +=式中min min S I 、——实际断面对OX 轴的惯性矩和断面面积；a ——系数，按经验公式确定：167.4)6*3.05.44(*6*25.0)3.0(25.0min =+=+=m h m am in h ——不计轮齿时的断面厚度；5.44min =hm ——齿轮模数。
相当断面的宽度取为轮缘的实际宽度b ，其高度h 、面积S 、断面系数W 分别为：实际断面尺寸()100d 72==孔，b36300655*726;396055*72;557212122233=========bh W bh S b h396055*72,9982501255*7212min 33min======bh S bh I 1067011167.4*396099825022min min =+=+=a S I I断面的弯曲半径为e -=0ρρ；25.720=ρ，而73.33960*25.7210670110===SI e ρ52.6873.325.720=-=-=e ρρ)/(29925.72*33.52*10*32222202mm N g===πρωγσω 断面上承受最大、最小应力处到断面重心的距离为'h 和''h 。