三级行星减速器优化设计
NGWN(III)型行星轮减速器设计
1 前言NGWN（III）型行星轮减速器设计1 前言随着现代化工业的发展，机械化和自动化水平不断地提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器的体积小、重量轻、传动比大、效率高、承载能力大、运转可靠和寿命长等。
而行星齿轮传动具有减速比大、传动效率高、结构小巧、承载能力强等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，因此行星轮减速器被广泛应用于各个方面。
行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得广泛的应用，所以目前行星传动技术已成为世界各国机械传动重点之一。
目前国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。
行星轮减速装置经过一个多世纪的发展设计理论及制造技术有了很大的进步，而且与新技术革命的发展紧密结合。
当今世界行星轮减速装置总的发展趋势是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率、高的承载能力以及利用寿命长的目标发展，而且其重量更轻，噪声更低，效率更高，可靠性也更高。
目前世界各国由工业化信息化时代正在进入知识化时代，行星轮在设计上的研究也趋于完善，制造技术也不断改进。
行星齿轮传动类型很多，行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。
若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW 型、NGWN型和N型等。
我所研究的NGWN（III）行星齿轮属于3Z型行星齿轮传动的一种。
本文主要对NGWN（III）齿轮减速器设计方法进行了探讨，主要内容包括齿轮传动比的分配计算，主要零部件参数设计，标准零部件的选用，以及减速器中零件三维模型的设计。
ＮＧＷＮ（III)行星轮减速器的设计2 选题背景2.1 题目来源生产实际2.2 研究的目的与意义由于行星轮齿轮减速器具有质量小、体积小、传动比大以及效率高等优点，因此行星轮减速器被广泛应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、飞机、轮船等各个方面。
南昌航空大学-3Z型行星齿轮减速器设计
3Z型行星齿轮减速器设计摘要：这次毕业设计的内容是根据课题做一个行星齿轮减速器。
通过比较，选用3Z(II)型行星齿轮减速器。
本次设计要完成的主要内容：1.确定传动方案传动方案的确定包括传动比的确定和传动类型的确定。
2.设计计算每级传动结构的设计计算，大致包括：传动比的分配、传动系统运动学和动力学计算、传动零件的设计、轴的设计计算与校核、轴的选择与计算、键连接的选择与计算、箱体的设计、润滑与密封的选择和传动装置的附件说明等。
3.装配图以及各零件图的设计。
通过本次设计，可知行星齿轮减速器有着体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高等特点，但由于行星齿轮减速器传动比大，力矩就比其它减速器结构小，行星齿轮减速器自锁角大止退性差而不适合启动用。
关键词：行星齿轮减速器设计计算传动方案指导老师签名：The design of 3Z planetary gear reducerAbstract: The content is based on graduate design to be a subject of planetary gear reducer.By comparing,3(II)Planetary gear reducer is selected .The design of the main elements to be completed:1. Determine the transmission scheme Transmission scheme for the transmissionratio, including the identification and determination of transmission type.2. Design calculations Transmission structure of each level of design andcalculation, generally include: transmission ratio of the distribution, kinematics and dynamics calculation of transmission, transmission parts of the design, calculation and check of the design axis, the axis of the selection and calculation, and calculation of key connectivity options , cabinet design, lubrication and sealing selection and transmission of attachment descriptions.3. Assembly drawing and the design of the part drawing.Through this design, known planetary gear reducer has a compact, small, compact and feature transmission efficiency, but because of planetary gear reducer transmission ratio, torque to gear structure than other small, self-locking planetary gear reducer Great angle and poor only retreat is not suitable for starting.Keywords:Planetary Gear Reducer Design calculations Transmission schemeSignature of Supervisor:目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论1.1 课题研究的背景和意义 (1)1.2 行星齿轮减速器研究现状及发展动态 (1)1.3 本文研究的主要内容 (4)2 3Z（II）型行星齿轮减速器装置设计2.1 已知条件 (5)2.2 设计计算 (5)2.2.1选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图 (5)2.2.2 配齿计算 (5)2.2.3 初步计算齿轮的主要参数 (6)2.2.4 啮合参数的计算 (7)2.2.5 几何尺寸计算 (9)2.2.6 装配条件的验算 (12)2.2.7 传动效率的计算 (13)2.2.8 结构设计 (14)2.2.9 齿轮强度验算 (22)3 总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)1．绪论1.1课题研究的背景和意义“十一五”期间我国将按照国家储备与企业储备相结合，以国家储备为主的方针，统一规划，分批建设国家战略石油储备基地。
2K-H型三级立式行星减速器毕业设计
当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问国外的减速器，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。最近报导，日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Jan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。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。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。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。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制分子发动机的尺寸在纳米级范围如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。
该减速器体积小、重量轻、承载能力高、使用寿命长、运行平稳、噪声低、具有功率分流、多齿啮合独用的特性，适用于起重运输、工程机械、冶金、矿山、航天航空等很多领域，行星系列新品种WGN定轴传动减速器、WN子母齿轮传动减速器、弹性均载少齿差减速器。
立式行星减速器是一种具有广泛通用性的新型减速器，通过对本课题的研究，了解该减速器的工作原理，对现代工业的作用，为以后对其关键技术的深入研究和成熟运用奠定良好的基础。
(1)高度模块化设计:可以方便地配用各种型式的电动机或采用其它动力输人。同种机型可配用多种功率的电动机。容易实现各机型间组合联接。
(2)传动比:划分细，范围广。组合机型可以形成很大的传动比，即输出极低的转速。
(3)安装形式:安装位置不受限制。
20853915_三级传动行星齿轮减速箱的设计参数优化_
作者简介：葛亚（1986-），男，工程师，本科，现从事化工设备管理与现场维护工作。
收稿日期：2019-10-12熔融泵行星齿轮减速箱是HDPE 装置的关键设备，它的工作状态直接影响到整条生产线的长周期稳定运行。
长期以来，扬子石化有限公司塑料厂一直使用进口行星齿轮减速箱，但是运行效果不佳，发生过数次齿轮突发损坏事故，这不仅给装置生产造成极其被动的局面，还增加了装置的生产成本。
由于进口减速箱制作周期过长，减速箱一旦损坏，将造成装置长时间停车，给装置的生产、维护带来了很大的困难，无法满足装置的生产需求。
通过对减速箱常见故障进行分析，找出进口减速箱原设计缺陷并进行了优化设计，最终实现了国产化改造。
从国产化减速箱的运行情况来看，取得了较好的效果，这对于降低装置的运行成本、保障HDPE 装置可靠运行以及打破国外技术封锁和垄断都有着极其重要的意义。
1 存在的问题该熔融泵减速箱为DPPH085型号的行星齿轮减速箱，由日本大阪制锁株式会社（SEISA ）生产，共有三级传动：第一级和第二级是行星齿轮减速传动部分，其行星架为单臂式结构；第三级是平行轴同步斜齿轮输出部分。
其输入功率为350 kW ，输入速度为85-850-1 275 r/min ，输出速度为2.83-28.27-42.4 r/min ，减速比为1/30.063，结构如图1所示。
在减速箱中，一级、二级行星齿轮是其传动变速的核心部件，它的运转状况直接决定整台机器的使用寿命。
在2012年9月，扬子石化有限公司塑料厂行星齿轮减速箱仅使用6个月，其二级行星齿轮系就发生了严重损坏（如图2），行星齿轮和太阳轮多齿齿尖处崩裂，甚至有轮齿完全折断，不仅造成了装置的非计划停车，而且造成了极大的经济损失。
1—输入轴；2—轴承；3—一级行星齿轮；4—二级行星齿轮；5—同步齿轮图1 减速箱结构图图2 二级行星齿轮损坏图该行星齿轮系中的轮齿在啮合传递动力过程中，其表面承受拉伸、压缩和剪切应力，齿面和皮下金属在综合应力重复作用之下，易使接触面产生点蚀、疲三级传动行星齿轮减速箱的设计参数优化葛亚(中国石化扬子石油化工有限公司，江苏 南京 210048)摘要：通过对三级传动行星齿轮减速箱常见失效形式进行分析，找出其原始设计缺陷，重新优化了减速箱设计参数，并在结构设计、材料选择等环节提出要求，最终实现了减速箱的国产化改造，消除了减速箱常见故障，保证了装置的稳定运行。
起重设备用三速差动行星齿轮减速装置的设计
目录摘要 (3)第一章绪论 (5)1.1.行星齿轮 (5)1.2.起重机起升结构简介 (6)1.2.1展开式布置 (7)1.2.2.同轴式展开 (7)1.3.驱动装置的机械变速方案 (8)1.4反求设计简介 (8)第二章:配齿计算及运动分析 (10)2.1传动原理图 (11)2.2齿轮的几何尺寸计算 (13)2.3.运动分析 (15)第三章功率流分析 (17)3.1 a . b两电机转向相同时 (17)3.2当a,b电机反向旋转时 (17)3.3 na=0时，为行星轮系 (18)第四章效率计算4.1:行星轮系 (19)4.2当a为主动轮 (20)4.3当转臂H为主动轮时 (25)第五章强度验算 (39)5.1行星齿轮系的强度设计 (39)5.2：电动机的选定 (40)5.3强度的校核 (41)第六章结构设计 (43)6.1剖分式 (43)6.3工艺性 (45)6.4密封和润滑 (46)第七章结论 (48)参考文献 (49)致谢 (50)起重设备用三速差动行星齿轮减速装置的设计【摘要】本次对起重设备用三速差动行星齿轮减速装置的设计进行的研究，该减速器为多速且传动比比较大的行星齿轮传动，该设计研究将对这种类型的轮系的设计方法进行学习研究，其中包括机构方案设计，齿数计算，运动分析，功率流分析，传动效率计算，动力性能分析，强度校核，结构设计等，并且画出其装配图和零件图。
本次设计的创新点为双电动机行星减速器传动，分三种情况，一种是两个电机同向旋转时，输出功率为两个电机之和，另一种两个电机反向旋转，其中一个电机处于发电状态，还有一种情况就是一个电机闸住，就是行星轮系，特点是起重机有三种速度分析情况。
差动轮系效率高，它与适当的定轴轮系组合并配2个动力源，形成行星差动变速机构，这种机构可以在一定范围内解决多速驱动问题，根据两个电动机协同工作情况，可使卷筒有四个转数。
以满足某些起重机工作的需要【关键字】：起重机；齿轮减速器；2K-H差动行星齿轮T he issue of lifting equipment for thethree-speed planetary gear differential【Abstract】The issue of lifting equipment for the three-speed planetary gear differential design of the study, the reducer for multi-speed transmission and larger than the planetary gear transmission, the design study of this type will gear design study methods, including design agencies, number of teeth, the motion analysis, power flow analysis, transmission efficiency, the dynamic performance analysis, strength checking, structural design, and draw the assembly drawing and spare parts map .The innovation of this design for dual-motor drive planetary gear reducer, probably sub-analysis of three cases, a two motor rotating in the same direction, the output power of two motors and the other a two-motor reverse rotation, One of the electrical power generation in the state, there is a situation in a live gate motor, planetary gear system is characterized by three cranes speed analysis. High efficiency of differential gear train, which with the appropriate combination of a fixed axis gear train is also equipped with two power sources to form a variable differential planetary bodies, such bodies can be resolved within a certain range of multi-speed drive, according to the situation of the two motors work together will enable the reel to the number of four. To meet the needs of some crane work.【Keyword：Crane】2K-H planetary gear differential； gear reducer第一章绪论1.1行星齿轮本次设计通过对起重机差动行星齿轮减速器的结构设计，进一步巩固和掌握机械设计的基本原理与方法，并且进行创新设计，学习新的知识，掌握新的方法，开拓视野，国内外对行星齿轮研究已经有相当长的历史了，1880年德国第一个行星齿轮传动装置的专利出现了，1920年首次成批制造出行星齿轮传动装置，并首先用于汽车的减速器，1938年起集中发展汽车用的行星齿轮传动装置。
NGWN(III)型行星轮减速器设计
NGWN（III）型行星轮减速器设计1 前言随着现代化工业的发展，机械化和自动化水平不断地提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器的体积小、重量轻、传动比大、效率高、承载能力大、运转可靠和寿命长等。
而行星齿轮传动具有减速比大、传动效率高、结构小巧、承载能力强等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，因此行星轮减速器被广泛应用于各个方面。
行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得广泛的应用，所以目前行星传动技术已成为世界各国机械传动重点之一。
目前国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。
行星轮减速装置经过一个多世纪的发展设计理论及制造技术有了很大的进步，而且与新技术革命的发展紧密结合。
当今世界行星轮减速装置总的发展趋势是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率、高的承载能力以及利用寿命长的目标发展，而且其重量更轻，噪声更低，效率更高，可靠性也更高。
目前世界各国由工业化信息化时代正在进入知识化时代，行星轮在设计上的研究也趋于完善，制造技术也不断改进。
行星齿轮传动类型很多，行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。
若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW 型、NGWN型和N型等。
我所研究的NGWN（III）行星齿轮属于3Z型行星齿轮传动的一种。
本文主要对NGWN（III）齿轮减速器设计方法进行了探讨，主要内容包括齿轮传动比的分配计算，主要零部件参数设计，标准零部件的选用，以及减速器中零件三维模型的设计。
2 选题背景2.1 题目来源生产实际2.2 研究的目的与意义由于行星轮齿轮减速器具有质量小、体积小、传动比大以及效率高等优点，因此行星轮减速器被广泛应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、飞机、轮船等各个方面。
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。
行星齿轮减速器介绍及其优化方法
第一部分：减速器历史发展介绍减速器技术的发展始于20世纪70年代，成熟于20世纪80年代。
在减速器发展初期，产品以高可靠性，高速化，低噪声和小型化为目标，开发出一系列技术：功率分支技术、硬齿面技术、模块化设计技术等等。
在80年代，各项技术在国外都逐渐成熟，硬齿面技术使得硬齿面齿轮的综合承载能力达到普通齿轮的3~5倍，精度不低于6级，且重量有所减轻，传动噪声低等目标也得到较好的实现。
功率分支技术主要应用于行星齿轮减速器中，该技术的核心是均载。
在通用的减速器中，普遍采用的技术主要是硬齿面技术和模块化技术。
模块化技术主要是针对规模效益而制定的，在保证高性能的前提下，减少零件的种类，从而达到批量生产的目的。
在基本规格的零件种类上可以进行变型设计，从通用的系列中派生出一些专用系列，扩大使用范围。
减速器发展的促进因素主要有：齿轮材料和热处理技术的水平提高、箱体的刚度和加工精度提高、结构设计合理、轴承的寿命和质量的提高、理论知识完善、润滑油的质量提高等等。
在国内，改革开放后，积极汲取国外的先进技术并引进加工设备，使得我国在齿轮加工方面有了大幅度的进步，得到了高精度，高速并可用于大功率装置的齿轮，这为我国的减速器的发展打下了坚实的基础。
自20世纪80年代末开始，我国在减速器方面大幅度发展，完成了许多减速器标准的制定，并同时自主研制了许多新型的减速器，直到20世纪90年代中后期，我国基本上实现了通用减速器的革新。
硬齿面技术也逐渐应用于部分减速器，使得减速器的体积和质量有明显的减小，在可靠性、使用寿命等各项性能方面都有了大幅度的提高，使得主机的水平也有所提高，对机械行业起了促进发展的作用。
在20世纪90年代中后期，国外在减速器方面有有所创新，在模块化的基础上，实现了在外观质量、承载能力、总体水平各方面的提高。
我国在应对技术差距时，采用了以下对策：1.国内的高新技术产业应向国际最先进的水平看齐，尽快研发适应21世纪的新时代产品，完成技术上的突破2.在新齿形和新结构的研发、推广上发力，争取研制出成本较低，承载能力又好的产品3.大力发展行星齿轮减速器技术4.控制好减速器的质量问题，在材料热处理，装配试验等各加工环节入手，提高现有产品质量5.在外观设计和涂漆水平上进行提高6.在配套装置的质量上进行加强第二部分：减速器现状介绍国外减速器发展现状：在新技术革命的促进下，国外的减速器技术在20世纪70-80年代的得到了大幅度的发展，目前主要丹麦、德国和日本的减速器处于领先，其减速器在制造工艺和材料方面有很大的优势。
多级行星齿轮减速器传动比的优化分配
一 、二 、三 级 太 阳 轮 选 用 相 同 的 材 料 和 热 处 理 工 艺 ， 则 有 σＨｌｉｍ１ ＝
σＨｌｉｍ２ ＝ σＨｌｉｍ３，
又 Ｋｔｄ 为 常 数 ，
所 以 Ｋ３ｔｄ１Ｔ１ σ２
Ｈｌｉｍ１
＝
Ｋ３ｔｄ２Ｔ１ σ２
Ｈｌｉｍ２
＝
Ｋ３ｔｄ３Ｔ１ σ２
Ｈｌｉｍ１
．
令 Ｃ１ ＝
ＫＡ１ＫＨＰ１ＫＨ∑１ ｎｐ１
３ 、如 ２ 所 述 ， 为 保 证 齿 轮 的 承 载 能 力 ， 高 速 级 的 传 动 比 应 介 于 ４ 与 ８ 之 间 ， 即 ４ ≤ ｉ１≤ ８ ， 由 此 高 速 级 的 约 束 条 件 为 ：
其 余 各 顶 点 用 随 机 法 产 生 。 终 止 迭 代 精 度 取 ｅ ＝１０ － ４， 利 用 ＱＢＡ－ ＳＩＣ 语 言 秒 编 制 计 算 程 序 ， 最 后 得 出 的 优 化 解 为 ：
为 了 实 现 平 稳 传 动，各 啮 合 齿 轮 的 齿 数 之 间 ， 应 没 有 公 约 数 （即 两 齿 轮 齿 数 互 质）。 如 果 不 能 实 现 各 级 齿 数 互 质，应 保 证 高 速 级 齿 数 互 质 （也 就 是 说 ，ｉ１ 尽 量 取 无 理 数 ）， 因 为 高 速 级 传 动 速 度 较 高 ， 对 于 传 动 平 稳 影 响 最 大 ． 同 时 ， 各 级 内 齿 圈 的 齿 数 尽 量 不 用 大 于 １００ 的 质 数 齿 ， 因 为 大 于 １００ 的 质 数 齿 加 工 时 调 整 机 床 困 难 。
在 多 级 行 星 齿 轮 减 速 器 设 计 中 ， 已 知 参 数 有 输 入 功 率 Ｐ 、输 入 转 速 ｎｉ 、传 动 比 ｉ （ 或 输 出 转 速 ） 等 。 对 多 级 行 星 齿 轮 传 动 ， 设 计 变 量 除 各 单 级 传 动 参 数 如 模 数 ｍ、齿 数 ｚ、齿 宽 Ｂ、螺 旋 角 β外 ， 还 应 包 括 各级分传动比。实践和理论计算都表明传动比的优化分配是多级传 动优化设计的关键， 因此， 在多级行星齿轮减速器的优化设计中， 首 先进行传动比的优化分配。
长安大学毕业论文-—三级齿轮减速器的优化设计(附C语言优化计算程序代码)
二○ 一三届毕业论文三级齿轮减速器的优化设计学院：工程机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：肖驰学号：指导教师：完成时间：2013年6月3日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要本文主要阐述了三级圆柱齿轮减速器的一般设计和优化设计过程，通过对比可知优化设计的优点。
优化设计在现代机械化大生产过程中显现出优越性、经济性，解放设计人员的劳动重复性，给予设计人员新的设计思路和设计理念，使之在设计过程中更多地进行创造性劳动，减少其重复性劳动。
三级圆柱齿轮减速器的优化设计主要是在满足其各零件的强度和刚度的条件下对其各项设计参数进行优化，以使目标函数取到最优值。
本文主要介绍了三级圆柱齿轮减速器的优化设计过程，建立其数学模型，目标函数，确定设计参数的约束条件，并基于C语言编写其通用的优化设计程序。
优化设计程序的建立使得减速器的设计计算更为简单，只要设计人员在程序中输入各个设计参数约束条件及所选优化方法的各项参数就可以得到不仅满足要求而且高效紧凑的各种减速器的性能、结构尺寸。
这对于三级圆柱齿轮减速器的系列化设计生产具有重大意义。
关键词：圆柱齿轮减速器，数学建模，优化设计┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ABSTRACTThis article focuses on three cylindrical gear reducer general design and optimization of the design process. The advantages of optimization can be seen by comparing between the two. Optimal design in modern mechanized production process showing superiority, economy, labor emancipation designers repeatability, giving designers new design ideas and design concepts, making the design process more creative work carried out to reduce the its repetitive work.Three cylindrical gear reducer optimization designed primarily to meet their strength and stiffness of the parts under the conditions of its various design parameters to be optimized to get to the optimal value of the objective function.This article introduces three cylindrical gear reducer optimal design process, the establishment of the mathematical model, the objective function to determine the design parameters of the constraints, and based on the C language design process to optimize its versatility. The establishment of optimal design program makes reducer design calculation is more simple, as long as the designers entered in the program and the various design parameters of the constraints of the optimization method selected parameters can be obtained not only meet the requirements of a variety of compact and efficient reducer performance, structure, size. This three cylindrical gear reducer design and production of the series of great significance.KEY WORDS: cylindrical gear reducer, mathematical modeling, optimization design.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录摘要 (1)第一章绪论 (4)1.1机械优化设计与减速器设计现状 (4)1.2课题的主要任务 (5)1.3课题的任务分析 (5)第二章三级圆柱齿轮减速器的一般设计过程 (6)2.1传动装置和运动参数的确定 (6)2.1.1设计参数 (6)2.1.2基本运动参数的确定 (6)2.2齿轮设计部分 (7)2.2.1第一级齿轮的设计 (7)2.2.2第二级齿轮的设计 (10)2.2.3 第三级齿轮的设计 (13)2.3轴设计部分 (16)2.3.1轴1的设计 (16)2.3.2轴2的设计 (19)2.3.3轴3的设计 (24)2.3.4轴4的设计 (28)第三章三级圆柱齿轮减速器的优化设计 (32)3.1减速器优化设计的数学模型 (32)3.2约束条件的确定 (33)第四章减速器优化设计中的几个重要问题 (40)4.1模型的建立 (40)4.2优化方法的参数选择 (40)4.3最优化方法的选择 (41)4.4优化程序的编写 (44)结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)附录：C程序源代码 (49)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1机械优化设计与减速器设计现状机械优化设计是在电子计算机广泛应用的基础上发展起来的一门先进技术。
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
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
（ ! ）" !｛#" ( # " #［& * +（ ! #’ !( ! $ *
" * #" ) & * +（ " #& " # ( #［
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
&（ ’ ’ ）( %-!-!
!%,’ +- * !- #+ , #% # $% !*&
（%）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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设计计算 ./012( 3 4#%45%#$16(
运行 $%& &% ’ 可得到 $%& & 模块的最优解。
（)）齿厚与模数之间的关系必须满足 ( % " * " %’%，
［!］ （(）由直齿圆柱齿轮接触疲劳强度 ，有
三级行星齿轮减速器参数优化设计
王海兵 等
能，可直接得到最优解而不需要对齿数圆整，避免了圆整之后的解不是最优解的缺点。以太阳轮和行星 轮的总体积最小为优化目标，以总传动比、配齿条件、齿轮强度条件、减速器外形尺寸限制等为约束条 件，建立优化设计数学模型进行优化设计，使减速器减重明显。
关键词
盾构掘进机，行星齿轮减速器，优化设计，Lingo
王海兵 等
2.1. 目标函数
太阳轮和行星轮的总体积为目标函数， 因为密度一定， 质量与体积成正比。 建立的目标函数如式(1)：
2 2 m j ( zbj − zaj ) ( m j zaj ) = min πb j ∑ + n pj 4 16 j =1 3
Figure 1. Structure diagram of main reducer star gear mechanism of shield tunneling machine 图 1. 盾构掘进机主减速器星齿轮机构结构简图 DOI: 10.12677/met.2019.81004 26 机械工程与技术
Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2019, 8(1), 25-29 Published Online February 2019 in Hans. /journal/met https:///10.12677/met.2019.81004
2. 模型建立
盾构掘进机的主减速器采用的是三级串联 NGW 型行星齿轮机构，其结构简图如图 1。盾构掘进机的主 减速器的设计目标是使减速器轻量化， 而且还有外形尺寸限制。 因此选择太阳轮和行星轮的总体积为目标函 数(密度一定，质量与体积成正比)；总传动比、配齿条件、齿轮强度条件、减速器外形尺寸限制等为约束条 件；以各级行星齿轮的太阳轮齿数、齿圈齿数，名义齿宽、模数、行星轮个数为设计变量建立优化模型。
三级减速器设计毕业设计
三级减速器设计毕业设计三级减速器设计毕业设计常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系别：机电工程系专业：数控专业班号：数控102班学生姓名：学生学号：1004033225 设计（论文）题目：三级减速器设计指导教师：设计地点：常州信息职业技术学院起迄日期：2012.12—2013.04 毕业设计（论文）任务书专业数控技术班级数控102 姓名唐建军一、课题名称：三级减速器的设计二、主要技术指标：1 选定减速器的类型和安装型式2 确定各项工艺方法及参数3 确定整体方案设计三、工作内容和要求：1 了解国产减速器的制造工艺和装配工艺；2 设计ZSY280-25-108Kw型减速器；3 利用三维造型软件完成减速器结构设计方案的三维及二维图纸；三、主要参考文献：1 吴彦农，康志军.Solidworks2005实践教程. 北京：机械工业出版社，2005 2 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2009 3 朱理.机械原理.北京：高等教育出版社，2008 4 徐锦康.机械设计.北京：高等教育出版社，2008 5 文熙.Pro/ENGINER 野火版3.0宝典.北京：电子工业出版社，2007 6、周开勤主编.机械零件设计指导书[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2004 学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目三级减速器的设计一、选题的背景和意义：减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。
几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。