少齿差行星减速器设计说明书

少齿差行星减速器设计说明书

1 导言

1.1 设计目的

减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，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。

行星齿轮减速器是齿轮减速器中应用较多的一种，它具有许多优点，在各种车辆、机械设备和其它传动系中得到广泛使用。随着近代工业技术的高速发展，对行星齿轮传动的承载能力、可靠性、效率、圆周速度、体积及质量等技术和经济指标提出了愈来愈高的要求。与此同时，优化其结构设计也被提到十分重要的地位上。

行星齿轮传动较普通齿轮传动具有许多独特的优点，它不仅用于民用机械上，而且广泛用于军事机械传动装置，其主要特点如下:结构紧凑，承载能力大;只要适当选择机构的形式，便可以用较少的齿轮获得很大的传动比，甚至其传动比能达到好几千倍，虽然传动比很大但是仍然结构紧凑、重量轻;传动效率较高，其值可达

0.8,0.9以上;由于行星轮均匀分布于中心轮的四周，因而惯性力平衡，机构运

[1]转平稳，抗冲击和抗震动能力强。

1.2 减速器的生产现状

当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。六高就是指高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率;二低，是指低噪声和低成本;二化是标准化和多样化。

国内的减速箱将逐渐淘汰软齿面，向硬齿面(50,60HRC)、高精度(4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

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调速、多种控制与通讯功能的接口需要，产品的结构与外型在相应改变。矢量变频代替直流伺服驱动，已成为近年中小功率变速箱产品(如摆轮针轮传动、谐波齿轮传动等)追求的目标。

近十几年来，计算机技术、信息技术、自动化技术机械制造中的广泛应用，改变了制造业的传统观念和产品组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益产、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

[2]算机网络化管理。

1.3 设计意义

由于行星传动机构具有重量轻、体积大、传动比大和效率高等优点，在许多情况下可以代替多级的普通齿轮传动，因此，在国内外得到了较大的重视。而偏心轴少齿差行星传动机构又具有结构简单、降速比大、受力情况好等特点。因此，它在冶金机械、起重运输机械、工程机械、化工机械和纺织机械等方面均得到了广泛的应用。

在工农业生产中，减速器得到了广泛的应用。但能传递低速、大扭矩的减速器还不多。偏心轴输入少齿差行星减速器就是这样一种结构简单、降速比大、受力情况好、成本低、加工容易的新型减速器。减速器箱体体积大、质量大、尺寸也大，这给安装带来不便。如果知道减速器中轴上的应力分布，就可采取有效措施，加强

[3]应力大的部位，而在应力小的部位减少尺寸，使轴的材料分布更合理。设计和校核是分析这种结构应力分布的有效方法之一，既可以检验各个零件的强度和刚度是否满足要求，也可指导减速器壳体设计。

适应市场要求的新产品开发，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神，是21世纪企业竞争的焦点。在21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

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工精度、加工效率大为提高，从而推动了机械传动产品多样化,整机配套的模块化、标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致、美观。减速器和齿轮的设计与制

[3]造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平。因此，改进和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。

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2 方案论证

2.1 常用行星轮减速其种类及特征

2.1.1 减速器种类

减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器;按照传动的级数可分为单级和多级减速器。

按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥—圆柱齿轮减速器等。

按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 2.1.2 技术特点

蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。

谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高,但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。

行星齿轮减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时，即小体积大转矩，而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。

展开式两级圆柱齿轮减速器是两级减速器中最简单、应用最广泛的一种。它的齿轮相对于支承位置不对称，当轴产生变形时，载荷在齿轮上分布的不均匀，因此轴应设计的具有较大的刚度，并使齿轮远离输入端或输出端。

两级圆锥-圆柱齿轮减速器单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥—圆柱齿轮减速器用于需要输入轴与输出轴成90D配置的传动中。当传动比不大(i=1,6)时，采用单

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级圆锥齿轮减速器;当传动比较大时，则采用两级(i=6,35)或三级(i=35,208)的圆锥—圆柱齿轮减速器。由于大尺寸圆锥齿轮较难制造，因而总是把圆锥齿轮传动作为圆锥—圆柱齿轮减速器的高速级(载荷较小)，以减小其尺寸，便于提高制造精度。

同轴式两级圆柱减速器的径向尺寸紧凑，但径向尺寸较大。由于中间轴较长，轴在受载时的挠曲亦较大，因而沿齿宽上的载荷集中现象亦较严重。同时由于两级齿轮的中心距必须一致，所以高速级齿轮的承载能力难以充分利用。而且位于减速器中间部分的轴承润滑也比较困难。此外，减速器的输入轴和输出轴端位于同一轴线的两端，给传动装置的总体配置带来一些限制。但当要求输入轴端和输出轴端必

[4]须放在同一轴线上时，采用这种减速器却极为方便。

2.1.3 传统减速器结构

减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分:齿轮、轴及轴承组合;箱体;减速器附件。

原蜗轮减速器和圆柱圆锥齿轮减速器的箱体，除承受转矩外还承受径向力，在传递同样功率和相同传动比时，其外形尺寸比立式行星齿轮减速器的箱体大许多，重量也重很多。另外，立式行星齿轮减速器箱体由大齿圈和上、中、下箱体组成，结构非常紧凑，所占机房面积仅为前者的1/3。