畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告調(diào)研報(bào)告一、 課題的背景減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來增速，稱為增速器。減速器的種類很多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們互相組合起來的減速器；按照傳動(dòng)的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。減速器的基本構(gòu)造主要由傳動(dòng)零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分：1）齒輪、軸及軸承組合；2）箱體；3）減速器附件。行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，這些已被我國(guó)越來越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的行星齒輪傳動(dòng)中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中；這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應(yīng)用。擺線針輪減速機(jī)介紹：行星擺線針輪減速機(jī)全部傳動(dòng)裝置可分為三部分：輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位 180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個(gè)稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成 H 機(jī)構(gòu)、兩個(gè)擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)，（為了減小摩擦，在速比小的減速機(jī)中，針齒上帶有針齒套）。 當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，由于擺線輪上齒廓曲線的特點(diǎn)及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運(yùn)動(dòng)成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運(yùn)動(dòng)，在輸入軸正轉(zhuǎn)周時(shí)，偏心套亦轉(zhuǎn)動(dòng)一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個(gè)齒從而得到減速，再借助 W 輸出機(jī)構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告擺線針輪減速機(jī)的使用范圍：擺線針輪減速機(jī)是依照少齒差行星傳動(dòng)原理，擺線針齒嚙合實(shí)現(xiàn)減 速的一種機(jī)械。該機(jī)分臥式、立式、雙軸型和直聯(lián)型等裝配方式。擺線針輪減速器的主要特點(diǎn):1、減速比大，效率高：一級(jí)傳動(dòng)減速比為 9~87，雙級(jí)傳動(dòng)減速比為 121～5133，多級(jí)組合可達(dá)數(shù)萬，且針齒嚙合系套式滾動(dòng)摩擦， 嚙合表面無相對(duì)滑動(dòng)，故一級(jí)減速效率達(dá) 94%。2、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低：在運(yùn)轉(zhuǎn)中同時(shí)接觸的齒對(duì)數(shù)多，重合度大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，過載能力強(qiáng)，振動(dòng)和噪音低，各種規(guī)格的機(jī)型噪音小。3、使用可靠，壽命長(zhǎng)：因主要零件是采用高碳合金鋼淬火處理 （HRC58-62），再精磨而成，且擺線齒與針齒套嚙合傳遞至針齒形成滾動(dòng)磨擦付，磨擦系數(shù)小，使嚙合區(qū)無相對(duì)滑動(dòng)，磨損 極小，所以經(jīng)久耐用。4、結(jié)構(gòu)緊湊，體積?。号c同功率的其它減速機(jī)相比，重量體積 小 1/3 以上，由于是行星傳動(dòng)，輸入軸和輸出軸在同一軸線上， 以獲得盡可能小的尺寸。高速比和高效率單級(jí)傳動(dòng)，就能達(dá)到 1：87 的減速比，效率在 90％以上，如果采用多級(jí)傳動(dòng)，減速比更大。結(jié)構(gòu)緊湊體積小由于采用了行星傳動(dòng)原理，輸入軸輸出軸在同一軸心線上，使其機(jī)型獲得盡可能小的尺寸。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低擺線針齒嚙合齒數(shù)較多，重疊系數(shù)大以及具有機(jī)件平衡的機(jī)理，使振動(dòng)和嗓聲限制在最小程度。使用可靠、壽命長(zhǎng)因主要零件采用高碳鉻鋼材料，經(jīng)淬火處理（HRC58～62）獲得高強(qiáng)度，并且，部分傳動(dòng)接觸采用了滾動(dòng)摩擦，所以經(jīng)久耐用壽命長(zhǎng)。設(shè)計(jì)合理，維修方便，容易分解安裝，最少零件個(gè)數(shù)以及簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑，使擺線針輪減速機(jī)深受用戶的信賴。二、 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和俄羅斯等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動(dòng)性能，傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星傳動(dòng)技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動(dòng)、行星齒輪變速傳動(dòng)和微型行星齒輪傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代化的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。行星齒輪傳動(dòng)在我國(guó)已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告20 世紀(jì) 60 年代以來，我國(guó)才開始對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設(shè)計(jì)理論方面，還是在試制和應(yīng)用實(shí)踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。近 20 多年來，尤其是我國(guó)改革開放以來，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國(guó)的行星傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展。三、 我國(guó)工程機(jī)械齒輪傳動(dòng)裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)工程機(jī)械傳動(dòng)行業(yè)屬于工程機(jī)械的配套件行業(yè)，工程機(jī)械傳動(dòng)裝置大致可以分為三類：（1）齒輪傳動(dòng)裝置主要應(yīng)用于使用要求不高，主機(jī)成本較低的部分鏟土運(yùn)輸機(jī)械，工程起重機(jī)械，壓實(shí)機(jī)械和內(nèi)燃叉車等產(chǎn)品的變速器，驅(qū)動(dòng)橋主傳動(dòng)和輪邊減速器，齒輪變速器按其結(jié)構(gòu)形式可以分為定軸式和行星式兩類。而驅(qū)動(dòng)橋則可以按其功能分為剛性、轉(zhuǎn)向和貫通式驅(qū)動(dòng)橋。（2）液力傳動(dòng)裝置主要用于對(duì)使用和主機(jī)性能要求較高的鏟土運(yùn)輸機(jī)械和內(nèi)燃叉車等產(chǎn)品，其中液力變矩器和動(dòng)力換擋變速器作為底盤動(dòng)力傳動(dòng)中的無級(jí)變速元件，可以使主機(jī)具有良好的自動(dòng)適應(yīng)性和操作性能。（3）靜液壓傳動(dòng)裝置主要用于液壓挖掘機(jī)以及對(duì)主機(jī)性能要求較高的推土機(jī)，裝載機(jī)，路面機(jī)械，壓路機(jī)和內(nèi)燃叉車等產(chǎn)品和靜液壓變速、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和工作裝置上，使主機(jī)具有良好的無級(jí)變速和操作性能。我國(guó)機(jī)械式齒輪傳動(dòng)裝置技術(shù)水平較低，具有較大的發(fā)展空間。應(yīng)該大力推廣優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，改進(jìn)齒輪，軸類，殼體等關(guān)鍵零件的材料與工藝，進(jìn)一步提高使用壽命，減輕重量，縮小體積；采用先進(jìn)的換擋元件和換擋方式，努力減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短動(dòng)力中斷時(shí)間，提高工程機(jī)械的作業(yè)效率。國(guó)內(nèi)已經(jīng)引進(jìn)的變速器的先進(jìn)設(shè)計(jì)和零部件，應(yīng)該大力推廣采用。四、 課題研究的目標(biāo)本課題以研究超小型擺線針型行星傳動(dòng)減速器為主要目標(biāo)，了解國(guó)內(nèi)外的行星傳動(dòng)技術(shù)，以及發(fā)展方向。掌握傳統(tǒng)型針擺傳動(dòng)的工作原理,根據(jù)當(dāng)前掌握只是及學(xué)習(xí)分析并確定 SMC2-121 型擺線針輪行星傳動(dòng)的總體設(shè)計(jì)，選擇適合樣畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告機(jī)的微型電動(dòng)機(jī)，確定各齒形參數(shù)及個(gè)零件的尺寸，用 Pro/E 工程軟件繪制該機(jī)型擺線針輪行星減速器的三維造型，并完成運(yùn)動(dòng)仿真。并根據(jù)自己在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中掌握的知識(shí)制作出一套可行的設(shè)計(jì)方案。五、 課題研究的進(jìn)度安排畢業(yè)設(shè)計(jì)總共 14 周，大致安排如下：第 1 周 在校圖書館查閱資料，包括《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，《超小型擺線針輪行星傳動(dòng)及其受力分析的研究》，《行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)》等，并完成調(diào)研報(bào)告。第 2 周 繼續(xù)查閱有關(guān)擺線針輪行星傳動(dòng)方面的資料，掌握針擺行星傳動(dòng)的基本原理，并完成外文翻譯。第 3 周 根據(jù)任務(wù)書的要求分析并確定 SMC2-121 型擺線針輪行星傳動(dòng)的總體結(jié)構(gòu)。第 4 周 根據(jù)已知條件，設(shè)計(jì)計(jì)算 SMC2-121 機(jī)型的基本參數(shù)，包括偏心矩，擺線齒輪數(shù)，針齒中心圓半徑，柱銷直徑，柱銷套直徑，擺線輪齒頂園半徑，擺線輪齒根圓半徑等。第 5 周 編寫擺線輪與針齒間的受力分析程序，上機(jī)調(diào)試，計(jì)算出針齒與擺線輪齒嚙合的作用力。第 6 周 編寫擺線輪與針齒間的強(qiáng)度校核程序，上機(jī)調(diào)試，計(jì)算出針齒與擺線輪齒間的接觸應(yīng)力，并判斷是否滿足接觸疲勞強(qiáng)度。若不滿足重新設(shè)計(jì)基本參數(shù)。第 7 周 編寫輸出機(jī)構(gòu)受力分析和強(qiáng)度校核程序，上機(jī)調(diào)試，鹽酸轉(zhuǎn)筆軸承壽命。第 8 周 在滿足強(qiáng)度的條件下，設(shè)計(jì)輸出法蘭、針齒、柱銷、柱銷套、轉(zhuǎn)臂軸承及偏心體的結(jié)構(gòu)尺寸，并利用 Pro/E 繪制三維零件圖，完成虛擬裝配圖。第 9 周 繪制 SMC2-121 機(jī)型的裝配圖及各零件的零件圖。第 10 周 完成個(gè)零件的二維零件圖，并完成 SMC2-121 機(jī)型的運(yùn)動(dòng)仿真。第 11 周 撰寫畢業(yè)論文。第 12 周 修改并完成畢業(yè)論文。第 13 周 整理資料，準(zhǔn)備答辯。第 14 周 答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告六、 個(gè)人的知識(shí)準(zhǔn)備、開發(fā)能力方面在校期間學(xué)習(xí)過現(xiàn)代工程圖學(xué)、工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、等專業(yè)課程，除此之外，還自學(xué)過 Pro/E、AutoCAD、VB 等軟件使用知識(shí)。參加過減速器、平面六桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等的課程設(shè)計(jì)。七、 參考文獻(xiàn) [1] 關(guān)天民，雷蕾.超小型擺線針輪行星傳動(dòng)減速器參數(shù)確定及其繪圖軟件的開發(fā).機(jī)械傳動(dòng)[J].2002(4)[2] 關(guān)天民，孫英時(shí). 小型擺線針輪行星傳動(dòng)及其受力分析.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造[J].2001[3] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] 第三卷二十四篇.機(jī)械工業(yè)出版社.1992[4] 單麗君,關(guān)天民.擺線針輪行星傳動(dòng)動(dòng)態(tài)理論回轉(zhuǎn)誤差計(jì)算與分析. 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