多曲柄低振动少齿差减速机的设计与分析（本科毕业论文设计）.doc
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多曲柄低振动少齿差减速机的设计与分析（本科毕业论文设计）,摘要近年来双曲柄环板式少齿差行星传动减速机由于其简单、结构紧凑、高传动比和大载重量的特点，发展非常迅速。但是仍存在一些问题，包括：噪音大，高温，以及在高速运行，重载和高传动比情况下，轴承的早期失效。严重影响其大众化进程，这些问题迫切需要解决。为了解决高速和重载运行...
内容介绍
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多曲柄低振动少齿差减速机的设计与分析（本科毕业论文设计）
摘 要
近年来双曲柄环板式少齿差行星传动减速机由于其简单、结构紧凑、高传动比和大载重量的特点，发展非常迅速。但是仍存在一些问题，包括：噪音大，高温，以及在高速运行，重载和高传动比情况下，轴承的早期失效。严重影响其大众化进程，这些问题迫切需要解决。
为了解决高速和重载运行情况下环减速器的高振动和噪音问题，本文基于现存减速机的工作原理进行多曲柄低振动少齿差减速机的研究。
本文研究的新型多曲柄低振动少齿差减速机：由唐倩老师研究并申请专利的多曲柄低振动少齿差传动是一类特殊形式的少齿差行星传动。不仅具有结构简单，传动比大，传动效率高，承载和过载能力强，制造成本低，振动、噪声小等优点，同时明显改善了曲轴与轴承的受力状况，延长了使用寿命，特别适合大负载的工况。论文从以下几个方面进行分析与探讨：①对该减速机进行结构参数设计；②本文基于Pro/ENGINEER Wildfire建立多曲柄低振动少齿差减速机的三维模型，并对其进行虚拟装配；③基于有限元分析软件ANSYS，利用有限元分析法对少齿差减速机进行齿面接触分析。
关键词：多曲柄低振动少齿差减速器，建模，虚拟装配，有限元分析
ABSTRACT
Ring reducer is developed very quickly in recent year due to its simple and compact structure, high driving ratio, large loading capacity and high driving efficiency. But some problems, including great noise, high temperature and the early-worn of bearings occurring under the condition of high-speed operation, heavy loading and high transmission ratio, influenced seriously its popularization progress and are urgent to be solved.
In order to solve the high vibration and noise problems of ring reducer under the condition of high–seed and heavy-load operation, a new reducer with multi-crank and low exciting force and small tooth differences is suggested is this article, which is based on study of driving principle of current ring reducer.
A reducer with multi-crank and low exciting force and small tooth differences is a new-type reducer; It was researched and patented applications by Prof.Qian Tang is from Chongqing University. The reducer not only used for its advantages such as simple, high-transmission ratio, high-transmission efficiency, large loading capacity, low manufacture cost and low noise. also improved the situation of crankshaft and bearings in force, and prolong the service life, especially for a large load conditions. This article studies in the following aspects: ① About the structural design of Reducer; ② We establish the three-dimensional structure of the reducer model with the software Pro/ENGINEER Wildfire in the paper; ③ Based on the finite element analysis software ANSYS, We can make the analysis for tooth contact.
Key words: Ring reduce, Modeling, Virtual assemble, Finite element analysis
目 录
中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1绪论 1
1.1少齿差行星传动技术 1
1.2国内外减速器的研究现状分析 4
1.2.1减速器的发展状况 4
1.2.2国内外新型减速器的研究 5
1.3本文的研究目的 6
1.4本文所做的主要工作 7
2多曲柄低振动少齿差减速机的设计计算 8
2.1要求 8
2.2分配传动装置的传动比 8
2.3传动装置的运动及运动参数计算 8
2.4第一级定轴齿轮传动设计 8
2.4.1选择材料 8
2.4.2按齿面接触疲劳强度初步设计 9
2.4.3验算齿面接触疲劳强度 10
2.4.4验算齿根弯曲疲劳强度 11
2.4.5确定齿轮的主要参数及几何尺寸 12
2.5第二级少齿差传动设计 13
2.5.1少齿差内啮合传动的干涉现象和参数限制条件 13
2.5.2少齿差行星传动基本参数选择 13
2.5.3基本参数确定及验算 14
2.6本章小结 19
3轴的结构设计 20
3.1输入轴的结构设计 20
3.1.1轴的结构设计 20
3.2偏心轴的结构设计 24
3.2.1轴的结构设计 24
3.3本章小结 30
4新型多曲柄低振动少齿差减速机的三维实体模型 31
4.1 Pro/ENGINEER Wildfire软件简介 31
4.2 Pro/ENGINEER Wildfire工程软件的特点 33
4.3齿轮减速机的集合造型和装配模型 33
4.4本章小结 44
5少齿差内啮合齿轮接触分析 45
5.1 ANSYS软件简介 45
5.1.1 ANSYS软件功能简介 45
5.1.2 前处理模块PREP7 45
5.1.3求解模块SOLUTION 46
5.1.4后处理模块POST1和POST26 48
5.2 ANSYS软件分析少齿差内啮合齿轮接触应力 48
5.2.1建立齿轮对的有限元模型 48
5.2.2定义单元、常数和网格划分 48
5.2.3利用接触向导生成接触 51
5.2.4约束、加载和求解 52
5.2.5后处理 54
5.3本章小结 56
6 结论 57
参考文献 58
致谢 59
摘 要
近年来双曲柄环板式少齿差行星传动减速机由于其简单、结构紧凑、高传动比和大载重量的特点，发展非常迅速。但是仍存在一些问题，包括：噪音大，高温，以及在高速运行，重载和高传动比情况下，轴承的早期失效。严重影响其大众化进程，这些问题迫切需要解决。
为了解决高速和重载运行情况下环减速器的高振动和噪音问题，本文基于现存减速机的工作原理进行多曲柄低振动少齿差减速机的研究。
本文研究的新型多曲柄低振动少齿差减速机：由唐倩老师研究并申请专利的多曲柄低振动少齿差传动是一类特殊形式的少齿差行星传动。不仅具有结构简单，传动比大，传动效率高，承载和过载能力强，制造成本低，振动、噪声小等优点，同时明显改善了曲轴与轴承的受力状况，延长了使用寿命，特别适合大负载的工况。论文从以下几个方面进行分析与探讨：①对该减速机进行结构参数设计；②本文基于Pro/ENGINEER Wildfire建立多曲柄低振动少齿差减速机的三维模型，并对其进行虚拟装配；③基于有限元分析软件ANSYS，利用有限元分析法对少齿差减速机进行齿面接触分析。
关键词：多曲柄低振动少齿差减速器，建模，虚拟装配，有限元分析
ABSTRACT
Ring reducer is developed very quickly in recent year due to its simple and compact structure, high driving ratio, large loading capacity and high driving efficiency. But some problems, including great noise, high temperature and the early-worn of bearings occurring under the condition of high-speed operation, heavy loading and high transmission ratio, influenced seriously its popularization progress and are urgent to be solved.
In order to solve the high vibration and noise problems of ring reducer under the condition of high–seed and heavy-load operation, a new reducer with multi-crank and low exciting force and small tooth differences is suggested is this article, which is based on study of driving principle of current ring reducer.
A reducer with multi-crank and low exciting force and small tooth differences is a new-type reducer; It was researched and patented applications by Prof.Qian Tang is from Chongqing University. The reducer not only used for its advantages such as simple, high-transmission ratio, high-transmission efficiency, large loading capacity, low manufacture cost and low noise. also improved the situation of crankshaft and bearings in force, and prolong the service life, especially for a large load conditions. This article studies in the following aspects: ① About the structural design of Reducer; ② We establish the three-dimensional structure of the reducer model with the software Pro/ENGINEER Wildfire in the paper; ③ Based on the finite element analysis software ANSYS, We can make the analysis for tooth contact.
Key words: Ring reduce, Modeling, Virtual assemble, Finite element analysis
目 录
中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1绪论 1
1.1少齿差行星传动技术 1
1.2国内外减速器的研究现状分析 4
1.2.1减速器的发展状况 4
1.2.2国内外新型减速器的研究 5
1.3本文的研究目的 6
1.4本文所做的主要工作 7
2多曲柄低振动少齿差减速机的设计计算 8
2.1要求 8
2.2分配传动装置的传动比 8
2.3传动装置的运动及运动参数计算 8
2.4第一级定轴齿轮传动设计 8
2.4.1选择材料 8
2.4.2按齿面接触疲劳强度初步设计 9
2.4.3验算齿面接触疲劳强度 10
2.4.4验算齿根弯曲疲劳强度 11
2.4.5确定齿轮的主要参数及几何尺寸 12
2.5第二级少齿差传动设计 13
2.5.1少齿差内啮合传动的干涉现象和参数限制条件 13
2.5.2少齿差行星传动基本参数选择 13
2.5.3基本参数确定及验算 14
2.6本章小结 19
3轴的结构设计 20
3.1输入轴的结构设计 20
3.1.1轴的结构设计 20
3.2偏心轴的结构设计 24
3.2.1轴的结构设计 24
3.3本章小结 30
4新型多曲柄低振动少齿差减速机的三维实体模型 31
4.1 Pro/ENGINEER Wildfire软件简介 31
4.2 Pro/ENGINEER Wildfire工程软件的特点 33
4.3齿轮减速机的集合造型和装配模型 33
4.4本章小结 44
5少齿差内啮合齿轮接触分析 45
5.1 ANSYS软件简介 45
5.1.1 ANSYS软件功能简介 45
5.1.2 前处理模块PREP7 45
5.1.3求解模块SOLUTION 46
5.1.4后处理模块POST1和POST26 48
5.2 ANSYS软件分析少齿差内啮合齿轮接触应力 48
5.2.1建立齿轮对的有限元模型 48
5.2.2定义单元、常数和网格划分 48
5.2.3利用接触向导生成接触 51
5.2.4约束、加载和求解 52
5.2.5后处理 54
5.3本章小结 56
6 结论 57
参考文献 58
致谢 59
