机械5

摘要 本课题研究是的如何设计一个不同于传统定轴传动的行星齿轮传动的减速器，因为它比常规定轴传动的减速器相比，能更加精确的传动，获得更加高效的传动效率。设计后的行星减速器与常规的定轴传动的减速器相比，它拥有更加大的减速比，同时也能占用较小的占地面积，这为每一个对减速器对那些既要求能获得较高的传动比，又能节省空间面积的厂家提供了另一种选择。 本文主要应用了工程力学和机械原理的相关知识，对行星齿轮进行计算，利用Creo软件对所设计的减速器进行机构运动仿真。分析所设计的行星齿轮减速器在实际应用当中是否能符合预期的要求。本文主要分为三部分，第一部分是应用机械原理对行星齿轮进行相关的设计与校核，第二部分则是利用Creo软件进行机构的运动仿真，第三部分是制作部分，利用3D打印机将所制作的行星齿轮减速器进行打印制作。 机械原理部分主要应用了变位齿轮的角度变位和相关系数的计算，使得所设计的行星齿轮减速器能够在实际生活中能够被正确的安装。以下是满足正确安装的三个条件：1.同心条件；2.邻接条件；3.安装条件。只要满足了以上几点，便能对变位齿轮进行正确的安装，并且能够使齿轮进行正确的啮合，避免根切，提高齿轮的传动效率。 软件部分主要应用了Creo软件，进行三维建模，将所有零件进行组装，然后在软件当中进行仿真，在模拟环境中的状况尽量靠近真实的实际情况下，观察所设计的行星齿轮减速器是否满足预期要求。如果不满足要求，便对行星齿轮减速器进行适当的调整，使得行星齿轮减速器的制造成本既能降到买家能够接受的程度，又不会降低行星齿轮减速器的相关性能呢。 建模部分是利用3D打印机将制作的减速器进行增料打印，这不同于传统的切削减材料的加工方式。将所打印的模型进行装配，进一步观察在设计过程中，结构设计的是否合理，是否能在最大程度上减轻工人的劳动强度。 所制作的行星齿轮减速器主要是有以下几个部分组成：3个中心轮，3个行星轮和1个行星架组成，其运动的规律犹如地球在自转的同时，还能绕着太阳公转那样，行星齿轮既能和输入中心轮进行啮合自转，又能在中心轮所设定的轨道内沿着输入中心轮进行公转。不过与地球的公转和自转不同的是，行星齿轮还能带动输出中心齿轮进行旋转，以达到速度的输出的目的。在软件当中，我们主要是通过观察输入轴与输出轴的转速的快慢，来观察是否达到了减速器的现象，然后对根据软件进行相关的设定，令输出的转速显示在窗口当中，比较减速器是否达到了所需要的速度。 关键词：行星齿轮减速器，Creo，变位齿轮，3D打印 Abstract The research of subject is to desgi
n pla
netary gear reducer which has more effective property tha
n commo
n fixed spi
ndle tra
nsmissio
n reducer, such as accurate tra
nsmissio
n a
nd higher tra
nsmissio
n efficie
ncy. Compared with traditio
nal tra
nsmissio
n reducer, the pla
netary gear reducer does
n’t o
nly have little floor area, but also have exte
nsive reductio
n ratio. There is a alter
native choice for mercha
nts who wa
nt to use little mo
ney to get superior quality goods. This thesis applies much k
nowledge about e
ngi
neeri
ng mecha
nics a
nd Theory of Machi
nes a
nd Mecha
nisms i
nto worki
ng process. Besides this, I also make the most of software
named Creo to do mecha
nism simulatio
n which ca
n provide flash for people to make them u
ndersta
nd this productio
n how to work a
nd lets us a
nalyze the data from simulatio
n. It is helpful for us to figure out that the reducer has bee
n obtai
ned or
not i
n fact. This thesis co
nsists of three parts, i
ncludi
ng: Theory of Machi
nes a
nd Mecha
nisms, software
named Creo used i
n mecha
nism simulatio
n a
nd productio
n part where we use tech
nology of 3D pri
nt which ca
n pri
nt the pla
netary gear reducer. The theory of Machi
nes a
nd Mecha
nisms mai
nly uses a
ngle modificatio
n a
nd computi
ng of correlatio
n coefficie
nt of profile shifted gear maki
ng gear assembled correctly. There are there requireme
nts about how to assemble pla
netary gears: First, equal dista
nce co
nditio
n; Seco
nd, the adjace
nt co
nditio
n; a
nd the last, i
nstallatio
n co
nditio
n. If those requireme
nts are met, the gear will be avoided from u
ndercutti
ng a
nd booted tra
nsmissio
n efficie
ncy. The part of software is applicatio
n of Creo. I use it to co
nstruct 3D Modeli
ng a
nd assemble all parts. The
n we start to do mecha
nism simulatio
n a
nd set up co
nditio
n related to reality. If work co
nditio
n is
n’t accorded with reality, the reducer will be adjusted to a bala
nce poi
nt that the reducer is
n’t o
nly care to ma
ny mercha
nts, but also do
n't reduce the requireme
nts of pla
netary gear. The 3D pri
nt, that is differe
nt from traditio
nal productio
n, belo
ngs to the third part. To get the product, it i
ncreases material i
n productio
n process. The
n we will assemble those parts a
nd observe whether the structure of the product’s assembled is reaso
nable, a
nd it ca
n reduce the labor i
nte
nsity at utmost. Pla
netary gear reducers co
nsist of three ce
ntre gears, o
ne pla
netary gear a
nd o
ne pla
net carrier. Like the earth goi
ng arou
nd the su
n, the pla
netary gears go arou
nd o
ne ce
nter a
nd at the same time, the pla
netary gear also makes pla
net carrier rotatio
n. The co
nditio
n of deceleratio
n will be observed by spi
ndle speed compared with output speed. The
n data o
n the scree
n will be compared with the requireme
nt of data. We could judge the reducer is up to sta
ndard or
not. Key word: pla
netary gear reducer, Creo, shifted gear，3D pri
nt 目录 一、引言1 二、减速器的选用形式2 2.1减速器设计要求2 2.2要求分析2 2.3机构运动简图2 三、减速器的参数计算3 3.1配齿及传动比计算3 3.2计算齿轮的模数4 3.3计算齿轮啮合时的参数5 3.4行星齿轮所有重要参数8 3.5校核装配参数10 3.7计算传动效率11 3.8齿轮的校核12 四、轴的材料选用及其结构分析12 4.1太阳轮所在轴13 4.2行星轴13 4.3输出轮轴的结构设计14 五、轴的校核14 5.1太阳轮所在轴14 5.2行星齿轮所在轴16 5.3输出轴的受力分析19 六、轴承的选用与校核21 6.1太阳轮所在轴的轴承校核21 6.2行星轮所在轴的轴承校核21 6.3输出轴所在轴的轴承校核22 七、CREO软件的三维设计及仿真分析22 7.1零件三维图的绘制22 7.2机构的装配25 八、3D打印30 九、结论37 十、参考文献38 一、引言 本主要目的是：如何制作一个行星齿轮减速器，并进行仿真模拟，最后利用3D打印技术将理论上的模型打印成机械零件。之所以要制作行星齿轮减速器，是因为课上我们所学习的基本上都是定轴传动的齿轮减速器，然而现在社会上许多的大功率，大转矩的电动机基本上是利用行星齿轮变速器，而本文的行星齿轮减速器作为其中的一种，是为了让我们更好地理解行星变速器的减速原理，从而能够更好地理解市面上变速器的变速原理。这也是为了适应机械发展的潮流，为了让我们知道，怎么把所学习的基础知识能够更好地应用在我们不知道的新生事物上，从而改变我们认为老师教的知识都是些落后的知识，没有必要花太大的功夫去深究这些知识。然后，利用我们所学的软件进行仿真模拟，让我们发现我们所制作的行星齿轮减速器在实际装配和运行中发生哪些问题，然后装配和仿真过程中所出现的问题，进行修改，令我们制作的行星齿轮减速器更能适用于实际。 最后，利用时下最火热的3D打印技术打印出我们的理论模型。这样能更加直观的观察出我们所制作的零件在理论上正确的装配过程中，还有哪些不人性化的设计会加大装配难度，从而能更加的让我们继续去优化自己的模型，让所制作的模型能收到更多人的喜欢。此外，使用3D打印技术，能让我们知道3D打印的原理。在未来，这让我们会在3D打印成为主流的过程中占有更大的优势，占有更大的主动权，让我们更好地走在时代前面，在现有的3D打印技术上开拓出目前还不为人知的领域。 减速器的选用形式 2.1减速器设计要求 试为一卷筒直径为4.5m的卷扬机设计减速器，高速轴通过与联轴器与电动机连接。目前只知道电动机功率，输入轴输入的转速，减速比，容许的传动比误差，短时间间断工作方式，天天工作，寿命维持10年，且要求布局结构紧凑，外形尺寸较小和工作效率较高。 2.2要求分析 减速器的设计可以采用两种结构来设计，第一种是采用定轴传动的方法，让每个齿轮绕着自己的旋转中心旋转，并且每个旋转中心采用并联的方式进行连接。第二种是采用行星式传动，这种减速器，一般是由三个基本构件（中心轮，行星轮和行星架）组成。因其行星轮的运动方式类似于地球绕着太阳运动的方式，自身绕着中心轴转动，中心轴又绕着其它齿轮的中心轴圆周运动，而得名为行星齿轮减速器。 题目中要求传动结构紧凑，轮廓尺寸较小和传动效率较高，并且传动比。传统圆柱齿轮