4KW摆线针轮减速器设计

4KW摆线针轮减速器设计

本文首先从减速器的发展历史讲起，介绍了减速器的产生与发展。并列举了国内的一些典型类型的减速器加以说明它的发展状况及参数。其次介绍了一部分后面章节中将要用到的solidworks内容。结合机械设计基础理论，运用拉伸、旋转、混合、扫描等solidworks基础特征和抽壳、倒角、倒圆角等工程特征工具对减速器的零件进行了三维设计，然后又运用装配工具将之装配在一起，形成了减速器三维立体图，进而对减速器进行装配工艺的分析。并通过对其二维设计，使其各部分零件之间的形状和性能更好的表达出来，使人们对4KW摆线针轮减速器有了更好的了解。

关键词：减速器 solidworks 装配工艺

绪论 … …………………………………..………………...…….….…1

1 摆线针轮减速器的工作原理、特点、功能 ….………….…...….....3

1.1 工作原理 …………………………………………….….…...3

1.2 特点 ………………………….………………………....3

1.3 功能 ………………………….………………………....4

2 solidworks简介 …………………………………..……………...…….….…5

3 摆线针轮减速器传动理论与设计方法 ……………...…...............…7

3.1 摆线针轮减速器的传动原理与结构特点 .........................…..7

3.2 摆线针轮传动的受力分析 ………………………….…….......16

3.3 摆线针轮行星减速器主要强度件的计算 ……….………..….22

4 摆线针轮减速器的设计计算 ………………………......……….......25

4.1 摆线轮、针齿、柱销的计算 .…………………….…….........25

4.2 输出轴的计算 ..…. .……………………………....……….....…29

4.3 输入轴的计算…………………………………….………....…..34

5 关键零件的设计 ……………………………………….……..............40

5.1 输出轴的设计 .……………………….…………….……...........40

5.2 输入轴的设计 .……………………….……………….…..….....50

5.3 箱体的设计 …….…………………….………………………....50

6 摆线针轮减速器虚拟装配………………………….…………………79

6.1 装配过程………...………………………...............……….…….79

7 摆线针轮减速器装配的技术要求…...…………………………...…...87

7.1 装配前的零件表面要求…………….…………………….....…..87

7.2 安装和调整要求….…………………….…………….…...……..87

7.3 密封要求……………………………….…………………….…..88

7.4 润滑要求 ……………………….………….…………..……..88

7.5 试验要求 ……. ……………………….……………...………..88

7.6 包装和运输要求 .……...……………….………………………..89

7.7 技术要求 .………………………………………………………..89

8 摆线针轮减速器装配工艺过程分析………….………………….........90

8.1 研究场频装配图和验收标准 ………….…….………...………..90

8.2 确定装配方法 ……………………….……………..………..90

8.3 确定装配组织形式……………………….…………………...….91

8.4 装配系统工艺图…………………………….………………..…..92

9 小结 ……………………………………...……….............……..94

致谢 ………………………………………………….………….…..…..95

参考文献 ………………………….…………………..……..…......…….96

绪论

摆线针轮行星传动属于K-H-V型的一种比较新型的传动。它与渐开线少齿差行星传动的区别，在于啮合齿廓的不同，它是一种以针齿齿轮与摆线齿轮为共轭齿廓的内啮合行星传动。这种传动形式，国外是在30年代出现的，我国在60年代已开始生产这种减速器。

自20世纪60年代以来，我国先后制订了JB1130-70《圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器的标淮，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。目前，全国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器25万台左右，对发展我国的机械产品做出了贡献。

20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪40-50年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。

改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB179-60的8-9级提高到GB10095-88的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在4-5级。部分减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。

我国自行设计制造的高速齿轮减(增)速器的功率已达42000kW ，齿轮圆周速度达150m/s以上。但是，我国大多数减速器的技术水平还不高，老产品不可能立即被取代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。

通用减速器的发展趋势如下：

①高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。

②积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。

③型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。

促使减速器水平提高的主要因素有：

①理论知识的日趋完善，更接近实际(如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等)。

②采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。

③结构设计更合理。

④加工精度提高到ISO5-6级。

⑤轴承质量和寿命提高。

⑥润滑油质量提高。

现有的各类减速器多存在着消耗材料和能源较多，对于大传动比的减速器，该问题更为突出。由于减速装置在各部门中使用广泛，因此，人们都十分重视研究这个基础部件。不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源(包括人力、材料和动力)的节省。可以预见，新型减速器在国内外市场中的潜力是很大的，特别是我国超大型减速器(如水泥生产行业，冶金，矿山行业都需要超大型减速器)大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超大型的减速器，完全可以填补国内市场的空白，并将具有较大的经济效益和社会效益。

第一章减速器的工作原理、特点、功能

1.1 工作原理

在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，（为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助W输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。

1.2 特点

a)体积小、重量轻

由于采用了行星传动结构与紧凑的W输出机构，使整个摆线针轮减速器装置结构十分紧凑，因此缩小了体积，减轻了重量，与同功率的定轴轮系图同减速器相比，4KW摆线针轮减速器的体积可减小1/2~2/3；重量约减轻1/3~1/2.

b)传动比范围大。单级传动为6~119,两级传动比为121~7569；三级传动比可达658503

c)效率高。一般单级效率为0.9~0.95.

d)运行平稳，噪声低

摆线针齿啮合齿数较多，重迭系数大以及具有机械平衡的原理，使振动和噪声限制在最小程度。

e)使用可靠，寿命长

由于摆线针轮行星减速器装置是多齿啮合，每个齿的承载相应减小，并且使部分滑动摩擦改善为滚动摩擦，有加上制造精度高，因此使用寿命比一般的减速装置提高1~2倍。

1.3 功能

减速器是一种动力传达机构，将电动机输出的较高转速通过直径、模数不同的齿轮传动，将回转数减速到所需要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速器用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。

参考文献