擺動活齒減速機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
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擺動活齒減速機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
目錄
1緒論 4
1.1概述 4
1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.3 Solid Works介紹 5
2擺動活齒減速機(jī)傳動理論與設(shè)計方法 7
2.1 擺動活齒減速機(jī)的傳動原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 7
2.1.1 擺動活齒減速機(jī)傳動的傳動原理 7
2.1.2 擺動活齒減速機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 8
2.1.3 擺動活齒傳動的嚙合原理 9
2.14擺線輪的齒廓曲線與齒廓方程 12
2.1.5 擺線輪齒廓曲率半徑 13
2.2擺動活齒傳動的受力分析 14
2.2.1針齒與擺線輪齒嚙合時的作用力 14
2.2.2 輸出機(jī)構(gòu)的柱銷(套)作用于擺線輪上的力 17
2.2.3 轉(zhuǎn)臂軸承的作用力 18
2.3擺動活齒減速機(jī)主要強(qiáng)度件的計算 19
2.3.1 齒面接觸強(qiáng)度計算 19
2.3.2 針齒抗彎曲強(qiáng)度計算及剛度計算 19
2.3.4 輸出機(jī)構(gòu)柱銷強(qiáng)度計算 20
3擺動活齒減速機(jī)的設(shè)計計算 22
3.1擺線輪、針齒、柱銷的計算 22
3.2 輸出軸的計算 26
3.3 其它零件的設(shè)計 30
3.4 潤滑與密封 31
4 零件的三維圖 32
4.1擺線輪 32
4.2箱體 32
4.3針齒殼 33
4.4輸出軸與主要部件裝配爆炸圖 34
4.5擺線輪與輸出軸 35
4.6裝配最終效果圖 35
5結(jié)束語 37
6致謝 38
7參考文獻(xiàn) 39
摘要
擺動活齒減速機(jī)作為重要的機(jī)械傳動部件具有體積小、重量輕、傳動效率高的特點(diǎn)。本設(shè)計在全面考慮多齒嚙合、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輪齒均載等運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的要求,實現(xiàn)高承載能力、高傳遞效率、高可靠性和優(yōu)良動力學(xué)性能等指標(biāo),而且要便于制造、裝配和檢修,設(shè)計了該具有合理結(jié)構(gòu)的擺動活齒減速機(jī)。
本設(shè)計建立了合理的動力分析,對擺動活齒傳動中的擺線輪、轉(zhuǎn)臂軸承、柱銷及軸進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析,計算并校核主要件的強(qiáng)度及轉(zhuǎn)臂軸承、各支承軸承的壽命,分析結(jié)果可以看到,各軸承性能指標(biāo)均符合要求。
利用solidworks2010軟件對擺動活齒減速機(jī)各零件建立幾何三維模型、擺動活齒減速機(jī)虛擬裝配及工程圖生成。用本文的方法設(shè)計擺動活齒減速機(jī),具有設(shè)計快捷、方便等特點(diǎn)。研究結(jié)果對提高設(shè)計的速度、質(zhì)量具有重要意義。
關(guān)鍵詞:擺線傳動 擺線輪 SolidWorks2010
Abstract
The cycloid—gear reducer is one of the most important transmission components of the pumping unit by its smaller volume,lighter weight and effective transmission. In order to realize four targets which include high transmission efficiency, high reliability and the excellent dynamics performance and guarantee credible lubricate ability, receive high efficiency of transmission, and make it easy for manufacture, assembly and inspection, we thought over all the requests in the round and design the rational structure cycloid—gear reducer.
In this design,we built the exact force analysis mathematical model of the cycloid—gear reducer, analyzed the forces born by the cycloid-gear, the bearings and the shaft, and produce the Matlab language software analyze of the forces analysis. We analyzed the forces of parts in the cycloid—gear reducer and calculated the intensity and the life of parts. From analyzed the results, we found the parts are our requests.
When we establish the three—dimensional structure of the Planet—cycloid Reducer model with the software UG,Carry on visual design and virtual assemble and drawing paper.The result of study have the guide meaning to accelerate design speed and quantities of the Planet—cycloid Reducer.
Keywords:Planet—cycloid Reducer; Cycloid ; UG
1緒論
1.1概述
近幾年,小型及微型機(jī)械作為一種節(jié)能、低耗和技術(shù)密集型的高新技術(shù),已成為人們在小型及微型范圍內(nèi)認(rèn)識和改造普通機(jī)械傳動的一種新型工具,由于小型及微型機(jī)械具有超小外形、操作尺度極小和傳動精度高的特點(diǎn),所以,小型及微型機(jī)械現(xiàn)已被列入”今后十年工業(yè)科技大改觀的關(guān)鍵技術(shù)之一”,現(xiàn)今已收到工業(yè)發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中國家科技界、產(chǎn)業(yè)界及政府部門的廣泛重視,并已投入了大量的人力和財力進(jìn)行研究開發(fā),并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家政府為了滿足未來經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要,利用軍事技術(shù)等方面的優(yōu)勢,已將小型及微型機(jī)電系統(tǒng)作為戰(zhàn)略性的研究領(lǐng)域之一,紛紛投入巨資進(jìn)行專項研究。
美國國家自然科學(xué)基金。先進(jìn)研究計劃中心。國防部等投資1.4億美元進(jìn)行小型及微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)研究,美國國家自然科學(xué)基金會預(yù)言:小型及微型機(jī)械將成為新興的大規(guī)模產(chǎn)業(yè),將能引起一場新的產(chǎn)業(yè)革命。美國的大學(xué)、國家實驗室和公司已有大量的MEMS研究小組,并有幾種實用化的MEMS產(chǎn)品進(jìn)入市場。歐共體為了加強(qiáng)各國之間的組織和合作,成立了多功能小型及微型系統(tǒng)研究合作機(jī)構(gòu)(NEXUS)組織。德國制定微機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)計劃,并發(fā)展了一種用于小型及細(xì)微加工的LIGA技術(shù)。
我國小型及微型系統(tǒng)研究起步也不晚,已經(jīng)建立了一些較為先進(jìn)的基礎(chǔ)實驗設(shè)施,并在基礎(chǔ)研究和相關(guān)技術(shù)方面取得了一些有特色的成果,有些已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。2002年,國家投入數(shù)億元人民幣進(jìn)行MEMS研究與開發(fā),逐步建立起我國MEMS研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)化基地,提高我國在MEMS領(lǐng)域的核心競爭力,為推動MEMS的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化打下良好的基礎(chǔ),并在某些方面進(jìn)入國際領(lǐng)先水平,隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,在航天小型及微型技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域,比如:微型傳感器、小型及微型執(zhí)行機(jī)構(gòu)、超小動力傳遞系統(tǒng)、手術(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動等系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛在家電產(chǎn)品、汽車附件、辦公設(shè)備、住宅設(shè)備、高級玩具等自動化、智能化等方面的要求也日趨提高,功率為幾瓦到幾十瓦的減速器應(yīng)用場合越來越多。在日本,住友重機(jī)株式會社每年生產(chǎn)大量的小型擺動活齒減速機(jī)用于如復(fù)印機(jī)、銀幕卷動機(jī)、窗簾自動收放機(jī)以及高級電動玩具等小型及微型場合??梢灶A(yù)見,隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,隨著人口老齡化趨勢對自動化、智能化要求的加強(qiáng),家用的小型及微型減速器的應(yīng)用也將會大為提高。小型擺動活齒減速機(jī)傳動減速器,不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比范圍大、壽命長等擺線傳動的特點(diǎn),而且具有重量輕、震動噪聲低、價格低廉以及外表美觀等特點(diǎn),可以把小型擺動活齒減速機(jī)傳動減速器的使用空間拓寬到家用和商用的廣闊領(lǐng)域。
目前已獲得日益廣泛使用的傳動機(jī)構(gòu)是動力傳遞機(jī)構(gòu)之一,齒輪傳動機(jī)構(gòu)使用了多個輪來進(jìn)行功率分流,從而有效地提高了其承載能力,同時還具有良好的同軸性。多年來,人們一直把傳動機(jī)構(gòu)看作是一種結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小,且能傳遞較大扭矩的傳動機(jī)構(gòu),當(dāng)然,這是將它與普通的齒輪傳動機(jī)構(gòu)相比較而言。近幾年,隨著細(xì)微加工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,這方面的研制工作已取得了長足的進(jìn)步。5結(jié)束語
研究完本課題,通過理論學(xué)習(xí)和設(shè)計計算,可得到如下結(jié)論:
(1)擺動活齒傳動同漸開線少齒差傳動一樣,具有減速比大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于冶金機(jī)械、食品工業(yè)、軍工、礦山等領(lǐng)域。此外,與漸開線少齒差傳動相比,由于它有近半數(shù)的齒同時嚙合,因此,它的承載能力更大,使用壽命更長;同時,它無齒頂相碰和齒廓重疊干涉等問題,具有更大的適應(yīng)性,越來越受世界各國重視。它的主要弱點(diǎn)是工藝復(fù)雜,加工成本較高。
(2)在擺動活齒減速機(jī)裝置的設(shè)計中:為使擺線輪的承載能力最大,用計算機(jī)求解,選擇了最優(yōu)的齒頂修形參數(shù);在針齒殼的設(shè)計中,采用了三支點(diǎn)式的齒銷,控制了針齒的彎曲變形;在裝置的布置中,兩片擺線輪成 布置,這樣能使軸的受力平衡,減少W機(jī)構(gòu)中軸承的受力,提高該軸承的壽命。
6致謝
在順利完成設(shè)計“擺動活齒減速機(jī)的設(shè)計”之際:
首先向辛勤指導(dǎo)我的老師老師致以衷心的感謝和崇高的敬意。老師豐富的專業(yè)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的指導(dǎo)方法使我終身受益,讓我學(xué)到很多科學(xué)的設(shè)計研究的方法。治學(xué)之外,教授也在生活中給予無微不至的關(guān)心,教我很多有益的人生道理。在此表示感謝!
通過這次的畢業(yè)設(shè)計,讓我把我大學(xué)四年所學(xué)到的所有知識整合到了一起,并結(jié)合到實踐之中,使我對自己的能力有更好的認(rèn)識,使我對一些應(yīng)用軟件有了更熟練地操作。對我日后的工作有莫大的幫助。
感謝機(jī)械工程系各領(lǐng)導(dǎo)、各老師在這四年中的教導(dǎo)與關(guān)懷!
感謝家長的關(guān)懷與支持,感謝同學(xué)的支持與幫助!
7參考文獻(xiàn)
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大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )任務(wù)書 題 目 擺動活齒減速機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 起訖日期 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 /講師 所在單位 2011 年 3 月 18 日 任務(wù)及要求: 究)內(nèi)容和要求(包括設(shè)計或研究內(nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù),并根據(jù)課題性質(zhì)對學(xué)生提出具體要求) ( 1)完成活齒傳 動研究現(xiàn)狀及進(jìn)展的調(diào)研,針對活齒傳動中擺桿活齒傳動的結(jié)構(gòu)型式設(shè)計 一種適合于壓裝機(jī)械中減速比為 12、傳動功率為 設(shè)計方案要合理,有一定的特色和見解。 ( 2)現(xiàn)場要求減速裝置的短期過載能力強(qiáng) , 結(jié)構(gòu)緊湊,適合頻繁啟動的場合 。 ( 3)完成擺桿活齒傳動減速機(jī)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,受力分析及關(guān)鍵部件的強(qiáng)度校核計算。 ( 4)利用 e 軟件完成三維建模并繪制減速機(jī)的設(shè)計圖紙,合約 3 張。 ( 5) 按畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書的要求完成外文文獻(xiàn)(英文)的翻譯。 ( 6) 按照格式要求完成畢業(yè)設(shè)計論文的編寫,要求文字通 順,語言簡練,圖示清晰。 ( 7)按照設(shè)計時間進(jìn)度,獨(dú)立地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。 括設(shè)計或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等) ( 1)目前,國內(nèi)外對活齒傳動已進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,分析及試驗情況較深入,可作為本次設(shè)計的參考。我國的機(jī)械設(shè)計手冊也將該新型傳動列入其中。 ( 2)查閱與本題目有關(guān)的中外文獻(xiàn)資料,并分析綜合,合理分析與應(yīng)用。 ( 3)熟練掌握 e 等常用機(jī)械設(shè)計軟件,應(yīng)用計算機(jī)設(shè)計、計算與繪圖。 [1] 孫桓 ,陳作模 第六版 )[M]高等教育出版社 ,2001. [2] 曲繼方 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,1991. [3] 成大先 M]化學(xué)工業(yè)出版社 ,1993. [4] 曲繼方 P]1990. [5] 齒輪手冊編委會 上冊 )[M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2001. [6] 張春林,曲繼方等 M]. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999,4. [7] 梁尚明,徐禮鉅,楊忠富.?dāng)[動活齒 傳動嚙合剛度的研究 [J].機(jī)械傳動, 2000,24(3): 20 [8] 張華弟,張樂樂. 術(shù)在活齒傳動重合度計算中的應(yīng)用 [J].機(jī)械設(shè)計, 2002,18(57): 57 指導(dǎo)教師簽字: 教研室主任簽字: 年 月 日