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2013屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目 十字滑塊輸出機構(gòu)的減速器設(shè)計 系（院 ） 機械工程學(xué)院 年 級 2009 專 業(yè) 機械工程及自動化（機械設(shè)計與制造） 班 級 0708092 學(xué) 號 070809203 姓 名 朱 州 指導(dǎo)教師 楊金花 職 稱 高級實驗師 畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 字滑塊輸出機構(gòu)的減速器設(shè)計 一、課題來源、研究的目的和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 本課題是設(shè)計K—H—V型傳動裝置十字滑塊輸出機構(gòu)減速器，具有結(jié)構(gòu)形式簡單，加工較方便，但承載能力與效率均較銷軸式輸出低，常用于小功率場合。減速器由電機直接驅(qū)動，內(nèi)齒輪固定，十字滑塊式輸出。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，機械化和自動化水平的不斷提高，各工業(yè)部門需要大量的減速器，并要求減速器體積小，重量輕，傳動比范圍大，效率高，承載能力大，運轉(zhuǎn)可靠和壽命長。減速器的種類雖然很多，但是普通的圓柱齒輪減速器的體積大，結(jié)構(gòu)笨重；普通的蝸輪蝸桿減速器在大的傳動比上，效率低；擺線針輪行星減速器雖然能滿足以上提出的要求，但是成本高，需要專用設(shè)備制造；而漸開線少齒差行星減速器不但基本上能滿足以上要求，并且可用通用工具在插齒機上加工，因而成本低。能適應(yīng)特種條件下的工作，在國防，冶金，礦山，化工，紡織，食品，輕工，儀表制造，起重運輸以及建筑工業(yè)等部門中取得了廣泛的應(yīng)用。 少齒差行星齒輪傳動的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，與相同傳動比和功率的普通定軸齒輪減速器相比，其體積和重量均可減少1/3—1/2；傳動比范圍大，單級漸開線少齒差行星齒輪傳動比為10～100。盡管如此，但由于漸開線少齒差行星齒輪傳動傳遞功率偏小、承載能力低和傳動精度偏低，影響了它的推廣應(yīng)用。另外，其轉(zhuǎn)臂軸承所受徑向分力大，計算轉(zhuǎn)速高，輸出機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度難以保證，也是傳動的制約因素和薄弱環(huán)節(jié)。 由于制造條件和用途的不同，這種傳動的結(jié)構(gòu)形式也各不相同。就其輸出機構(gòu)而言，大致可以分為如下幾種：銷軸式、浮動盤式、滑塊式、少齒差式（也稱雙內(nèi)嚙合式）、零齒差式、波紋管式、雙曲柄式以及單銷單槽滑移式。 為解決上述問題人們一直作著不懈的努力，以十字滑塊形式傳動的少齒差行星齒輪應(yīng)運而生，該傳動形式的優(yōu)越性有如下幾點： 1、傳動傳動比大，范圍廣 少齒差傳動可以用很少的數(shù)目的構(gòu)件，獲得很大的傳動比，而且結(jié)構(gòu)緊湊，漸開線齒廓加工比較方便，裝配也比較容易。少齒差減速器，傳動比范圍大，單極傳動比為8——180，傳動效率也比較高，單級傳動效率為0.8——0.94.由于少齒差傳動的一些優(yōu)點，它可以用來代替一般的蝸輪蝸桿減速器或多級圓柱齒輪減速器。但是，為了防止因兩輪齒差數(shù)過少而引起的齒廓重迭干涉，需要采用較大的嚙合角，因而增大了齒輪的徑向力。此外，還需要一個偏心輸出機構(gòu)，致使它的傳遞功率和傳動功率都受到了一些限制。所以，一般來說，少齒差傳動適用于具有傳動比大而間斷工作的中小型動力傳動。 2、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕 由于采用內(nèi)嚙合行星傳動，所以結(jié)構(gòu)緊湊；當(dāng)傳動比相等時，與同功率的普通圓柱齒輪減速器相比，體積和重量均可減少三分之一至三分之二。 3、機械效率高 影響少齒差行星齒輪減速器總效率的因素主要有齒輪嚙合摩擦損耗、軸承損耗和輸出機構(gòu)損耗等。其中漸開線少齒差齒輪嚙合效率是隨傳動比的增大而降低的，傳動比由10到100時效率約降低10％ ?？紤]到輸出機構(gòu)對效率的影響，其效率略低于同步漸開線齒輪的效率，這樣，減小十字滑塊式少齒差行星齒輪減速器少齒差部分的速比是提高效率的有效措施。 4、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小 由于是內(nèi)嚙合傳動，兩嚙合齒輪一位凹齒，一位凸齒，兩齒的曲率中心在同一方向。曲率半徑接近相等，因此接觸面積大，使齒輪的接觸強度大為提高，又使用短齒制，輪齒的彎曲強度也提高了。此外，少齒差傳動時，不是一對輪齒嚙合，而是3-9對輪齒同時接觸受力，所以運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小。 5、工藝簡便，成本降低，加工方便 漸開線少齒差行星傳動減速器加工方便、裝拆簡單，不需要專用機床和特殊的刀具加工，而且十字滑塊制造非常方便，成本低，更換方便而且類型較多，可供多種選擇。 6、輸出軸和電動機為同一軸線，安裝和使用較為方便。 但是這種減速器還存在下列缺點： 1、計算復(fù)雜 當(dāng)內(nèi)齒輪與行星輪的齒數(shù)差小于5時，容易產(chǎn)生各種干涉，為了避免這些干涉，需要采用變位齒輪，所以計算復(fù)雜特別是變位系數(shù)的選取。 2、轉(zhuǎn)臂軸承承受力較大，壽命較短 由于齒輪變位后嚙合角較大，所以轉(zhuǎn)臂軸承上所受徑向分力大，計算轉(zhuǎn)速高，輸出機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度難以保證，也是傳動的制約因素和薄弱環(huán)節(jié)，因而使高速軸傳遞的功率受到限制。 3、有的結(jié)構(gòu)需要加裝平衡塊 NN型及有些N型減速器，需要仔細地進行動平衡，否則會引起較大的振動 國內(nèi)外行星齒輪的發(fā)展概況及發(fā)展方向 1、向高速大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)展。日本生產(chǎn)了巨型船艦推進系統(tǒng)用的行星齒輪箱，功率為22055kw；大型水泥磨中所用80/125型行星齒輪箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達4150KN*m。這類產(chǎn)品需要繼續(xù)解決均載、平衡、密封、潤滑、可靠性等一系列設(shè)計問題。 2、向無級變速行星齒輪傳動發(fā)展。實現(xiàn)無級變速就是讓行星齒輪傳動中三個基本構(gòu)件都轉(zhuǎn)動并傳遞功率，這只要對原行星機構(gòu)中固定的構(gòu)件附加一個轉(zhuǎn)動（如采用液壓泵及液壓馬達系統(tǒng)來實現(xiàn)），就能成為無級變速器。 3、向復(fù)合式行星齒輪傳動發(fā)展。近年來國外將蝸桿傳動、螺旋齒輪傳動、圓錐齒輪傳動與行星齒輪傳動組合使用，構(gòu)成復(fù)合式行星齒輪箱，其高速級用前述各種定軸類型傳動，低速級用行星齒輪傳動，可實現(xiàn)大傳動比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途。 4、制造技術(shù)的發(fā)展方向。采用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，經(jīng)熱處理獲得高硬齒面，精密加工以獲高齒輪精密及低粗糙度，從而提高承載能力，保證可靠性和使用壽命。 二、主要研究內(nèi)容 設(shè)計十字滑塊輸出機構(gòu)的減速器，減速器由電機直接驅(qū)動，內(nèi)齒輪固定，十字滑塊式輸出。已知設(shè)計參數(shù)：電動機功率：3KW，電動機轉(zhuǎn)速：1450轉(zhuǎn)/分，傳動比：-37.5。 （1）傳動系統(tǒng)的總體設(shè)計，傳動零件的設(shè)計計算，進行齒輪的基本參數(shù)計算包括選擇齒數(shù)、變位系數(shù)等； （2）減速器裝配圖，主要零件的零件圖和三維設(shè)計圖； （3）設(shè)計說明書1份（字數(shù)不少于8000字）； （4）翻譯專業(yè)英語文獻（中文字數(shù)3000字）； 三、實驗方案、實驗方法及預(yù)期達到的目標(biāo) 先熟悉整個設(shè)計框架，查閱相關(guān)設(shè)計資料，了解設(shè)計過程。熟悉齒輪各種配合方式，參數(shù)還有齒輪變位的計算，熟練運用AutoCAD和 UG NX6.0軟件，做出機械零件和裝配圖以及設(shè)計動畫。最后整理資料，完成畢業(yè)論文。 目標(biāo)：樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決機械設(shè)計問題的能力及學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法和步驟。掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，進行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。 四、完成課題所需的條件、主要困難及解決辦法 所需條件：需要機械設(shè)計、機械原理、行星傳動設(shè)計和機械設(shè)計手冊等相關(guān)書籍，尤其是與行星傳動設(shè)計有關(guān)的文獻。AutoCAD ,UG NX6.0等機械設(shè)計軟件。 主要困難有：對行星傳動過程比較模糊，十字滑塊的裝夾和輸出機構(gòu)的設(shè)計有點困難。UG NX6.0軟件正在初學(xué)，但會掌握好的。 解決辦法：通過與同學(xué)探討，老師請教，上網(wǎng)查找相關(guān)資料的方式，解決自己的困惑。 五、參考文獻 [1]張春宜,郝廣平,劉敏編著.減速器設(shè)計實例精解.北京：機械工業(yè)出版社,2010. [2]運輸機械設(shè)計選用手冊編輯委會編.運輸機械設(shè)計選用手冊（上，下）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999. [3]于巖,李維堅編著.運輸機械設(shè)計. 中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1998. [4]劉延俊主編.液壓與氣壓傳動.(第2版).北京：機械工業(yè)出版社,2007. [5]孫桓,葛文杰, 陳作模. 機械原理(第7版).北京:高等教育出版社,2006. [6]濮良貴,紀(jì)名剛主編. 機械設(shè)計(第八版).北京：高等教育出版社,2006. [7]成大先. 機械設(shè)計手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004. [8]張錦明. 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書. 東南大學(xué)出版社,2009，1. [9]機械設(shè)計手冊編委會. 機械設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社 [10]張國瑞.行星傳動技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社,1989.1 [11]任紅英. 機械設(shè)計教程.北京：北京理工大學(xué)出版社,2007.8 [12]繞振綱.行星傳動機構(gòu)設(shè)計.第2版.北京：國防工業(yè)出版社，1994. 起止日期 論文工作進度（主要內(nèi)容、完成要求） 12.1~12.10 12.11~2.15 2.16~2.24 2.25~3.2 3.3~3.15 3.16~4.15 4.16~4.27 4.28~5.10 選擇課題。 查閱、熟悉資料，并寫出開題報告，完成英文資料翻譯。 減速器的基本參數(shù)的選擇和計算。 主要傳動零件的設(shè)計與計算。 初步完成設(shè)計裝配圖和三維設(shè)計。 完成裝配圖、零件圖設(shè)計。 完成整理編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 提交設(shè)計材料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任（簽字）： 年 月 日 系 審 核 意 見 教學(xué)主任（簽字、公章）： 年 月 日 注：開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及教研室審核后生效。