两个行星轮RV减速器设计及仿真（含sw和proe三维）.zip

毕业设计(论文) 两个行星轮两个行星轮 RV 减速器设计及仿真减速器设计及仿真 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 I 摘摘 要要 RV 减速机由一个 RV 减速器减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成，RV 减速器具有结构紧凑，传动比大，以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械，是最 常用的减速机之一而且振动小，噪音低，能耗低。 本设计是基于 RV 减速器结构设计的特点，和 PROE 三维建模和运动仿真。RV 减速 器和各种类型的特性的比较，确定方案；其次根据输入功率，相应的输出转速，传动 比的传动设计、总体结构设计；三维建模并最终完成了 PROE，和模型的装配，并完成 了传动部分的运动仿真和运动分析。 关键词关键词： RV 减速器、运动仿真、装配、三维建模 II Abstract RV reducer RV reducer consists of a gear unit and a pre-cycloid reducer stage composition, RV reducer has a compact structure, transmission ratio, and under certain conditions, mechanical drive with self-locking function, one of the most commonly used gear and vibration, low noise, low power consumption. The design is based on the RV reducer structure design, and PROE three-dimensional modeling and motion simulation. Compare RV reducer and various types of characteristics, to determine the program; secondly according to the input power, the corresponding output speed ratio transmission design, the overall structural design; three-dimensional modeling, and finally completed the PROE, and assembly models, and complete motion analysis and motion simulation transmission section. Keywords: RV reducer, motion simulation, assembly, 3D modeling III 目 录 摘 要.I Abstract .II 第 1 章 绪论.1 1.1 国内外的研究状况及其发展方向.1 1.2 RV 减速器的选题分析及设计内容.2 1.3 主要的工作内容.2 第 2 章 RV 减速器方案确定.3 2.1 RV 减速器零部件介绍.3 2.2 传动原理.4 2.3 RV 传动过程剖析.5 第 3 章 行星减速器结构设计.7 3.1 基本参数要求与选择.7 3.1.1 基本参数要求.7 3.1.2 电动机的选择.7 3.2 方案设计.7 3.2.1 机构简图.7 3.2.2 齿形及精度.8 3.2.3 齿轮材料及性能.8 3.3 齿轮的计算与校核.8 3.3.1 配齿数.8 3.3.2 初步计算齿轮主要参数.9 3.3.3 按弯强度曲初算模数 m .12 3.3.4 齿轮疲劳强度校核.13 3.4 轴上部件的设计计算与校核.18 3.4.1 轴的计算.18 3.5 键的选择与校核.27 3.5.1 键的选择.27 3.5.2 键的校核.27 IV 第 4 章 摆线针轮传动设计.30 4.1 摆线针轮传动的啮合原理.30 4.2 摆线轮的齿廓曲线与齿廓方程.33 4.3 摆线轮齿廓曲率半径.34 4.4 摆线针轮传动的受力分析.35 4.4.1 针齿与摆线轮齿啮合时的作用力.35 4.4.2 输出机构的柱销（套）作用于摆线轮上的力.38 4.4.3 转臂轴承的作用力.39 4.5 摆线针轮行星减速器主要强度件的计算.40 4.5.1 齿面接触强度计算.40 4.5.2 针齿抗弯曲强度计算及刚度计算.40 4.5.3 转臂轴承选择.41 4.5.4 输出机构柱销强度计算.41 4.6 输出轴的计算.45 4.7 输入轴的计算.49 4.8 润滑与密封.53 第 5 章 PROE 的建模.54 5.1 建模软件的介绍.54 5.2 RV 减速器机构的建模.54 5.2.1 对 RV 减速器的建模.54 5.2.2 RV 减速器其他部件的建模.55 5.3 RV 减速器机构的虚拟装配.57 5.4 装配体的实现.60 总 结.62 参考文献.63 致 谢.64 1 第 1 章 绪论 1.1 国内外的研究状况及其发展方向国内外的研究状况及其发展方向 国内对 RV 减速器传动比较深入的研究最早开始于 20 世纪 60 年代后期。已研 制成功高速大功率的多种 RV 减速器，如列车电站燃气轮机（3000KW）、高速气轮机 （500KW）和万立方米制氧透平压缩机（6300KW）的 RV 减速器箱。低速大转矩的 RV 减速器已成批生产，如矿井提升机的 XL-30 型 RV 减速器（800kW），双滚筒采 煤机的 RV 减速器（375kW）。 世界上一些工业发达的国家，如： 日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对 RV 减速器传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构化、传动性能、传递功率、转矩 和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的传动技术，如封闭 RV 减速器传 动、RV 减速器变速传动和微型 RV 减速器传动等早已在现代的机械传动设备中获得了 成功的应用。 世界各先进工业国家，经由工业化、信息时代化，正在进入知识化时代，RV 减速 器传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使 RV 减速器传动已达到较高的水平。 我国与世界先进水平虽存在明显的差距，但随着改革开放带来设备引进、技术引进， 在消化吸收国外先进技术方面取得很大的进步。目前 RV 减速器传动正在向以下几个 方面发展： 1）向高速大功率及低速大转矩的方向发展。例如年产 300kt 合成氨透平压缩机的 RV 减速器增速器，其齿轮圆周速度已达 150m/s；日本生产了巨型船舰推进系统用的 RV 减速器箱，功率为 22065kW；大型水泥磨中所用 80/125 型 RV 减速器箱，输出转 矩高达 4150kN m。在这类产品的设计与制造中需要继续解决均载、平衡、密封、润滑、 零件材料与热处理及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计制造技术问题。 2）向无级变速 RV 减速器传动发展。实现无级变速就是让 RV 减速器传动中三个 基本构件都传动并传递功率，这只要对原行星机构中固定的构件附加一个转动（如采 用液压泵及液压马达系统来实现），就能成为变速器。 3）向复合式 RV 减速器传动发展。近年来，国外将蜗杆传动、螺旋齿轮传动、圆 2 锥齿轮传动与 RV 减速器传动组合使用，构成复合式 RV 减速器箱。其高速级用前述各 种定轴类型传动，低速级用 RV 减速器传动，这样可适用相交轴和交错轴间的传动， 可实现大传动比和大转矩输出等不同用途，充分利用各类型传动的特点，克服各自的 弱点，以适应市场上多样化需要。 4）向少齿差 RV 减速器传动方向发展。这类传动主要用于大传动比、小功率传动。 1.2 RV 减速器的选题分析及设计内容减速器的选题分析及设计内容 本设计以本设计基于 PROE 便于交互及强大的二维、三维绘图功能。先确定总体思 路、设计总体布局，然后设置零部件，最后完成一个完整的设计。利用 PROE 模块实现 装配中零部件的装配、运动学仿真等功能。 RV 减速器的体积、重量及其承载能力主要取决于传动参数的选择，设计问题一 般是在给定传动比和输入转矩的情况下，确定各轮的齿数，模数和齿宽等参数。其中 优化设计采用 PROE 自带的模块，模拟真实环境中的工作状况进行运动仿真，对元件 进行运动分析。 减速器作为独立的驱动元部件，由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计， 以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输人功率和传动比的不同组合，可获 得相应的减速器系列。在以往的人工设计过程中，在图纸上尽管能实现同一机座不同 规格的部分系列表示，但其图形受到极大限制。采用 PROE 工具来实现这一过程，不仅 能完善上述工作，方便设计操作，而且使系列产品的技术数据库，图形库的建立、 查询成为可能，使设计速度加快。在设计过程中，我利用互联网对本课题的各设计步 骤与任务进行了详细了解。采用计算机辅助设计的技术，利用 PROE 参数化建模动态仿 真。 1.3 主要的工作内容主要的工作内容 1. 设计计算部分：分析 RV 减速器机构传动方案；并通过计算分析，确定行星轮系齿 轮的齿数、模数和轴、行星架的各项参数，校核齿轮的接触和弯曲强度；完成内外啮 合齿轮、轴、行星架的设计计算；在整机设计开发背景下，结合运动参数完成建模。 2. 工程仿真分析部分：本论文利用三维软件 PROE 对 RV 减速器进行三维建模，并完 3 成与整机的装配；利用 PROE 减速器机构模型进行全局运动仿真，对内外啮合齿轮传动 进行运动学分析。 第 2 章 RV 减速器方案确定 2.1 RV 减速器零部件介绍减速器零部件介绍 本课题研究的减速器型号为 RV-6 生成的该型号 RV 减速器的爆炸图，主要由齿轮轴、 行星轮、曲柄轴、转臂轴承、摆线轮、针轮、刚性盘及输出盘等零部件组成。 图 2.1 减速器型号为 RV-6 一、零部件介绍 (l）齿轮轴：齿轮轴用来传递输入功率，且与渐开线行星轮互相啮合。 (2）行星轮：它与转臂（曲柄轴）固联，两个行星轮均匀地分布在一个圆周上，起功 率分流的作用，即将输入功率分成两路传递给摆 线针轮行星机构。 (3）转臂（曲柄轴）H：转臂是摆线轮的旋转轴。它的一端与行星轮相联接，另一端与 支撑圆盘相联接，它可以带动摆线轮产生公转， 4 而且又支撑摆线轮产生自转。 （4）摆线轮（RV 齿轮）：为了实现径向力的平衡在该传动机构中，一般应采用两个 完全相同的摆线轮，分别安装在曲柄轴上，且两 摆线轮的偏心位置相互成 180。 （5）针轮：针轮与机架固连在一起而成为针轮壳体，在针轮上安装有 30 个针齿。 （6）刚性盘与输出盘：输出盘是 RV 型传动机构与外界从动工作机相联接的构件，输 出盘与刚性盘相互联接成为一个整体，而输出运 动或动力。在刚性盘上均匀分布两个转臂的轴承孔，而转臂的输出端借助于轴承安装 在这个刚性盘上。 2.2 传动原理传动原理 图 2-2 RV 传动简图 图 2-2 是 RV 传动简图。它由渐开线圆柱齿传输线行星减速机构和摆线针轮行星 减速机构两部分组成。渐开线行星齿轮 3 与曲柄轴 2 连成一体，作为摆线针轮传动部 分的输入。如果渐开线中心齿轮 1 顺时针方向旋转，那么渐开线行星齿轮在公转的同 时还有逆时针方向自转，并通过曲柄带动摆线轮作偏心运动，此时摆线轮在其轴线公 转的同时，还将在针齿的作用下反向自转，即顺时针转动。同时通过曲柄轴将摆线轮 的转动等速传给输出机构。为计算 RV 传动的传动比，将上述的传动简图用图 3-3 所 5 示的结构简图代替。该机构简图包括两个简单行星机构：x1 和 x2。输出件 A 为中心 轮 1，输出件 B 为输出盘 6，且有 6=4。支承件 E 为针轮 7，渐开线行星轮 2 与 转臂（曲柄轴）3 均为辅助件 d。 图 2-3 RV 传动的结构简图 式中 Z1渐开线中心轮齿数 21；Z2渐开线行星轮齿数 50；Z4摆线轮齿数 24；Z7针轮齿数，Z7=Z4+1=25