1100KW两级减速机系统计算设计_本科毕业论文范文-经管之家官网！

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摘 要：
两级减速器以其结构简单、传动比大、体积小、承载能力大、传动效率高等优点，近年来得到了迅速的发展。但该传动装置在高速、重载和大传动比情况下振动和噪声大、温升高及轴承早期破坏等问题，大大影响了其推广进程，成为堕待解决的关键技术难题。为了解决两级减速机在高速、重载情况下的振动与噪声大等问题，本文在研究现有减速机传动原理的基础上，提出两级同轴减速机。该种减速机由一级普通圆柱齿传动和一级双环齿轮传动构成。本文对该减速机的传动原理、运动学和动力学进行了分析，在此基础上设计制造出样机，并进行了相应实验研究，取得了较好的效果。本文的研究主要内容如下:
1、提出一种新的结构形式的减速机一同轴式两级减速机，建立了该减
速机的三维图形，对其结构及受力进行分析；
2、用弹性有限元法对减速机的内啮合进行接触应力计算，得出最大应力值
和实际接触齿对。为减速机的几何参数的选择提供了可靠的依据;
3、计算了时变刚度和误差引起的动态内部激励，根据藕合系统的模态，用振型
叠加法对系统进行响应分析，预估了该种同轴式两级减速机在齿轮内部动态激
励下的动态响应，较全面地研究了该种减速机的动态特性;
4、在此基础上设计制造出样机，在齿轮传动系统动态实验台上，对其传动效率、
动态特性进行了实际测试。测试结果表明:该两级减速机传动效率达到90%振动方面也有所改善。
关键词:减速机 动态特性 有限元

ABSTRACT
Two pair reducer is developed very quickly in recent year due to its features such as its simple and compact structure,high driving ratio，large loading capacity and high driving efficiency. But some problems,including great noises,high temperature and the early-worm of bearings oceurring under the condition of high-sheep operation，heavy loading and high transmission ratio，influenced seriously its popularization progerss and are urgent to be solved.
Based on the study of driving principle of current two pair reducer,this dissertation suggested a two-stage coaxial double-ring reducer in the purpose of solving the high vibration and noise problems of two pair reducer under the condition of high-speed and heavy-load operation,Which consists of one-stage cylindrical gearing and one-stage dual-ring gearing.Bases on the analysis of the transmission theory,kinematics,dynamics of the suggested reducer,the anthor designed and manufactured a prototype of the suggested reducer,made some relevant researches and got a satisfying result.The major research works in the paper are listed as follows:
Provided a new-structured two pair reducer two-stage coaxial dual-ring gear reducer,set up its three-dimension model and assembled the model in the virtual condition,analyzed the structure and forces bearing situation of the new reducer 。
Caculated the contact stress of the inner meshing of the dual-ring reducer by means of finite elements method, and learned the maximum stress value and the actual pairs of contact teeth,which became a reliable source for selecting geometry parameter of reducer.
Caculated the inner excitation of gear resulting from varying stiffness and error of gear, analyzed the response of the system by means of vibration superprosition method based on coupling system mode,and predicted the dynamic response of the dual-ring reducer under dynamic inner excitation,and made a broad study of the dynamic characteristics of the reducer.
Designed and manufactured a prototype and tested pacrtieally its effieieney and the dynamic characteristies on gearing system dynamic experiment desk. The test result indicated that the two-stage coaxial double-ring reducer reached an efficiency of 90% and is improved on the vibration.
Key Word: Reducer ,Dynamic Characteristics ,Finite Element
目 录
摘 要：i
ABSTRACTii
目 录1
绪 论4
1．1课题来源及研究的意义4
1．2两级减速器目前的现状4
1．3齿轮传动系统动力学国内外研究现状5
第二章 传动系统运动分析计算6
2．1工作机转速和所需功率计算6
2．1．1工作机（卷筒）转速计算6
2．1．2工作机所需功率的计算6
2．2电动机的选择6
2．2．1电动机类型和结构类型的选择6
2．2．2电机容量的选择6
2．2．3电动机转速的确定7
2．2．4计算传动装置的运动和动力参数8
2．2．5计算各轴输入功率8
2．2．6计算各轴输入转矩9
第三章 传动零件的设计计算9
3．1直齿圆锥齿轮9
3．2齿轮各项参数确定10
3．2．1齿数10
3．2．2模数11
3．2．3大端分度圆直径11
3．2．4节锥顶距11
3．2．5节圆锥角11
3．2．6大端齿顶圆直径11
3．2．7齿宽b12
3．2．8齿宽中点分度圆上的名义切向力的计算12
3．2．9接触强度计算的有效齿宽的计算12
3．2．10接触强度计算的齿向载荷分布因数的计算13
3．2．11接触强度计算的锥齿轮因数的确定13
3．2．12材料弹性模量系数的确定13
3．2．13动载因数的确定13
3．2．14齿间载荷分配因数的确定13
3．2．15接触强度计算的寿命因数的确定14
3．2．16齿面工作硬化因数的确定14
3．2．17尺寸因数的确定14
3．3直齿圆锥齿轮轮齿弯曲强度校核15
3．3．1弯曲强度安全因数的确定17
3．3．2齿轮尺寸17
3．3．3斜齿圆柱轮17
3．3．4齿轮17
第四章 初步确定齿轮的主要参数18
4．1按接触强度估算齿轮中心距18
4．2按齿根弯曲强度估算齿轮模数18
4．3初定齿轮几何参数19
4．4计算圆周速度，选择齿轮精度等级20
4．5校核齿面接触疲劳强度20
4．5．1材料弹性模量系数的确定21
4．5．2重合度因数的确定21
4．5．3螺旋角因数的确定21
4．5．4计算齿面接触应力21
4．5．5确定式中各参数：22
4．5．6润滑因数的确定22
4．5．7齿面工作硬化因数的确定22
4．5．8尺寸因数的确定22
4．5．9接触强度安全因数23
第五章 校核齿根弯曲疲劳强度23
5．1计算齿根弯曲应力23
5．1．1确定式中各参数：23
5．1．2综合齿形系数23
5．1．3重合度因数24
5．1．4螺旋角因数24
5．1．5计算弯曲应力：24
5．1．6计算弯曲强度安全因数24
5．1．7齿轮尺寸26
第六章 传动轴承和传动轴的设计26
6．1计算输出轴上的功率、转速和转矩26
6．2计算作用在齿轮上的力26
6．3初步确定轴的最小直径27
第七章 轴的结构设计27
7．1拟定轴上零件的装配方案27
7．2初步选择滚动轴承28
7．2．1确定安装齿轮处轴段的直径28
7．3确定齿轮右边轴环的直径和长度28
7．4确定轴上零件的周向固定29
7．5确定轴上圆角和倒角尺寸29
7．6选择轴的材料29
7．7计算轴上载荷29
7．7．1水平面内30
7．7．2垂直面内30
7．7．3总弯矩和转矩30
7．7．4按弯扭合成应力校核轴的强度31
7．8滚动轴承寿命计算32
7．9计算轴向载荷33
7．9．1计算当量动载荷，33
7．9．2验算轴承额定寿命33
第八章 总结34
参考文献34
致谢35

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