圆锥圆柱齿轮减速器的设计.doc

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1、 （2009届） 毕业设计 过程材料题目：圆锥圆柱齿轮减速器的三维设计与有限元分析 学院： 机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 机械052 学号： 3 姓名： 刘洋 指导教师： 冯晓宁 教务处制 2008 年12月24日嘉兴学院毕业论文（设计）任务书题目：圆锥圆柱齿轮减速器的三维设计与有限元分析 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械052学生姓名： 刘洋 一、主要任务与目标：运用所学专业知识，完成圆锥圆柱齿轮减速器的三维设计与有限元分析 ，建立三维装配模型和零件模型图，绘制二维装配图和零件图，编制设计说明书。通过毕业设计，掌握机械设计原理、方法和技术，掌握三维造型技术、计算机

2、绘图技术，典型零件的有限元分析技术、以及相关的设计与制造工艺等方面的知识，建立使用先进设计手段独立完成机械装置设计的能力。二、主要内容与基本要求：1、检索、收集和整理有关文献和资料，完成文献综述、外文翻译和开题报告。2、掌握圆锥圆柱齿轮减速器的三维设计与有限元分析方法，熟悉相关的专业知识。3、完成减速器的设计计算，要求设计方案正确，设计计算准确；4、编制设计说明书，要求完善正确，条理清楚、文字通顺、图表规范。5、完成减速器的二维装配图和零件图绘制工作，要求图纸规范，符合相关标准。6、完成减速器设计的三维装配图和零件图。7、完成减速器典型零件的有限元分析。三、计划进度：1、2008年11月：布置

3、毕业设计任务。2、2008年11月2009年1月：完成文献综述、外文翻译、开题报告。3、2009年2月2009年3月： 完成毕业实习和设计计算。4、2009年4月2009年5月：完成三维设计、图纸绘制、说明书编制，整理毕业设计材料。5、2009年6月：毕业设计答辩。推荐参考文献：1 机械设计手册编委会编著.机械设计手册.北京:机械工业出版社，2004.92 濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第8版）.北京:高等教育出版社，2006.5 3 王淑坤.塑料齿轮传动的性能分析. GuangxiMachinery,2001,(3) 4 石 辉. NN 型少齿差行星传动的应用.雷达与对抗,2000,(1)指

4、导教师 2008 年 12 月 24 日专业负责人： 年 月 日嘉兴学院毕业设计文献综述题目： 圆锥圆柱齿轮减速器的三维设计与有限元分析 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械052 学生姓名： 刘洋 一 、前言减速器是原动机与工作机之间最重要的一种独立的减速机械传动装置，能降低原动机转速或增大扭矩，是一种被广泛应用在工矿企业及运输、建筑等部门中的机械部件1。其设计过程几乎涉及机械设计的各个方面，随着科学技术和国民经济的发展，对减速器的需求越来越大，且对综合质量提出了更高的要求。减速器的种类很多，按照传动形式可以分为齿轮减速器、蜗杆减速器、行星减速器、等，以及它们互相组合的减速器2。大多数的减

5、速器的设计和生产已经标准化，有系列产品，使用时只要结合传递的功率、转速、工作环境和机械的总体设计要求，从相应的产品目录或者有设计手册中选取3，当选到不合适的产品时，才自行设计制造。常用的减速器目前已经标准化，使用者可根据具体的工作条件进行选择。减速器的类型很多。减速器按传动原理不同，可分为普通减速器和行星减速器两大类。全部为定轴轮系传动的称普通减速器；主要是行星轮系传动的称为星星减速器。按齿轮传动的类型不同，减速器可分为圆柱齿轮减速器、锥齿轮减速器、蜗杆减速器，圆锥-圆柱出论减速器，蜗杆-圆柱齿轮减速器等按传动的级数不同可分为单级、双级及多级减速器。4二、主题1 我国齿轮减速器的现状自20世纪

6、60年代以来，我国先后制订了B1130-70圆柱齿轮减速器等一批通用减速器标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器生产厂。我国现有齿轮生产企业613家(其中国有与集体所有的大中型企业110家，国有、集体所有的小企业435家，私有企业48家，三资企业25家)。生产减速器的厂家有数百家，年产通用减速器75万台左右，年生产总值约250亿元。这些企业和厂家对发展我国的机械产品作出了贡献。520世纪60年代的减速器大多数是参照前苏联20世纪40一50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，我国引进了一批先进的加工装备。通

7、过不断引进、消化和吸收国外先进技术以及科研攻关，开始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都有较大的提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB 179-60的8一9级提高到GB 10095-88的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在4一5级。部分减速器采用硬齿面后，体积和重量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了大幅度的提高，对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用。680年代至90年代初，我国相继制定了一批减速标准，按这些标准生产的许多产品的主要技术指标均可达到或接近国同类产品的水平，其中YNK减速器较完整地吸取了德国FLENDER公司同类产品的特点，并结合

8、国情做了许多改进与创新。些产品的开发对推进我国齿轮技术的进步，促进国民经济的发展具有积极的作用。72 齿轮减速器的发展趋势齿轮减速器是一种广泛应用于国防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、矿山等领域的重要装备，20世纪80年代以来，世界齿轮减速器技术有了很大的发展，产品发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声和高可靠性，技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和模块化设计技术。硬齿面技术硬齿面技术就是采用优质合金钢锻件，渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮，磨齿精度不低于IS01328-1975的6级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的3-4倍，为软齿面齿轮的4一5倍。一个中等规格的硬齿面减速器的重量仅为中

9、硬齿面减速器的1/3左右，且噪声底、效率高、可靠性高。在高速船用透平齿轮，大型轧机齿轮，轻工、化工、矿山和建材机械用齿轮等应用广泛。主要特点:传动的速度和功率范围很大，传动效率高，一对齿轮可达98一99.5%;精度愈高润滑愈好，效率愈高;对中心距的敏感性小，即互换性好;装配和维修方便;可以进行变位切削及各种修形、修缘，从而提高传动品质;易于进行精密加工，可以取得高精度，是各种齿轮中应用最为广泛的一种齿轮。8(1)传动比。单级:7.1 (软齿面)、6.3 (硬齿面);两级:50(软齿面),28(硬齿面);三级:315(软齿面),180(硬齿面)。(2)传动功率。低速重载传动可达6000k W以上

10、，高速传动可达40000kW以上。(3)速度。可达到200m/s以上。9功率分支技术功率分支技术主要指行星及大功率齿轮箱的功率双分支及多分支装置，其核心技术是均衡，广泛应用于冶金、矿山、电工、起重、运输、石化、轻工机械等如映翔畴阔万方数据第3期秦福建:平面二次包络环面蜗杆减速器的传动原理及发展趋势，特别是在重载连续传动领域,在功率分支技术利用上，新一代的星轮减速器是一种全新的内啮合齿轮传动装置，实现了减速器内部传动机构的单元化、通用化和标准化，产品的可靠性和承载能力得到了很大提高，可在更大范围内满足用户的不同需求。10主要特点:(1)传动效率高。采用啮合效率高的内啮和齿轮副的力分流结构，通过高

11、载能力滚动星轮连续纯滚动地传递转矩和转速，因而具有效率高的优点，川单机效率可达95%以上，HN型效率可达93%,HH两级串联效率可达90%。(2)承载能力高，结构紧凑。由于星轮减速器同时兼备“大速比、大转矩、小体积”三者合一的优点，其单位重量传递转矩高达76 Nm/kg以上，用于低速重载传动领域可节材30一50%，比其它类型减速器重量平均减轻约40%。(3)传动平稳，噪声低。减速器核心单元有多达14-28对齿同时啮合，因此，产品不仅具有耐冲击的优点性能，而且具有工作可靠、传动平稳、噪音低、寿命长、齿轮可长期免维修实用等特点。(4)速比范围大，传动比密宽。传动比范围宽而密集，一级减速时传动比为1

12、8一80，串联扩大级传动比75-600，两级串联传动比为450-5000，根据需要可以在4-25000之间选用需要的传动比。(5)核心单元模块化，维护方便。模块化设计技术已成为齿轮减速器发展的一个主要方向，它旨在追求高性能的同时，尽可能减少零件及毛坯的品种规格和数量，以便于组织生产，形成批量，降低成本，获得规模效益。同时，采用基本零件，增加产品的型式和花样，尽可能多地开发实用的变型设计或派生系列产品，能由一个通用系列派生多个专用系列，摆脱了传统的单一有底座实心轴输出的安装方式。增添了空心轴输出的无底座悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式连接、多方位安装面等不同型式，扩大了使用范围。主要特

13、点 :模块化组合齿轮减速机的显著特点之一，是实施零部件集约化生产与组装。按照其输人模块、输出模块和支承模块三大体系设置的零部件，本着标准化、通用化、专业化、系列化规则设计，具有极强的通用性与互换性，这不仅大大减少了木模制作与部件制造程序，而且产品性能稳定、合格率高、组装方便、生产周期短、产品库存率低、综合经济效益高。(1)高度模块化设计:可以方便地配用各种型式的电动机或采用其它动力输人。同种机型可配用多种功率的电动机。容易实现各机型间组合联接。(2)传动比:划分细，范围广。组合机型可以形成很大的传动比，即输出极低的转速。(3)安装形式:安装位置不受限制。(4)强度高、体积小:箱体采用高强度铸铁

14、。齿轮及齿轮轴采用气体渗碳淬火精磨工艺，因而单位体积承载能力高。（5）使用寿命长:在正确选型(包括选用适当的使用系数)和正常使用维护的条件下，减速机(除易损件外)的主要零部件寿命一般不低于20000h易损件包括润滑油、油封以及轴承。（6）噪声低:减速机主要零部件都经过精密加工，并通过组装和测试，因而减速机噪声较低。(7)效率高:单机型效率不低于95%。(8)可承受较大的径向载荷。（9）可承受不大于径向力巧%的轴向载荷。113 我国的齿轮减速器遭遇国外产品激烈竞争20世纪80年代，世界齿轮技术有了很大的发展。产品发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声、高可靠度。技术发展中最引人注目的是：硬齿面技术

15、功率分支技术和模块化设计技术。 20世纪80年代，国外硬齿面齿轮技术日趋成熟。采用优质合金钢锻件渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度不低于ISO1328-1975的6级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的4倍，为软齿面齿轮的56倍。一个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为罗齿面齿轮减速器的三分之一左右。功率分支技术，主要指行星及大功率的功率又分支及多分支装置，如中心传动的水泥磨机主减速器，其核心技术是重载。 模块化设计技术，对通用和标准减速器指在追求高性能和满足用户多样化大覆盖面需求的同时，尽可能减少零部件毛坯的品种规格，以便于组织生产，使零部件生产形成批量，降低成本，取得规模效益。 这些技术的应用和

16、日趋成熟，使齿轮产品的性能价格比大大提高，产品越来越完美。 20世纪70年代至90年代初，我国的高速齿轮技术经历了测绘仿制、技术引进（和技术攻关）到能独立设计制造三个阶段。现在我国自己的设计制造能力基本上可满足国内生产需要，设计制造的最高参数为：最大功率44MW，最高线速度168m/s，最高转速6700r/min。 我国的低速重载齿技术，特别是硬齿面的齿轮技术也是经历了测绘仿制等阶段，从无到有逐步发展起来的。除了摸清制造技术外，在80年代末和90年代初推广硬齿面技术过程中，我们还进行了解决“断轴”、“选用”等一系列的工作。在80年代一直被认为是国内重载齿轮两大难题的水泥磨减速器和轧钢机械减速器

17、，现在可以说已完全解决。 80年代至90年代初，我国相继制定了一批减速标准，按这些标准生产的许多产品的主要技术指标均可达到或接近国同类产品的水平，其中YNK减速器较完整地吸取了德国FLENDER公司同类产品的特点，并结合国情做了许多改进与创新。些产品的开发对推进我国齿轮技术的进步，促进国民经济的发展具有积极的作用。 20世纪80年代，仅有FLENDER等少数国外公司进入了中国市场，虽然他们在技术上占有优势，但对于迅猛发展起来的中国硬齿面减速器行业来说，尚构不在太大的威胁。90年代中期以来，随着国门越来越敞开，国外公司开始大举抢占中国市场，仅在天津就有SEW、FLENDER、住友等多家国外公司独

18、资办厂。这些公司不仅是全球经营，而且是全球制造，他们凭借装备、技术、资金和生产规模的优势，同国内的齿轮减速机厂展开了激烈竞争。他们不断推出的新的更新换代的硬齿面通用减速器，不但在承载能力等主要技术指标上又有提高，而且在模块化设计方面都做了新的努力。比如，FLENDER公司从1993年至1999年每两年就更新一次样本，每一次都有新的提高。相比之下，我国许多齿轮厂现在产品已是十多年不变，标准都已落后，而且已失去了价格上的优势。可以说，从1995年开始，我国在大功率硬齿面通用减速器的产品领域就没有能与国外相抗衡的产品系列，致使我们的企业在与国外公司的竞争中经常失利，市场被国外公司一个一个地占去；中国

19、的许多通用减速器企业已面临严重的市场危机。中国工业通用齿轮减速器的产品面临着标准落后，产品创新缓慢的被动局面。 20世纪90年代中期以来，我国通用齿轮减速器的主要技术差距体现在以下几个方面：1.承载能力。以FLENDER公司为例，同样（或基本接近）的中心距1993年样本的额定功率比1998年样本提高10%20%，1995年和1997年样本又比1993年样本提高了约20%，1999年样本又比1997年样本提高了约10%。而我国现在仍然一直在唱主角的ABJ19004-88和TB/T050-3减速器的额定功率仅分别和FLENDER公司19951995年样本值相当，而且差距越来越大。除了别公司外，国外

20、著名公司产品样本的承载能力大致在同一条水平线上。而承载能力不断提高的主要原因是技术的成熟和质量控制水平的提高和稳定。 2.模块化设计。据1996年德国德雷斯顿国际齿轮会议的一份研究报告记载，生产齿轮联轴器外齿轴套的数量由1个装置增加到20个时，制造成本的变化为：小零件（重0.75kg，500mm）成本降低近90%，中等零件（重20kg，200mm）成本降低近50%。 3.降低噪声措施。许多国外公司都是采用圆锥齿轮高精磨齿（80年代以前圆锥齿轮在渗碳淬火后一般不磨齿，只作对研跑合），通过齿轮修形，加大重合度，改进箱体结构的吸音设计等措施来降低噪声。按HANSEN公司标准，90年代开发的P4噪声比

21、80年代的HPP低2.59DB（A）。 4.ISO开始着手制定减速器的技术条件标准。ISO9标准的制定，必将进一步规范减速器行业的行为，促进减速器技术的发展。相比之下，我国的齿轮减速机工业的发展还远远赶不上发达国家的水平。因此，我国的工业通用减速机企业应重视推进行业产品标准的制定，中小企业应联合起来，努力开发新产品，增强国外市场的竞争力。12三、总结圆锥圆柱齿轮减速器主要由锥齿轮、圆柱齿轮、联轴器、齿轮轴、轴承、箱体等组成 它的主要优点是承载能力高、寿命长、体积小、效率高、质量轻、按装方便外型美观、传动平稳、噪声小等，主要应用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置 设计一个好的减速器，不仅要

22、考虑到它的的精度、强度，更要考虑到它的经济性（要设计的合理）设计一个好的减速器首先就要：1、拟定一个合理的传动方案2、合理分配传动比。3、确保齿轮传动精度4、轮齿抗疲劳折断的能力、提高齿面抗点蚀的能力、提高齿面抗胶合能力。5、选择齿轮材料和热处理时参考 （1、必须满足齿轮工作条件的要求2、考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成形方法及制造工艺）。6、如何提高齿轮传动效率7、选择合理的润滑方式8、做到即经济又好用。计算机技术的不断进步, CAD 技术也得到了长足的发展。采用三维设计方法取代传统的二维设计方法, 使设计过程可视化, 设计结果直观明了,有利于提高设计质量; 参数化设计使得零件的修改和由原型零件演

23、绎出新的零件更加快捷, 有利于提高设计效率。模块化设计使产品的零部件种类减少, 批量增大, 功能增多, 有利于降低产品成本从而提高产品的经济性, 而且模块化设计用于生产批量较小的系列化产品特别有效。据减速器品种多、规格多而批量小的特点,用模块化设计和三维CAD 系统可极大的提高设计效率并有利于降低产品成本。减速器的三维建模包括非常丰富的设计内容。在创建三维模型之前，首先应该清楚模型的结构，然后确定建模方法 在建模过程中，要灵活应用模型编辑和修改工具，不断完善设计内容。虽然圆锥圆柱齿轮减速器零件较多，但多为回转类零件(轴和齿轮)，建模方法比较简单。利用旋转（Revolve）建模法，然后根据需要作

24、必要的拉伸（Extrude）、剪切（Cut）或孔（Hole）的处理，就可以得到所需的零件三维模型 建模后，应为每个零件指定正确的颜色和材质，否则所有的模型缺乏真实感，也不容易区分，另外为了看清内部的运动过程，将缸体颜色设为半透明。当所有零件完成后，可以开始零件装配设计。零件装配设计就是依照一定的顺序把满足特定关系的元件装配成组件的过程。由于要进行机构的仿真，则在装配成组件的过程。由于要进行机构的仿真，则在装配成组件的过程中需要考虑组件运动的自由度。四、参考文献1 史新民.基于功能设计的减速器设计M. 常州信息职业技术学院学报.2006.2 周明衡.减速器选用手册M. 化学工业出版社.2002.

25、3 徐 灏新编机械设计手册(第5卷)M北京：机械工业出版社.19954 朱孝录. 机械传动设计手册M. 电子工业出版社.2007.5 张 展齿轮减速器的现状及发展趋J水利电力机械.2001年第23卷.第58页.6 王秀山，杨建国，郭前建，童恒超. 双级圆柱齿轮减速器虚拟样机建造研究J. 南京航空航天大学学报. 2005年11月.第37卷增刊.7 刘文生，闪雳，张智. 基于ProTOOLKIT的齿轮减速器的三维参数化设计J.武汉工业学院. 2007年09月.第29卷第9期.8 杨明忠, 朱家诚. 机械设计M 武汉: 武汉理工大学出版社 2001.9 Breeds, A.R. et al 1993

26、. Wear Behavior of Acetal Gear Pairs. Wear 166: 85-91.10 秦福建. 平面二次包络环面蜗杆减速器的传动原理及发展趋势J.甘肃冶金. 2004年9月.第26卷第3期.11 徐灏主编新编机械设计手册(第5卷)M北京：机械工业出版社，199512 关维娟许峰陈清华. 基于Matlab的单级圆柱齿轮减速器优化设计J.安徽理工大学.2007年9月.第9期.导师评语：本文围绕毕业选题内容，在查阅相关文献的基础上，对减速器的现状与新技术进行了概括和论述，对减速器的先进设计方法与技术进行了分析和总结。综述思路需比较清楚，内容比较全面，对完成毕业设计具有参考

27、价值。签字： 2008 年 12 月 24 日嘉兴学院毕业设计开题报告题目： 圆锥圆柱齿轮减速器的三维设计与有限元分析 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械052 学生姓名： 刘洋 一、选题的背景、意义减速器是原动机与工作机之间最重要的一种独立的减速机械传动装置，能降低原动机转速或增大扭矩，是一种被广泛应用在工矿企业及运输、建筑等部门中的机械部件，其设计过程几乎涉及机械设计的各个方面，如结构设计、动力学设计、标准件选型设计、润滑与密封设计、几何参数设计、强度设计等。随着科学技术和国民经济的发展，对减速器的需求越来越大，且对综合质量提出了更高的要求。 减速器就是减速传动装置。减速器可分为一级减

28、速器，二级减束器、多级减速器。其中常用的减速器有圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、锅杆锅轮减速器等 减速器的结构和设计参数不仅关系到传送机构的可靠性与耐久性外，对传送机构的稳定性、机动性也有重要影响。 圆锥圆柱齿轮减速器具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、质量轻、按装方便外型美观、传动平稳、噪声小等优点。主要应用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置 。二、相关研究的最新成果及动态 (一)用新型齿型 减速器的运动精度，寿命等与齿形有着密切关系，常用的渐开线齿形已常常不能满足要求，使用新齿形则是一个好的改进途径，德国对Caver型蜗轮减速器进行了改进，使轮齿齿形面内凹而增大接触面积，从而

29、使接触应力减小，这种改进还加强了齿根厚，提高了弯曲强度并使油温降低了lOC。北京谐波传动技术研究所使用25。齿形角，使谐波减速器的性能比原来使用200和300齿形角时的性能有所提高。西北工大等研制的摆线谐波减速器比渐开线谐波减速器在抗摩擦性能上有较大改善，更适用于精密传动，另外，还有更多的齿形在研究中。如球面齿轮，LOGIC齿轮等。其中的LOGIC齿轮与渐开线齿轮比，承载能力可提高3倍，是一种极有前途的新齿形。（二）采用新设计方法和设计理论由于减速器的设计十分复杂，工作量很大，采用计算机辅助设计已带来了明显的好处，例如，我国六五期间进行的减速器优化设计的项目已取得了显著的效益我国七五期间对CA

30、D及仿真技术的推广也对加强减速器的外形设计，系统设计及动力学设计等方面起到了积极的作用。同时，可靠性，动力学等理论己越来越多的应用在减速器的设计中.（三）应用新型材料使用新型材料，特别是复合材料，可以有效的减轻减速器的自重，并使之具有一些特殊性能，如耐磨，耐腐蚀，绝缘等，由此可适用于一些特种用途机器人，目前，国内外在这方面的研究刚刚起步。尽管已有很多种减速器，但没有一种能在各种应用塌合下满足机器人的各种要求。因而，每年都会产生很多关于新型减速器的专利。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标研究内容：减速器的设计计算，减速器的二维装配图和零件图绘制，减速器的三维装

31、配图和零件图，减速器典型零件的有限元分析。研究方法：减速器的设计可采用模块化设计，模块化设计是标准化、组合化设计，它不是面向某一具体新产品，而是面向具有相似功能系统的相邻新产品系统，精心设计出多种模块，用巧妙、灵活多变的方式组合出多样化的产品 将模块化设计方法运用于减速器，不但可以简化新产品的结构设计和制造、缩短新产品研制周期，而且可极大丰富新产品的规格和品种。减速器模块化系统设计过程：1.明确设计目标2.分析功能、建立功能设计模块3.参数确定及优化、确定生产模块4.基型设计5.扩展性设计6.最终方案。技术路线：1确定减速器动力学参数 ：包含工况（工作机和原动机类型）以及各级传动效率的确定；减

32、速器形式（展开式、同轴式、分流式）的先择；电动机的选择；计算减速器各级传动动力学参数（传动比、传动功率、传动扭矩以及转速）。2各级齿轮传动设计计算（按从高速到低速的顺序） ；选定具体类型、精度等级、材料、热处理方法及齿面硬度、小齿轮参数、螺旋角；按齿面接触强度和齿根弯曲强度 ；确定齿轮参数和几何尺寸；齿轮上的作用力分析。3减速器箱体模块设计 ：减速器箱体的主要作用是保持传动件正确的相对位置，承受载荷。箱体设计的合理与否，是保证传动正确、运转平稳、润滑充分的必要条件。经分析比较，箱体的形状主要取决于中心距和传动比，在具体设计时可以采用一种基本箱体模块。4轴的模块设计:在不同传动比情况下,应尽量选

33、用结构尺寸相同的轴,即使各轴的其它尺寸不同,安装轴承的轴段的直径和长度也应尽量取相同值,以便于轴承、端盖、密封等模块的通用化。5完成基型结构装配图：结构设计完成后，要进行强度校核，如强度、刚度均满足要求，刚结构参数就基本可以确定，由此可完成装配图的绘制。6使用CAD软件画出圆锥齿轮、圆柱齿轮、齿轮轴、轴承、箱体等零件图及装配图，精确标出各零件的尺寸（国家标准） 7完成减速器的三维立体造型 8. 完成典型零件的有限元分析难点是理解各设计问题之间在逻辑上的相互关系。达到的目标: 完成一篇高质量的正规论文。四、论文详细工作进度和安排1、2008年11月2009年1月：完成文献综述、外文翻译、开题报告

34、。2、2009年2月2008年3月： 完成毕业实习和设计计算。3、2009年4月2009年5月：完成三维设计、图纸绘制、说明书编制，整理毕业设计材料。4、2009年6月：毕业设计答辩。五、主要参考文献1 朱龙根.机械设计M.北京: 机械工业出版社 20062 朱龙根.简明机械零件设计手册M北京: 机械工业出版社 20053 史新民.基于功能设计的减速器设计J.常州信息职业技术学院学报 20064 杨明忠, 朱家诚.机械设计.M武汉: 武汉理工大学出版社 20015 牟志忠,朱文予.机械可靠性设计M. 北京: 机械工业出版社 19936 邵芝梅,孙健华.基于PRO/E的齿轮减速器三维造型设计及机

35、构仿真J.黑龙江:黑龙江科技学院 20067 余俊.现代设计方法及应用M.北京:中国标准出版社.19928 机械工程标准手册编委会编.机械工程标准手册:齿轮传动卷M. 北京:中国标准出版社 20029 刘鹄然. 内圆柱圆锥齿轮传动及其在锥差式减速器中的应用J. 长沙铁道学. 1999年. 第13卷第1期.10 郝聪颖,李立新. TK-701 C/D减速箱齿轮组件国产化设计J. 石化技术 .2005年. 第12卷第1期11 General Design Principles, Bulletin E-80920-2, E.I. DuPont DeNemours and Co., Wilmingto

36、n, DE.指导教师审核意见：本文围绕毕业选题内容，在查阅相关文献的基础上，对减速器的历史、现状与发展趋势、相关研究的最新成果及动态进行了论述，对运用先进设计手段进行减速器的结构设计提出了自己的见解，并对进一步的发展方向做出预测。综述思路清楚，内容比较全面，对完成毕业设计具有参考价值。 签字： 2008 年 12 月 24 日专业意见： 签字： 年 月 日学院意见： 签字： 年 月 日嘉兴学院毕业论文（设计）外文翻译题目（外文）： A Guide to Plastic Gearing 题目（中文）：塑料齿轮指南 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械052 学生姓名： 刘洋 一、外文摘要及关键

37、词Plastic gears have positioned themselves as serious alternatives to traditional metal gears in a wide variety of applications. The use of plastic gears has expanded from low power, precision motion transmission into more demanding power transmission applications. As designers push the limits of acc

38、eptable plastic gear applications, more is learned about the behavior of plastics in gearing and how to take advantage of their unique characteristics.二、中文摘要及关键词塑料齿轮被定位为传统金属齿轮的代替品来应用在各种领域中。它的应用已经从低功耗，高精度运动传递扩大到更多的电力传输应用中。作为设计师，不仅仅是知道塑料齿轮的应用，更多的是了解的它的原理，以及知道如何利用其独特的特点。三、外文正文见附录四、译文正文 塑料齿轮指南塑料齿轮被定位为传统

39、金属齿轮的代替品来应用在各种领域中。它的应用已经从低功耗，高精度运动传递扩大到更多的电力传输应用中。作为设计师，不仅仅是知道塑料齿轮的应用，更多的是了解的它的原理，以及知道如何利用其独特的特点。相对金属齿轮，塑料齿轮有着众多的优势。它们重量轻，惯性低，并且运行噪音比金属齿轮小。塑料齿轮常常不需要润滑，但也可以在一些内部复杂的机构添加润滑油，例如，聚四氟乙烯、硅。通常塑料齿的单位成本比金属齿轮低，可目的是将其他功能的需要综合起来（部分合并）。就是在一些腐蚀环境下也能有抗腐蚀的能力。首先热塑性齿轮是尼龙齿轮和缩醛齿轮在低载荷下低速运行。由于使用热塑性齿轮的优点日新月异，并且可以使用更高性能的材料，

40、所以设计师开始在更严格的环境中使用塑料齿轮。材料的增加和内部润滑剂添加到这些材料扩大了它使用环境。因为缺乏建立承载和磨损性能数据阻碍了齿轮使用热塑性材料，但可以把简单的金属齿轮的齿轮/材料性能数据和塑料齿轮共用。金属齿轮统计的数据，是通过数次成功应用收集的，并使齿轮设计师充分了解了它的属性，热塑性作为齿轮材料的新成员还没足够的时间来汇编全面的额定负荷数据，以及它独有的机械性和热塑性塑料的热性能都阻碍了那些想从现成资料得到突破的人的脚步。然而，有一些准则可供估算使用热塑性材料齿轮技术的可行性。这些技术大部分在金属齿轮原先制定的方程的基础上得到了发展，可是热塑性材料还有一些独特的的性质没有被考虑到

41、。这本小册子就是将试图告诉读者一些使用这些方程和技术时必须考虑的重要点，以评估热塑性齿轮。重点是在基本齿轮上，但是设计的基本点也可以推广到其他类型的齿轮。齿轮的类型和安排有许多不同类型的齿轮，它们可以以最容易的方式归类，齿轮轴相交的情况分类。如果齿轮必须做平行于轴运动，那么可以使用正齿轮或螺旋齿轮。如果轴相交变成直角，那么通常使用锥齿轮和蜗杆齿轮。如果轴交错并且不平行，那么就不用螺旋齿轮和蜗杆齿轮，改使用锥齿轮和准双曲面齿轮。最常见的塑料齿轮有正齿轮，螺旋齿轮和蜗杆齿轮，但其他类型的齿轮可以因需要使用。一个齿轮不能工作，必须使用一对才能工作。当一对齿轮的两个齿啮合，轮换的一个齿轮就可以带动其他

42、齿轮旋转。如果这两个齿轮有不同的直径，较小的一个（被称为小齿轮）就会比较大的一个（被称为大齿轮）运转的更快和具有更低的旋转力。正齿轮在形状上是圆柱形的，与侧翼的齿轮平行齿轮轴。如果齿的齿轮点远离轴，齿轮是外部正齿轮（图1）。如果齿轮点对着轴上，齿轮是一个内部正齿轮（图2）正齿轮相对设计简单并且容易制造。只有强加齿轮径向载荷的轴承，按收集的各种中心距离，才能使它们相对简单的安装。多数的设计者使用20压力角，使用22 1/2和25的也很普遍。压力角20度以上能提供更高的承载能力，但不利运行顺利和噪音小。 （ 图1 ） （ 图2 ）螺旋齿轮类似正齿轮，但齿轮齿侧翼正是一个有角度的轴齿轮（图3）。事实

43、上，正齿轮是螺旋齿轮齿轮齿角度为零的一种特殊情况。只有在同时有高速、高负荷参与时螺旋齿轮才能运动。单螺旋齿轮都强加有径向负荷和推力负荷，因而不能简单安装，但他们往往比直齿圆柱齿轮运行更安静、更流畅。螺旋齿轮的斜齿往往被安装在同一轴这样消除了推力负荷。这被称为双螺旋齿轮（图4）。 （ 图3 ） （ 图4 ）锥齿轮的形状为圆锥体，轮齿厚度和高度均为锥形渐缩。轮齿一端大一端小。轮齿的规格以大端为准，强度计算以轮齿中端为准。锥齿轮最简单的形式是直齿锥齿轮（图5）。这种齿轮一般相互呈90角交错，但几乎可以在所有角度下工作。这些齿轮相互施加推力和径向负荷，所以必须精密安装以保证正常工作。虽然塑性锥齿轮并不

44、多见，但设计者已经开始研究它们的用途。其他类型的锥齿轮还有弧齿锥齿轮和零度弧齿锥齿轮 （ 图5 ） 端面齿轮是一种特殊类型的齿轮，它的轮齿直接切割在它的轮面上（图6）。端面齿轮朝向均为齿轮的轴心。端面齿轮一般和正齿轮或斜齿轮一起配合。和锥齿轮一样，两个齿轮必须以90轴间角相互交错。（ 图6 ）有三种齿轮一般被归类为蜗轮齿轮。涡轮齿轮可以按非相交、非并行轴线装配在一起；但一般更多的是按非相交，90轴间角装配。涡轮的特点是其中一只部件具有螺纹，该部件被称作蜗杆（图7）。与其配合的齿轮被称作涡轮。一般情况都会用一个塑料斜齿轮把塑料传动齿轮与金属（也有塑料）涡轮连接在一起.这种配置也叫做非环面涡轮或者

45、相交螺旋齿轮。相交螺旋齿轮安装在轴上，并且彼此不相交或者互相成一个角度（通常是90度）。相交螺旋齿轮会在他们的承载轴上产生径向负载和推力负载。 （ 图7 ）即使中心距或者轴倾角有些许改变，也不会对齿轮的准确性有损伤。所以这是比较简单的安装方式。但是，相交螺旋齿轮只是一个点接触，不能承受很大的负载。然而，如果齿轮能耐磨一段时间而不出现问题，点接触就会变成线接触，这就跟单个的环面涡轮相似了，能承受的负载也随之增加，这也是为什么用塑料斜齿轮连接金属齿轮的原因之一了。当斜齿轮开始磨损，最后就会变成涡轮。另外一个使用塑料涡轮或者斜齿轮与金属涡轮 的原因是，塑料齿轮能减少热效应，正常情况下，塑料涡轮不会因为机构产生的热效应而不能工作。 真蜗轮集被称为单包或双包络环面蜗杆齿轮,