買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985I工件步進輸送機設(shè)計摘要工件步進輸送機用于間歇地輸送工件，到達預(yù)定位置。傳統(tǒng)輸送機通過電動機采用普通減速器多級變速實現(xiàn)，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸大。為了使裝置結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，本文完成了采用行星減速器為傳動系的步進輸送機的設(shè)計與研究。本文對工件步進輸送機的研究要點如下：（1） 介紹了現(xiàn)有工件輸送機的類型、發(fā)展趨勢和研究本課題的目的、意義，分析了輸送機國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。（2） 在完成對工作機構(gòu)的設(shè)計、確定電動機的類型的情況下，建立了兩種傳動系減速方案，通過方案對比，擇優(yōu)選擇出采用行星齒輪減速器的步進輸送機傳動方案，并對此方案的可行性進行了分析。（3） 進行了工件步進輸送機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，重點設(shè)計了行星齒輪減速器總體及部分零件的結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)繪制了關(guān)鍵零件的工作圖。（4） 同時運用計算機輔助軟件對工作機構(gòu)及傳動系進行運動仿真分析，為進一步改進傳動結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：工件步進輸送機 電動機 行星齒輪減速器 設(shè)計 仿真買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985IIWorkpiece stepping conveyor designAbstractWorkpiece stepping conveyor used intermittently transportation workpiece, arrived at the scheduled position. Traditional conveyor by using common reducer multistage variable speed motors, transmission device structure size realization. In order to achieve high transmission efficiency, we completed a planetary reducer for transmission by the workpiece stepping conveyor design and research.This article on the stepping conveyor research points as follows:(1) Introduces existing workpiece, the types of belt conveyor development trend, and study of this subject, analyzes the purpose and significance of the research situation at home and abroad.(2) After finishing the design of working mechanism and determine the type of situation motor, set up two kinds of transmission deceleration scheme, through the scheme contrast, technical selected the planet gear reducer stepping conveyor transmission scheme, and the feasibility of this plan are analyzed.(3) Underwent workpiece stepping conveyor the overall structure design, focusing on the planet gear reducer design of the structure of overall and parts, and detailed the key parts mapped the working drawing.(4) At the same time using computer-aided software to work institutions and drivetrain motion simulation analysis, for further improved transmission structure provides theory basis.Keywords: workpiece stepping conveyor; motor ;planetary gear reducer ;design; simulation買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985III目錄1. 緒論 ....................................................................11.1 引言 .................................................................11.1.1 輸送機的類型及特性介紹 .............................................11.1.2 工件步進輸送機的工作原理 ...........................................21.1.3 輸送機的發(fā)展趨勢 ...................................................31.2 研究的目的和意義 .......................................................31.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .........................................................41.4 主要研究內(nèi)容 ...........................................................41.4.1 課題任務(wù) ...........................................................41.4.2 課題所要完成的主要工作 .............................................52. 步進輸送機方案設(shè)計 ....................................................62.1 工作機構(gòu)的設(shè)計與分析 ...................................................62.1.1 工作機構(gòu)型式的選擇 .................................................62.1.2 設(shè)計機構(gòu)的具體尺寸 .................................................62.1.3 機構(gòu)的速度分析 .....................................................82.2 選擇電動機 .............................................................92.2.1 選擇電動機的類型 ...................................................92.2.2 選擇電動機的容量 ...................................................92.3 傳動方案的對比分析及優(yōu)選 ..............................................102.3.1 選擇傳動形式 ......................................................102.3.2 兩種傳動方案對比分析及優(yōu)選 ........................................103. 行星齒輪減速器性能參數(shù)設(shè)計 ..........................................123.1 行星傳動的齒數(shù)分配 ....................................................123.2 閉式圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 ............................................123.2.1 高速級計算 ........................................................123.2.2 幾何尺寸計算 ......................................................133.2.3 驗算齒根彎曲強度（a-c 輪） ........................................143.2.4 齒輪的圓周速度 ....................................................14買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985IV3.3 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計及校核 ................................................143.3.1 高速軸設(shè)計 ........................................................143.3.2 行星輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................................173.3.3 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 ....................................................183.4 滾動軸承的選擇與校核 ..................................................183.4.1 確定軸承型號 ......................................................183.4.2 根據(jù)壽命校核 ......................................................183.5 減速器其他主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..........................................183.5.1 內(nèi)齒圈浮動 ........................................................183.5.2 行星架結(jié)構(gòu) ........................................................184. 工件步進輸送機總體設(shè)計 ..............................................205. 減速器傳動零件的三維設(shè)計及運動仿真 ................................215.1 減速器傳動零件實體造型 ................................................215.1.1 高速軸實體設(shè)計（圖 5.1.1） ........................................215.1.2 行星輪實體設(shè)計（圖 5.1.2） ........................................215.1.3 行星架實體設(shè)計（圖 5.1.3） ........................................215.1.4 內(nèi)齒輪 b 實體設(shè)計（圖 5.1.4） ......................................215.1.5 內(nèi)齒輪 e 實體設(shè)計（圖 5.1.5） ......................................225.1.6 齒輪聯(lián)軸器實體設(shè)計(圖 5.1.6) ......................................225.1.7 低速軸實體設(shè)計（圖 5.1.7） ........................................225.2 傳動零件、四桿機構(gòu)裝配 ................................................225.3 運動仿真及分析 ........................................................235.3.1 設(shè)置運動環(huán)境 ......................................................235.3.2 進行運動仿真 ......................................................255.3.3 獲取分析結(jié)果 ......................................................255.3.4 分析運動仿真結(jié)果，驗證輸入/輸出值與計算值是否吻合 .................27結(jié)語 .......................................................................29參考文獻 ..................................................................30致謝 .......................................................................31買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 119709851買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 119709852買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098531.緒論1.1 引言隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國傳送裝置制造行業(yè)有了長足的進步。傳送裝置的成套性，自動化程度，定位精度和整體質(zhì)量都明顯提高，其應(yīng)用范圍正逐步擴大。輸送機是在一定線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。它可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力達，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。工件步進輸送機用于間歇地輸送工件，到達預(yù)定位置。工件步進輸送機一般來說應(yīng)具有電動機、聯(lián)軸器、減速器、工作機構(gòu)、滑架、推爪、輥道和機架等部分，其中減速器是工件步進輸送機最關(guān)鍵的傳動裝置之一。它在傳送工件的過程中不僅擔(dān)負(fù)著減速及增加轉(zhuǎn)矩的功能，同時也降低了負(fù)載的慣量，是步進式輸送機的核心部件之一。1.1.1 輸送機的類型及特性介紹一 輸送機一般按有無牽引件來進行分類：（1）具有牽引件的輸送機一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩； 承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟?，以保證輸送機正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸送機的結(jié)構(gòu)特點是：被運送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。這類的輸送機種類繁多，主要有帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、 自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機、埋刮板輸送機、斗式輸送機、懸掛輸送機和架空索道等。 （2）沒有牽引件的輸送機的結(jié)構(gòu)組成各不相同， 用來輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運動或往復(fù)運動，或利用介質(zhì)在管 買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 119709854道中的流動使物料向前輸送。例如，輥子輸送機的工作構(gòu)件為一系列輥子，輥子 作旋轉(zhuǎn)運動以輸送物料；螺旋輸送機的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運 動以沿料槽推送物料；振動輸送機的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運動以輸送置 于其中的物料等。二．輸送機械按使用的用途分可以分為:（1）帶式輸送機由驅(qū)動裝置拉緊裝置輸送帶中部構(gòu)架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有 節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。 在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。 （2）螺旋輸送機俗稱絞龍，適用于顆?；蚍蹱钗锪系乃捷斔停瑑A斜輸送，垂直輸送等形式。輸送距離根據(jù)畸形不同而不同，一般從 2 米到 70 米 [1]。 輸送原理：旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進行螺旋輸送機輸送。使物料不與 螺旋輸送機葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機機殼對物料的摩擦阻力。結(jié)構(gòu)特點：螺旋輸送機旋轉(zhuǎn)軸上焊有螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機的螺旋軸在物料運動 方向的終端有止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機長較長時，應(yīng)加中間吊掛軸承。雙螺旋輸送機就是有兩根分別焊有旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送機。說白了，就是把兩個螺旋輸送機有機的結(jié)合在一起，組成一臺螺旋輸送機。 螺旋輸送機旋轉(zhuǎn)軸的旋向，決定了物料的輸送方向，但一般螺旋輸送機在設(shè)計時都是按照單項輸送來設(shè)計旋轉(zhuǎn)葉片的。當(dāng)反向輸送時，會大大降低輸送機的 使用壽命。 （3）斗式提升機 利用均勻固接于無端牽引構(gòu)件上的一系列料斗，豎向提升物料的連續(xù)輸送機械。斗式提升機具有輸送量大，提升高度高，運行平穩(wěn)可靠，壽命長顯著優(yōu)點，本提升機適于輸送粉狀，粒狀及小塊狀的無磨琢性及磨琢性小的物料，如：煤、 水泥、石塊、砂、粘土、礦石等，由于提升機的牽引機構(gòu)是環(huán)行鏈條，因此允許輸送溫度較高的材料(物料溫度不超過 250℃)。一般輸送高度最高可達 40 米。1.1.2 工件步進輸送機的工作原理步進式工件輸送機用于間歇的傳送工件，如圖 1.1 所示，電動機通過傳動裝置、買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 119709855工作機構(gòu)驅(qū)動滑架往復(fù)移動。工作行程時，滑架上的推爪推動工件前移一個步長，當(dāng)滑架返回時，由于推爪與軸間裝有扭簧，因此推爪從工件底面滑過，工件保持不動。當(dāng)滑架再次向前推進是，推爪已復(fù)位，并推動新的工件前移，前方推爪也推動前一工位的工件前移。圖 1.1 工件步進輸送機傳統(tǒng)輸送機通過電動機采用普通減速器多級變速實現(xiàn)，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸大。由此可設(shè)想設(shè)計一套采用行星減速器為傳動系的工件步進輸送機。1.1.3 輸送機的發(fā)展趨勢（1） 繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達 440 公里以上。帶式輸送機的單機長度已近 15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的"帶式輸送道" 。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結(jié)構(gòu)。（2） 擴大輸送機的使用范圍。 發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團、粘性的物料的輸送機。（3） 使輸送機的構(gòu)造滿足物料搬運系統(tǒng)自動化控制對單機提出的要求。 如郵局 所用的自動分揀包裹的小車式輸送機應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。（4） 降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個重要方面。已將 1 噸物料輸送 1 公里所消耗的能量作為輸送機選型的重要指標(biāo)之一。（5） 減少各種輸送機在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098561.2 研究的目的和意義通過對研究本課題，不僅可以使我對工件輸送機總體結(jié)構(gòu)有宏觀把握，而且對行星傳動減速器有了深入的了解，掌握其工作原理，提高自己對機械設(shè)計的了解，在設(shè)計的過程中我肯定會遇到大量的問題。如減速器的結(jié)構(gòu)問題，中間的大量的數(shù)據(jù)計算，不過我會通過查閱資料或詢問老師來解決，提高自己解決困難的能力。而且了解其優(yōu)點，在自己的設(shè)計工作中充分地發(fā)揮其優(yōu)點，把其缺點降低到最低的限度，從而設(shè)計出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動裝置。這次畢業(yè)設(shè)計一定會對我今后的學(xué)習(xí)工作起到巨大的作用。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀步進式輸送機其核心部分之一就是減速器，傳統(tǒng)輸送機通過電動機采用普通減速器多級變速實現(xiàn)，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸大，若采用行星齒輪減速器，則可使輸送機結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。因此對行星減速器的研究是設(shè)計步進輸送機的關(guān)鍵。行星齒輪傳動在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自 20 世紀(jì) 60 年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設(shè)計理論方面，還是在試制和應(yīng)用實踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。近 20 多年來，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的進步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達國家引進了大量先進的機械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過我國機械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時俱進，開拓創(chuàng)新地努力奮進，使我國的行星傳動技術(shù)有了迅速的發(fā)展。世界上一些工業(yè)發(fā)達國家，如日本、德國、英國、美國和俄羅斯等，對行星齒輪傳動的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動性能，傳動功率、轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星傳動技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動、行星齒輪變速傳動和微型行星齒輪傳動等早已在現(xiàn)代化的機械傳動設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。1.4 主要研究內(nèi)容1.4.1 課題任務(wù)工件步進輸送機用于間歇地輸送工件，到達預(yù)定位置。傳統(tǒng)輸送機通過電動機采用普通減速器多級變速實現(xiàn)，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸大。 主要任務(wù)：設(shè)計一套采用行星減速器為傳動系的工件步進輸送機。 主要參數(shù)：工件輸送時滑架受到的工作阻力 Fr=2800N，滑架寬度為 250mm，高買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 119709857度 H=800~1000mm，步長 S=370mm，往復(fù)次數(shù) N=40/min，行程速比系數(shù) K=1.2，四桿機構(gòu)擺角 φ=45°，最小傳動角 rmin ≥40°，工作機構(gòu)效率為 0.95。1.4.2 課題所要完成的主要工作（1） 完成總體方案設(shè)計；（2） 動力傳動部分減速器設(shè)計；（3） 步進輸送機總圖設(shè)計；（4） 減速器主要零件三維造型；（5） 通過計算機輔助分析軟件進行運動仿真分析。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098582. 步進輸送機方案設(shè)計2.1 工作機構(gòu)的設(shè)計與分析該步進輸送機通過工作機構(gòu)驅(qū)動滑架往復(fù)移動，要求工作機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便，成本較低。2.1.1 工作機構(gòu)型式的選擇主要機構(gòu)確定為曲柄搖桿機構(gòu)，如圖 2.1.1 所示。其中曲柄 1 連接的是減速器的輸出軸，作整周回轉(zhuǎn)，搖桿 3 做擺動控制推爪水平運動。該機構(gòu)的優(yōu)缺點：運動副都是低副，因此運動副元素都是面接觸，壓強較小，可承受較大的載荷，有利于潤滑，故磨損較??；此外，運動副元素的幾何形狀都比較簡單，便于加工制造；易獲得較高的精度，還可以改變各構(gòu)件的相對長度使從動件得到不同的運動規(guī)律。缺點是傳遞路線較長，易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時也使機械效率降低，不利于高速運動。圖 2.1.1 曲柄搖桿機構(gòu)2.1.2 設(shè)計機構(gòu)的具體尺寸已知行程速比系數(shù) K=1.2，則可用圖解法求各桿長，如圖 2.1.2（1）所示。由步長 F1F2 =370mm，擺角 φ=45°，令 CD=0.6DE，由三角形幾何關(guān)系可求得CD=290mm， DE=483.43mm，EF=0.2DE=96.69mm 。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 119709859又極位夾角 θ=180°*（K-1）/（K+1）=180°*（1.2-1）/（1.2+1）=16.4在 AUTO cad 上用圖解法可確定鉸鏈 A 在三角形 C1C2M 的外接圓上，再令鉸鏈A 與 D 的垂直高度 h=150mm，則 A 點位置可確定。由此可得曲柄 AB=（AC 1-AC2）/2=99.65連桿 BC=（AC 1+AC2）/2=317.31將各桿長度圓整后得：AB=100mmBC=317mmCD=290mmDE=483mmEF=97mm 圖 2.1.2（1）機構(gòu)運動簡圖因鉸鏈 A 的高度為自己確定，則需驗證最小傳動角是否滿足題意，如圖買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985102.1.2（2）所示，在 AUTOcad 上作圖，當(dāng) A、B、D 三點共線時，此機構(gòu)傳動角最小。經(jīng)驗證，∠DCB=43°＞40 °，滿足要求。曲柄隨減速器輸出軸作勻速圓周運動，驅(qū)動連桿，搖桿以固定鉸鏈為圓心，自由端運動至右極限位置，輸送爪將工件送至待加工位置，搖桿再向左運動至左極限位置，成為一個工作循環(huán)，機構(gòu)可在預(yù)定時間將工件送至待加工位置?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件，工作可靠，此外結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，成本低，效率較高。圖 2.1.2（2）機構(gòu)運動簡圖2.1.3 機構(gòu)的速度分析由往復(fù)次數(shù) N 及步長可求得工件平均速度 v0=370 2/（60/40）=493.33mm/s?由速度矢量圖可知搖桿運動到豎直位置時 vE=v0=493.33mm/s，則買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098511vc=0.6vE=296mm/s又 vB=vc+vBC，用圖解法作速度矢量圖，如圖 2.1.3 所示，得 vB=296.43mm/s又 vB=rAB ω 得曲柄 AB 的轉(zhuǎn)速 ω=2.975rad/s ?則減速器輸出軸轉(zhuǎn)速 n 出 =ω/2π=0.474r/s=28.42r/min。圖 2.1.3 速度矢量圖2.2 選擇電動機2.2.1 選擇電動機的類型按工作要求和條件，選用三相籠形異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 型。2.2.2 選擇電動機的容量電動機所需工作功率 Pd=Pw/η 總Pw=Fv/1000 則 Pd=Fv/（1000η 總 ）= Fv/（η 1η2）其中 η1 為工作機構(gòu)效率 0.95，η 2 為減速器效率 0.8則 Pd=（2800×0.4933）/（1000 0.95 0.8）=1.82Kw?查《機械設(shè)計簡明手冊》表 10-8 可選擇電動機型號為 Y112M-6，額定功率為2.2Kw，轉(zhuǎn)速 940r/min電動機主要外形和安裝尺寸如圖 2.2.2 所示。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098512圖 2.2.2 Y112M-6 型電動機2.3 傳動方案的對比分析及優(yōu)選2.3.1 選擇傳動形式由電動機輸入軸轉(zhuǎn)速 n 入 =940r/min，n 出 =28.42r/min則總傳動比 i=n 入 /n 出 =940/28.42=33.03根據(jù)此傳動比，查《機械設(shè)計簡明手冊》可選用二級展開式圓柱齒輪減速器，如圖 2.3.1（1）所示，其傳動比范圍 i=8～60。圖 2.3.1（1）二級展開式圓柱齒輪減速器運動簡圖此外，我們可以查《漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造》表 1-1，選擇 NGWN 型齒輪減速器，其傳動簡圖如圖 2.3.1（2）所示。其中 c、d 為行星輪，a 、b、e 為太陽輪，其傳動比范圍 i=20～ 100.買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985132.3.1（2）3K 行星齒輪減速器傳動簡圖2.3.2 兩種傳動方案對比分析及優(yōu)選二級圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單，高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭矩變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分的互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。用于載荷比較平衡的場合。缺點是齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度；此外，高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒，制造安裝較復(fù)雜。NGWN 型行星減速器的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，三點對稱，受力均衡，傳動效率高，具有功率分流和動軸線的運動特性，由于在中心輪的周圍均勻分布著數(shù)個行星輪來共同分擔(dān)載荷，故使得每個齒輪所承受的負(fù)荷較小，所以可以采用較小的模數(shù)，從而縮小了其外廓尺寸，使其結(jié)構(gòu)緊湊。行星齒輪傳動運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動能力的能力較強，延長了使用壽命，對維護保養(yǎng)的要求也大大降低了。綜上所述，行星齒輪傳動與普通定軸齒輪傳動相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動比大、承載能力大以及傳動平穩(wěn)和傳動效率高等優(yōu)點，故確定傳動形式為 3K 型行星傳動結(jié)構(gòu)。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985143. 行星齒輪減速器性能參數(shù)設(shè)計3.1 行星傳動的齒數(shù)分配確定輪系類型為 3K 型，由 =33.03，取行星輪個數(shù) =3。baei pn（1）查《行星差動傳動裝置》表 3-2，選取 =72，e=3。bz（2）分配傳動比 561.03i 61.2.ezibHeabaHe????（3）計算各齒輪齒數(shù)（為 =3 的倍數(shù)） ，81572izbaH?pn2167ezcdbec???買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098515（4）驗算傳動比 03.6.5217618/72zz1i dbceabbae ?????????? ）） （（）） （（（5）檢驗鄰接條件由 ，查表 2-4 滿足鄰接條件。14.326z51872idebaH???及此外，由總傳動比 i=33.03，查《機械設(shè)計手冊》表 17.2-9，選擇不需要變位的一組，可得各輪齒數(shù) za=18，zb=72 ，zc=27，zd=21， ze=66 同樣可得相同的結(jié)果。3.2 閉式圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算3.2.1 高速級計算按接觸強度初算 a-c 傳動的中心距和模數(shù)。輸入轉(zhuǎn)矩 T 入 =9550P/n 入 =9550 2.2/940=22.35N m??設(shè)載荷不均與系數(shù) Kc=2（ e 輪浮動，查《機械設(shè)計手冊》表 17.2-17）在一對 a-c 傳動中，小輪（太陽輪）傳遞的轉(zhuǎn)矩 Ta=Kc T 入 /nw=2 22.35/3=14.9N?m，其中 nw=3 為行星輪個數(shù)。?查《機械設(shè)計手冊》表 17.2-31 得接觸強度使用的綜合系數(shù) K=3齒數(shù)比 u=zc/za=27/18=1.5太陽輪和行星輪材料用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度 56~60HRC查《機械設(shè)計簡明手冊》圖 6-12 選取 σHlim=1300MPa，查圖 6-13 取σFlim=400MPa取齒寬系數(shù) φa=b/a=0.5按《機械設(shè)計手冊》表 23.2-20 中的公式計算中心距 m6.39105.4315.483uKT1483a 2Hlim2a ??????）（）（ ??模數(shù) mm 取 m=2mm。76.9zca??3.2.2 幾何尺寸計算按《機械設(shè)計手冊》表 13-1-16 計算。（1） a-c 輪傳動買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098516中心距 m457281z2maca???）（）（分度圓直徑 54m27zd 36d21 ???齒頂高 ha=m=2mm齒根高 hf=1.25m=1.25 2=2.5mm齒頂圓直徑 m584h2d036a2a1???齒根圓直徑 91f2f1?齒寬 b= 取 b2=25mm b1=30mm.50.4a???（2） c-b 輪傳動分度圓直徑 db=mzb=2 72=144mm齒頂高 m79.12/5.71mz/5.7*ha*hab2 ????????? ）（）（）（齒根高 hf=（h a*+c*）m=（1+0.25） 2=2.5mm?齒頂圓直徑 da2=d2-2ha2=144-2 1.79=140.42mm齒根圓直徑 df2=d2+2hf=144+2 2.5=149mm（3）d-e 輪傳動分度圓直徑 m3216zd m421z21 ?????齒頂高 ha1=m=2mm 7./5.7/5.7*h*heaaa2 ????）（）（）（齒根高 hf=（ha*+c*）m=（1+0.25） 2=2.5mm?齒頂圓直徑 da1=d1+2ha=42+2 2=46mmda2=d2-2ha2=132-2 1.77=128.46mm齒根圓直徑 m13752hd4f2f1????3.2.3 驗算齒根彎曲強度（a-c 輪）由 Mpa40 pa130FlimHlim??查《機械設(shè)計簡明手冊》表 6-23 ，取 SF=1.6買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098517??Mpa2506.14SFlim??查《機械設(shè)計簡明手冊》圖 6-7 得齒形系數(shù) YF1=3.02，YF2=2.66則 ??F1F2F121a pa1.02.365YM5840.9zbKT????????故安全。3.2.4 齒輪的圓周速度，可選用 8 級精度。s/m7.106943.106dnv?????其余各輪同理。 （驗證略）3.3 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計及校核3.3.1 高速軸設(shè)計（1）選擇材料，確定許用應(yīng)力材料選用 45 鋼，正火處理。查《機械設(shè)計簡明手冊》表 7-1，材料強度極限 ；對稱循環(huán)狀態(tài)下Mpa60B??許用應(yīng)力 。Mpa5b1???（2） 計算基本直徑 mind查《機械設(shè)計簡明手冊》表 7-11，C=110,（軸端彎矩較?。?1.3940.821nP Cd33d??入由于安裝聯(lián)軸器處有鍵槽，故軸需加大（4~5）%。則d≥13.71 1.05=14mm，粗估 d=20mm。?（3）繪制結(jié)構(gòu)簡圖（圖 3.4.1）買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098518圖 3.4.1 軸的結(jié)構(gòu)簡圖（4）確定各軸段直徑1 段：d 1= 20mm，估算。?2 段：d 2= 18mm，退刀槽 2 1mm。?3 段：d 3= 20mm，與深溝球軸承配合。4、8 段：d 4= 18mm，同 2 段。?5 段：d 5= 25mm，軸向定位深溝球軸承。6 段：d 6= 40mm，因小齒輪 da 2d，故做成齒輪軸。?7 段：d 7= 25mm，同 5 段。?9 段：d 9= 20mm，與深溝球軸承配合，同 3 段。（5）確定軸上各軸段長度1 段：l 1=70mm，與聯(lián)軸器 TL4 相連，長度大于 52mm。2、4、8 段：l 2=2mm，退刀槽寬度。3 段：l 3=30mm，兩個深溝球軸承寬度和套筒長度之和。5 段：l 5=5mm，軸向定位深溝球軸承。6 段：l 6=30mm，小齒輪齒寬。7 段：l 7=35mm，大于內(nèi)齒輪齒寬。9 段：l 9=35mm，大于兩軸承寬度及套筒長度?？傒S長 L=l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7=213mm。各軸段直徑、長度確定后，即軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計完成。是否能用，還需要校核危險截面，最后做結(jié)論。主要是據(jù)設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸，按彎扭組合強度校核。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098519（6）校核軸的強度a. 輸入軸上的扭矩 mN5.189402.5nP90Td???入入軸的受力分析如圖 3.4.1（a）所示圖 3.4.1 軸的校核分析圖對齒輪軸，圓周力 N10283618.52dTFt ???入徑向力 740tantanr????垂直面支反力 N1.269.3F18BVrAr ????買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098520水平面支反力 N3.74.29108F3BHtAt ????b.求危險截面彎矩，并繪制彎矩圖（3.4.1（b） （c） ）m79.238.74FM 56AHV????水 平 面垂 直 面c. 合成彎矩（圖 3.4.1（d ） ）a-a 截面 N52.10..222AV2HA ????d. 做扭矩圖（圖 3.4.1（e） ）T 入=18.5N?m由圖可知危險截面在齒輪軸左端面。e. 求當(dāng)量彎矩取折合系數(shù) （脈動扭矩，常啟動停車） ，則6.0??mN3.15.86052.1TM222Ae ?????）（）（f. 強度校核 ??m.451.031.0d3be?????考慮鍵槽的影響，d=14.1 105%=14.8mm =25mm，所以原設(shè)計強度足夠，安?5d全。3.3.2 行星輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)《漸開線行星齒輪傳動的設(shè)計與制造》一書，按照廣泛使用的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計，行星輪軸承設(shè)置在行星架上，行星輪軸直徑 ，m25~06.145.0d1.b0 ????可選內(nèi)孔直徑為 20mm 的滾動軸承。行星輪軸直徑為 20mm。3.3.3 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計查《漸開線行星齒輪傳動的設(shè)計與制造》 ，低速軸軸伸直徑可按公式，查此書表 6-11，表 6-12 可得?Kdie）（ 38.0~6.dD? 95.0K1.i??，則 m2.50~.479.05132.5. ??）（可粗估低速軸軸伸直徑 。8dD買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985213.4 滾動軸承的選擇與校核3.4.1 確定軸承型號軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，通過軸徑 d=20mm 確定軸承型號為 6204 深溝球軸承。已知高速軸轉(zhuǎn)速 n=940r/min，軸承所受徑向載荷 =374N，要求使用壽命rF=29200h，工作溫度 以下。hLC10?3.4.2 根據(jù)壽命校核對深溝球軸承，由《機械設(shè)計簡明手冊》式（8-4）知徑向基本額定載荷 ?16htPr0nLfC）（?由表 8-23 查得 6204 軸承基本額定動載荷 =12.8kN，查表 8-14 得 =1，查表 8-rCtf15 得 =1.2，對球軸承， =3，將以上有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，可求得pf?P=901.4N故在規(guī)定條件下，6204 軸承可承受的最大徑向載荷為 901.4N，遠(yuǎn)大于軸承實際承受的載荷 374N。所選軸承合格。其余軸承校核同理（略） 。3.5 減速器其他主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計3.5.1 內(nèi)齒圈浮動設(shè)計雙齒輪聯(lián)軸器將內(nèi)齒圈與機體連接，是內(nèi)齒圈浮動，同是連接內(nèi)齒輪和輸出軸（設(shè)計成齒輪軸，其模數(shù)、齒數(shù)、中心距與齒輪聯(lián)軸器相同，其具體結(jié)構(gòu)見裝配圖）。內(nèi)齒圈浮動的主要優(yōu)點是可使結(jié)構(gòu)軸向尺寸較小，增強均載效果。3.5.2 行星架結(jié)構(gòu)行星架是行星齒輪傳動裝置中的主要構(gòu)件之一。本次設(shè)計將行星架做成一個整體，即雙臂整體式行星架。 （見零件圖）優(yōu)點：雙臂整體式行星架的剛性好。這種結(jié)構(gòu)如果采用整體鍛造則切削加工量很大，因此可用鑄造和焊接方法得到結(jié)構(gòu)和尺寸接近成品的毛坯，但應(yīng)注意消除鑄造和焊接缺陷和內(nèi)應(yīng)力，否則將影響行星架的剛度和和加工質(zhì)量，使用時可能產(chǎn)生變形。具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098522減速器箱體及其他零部件結(jié)構(gòu)尺寸可參照標(biāo)準(zhǔn)件或其他一般設(shè)計原則進行繪制。4. 工件步進輸送機總體設(shè)計經(jīng)分析及查閱相關(guān)資料，設(shè)計的輸送機系統(tǒng)包括機架、六桿機構(gòu)、滑架、電動機、聯(lián)軸器及上文設(shè)計的行星減速器。行星減速器總體長度、寬度及高度已設(shè)計出，容易繪制。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098523電動機型號為 Y112-M6 已確定，其安裝尺寸按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。聯(lián)軸器根據(jù)電動機軸直徑及減速器輸入軸直徑選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 TL4，軸孔直徑分別為 28mm 和 20mm，為標(biāo)準(zhǔn)件，按照國標(biāo)繪制。六桿機構(gòu)各桿長以確定，各桿之間通過銷釘連接，連接處應(yīng)加銅套，EF 桿與推爪鉸鏈連接，驅(qū)動滑架往復(fù)移動，滑架寬 250mm。具體結(jié)構(gòu)尺寸可參見步進輸送機裝配總圖。5. 減速器傳動零件的三維設(shè)計及運動仿真在對步進輸送機完成二維圖繪制后，我們可以對其傳動零件進行三維造型，再與工作機構(gòu)裝配起來進行運動仿真分析。5.1 減速器傳動零件實體造型買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985245.1.1 高速軸實體設(shè)計（圖 5.1.1）圖 5.1.1 齒輪軸 圖 5.1.2 行星輪根據(jù)零件圖用 Pro/Engineer 進行三維實體造型，其中齒輪部分可先在 caxa 上調(diào)用漸開線齒廓曲線，然后在 Pro/E 里調(diào)入并拉伸至齒寬即可。其余各段可用 “旋轉(zhuǎn)”特征造型。5.1.2 行星輪實體設(shè)計（圖 5.1.2）設(shè)計成雙聯(lián)齒輪，大齒輪為 c 輪，小齒輪為 d 輪。5.1.3 行星架實體設(shè)計（圖 5.1.3）圖 5.1.3 雙臂整體式行星架 圖 5.1.4 內(nèi)齒輪 b5.1.4 內(nèi)齒輪 b 實體設(shè)計（圖 5.1.4）內(nèi)齒輪 b 與箱體固定在一起，裝配時作為機架。5.1.5 內(nèi)齒輪 e 實體設(shè)計（圖 5.1.5）買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098525圖 5.1.5 內(nèi)齒輪 e 圖 5.1.6 齒輪聯(lián)軸器 圖 5.1.7 低速軸此內(nèi)齒輪既與行星輪嚙合，又通過外齒與齒輪聯(lián)軸器嚙合，外齒模數(shù)。齒數(shù)與齒輪聯(lián)軸器相同。5.1.6 齒輪聯(lián)軸器實體設(shè)計(圖 5.1.6)其實質(zhì)上為兩段內(nèi)齒輪，內(nèi)齒圈浮動。5.1.7 低速軸實體設(shè)計（圖 5.1.7）設(shè)計成齒輪軸，以便與齒輪聯(lián)軸器相嚙合。另一端與工作機構(gòu)相連。5.2 傳動零件、四桿機構(gòu)裝配裝配順序為：內(nèi)齒輪 b、齒輪軸（高速軸） 、行星架、雙聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪 e、齒輪聯(lián)軸器、齒輪軸（低速軸） 、曲柄、連桿、搖桿、與工件鉸鏈連接的桿、機架、滑塊。其中內(nèi)齒輪 b 和機架均為固定位置約束，滑塊與機架采用滑動桿連接，其余均為銷釘連接。裝配完成后如圖 5.3 所示。圖 5.3.1 傳動系與工作機構(gòu)實體視圖買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098526可生成爆炸視圖（圖 5.3.2）圖 5.3.2 傳動系爆炸視圖5.3 運動仿真及分析5.3.1 設(shè)置運動環(huán)境在裝配模型環(huán)境下裝配完成后，點擊菜單欄“應(yīng)用程序”后的“機構(gòu)” ，進入機構(gòu)環(huán)境。接下來是三組齒輪副設(shè)置。單擊齒輪副設(shè)置選項，彈出圖 5.3.1a 所示齒輪副對話框。設(shè)置運動軸，點擊箭頭，選擇齒輪軸，輸入齒輪 1 節(jié)圓直徑 36mm，再點擊齒輪2 標(biāo)簽，同樣填入?yún)?shù)，選擇齒輪軸線，然后單擊“應(yīng)用” ， “確定” 。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098527圖 5.3.1a 設(shè)置齒輪副這樣第一組齒輪副就設(shè)置完成了，同樣方法可以設(shè)置第二組、第三組齒輪副。接著，設(shè)置伺服電動機。點擊伺服電動機圖標(biāo)，彈出伺服電動機對話框。如圖5.3.1b 所示。圖 5.3.1b 設(shè)置電動機在“類型”標(biāo)簽中點擊運動軸，選擇齒輪軸軸線，然后點擊“輪廓”標(biāo)簽，如圖買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 11970985285.3.1c 所示。圖 5.3.1c 定義伺服電動機在“規(guī)范”中選擇速度，因為電動機轉(zhuǎn)速為 940r/min，即 5640 ，填入后點擊s/?確定，則運動環(huán)境設(shè)置完成。5.3.2 進行運動仿真點擊“機構(gòu)分析”圖標(biāo)，按照默認(rèn)設(shè)置“運動學(xué)”分析，設(shè)置運動初始位置為搖桿左極限位置，并單擊“運行”按鈕做動態(tài)仿真。5.3.3 獲取分析結(jié)果點擊“測量”圖標(biāo)，如圖 5.3.3a 所示單擊“創(chuàng)建新測量”按鈕，依次選擇輸入軸、輸出軸為“主體”進行“角速度”測量，點擊“分別繪制測量圖形” ，單擊“生成圖線”圖標(biāo)可得圖 5.3.3b 所示曲線。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098529圖 5.3.3a 測量結(jié)果分析驗證圖 5.3.3b 輸入軸軸伸直徑一點運動學(xué)圖線買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098530同理可創(chuàng)建新測量，選定工件上一點，依次創(chuàng)建“位移” “速度” “加速度”生成運動學(xué)圖線如圖 5.3.3c 所示。圖 5.3.3c 工件運動學(xué)圖線5.3.4 分析運動仿真結(jié)果，驗證輸入/輸出值與計算值是否吻合由圖線可知，輸入軸轉(zhuǎn)速 n=5640 /s=940r/min；輸出軸轉(zhuǎn)速?n1=170 /s=28.42r/min，與計算結(jié)果相同。而工件上的速度是變化的，工件往復(fù)一次為?2.2s，其在 0.5~0.6s 之間速度大小為 500mm/s 左右，與計算得的結(jié)果 493mm/s 接近，在誤差允許范圍內(nèi)，可以用中點平均速度來計算。工件的加速度在左右兩極限位置時是最大的，中間位置逐漸減小。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098531通過計算機輔助進行運動仿真，從而檢查機械的運動是否達到設(shè)計的要求，也可直接分析各運動副與構(gòu)件在某一時刻的位置、運動量及各運動副之間相互運動關(guān)系，關(guān)鍵部件的受力情況，從而可以將整機設(shè)計中可能存在的問題消除在萌芽狀態(tài)，并大大縮短機械產(chǎn)品的更新周期。買文檔就送您 CAD 圖紙和三維圖紙全套，Q 號交流 197216396 或 1197098532結(jié)語在為期四個月的畢業(yè)設(shè)計過程中，我學(xué)到了很多東西，遇到了很多問題，但通過努力，各個擊破，我想畢業(yè)設(shè)計的過程就是不斷發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的過程，畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了我們解決問題的能力。本次畢業(yè)設(shè)計主要是根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行仿形設(shè)計，嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計計算。從這次畢業(yè)設(shè)計中，我受益匪淺：（1）通過運用大學(xué)四年所學(xué)基礎(chǔ)專業(yè)課程，綜合機械設(shè)計方法進行獨立設(shè)計訓(xùn)練，比以往所做的課程設(shè)計難度加大，使所學(xué)知識得以鞏固。加深和拓展。（2）學(xué)習(xí)和掌握了通用機械零件、部件、機械傳動及一般機械的基本設(shè)計方法和步驟，培養(yǎng)了工程設(shè)計能力和分析、解決問題的能力。（3）各種各樣的機械設(shè)備一般都要實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程和操作過程的自動化，這就要求進行各種機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計和常見機構(gòu)的組合應(yīng)用，因此機械設(shè)計方面的畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)學(xué)生對機械運動機構(gòu)的構(gòu)思和設(shè)計能力起至關(guān)重要作用。（4）提高了計算、繪圖、運用設(shè)計資料（機械設(shè)計手冊、圖冊等）進行經(jīng)驗估算及運用計算機輔助軟件進行實體造型、運動仿真的能力。時間