25噸差動(dòng)減速器設(shè)計(jì)開題報(bào)告

燕 山 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱： 25 噸差動(dòng)減速器設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 年級專業(yè)： 05 級機(jī)械電子工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2009-3-18 一、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，選題的依據(jù)和意義 1. 減速器是一種動(dòng)力傳送裝置，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同 的用途。減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動(dòng)級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。常用的減速器大致可分為幾種： 圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪傳動(dòng)的速度和功率范圍很大、效率高，裝配和維修方便，加工成本低。 蝸桿減速器。蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)；噪聲較小、結(jié)構(gòu)緊湊、在一定的條件下有自鎖性、效率低。 三環(huán)減速器。三環(huán)減速器結(jié)合了傳 統(tǒng)的動(dòng)軸傳動(dòng)減速器與定軸傳動(dòng)減速器的優(yōu)點(diǎn) ,是一種新型高效的傳動(dòng)裝置。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、傳動(dòng)比大、承載力強(qiáng)、抗沖擊性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是三環(huán)減速器不適合于高速 ( 1500r/min) 單級變速，傳動(dòng)齒面精度不高 ,維修不方便。 行星齒輪減速器 。由于在各種類型的行星齒輪傳動(dòng)中均有效地利用了功率分流和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合，行星齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。行星齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、大功率，而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩 的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳 動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其它特殊的應(yīng)用中，這些功用對于現(xiàn)代機(jī)械傳 動(dòng)的發(fā)展有著較重要的意義。 2. 行星齒輪傳動(dòng)是指：至少有一個(gè)齒輪，它同中心輪 (太陽輪 )相嚙合；該輪在隨自身幾何軸線公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還繞自身的幾何軸線自轉(zhuǎn)。通過該輪和中心輪的運(yùn)動(dòng)復(fù)合，能把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力從該齒輪機(jī)構(gòu)的一基本構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，得到新的轉(zhuǎn)速和力矩，以便于向下一級機(jī)構(gòu)或工作機(jī)傳遞，如圖 1 所示。 行星齒輪傳動(dòng)在近些年發(fā)展很快，出現(xiàn)了很多新型的行星齒輪傳動(dòng)，種類很多，按照齒輪形狀可分為三種 類型 :漸開線行星齒輪傳動(dòng)、擺線針輪行星傳動(dòng)和諧波齒輪傳動(dòng)。 圖 1 行星齒輪傳動(dòng) 2.1 漸開線行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是高速、大功率。如對機(jī)構(gòu)作新的應(yīng)用，也可以實(shí)現(xiàn)低速、大扭矩。還可以實(shí)現(xiàn)分流傳動(dòng)、低應(yīng)力嚙合、工作平衡、高可靠性、同軸傳動(dòng)、 維修方便、價(jià)格較低，缺點(diǎn)是體積比較大。 2.2 行星擺線針輪減速器 是一種應(yīng)用行星式傳動(dòng)原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動(dòng)裝置 。 其 特點(diǎn) 有 ：高速比和高效率單級傳動(dòng)， 單級 就能達(dá)到 1： 87 的減速比，效率在 90以上。結(jié)構(gòu)緊湊體積。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低 ， 擺線針齒嚙合齒數(shù)較多，重疊系數(shù)大以 及具有機(jī)件平衡的機(jī)理，使振動(dòng)和嗓聲限制在最小程度。使用可靠 、壽命長。 缺點(diǎn)是維修對技術(shù)要求較高 ， 承載能力較齒輪的小、價(jià)格較高。 2.3 諧波減速 器。 諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。 近十幾年來 ,計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用 ,改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進(jìn)的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進(jìn)技術(shù) ,形成了高精度、高效率的智能化齒輪生產(chǎn)線和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理。 我國的行星減速器產(chǎn)品在性能和質(zhì)量方面與發(fā)達(dá)國家存在著較大差距，設(shè)計(jì)和制造工藝都比較落后，還有一個(gè)原因是設(shè)計(jì)手段落后。發(fā)達(dá)國家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早巳進(jìn)入分析設(shè)計(jì)階段，他們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械 CAD系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查。實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，投產(chǎn)后改動(dòng)很少，往往一次成功。而我們的設(shè)計(jì)手段仍處于以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的二維設(shè)計(jì)階段，所用的 CAD 軟件也多是二維繪圖軟件，設(shè)計(jì)完成后，在投產(chǎn)中往往要進(jìn)行很大的改動(dòng)，使得產(chǎn)品開發(fā)周期長、性能質(zhì)量 低。 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本次設(shè)計(jì)對國內(nèi)和國外已經(jīng)存在的幾種起重用行星減速器進(jìn)行了對比和分析，總結(jié)了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了新的設(shè)計(jì)方案如下圖所示。 本次設(shè)計(jì)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，相比單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以用兩個(gè)小功率電機(jī)代替一個(gè)大電機(jī)，并得到多種變化速度，大大減小了起動(dòng)電流和換擋電流。能單電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另一電機(jī)仍然能正常工作，兼顧維修和施工，大大提高了起升機(jī)構(gòu)的工作可靠性。 兩個(gè)電機(jī)分別通過一級減速后，通過斜齒輪將輸入傳動(dòng)至一級行星齒輪的兩個(gè)太陽輪，共同控制行星輪 ，再通過二級行星齒輪減速傳動(dòng)到卷筒，完卷筒 主輸入 從輸入 全能達(dá)到所要求的傳動(dòng)比及變速要求。具有結(jié)構(gòu)緊湊、減速比大、承載能力強(qiáng)、噪聲低、通用性好等特點(diǎn)，工作平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)多檔速度，變速平穩(wěn)。 在設(shè)計(jì)過程中用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，借助機(jī)械 CAD 軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)模擬仿真，分析和干涉檢查，這樣可以減少設(shè)計(jì)失誤和工作量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)信息共享。 擬解決的主要問題： 1 根據(jù)變速要求確定傳動(dòng)方案，根據(jù)力矩和功率選擇合適的電機(jī)。 2 進(jìn)行合理的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證所要求的主傳動(dòng)比和從傳動(dòng)比。 3 在保證要求 的基礎(chǔ)上，盡量減小總體尺寸和重量，并減少成本。 4 設(shè)計(jì)完成后， 用機(jī)械 CAD 系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查。 三、研究步驟、方法及措施 1 收集相關(guān)資料，了解當(dāng)前國內(nèi)差動(dòng)減速器的研究情況，了解和分析現(xiàn)有的差動(dòng)減速器的不同傳動(dòng)方案，進(jìn)行方案論證和方案機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2 進(jìn)行力分析和傳動(dòng)比計(jì)算，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。 3 進(jìn)行方案的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，用 CAD 軟件繪制二維裝配圖。 4 用三維 CAD 軟件進(jìn)行零件的實(shí)體建模與裝配， 在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)模擬仿真，分析和干涉檢查。 四、研究工作 進(jìn)度 1 工作計(jì)劃 1 4 周 5 8 周 9 12 周 13 16 周 17 18 周 收集資料、擬 訂傳動(dòng)方案， 繪制機(jī)構(gòu)簡圖 繪制二維 裝配圖 零件三維 實(shí)體建模 零件三維實(shí) 體建模、裝 配及仿真 撰寫論文、 答辯 2 目前完成的工作 目前已完成開題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述，收集了部分資料，分析和比較了了幾種方案的優(yōu)劣，初步確定了設(shè)計(jì)方案并繪制了機(jī)構(gòu)簡圖。下周擬進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的初步計(jì)算和分析，對方案進(jìn)行補(bǔ)充和進(jìn)一步設(shè)計(jì)。 五、主要參考文獻(xiàn) 1 過堅(jiān)新 ,翁建生 . 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)起升機(jī)構(gòu)的分析與評價(jià) J. 江 蘇 建筑 , 2002,(S1). 2 吳春英 ,陳奕紅 . 差動(dòng)式無級變速減速器的分析研究 J. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù) ,2002,(6). 3 王亞鋒 ,賈爭現(xiàn) ,張淳 ,李存香 . 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