本文關(guān)鍵詞：某行星齒輪變速箱的設(shè)計(jì)及分析

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【摘要】：行星齒輪傳動(dòng)與普通的齒輪傳動(dòng)相比較,具有質(zhì)量輕、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)以及傳動(dòng)平穩(wěn)傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),這些已經(jīng)被我國(guó)越來越多的科研人員所了解和重視。雖然行星齒輪的傳動(dòng)方案比較多,其設(shè)計(jì)也比較復(fù)雜,但是行星齒輪傳動(dòng)不但可以用于高速、大功率而且可以用于低速大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上,因此行星齒輪傳動(dòng)在很多部門獲得了日益廣泛的應(yīng)用。由于要求其尺寸小、傳動(dòng)比大,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,合理確定其設(shè)計(jì)參數(shù)是工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。本文主要根據(jù)某公司的需求設(shè)計(jì)一臺(tái)行星齒輪變速箱,此變速箱是用于攪拌機(jī)減速的傳動(dòng)裝置。主要分以下四個(gè)部分來完成此設(shè)計(jì)。首先傳動(dòng)方案的確定、傳動(dòng)零件主要參數(shù)的設(shè)計(jì)以及零件尺寸的設(shè)計(jì)。根據(jù)公司的設(shè)計(jì)需求確定傳動(dòng)比,進(jìn)而確定了傳動(dòng)方案。通過傳動(dòng)方案以及理論計(jì)算完成其主要零件參數(shù)的設(shè)計(jì)和零件尺寸的設(shè)計(jì)。其次精確的參數(shù)化建模、裝配仿真以及干涉檢驗(yàn),確定方案設(shè)計(jì)的可靠性。根據(jù)第一部分確定的參數(shù),利用PRO/E對(duì)行星齒輪變速箱的零件進(jìn)行參數(shù)化建模,完成建模后進(jìn)行虛擬裝配。裝配完成的行星齒輪變速箱進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和干涉檢驗(yàn),確定行星齒輪變速箱運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無干涉,進(jìn)而保證第一部分方案設(shè)計(jì)的可靠性。再次對(duì)行星齒輪變速箱的齒輪進(jìn)行有限元接觸分析。運(yùn)用／ANSYS軟件對(duì)行星齒輪變速箱一組典型的嚙合齒輪進(jìn)行有限元接觸分析,計(jì)算接觸齒面的最大接觸應(yīng)力。確定接觸應(yīng)力發(fā)生的位置,為將來機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化提供參考。最后對(duì)行星齒輪變速箱的箱體進(jìn)行有限元靜力分析。由于整個(gè)箱體對(duì)變速箱具有支撐和保護(hù)的作用,并且對(duì)整個(gè)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行以及部分零件的正確安裝有著重要的作用,同時(shí)由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜人工計(jì)算誤差較大,所以運(yùn)用ANSYS對(duì)整個(gè)箱體進(jìn)行靜力分析,驗(yàn)證了其強(qiáng)度和剛度符合要求,同時(shí)表明設(shè)計(jì)參數(shù)合理可行。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動(dòng) 結(jié)構(gòu)計(jì)算 PRO/E建模 接觸分析 靜力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展概況與方向11-13
• 1.1.1 發(fā)展概況11-12
• 1.1.2 發(fā)展方向12-13
• 1.2 行星減速器的類型及特點(diǎn)13-14
• 1.2.1 行星減速器的類型13
• 1.2.2 2K-H型行星齒輪傳動(dòng)13-14
• 1.2.3 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)14
• 1.3 主要應(yīng)用軟件介紹14-15
• 1.3.1 PRO/E的簡(jiǎn)介14-15
• 1.3.2 ANSYS簡(jiǎn)介15
• 1.4 本文研究意義及內(nèi)容15-18
• 1.4.1 本文的課題來源及研究意義15-16
• 1.4.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 行星齒輪箱的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-36
• 2.1 傳動(dòng)類型選擇及各個(gè)參數(shù)的計(jì)算18-19
• 2.1.1 選取行星齒輪傳動(dòng)的類型及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖18-19
• 2.1.2 齒輪的材料、熱處理工藝及制造工藝的選定19
• 2.2 初步確定各主要參數(shù)19-22
• 2.3 幾何尺寸計(jì)算22-23
• 2.4 嚙合要素驗(yàn)算23-25
• 2.5 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算25-33
• 2.6 行星齒輪減速器主要零件設(shè)計(jì)33-35
• 2.6.1 行星輪軸33-34
• 2.6.2 選擇軸承34-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 第3章 基于PRO/E的精確建模36-56
• 3.1 對(duì)圓柱形直齒輪行星輪的建模過程36-49
• 3.1.1. 輸入基本參數(shù)和關(guān)系式36-38
• 3.1.2. 創(chuàng)建齒輪基本圓38-40
• 3.1.3. 創(chuàng)建漸開線40-42
• 3.1.4. 鏡像漸開線42-45
• 3.1.5. 創(chuàng)建齒根圓45-47
• 3.1.6. 創(chuàng)建齒形47-49
• 3.2 對(duì)行星傳動(dòng)齒輪箱中的齒圈的建模過程49-53
• 3.3 齒輪箱的主要零件的建模以及最終裝配圖形53-55
• 3.3.1 太陽輪的建模過程及三維模型53
• 3.3.2 行行星架的三維建模過程及行星架的模型53-54
• 3.3.3 行星齒輪箱的裝配模型圖54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第4章 漸開線直齒圓柱齒輪接觸有限元分析56-67
• 4.1 接觸問題的基本理論56-59
• 4.1.1 齒輪接觸問題的研究現(xiàn)狀56
• 4.1.2 經(jīng)典Hertz接觸理論56-59
• 4.2 ANSYS接觸分析59-60
• 4.2.1 ANSYS接觸分析理論59-60
• 4.2.2 接觸分析的步驟60
• 4.3 用ANSYS分析漸開線直齒圓柱齒的嚙合60-66
• 4.3.1 直齒圓柱齒輪的模型參數(shù)60-61
• 4.3.2 ANSYS的有限元分析61-65
• 4.3.3 ANSYS分析與理論計(jì)算比較65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第5章 減速箱箱體的有限元靜力分析67-76
• 5.1 靜力分析的理論67-68
• 5.1.1 靜力分析的概述67
• 5.1.2 有限元靜力分析的方法及理論67
• 5.1.3 靜力分析的理論及步驟67-68
• 5.2 減速器箱體載荷分布計(jì)算68-71
• 5.2.1 箱體載荷分析68-69
• 5.2.2 齒輪載荷計(jì)算69-70
• 5.2.3 作用在箱體上力的計(jì)算與分析70-71
• 5.3 行星齒輪箱體ANSYS靜力分析71-75
• 5.3.1 建立有限元模型,設(shè)置材料特征71-72
• 5.3.2 定義網(wǎng)格控制并劃分網(wǎng)格72
• 5.3.3 施加載荷和邊界條件72-73
• 5.3.4 求解結(jié)果73-74
• 5.3.5 箱體強(qiáng)度分析74
• 5.3.6 箱體的剛度分析74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 致謝81

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本文編號(hào)：601258