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    31

    4.1  有限元法分析 31

    4.2  本章小结 36

    结  论 37

    致  谢 38

    参考文献39

    1  引言

    1.1  概述

    随着工业的现代化和高速发展,要求减速器的体积小、重量轻、传动比范围大、效率高、承载能力大、运转可靠以及寿命长等[1]。减速器的种类繁多,但是普通的圆柱齿轮减速器体积大、结构笨重,并且在传动比大的时候效率较低。而渐开线少齿差行星减速器不但满足上述要求,它还具有传动平稳、噪音小、结构加工简单方便和成本比较低的优点。

    1.2  减速器的结构形式

    NN型行星齿轮减速器有两种型式,一种是外齿轮输出的型式,另一种是内齿轮输出的型式[2]。本次设计选用的是内齿轮输出的结构型式,因此下面仅对这种型式的减速器结构进行介绍。

       传动原理简图

    NN型少齿差齿轮减速器的传动简图如图1.1所示,减速器的主体由两个内啮合的齿轮副和一个偏心轴H组成。齿轮1和齿轮3组成了双联齿轮。齿轮3和齿轮4、齿轮1和齿轮2组成了两对内啮合齿轮副。内齿轮4和减速器壳体固定在一起,内齿轮 2和输出轴连在一起。偏心轴H输入扭矩和运动时,双联齿轮绕着偏心轴自转,同时又绕着内齿轮公转,带动齿轮2输出扭矩和运动,实现减速目的。

    NN型少齿差减速器结构简图

    图1.2  NN型少齿差减速器结构简图

    图1.2为NN型少齿差减速器的结构。减速器由四个部分组成:1、偏心轴构成的转臂,以及装在偏心轴两端的配重块;2、两个行星轮连在一起的双联齿轮,为了减少摩擦带来的阻力,还在双联齿轮和偏心轴之间安上了转臂轴承;3、固定的内齿轮;4、与输出轴连在一起的输出内齿轮。

    1.3  国内外研究现状

    1.4  课题的意义与设计任务

    1.4.1  课题的意义

    少齿差齿轮减速器具有非常多的优点,如小而轻、效率高、传动比大等。但是在设计计算的过程中,设计参数的选择和冗长的计算过程令人头疼。因此,如何在设计中选好设计参数,避免大量计算成了需要关注的点,探讨这些问题具有一定的设计意义。

    1.4.2  主要设计任务

    设计一NN型少齿差行星齿轮减速器,主要技术参数:传动比100,外齿轮的扭矩为100 N·m,输入轴转速1500rad/s,工作7000小时。运用计算机对减速器进行运动仿真和有限元分析。

    1.5  本章小结

    本章介绍了NN型少齿差减速器的研究背景、主要结构形式和在国内外的发展现状,最后交代了本次设计的意义和设计任务。

    2  减速器设计计算

    2.1  齿轮参数计算

    2.1.1  配齿计算

    要确定四个齿轮的合理齿数,首先需要根据减速比进行配齿计算[13]。因此在进行配齿计算前,得先推导出NN型少齿差行星齿轮减速器的传动比公式。根据《机械原理》,行星轮的传动比可以根据转化机构法(又称相对角速度法)来进行求解。

    假设给整个减速器加上一个反向的角速度,大小为ωh,那么减速器中的周转轮系就变成了定轴轮系,可以使用定轴轮系的传动比计算方法来对NN型减速器的传动比进行计算。

    给减速器加上反方向角速度后,系杆变成了固定的,假设运动是从齿轮4传到齿轮2的,齿轮4和齿轮1为主动轮,齿轮3和齿轮2为从动轮

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