洼西料技大学论文题目：内齿行星齿轮减速器的优化设计学科门类：工学一级学科：机械工程培养单位：机电工程学院硕士生：牛军龙导师：张淳教授L _ _ _ 一。一P L A N E TG E A RAT h e s i sS u b m i t t e dt oS h a a n x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yi nP a r t i a lF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n tf o rt h eD e g r e eo fM a s t e ro fE n g i n e e r i n gS c i e n c eT h e s i sS u p e r v i s o r ：P r o f e s s o r Z h a n g C h u n M a y , 2 0 1 2的优化设计内齿行星齿轮传动是一种相对较为独特的齿轮传动方式，它具有结构紧凑、承载能力大、传动比大、传动效率高、体积小和运动平稳等优点。在这些优点的基础上，内齿行星齿轮减速器渐渐地被广泛应用到了国防、冶金、矿山、纺织、起重运输、轻工、化工、食品工业、仪表制造和建筑工程等各种领域当中，逐步地替代了现有的多级圆柱齿轮减速器，蜗杆蜗轮减速器等类型的减速器，同时它也受到了广大学者们的日益关注和深入的研究。对于内齿行星齿轮传动，分析内、外齿轮啮合力大小的变化情况以及计算转臂轴和轴承上的受力情况，这是内齿行星齿轮减速器产品设计的重要问题之一。本文针对高速轴动力输入的不同情况，对内齿板进行了受力分析，并且得到了内、外齿轮啮合力大小的变化规律以及转臂轴和轴承的受力情况。内齿行星齿轮减速器的运动设计和结构设计也是本文的关键部分，对内齿行星齿轮传动的传动比进行了推导计算，列出了齿轮副参数计算的相关公式，对减速器的几个基本参数中心距、传动比、内外齿轮的齿数以及模数的确定进行了分析，另外也对行星轴承的选择，输出轴和输入轴的结构以及内齿板的几何尺寸进行了设计。本文以整体尺寸和重量最小为目标，充分考虑各种约束条件，采用先进的优化方法，对内齿行星减速器进行优化设计。通过目标函数的建立和选取合适的设计变量，以及约束条件的确定都是有多方面的因素问题要考虑的，几何参数，如尺寸、体积、齿廓干涉、装配条件等；运动学因素，主要是传动比；承载能力的因素，如齿面接触疲劳强度，齿根弯曲疲劳强度等。凭借M A T L A B 优化工具箱对内齿行星齿轮进行了优化设计，在满足约束条件的情况之下，优化后的内齿行星减速器和之前的相比较，其体积有明显的减少，这说明在M A T A L B 优化工具箱的优化工具下，这种方法是可行的，对降低生产产品成本，提高制造厂家的经济效益等都有相当大的实际意义。最后，通过对内齿行星齿轮减速器C A D 系统简单的开发，通过P r o E 软件强大的参数化三维建模功能，在参数化造型技术为基础上建立了零件库系统，通过对模板零件实行尺寸驱动，并且实现了自动生成零件，这样有助于实现内齿行星齿轮减速器设计的自动化、可视化及部分智能化。关键词内齿行星齿轮减速器，受力分析，运动和结构设计，优化设计，参数化设计I IO p t i m a lD e s i g nO fI n n e rP l a n e tG e a rR e d u c e rA B S T R A C TI n n e rp l a n e tg e a rt r a n s m i s s i o ni sar e l a t i v e l yu n i q u eg e a rt r a n s m i s s i o nm o d e l ，i th a st h ea d v a n t a g e so fc o m p a c ts t r u c t u r e ，l a r g eb e a r i n gc a p a c i t y , l a r g et r a n s m i s s i o nr a t i o ，h i g ht r a n s m i s s i o ne f f i c i e n c y , s m a l lv o l u m ea n ds t a b l em o v e m e n te r e B a s e do nt h ea d v a n t a g e s ，t h ei n n e rt e e t hp l a n e t a r yg e a rr e d u c e ri sg r a d u a l l yw i d e l ya p p l i e dt on a t i o n a ld e f e n s e ，m i n i n g ，m e t a l l u r g y , t e x t i l e ，l i f t i n gt h et r a n s p o r t ，l i g h ti n d u s t r y , c h e m i c a li n d u s t r y , f o o di n d u s t r y , i n s t r u m e n tm a n u f a c t u r i n ga n dc o n s t r u c t i o na n do t h e rf i e l d s ，a n di tg r a d u a l l yr e p l a c et h ee x i s t i n gm u l t i s t a g ec y l i n d r i c a lg e a rr e d u c e r , w o r n lt u r b i n er e d u c e rd e v i c ea n do t h e rt y p e so fr e d u c e r , a tt h es a m et i m ei ta l s op a ym o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt h em a j o r i t yo fs c h o l a r st os t u d y F o ri n n e rp l a n e tg e a rt r a n s m i s s i o n ，i n t e r n a la n de x t e r n a lg e a rm e s h i n gf o r c ea n a l y s i s ，a n ds i z ec h a n g e sa sw e l la st h ec a l c u l a t i o no fr o t a r ya r n ls h a f ta n db e a t i n gf o r c e ，t h i si so n eo ft h ei n n e rp l a n e t a r yg e a rr e d u c e rp r o d u c td e s i g ni m p o r t a n tp r o b l e m A c c o r d i n gt Ot h eh i g hi n p u ts h a f to ft h ed i f f e r e n ts i t u a t i o n sb ya n a l y z i n gt h ei n t e r n a lt o o t hp l a t ea n dw eg e ti n t e m a la n de x t e r n a lg e a rm e s h i n gf o r c es i z ec h a n g e sa n dt h er o t a r ya r i 1s h a f ta n db e a r i n gf o r c e I n n e rp l a n e t a r yg e a rr e d u c e rm o t i o nd e s i g na n ds t r u c t u r ed e s i g ni st h ek e yp a r to ft h ei n n e rt e e t hp l a n e t a r yg e a rt r a n s m i s s i o n ，t h eg e a rr a t i oi sd e d u c e dt oc a l c u l a t e ，t h eg e a rp a r a m e t e rc a l c u l a t i o nf o r m u l ai sl i s t e d ，t h eb a s i cp a r a m e t e r so fg e a rr e d u c e r , t r a n s m i s s i o nr a t i o ，t h ec e n t e rd i s t a n c ea n dg e a rt o o t hn u m b e ra n dm o d u l u sd e t e r m i n a t i o na r ea n a l y z e d W ea l s oc h o i c ep l a n e t a r yb e a t i n g ，a n dd e s i g nt h es t r u c t u r eo fo u t p u ts h a f ta n di n p u ts h a f ta n dt h ei n t e r n a lt o o t hp l a t eg e o m e t r i cs i z e s B a s e do nt h ew h o l es i z ea n dw e i g h to ft h es m a l l e s tf o rt h et a r g e t ，g i v ef u l lc o n s i d e r a t i o nt oa l lk i n d so fc o n s t r a i n tc o n d i t i o n s ，a n dw ep r o v i d et h ea d v a n c e do p t i m i z a t i o nm e t h o dt ot h ei n n e rp l a n e t a r yg e a rr e d u c e r W et h r o u g he s t a b l i s ho b je c t i v ef u n c t i o na n ds e l e c ta p p r o p r i a t ed e s i g nv a r i a b l e s ，a n dc o n f i r mt h ec o n s t r a i n t sw h i c ha r et oh a v et h ef a c t o ro fm a n yi s s u e st oc o n s i d e r , g e o m e t r i cn Ip a r a m e t e r s ，s u c ha ss i z e ，v o l u m e ，i n t e r f e r e n c eo ft o o t hp r o f i l e s ，a s s e m b l yc o n d i t i o n ，k i n e m a t i c sf a c t o r s ，m a i n l yt h et r a n s m i s s i o nr a t i o ，b e a r i n gc a p a c i t yf