武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文）武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（ 论 文）说明书 论文题目 基于Ansys workbench 对NGW型行星轮系应力分析 学 号 学生姓名 专业班级 指导教师 总评成绩 2014年 5 月 25 日摘 要行星轮系是指只具有一个自由度的轮系。一个原动件即可确定执行件（行星齿轮）的运动，原动件通常为中心轮或系杆；即与行星齿轮直接接触的中心轮或系杆作为原动件带动行星齿轮，一方面绕着行星轮自身轴线O1-O1自转，另一方面又随着构件H（即系杆）绕一固定轴线O-O（中心轮轴线）回转。行星轮系和差动轮系统称为周转轮系（一个周转轮系由三类构件组成1.一个系杆。2.一个或几个行星轮。3.一个或几个与行星轮相啮合的中心轮。）。 行星轮系中，两个中心轮有一个固定；差动轮系中，两个中心轮都可以动(即F=2)。其特点是具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、传递功率范围及传动范围大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点。主要运用在国防、冶金、起重运输、矿山、化工、轻纺、建筑工业等部门的机械设备中。本文主要内容是基于NGW型行星减速器中，齿轮间接触时产生的受力情况，并用Proe进行三维建模，然后在Ansys workbench 中进行应力分析，最后观察受力云图，找出最大应力部位，并且根据解算数据与材料的疲劳强度相对比，从而达到验算校核的目的。本文还简单的介绍了在NGW型减速器中，几个基本要素的简略设计过程，讲述了齿轮的大小，模数，材料的确定，还有轴的大小，轴承的选取以及键的选取。包括底盘，箱体等设计过程。最后为验证设计的合理与否，在电脑上完成了对该减速器的装配等任务，确定了该减速器能否顺利完成，是否存在严重的设计缺陷等问题。以上包括了一个NGW型减速器的基本设计思路和过程，其中仍存在细节缺陷，仅为同类产品提供一个简单的参考作用，也为NGW型减速器的设计提供了一个基础。关键词：NGW型行星轮系;应力分析1AbstractPlanetary gear train refers to having only one degree of freedom gear train. Adriver can determine the actuator (planetary) movement, driver is usually the center wheel or tied; that is in direct contact with the planet gear center wheel ortied as a driving member drives the planetary gear, a planetary wheel itselfaround the axis of rotation of the O1-O1, on the other hand, along with the component H (or tied) rotation about a fixed axis (O-O axis rotary center wheel).Planetary gear train and a differential gear system called epicyclic gear trains (anepicyclic gear train is composed of three types of component 1 a tie. The 2 one or several planetary wheel. Center wheel 3 or a few and the planetary wheel meshed.).Planetary gear train, two center wheel has a fixed; differential gear train, the twocenter wheel can be moved (i.e. F=2).It has the features of compact structure, small volume, small mass, large bearing capacity, high, range of power and transmission range transfer operation low noise, high efficiency and long service life etc. Mainly used in machinery,metallurgy, national defense, mine hoisting and transportation, chemical, textile,building industry and other departments of the.The main content of this paper is based on the NGW type planetary gear reducer, the force generating gear contact, and 3D modeling with Proe, then thestress analysis in Ansys workbench, the stress nephogram observation, find the maximum stress position, and according to the solution arithmetic according tofatigue strength and material contrast, in order to achieve the purpose ofchecking check.This paper also introduces the NGW type reducer, simple design process of a few basic elements, tells the story of the gear size, modulus, determination of the material, and the size of shaft, bearing selection and key selection. Includes a chassis, body design process.1Finally, to verify the rationality of the design, completed in the computer of the reducer assembly task, the speed reducer can be successfuly completed, the existence of serious design problem.These include the basic design idea and process of a NGW type reducer, of which there are still details of defects, only provide a simple reference for similar products, but also provides a basis for the design of NGW type reducer.Keyword :The NGW type planetary gear train ;Stress analysis 1前言1一国内外研究状况和应用前景3第一章 传动方案的确定51.1 设计任务51.2 行星机构类型的选择6第二章 齿轮的设计计算82.1 配齿计算82.1.1 确定各齿轮的齿数82.2 齿轮应力分析11第三章 轴的的设计计算193.1 行星轴的设计193.2 转轴的设计20第四章 行星架、箱体和底盘的设计234.1 行星架的设计234.2 箱体的设计294.3 底盘的设计33第五章 装配体生成35第六章 小结与展望39参考文献40致谢42前言本课题是通过对行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸，并对其齿轮接触部位进行应力分析，验算疲劳强度，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价提供参考和理论依据。通过本次论文，要能弄懂该减速器的传动原理，以及相关制图，分析软件的运用，打到对所学知识的复习和巩固，从而在以后的工作中能解决类似的问题。齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，齿轮在传动中的应用很早就出现了。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。是传动装置中的重要组成部分，机器工作性能的好坏很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，不断提高传动装置的设计和制造水平具有极其重要的意义。齿轮传动是最常采用的一种传动形式，其主要特点有：(1)效率高：在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高；(2)结构紧凑：在同样的使用条件下，齿轮传动所占用的空间一般较小；(3)工作寿命长：设计合理、维护良好的齿轮传动，其使用寿命可长达二十年；(4)传动比稳定：常用的渐开线圆柱齿轮满足定比传动条件，且具有可分性。由于具备了上述特点，因此齿轮传动被广泛应用。在齿轮传动中，当一系列互相啮合的齿轮把原动机的转速和扭矩传递给执行机构时，这种齿轮传动系统就称为轮系。当轮系中至少有一个齿轮轴线绕其它定轴齿轮的轴线回转，且机构的自由度为1，则轮系为行星轮系，即行星齿轮传动。其主要特点为：(1)体积小、重量轻：在承受相同载荷条件下，行星齿轮传动的外廓尺寸和重量通常仅为定轴齿轮传动的1/21/6；(2)传动效率高：行星齿轮传动的效率可高达99.4%；(3)工作可靠：行星齿轮传动平稳，抗冲击和振动能力强。NGW型行星齿轮传动被广泛应用于各种机械传动系统中。例如，在航空发动机和直升机主传动系统中，由于要求其体积小、重量轻、结构紧凑和传动效率高，因此NGW型行星齿轮传动是主要的传动形式。随着现代工业的高速发展，齿轮减速器的功能结构日趋复杂，新减速器的更新换代周期不断缩短，其设计在整个生命周期中占据越来越重要的地位。在新减速器开发中，虽然设计本身的费用仅占总成本的5%，但是开发费用中的80%取决于设计，因此设计对提高减速器整体的生产率起着举足轻重的作用。齿轮的应力分析对整个机械系统的性能有极大影响, 因此,准确地掌握齿轮传动的力学特性,对于整个系统的优化设计、强度校核、故障诊断与预测试验结果起着很重要的作用。研究系统动态啮合力以及冲击作用下的应力变化,是齿轮系统动力学的重要研究内容。许多学者利用有限元法对齿轮载荷和应力以及冲击响应进行过研究，也有学者利用多体动力学理论对齿轮传动系统动态啮合力进行过研究,虽然这些研究方法对齿轮接触应力、轮齿变形以及啮合刚度的分析是有效的,也可以得出齿轮的啮合力