变速箱设计与优化开题报告

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1、一、课题来源本课题来源于武汉重型机床集团有限公司委托项n:立式车床主变速箱的设计与优化，耍求针对数控单柱立式车床的主变速箱予以优化设计。二、课题的目的、意义主变速箱的主要传动结构是H型的行星轮结构，2档变速，靠液压油缸变档，液压油缸向上运动是I档，此时传动比为1比4；液压油缸向下运动是II档此时传动比为l：lo行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点；这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动

2、中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。齿轮传动的优化设计可概括为：当传动载荷一定时追求齿轮

3、的体积最小，或在齿轮体积一定时追求传递的载荷最大。有时也追求齿轮传动的某项或某儿项性能为最佳。齿轮传动的优化设计既可以成为但目标函数的问题，也肯已成为多目标函数问题。为使齿轮工作可靠，显然齿面的接触应力、齿轮的疲劳弯曲应力应分别小于或等于许用值或保证一定得的安全裕度。为使齿轮的啮合处于较好的工作条件下，有时还把吃面同油膜厚度以及润滑油的温升也作为约束条件。另外，诸如为了避免产生根切、并保持连续啮合、避免齿轮齿顶过分变尖、均须对设计变量提出某些限制，这些限制也应最为约束条件。在机械设计中人们希望获得

4、全部最优设计点，但实际的工程问题，很少能保证满足凸性的要求，即所追求的目标函数往往具有很多个相对的极小点，因而优化的结果一般为局部最优设计点，或后退一步讲，如果这些都做不到，那么优化设计最起码也能将设计方案作出重大改进。这就是我们以前提到过的“最优化”应被理解为一个相对的概念，而不要把它决对化。实际上，如上所述，设计人员如能正确地运用最优化方法进行设计，其设计方案与传统方法比较，一定会有所改善并能避免许多盲目性，显然这刚好是工程设计人员最感兴趣的。车床主变速箱在运动的时候噪音很大或者有异响，影响了

5、机床的使用性能。产生的原因可能是内齿圈或者行星架(带齿轴)加工精度超差，或者是行星轮系之间侧隙设计的不合理。木次设计在解决变速箱的设计后有望优化分析计算行星轮系侧隙设计并加以改进。内外基本研究情况世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能、传递功率、转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代机械传动设备中获得了成功的应用。行星齿轮

6、传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自二十世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，述是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。近20年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达的国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极地吸收和消化，与吋俱进、开拓创新地努力奋进，使得我国的行星传动技术有了迅速发展。目前，我国已有许多的机械设计人员开

7、始研究分析和应用上述的新型行星齿轮传动技术，并期待着能有更大的突破。据有关资料介绍，人们认为冃前行星齿轮传动技术的发展方向如下：(1)标准化、多品种目前世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计，而且还演化出多种形式的行星减速器、差速器和行星变速器等多种产品。（2）硬齿面、高精度行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和淡化化学热处理。齿轮制造精度一般均在6级以上。（3）高转速、大功率行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮传动中已获得广泛的应用，其传动功率也越来越大。（4）大规格、大转矩，在中低速、

8、重载传动中，传动大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展。减速器的代号包括：型号、级别、联接型式、规格代号、规格、传动比、装配型式、标准号。四、课题研究内容1•课题内容1）车床主变速箱的设计与优化2）车床主变速箱的结构设计与关键零件的设计与优化3）车床部件工程图纸的设计2•课题内容分析武重CK5U6B数控单柱立式车床部分实物图如下:图1H行星伦示意图图2带齿轴实物图(1)行星轮变速机构传动主体设计图3部分二维工程图在得到设计参数后，根据主要参数初步完成行星齿轮结构设计，并设计安