设计描述：

文档包括:
说明书一份，22页，约12000字

CAD版本图纸，共7张

卧式摆线针轮减速机的设计
摘  要：本次设计的是对一种带机架的卧式摆线针轮减速机进行分析研究。其输入功率P=11Kw，传动比17，输出转矩1100Nm.对于摆线针轮行星减速器而言，要求行星减速器满足三项要求：传动比大，结构紧凑，适宜短期间断工作。在本次设计中要进行齿数计算、齿形分析、效率计算、强度验算、结构设计、绘制减速器装配图及零件图。在结构设计时要注意有关装置的特点，还要注意与多种减速方法进行比较，注意理论分析。
关键词：摆线轮针轮，齿轮；星星齿轮减速器

The Design of Portable Drilling Machine for The Railway Rails

Abstract：The design of the rack of a horizontal cycloid reducer analysis. The input power P = 11Kw, drive more than 17, the output torque of 1100Nm. Cycloid reducer, requiring planetary reducer to meet three requirements:transmission ratio, compact, suitable for short-term intermittent work.To calculate the number of teeth in the design, profile analysis, efficiency calculation and checking the strength, structural design, drawing reducer assembly drawings and part drawings. In the structural design should pay attention to the characteristics of the device, but also pay attention to the variety of deceleration, pay attention to the theoretical analysis.
Keywords:Pin-cycloidal gear planetary reducer;Gear;Pannetary gear reducer                

1  前言
1.1行星齿轮传动的发展概况

减速器是各种机械设备中最常见的部件,它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速, 摆线针轮行星减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。
    我国是从20世纪60年代起开始研制应用行星齿轮减速器，20世纪70年代制订了NGW型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976。已形制成功高速大功率的多种行星齿轮减速器，如列车电站燃气轮机（3000kW）/高速汽轮机（500kW）和万立方米制氧透平压缩机（6300kW）的行星齿轮箱，低速大转矩的行星减速器也已批量生产，如矿井提升机的XL-30型行星减速器（800kW）。
    世界各先进工业国，经由工业化、信息化时代，正在进入知识化时代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使行星齿轮传动已达到了较高水平。我国与世界先进水平虽存在明显差距，但随着改革开放带来设备引进，技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得长足的进步[13]。
1.2摆线针轮减速机的国内外研究现状
    1926年德国人L．Braren发明了摆线针轮减速器，他是在少齿差行星传动结构上，首先将变幅外摆线的内侧等距曲线用作行星轮齿廓曲线而把圆形作为中心轮齿廓曲线，和渐开线少齿差行星传动模式一样，保留z—X—F类N型行星齿轮传动。摆线针轮传动较之普通渐开线齿轮或蜗轮传动的优点是：高传动比和高效率；同轴输出，结构体积小和重量轻；传动平稳和噪声低。由于摆线针轮传动同时啮合的齿数要比渐开线外齿轮传动同时啮合的齿数多，因而承载能力较大，啮合效率要高；还由于摆线轮和针轮的轮齿均可淬硬、精磨，较渐开线少齿差传动中内齿轮的被加工性能要好，齿面硬度更高，因而使用寿命要长；加上摆线轮的加工技术已经过关，专业加工设备齐全，摆线轮已纳入专业通用件，在国内已做到通用化批量生产，生产成本下降，因此摆线针轮传动的减速器当前广为应用。摆线针轮减速技术至今，虽在品种、规格等方面做了不少改进，但再没有作本质、原理上的创新。现今摆线针轮减速器，其原理和结构还是1926年德国的原型。
    目前，摆线针轮的研究在国内外都在积极发展，日本住友重机械株式会社的“80系列”极大提高了性能，从1990年开始，住友机械株式会社在“80系列”的基础上推出最新“90样本”的摆线针轮减速器，它的机型由15种扩大为21种，传动比由8种扩大为16种。我国对日本提高摆线针轮减速器性能的主要技术措施已进行较深入的分析，而且在赶超世界水平方面也有自己的创新成果，如符合工程实际的对摆线轮与输出机构受力进行分析及摆线轮齿形的优化设计等[14]。
    摆线针轮减速器所传递的最大功率为132KW，输入轴最高转速为1800r/min。美国在研究直升飞机传动装置时所做的摆线针轮传动试验样机，采用四片摆线轮，可以保证输入轴动平衡的新结构，输入转速达2000r/min，传动功率达205KW. [1]
2 摆线针轮减速器的传动原理与结构特点
2.1摆线针轮行星传动的传动原理
    图所示为摆线针轮行星传动示意图。其中 为针轮， 为摆线行星轮，H为系杆，V为输出轴。运动由系杆H输入，通过W机构由V轴输出。同渐开线一齿差行星传动一样，摆线针轮传动也是一种K－H－V型一齿差行星传动。两者的区别在于：摆线针轮传动中，行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是变态摆线，中心内齿采用了针齿，以称针轮，摆线针轮传动因此而得名。[4]
同渐开线少齿差行星传动一样，其传动比为
  

图 1 摆线针轮减速器原理图
Fig. 1  Cycloid reducer schematic
    由于 ，故 ，“－”表示输出与输入转向相反，即利用摆线针轮行星传动可获得大传动比。
2.2  摆线针轮减速器的结构特点
它主要由四部分组成：行星架H；行星轮C；中心轮b；输出机构W
    1）行星架H，又称转臂，由输入轴10和偏心轮9组成，偏心轮在两个偏心方向互成 。
    2） 行星轮C，即摆线轮6，其齿廓通常为短幅外摆线的内侧等距曲线.为使输  入轴达到静平衡和提高承载能力,通采用两个相同的奇数齿摆线轮,装在双偏心套上,两位置错开 ,摆线轮和偏心套之间装有滚动轴承,称为转臂轴承,通常采用无外座圈的滚子轴承,而以摆线轮的内表面直接作为滚道。近几年来,优化设计的结构常将偏心套与轴承做成一个整体,称为整体式双偏心轴承。
    3) 中心轮b,又称针轮,由针齿壳3上沿针齿中心圆圆周上均布一组针齿销5(通常针齿销上还装有针套7)组成。[11]
    4)输出机构W, 与渐开线少齿差行星齿轮传动一样,通常采用销轴式输出机构。