谐波齿轮减速器设计及性能仿真毕业设计(论文)

谐波齿轮减速器设计及性能仿真毕业设计论文毕业设计(论文)谐波齿轮减速器设计及性能仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

一. 选择电动机类型按工作要求和条件，选用Y 型异步电动机封闭式结构，电压380V 。

二. 选择电动机容量工作机主轴功率P W =FV=2500×1.5=3.75KW传动装置的总功率ηa =η1.η23. η3. η4. η5=0.95×0.993×0.96×0.99× 0.96=0.841 式中（由表2-2查得）η1=0.95 η2=0.99 η3=0.96 η4=0.99 η5=0.96分别为V 带传动.轴承.齿轮传动（齿轮精度为8级，不包括轴承效率）联轴器.卷筒∴.P d =w aP η=3.75kw0.841=4.459kw三. 确定电动机转速 卷筒轴工作转速为:η=60×1000×1.5πD =60×1000×1.5π×260110.24r min按表2.1推荐的传动比合理范围初取V 带传动的传动比为1i '=2∼4 齿轮传动比2i '=3∼7则总传动比合理范围为i '=21i i ''=6∼28∴电动机转速的合理范围为n d =i 'n=（6∼28）×110.24=（661.2∼3086.72）r min根据电动机详细技术特征和外形及安装尺寸见表 根据额度功率P ed ≥P d ，且转速满足 661.2r min <n d <3086.72r min 选电动机型号为：Y132S-4 nd=1440r min 四.传动装置的总传动比及分配传动比 1.总传动比 i=n d n 1=1440110.2413.062.分配各级传动比分配传动装置传动比 i=1j i i式中1i 、j i 分别为V 带传动和减速器的传动比为使V 带传动外廓尺寸不至于过大；初取1i =2.8则齿轮的传动比为： 2i =i i 1=13.062.8=4.66五.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴功率按工作机所需功率及传动效率进行计算 各轴的功率为：I 轴输入功率：I P 入=P d .η1=4.459×0.95=4.23kwII 轴输入功率：II P 入=I P 入.η2.η3=4.23×0.99×0.96=4.02kw III 轴输入功率：III P 入= II P 入.η2.η4=4.02×0.99×0.99=3.94KW (2)各轴的转速： I 轴的转速：n 1 =n i 1=14402.8=514.29r min II 轴的转速：n 2 =n 1i 1514.294.66=110.36r minIII 轴的转速：n 3=n 2=110.36r min（3）各轴的转矩为:I 轴的输入转矩 T 1=T d .i 1.η1=29.57×2.8×0.95=78.66N.mII 轴的输入转矩 T 2=T 1.i 2.η2.η3=78.66×4.66×0.99×0.96=348.37N.m III 轴的输入转矩 T3=T 2.η2η4=348.37×0.99×0.99=341.44N.m设计V 型带1.确定计算功率P CPC=K A .P ，已知P=5.5kw ，查表得K A =1.2 则P C =6.6kw2.选择带型 根据计算功率P C =6.6kw 和小带轮转速n 1=n d =1440r/min 查表得选A 型带3.确定V 带轮基准直径查表知A 型带的d min =75mm i=2.8 ε=0.02 n 2=14402.8=514.29r/minD d2 =n1n 2d d1 1−ε =2.8×100 1−0.02 =274.4查表 取dd1=100mm dd2=280mm 4.验算带速： V=πd d1n 160×1000π×100×144060×1000=7.54m/s5.确定带的基准长度L d 和中心距a按设计要求， 初取中心距 a 0=450mm ，符合0.7（d d1+d d2）<2（d d1+d d2） 即262.08<a 0<748.8 计算V 带的基准长度L 0 L 0=2a0+π2 （d d1+d d2）+（d d2−d d1）24a 0=2×450+π2（100+274.4）+（274.4−100）24×450=1504.708mm ≈1505mm 查表得L d =1550mm 计算实际中心距 a ≈a 0+L d −L 02=450+1550−15052=472.5mma min =a-0.015L d =472.5-0.015×1550=449.25mm a max =a+0.03L d =472.5+0.03×1550=519mm 6.验算小带轮包角 1 =1800−d d1−d d2a×57.30=1800−（274.4−100）472.5×57.30=158.850 ≈15907.确定V 带根数查表得：P 0=1.32kw △P 0=0.17kw K α=0.95 K L =0.98Z=Pc P 0=P Cp0+△P 0= 6.61.32+0.17 ×0.95×0.98=4.76所以Z=5根8.确定单根V 带的初拉力 F 0=500P C ZV2.5K α−1 +qV 2=500×6.65×7.54 2.50.95−1 +0.1×7.542=148.5N9.带传动作用在带轮轴上的压力F 0=2ZF 0sinα12=2×5×148.5×sin15902=1460N10.带轮结构设计设计斜齿轮大带轮n 2= 514.29r min ，即为减速器中的小齿轮转速n 3= 514.29r min 滚子的转速为110.36r min ，即为减速器中的大齿轮转速n 4=110.36r min 输入减速器轴的功率P 减=4.459×0.95=4.23kw ，每年工作300天（1） 取齿轮材料及热处理方法采用硬齿面，参考表；大小齿轮都用45#钢，表面淬火。

连续共轭啮合的双圆弧谐波齿轮齿廓设计及运动仿真验证1. 引言- 研究背景和意义- 国内外研究现状- 研究目的和内容2. 关于双圆弧谐波齿轮- 双圆弧谐波齿轮的概念和特点- 双圆弧谐波齿轮的基本结构和主要参数- 双圆弧谐波齿轮的优点和应用领域3. 双圆弧谐波齿轮齿廓设计- 双圆弧谐波齿轮齿廓的设计方法- 双圆弧谐波齿轮齿廓的建模和参数拟合- 实例分析和定量比较4. 双圆弧谐波齿轮运动仿真验证- 双圆弧谐波齿轮运动规律分析- 基于ADAMS的双圆弧谐波齿轮仿真模型设计和实现- 仿真实验结果与分析5. 结论和展望- 论文工作总结和成果- 双圆弧谐波齿轮的发展前景和研究方向- 存在问题和未来研究的方向与展望第一章：引言背景和意义：机械传动是现代机械结构中必不可少的部分，而齿轮传动作为其中的一种主要形式，广泛应用于各种机械设备中。

齿轮的性能将直接影响到整个机械系统的传动效率、噪声和寿命等各个方面。

为了提高齿轮传动的使用效率和稳定性，人们开始研究各种先进的齿轮设计和制造技术。

谐波齿轮作为一种新型高精度齿轮结构，由于其精度高、噪声低、扭矩传递效率高等特点，在航空、航天、精密机械和机器人等领域得到了广泛应用。

而在谐波齿轮中，双圆弧谐波齿轮因其独特的齿轮形状设计和创新的制造方式，具有更高的精度和扭转刚度，更小的质量和惯性矩，能够实现极高的位置精度和速度响应。

国内外研究现状：迄今为止，从齿轮设计和制造的不同角度，已有一些针对双圆弧谐波齿轮的研究成果，例如二维和三维几何建模技术、齿轮齿廓优化设计、齿轮切削加工工艺等方面。

然而，现有的双圆弧谐波齿轮研究还受到一些限制和挑战，例如：- 双圆弧谐波齿轮的齿廓形状设计和加工工艺仍面临实际问题；- 双圆弧谐波齿轮的动态特性还需要进一步探讨和验证；- 双圆弧谐波齿轮在大规模工业应用中的可靠性和稳定性等需进一步提高。

研究目的和内容：基于以上挑战和限制，本论文旨在研究双圆弧谐波齿轮的齿廓设计和运动仿真，尽可能地提高双圆弧谐波齿轮传动效率和精度，并进一步验证其动态特性以及可靠性和稳定性。

襄樊学院毕业设计(论文)正文题目基于PRO/E的减速器的结构设计及运动仿真专业班级姓名学号指导教师职称2007年3 月20 日摘要齿轮减速器是广泛应用于机械行业的机械装置。

它是一种在原动机与工作机之间用来降低转速的独立传动装置。

随着科学技术和国民经济的发展，在机械传动系统中的需求量越来越大，质量要求也越来越高，传统的减速器设计方法己不能满足用户的需求。

为了适应社会的发展，本论文对减速器本身的结构特点和性能进行研究。

运用PRO/E软件的高级建模技术和机构运动仿真技术对一级直齿圆柱齿轮减速器进行三维建模、虚拟装配及运动仿真。

这样更直观，更全面地反映了减速器的设计意图，让设计者在设计阶段就能清楚地见到产品的最终结果，及时发现设计问题，缩短设计开发周期。

既减轻了工作量又节省资金。

大大提高了产品的设计开发效率。

符合现代技术的发展要求。

关键词:齿轮减速器、PRO/E软件、三维建模、虚拟装配、运动仿真Abstract:The gear reducer is widely applies to the mechanical profession mechanism。

It is one kind uses for the desponding between Original machine machine and the working machine the independent。

With the development of science technology and national economy; larger number and higher quality involutes cylindrical reducer are required, and the traditional design method could not satisfy the requirement of users. In order to adapt to developing society. Using PRO/E function and so on software high-level modeling technology and organization movement simulation realizes level of cylindrical greases reduction gear various spare parts and the entire machine 3D geometry design、the assemble fictitiously and assembles and the movement simulation. Is like this more direct-viewing, comprehensively had reflected the reduction gear design intention, enables the designer in the design stage clearly to see the product the final outcome, promptly discovered the design question, and reduces the design development cycle. Both reduced the work load and to save the fund. Conforms to the modern technology development requirement.Key word: gears reducer; Pro/E software; 3D; assemble fictitiously; motion simulation目录第一章绪论 ............................................................. - 1 -§研究的目的及意义 (1)§国内外的研究现状及发展趋势 (2)§主要研究内容、途径及技术路线 (2)§....................................................................... - 2 - §....................................................................... - 3 - §本章小结.. (4)第二章减速器的零件结构设计 .............................................. - 6 -§减速器总体结构的分析.. (6)§减速器主要零件的三维造型 (6)§....................................................................... - 6 - §...................................................................... - 14 - §...................................................................... - 15 - §...................................................................... - 18 - §. (18)第三章减速器的装配 ..................................................... - 19 -§. (19)§ (19)§ (21)§ (22)第四章减速器的运动仿真 ................................................. - 23 -§. (23)§ (23)§机构仿真 (26)§ (29)第五章结束语 ............................................................ - 30 -谢辞.................................................................... - 31 -参考文献.................................................................. - 32 -第一章绪论§研究的目的及意义当今任何一个国家，若其要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上取得优势。

机电工程系06级高职学生毕业设计（论文）任务书设计题目减速器的设计学生姓名王振伟系别机电专业机电一体化班级机电06301 指导教师孙建香职称助理工程师课题来源实践需求任务书下达时间 2008年10月16日系主任签字教研室主任签字1、毕业设计（论文）主要内容及技术指标（1）内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写（2）技术指标1．减速器总装配图一张 2．齿轮、轴零件图各一张 3．设计说明书一份工作制度（班/日）：22、毕业设计（论文）基本要求①编写设计（论文），格式按烟台工程职业技术学院毕业设计（论文）要求完成。

②完成一张装配图，一张零件图。

3、所需数据资料及参考文献(1)推荐:①陈梓城主编,电子技术实训.北京:机械工业出版社,2006②王廷才主编,电子线路CAD Protel99使用指南.北京机械工业出版社,2002(2)可自行根据需要从网上或图书馆查阅相关文献资料。

注：上述各项均可增加附页减速器设计王振伟摘要齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。

因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用，本课题就是齿轮传动的一个典型应用。

因为齿轮传动能够满足减震器实验台对传动的高度要求，因此，本设计采用齿轮传动。

关键词：减速器零部件齿轮传动机械传动前言由于减速器是当今世界上最常用的传动装置，所以世界各国都不断的在改进它，寻求新的突破，降低其成本，提高其效率，扩大其应用范围。

毕业设计（论文）题目谐波齿轮减速器设计及性能仿真学院机械设计制造及其自动化专业学生姓名学号指导教师系主任二级学院院长摘要谐波齿轮传动具有体积小、重量轻、结构紧凑、传动比大、效率高等优点。

广泛应用于矿山、冶金、飞机、轮船、汽车、起重机、电工机械、仪表、化工业等许多领域谐波齿轮传动有着广泛的发展前景。

谐波齿轮减速器与普通减速器相比具有体积小、重量轻、传动平稳、效率高、传动比范围大等优点。

但其设计计算较过程复杂，轴承的受力较大、寿命较短。

所以对于我们在设计这类减速器时如何进行参数的选择，避免大量繁杂的计算，如何选择好轴承使其使用寿命增加具有一定的设计意义。

对谐波减速器国内外的发展现状、优缺点、结构型式和其传动原理进行了一定的阐述。

在设计过程当中，对内啮合传动产生的各种干涉进行了详细验算；从如何提高轴承的寿命为出发点，来计算选择减速器齿轮的模数，最终合理设计减速器的整体结构。

关键词：谐波传动；减速器；内齿轮副AbstractHarmonic gear drive with small size, light weight, compact structure, transmission ratio, and high efficiency. Widely used in mining, metallurgy, aircraft, ships, cars, cranes, electrical machinery, instruments, chemical and many other fields of harmonic gear drive has a broad development prospects.Harmonic gear reducer reducer with ordinary compared with the small size, light weight, smooth transmission, high efficiency, transmission ratio range and so on. However, compared with its design and calculation process is complex, larger force bearing short-lived. Therefore, how we choose the parameters in the design of this type of reducer, to avoid a large number of complex calculations, how to choose to increase the service life of the bearings so that it has a certain design significance.Harmonic reducer development status at home and abroad, the advantages and disadvantages, structure type and its transmission principle, which must be explained. In the design process, various internal mesh transmission interference generated detailed checking; from how to improve bearing life as a starting point to calculate modulus choose Gear ultimately rational design of the overall structure of the gear unit.Keywords: harmonic drive; reducer; internal gear pair目录摘要................................................................................................... I I Abstract .. (III)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2谐波齿轮减速器研究内容拟解决的问题 (1)1.3 本文研究主要内容 (2)第2章谐波齿轮减速器设计 (3)2.1.传动结构形式的选择 (3)2.2.几何参数的计算 (3)2.3 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算 (4)2.3.1柔轮齿面的接触强度的计算 (5)2.3.2柔轮疲劳强度的计算 (6)2.4 轴结构尺寸设计 (7)2.5 轴的受力分析及计算 (7)2.6 轴承的寿命校核 (8)2.7 销轴的强度校核计算 (10)2.8 输入轴的强度校核 (10)2.9 键的校核计算 (13)2.9.1 联轴器处键的校核 (13)2.9.2 偏心套处键的校核 (13)2.9.3 支座处键的校核 (13)2.10 轴承的校核计算 (13)第3章谐波齿轮减速器三维设计图 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第1章绪论1.1 概述随着现代工业的高速发展，机械化和自动化水平的不断提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器体积小，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。

双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计与分析摘要：随着社会的发展进步，谐波减速器的应用逐渐增多，谐波齿轮减速器采用双圆弧齿廓的设计方式，在齿轮传动的过程中，不易产生尖点和轮齿干涉的现象，有效的提高了机器的准确性，同时还易于油膜的形成，对于谐波的优化具有重要的作用，因此，双圆弧齿形谐波减速器的应用十分普遍。

本文主要对双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计进行分析，发现其中存在的问题，提出创新性的设计方法和设计理念，保障双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计能够符合实践。

关键词：双圆弧齿形谐波减速器；结构优化；设计引言：传统谐波减速器的结构仅仅只是考虑整体结构，其轮齿齿廓对装置传动性能影响显著，而我国有关谐波减速器的研究时间相对国外较晚，技术还不够成熟，大量高性能谐波减速器还需要通过进口的方式进行获取。

因此，为推动我国精密谐波齿轮传动技术的进步，有效的提升我国在航空航天、医疗器械等行业的技术优势，打破西方工业发达国家对高端装备核心零部件的技术封锁和垄断本文主要是针对双圆弧齿形谐波减速器齿轮进行研究，从而保证双圆弧齿形谐波减速器齿轮。

1.双圆弧齿形谐波减速器齿轮的发展现状由于我国的工业化进程较晚，导致我国在谐波减速器研究方面是远远落后于国外发达国家的，在双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计上还存在很多不足，相关设计标准还不够完善。

大量的实践数据和研究发现，谐波齿轮传动的优点更多，在与传统的刚性齿轮传动进行比较时，其传动精度较高、传动比范围较大、结构较简单、承载能力较大并且能够适应各种环境，尤其是在工业机器人、航空航天、医疗器械等行业，双圆弧齿形谐波减速器的应用效果十分良好。

因此，为了推动我国精密技术的创新进步，研究人员要充分发挥自身的聪明才智，明确设计目标，提升双圆弧齿形谐波减速器齿轮的啮合性能。

1.双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计存在的重难点问题（1）设计管理机制不健全、不规范双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计是一项十分复杂且重要的工作，需要充分考虑现场环境以及设备的实际需求，但是很多企业的设计管理机制不健全、不规范，缺乏完善的双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计规范，设计人员的设计成果不能得到有效的实践验证，导致双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计的水平难以满足设计的要求，严重影响了双圆弧齿形谐波减速器齿轮的设计的发展。

基于Solidworks的齿轮减速器的建模与结构的设计----毕业论文摘要本论文比较系统的介绍了利用SolidWorks软件进行机械设计及仿真的过程及结果。

本文介绍了SolidWorks软件的基本模块，功能及应用方法，同时对CAD/CAM 的发展现状进行了分析，确定利用SolidWorks进行机械设计的必要性及可行性。

最后，文章利用减速机的设计完成了该软件在机械设计，机械动力学仿真性能。

通过验证，利用CAD/CAM软件对机械设计制造进行数字化，极大地提高了产品设计的效率，缩短了产品开发的周期，提高了企业的效率。

关键词：SolidWorks;减速机AbstractThis article introduction the machine design and the simulation process and get out the result based on SolidWorks system. In the forther the artical introduced the SolidWorks software, and talk out basic module, the function and the application method of SolidWorks, the simultaneous have carried on the analysis to present situation of the CAD/CAM development, it carries on the machine design using SolidWorksn the necessity and the feasibility. Finally, the article has completed this software using thespeed reducer design in the machine design, mechanical kinetics simulation and NC automatic programming aspect performance. Through the confirmation, carries on the digitization using the CAD/CAM software to the machine design manufacture, enhanced the product design efficiency enormously, reduced the product development cycle, enhanced enterprise's efficiency.Key words : simulation ;SolidWorks ;speed reducer目录第一章 CAD/CAM技术的介绍 (1)1.1 我国CAD/CAM的发展现状 (1)1.2 CAD/CAM技术的发展趋势 (1)第二章 SolidWorksn软件介绍 (4)第三章一级齿轮减速机的设计与建模 (6)3.1 减速机的介绍 (6)3.2建模步骤 (6)3.3大齿轮的建模 (6)3.4上箱体的建模 (9)3.5下箱体的建模 (12)3.6 减速机的装配 (16)第四章结论与展望 (17)参考文献 (18)致谢 (19)第一章CAD/CAM技术的介绍CAD/CAM技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计。