谐波齿轮减速器设计及性能仿真毕业设计论文
毕业论文：单级圆柱齿轮减速器设计
毕业论文：单级圆柱齿轮减速器设计摘要通过对减速器的简单了解，开始学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力，及进一步巩固已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合一起。
学习如何进行机械设计，了解机械传动装置的原理及参数搭配。
学习运用多种工具，比如CAD等，直观的呈现在平面图上。
通过对圆柱齿轮减速器的设计，对齿轮减速器有个简单的了解与认知。
齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少的一部分。
机械传动装置在不断的使用过程中，会不同程度的磨损，因此要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化的运行，提高生产的效率。
关键词：机械传动装置、齿轮减速器、设计原理与参数配置目录摘要 (I)前言 (1)一、减速器概述 (1)（一）减速器的发展 (1)（二）减速器的主要类型 (1)（三）减速器结构 (2)（四）减速器润滑 (2)二、减速器的工作原理 (2)三、减速器的设计图 (3)（一）减速器的装配示意图 (3)（二）单级圆柱齿轮减速器装配图 (3)四、减速器的设计参数 (5)（一）电动机的选择 (5)（二）传动系统的参数设计 (6)（三）计算总传动比及分配各级的传动比 (6)（四）运动参数及动力参数计算 (6)五、轴的设计 (6)（一）轴的设计步骤 (6)（二）轴的结构设计 (7)（三）按扭转强、合成强度及刚度的计算 (7)（四）各轴的计算 (8)1.高速轴计算 (8)2.中间轴设计 (10)3.低速轴设计 (11)（五）轴的设计与校核 (12)1. 高速轴设计 (12)2. 中间轴设计 (12)3. 低速轴设计 (13)4. 高速轴的校核 (13)六、联轴器的选择 (13)（一）联轴器的功用 (13)（二）联轴器的类型特点 (13)（三）联轴器的选用 (13)（四）联轴器的材料选择 (14)（五）轴的润滑与密封 (14)七、减速器的拆卸顺序 (14)八、减速器的发展前景 (14)（一）减速器的发展趋势 (15)致谢 (16)参考文献 (17)前言随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对产品的要求也更高，这就决定了未来的产品趋向于多品种、批量化。
基于ANSYS的谐波齿轮减速器疲劳寿命仿真分析
0 引言
谐波传动是 20 世纪 50 年代后期产生的一种新型 机械传动方式，由于其具有传动比大、体积小、重量轻、 同时啮合齿对数多、传动效率高等优点，广泛应用于航 天、机器人、高能加速器等领域中[1]。 由于其特定的应用 场合， 谐波传动的失效将导致较大的经济损失甚至威 胁人员的生命安全， 因此对谐波齿轮可靠性及寿命评 估的研究越来越受到人们的重视。 与常规齿轮不同，谐 波齿轮减速器由波发生器、 柔性轴承、 柔轮及刚轮组 成。 使用实践和实验研究表明，谐波齿轮传动的失效， 主要有柔轮的疲劳断裂、齿面磨损、轮齿或波发生器产 生滑移等形式，其中柔轮的疲劳断裂是最主要、最常见 的一种失效形式[2]。 因此柔轮的疲劳强度及疲劳寿命的
Simulation Analysis of Harmonic Gear Reducer Fatigue Life Based on Ansys
ZHANG Chao，WANG Shao-ping，SHAO Jing-yu
（School of Automation Science and Electrical Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China）
在 ANSYS 中插入疲劳工具，设置载荷类型为 Fully Reversed，平 均 应 力 理 论 为 Goodman，最 终 得 到 的 疲 劳 寿命云图如图 9 所示。 可以得到在持续工作的情况下， 柔轮的疲劳寿命为 900h。
图 9 疲劳寿命云图
4 结论
本 文 利 用 三 维 实 体 建 模 软 件 和 ANSYS 软 件 实 现 了谐波齿轮减速器的疲劳寿命分析， 该方法也可以为 其他结构的疲劳寿命分析提供借鉴。 但实际情况下影 响结构件疲劳寿命的因素很多， 而且受计算能力的限 制，没有对柔轮进行考虑轮齿的精确的建模分析，所以 可以结合实际寿命试验结果来对该方法进行修正并提 高计算精度。
毕业设计论文----减速器毕业设计
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。
基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究
基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究
本文是关于基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究的论文。
齿轮减速器广泛应用于机械传动系统中，具有传递大扭矩、减速和变速等特点。
从设计到制造，齿轮减速器的开发周期长，成本高。
因此，利用虚拟样机技术，通过计算机模拟和仿真，可以快速准确地进行齿轮减速器的设计和性能分析，大大缩短了开发周期和降低了成本。
本文通过引入Pro E软件，建立齿轮减速器虚拟样机，并进行性能仿真研究。
首先，对齿轮减速器的组成结构和基本原理进行了分析和介绍。
其次，采用Pro E软件进行3D建模和装配，建立了齿轮减速器的虚拟样机。
然后，采用ANSYS Workbench进行有限元分析，对减速器的受力情况和变形情况进行了仿真，验证了减速器的结构强度和稳定性。
最后，通过Pro Mechanica进行性能分析和仿真，研究了齿轮减速器的传动效率、噪声和温度等性能指标，以此评价齿轮减速器的设计是否符合实际要求。
本研究的方法能够有效提高齿轮减速器的设计准确性和效率，同时节约了大量的成本和时间，对于加速产品开发和提高产品质量具有实际意义。
毕业设计(论文)-基于proe的减速器的结构设计及运动仿真[管理资料]
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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。
谐波齿轮传动啮合参数优化的设计
国内图书分类号：TH132.43国际图书分类号：621工学硕士学位论文谐波齿轮传动啮合参数优化设计硕士研究生：叶荣伟导师：陈明 教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械设计及理论所在单位：机电工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TH132.43U.D.C.: 621Dissertation for the Master Degree in EngineeringOPTIMIZATION DESIGN OFMESHING PARAMETER INHARMONIC GEAR DRIVECandidate：Ye RongweiSupervisor：Prof. Chen MingAcademic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Mechanical Design and Theory Affiliation: School of Mechatronics Eng. Date of Defence：July, 2007Degree-Conferring-Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要谐波齿轮传动是近几十年发展起来的齿轮传动技术，由柔轮、刚轮和波发生器组成，主要靠谐波齿轮柔轮的弹性变形来传递运动。
谐波齿轮减速器具有体积小、重量轻、传递扭矩大、运动精度高等特点。
本课题针对导弹航系统中对减速装置的需求研究设计了一种谐波减速器。
首先，以环与壳体理论为基础，研究了柔轮变形规律，并建立了柔轮变形后任意位置时的齿廓方程，推导出新的侧隙计算公式，为谐波齿轮传动参数的优化设计提供了理论依据。
其次，考虑了柔轮受载荷时齿侧间隙的影响，建立了新的齿侧间隙数学模型，该模型通过柔轮附加扭转角形式对侧隙减小量进行补偿，弥补了以往设计中将侧隙减小值直接放在目标函数侧隙值中的缺点。
谐波齿轮传动的设计与三维建模
e题目谐波齿轮减速器的设计与建模学生姓名 e 学号 e所在学院机械学院专业班级机械制造及其自动化指导教师 e __ __完成地点 ___2009 年 6 月 10 日谐波齿轮减速器的设计与建模作者：e（e）指导老师：e[摘要]：谐波齿轮传动是50年代中期，随着空间技术的发展，在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型的传动技术。
我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作，并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。
但是在民用产品应用中，谐波减速器存在着传动“爬行”和“丢步的现象严重影响其谐波齿轮类产品的设计制造，也制约着其产品的不断推广，是该产品亟待解决的技术难题。
本文主要介绍了谐波齿轮传动的原理，发展历史，应用领域，发展趋势及其优缺点。
前半部分介绍了谐波齿轮减速器的设计计算，为了更好地分析谐波齿轮传动，后半部分用PRO/E建立了三维模型。
写出了主要零件的绘制过程，并展示了各个零部件，最后给出了装配图。
[关键词]：谐波齿轮，传动设计，三维模型，装配The design and modeling of harmonic gear reducerAuthor：e(e)Tutor: e[Abstract]Harmonic gear transmission is developed with the of space science and thchnology in mid 50s,on the basis of elastic thin shell theory developed a new type of drive technology.So far ,we have already had dozen of units engaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harmonic gear transimission deviced.In this field it had research at different level on all issues, but many problems still has not yet been determined,and some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “crawling”and”lost step”phenomenon in the harmonic gear reducer transmission .So it is impact on the design of harmonic gear product manufacturing,also restrict the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urgent need of a job in the current this kind of products.This artical main introducted the theory harmonic gear reducer ,and the development history of harmonic gear drive application filed,development trend,advantagesand disadvantages.The former introduce the design and calculate of harmonic gear reducer.In order to analyze the harmonic gear drive ，The later part with PRO/E to establish the three-dimensional model.Write the drawing process of the main parts .and showing all the parts .Finally ,given the assembly diagram.[ Key words]:Harmonic gear ,Transmission design,Three-disminsional model ,Assemble.目录1.绪论 (1)1.1选题的目的及研究意义 (1)1.2课题相关领域的研究现状和发展趋势 (1)1.3主要研究内容、途径及技术路线 (3)2.谐波齿轮减速器的传动方案的确定 (3)2.1确定传动方案 (3)2.2、传动方案的拟定 (6)3.谐波齿轮减速器的结构设计和设计计算 (7)3.1传动比的计算及柔轮刚轮齿数的确定 (7)3.2谐波传动主要零件的材料 (7)3.2.1 柔轮 (7)3.2.2 刚轮 (7)3.2.3抗弯环 (7)3.3柔轮、刚轮、波发生器的结构和尺寸计算 (8)3.3.1柔轮的结构和尺寸 (8)3.3.2 刚轮的结构和尺寸 (11)3.3.3波发生器的几何尺寸计算 (11)3.4验算与校核....................... 1错误！未定义书签。
谐波减速器计算范文
谐波减速器计算范文谐波减速器是一种利用谐波传动原理实现减速的装置。
它通过多个弹性元件的复杂虚拟机构构成，实现由高速转动的输入轴驱动低速转动的输出轴。
谐波减速器具有结构简单、体积小、传动效率高、可靠性好等优点，广泛应用于机床、船舶、飞机、机器人等领域。
谐波减速器主要包括驱动轴、灵敏轴和输出轴等主要组成部分。
其工作原理是通过外部输入的高速波传导至输入轴，在经过多层谐波齿轮和弹性件的作用下，形成用于驱动输出轴的低速波。
下面将详细介绍谐波减速器的计算方法。
1.谐波齿轮的选择选择谐波齿轮的模数时，需要考虑到传动的强度和紧凑性。
一般情况下，齿轮的模数应选择在2-6mm之间，以保证足够的强度和刚度。
2.弹性元件的设计转子的设计需要考虑到其材料的选择、截面尺寸的确定和弯曲刚度的计算。
一般来说，转子的材料应具有良好的弹性和耐磨性，常用的有弹簧钢和合金钢。
活塞的设计需要考虑到其环节的形状和尺寸的选择，以及其材料的特性。
一般来说，活塞的环节宜选择弯曲力与外径呈线性关系具有良好韧性的材料。
3.减速比的计算减速比是谐波减速器的重要参数之一，决定了输入轴和输出轴之间的转速比。
减速比的计算可按照以下公式进行：减速比=（谐波齿轮的齿数之和+2）/24.传动效率的计算传动效率=（输入轴功率-输出轴功率）/输入轴功率其中，输入轴功率可通过输入轴的转动速度和扭矩计算得到，输出轴功率可通过输出轴的转动速度和扭矩计算得到。
综上所述，谐波减速器的计算涉及到谐波齿轮的选择、弹性元件的设计、减速比的计算以及传动效率的计算等多个方面。
只有在计算过程中合理选择参数，才能确保谐波减速器的性能满足要求。