（毕业设计全套）高效风能增速机设计（打包下载）

回差会造成输入轴在相角上的滞后，使系统的稳定裕度减小，影响系统的动态品质，是系统在单位阶跃信号作用下过渡时间加长，震荡次数增多。

回差达到定值时，系统甚至会出现自振，称为“齿隙震荡”，这时系统就不再稳定了，所以对于齿轮传动的回差分析是保证整个系统的稳定所必不可少的。

.侧隙与回差的关系及来源在齿轮传动中，齿轮副的侧隙能够保持齿轮齿面的正常润滑，消除由于动力引起的非工作齿轮面的撞击而引起齿面传动过程中的烧伤卡死甚至失效。

与此同时，侧隙赫尔回差又有直接的关系，也是影响回差的主要因素。

齿轮的误差对传动性能传递运动的准确性工作的平稳性载荷分布的均匀性有很大的影响。

因此，我们要分析侧隙的类型，并分析回差的来源，为减小回差打下基础。

侧隙的分类两个相配齿轮的工作齿面接触是，会在两个非工作齿轮间形成间隙，有时节圆上的齿槽宽度会超过相啮合的齿轮厚，这些都会形成侧隙。

侧隙有三种不同的度量方式沿分度圆度量圆周侧隙装配好的齿轮副，当个齿轮固定时，另个齿轮的圆周晃动量，用表示。

以分度圆上弧长计值。

沿啮合线度量法相侧隙装配好的齿轮副，当工作齿轮面接触是，非工作齿面间的最小值，用表示。

沿轴线中心距度量径向侧隙将两个相配齿轮的中心距缩小，直到左侧和右侧的齿面都接触是，这个缩小的量即为径向侧隙，用表示。

详见图.所示。

图.齿轮副侧隙不同侧隙的关系不同啮合形式的齿轮侧隙的关系如图.所示。

图.各种侧隙的关系可以得到侧隙间的关系如下式中齿形角，分度圆压力角。

法向侧隙通常是用铅笔或者塞尺测量，应用于小模数和精密齿轮时，测量不便，读数精度不高而圆周侧隙的测量，可以将齿轮副的个齿轮固定，在另个齿轮的分度圆切线方向上放置个百分表。

圆周侧隙是个线值，相对于两个相配齿轮，该值大小相同。

而回差是个角度值，它的大小与分度圆半径有关。

因此同圆周侧隙换算到不同的齿轮轴上所得到的回差大小不同。

所以在具体分析系统的回差指标的时候，应该说明是折算到哪根轴上的回差。

本文中，无特殊说明都是折算到从动轮上的。

.本章小结回差是衡量齿轮传动精度的项重要标准，系统的稳定性和灵敏性很大程度取决于回差的大小。

因此，本章主要针对第二章所确定的增速箱结构，首先分析了齿轮传动中造成的回差的三类来源，然后详细计算了各级传动中的回差大小，验证结构确定精度分配的正确性，并得到系统的总回差为.，最后提出提高级传动精度，提高齿轮的安装和加工精度，采用齿轮结构，设计均载机构等措施减小系统回城误差。

中心轮和行星轮齿面接触分析齿轮的接触疲劳强度是评价齿轮承载能力的个重要尺度。

齿面在单双齿啮合交替处的接触应力最大，因而在本文中，主要考虑单双啮合交替处的接触应力。

随着计算机技术的发展，目前已广泛采用有限元法对齿轮传动强度进行分析计算，因为有限元法能很好地处理齿轮受载后啮合接触面力学和边界条件，从而可对齿轮传动系统作更为准确的应力变形分析。

.齿轮接触有限元算法被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。

优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得被各国的工业和研究机构广泛采用，其产品也在大量的高科技产品研究中发挥着巨大的作用。

中计算接触非线性问题有罚函数法拉格朗日乘子法与增强的拉格朗日乘子法。

罚函数法的基本原理是在原目标函数中加上个罚障碍函数，而得到个增广目标函数，接触分析中也就是接触刚度因子。

在接触对之间设置个压缩刚度非常大而拉伸刚度为零的弹簧，当接触体间距离接近时弹簧就会停止它们相互嵌入，这是基于物理上的解释，其中的弹簧刚度和接触刚度称为罚函数，这种施加接触协调条件的方法为罚函数法。

接触刚度记为越大，接触表面的浸入越少，然而，若该值太大，会导致收敛困难。

因此罚函数法在理论上是可行的，在实际计算中很难把握罚因子的取值。

最有效的方式就是进行试验然后根据实验结果来选取该罚值，基于这个原因，本文不采用这个本方法进行齿面接触分析。

拉格朗日乘子法，是通过增加个附加自由度接触压力，以满足不浸入条件。

将拉格朗日算法和罚函数方法结合起来，施加接触协调条件称为增强的拉格朗日算法。

增强的拉格朗日法对接触刚度系数具有较小的敏感性。

有限元分析方法使用牛顿拉普森平衡迭代算法，迫使每个载荷增量的末端解达到平衡收敛容限范围内。

求解前，采用完全的方法估算残差矢量，然后使用非平衡载荷进行线性求解，核查收敛性，如果不收敛则重新估算非平衡载荷，修改刚度矩阵，重新计算直到收敛。

接触问题是种高度非线性行为，需要较大的计算资源，而且目前，接触分析方法和理论还不太健全，软件也没有提供专门的方法使得利用有限元方法进行接触分析有很大的难度。

为了进行有效的计算，建立和真实模型尽可能相符合的模型，设定接近于真实情况的参数是必须的，在本分析中，选用非线性功能强大的软件进行单个齿的三维接触分析。

.接触分析齿轮接触有限元模型对行星圆柱齿轮进行有限元分析时，首先要对齿轮建立力学模型并进行离散化处理，提供各单元和节点的坐标编号载荷及约束等数据。

计算表明有限元模型的建立合理与否是影响接触边界迭代求解收敛的关键。

精确求解齿轮啮合每瞬时的齿间载荷分配和齿向载荷分布是精确分析齿轮强度的基础。

现有的计算方法都是建立在种假定接触区形状的基础上，按赫兹的接触理论进行求解，这与实际接触情况有所偏离。

圆柱齿轮的瞬时接触区形状及压力分布是典型的接触非线性问题，有限元法可以很好地解决。

齿轮在传动过程中，随着啮合位置的不断变化，沿齿向轮齿刚度和承载位置不断变化，齿间载荷的分配情况也是变化的。

由于受到计算机条件的限制，在本课题研究中，采用单个齿接触模型进行分析。

首先利用软件进行单个齿的建模，并进行装配，然后存为.格式的文件，最后导入中进行三维的接触分析也可以利用将装配图转化成平面图，并在中建立面域存为格式的文件导入中进行二维分析。

单个齿的装配图如图.和图.所示，有限元模型如图.。

图.行星轮三维接触模型图.行星轮二维接触模型图.中心轮和行星轮的有限模型齿轮副齿面接触应力求解软件和软件样，都有前处理模块，求解器模块和后处理模块，而且功能相似，所以在这里不再赘述。

这里将所要选择的材料和接触对的建立过程以及材料参数的设定简单的叙述下。

该行星轮系选择的材料为优质合金钢，泊松比.，在三维分析中，利用软件中的三个接触分析模块中的模块，选择四面体单元结构单元建立两个面和，由于没有相对滑动，因此切向定义的为，法向定义的是。

在接触分析中，为了能够使接触迭代计算能够更好的进行和保证分析结果的可靠性，需要施加正确地约束和建立合适的接触对，并设置合理的接触参数和单元属性及求解参数。

两轮之间建立接触对如下中心轮为目标面，行星轮为接触面。

行星轮绕着中心轮转动。

三维接触分析结果在该接触分析的建模分网加载求解过程中产生了大量的数据，不能够马上看到求解结果，要进入后处理模块查看分析结果，在的可视化模块也可以授权为允许用户应用不同的方法观察图形化的结果，该分析中，进入后处理器能够看到两个接触的齿轮的应力和变形图。

利用软件的非线性分析模块进行分析，在进行迭代过程中常常出现不收敛的情况。

利用软件虽然比用软件的收敛性好多了，但是仍然会出现不收敛的情况，因此要不断的重新设置参数和划分网格以致模型能够收敛，经过多次反复。

得到变形接触应力图如图所示图.两个齿轮的接触应力云变图从接触应力云变图中可以看出行星轮的接触应力比中心轮的接触应力大，它的接触应力为.，而数值计算所得到的接触应力为.，有定的误差，这里产生的差距主要是由于模型的建立和导入时引起了模型信息的丢失，这样来，利用有限元的方法进行计算所得到的结果和理论计算的有定的误差，所以本文计算的接触应力结果已经比较精确，如果再经过试验数据调整各接触参数后，接触应力结果会有更好的计算精度。

所得的结果和理论计算结果相符，同时也验证了该结构的合理性。

而且从变形图中能够得到两个齿轮接触时的变形是毫米级的。

.本章小结比较软件和软件的接触分析功能，选择的接触分析模块中模块进行行星齿轮传动副中副的三维单个齿接触分析，从分析的结果可以看出行星轮的接触应力比中心轮的接触应力大，它的接触应力为.，而数值计算所得到的接触应力为.，数值计算的许用应力值为.，总体来说该分析结果和理论计算很贴近，说明了结构的合理性，同时得到接触变形为毫米级的。

从分析的结果可知行星轮沿齿廓线的应力分布最大值点并不在接触处，而是在接触处向齿根方向的点处。

中心轮的最大应力值点为接触处附近。

总结此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工作岗位重要的步。

从最初的选题，开题到计算绘图直到完成设计。

期间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每个过程都是对自己能力的次检验和充实。

在设计的同时也遇到了很多问题，由于长时间没有这种实践，上手的时候有点生疏。

首先要做的是查阅资料，之后通过所得资料确定传动方案。

在设计计算时，很多公式找不到，但与老师同学交流之后，计算工作能够较快的完成了。

在制图的时候，制图软件的很多命令都不知道怎么用，经过几天的摸索，才堪堪能运用其些基本的用法。

图纸做好的时候，经过老师多次指导和反复修改，才达到老师的要求。

通过这次实践，我了解了型行星齿轮增速器的用途及工作原理，熟悉了行星齿轮增速器的设计步骤，可知行星齿轮增速器有着体积小质量小结构紧凑和传动效率高等特点，但由于行星齿轮增速器传动比大，力矩就比其它增速器结构小，行星齿轮增速器自锁角大止退性差而不适合启动用。

毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。

由于时间仓促，自己专业基础的很多不足，很多地方会有疏漏，希望老师能给予指正。

参考文献璞良贵，纪名刚主编.机械设计.第七版.北京高等教育出版社，王昆主编.机械设计课程设计.武汉华中理工大学出版社，卢颂峰王大康主编.机械设计课程设计.北京北京工业大学出版社，吴宗泽罗圣国主编.机械设计课程设计手册.北京高等教育出版社，孙桓，陈作模主编.机械原理.第六版.北京高等教育出版社，成大先主编.机械设计手册.北京化学工业出版社，饶振纲编著.行星齿轮传动设计.北京化学工业出版社，王昆罗圣国主编.机械零件课程设计挂图.北京高等教育出版社，中华人民共和国国家标准.技术制图与机械制图.北京中国标准出版社，齿轮手册编委会.上册.第二版.北京机械工业出版社，饶振纲.行星齿轮变速箱的设计与研究.传动设计中国国家标准汇编.机械卷第分册.北京中国标准出版社，中华人民共和国国家标准滚动轴承的代号.北京中国标准出版社周开勤主编.机械零件手册.北京高等教育出版社，片论文得以完成，首先要感谢贾老师的细心指导。

贾老师开阔的视野，为我提供了极大的发挥空间，在这段时间里让我明白了做任何事情要严谨细致丝不苟，对人要宽容宽厚，贾老师宽厚待人的学者风范更是令我无比感动。

四年的读书生活在这个季节即将划上个句号，而于我的人生却只是个逗号，我将面对又次征程的开始。

四年的求学生涯在师长亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，思绪万千，心情久久不能平静。

感谢各位老师在这几年直在生活中组织上给予我的教导和无私的帮助，让我在西安工业大学北方信息工程学院这个大舞台上有锻炼的能力自我完善的平台。

在此文即将完成之际，我衷心的感谢在此过程中帮助过我的每个人，在这里请接收我最诚挚的谢意！由于时间仓促自身等原因，文章错误疏漏之处在所难免，恳请各位老师斧正。

同时也感谢学院为我提供代写论文良好的做毕业设计的环境。

毕业设计论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加