行星齿轮减速器三维结构设计报告1设计任务 电动轮行星齿轮减速器主要包含太阳轮、行星齿轮、行星架、行星轴等关键零件，试进行行星齿轮减速器的零件三维建模设计及装配。主要参数如表1所示。图1—图5为参考图。表1中没有列出的其他参数自行设计确定。 表1 电动轮行星齿轮减速器的齿轮基本信息参数 齿数 模数 mm 齿宽 mm 分度圆直径 mm 齿根圆直径 mm 齿顶圆直径 mm 太阳轮 18 2 21 36 31 40 行星齿轮 36 2 21 72 67 76 内齿圈 90 2 21 180 ...
1设计任务 电动轮行星齿轮减速器主要包含太阳轮、行星齿轮、行星架、行星轴等关键零件，试进行行星齿轮减速器的零件三维建模设计及装配。主要参数如表1所示。图1—图5为参考图。表1中没有列出的其他参数自行设计确定。 表1 电动轮行星齿轮减速器的齿轮基本信息参数 齿数 模数 mm 齿宽 mm 分度圆直径 mm 齿根圆直径 mm 齿顶圆直径 mm 太阳轮 18 2 21 36 31 40 行星齿轮 36 2 21 72 67 76 内齿圈 90 2 21 180 185 176 2 三维模型制作 软件及版本Siemens NX 8.0 2.1 太阳轮制作 利用NX 8 中的GC工具箱-齿轮建模-圆柱齿轮（如图1），创建齿轮，选择直齿轮，外啮合齿轮，滚齿输入对应数据，输入名称gear_1，模数=2mm，牙数=18，齿宽=21mm，压力角=20deg 。输入后点击确定，矢量类型选择XC轴，点击确定，获得齿轮（如图2）。 在齿轮其中一端面建立基准平面，再次创建一直齿圆柱齿轮，输入名称gear_3，模数=1.5mm，牙数=18，齿宽=30mm，压力角=20deg 。矢量类型-面平面法向，面选择刚才建立的基准平面。再在该基准平面内插入草图，以原点（0,0）画圆，与gear_3齿顶圆相切，完成草图，用拉伸功能，选取该圆，拉升方向与齿轮方向一致，高度（毫米）=30 。利用倒斜角功能，距离选取与gear_3齿根圆相切。然后利用求交功能，选取gear_3和刚才的圆柱体。在gear_1另一端面建立基准平面，拉伸一个直径（mm）=30，高度（mm）=10的圆柱体，选择倒斜角，距离=3mm，角度=30deg。得到模型（如图3）。 2.2 行星轮制作 如2.1中制作齿轮，创建直齿圆柱齿轮gear_2，模数=2mm，牙数=36，齿宽=21mm，压力角=20deg，矢量类型-两点，随机放置。其他两个行星齿轮分别为gear_4，gear_5，同样随机放置。 2.2.1 齿轮啮合 太阳轮和行星轮的啮合，即gear_1和gear_2的啮合。 GC工具箱-齿轮建模-圆柱齿轮（如图1），齿作方式-齿轮啮合，设置gear_1为主动齿轮，gear_2为从动齿轮，设置中心连线向量：类型-按系数，笛卡尔坐标系，(I,J,K)=(0,0,1)，确定。其他两齿轮中心连线)，最终得到模型（如图4）。 3内齿圈制作 内齿圈制作参照圆柱齿轮创建，创建时选择内啮合齿轮，模数=2mm，牙数=90，齿宽=21mm，压力角=20deg，内啮合齿轮外圆直径=195mm。 与行星轮啮合，中心连线向量指向太阳轮。 以上步骤为齿轮制作及啮合，隐藏基准平面及草图，最终得到模型（如图5）。此时测量太阳轮与行星轮的中心距a=54mm。 4 行星架设计及制作 行星架的合理结构应该是重量轻、刚性好、便于加工和装配。其常见结构及形式有双侧板整体式、双侧板分开式和单侧板式三种。双侧板整体式的刚性好。双侧板分开式较整体结构较为复杂大多数都用在传动比较小的情况。因这时行星轮直径较小，行星轮轴承往往要装在行星架两侧壁板上，使行星架外径大于内齿顶圆直径；行星架侧板中心的孔径小于太阳轮 行星架起固定支撑行星轮的作用，目的是避免行星轮相互干涉，避免轴承外露。两侧壁板形状要中心对称，此处我设计的行星架形状有三角形和圆形。 4.1 圆形行星架设计及制作 圆形行星架设计成可设计成双侧板整体式、双侧板分开式，安装行星轮轴承的部分可以设计成与行星架一体的圆柱体（其外端面与轴承接触），或者设计成独立的圆柱体（外端面与轴承及行星架接触），此处设计为独立圆柱体（另外设计），双侧板分开式，两板用螺钉连接。 4.1.1 圆形行星架下侧板制作 先确定圆形行星架外径为140mm，建立基准平面，在平面上做以原点为圆心，直径=140mm的圆，以及通过太阳轮的孔，做圆：圆心（0,0），直径=50mm。确定三个行星轮的位置，参照步骤3，行星轮与太阳轮中心距a=54mm，做3条直线deg,330deg。这三条线段另一端点即为安装轴承的轴通过的圆孔的圆心，做直径17mm的3个圆。完成草图，拉伸：距离=5mm，下侧板厚度为5mm。得到模型（如图6）。 在原基准平面基础上再建立基准平面，在基准平面内插入草图，利用上一步找到的三个d=17mm的孔，做3个同心圆，直径为行星轮齿顶圆直径（76mm），这样做是为了确定行星架连接部分的侧面尺寸，避免打齿。分别过原点做齿顶圆的切线mm。剪切多余线段，得到三部分图形（如图7）。完成草图，拉伸，距离为25mm。在拉伸出的三部分实体上，在中心创建螺纹孔（M5×0.8），螺纹深度7.5mm，孔深度10mm，再在三个孔设置螺纹。 在一些部分进行边倒圆，隐藏基准平面和草图，得到行星架下侧板模型（如图8）。 4.1.2 行星架上侧板制作 底面下侧板相同，此处注意开孔位置大小要一致，还有上板螺孔位置大小也要一致，不同的是，中间没孔，要在后期整体打孔，且要制作凹处，减轻重量。要在中心设置二级凸台：第一级直径=50mm，高度5mm，第二级直径=45mm，高度10mm。在凸台基础上创建齿轮gear_1，参数自定义，此处设计参数：模数=2mm，牙数=20，齿宽=40mm，压力角=20deg。参照步骤2.1倒斜角，求交。再对整体求和，打孔，普通孔，直径=30mm，贯穿体。隐藏基准平面和草图，得到行星架上侧板模型（如图9）。 4.2 三角形行星架制作 三角形行星架，相较圆形行星架而言，有一定优点，更节省材料，而且使轴承直接安装在行星架上，安装更简捷方便，而且不会打齿。同样要注意开孔位置大小，和主体尺寸。制作的步骤可以借鉴圆形行星架的制作，只是将底端草图修改为三角形，注意螺纹孔大小位置。制作成模型，将上下侧板装配（如图10）。 5 其他标准件的选取 运用UG NX 8.0自带的重用库GB Standard Parts。（如图11）： 轴承选取GB-T292_AC_DB-1994,7203_AC_DB 圆形行星架选取螺钉GB-T16674.1-2004,M5X25 三角形行星架选取螺钉GB-T5780-2000,M8X16 6装配 装配，利用各种约束，将零件装配齐全，标准件，参照上一步骤，在重用库里选取。装配结果（如图12,13）。 7
通过本次设计更加熟练掌握了UG这一软件的运用，了解了调用软件重用库中的标准件进行装配，但装配文件保存时，之前载入的标准件会出现文件无找到的问题，在网上查找资料，仍然没有解决，导致装配文件无法保存。且通过查找资料对行星齿轮有了更生的认识与理解。 参 数 齿 轮
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