畢業(yè)論文自動(dòng)洗衣機(jī)行星輪系減速器的設(shè)計(jì).doc

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1、河南科技學(xué)院新科學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）自動(dòng)洗衣機(jī)行星輪系減速器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：洪 海 波 所在系別： 機(jī)械工程系 所學(xué)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 導(dǎo)師姓名：逄 明 華 完成時(shí)間： 2013-4-20 摘要行星輪系減速器較普通齒輪減速器具有體積小、重量輕、效率高及傳遞功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)，逐漸獲得廣泛應(yīng)用。同時(shí)它的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求較高、安裝較困難些、設(shè)計(jì)計(jì)算也較一般減速器復(fù)雜。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步的深入地了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高，完全可以制造出較好的行星齒輪傳動(dòng)減

2、速器。根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行一般的齒輪強(qiáng)度、幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后要進(jìn)行傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件、相鄰條件的設(shè)計(jì)計(jì)算，由于采用的是多個(gè)行星輪傳動(dòng)，還必須進(jìn)行均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量的設(shè)計(jì)計(jì)算。行星齒輪傳動(dòng)根據(jù)基本夠件的組成情況可分為：2KH、3K、及KHV三種。若按各對(duì)齒輪的嚙合方式，又可分為：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N型等。N表示內(nèi)嚙合，W表示外嚙合，G表示內(nèi)外嚙合公用行星輪。本文所設(shè)計(jì)的行星齒輪是2KH行星傳動(dòng)NGW型。關(guān)鍵詞：減速器、齒輪強(qiáng)度AbstractDepartment of planetary gear reducer compared with ordina

3、ry gear reducer has the advantages of small size, light weight, high efficiency and transmission power range, and gradually widely available. While its disadvantages are: high-quality materials, complex structure, high precision manufacturing, installation more difficult, complex design calculations

4、 than the average reducer. But with the planetary transmission technology for further in-depth understanding and mastery , as well as the introduction and digestion and absorption of foreign planetary transmission technology , transmission structure and are contained way so that it continues to impr

5、ove, the level of production technology is also rising , can create a better planetary gear reducer .According to the load gear strength, the geometry of the design calculations, and then the transmission ratio conditions, concentric conditions, assembly conditions, adjacent design are set, due to t

6、he use of a plurality of planetary gear drive; you must also institutions and floating amount of design calculations.The planetary gear transmission according enough basic member of the composition can be divided into: 2K-H, 3K, and the three K-H - V. The gear meshing, can be divided into: NGW type,

7、 NN, WW, the WGW type, NGWN -type and N-type. N represents the internal meshing , W the outer meshing , G represents the inner and outer engagement common planet wheel .This article is designed planetary gear 2K-H planetary transmission NGW type .Key words：Gear reducer，Gear strength目錄摘要3Abstract41 緒

8、論52 原始數(shù)據(jù)及系統(tǒng)組成框圖72.1有關(guān)原始數(shù)據(jù)72.2系統(tǒng)組成框圖73 減速器行星輪設(shè)計(jì)94 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)105 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)115.1行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比和效率計(jì)算115.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算125.3行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算135.4行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核161、行星齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算及校核165.5行星齒輪傳動(dòng)的受力分析195.6行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量215.7輪間載荷分布均勻的措施226 行星輪架與輸出軸間齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)236.1輪材料及精度等級(jí)236.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)236.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算246.4主要尺寸計(jì)算256.5驗(yàn)算

9、齒輪的圓周速度v257 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)257.1減速器輸入軸的設(shè)計(jì)257.2行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計(jì)278 結(jié)論309 設(shè)計(jì)小結(jié)3010 謝辭3111 參考文獻(xiàn)32緒論從20世紀(jì)80年代初期洗衣機(jī)逐漸進(jìn)入中國(guó)家庭，并由最開(kāi)始的單缸洗衣機(jī)到雙缸洗衣機(jī)，再到全自動(dòng)洗衣機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能要求越來(lái)越高，在齒輪傳動(dòng)裝置方面具體表現(xiàn)為提高齒輪的承載能力、傳動(dòng)效率、減小外形尺寸、減輕質(zhì)量以及增大傳動(dòng)比等，行星齒輪在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生，并且隨著齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)不斷發(fā)展完善。我國(guó)對(duì)行星齒輪的研究起步較晚，而且在行星齒輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中許多都不容樂(lè)觀

10、，比如產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家。無(wú)錫小天鵝股份有限公司前身始建于1958年，中國(guó)第一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)于1978年在小天鵝誕生，這臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)的問(wèn)世，徹底改變了人們的洗衣方式。1995年以后，洗衣機(jī)市場(chǎng)一直是單缸全自動(dòng)洗衣機(jī)稱霸天下。然而在洗衣機(jī)的功能、品牌都不斷發(fā)展的今天，仍有一部分人對(duì)雙缸洗衣機(jī)情有獨(dú)鐘。作為第二代改良洗衣機(jī)，雙缸洗衣機(jī)盡管增加了甩干功能，仍然不能節(jié)省人力洗滌結(jié)束后，必須手動(dòng)甩干功能，而且甩干常常不徹底、甩干機(jī)常出故障等等。此外，雙缸洗衣機(jī)的洗衣桶空間有限，像秋冬穿著的厚重衣物不好洗滌。世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)、英國(guó)、俄羅斯以及

11、美國(guó)等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用，在生產(chǎn)和研究中都十分重視。由于行星齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、承載能力大和同軸性等許多優(yōu)點(diǎn)，行星齒輪減速器在現(xiàn)代的軍用和民用工業(yè)中具有其廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)說(shuō)，歐美幾乎100的家庭使用的都是滾筒洗衣機(jī)。與中國(guó)消費(fèi)者偏愛(ài)的波輪式洗衣機(jī)相比，滾筒洗衣機(jī)洗衣范圍廣，能夠洗滌羊毛、絲綢之類的高檔衣物，洗好的衣物不纏繞，對(duì)衣物磨損小。滾筒洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速快，最高每分鐘可達(dá)1000轉(zhuǎn)，還可將水加熱，衣物洗凈度很高；滾筒洗衣機(jī)同時(shí)利用特有的減震、平衡系統(tǒng)，將噪聲降到了最低；因?yàn)榧夹g(shù)先進(jìn)、做工精湛，滾筒洗衣機(jī)的使用壽命是波輪洗衣機(jī)的2倍。滾筒洗衣機(jī)有兩大優(yōu)點(diǎn)：其一是省水。波輪洗衣機(jī)要

12、在桶中注入大量的水來(lái)帶動(dòng)衣物；而滾筒洗衣機(jī)是使衣物落下與水拍打，需要水量較小。其次滾筒洗衣機(jī)對(duì)衣物的磨損度要低。滾筒洗衣機(jī)洗衣時(shí)頗似南方人洗衣用棒槌敲打衣物，而波輪洗衣機(jī)是使衣物來(lái)回?cái)噭?dòng)，因此，滾筒洗衣機(jī)對(duì)衣物的磨損度更低。此外，滾筒洗衣機(jī)還是環(huán)保先鋒，這或許是它們?cè)跉W美大受歡迎的另一個(gè)重要原因。滾筒洗衣機(jī)不僅能節(jié)省一半以上的水，還能大量節(jié)約洗滌劑，減少生活污水的排放。如今，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)走入中國(guó)老百姓的家中，高端滾筒的熱銷充分說(shuō)明滾筒洗衣機(jī)的普及已經(jīng)成為趨勢(shì)。全球市場(chǎng)上洗碗機(jī)按結(jié)構(gòu)可分為臺(tái)式和柜式，按用途可分為商用洗碗機(jī)和家用家則高達(dá)60%-70%。新興國(guó)家如東南亞地區(qū)的洗碗機(jī)銷量也在以每年

13、20%的幅度增洗碗機(jī)。發(fā)達(dá)國(guó)家中家用洗碗機(jī)的普及率已達(dá)30%-40%，美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)長(zhǎng)。本文所設(shè)計(jì)的行星齒輪減速器，其特征在于采用由太陽(yáng)輪、均勻排在太陽(yáng)輪外周并與太陽(yáng)輪外嚙合的各行星輪、以及與所述各行星輪內(nèi)嚙合的內(nèi)齒輪構(gòu)成的行星輪系。1 原始數(shù)據(jù)及系統(tǒng)組成框圖11有關(guān)原始數(shù)據(jù)課題: 一種自動(dòng)洗衣機(jī)行星輪系減速器的設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)及工作條件： 使用地點(diǎn)：自動(dòng)洗衣機(jī)減速離合器內(nèi)部減速裝置；傳動(dòng)比：=5.2輸入轉(zhuǎn)速:n=2600r/min輸入功率：P=150w行星輪個(gè)數(shù)：=3內(nèi)齒圈齒數(shù)=631.2系統(tǒng)組成框圖圖1-1 自動(dòng)洗衣機(jī)的組成簡(jiǎn)圖自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理：見(jiàn)圖1-2圖1-2 洗衣機(jī)工作原理圖

14、洗滌：A制動(dòng)，B放開(kāi)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)電機(jī)、帶傳動(dòng)、中心齒輪、行星輪、行星架、波輪脫水：A放開(kāi)，B制動(dòng)，運(yùn)動(dòng)經(jīng)電機(jī)、帶傳動(dòng)、內(nèi)齒圈（脫水桶）、中心齒輪、行星架、波輪與脫水桶等速旋轉(zhuǎn)。（電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速）輸入軸中心輪行星輪輸出軸圖1-3 減速器系統(tǒng)組成框圖 2 減速器行星輪設(shè)計(jì)減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。減速器降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。降速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒

15、輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)等等。按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。1） 蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。2） 諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。3） 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。圖2

16、-1太陽(yáng)輪圖2-2行星輪3 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)方案的分析與擬定（1）對(duì)傳動(dòng)方案的要求 合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，還要滿足工作可靠、傳動(dòng)精度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求。（2）擬定傳動(dòng)方案任何一個(gè)方案，傳動(dòng)要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。例如圖3-1所示為作者擬定的傳動(dòng)方案，適于在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作。 圖3-1 周轉(zhuǎn)輪系a-中心輪；g-行星輪；b-內(nèi)齒圈；H-行星架4 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比和效率計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)比符號(hào)及角標(biāo)含義為： 1固定件、2主動(dòng)件、3從動(dòng)件（1

17、）、齒輪b固定時(shí)（圖11），2KH（NGW）型傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 =1-=1+/可得 =1-=1-=1-5.2=-4.2 =/-1=63*5/21=15輸出轉(zhuǎn)速： =/=n/=2600/5.2=500r/min（2）、行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算： =1-|-/(-1)* |*=為ag嚙合的損失系數(shù)，為bg嚙合的損失系數(shù)，為軸承的損失系數(shù)， 為總的損失系數(shù)，一般取=0.025按=2600 r/min、=500r/min、=-21/5可得=1-|2600-500/(-4.2-1)*500|*0.025=97.98%4.2 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算（1）、傳動(dòng)比的要求傳動(dòng)比條件即 =1+/可得 1+/=63/

18、5=21/5=4.2 =所以中心輪a和內(nèi)齒輪b的齒數(shù)滿足給定傳動(dòng)比的要求。（2）、保證中心輪、內(nèi)齒輪和行星架軸線重合同軸條件為保證行星輪與兩個(gè)中心輪、同時(shí)正確嚙合，要求外嚙合齒輪ag的中心距等于內(nèi)嚙合齒輪bg的中心距，即 = 稱為同軸條件。對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng)，有 m/2(+)=m/2(-)得 =-/2=63-15/2=24（3）、保證多個(gè)行星輪均布裝入兩個(gè)中心輪的齒間裝配條件想鄰兩個(gè)行星輪所夾的中心角=2/中心輪a相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)角，角必須等于中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)個(gè)（整數(shù)）齒所對(duì)的中心角，即 =*2/式中2/為中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒（周節(jié)）所對(duì)的中心角。 =n/=/=1+/將和代入上式，有 2*/2/=1+

19、/經(jīng)整理后=+=（15+63）/2=24滿足兩中心輪的齒數(shù)和應(yīng)為行星輪數(shù)目的整數(shù)倍的裝配條件。（4）、保證相鄰兩行星輪的齒頂不相碰鄰接條件在行星傳動(dòng)中，為保證兩相鄰行星輪的齒頂不致相碰，相鄰兩行星輪的中心距應(yīng)大于兩輪齒頂圓半徑之和，如圖42所示圖4-1 行星齒輪可得:l=2* l=2*2/m*(+)*sin=39/2m =d+2=17m滿足鄰接條件。4.3行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算按齒根彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)m齒輪模數(shù)m的初算公式為 m=式中 算數(shù)系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)=12.1； 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，N*m ； =/=9549/n=95490.15/31600=0.2984N

20、*m 使用系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二表67查得=1； 綜合系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二表65查得=2； 計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由參考文獻(xiàn)二公式65得=1.85； 小齒輪齒形系數(shù)，圖622可得=3.15；， 齒輪副中小齒輪齒數(shù)，=15； 試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限，按由參考文獻(xiàn)二圖626630選取=120所以 m=12.1 =0.658 取m=0.91）分度圓直徑d=m*=0.915=13.5mm =m*=0.924=21.6mm =m*=0.963=56.7mm2) 齒頂圓直徑 齒頂高：外嚙合=*m=m=0.9內(nèi)嚙合=（-）*m=(1-7.55/)*m=0.792 =+2=13.5+1.8=15.

21、3mm=+2=21.6+1.8=23.4mm=-2=56.7-1.584=55.116mm 3) 齒根圓直徑 齒根高=（+）*m=1.25m=1.125 =-2=13.5-2.25=11.25mm=-2=21.6-2.25=19.35mm=+2=56.7+2.25=58.95mm 4）齒寬b參考三表819選取=1=*=113.5=13.5mm=*+5=13.5+5=18.5mm=13.5+(5-10)=13.5-5=8.5mm5) 中心距a 對(duì)于不變位或高變位的嚙合傳動(dòng)，因其節(jié)圓與分度圓相重合，則嚙合齒輪副的中心距為： 1、ag為外嚙合齒輪副=m/2(+)=0.9/2(15+24)=17.55

22、mm 2、bg為內(nèi)嚙合齒輪副 =m/2(+)=0.9/2(63-24)=17.55mm中心輪a行星輪g內(nèi)齒圈b模數(shù)m0.90.90.9齒數(shù)z152463分度圓直徑d13.521.656.7齒頂圓直徑15.323.454.9齒根圓直徑11.2519.3558.95齒寬高b18.518.58.5中心距a=17.55mm =17.55mm4.4行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核1、行星齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算及校核（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)中心輪a選選用45鋼正火，硬度為162217HBS，選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度1.6行星輪g、內(nèi)齒圈b選用聚甲醛（一般機(jī)械結(jié)構(gòu)零件，硬度大，強(qiáng)度、鋼性、韌性等性能突出，吸水性小

23、，尺寸穩(wěn)定，可用作齒輪、凸輪、軸承材料）選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度 =/=9549/n=95490.15/31600=0.2984N*m=298.4N*mm；（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由參考文獻(xiàn)三式824得出 3.2。（2）轉(zhuǎn)矩如【】則校核合格。（4）齒形系數(shù)由參考文獻(xiàn)三表812得=3.15，=2.7，=2.29；（5）應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)三表813得=1.49，=1.58，=1.74；（6）許用彎曲應(yīng)力由參考文獻(xiàn)三圖824得=180MPa，=160 Map ； 由表89得=1.3 由圖825得=1；由參考文獻(xiàn)三式814可得=*/=180/1.3=138 Map =*/=160/1.3=1

24、23.077 Map=2K/b*=(21.1298.4/13.515)3.151.49=18.78 Map =138 Map=*/=18.782.71.587/3.151.74=14.62查參考文獻(xiàn)二表611可得 =1.3所以 1.33、有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限（1）使用系數(shù)查參考文獻(xiàn)二表67 選取=1（2）動(dòng)載荷系數(shù)查參考文獻(xiàn)二圖66可得=1.02（3）齒向載荷分布系數(shù)對(duì)于接觸情況良好的齒輪副可取=1（4）齒間載荷分配系數(shù)、由參考文獻(xiàn)二表69查得 =1.1 =1.2（5）行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)由參考文獻(xiàn)二式713 得=1+0.5（-1）由參考文獻(xiàn)二圖719 得=1.5 所以 =1+0.5（

25、-1）=1+0.5（1.5-1）=1.25仿上 =1.75（6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖69查得=2.06（7）彈性系數(shù)由參考文獻(xiàn)二表610查得=1.605（8）重合度系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖610查得=0.82（9）螺旋角系數(shù) =1（10）試驗(yàn)齒的接觸疲勞極限由參考文獻(xiàn)二圖611圖615查得 =520Mpa（11）最小安全系數(shù)、由參考文獻(xiàn)二表6-11可得=1.5、=2（12）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖611查得 =1.38（13）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)、由參考文獻(xiàn)二圖617、圖618、圖619查得=0.9、=0.952、=0.82（14）齒面工作硬化系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖620查得 =1.2（1

26、5）接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)由參考文獻(xiàn)二圖621查得 =1所以 =2.061.6050.821=2.95 =2.95=3.5 =2.95=4.32 =*=520/1.31.380.90.950.821.21=464.4所以 齒面接觸校核合格4.5行星齒輪傳動(dòng)的受力分析在行星齒輪傳動(dòng)中由于其行星輪的數(shù)目通常大于1，即1,且均勻?qū)ΨQ地分布于中心輪之間；所以在2HK型行星傳動(dòng)中，各基本構(gòu)件（中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H）對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，本設(shè)計(jì)在行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力，且用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)用符號(hào)F代表切向力。為了分析各構(gòu)件所受力

27、的切向力F，提出如下三點(diǎn)：（1） 在轉(zhuǎn)矩的作用下，行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài)，因此，構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。（2） 如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力，則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反。（3） 為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值，則應(yīng)研究它們對(duì)第三個(gè)力的作用點(diǎn)的力矩。在2HK型行星齒輪傳動(dòng)中，其受力分析圖是由運(yùn)動(dòng)的輸入件開(kāi)始，然后依次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。對(duì)于直齒圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力F，如圖13所示。由于在輸入件中心輪a上受有個(gè)行星輪g同時(shí)施加的作用力和輸入轉(zhuǎn)矩的作用。當(dāng)行星輪數(shù)目2時(shí)，各個(gè)行星輪上的載荷均勻，（或采用載荷分配不均勻系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償）因此，只需要分析

28、和計(jì)算其中的一套即可。在此首先確定輸入件中心輪a在每一套中（即在每個(gè)功率分流上）所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為 =/=9549/n=95490.15/31600=0.2984N*m可得 =*=0.8952 N*m式中 中心輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N*m； 輸入件所傳遞的名義功率，KW；圖5-2傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 (b)構(gòu)件的受力分析按照上述提示進(jìn)行受力分析計(jì)算，則可得行星輪g作用于中心輪a的切向力為 =2000/=2000/=20000.2984/13.5=44.2N而行星輪g上所受的三個(gè)切向力為中心輪a作用與行星輪g的切向力為 =-=-2000/=-44.2N 內(nèi)齒輪作用于行星輪g的切向力為=-2000/=

29、-44.2N 轉(zhuǎn)臂H作用于行星輪g的切向力為=-2=-4000/=-88.4N 轉(zhuǎn)臂H上所的作用力為=-2=-4000/=-88.4N 轉(zhuǎn)臂H上所的力矩為 =-4000/*=-40000.8952/13.517.55=-4655.0 N*m 在內(nèi)齒輪b上所受的切向力為 =-=2000/=44.2N 在內(nèi)齒輪b上所受的力矩為=/2000=/=0.895221.6/13.5=1.43 N*m 式中 中心輪a的節(jié)圓直徑， 內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑， 轉(zhuǎn)臂H的回轉(zhuǎn)半徑，根據(jù)參考文獻(xiàn)二式（637）得 -/=1/=1/1-=1/1+P轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)矩為 =-*（1+P）= -0.8952（1+4.2）=-4.655

30、 N*m 仿上 -/=1/=1/1-=p/1+P內(nèi)齒輪b所傳遞的轉(zhuǎn)矩， =-p/1+p*=-4.2/5.2(-4.655)=3.76 N*m4.6行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。這些是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)行星輪的傳動(dòng)方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個(gè)行星輪來(lái)分擔(dān)載荷，形成功率分流，并合理地采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)；從而，才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。4.7輪間載荷分布均勻的措施為了使行星輪間載荷分布均勻，起初，人們只是努力提高齒輪的加工精度，從而使得行星輪傳動(dòng)的制造和轉(zhuǎn)配變得比較困難。后來(lái)通過(guò)實(shí)踐采取了對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)件徑

31、向不加限制的專門(mén)措施和其他可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位的方法，即采用各種機(jī)械式的均載機(jī)構(gòu)，以達(dá)到各行星輪間載荷分布均勻的目的。從而，有效地降低了行星齒輪傳動(dòng)的制造精度和較容易轉(zhuǎn)配，且使行星齒輪傳動(dòng)輸入功率能通過(guò)所有的行星輪進(jìn)行傳遞，即可進(jìn)行功率分流。在選用行星齒輪傳動(dòng)均載機(jī)構(gòu)時(shí)，根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況，應(yīng)對(duì)其提出如下幾點(diǎn)要求：（）載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng)，能較好地補(bǔ)償制造和轉(zhuǎn)配誤差及零件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù)值最小。（）均載機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償動(dòng)作要可靠、均載效果要好。為此，應(yīng)使均載構(gòu)件上所受力的較大，因?yàn)?，作用力大才能使其?dòng)作靈敏、準(zhǔn)確。（）在均載過(guò)程中，均載構(gòu)件應(yīng)能以較小的自動(dòng)調(diào)整位移量補(bǔ)償行星齒

32、輪傳動(dòng)存在的制造誤差。（）均載機(jī)構(gòu)應(yīng)制造容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、布置方便，不得影響到行星齒輪傳動(dòng)性能。均載機(jī)構(gòu)本身的摩擦損失應(yīng)盡量小，效率要高。（）均載機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一定的緩沖和減振性能；至少不應(yīng)增加行星齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲。為了使行星輪間載荷分布均勻，有多種多樣的均載方法。對(duì)于主要靠機(jī)械的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)類型可分為兩種：1、靜定系統(tǒng)該系統(tǒng)的均載原理是通過(guò)系統(tǒng)中附加的自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)均載的。2、靜不定系統(tǒng)均載機(jī)構(gòu)：a、基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)(1) 中心輪a浮動(dòng) （2）內(nèi)齒輪b浮動(dòng) （3）轉(zhuǎn)臂H浮動(dòng) （4）中心輪a與轉(zhuǎn)臂H同時(shí)浮動(dòng) （5）中心輪a與內(nèi)齒輪b同時(shí)浮動(dòng)轉(zhuǎn)臂H同時(shí)浮動(dòng) （6）組成靜定

33、結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)b、杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu)本次所設(shè)計(jì)行星齒輪是靜定系統(tǒng)，基本構(gòu)件中心輪a浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)。5行星輪架與輸出軸間齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)已知：傳遞功率P=150w,齒輪軸轉(zhuǎn)速n=1600r/min，傳動(dòng)比i=5.2，載荷平穩(wěn)。使用壽命10年，單班制工作。 6.1輪材料及精度等級(jí)行星輪架內(nèi)齒圈選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS，齒輪軸選用45鋼正火，硬度為170210HBS，選用8級(jí)精度，要求齒面粗糙度3.26.3。6.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用參考文獻(xiàn)四式1022求出值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)。1） 轉(zhuǎn)矩 = =/=9549/n=95490.15/31600=0.2984N*

34、m2） 載荷系數(shù)K查參考文獻(xiàn)四表1011 取K=1.13）齒數(shù)和齒寬系數(shù)行星輪架內(nèi)齒圈齒數(shù)取11，則齒輪軸外齒面齒數(shù)=11。因單級(jí)齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由參考文獻(xiàn)四表1020選取=1。4）許用接觸應(yīng)力 由參考文獻(xiàn)四圖1024查得 =560Mpa, =530 Mpa由參考文獻(xiàn)四表1010查得 =1 =60nj=6016001(105240)=1.997 =/i=1.997由參考文獻(xiàn)四圖1027可得=1.05。由參考文獻(xiàn)四式1013可得=/=1.05560/1=588 Mpa=/=1.05530/1=556.5 Mpa6.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算由參考文獻(xiàn)四式1024得出，如則

35、校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：1）齒形系數(shù)由參考文獻(xiàn)四表1013查得 =3.63 2）應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)四表1014查得 =1.413）許用彎曲應(yīng)力由參考文獻(xiàn)四圖1025查得 =210Mpa, =190 Mpa由參考文獻(xiàn)四表1010查得 =1.3由參考文獻(xiàn)四圖1026查得 =1由參考文獻(xiàn)四式1014可得 =/=210/1.3=162 Mpa =/=190/1.3=146 Mpa故 m1.26=1.26=0.58=2K/b=3.631.41=27.77MPa=162 Mpa=/=27.77MPa=146 Mpa齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。由參考文獻(xiàn)四表103取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=16.4主要尺寸計(jì)算=mz

36、=111mm=11mm=111mm=11mma=1/2m(+)=1/21(11+11)mm=11mm6.5驗(yàn)算齒輪的圓周速度v v=/601000=111600/601000=0.921m/s由參考文獻(xiàn)四表1022,可知選用8級(jí)精度是合適的。7 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)7.1減速器輸入軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件 選用45號(hào)鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由參考文獻(xiàn)四表144查得強(qiáng)度極限=650MPa,再由表142得許用彎曲應(yīng)力=60MPa2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)參考文獻(xiàn)四表141 得C=118107。又由式142得 d=(118107)=5.364.86取直徑=8.5mm3

37、、確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少=8.5mm，考慮到軸在整個(gè)減速離合器中的安裝所必須滿足的條件，初定：=9.7mm, =10mm,=11mm, =11.5mm, =12mm, =15.42mm， =18mm。4、確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達(dá)到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個(gè)減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定：L=107mm, =3.3mm, =2mm, =44.2mm, =4mm, =18.5mm, =1.5mm, =16.3mm。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖：圖7-1 輸入軸簡(jiǎn)圖5、 校核軸a、受力分析圖圖7-2 受力分析(a) 水平面彎矩圖 (b)垂直

38、面內(nèi)的彎矩圖 (c)合成彎矩圖 (d)轉(zhuǎn)矩圖圓周力：=2298.4/13.5=44.2N 徑向力：=44.2tan=16.1N法向力：=/cos=44.2/ cos=47.04Nb、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-2a）。支點(diǎn)反力為： =/2=22.1N 彎矩為：=22.177.95/2=861.35Nmm =22.129.05/2=321 Nmmc、作垂直面內(nèi)的彎矩圖（7-2b），支點(diǎn)反力為：=/2=8.04N彎矩為：=8.0477.95/2=313.5Nmm =8.0429.05/2=116.78 Nmmd、作合成彎矩圖（7-2c）：=994.45 Nmm=370.6 Nmme、作轉(zhuǎn)矩圖(7-2d)

39、：e、作轉(zhuǎn)矩圖(7-2d)：T=9549/n=95490.15/1600=0.8952N*m=895.2 Nmmf、求當(dāng)量彎矩 =1130.23 Nmm=652.566 Nmmg、校核強(qiáng)度 =/W=1130.23/0.1=1130.23/0.1=6.54Mpa=/W=652.566/0.1=652.566/0.1=4.9 Mpa所以 滿足=60Mpa的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。7.2行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件： 齒輪軸選用45鋼正火,由參考文獻(xiàn)四表144查得強(qiáng)度極限=600MPa,再由表142得許用彎曲應(yīng)力=55MPa2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度

40、估算軸徑=P=0.1597.98%=0.147kw根據(jù)參考文獻(xiàn)四表141 得C=118107。又由式142得 d=(118107)=5.344.83取直徑=8.9mm3、確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少=8.9m考慮到軸在整個(gè)減速離合器中的安裝所必須滿足的條件，初定：=12mm,=11.3mm, = =12mm。4、確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達(dá)到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個(gè)減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定：L=136.5mm, =19.2mm, =1.1mm, =74.5mm, =1.5mm, =15.8mm, =1.2mm, =23.2mm。按設(shè)計(jì)

41、結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖：見(jiàn)圖7-3圖7-3 輸出軸5、校核軸：a、受力分析圖 見(jiàn)圖圖7-4 受力分析圖(a)水平面內(nèi)彎矩圖 (b)垂直面內(nèi)的彎矩圖 (c)合成彎矩圖 (d)轉(zhuǎn)矩圖圓周力：=2465.5/11=84.64N徑向力：=846.4tan=308.1N法向力：=/cos=846.4/ cos=90.72Nb、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-4a）。支點(diǎn)反力為： =/2=42.32N 彎矩為：=42.3268.25/2=1444.17Nmm =423.233.05/2=699.338Nmmc、作垂直面內(nèi)的彎矩圖（7-4b），支點(diǎn)反力為：=/2=15.405N彎矩為：=154.0568.25/2=52

42、5.7 Nmm =154.0533.05/2=254.57 Nmmd、作合成彎矩圖（7-4c）：=1536.87 Nmm=744.23 Nmme、作轉(zhuǎn)矩圖(7-4d)：T= -=*（1+P）= 0.8952（1+4.2）=465.5 N*mmf、求當(dāng)量彎矩 =1562.04 Nmm=794.9Nmmg、校核強(qiáng)度 =/W=1562.04/0.1=1562.04/0.1=9.1Mpa=/W=794.9/0.1=794.9/0.1= 4.6Mpa所以 滿足=55Mpa的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。8 結(jié)論本文是關(guān)于自動(dòng)洗衣機(jī)減速離合器內(nèi)部減速裝置，這種減速器對(duì)于體積和重量方面要求較高

43、，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要注意這些，同時(shí)也要在精度上下些力氣，因?yàn)榫炔桓?，在洗衣機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的震動(dòng)和噪音就越大，隨著人們對(duì)家電的要求逐漸提高和科技的日益發(fā)展,洗衣機(jī)是家用電器中常見(jiàn)的一種，人們對(duì)它的要求不僅是質(zhì)量上的，對(duì)它本身的重量、體積、噪音等方面的要求也越來(lái)越高，本文設(shè)計(jì)的減速器就注重在這些方面下手，盡量減輕他的重量和縮小他的體積，同時(shí)也不忘提高齒輪間的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)的精度，能使洗衣機(jī)在運(yùn)行中做到噪音小，震動(dòng)小的作用。同時(shí)由于本人能力和經(jīng)驗(yàn)有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)犯很多錯(cuò)誤，也可能有許多不切實(shí)際的地方，還望各位老師在借鑒的同時(shí)，能指出當(dāng)中的不足，把減速器做的更完美。9 設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)這次

44、畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己學(xué)到了不少東西。歸納起來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)： 1） 大學(xué)三年多的時(shí)間都是在學(xué)習(xí)通信理論基礎(chǔ)知識(shí)，并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。由于我是校學(xué)生科協(xié)的成員，平時(shí)已經(jīng)掌握了一定的基礎(chǔ)，動(dòng)手能力也還可以。但是經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我接觸到了更多平時(shí)沒(méi)有接觸到的儀器設(shè)備、元器件以及相關(guān)的使用調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會(huì)到了所學(xué)理論知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得就更全面、更順利、更好。2）了解進(jìn)行一項(xiàng)相對(duì)比較大型的科技設(shè)計(jì)所必不可少的幾個(gè)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)相結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。我經(jīng)過(guò)

45、這次系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟悉了對(duì)一項(xiàng)課題進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)過(guò)程。這些在我們?cè)趯?lái)的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會(huì)有很大的幫助。3） 學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書(shū)。平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)大多比較陳舊，作為通信工程的學(xué)生，由于專業(yè)特點(diǎn)自己更要積極查閱當(dāng)前的最新通信資料。一個(gè)人不可能什么都學(xué)過(guò)，什么都懂，因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用一些不曾學(xué)過(guò)的東西時(shí)，就要去有針對(duì)性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己的應(yīng)用能力，而且還能增長(zhǎng)自己見(jiàn)識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)。4）實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步提高，在調(diào)試過(guò)程中積累了一些經(jīng)驗(yàn)。5）畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過(guò)的理論知識(shí)起到了回顧作用，并對(duì)其加以進(jìn)一步的消化和鞏固。6）畢業(yè)設(shè)計(jì)

46、培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對(duì)應(yīng)的工程意識(shí)，同學(xué)之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來(lái)了。10 謝辭經(jīng)過(guò)近幾個(gè)月的艱苦奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲。在這幾個(gè)月的時(shí)間里，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師逄教授，在課題選定、理論指導(dǎo)和方案的論證上，逄老師對(duì)我精心的指導(dǎo)和耐心的鼓勵(lì)，使我能夠堅(jiān)持到底，畢業(yè)設(shè)計(jì)有了圓滿的結(jié)果。他淵博的知識(shí)，深邃的思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格、平易近人的處事態(tài)度和幽默風(fēng)趣的話語(yǔ)，讓我在學(xué)習(xí)知識(shí)和解決問(wèn)題時(shí)感到無(wú)比的輕松和愉快。至此論文定稿之際，對(duì)田老師表示衷心的感謝!在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我還有幸得到其它老師的熱心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力幫助，正因?yàn)橛辛?/p>

47、他們，我才能克服各種困難，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文。在這里一并向他們表示感謝！最后，再次向各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師致以崇高的敬意和最衷心的感謝！鑒于作者的水平有限，難免存在一些錯(cuò)誤和漏洞，望各位老師、學(xué)者不吝賜教，在此向大家表示衷心的感謝。11 參考文獻(xiàn)1袁敏.行星齒輪減速器系列化設(shè)計(jì)的精益方法J.礦山機(jī)械. 2010年, 第8期.2胡來(lái)容、 陳啟松.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.煤炭工業(yè)出版社出版.2010年3饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)M.化學(xué)工業(yè)出版社出版.2011年.4陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M 高等教育出版社出版.2012年.5 趙麗娟、 張雙 、伍正軍.基于MFC 和Pro/TOOLKIT 的NGW 型行星

48、減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)J.遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院院報(bào).2012年，第四期.6任宗義. 畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖M . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2001:18-50.7濮良貴,紀(jì)名杠.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京: 高等教育教育出版社, 1995:112-130.8朱鳳琴, 張淳. NGW 行星齒輪減速器的參數(shù)化程序設(shè)計(jì) J . 機(jī)械傳動(dòng), 2005, 第五期 : 36- 38.9尤瑞琳. 行星減速器行星架的改造設(shè)計(jì) J . 起重運(yùn)輸機(jī)械, 2002年，第七期：32- 33.10沈世德. 機(jī)械原理 M . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005: 38- 123.11 楊龍. 大功率行星減速器行星架特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化 D. 中國(guó)艦船研究院. 2011年12 紀(jì)明剛.機(jī)床設(shè)計(jì)M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. 2010年13 饒振剛.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)M.化學(xué)工業(yè)出版社.2005年14 朱冬梅.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖M.高等教育出版社 2011年15賈鐵鋼.洗衣機(jī)行星減速器太陽(yáng)輪注射模設(shè)計(jì)J模具工業(yè).2011年,第37卷,第7期.27