自動洗衣機減速器講解

1、江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書JIANGXIAGRICULTURALUNIVERSITY本科畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 ：自動洗衣機行星齒輪減速器的設(shè)計學院：工學院姓名：學號：專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化年級：級指導教師：康麗春職 稱： 講師二0一二年 5月1江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書摘要本論文是有關(guān)一種自動洗衣機行星齒輪減速器的設(shè)計，洗衣機是代替人工完成洗滌衣物過程的家用電器，行星齒輪減速器其實就是應(yīng)用齒輪減速的原理，它有一個軸線位置固定的齒輪叫中心輪或太陽輪，在太陽輪邊上有軸線變動的齒輪，即一方面作自轉(zhuǎn)另一方面又作公轉(zhuǎn)的齒輪叫行星輪，行星輪有支持構(gòu)件叫行星架，通過行星架降動力傳到軸上，再傳給其

2、他齒輪，它們由一組若干個齒輪組成一個輪系，只有一個原動機，這種周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系。本設(shè)計按照給定的部分參數(shù)，根據(jù)實際的需要和硬度強度等要求，同時保持正常工作狀態(tài)的情況下，對自動洗衣機行星齒輪減速的各個零件進行設(shè)計選材。關(guān)鍵詞 ：自動洗衣機，行星齒輪減速器。2江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書AbstractThisthesisisaboutanautomatic washingmachine planetarygearreducer design, washing machine is to replace artificial finish washingclothesprocess ofhou

3、sehold appliances,planetarygear reducerisactuallyused the principle of gear reducer, it has a fixed position of the gearaxis call center wheels or the sun round, with the sun round the edge hasthe gear axis change, namely on the one hand forrotationon theotherhand,as the planet wheel gear that revol

4、ution, the planet round with supportfor component called planet shelf, through the planet shelf drop power toshaft, again to other gear, they by a group of several gear form a geartrain,only a prime mover,theturnoverwas calledplanetgear.Thisdesignaccording to the given some parameters, according to

5、the actual need andhardnessstrengthand otherrequirements,whilemaintainingnormalcondition,automaticwashing machine tovariouspartsofthe planetreducer,gear design selection.Key words : automatic washing machine, the planet gear reducer.3江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書目錄摘要 .2Abstract.3目錄 .41緒論 .11.1發(fā)展概況 . .11.2洗衣機的分類、機構(gòu)

6、及工作原理、過程 . .21.3減速器 . .51.4行星齒輪的傳動 . .71.5行星齒輪傳動的特點 . .91.6行星齒輪傳動的分類 . .102傳動方案設(shè)計 .112.1傳動方案的要求 . .112.2擬定傳動方案 . .112.3原始數(shù)據(jù) . .123行星齒輪傳動的設(shè)計 .133.1行星齒輪傳動比和效率計算 . .133.2行星齒輪傳動的配齒計算 . .143.3行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算 . .173.4行星齒輪傳動的受力分析 . .273.5行星齒輪傳動的均載機構(gòu)的設(shè)計 . .294中心輪、行星輪和行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .304.1中心輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . .304.2行星輪的機

7、構(gòu)設(shè)計 . .314.4內(nèi)齒圈的設(shè)計 . .334.5行星架設(shè)計 . .335行星齒輪減速器輸入軸輸出軸設(shè)計 .355.1減速器輸入軸設(shè)計 . .355.2減速器輸出軸設(shè)計 . .376自動洗衣機行星齒輪減速器裝配圖 .387結(jié)論與展望 .397.1結(jié)論 . .397.2展望 . .39參考文獻.40致謝 .414江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書1 緒論從 20 世紀 80 年代初期洗衣機逐漸進入中國家庭，并由最開始的單缸洗衣機到雙缸洗衣機，再到全自動洗衣機，全自動洗衣機也從最初的采用機械電動式控制器的普通式全自動洗衣機，發(fā)展成為采用微電腦控制的微電腦控制全自動洗衣機，再到采用模糊控制技術(shù)的模糊控

8、制全自動洗衣機。行星輪系減速器較普通齒輪減速器具有體積比較小、重量輕、效率很高及傳遞功率范圍大等優(yōu)點，逐漸獲得廣泛應(yīng)用。同時它的缺點是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)卻復(fù)雜、制造精度要比較高、安裝比較困難些、設(shè)計計算也較一般減速器復(fù)雜。但隨著人們對行星傳動技術(shù)進一步的深入地了解、掌握以及對國外行星傳動技術(shù)的引進和消化吸收，從而使其傳動結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷得以完善，同時生產(chǎn)工藝水平也不斷提高，較好的行星齒輪傳動減速器完全可以被制造出來。行星齒輪傳動根據(jù)基本的構(gòu)件的組成情況可分為： 2KH、3K、及 K HV 三種 , 我所設(shè)計的行星齒輪是 2K H 行星傳動 NGW型。根據(jù)負載情況進行一般的齒輪強度，幾何尺寸的

9、設(shè)計計算，然后還要進行傳動比條件、同心條件、裝配條件、相鄰條件的設(shè)計計算，由于采用的是多個行星輪傳動，還必須進行均載 機構(gòu)及浮動量的設(shè)計計算。1.1發(fā)展概況世界上一些工業(yè)發(fā)達國家，如日本、德國、英國、俄羅斯以及美國等，對行星齒輪傳動的應(yīng)用，在生產(chǎn)和研究中都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動性能，傳動功率、轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處在領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的行星傳動技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動、行星齒輪變速傳動和微型行星齒輪傳動等早已在現(xiàn)代化機械傳動設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。行星齒輪傳動在我國已有了許多年的發(fā)展史，很早就已經(jīng)有了應(yīng)用。然而，自從 20 世紀 60 年代以來，我國才開始對行星齒輪傳動進行了更為深入、

10、系統(tǒng)的研究和試制工作。無論是在設(shè)計理論方面，還是在試制和應(yīng)用實踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。在近 20 多年來，尤其是我國改革開放以來，隨著我國科學技術(shù)水平的進步和發(fā)展，我國已從世界上許多工業(yè)發(fā)達國家引進了大量先進的機械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過我國機械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時俱進，開拓創(chuàng)新地努力奮進，使得我國的行星傳動技術(shù)有了迅速的發(fā)展。1江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書1.2洗衣機的分類、機構(gòu)及工作原理、過程洗衣機是代替人工完成洗滌衣物過程的家用電器。與人工洗滌衣物相比，它具有省力、省時、省水、省洗滌劑等優(yōu)點。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，全自動洗衣機作為將

11、人們從繁雜的家務(wù)勞動中解放出來的好幫手，越來越受到消費者的青睞。洗衣機產(chǎn)品按自動化程度可以分為三類：普通洗衣機：洗滌、漂洗、脫水各功能的操作均需用手動轉(zhuǎn)換。它裝有定時器，可以根據(jù)衣物的臟污程度和織物種類選定操作時間。半自動洗衣機：洗滌、漂洗、脫水各功能中任意兩個功能的轉(zhuǎn)換不用手動操作而能自動進行。它一般都是由洗衣和脫水兩個部分組成。在洗衣桶中可以定時完成洗滌和漂洗程序，但不能自動脫水，需要人工把衣服從洗衣桶中取出，放入離心脫水桶中進行脫水。有的是可以在脫水桶中連續(xù)完成漂洗和脫水程序。全自動洗衣機：洗滌、漂洗和脫水各功能的轉(zhuǎn)換都不用手動操作而能自動進行。衣物放入后能自動進行洗凈、漂洗、脫水，全部

12、程序自動完成。當衣物甩干6后，蜂鳴器就會發(fā)出聲響。有的還具有烘干功能。按機構(gòu)原理分類：波輪式洗衣機：當被洗衣物浸沒在洗滌液中，依靠波輪連續(xù)轉(zhuǎn)的動或定時反向轉(zhuǎn)動的方式形成強烈的渦流進行洗滌。它是由洗滌桶、波輪和傳動機構(gòu)等部分組成的。滾筒式洗衣機：這種洗衣機的結(jié)構(gòu)特點是有一個盛水圓柱形外桶，外桶中有一個可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)桶，內(nèi)桶壁上會開了一個許多規(guī)則排列小孔，并有幾條明顯的筋。衣服放入在內(nèi)桶里，內(nèi)桶有著規(guī)律的旋轉(zhuǎn)，明顯的筋將衣服帶起到了一定的高度之后又把衣服拋落到洗滌液中，這樣就在內(nèi)桶里完成了洗滌過程。攪拌式洗衣機：當被洗衣服浸沒在洗滌液中，依靠攪拌器往復(fù)運動的方式進行洗滌。其結(jié)構(gòu)是在洗衣桶中央，豎直的安

13、裝攪拌器，攪拌器繞軸心在一定角度范圍內(nèi)正反向擺動，攪動洗滌液和衣服，以達到洗凈目的。國內(nèi)外洗衣機品牌有海爾、小天鵝、榮事達、松下、惠而浦水仙、LG 熊貓、西門子以及日立好用等等。6洗衣機的主要組成部分:左罩殼組件 、內(nèi)筒組件 、外筒組件 、右罩殼組件 、電器箱及電器控制 、傳動部分 、排水閥及水位計 、管道系統(tǒng)。2江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書1、左罩殼組件：左罩殼組件有左罩殼、 左墻板門等主要部分構(gòu)成， 在本設(shè)計，左罩殼組件的作用是保證管道系統(tǒng)與液位計，用作內(nèi)筒組件左端支承及罩護轉(zhuǎn)動中的皮帶輪。2、內(nèi)筒組件：內(nèi)筒組件由 V 型筋、拉桿、內(nèi)筒體、左右軸頭等主要部件組成，用以盛放被洗滌的衣物，兩端

14、通過軸承組件支承在左右墻板上。3、外筒組件：外筒組件主要由外筒體、拉門等主要部分組成，用以盛放洗滌用水，整個機組聯(lián)接，以及罩護轉(zhuǎn)動的內(nèi)筒組件。4、右罩殼組件：右罩殼組件由右罩殼、右墻板門等主要部分構(gòu)成，右罩殼組件的作用是安置電器箱、傳動系統(tǒng)及用作內(nèi)筒組件右端支承。5、電器箱及電器控制：電器箱位于右罩殼組件的后上部，電氣控制面板位于右罩殼組件的前上部，電氣控制的主要內(nèi)容是，電機的正反轉(zhuǎn)，主電機斷電時制動器制動，門蓋打開時，行程開關(guān)動作，主電機斷電。6、傳動部分：本設(shè)計通過行星齒輪減速器傳動，實現(xiàn)減速，將電機的動力傳遞到內(nèi)筒上。7、排水閥及水位計：排水閥主要用于排放洗滌衣物后的污水，水位計是用來反

15、映外筒組件內(nèi)的水位。8、管道系統(tǒng)：多由進水管道、進氣管道、水位計連接管路及溫度表組成。整機結(jié)構(gòu)6以日常生活中常見的波輪式全自動洗衣機為例，洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）都是是以同一中心安放著的。外桶是固定的，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周會有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別是由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)將排水閥打開，經(jīng)過進水管將水注入到外桶中。排水時，通過電控系統(tǒng)使得排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)洗滌的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶

16、動內(nèi)桶的正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕是用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及警報。排水按鈕是用來實現(xiàn)手動排水。波輪式全自動洗衣機的實物示意圖如圖 1-1 所示3江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書圖 1-1自動洗衣機的組成簡圖洗滌過程圖 1-2 洗衣機洗滌過程內(nèi)部簡圖洗衣機的洗滌過程主要是在機械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實現(xiàn)洗凈的目的。首先是充滿在波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁上，并且沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成了低壓區(qū)，又使得洗滌液流會回波輪附近。這樣，會在波輪附近形

17、成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，4江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書吸入了中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪的附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物之后。其次，當衣物被放進了洗滌液之后，由于慣性的作用運動緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對運動，水流與衣物便發(fā)生了相對摩擦，這樣的水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則性，當旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都會發(fā)生改變，形成湍流。在湍流的作用之下，衣物做無規(guī)則運動并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長，衣物相互相摩擦，

18、增大洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。全自動洗衣機通過水位開關(guān)與電磁進水閥配合來控制進水、排水以及電機的通斷：從而得以實現(xiàn)自動控制的。電磁的進水閥起著通、斷水源的作用。當電磁線圈斷電的時候，移動鐵芯在重力和彈簧力的作用之下，緊緊頂在橡膠膜片的上面，并將膜片中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開了膜片，并使得膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入了洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔流通能力大于膜片兩側(cè)小孔流通能力，膜片的上方壓強迅速會減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，將水流導通。水位開關(guān)實際上就是一個壓力開關(guān)。氣室入口與洗衣桶中貯

19、氣室相聯(lián)接。當水注入洗衣桶之后，貯氣室口就很快被封閉，隨著水位的上升，貯氣室的水位也會上升，被封閉的空氣壓強亦會增大，水位開關(guān)中的波紋膜片2 受壓而后脹起，6推動頂桿 3 的運動而使觸點 4 的改變，從而實現(xiàn)了自動的通斷。工作原理1.3減速器減速器是一種被封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪 -蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機器中應(yīng)用很廣。減速器主要由傳動零件 (齒輪或蝸桿 )、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本

20、結(jié)構(gòu)有三大部分：(1)、齒輪、軸及軸承組合：小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下， 如果軸的直徑為 d，齒輪齒根圓的直徑為df，則當 df- d67mn 時，應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。而當 df-d>6 7mn 時，采用齒輪與軸5江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書分開為兩個零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與大齒輪。此時齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩軸均采用了深溝球軸承。這種組合，用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況。當軸向載荷較大時，應(yīng)采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時濺起的稀油，進

21、行潤滑。箱座中油池的潤滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后，通過導油槽流入軸承。當浸油齒輪圓周速度 2m/s時，應(yīng)采用潤滑脂潤滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂，可采用擋油環(huán)將其分開。為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進入箱內(nèi)，在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。(2)、箱體：箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體?；诣T鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式

22、。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。(3)、減速器附件：為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計，主要要考慮一下幾方面：1）檢查孔為檢查傳動零件的嚙合情況，并

23、向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當位置設(shè)置檢查孔。檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。2)通氣器減速器工作時，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。3)軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。凸緣式軸承蓋的優(yōu)點是拆裝、調(diào)整軸承方便，但和嵌入式軸承蓋相比，零件數(shù)目較多，尺寸較大，外觀不平整。6江西農(nóng)業(yè)大

24、學工學院設(shè)計說明書4)定位銷為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對稱箱體應(yīng)呈對稱布置，以免錯裝。5)油面指示器檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油， 一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。6)放油螺塞換油時， 排放污油和清洗劑， 應(yīng)在箱座底部， 油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時用螺塞將放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。7)啟箱螺釘為加強密封效果， 通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)

25、接凸緣的適當位置，加工出 2 個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。小型減速器也可不設(shè)啟箱螺釘，啟蓋時用起子撬開箱蓋，啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓減速器的主要型式有斜齒輪減速器、擺線針輪減速器、齒輪蝸桿減速器、行星齒輪減速器等。按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級、多級。按傳動件類型又可分為：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 效率不高，精度不高。(2)、行星減速器其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用

26、壽命11很長，額定輸出扭矩可以做的很大。1.4行星齒輪的傳動齒輪機構(gòu)用于傳遞原動機與工作機之間的運動和動力。它可以實現(xiàn)不同的勻速運動或按預(yù)定規(guī)律變化的運動，也可以改變運動的形式，如將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化問移動或相反。齒輪傳動的適用范圍很廣，傳遞功率可高達數(shù)萬千瓦，圓周速度可達 150m/s( 最高 300m/s) ，直徑能做到 10m 以上，單級傳動比可達 8或更大，因此在機器中應(yīng)用很廣。行星輪既繞自身的軸線回轉(zhuǎn),又隨行星架繞固定軸線回轉(zhuǎn)。太陽輪、行星架和內(nèi)齒輪都可繞共同的固定軸線回轉(zhuǎn)，并可與其他構(gòu)件聯(lián)結(jié)承受外加力矩，它們是這種輪系的三個基本件。三者如果都不固定，確定機構(gòu)運動時需要給出兩個構(gòu)件的角速度，這

27、種傳動稱差動輪系；如果固定內(nèi)齒輪或太陽輪，則稱行星輪系。通7江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書11常這兩種輪系都稱行星齒輪傳動。當齒輪系運轉(zhuǎn)時，如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn)，即在該齒輪系中至少具有一個作行星運動的齒輪。如圖 5所示，設(shè)齒輪 a 為主動件，繞固定的幾何軸線Oa 轉(zhuǎn)動；齒輪g 裝在系桿 H 上，系桿 H 繞固定軸線 OH 轉(zhuǎn)動；齒輪 b 固定不動。當齒輪 a 轉(zhuǎn)動時，齒輪 g 除繞本身軸線 Og" 自轉(zhuǎn) "外，其軸線 Og 還隨系桿 H 繞固定軸線 OH 作“公轉(zhuǎn)”，最后由系桿 H 輸出。途中，具有固定軸線的齒

28、輪 a 或 b 稱為中心輪或太陽輪，通常用符號 K 表示。具有“自轉(zhuǎn)”和“公轉(zhuǎn)”運動的齒輪 g 稱為行星輪。用作安裝行星輪并帶動行星輪軸線旋轉(zhuǎn)的系桿H 稱為行星架或轉(zhuǎn)臂。中心輪可繞固定軸線轉(zhuǎn)動，亦可固定不動。這種有中心輪、行星輪和行星架組成的傳動系統(tǒng)，若其中有一個中心輪固定，便稱為簡單行星傳動。和其他機械傳動比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點是：工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點是：齒輪制造需專用機床和設(shè)備，成本較高；精度低時，振動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。圖 1-5 行星齒輪傳動簡圖選擇齒輪齒數(shù)時需要考慮的因素是：滿足指定的傳動比

29、；幾個行星輪需裝到相應(yīng)的合理位置；行星輪間各齒頂圓要有一定間隙。此外，還應(yīng)保證安裝以后三個基本件的回轉(zhuǎn)軸線重合，例如圖行星齒輪傳動 中內(nèi)嚙合齒輪的中心距必須等于外嚙合齒輪的中心距。行星齒輪傳動的齒輪強度計算主要考慮輪齒的接觸強度和彎曲強度，可分解為相嚙合的幾對齒輪副分別計算。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要考慮的是8江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書幾個行星輪分擔的載荷均勻， 故應(yīng)采用均載機構(gòu)， 例如采用基本件 “浮動 ”的均載機11構(gòu)、彈性件的均載機構(gòu)和杠桿聯(lián)動均載機構(gòu)等。1.5行星齒輪傳動的特點行星齒輪傳動的優(yōu)點洗衣機中使用行星輪系減速器就是利用了行星齒輪傳動，行星齒輪傳動與普通定軸齒輪傳動相比較其主要優(yōu)點有：

30、1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大；由于行星齒輪傳動具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動以及合理的應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此結(jié)構(gòu)非常緊湊；再由于在中心輪周圍均勻分布著數(shù)個行星輪來共同分擔載荷，從而使每個齒輪所承載的載荷較小。2）傳動效率高；由于行星齒輪結(jié)構(gòu)的對稱性，使作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承的反作用力互相平衡，從而有利于達到提高傳動效率的作用。3）傳動比較大；行星傳動的類型很多，如漸開線行星傳動、擺線針輪行星傳動、諧波行星傳動及活齒行星傳動等，一般都具有大傳動比的特點。用于傳遞運動時，其最大傳動比可為幾萬或幾十萬以上；作為動力傳動，其最大傳動比可為幾十或者幾百。采用差動行星傳動，可以實現(xiàn)運

31、動的合成和分解，只要適當選擇行星齒輪傳動的類型和配齒方案，就可使少數(shù)幾個齒輪獲得很大傳動比。4）運動平穩(wěn)、抗沖擊和震動的能力較強、噪聲低。由于采用了數(shù)個行星齒輪，均勻的分布在中心輪周圍，從而使行星輪和轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡，同時也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故傳動平衡，抗沖擊和震動能力強。行星齒輪傳動的缺點同時它的缺點有：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 計算也較一般減速器復(fù)雜。但隨著人們對行星傳動技術(shù)進一步的深入地了解和掌握以及對國外行星傳動技術(shù)的引進和消化吸收，令其傳動結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，加上生產(chǎn)工藝水平也不斷提高，致使如今能完全可以制造出較好的行星齒輪傳動減速器。

32、由于在各種類型的行星齒輪傳動中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)9江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書矩的機械傳動裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動，運動的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中；這些功用對于現(xiàn)代機械傳動發(fā)展有著重要意義。因此，行星齒輪傳動在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、建筑機械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)負載情況進行一般的齒輪強度、幾何尺寸的設(shè)計計算，然后要進行傳動比條件、同 心條件、裝配條

33、件、相鄰條件的設(shè)計計算，由于采用的是多個行星輪傳動，還必須進行均載 機構(gòu)及浮動量的設(shè)計計算。1.6行星齒輪傳動的分類漸開線行星齒輪傳動含有三類構(gòu)件， 即中心輪（ K）、行星架（H)和行星輪（ g）。其中凡軸線與固定軸線重合，且承受或傳遞外加轉(zhuǎn)矩的構(gòu)件稱為基本構(gòu)件。安裝基本構(gòu)件的軸稱為基本軸（或稱為基本軸線） 。按傳遞運動的功能和作用，任何行星傳動都含有輸入軸和輸出軸，多數(shù)行星傳動還含有輔助軸。其中，輸入軸和輸出軸通常與中心輪或行星架相固接，分別傳遞輸入轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩；輔助軸不僅承受外加轉(zhuǎn)矩，同時對整個行星傳動起限制或支承作用，如固定中心輪的軸（或軸線）就屬于輔助軸（或軸線） 。行星齒輪傳動根據(jù)

34、基本構(gòu)件或基本軸的組成情況可分為：2K H、3K 、及KH V 三種。若按其嚙合方式的不同，可分為：N內(nèi)嚙合齒輪副； W 外嚙合齒輪副； G同時與兩個中心輪相嚙合的公共齒輪。根據(jù)行星齒輪傳動所具有的嚙合方式，又可分為：NGW 型具有內(nèi)嚙合和外嚙合，同時還具有一個公共齒輪的行星齒輪傳動； NW 型具有兩個外嚙合的行星齒輪傳動：WW 型具有兩個內(nèi)嚙合的行星齒輪傳動， NN 型具有兩個內(nèi)嚙合的行星齒輪傳動；NGWN型具有兩個內(nèi)嚙合和一個外嚙合，同時還具有一個公共齒輪的行星齒輪傳動；N 型僅具有一個內(nèi)嚙合的行星齒輪傳動。10江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書2 傳動方案設(shè)計2.1傳動方案的要求在設(shè)計傳動方案

35、的時候，傳動系統(tǒng)必須滿足體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，傳動平穩(wěn)，抗沖擊能力強的特點；傳動系統(tǒng)輸入輸出功率、轉(zhuǎn)速和扭矩必須滿足需要；另外傳動系統(tǒng)需要每天工作至少兩小時，工作壽命為 20年（設(shè)每年工作 300 天）；傳動系統(tǒng)工作環(huán)境比較潮濕，溫度為 -40 °C40°C，傳動系統(tǒng)在此環(huán)境內(nèi)必須能正常工作；還要滿足體積小，重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護方便等要求。2.2擬定傳動方案任何一個方案，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。作者設(shè)計的方案是首先是為滿足在一般的環(huán)境中能長期連續(xù)工作，其次結(jié)構(gòu)簡單體積小。11江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書

36、圖2-1 2K H 行星傳動 NGW 型a 中心輪g行星輪b 內(nèi)齒圈H 行星架行星傳動的基本構(gòu)件都是由兩個中心輪（ K）和一個行星架（ H）所組成，通常稱為 2K H 行星傳動。而我的設(shè)計的行星齒輪就是 2K H 行星傳動中的單排內(nèi)外嚙合 NGW 型。如圖 6 所示，中心輪 a 的軸為輸入軸，行星架 H 的軸為輸出軸，而固定中心輪 b 的軸為輔助軸2.3原始數(shù)據(jù)為了方便設(shè)計的進行，現(xiàn)確定行星齒輪減速器設(shè)計的原始數(shù)據(jù)如下：總傳動比： ip =5.0輸入軸轉(zhuǎn)速： na =3000r/min輸入軸功率： Pt =300W行星輪個數(shù)： np =3內(nèi)齒圓齒數(shù) : zb =80-10012江西農(nóng)業(yè)大學工學

37、院設(shè)計說明書圖 2-2 減速器系統(tǒng)的組成框圖3 行星齒輪傳動的設(shè)計3.1 行星齒輪傳動比和效率計算行星齒輪傳動比符號及角標含義為：i231，其中 1固定件、 2主動件、 3從動件。行星齒輪傳動比由本設(shè)計中給的原始數(shù)據(jù)可得：biaH = i p =5.013江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書輸出轉(zhuǎn)速：nH = na = 3000 =600r/mini p5.0行星齒輪轉(zhuǎn)動的效率計算：行星齒輪傳動的效率計算公式為：nanHH=1-i abH1 nH由 :iaHb=1 iabH得 :iabH -1=-5其中 :HHHHab ?BHHH式中a 為 ag 嚙合的損失系數(shù) ,b為 bg 嚙合的損失系數(shù)，B 為軸

38、承的HH損失系數(shù)，為總的損失系數(shù)，一般取=0.025 。按 na =3000r/min ， nH =600r/min ， iabH -1=-5 可得：=1-nanHH =1-30006000.025 =1-0.02=98%i abH1 nH56003.2行星齒輪傳動的配齒計算行星齒輪傳動各齒輪齒輪數(shù)的確定，除了遵循圓柱齒輪傳動齒數(shù)選擇的原則外，還必須滿足傳動比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件。3.2.1 傳動比條件配齒計算必須保證滿足給定傳動比，本設(shè)計的行星齒輪為內(nèi)齒圈b 固定的NGW 型行星齒輪傳動，且主動輪為中心輪a，從動輪為行星架 H，所以其必須滿足以下計算：iaHb=1+ zbza式

39、中 za 為中心輪 a 的齒數(shù)；zb 為內(nèi)齒輪 b 的齒數(shù)同心條件14江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書同心條件即行星架的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)該與中心輪的幾何軸線相重合，本設(shè)計中的NGW 型齒輪傳動，中心輪a 與行星輪 g 的中心距 aag 應(yīng)該等于行星輪 g 與內(nèi)齒圈b 的中心距 abg ,即 aag = abg 。由此原理可以導出m( za + zg )=m( zb - zg )，即 za + zg = zb - zg裝配條件設(shè)計行星齒輪時，其行星輪的數(shù)目和各輪的齒數(shù)必須正確選擇否則便裝配不起來。因為當?shù)谝粋€行星輪裝好后，中心輪a 和內(nèi)齒圈 b 的相對位置便確定了；又因為均勻分布的各行星輪的中心位置也是確

40、定的，所以一般情況下其余行星輪的齒便有可能不能同時插入內(nèi)、外兩個中心輪的齒槽中，亦即可能無法裝配起來。為了能裝配起來，設(shè)計時應(yīng)使行星輪數(shù)和各輪齒數(shù)之間滿足一定的裝配條件。本設(shè)計中的NGW 型傳動，為了簡化計算和裝配，應(yīng)使太陽輪與內(nèi)齒輪的齒數(shù)和等于行星輪數(shù)的整數(shù)倍，即：zazb =整數(shù)或 iaHbza =整數(shù)npnp鄰接條件為了保證行星輪系能夠運動，其相鄰兩行星輪的齒頂圓不得相交，兩相鄰行星齒輪齒頂圓半徑之和小于其中心距，這個條件稱為鄰接條件。這時相鄰的兩行星輪的中心距 l AB 應(yīng)大于行星輪的齒頂圓直徑da 2 。圖 3-1 鄰接條件15江西農(nóng)業(yè)大學工學院設(shè)計說明書即2（ ra ） g <

41、; Lg或（ da ） g<2asinnp式中：（ ra ） g 、（ da ） g 行星輪 c 的齒頂圓半徑和直徑；np 行星輪個數(shù)；a a、g 齒輪嚙合副的中心距；Lg 相鄰兩個行星齒輪中心之間的距離。間隙g = Lg（ da ） g 的最小允許值取決于行星齒輪減速器的冷卻條件和嚙合傳動時潤滑油的攪動損失。實際使用時，一般取間隙值模數(shù)。配齒的計算由本設(shè)計規(guī)定的原始數(shù)據(jù)根據(jù)裝配條件：g 0.5m，m 為齒輪的bza =5.0za =整數(shù)iaHnp3由此可知， za 取3的倍數(shù)即可使上式成立，故可以取za =24根據(jù)傳動比公式：i aHb= i aH =1 iabH =1+ zbza可得： zb =（ iaHb-1 ） za =（ 5.0-1 ） 24=96.根據(jù)同心條件，若不變位，則由za + zg = zb - zg得 zg = ( zbza ) =（ 88-22 ）/2=362對于鄰接條件：（ da ） g <2asinnp2asin1803 51.96m=m( za + zg )sin=m 30npnp（ da ） g =m( zg +2ha )式中 GB1356-88規(guī)定 齒頂