自動洗衣機行星齒輪減速器設(shè)計

重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計II1-1自動洗衣機行星齒輪減速器設(shè)計摘要本文主要是針對自動洗衣機行星齒輪減速器的設(shè)計進行介紹。在當(dāng)今生活中，幾乎每家每戶都有洗衣機。人們的生活質(zhì)量要求正在不斷提高，對家用電器的需求越來越大對其品質(zhì)要求也越來越高。由于科技在不停的進步，促使人們?nèi)ジ由钊胙芯肯匆聶C等家用電器的結(jié)構(gòu)，以達到更加便攜的目的。本設(shè)計充分考慮了家用洗衣機的重量、體積以及洗衣機能否平穩(wěn)運行等因素。與普通的固定軸齒輪傳動相比，行星齒輪傳動更加的領(lǐng)先進步。它具有個頭小、抗沖擊性好、噪音低等特點?，F(xiàn)在的人非常看重生活質(zhì)量也更加重視。家用電器除了外觀精美，還需要性能良好、使用起來給人一種舒適的感覺。所以，本次設(shè)計的主要目的是將行星齒輪傳動應(yīng)用于自動洗衣機的減速設(shè)計中，使其更加的完善，給人們帶來更加舒適的使用體驗。關(guān)鍵詞：自動洗衣機；行星齒輪傳動；齒輪；減速器；AbstractThispapermainlyintroducesthedesignofplanetarygearreducerforautomaticwashingmachine.Intoday'slife,almosteveryhouseholdhasawashingmachine.Thequalityoflifeofpeopleisconstantlyimproving,andthedemandforhouseholdappliancesisgrowing.Duetothecontinuousprogressofscienceandtechnology,peopleareurgedtofurtherstudythestructureofhouseholdappliancessuchaswashingmachinestoachievethegoalofmoreportability.Thisdesignfullyconsiderstheweightandvolumeofthehouseholdwashingmachineandwhetherthewashingmachinecanrunsmoothly.Comparedwithordinaryfixedshaftgeardrive,planetarygeardriveismoreadvanced.Ithasthecharacteristicsofsmallsize,goodimpactresistanceandlownoise.Nowadays,peopleattachgreatimportancetothequalityoflifeandpaymoreattentiontoit.Inadditiontobeautifulappearance,householdappliancesalsoneedgoodperformanceandacomfortablefeelingwhenused.Therefore,themainpurposeofthisdesignistoapplytheplanetarygeardrivetothedecelerationdesignoftheautomaticwashingmachinetomakeitmoreperfectandbringmorecomfortableuseexperiencetopeople重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 -PAGE12- PAGEIII目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1研究背景 21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 31.2.2國外研究現(xiàn)狀 31.3研究目的和意義 41.4研究思路和方法 41.4.1研究思路 41.4.2研究方法 5第2章行星齒輪傳動系統(tǒng)的概述 62.1行星齒輪傳動的簡介 62.2原始數(shù)據(jù)及系統(tǒng)組成框圖 72.2.1有關(guān)原始數(shù)據(jù) 72.2.2系統(tǒng)組成框圖 82.3減速器簡介 92.4傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計 102.5行星齒輪傳動設(shè)計 102.5.1行星齒輪傳動的傳動比和效率計算 112.5.2行星齒輪傳動的配齒計算 112.5.3行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算 122.5.4行星齒輪傳動強度計算及校核 142.5.5行星齒輪傳動的受力分析 17第3章行星輪架與輸出軸間齒輪傳動的設(shè)計 203.1輪材料及精度等級 203.2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 203.3按齒根彎曲疲勞強度計算 213.4主要尺寸計算 213.5驗算齒輪的圓周速度v 21第4章行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計 224.1減速器輸入軸的設(shè)計 224.1.1選擇軸的材料，確定許用彎曲應(yīng)力 224.1.2按鈕轉(zhuǎn)強度估算軸徑 224.1.3確定各軸段的直徑 224.1.4確定各軸段的長度 224.1.5校核圖 234.2行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計 244.2.1選擇軸的材料，確定許用彎曲應(yīng)力 244.2.2按鈕轉(zhuǎn)強度估算軸徑 244.2.3確定各軸段的直徑 244.2.4確定各軸段的長度 244.2.5校核圖 25第5章主要零件的校核 265.1銷軸的彎曲程度校核 265.2銷軸套與滑槽平面的接觸強度校核 265.3軸承的校核 27結(jié)論 28參考文獻 29致謝 30 重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計-PAGE11-第1章緒論目前，洗衣機電器已經(jīng)融入了中國數(shù)千戶家庭。它的款式已經(jīng)從最開始的單桶式成長到雙桶式，再到全自動式，最后發(fā)展到采用模糊技術(shù)控制的全自動式。隨著當(dāng)前科技的進步，洗衣機行業(yè)正向著智能化、極化、多元化、環(huán)?；⑿⌒突较蜻M步。洗衣機是現(xiàn)代人生活的必需品。洗衣機它的性能的好與壞，是與人們的生活直接掛鉤的。因為科技不斷地在進步，人們開始越來越在乎機械產(chǎn)品的功能強弱。齒輪傳動設(shè)備這一塊，主要體現(xiàn)在縮小它的外觀、減少它的重量和提高傳動比、增強齒輪的承受力。因為齒輪傳動技術(shù)不停地在進步，它正在進一步的完善。行星齒輪傳動這塊由于其廣泛的功率、對于速度的一個要求范圍以及較寬的工作條件，引起了世界上各個國家的關(guān)注，現(xiàn)如今已變成世界機械行業(yè)的研究的重點之一。伴隨著各種新概念、新方法、新工藝層出不窮，行星齒輪傳動這一技術(shù)隨之產(chǎn)生。洗衣機中使用的減速離合器，用于降低速度和傳遞扭矩。清洗過程中的傳動路徑是電機首先通過皮帶輪減速驅(qū)動的第一級，然后通過行星系統(tǒng)的第二級，以減少電機輸入到適合洗衣機操作的過程中的功率和扭矩。行星齒輪傳動可以沿傳動方向旋轉(zhuǎn)，也可以在同一軸上同時輸入和輸出。因此，在每個機械傳動系統(tǒng)中，由于行星齒輪過多導(dǎo)致車輪負(fù)載不平衡，會出現(xiàn)誤差，由此增加部件之間的力，導(dǎo)致振動和噪音非常大，大大減弱傳動效率，極大地影響洗衣機的運行效果。20世紀(jì)60年代，我國正式針對行星齒輪轉(zhuǎn)動開始非常深入和系統(tǒng)的研究，到了20世紀(jì)80年代，改革開放再一次使科學(xué)技術(shù)得到快速發(fā)展，中國的科學(xué)水平有了很大提高。之后，我國將國外先進技術(shù)和設(shè)備引入行星齒輪傳動設(shè)計之中，讓其得到了很大的發(fā)展。行星齒輪傳動是指一個或多個齒輪的運動，其軸繞著另一個齒輪的固定軸進行旋轉(zhuǎn)。它跟尋常的固定軸齒輪傳動不一樣，行星齒輪傳動系統(tǒng)不但可以自己旋轉(zhuǎn)，還能和固定軸上的行星齒輪一起轉(zhuǎn)。太陽齒輪、行星齒輪架以及內(nèi)齒輪都是車輪系統(tǒng)的重要部件。假如只固定太陽齒輪或內(nèi)齒輪，則為行星齒輪傳動系。1.1研究背景在如今生活中，幾乎每家每戶都有洗衣機。因為人們不停提高生活要求以及質(zhì)量，由于社會的不斷發(fā)展和進步，人們不斷研究洗衣機等家庭電器的結(jié)構(gòu)，以使洗衣機更加便捷。因為行星齒輪傳動系統(tǒng)的傳動效率高、噪音對比其他普通更小，更加的小巧。所以也就是在這種情況下其質(zhì)量和傳動比得到增加。目前齒輪傳動技術(shù)隨著研究的深入正在變得逐漸完善。我國行星齒輪傳動設(shè)計的發(fā)展較慢，存在許多與國外不可比的情況，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與國外相比不合理。因為歷史時期的影響，中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重點集中在勞動密集型上。所以技術(shù)密集型產(chǎn)品，如行星齒輪傳動設(shè)計，不如開發(fā)技術(shù)密集產(chǎn)品的發(fā)達國家好。與普通固定軸齒輪傳動比較，其具有傳動比相較普通齒輪更大、體積更加小巧，承載能力強大等優(yōu)點，因此受到了我國鐵路電子機械工程技術(shù)人員的關(guān)注。它擁有很多獨一無二的優(yōu)勢。其不但可以用在高速、大功率的機械傳動，也能用在低速、大扭矩的機械傳動。除了上述的使用場景，它還能投身于大功率傳動的機械裝置。在航空航天、武器裝備、精密機械、醫(yī)療器械、儀器儀表等技術(shù)密集型產(chǎn)品領(lǐng)域，特別是民用工業(yè)中的行星齒輪減速器領(lǐng)域，擁有很好的使用前景。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀在我們國家，行星齒輪傳動這項技術(shù)經(jīng)過這么些年的研究進步，已經(jīng)廣泛的使用在了生活中。然而，直到20世紀(jì)60年代，中國才真正開始深入和研究行星齒輪，20世紀(jì)80年代，中國許多先進的裝置和技術(shù)都是引進自世界眾多工業(yè)發(fā)達國。中國通過不斷吸收和消化機械技術(shù)人才，與時俱進，不斷進行創(chuàng)新，不斷進取，促進了科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大大提高了中國的科技水平，行星齒輪傳動技也因此更進一步。。1.2.2國外研究現(xiàn)狀世界上許多發(fā)達國家都高度重視行星齒輪傳動。因為科技的發(fā)展，他們在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動性能、等方面在世界中都處于領(lǐng)先。不僅如此，他們還給出了新的技術(shù)思路。德國是首個享有行星齒輪傳動專利的世界發(fā)達國家。1920年，其首次大量生產(chǎn)行星齒輪傳動器，并且在汽車差速器投入使用。從1938年開始，他們一直投入于開發(fā)汽車行星齒輪系。二戰(zhàn)之后，制造業(yè)、機械業(yè)這些行業(yè)的崛起并并沒有使行星齒輪傳動受到影響。許多世界發(fā)達國已經(jīng)經(jīng)歷了工業(yè)化和信息化的年代，如今正在向知識時代前進。在設(shè)計這塊，已經(jīng)完善的越來越好，技術(shù)這塊也在不停地改進，使行星齒輪傳動水平慢慢變高。人們對于行星齒輪傳動也越來越重視。。1.3研究目的和意義本次設(shè)計的目的是通過研究本課題，利用所學(xué)知識使分析和解決問題的能力得到了提高，來為今后的研究奠定厚實的基礎(chǔ)。其研究意義是，它不僅讓我們回顧和溫習(xí)過去四年學(xué)到的內(nèi)容，并且鍛煉了在現(xiàn)實生活中解決各種問題的能力。從構(gòu)思理論、計算相關(guān)數(shù)據(jù)、繪圖到整個設(shè)計的完成，通過不斷咨詢教師、多次修改原始圖紙，不停搜索資料信息，極大地提升了處理和解決問題的能力。我發(fā)現(xiàn)行星齒輪傳動的優(yōu)勢非常明顯，就比如質(zhì)量小、個頭小巧，傳輸穩(wěn)定、功率大。在研究的過程中，我也出現(xiàn)了很多疑問。比如，在考慮精度時，應(yīng)考慮一定程度的強度。因為在使用中，由于精度低，洗衣機中部的震動以及產(chǎn)生的噪音可能會非常大，對日常使用的體驗產(chǎn)生影響。因此，需要更大的質(zhì)量來穩(wěn)定。今天的家庭洗衣機不但需要質(zhì)量好，并且對大小和重量要求也很高。本次設(shè)計研究的行星齒輪減速器就是根據(jù)上述需求進行針對改善。通過提高其精度，讓家庭洗衣機工作更穩(wěn)，噪音和振動更小。1.4研究思路和方法1.4.1研究思路這次題目是自動洗衣機行星齒輪減速器的設(shè)計。因此需要針對結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，成本低來進行選擇。首先研究自動洗衣機的系統(tǒng)組成；接著，對減速器類型進行選擇；之后，定下來傳動方案；最后，對行星齒輪傳動進行總設(shè)計。1.4.2研究方法（1）文獻檢索法根據(jù)在網(wǎng)上查看關(guān)于行星齒輪傳動減速器相關(guān)的文獻，分析查找到的文獻資料，圖書館查閱相關(guān)資料。來對行星齒輪減速器進行一個構(gòu)思設(shè)計。（2）對比分析法根據(jù)前后時間內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)生的變動，深入設(shè)計研究行星齒輪減速器。（3）理論聯(lián)系實際的方法使用理論，分析來研究現(xiàn)實問題、最終會給出針對性策略。重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第2章行星齒輪傳動系統(tǒng)的概述2.1行星齒輪傳動的簡介身為齒輪傳動的一種，行星齒輪的旋轉(zhuǎn)使幾個齒輪圍繞另一個齒輪的軸轉(zhuǎn)。行星架在運行中的變形是由于行星齒輪軸承的偏轉(zhuǎn)引起的，并且由于齒寬上的載荷不均勻，致使行星齒輪減速器的承受力大大降低，造成振動和噪音。因此，行星計時應(yīng)針對結(jié)構(gòu)和工藝特殊性進行挑選。在挑選行星齒輪架的時候，應(yīng)首先挑選結(jié)構(gòu)較為簡單，工藝好的行星齒輪架。行星齒輪繞其軸和行星齒輪架的固定軸轉(zhuǎn)。太陽齒輪、行星齒輪架以及內(nèi)齒輪可以繞公共固定軸旋轉(zhuǎn)，而且能夠連接其他零件來承擔(dān)外部扭矩。行星齒輪結(jié)構(gòu)模型如圖2.1所示。圖2.1行星齒輪傳動當(dāng)下，各種機械傳動系統(tǒng)中，因為行星齒輪過多，讓車輪的負(fù)載不均勻，導(dǎo)致避免不了的誤差，部件之間的力增大，導(dǎo)致振動和噪音非常大，對機器的工作效果造成了非常大的影響。因此，行星齒輪傳動越來越受到重視。突出的優(yōu)點如下：（1）體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大與普通的相比，它的結(jié)構(gòu)更緊湊、個頭更小巧、效率較普通定軸輪效率更高、抗沖擊性好、噪音很小。其每個中心輪所組成的傳動和對應(yīng)行星輪的內(nèi)嚙齒互相挨著。在中心論的四周都承擔(dān)著載荷，目的是使各個齒輪的承載力變小。在它的構(gòu)成上，可以利用內(nèi)嚙合承載強大、內(nèi)齒圈自己的可以容納體積。（2）傳動效率高、傳動比大得益與其互相堆成的結(jié)構(gòu)，以及兩邊分布均勻的行星齒輪，能讓中心輪和軸承之間處于一個平衡的狀態(tài)。從而使其更高效。傳動非常大，挑選合適的行星齒輪傳動方案，就可以實現(xiàn)只用少量的幾個齒輪，得到更加強大的傳動比。（3）傳動平穩(wěn)、抗沖擊強、振動能力強行星齒輪結(jié)構(gòu)能使行星齒輪的中心論和軸承之間的力相互平衡，從而在機器工作過程中能夠使行星輪和轉(zhuǎn)臂的慣性力達到相互的平衡，為了使其傳動平穩(wěn)，需要運用好內(nèi)嚙合承受力強的特點，以及內(nèi)齒圈自身能用體積。從而達到抗沖擊強，震動更強。行星齒輪傳動也有沒法略過的缺點：它對材料的要求很高，結(jié)構(gòu)因為有對應(yīng)的要求，因此較為復(fù)雜，在整個過程中也存在著一些難度。雖然會存在難度，但是由于我們不停深入研究其結(jié)構(gòu)、不斷完善這項技術(shù)，不斷提升技術(shù)水平，來使其滿足制作安裝要求。。2.2原始數(shù)據(jù)及系統(tǒng)組成框圖2.2.1有關(guān)原始數(shù)據(jù)題目：自動洗衣機行星輪系減速器的設(shè)計使用地點：自動洗衣機減速離合器內(nèi)部減速裝置原始數(shù)據(jù)及工作條件：傳動比：=5.2；輸入轉(zhuǎn)速：n=2600r/min；輸入功率：P=150w；行星輪個數(shù)：=3；內(nèi)齒圈齒數(shù)：=632.2.2系統(tǒng)組成框圖自動洗衣機的組成，結(jié)構(gòu)如圖2.2所示?？刂泼姘迳仙w進水口控制面板上蓋進水口外箱體外箱體盛水桶盛水桶排水管排水管波輪拉桿波輪拉桿水桶水桶電動機電動機減速器帶傳動減速器帶傳動圖2.2自動洗衣機的組成簡圖自動洗衣機的工作原理，結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。洗滌：A制動，B放開，運動經(jīng)電機、帶傳動、中心齒輪、行星輪、行星架、波輪。脫水：A放開，B制動，運動經(jīng)電機、帶傳動、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)。圖2.3洗衣機工作原理圖減速器系統(tǒng)組成框圖，結(jié)構(gòu)如圖2.4所示。（電機輸入轉(zhuǎn)速）輸入軸（電機輸入轉(zhuǎn)速）輸入軸中心輪行星輪輸出軸圖2.4減速器系統(tǒng)組成框圖重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2.3減速器簡介減速器它的工作原理是通過控制馬達的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，來減少得到更大的力。通過齒輪轉(zhuǎn)換器來對扭矩進行一個調(diào)節(jié)。普通的減速器有：行星齒輪減速器、蝸桿減速器等。按照傳輸?shù)燃墝⑵鋭澐殖啥?，多級以及單級。根?jù)它不同的傳動種類將他們分成齒輪蝸桿、蝸輪等。行星齒輪傳動的原理圖，結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。圖2.5行星齒輪傳動的原理圖經(jīng)過設(shè)計，減速器是由傳動零件像齒輪、蝸桿組成、軸、軸承、箱體及其附件構(gòu)成的。（1）齒輪、軸及軸承組合齒軸由小齒輪和軸組成。它可以放在齒輪和軸的直徑使用。假如齒輪直徑和軸直徑之間的差異太大，齒輪和軸將感覺像兩個部分，并將被制成其他東西：低速軸以及大齒輪。同時，齒輪和軸承我們通常用圓周來固定，使用肩套和軸承蓋固定軸承。因此，一旦軸的載荷相對較小，則使用深溝軸承，載荷相對較大時，則使用角接觸球軸承和止推軸承這樣的組成結(jié)構(gòu)。（2）箱體減速器中極為重要的一部分，不可分割。它是傳動部分的能夠工作的基礎(chǔ)，它有足夠的強度和硬度來支撐減速器工作。通常為了降低成本，讓制作變得簡單，箱體使用鋼板焊接。（3）附件減速器能夠正常運行的前提是附件達標(biāo)的工作起來。對此我們要對減速器潤滑油部分的排油，油面高度，吊裝等輔助部件進行合理挑選。還要想到箱體，齒輪等的結(jié)構(gòu)設(shè)計。做出應(yīng)有的關(guān)注和重視。2.4傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計這次設(shè)計重點就是對自動洗衣機減速器進行一個針對研究。在設(shè)計傳動方案時，行星齒輪傳動的主要特點是承受多個行星齒輪的載荷。在理論研究方面，我們發(fā)現(xiàn)在相同轉(zhuǎn)速和相同功率的條件下，行星齒輪的數(shù)量越多，齒輪之間的嚙合力越小，重量越輕，行星齒輪結(jié)構(gòu)越緊湊。如圖2.6所示為擬定的傳動方案，適于在惡劣環(huán)境下長期連續(xù)工作。a-中心輪；g-行星輪；b-內(nèi)齒圈；H-行星架圖2.6周轉(zhuǎn)輪系在實際操作和實際的設(shè)計中，我們發(fā)現(xiàn)實際生產(chǎn)的零件會出現(xiàn)形變和誤差，想要使行星輪進行一個移動，增加其數(shù)量是額外的限制，要求制作和精度都要更加的嚴(yán)格。由于行星齒輪過多，使車輪負(fù)載不平衡，這將出現(xiàn)避免不了的誤差，結(jié)果就是增加了部件間的力，導(dǎo)致振動和噪音非常大，大大使效率下降，極大地影響了機器的工作效果。因此，研究機器的負(fù)載能力非常重要，我們應(yīng)該簡單地制作行星齒輪緊湊的零件，目的是滿足方便配裝。2.5行星齒輪傳動設(shè)計2.5.1行星齒輪傳動的傳動比和效率計算行星齒輪傳動比符號及角標(biāo)含義為：1—固定件、2—主動件、3—從動件（1）齒輪b固定時（圖2-6），2K—H（NGW）型傳動的傳動比為：=1-=1+/(2-1)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）行星齒輪傳動的效率關(guān)系式為：η=1-|-/(-1)*|*(2-2)=(2-3)式中——a—g嚙合的損失系數(shù)；——b—g嚙合的損失系數(shù)；——軸承的損失系數(shù)；——總的損失系數(shù)，一般取=0.025。按=2600r/min、=500r/min、=-21/5可得：η=1-|-/(-1)*|*=1-|2600-500/(-4.2-1)*500|*0.025=97.98%2.5.2行星齒輪傳動的配齒計算（1）傳動比的要求——傳動比條件，即：=1+/(2-4)可得：1+/=63/5=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中心輪、同時正確嚙合，要求外嚙合齒輪a—g的中心距等于內(nèi)嚙合齒輪b—g的中心距，即：=，稱為同軸條件。對于非變位或高度變位傳動，有m/2(+)=m/2(-)，可得：=-/2=63-15/2=24（3）保證多個行星輪均布裝入兩個中心輪的齒間——裝配條件相鄰兩個行星輪所夾的中心角為：=2π/中心輪a相應(yīng)轉(zhuǎn)過角，角必須等于中心輪a轉(zhuǎn)過個（整數(shù)）齒所對的中心角，即：=*2π/(2-5)式中2π/——中心輪a轉(zhuǎn)過一個齒（周節(jié)）所對的中心角。=n/=/=1+/(2-6)將和代入上式，有2π*//2π/=1+/，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2.7所示。圖2.7行星齒輪可得：l=2*＞l=2*2/m*(+)*sin=39/2m=d+2=17m滿足鄰接條件。2.5.3行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算按齒根彎曲強度初算齒輪模數(shù)m，則齒輪模數(shù)m的初算公式為m=(2-7)式中——算數(shù)系數(shù)，對于直齒輪傳動=12.1；——嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，N*m；=/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m——使用系數(shù)，由參考文獻[6]表6—7查得=1；——綜合系數(shù)，由參考文獻[6]表6—5查得=2；——計算彎曲強度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由參考文獻[6]公式6—5得=1.85；——小齒輪齒形系數(shù)，由參考文獻[6]圖6—22可得=3.15；，——齒輪副中小齒輪齒數(shù)，==15；——試驗齒輪彎曲疲勞極限，；按由參考文獻[6]圖6—26～6—30選取=120所以，m==12.1×=0.958取m=0.9（1）分度圓直徑d=m*=0.9×15=13.5mm=m*=0.9×24=21.6mm=m*=0.9×63=56.7mm（2）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=15.3mm=+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參考文獻[7]表8—19選取=1=*=1×13.5=13.5mm=*+5=13.5+5=18.5mm=13.5+(5-10)=13.5-5=8.5mm（5)中心距a對于不變位或高變位的嚙合傳動，因其節(jié)圓與分度圓相重合，則嚙合齒輪副的中心距為：a—g為外嚙合齒輪副：=m/2(+)=0.9/2×(15+24)=17.55mmb—g為內(nèi)嚙合齒輪副：=m/2(+)=0.9/2×(63-24)=17.55mm表2.1行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算中心輪a行星輪g內(nèi)齒圈b模數(shù)m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=17.55mm2.5.4行星齒輪傳動強度計算及校核（1）行星齒輪彎曲強度計算及校核1）選擇齒輪材料及精度等級中心輪a選選用45鋼正火，硬度為162～217HBS，選8級精度，要求齒面粗糙度1.6行星輪g、內(nèi)齒圈b選用聚甲醛（一般機械結(jié)構(gòu)零件，硬度大，強度、鋼性、韌性等性能突出，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，可用作齒輪、凸輪、軸承材料）選8級精度，要求齒面粗糙度3.2。2）轉(zhuǎn)矩=/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m=298.4N*mm；3）按齒根彎曲疲勞強度校核由參考文獻[7]式8—24得出，如[]則校核合格。4）齒形系數(shù)由參考文獻[7]表8—12得=3.15，=2.7，=2.29；5）應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻[7]表8—13得=1.49，=1.58，=1.74；6）許用彎曲應(yīng)力由參考文獻[7]圖8—24得=180MPa，=160MPa；由表8—9得=1.3；由圖8—25得==1；由參考文獻[7]式8—14可得：=*/=180/1.3=138MPa=*/=160/1.3=123.077MPa=2K/b*=(2×1.1×298.4/13.5××15)×3.15×1.49=18.78Mpa<=138MPa=*/=18.78×2.7×1.587/3.15×1.74=14.62<=123.077MPa所以，齒根彎曲疲勞強度校核合格。（2）齒輪齒面強度的計算及校核1）齒面接觸應(yīng)力=(2-8)=(2-9)=(2-10)2）許用接觸應(yīng)力為許用接觸應(yīng)力可按下式計算，即=*(2-11)3）強度條件校核齒面接觸應(yīng)力的強度條件：大小齒輪的計算接觸應(yīng)力中的較大值均應(yīng)不大于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力為，即：或者校核齒輪的安全系數(shù)：大、小齒輪接觸安全系數(shù)值應(yīng)分別大于其對應(yīng)的最小安全系數(shù)，即：>查參考文獻[7]表6—11可得=1.3，所以>1.3（3）有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限1）使用系數(shù)查參考文獻[6]表6—7選取=12）動載荷系數(shù)查參考文獻[6]圖6—6可得=1.023）齒向載荷分布系數(shù)對于接觸情況良好的齒輪副可取=14）齒間載荷分配系數(shù)、由參考文獻[6]表6—9查得==1.1==1.25）行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)由參考文獻[6]式7—13得=1+0.5（-1）由參考文獻[6]圖7—19得=1.5所以，=1+0.5（-1）=1+0.5×（1.5-1）=1.25仿上，=1.756）節(jié)點區(qū)域系數(shù)由參考文獻[6]圖6—9查得=2.067）彈性系數(shù)由參考文獻[6]表6—10查得=1.6058）重合度系數(shù)由參考文獻[6]圖6—10查得=0.829）螺旋角系數(shù)==110）試驗齒的接觸疲勞極限由參考文獻[6]圖6—11～圖6—15查得=520Mpa11）最小安全系數(shù)、由參考文獻[6]表6-11可得=1.5、=212）接觸強度計算的壽命系數(shù)由參考文獻[6]圖6—11查得=1.3813）潤滑油膜影響系數(shù)、、由參考文獻[6]圖6—17、圖6—18、圖6—19查得=0.9、=0.952、=0.8214）齒面工作硬化系數(shù)由參考文獻[6]圖6—20查得=1.215）接觸強度計算的尺寸系數(shù)由參考文獻[6]圖6—21查得=1所以，==2.06×1.605×0.82×1×=2.95==2.95×=3.5==2.95×=4.32=*=520/1.3×1.38×0.9×0.95×0.82×1.2×1=464.4齒面接觸校核合格。2.5.5行星齒輪傳動的受力分析在行星齒輪傳動中由于其行星輪的數(shù)目通常大于1，即>1。在中心輪之間非常對稱分布，在2H—K型行星傳動中，每種基本的部件（中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H）對主軸上軸承所作用的總徑向力等于零。所以，為了使其看起來更加的簡單化，在行星齒輪傳動的受力分析圖中都沒有將各部件的徑向力標(biāo)出，一個部件使用一條垂直線進行標(biāo)記，與此同時切向力用符號F表示。為了使切向力F得到充分分析，從以下三點進行分析：（1）在轉(zhuǎn)矩的作用下，行星齒輪傳動中各構(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）假如在某一個上面有三個平行力在作用，那么兩邊的力和中間力應(yīng)該方向相反。（3）為了對部件上兩個平行力的比值進行一個求值，需要對第三個力的作用點力矩進行研究。在2H—K型行星齒輪傳動中，其受力分析圖是由運動的輸入件開始，然后依次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。對于直齒圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力F，如圖2.8所示。因為在中心輪a上有個行星輪g同時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，各個行星輪上的載荷均勻，（或采用載荷分配不均勻系數(shù)）所以，挑選其中的一套進行計算分析就行。當(dāng)然首先要確定中心輪a在每個中（每個功率分流上）承擔(dān)的輸入轉(zhuǎn)矩是：=/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m可得：=*=0.8952N*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； （a）傳動簡圖（b）構(gòu)件的受力分析圖2.8傳動簡圖按照上述提示進行受力分析計算，則可得行星輪g作用于中心輪a的切向力為=2000/=2000/=2000×0.2984/13.5=44.2N而行星輪g上所受的三個切向力為中心輪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/=-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/*=-4000×0.8952/13.5×17.55=-4655.0N*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=/=0.8952×21.6/13.5=1.43N*m式中——中心輪a的節(jié)圓直徑，mm——內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑，mm——轉(zhuǎn)臂H的回轉(zhuǎn)半徑，mm根據(jù)參考文獻[6]式（6—37）得-/=1/=1/1-=1/1+P(2-12)轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)矩為=-*（1+P）=-0.8952×（1+4.2）=-4.655N*m仿上，-/=1/=1/1-=p/1+P(2-13)內(nèi)齒輪b所傳遞的轉(zhuǎn)矩為=-p/1+p*=-4.2/5.2×(-4.655)=3.76N*m第3章行星輪架與輸出軸間齒輪傳動的設(shè)計已知：傳遞功率P=150w,齒輪軸轉(zhuǎn)速n=1600r/min，傳動比i=5.2，載荷平穩(wěn)。使用壽命10年，單班制工作。3.1輪材料及精度等級行星輪架內(nèi)齒圈選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220～250HBS，齒輪軸選用45鋼正火，硬度為170～210HBS，選用8級精度，要求齒面粗糙度3.2～6.3。3.2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用參考文獻[8]式10—22求出值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)。（1）轉(zhuǎn)矩==/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m（2）荷系數(shù)K查參考文獻[8]表10—11取K=1.1（3）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。因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由參考文獻[8]表10—20選取=1。（4）許用接觸應(yīng)力由參考文獻[8]圖10—24查得=560Mpa,=530Mpa由參考文獻[8]表10—10查得=1=60nj=60×1600×1×(10×52×40)=1.997×=/i=1.997×由參考文獻[8]圖10—27可得==1.05。由參考文獻[8]式10—13可得=/=1.05×560/1=588Mpa=/=1.05×530/1=556.5Mpa3.3按齒根彎曲疲勞強度計算由參考文獻[8]式10—24得出，如則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：（1）齒形系數(shù)由參考文獻[8]表10—13查得==3.63（2）應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻[8]表10—14查得==1.41（3）許用彎曲應(yīng)力由參考文獻[8]圖10—25查得，=210Mpa,=190Mpa由參考文獻[8]表10—10查得=1.3由參考文獻[8]圖10—26查得==1由參考文獻[8]式10—14可得=/=210/1.3=162Mpa=/=190/1.3=146Mpa故，m1.26=1.26×=0.58=2K/b=×3.63×1.41=27.77MPa<=162Mpa=/=27.77MPa<=146Mpa所以，齒根彎曲強度校核合格。由參考文獻[8]表10—3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=13.4主要尺寸計算==mz=1×11mm=11mm===1×11mm=11mma=1/2m(+)=1/2×1×(11+11)mm=11mm3.5驗算齒輪的圓周速度vv=/60×1000=×11×1600/60×1000=0.921m/s由參考文獻[8]表10—22,可知選用8級精度是合適的。重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第4章行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計4.1減速器輸入軸的設(shè)計4.1.1選擇軸的材料，確定許用彎曲應(yīng)力由已知條件選用45號鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由參考文獻[8]表14—4查得強度極限=650MPa,再由表14—2得許用彎曲應(yīng)力=60MPa4.1.2按鈕轉(zhuǎn)強度估算軸徑根據(jù)參考文獻[8]表14—1得C=118～107。又由式14—2得d=(118～107)=5.36～4.86取直徑=8.5mm4.1.3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。4.1.4確定各軸段的長度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個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)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如4.1所示。圖4.1輸入軸簡圖4.1.5校核圖（1）受力分析圖，如4.2所示（a）水平面彎矩圖（b）垂直面內(nèi)的彎矩圖（c）合成彎矩圖（d）轉(zhuǎn)矩圖圖4.2受力分析圓周力：==2×298.4/13.5=44.2N徑向力：==44.2×tan=16.1N法向力：=/cos=44.2/cos=47.04N作水平面內(nèi)彎矩圖，支點反力為：=/2=22.1N彎矩為：=22.1×77.95/2=861.35Nmm=22.1×29.05/2=321Nmm（3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為：=/2=8.04N彎矩為：=8.04×77.95/2=313.5Nmm=8.04×29.05/2=116.78Nmm（4）作合成彎矩圖：===994.45Nmm===370.6Nmm（5）作轉(zhuǎn)矩圖：T=9549/n=9549×0.15/1600=0.8952N*m=895.2Nmm（6）求當(dāng)量彎矩===1130.23Nmm==652.566Nmm（7）校核強度=/W=1130.23/0.1=1130.23/0.1×=6.54Mpa=/W=652.566/0.1=652.566/0.1×=4.9Mpa所以，滿足=60Mpa的條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度，并有一定裕量。4.2行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計4.2.1選擇軸的材料，確定許用彎曲應(yīng)力由已知條件：齒輪軸選用45鋼正火,由參考文獻[8]表14—4查得強度極限=600MPa,再由表14—2得許用彎曲應(yīng)力=55MPa4.2.2按鈕轉(zhuǎn)強度估算軸徑=Pη=0.15×97.98%=0.147kw根據(jù)參考文獻[8]表14—1得C=118～107。又由式14—2得d=(118～107)=5.34～4.83取直徑=8.9mm4.2.3確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少=8.9m考慮到軸在整個減速離合器中的安裝所必須滿足的條件，初定：=12mm，==11.3mm，===12mm。4.2.4確定各軸段的長度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個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)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如4.3所示。圖4.3輸出軸4.2.5校核圖（1）受力分析圖，如4.4所示（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)矩圖圖4.4受力分析圖圓周力：==2×465.5/11=84.64N徑向力：==846.4×tan=308.1N法向力：=/cos=846.4/cos=90.72N（2）作水平面內(nèi)彎矩圖，支點反力為：=/2=42.32N彎矩為：=42.32×68.25/2=1444.17Nmm=423.2×33.05/2=699.338Nmm（3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為：=/2=15.405N彎矩為：=154.05×68.25/2=525.7Nmm=154.05×33.05/2=254.57Nmm（4）作合成彎矩圖：===1536.87Nmm===744.23Nmm（5）作轉(zhuǎn)矩圖：T=-=*（1+P）=0.8952×（1+4.2）=465.5N*mm（6）求當(dāng)量彎矩===1562.04Nmm==794.9Nmm（7）校核強度=/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)計的軸有足夠的強度，并有一定裕量。第5章主要零件的校核5.1銷軸的彎曲程度校核(5-1)式中P——輸入功率P=3KWn——輸入轉(zhuǎn)速n=1430r/mini——傳動比i=-51u——行星輪數(shù)目u=2考慮到行星輪間載荷分布不均勻的系數(shù)，當(dāng)u=2時，一般取=1.2～1.3則銷軸應(yīng)滿足條件為(5-2)式中——輸出轉(zhuǎn)矩——銷軸中心圓直徑——銷軸套與滑槽的接觸長度——銷軸直徑則5.2銷軸套與滑槽平面的接觸強度校核應(yīng)滿足條件為(5-3)式中——輸出轉(zhuǎn)矩——銷軸中心圓直徑——銷軸套與滑槽的接觸長度——銷軸套外圓半徑——許用接觸應(yīng)力；當(dāng)HBW<300，取=（2.5～3.0）HBW當(dāng)HRC>30，取=25～30HRC則5.3軸承的校核軸承主要有過度永久形變、長時間工作造成的磨損。當(dāng)其在常規(guī)使用下時，內(nèi)外圈以及動體上的力發(fā)生變化。運行一段時間，表面便會出現(xiàn)疲勞點蝕，造成剝落。因此，疲勞剝離對于軸承來說是一種常規(guī)的狀態(tài)，軸承的使用年限便取決于它。所以，疲勞壽命指的是軸承的使用年限。在過大靜載荷作用下，速度較慢或者間歇擺動軸承的滾道與滾體接觸的局部力將大過使用材料的屈服強度，造成表面過度塑性形變，軸承因此不能進行常規(guī)正常工作。在密封較為松動或者潤滑使用不當(dāng)?shù)那樾蜗拢佑|面容易在軸承運作時出現(xiàn)磨損。速度越快，磨損就會越嚴(yán)重。磨損會增加振動和噪音，并急劇降低技術(shù)性能，導(dǎo)致軸承的實際效果受到影響。滾動軸承的壽命計算公式為(5-4)式中——基本額定壽命，h；C——基本額定動載荷，N；P——當(dāng)量動載荷，N；n——軸承的轉(zhuǎn)速，r/min；——壽命指數(shù)，對于球軸承，=3。則，軸承壽命足夠重慶大學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計結(jié)論這篇論文介紹了自動洗衣機的行星齒輪減速器。首先，其具有個頭小巧、傳輸穩(wěn)定、功率大等突出優(yōu)點。隨后，發(fā)現(xiàn)了一些問題在設(shè)計研究它之時。不僅要想到精度，還有些強度要想到，由于在使用它的運行過程中，洗衣機的中間部分可能會因為精度低而振動并產(chǎn)生大量噪音，人們?nèi)粘Ｉ钪袑ζ涞氖褂皿w驗會受到嚴(yán)重影響。想要確保它的穩(wěn)定性的前提就是增大它的大小，增加它的質(zhì)量。當(dāng)下，家庭自用自動洗衣機不但得擁有過硬的質(zhì)量，并且對大小，重量要求也非?？量獭＞C上所述，有必要擁有它，但它的大小應(yīng)加以控制，以