自動洗衣機行星齒輪減速器的設(shè)計

自動洗衣機行星齒輪減速器的設(shè)計摘要本文闡述一種自動洗衣機內(nèi)部的行星輪系減速器。在洗衣機中使用行星輪系減速器正是利用了行星齒輪傳動：體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、傳動效率高、傳動比較大、運動平穩(wěn)、抗沖擊和震動的能力較強、噪聲低的特點。行星輪減速器利用齒輪減速器的原理，用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機高速運轉(zhuǎn)的動力，通過減速機的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪，嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。由于行星輪系減速也存在很多缺點，它不僅要材料優(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。本文主要就對這些缺點加以改進，使洗衣機的工作性能更加的平穩(wěn)。隨著對行星傳動技術(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，從而使其傳動結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時生產(chǎn)工藝水平也不斷提高，完全可以制造出更好的行星齒輪傳動減速器。關(guān)鍵詞：行星輪系減速器；行星輪；太陽輪；行星架目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 I\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"1.1課題背景 1\o"CurrentDocument"1.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1\o"CurrentDocument"1.3主要研究內(nèi)容 1\o"CurrentDocument"第2章傳動原理及特點 3\o"CurrentDocument"2.1行星齒輪傳動原理 3\o"CurrentDocument"2.2有關(guān)固定參數(shù)和工作原理 3\o"CurrentDocument"2.3行星輪系減速器特點 5\o"CurrentDocument"2.4本章小結(jié) 5\o"CurrentDocument"第3章傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計 63.1傳動方案的分析與擬定 63.1.1對傳動方案的要求 6\o"CurrentDocument"3.1.2擬定傳動方案 63.2行星齒輪傳動設(shè)計 63.2.1傳動比和效率計算 6\o"CurrentDocument"3.3傳動的配齒計算 7\o"CurrentDocument"3.4幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算 8\o"CurrentDocument"3.5傳動強度計算及校核 113.6行星齒輪傳動的受力分析 12\o"CurrentDocument"3.7本章小結(jié) 15\o"CurrentDocument"第4章輪架與輸入輸出軸的設(shè)計 17\o"CurrentDocument"4.1齒輪材料及精度等級 17\o"CurrentDocument"4.2減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計 174.2.1減速器輸入軸的設(shè)計 174.2.2減速器輸出軸的設(shè)計 19\o"CurrentDocument"4.3本章小結(jié) 21\o"CurrentDocument"結(jié)論 22\o"CurrentDocument"參考文獻 23\o"CurrentDocument"致謝 24第1章緒論1.1課題背景本課題研究的是一種自動洗衣機的行星齒輪減速器，其特征在于采用由太陽輪、均勻排布在太陽輪外周并與太陽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。各行星輪的軸端都是支承在端蓋上的，以太陽輪的軸為主動軸，即減速器的輸入軸，與該軸位于同一軸線上的端蓋中心軸為輸出軸。本課題由于采用輸入輸出軸線重合的結(jié)構(gòu)方式，而且提高減速器中各齒輪間的傳動精度，能使洗衣機在運行中做到震動小，從根本上削弱了噪音、延長設(shè)備使用壽命。1.2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們對機械設(shè)備的性能要求越來越高，在齒輪傳動裝置方面具體表現(xiàn)為提高齒輪的承載能力、傳動效率、減小外形尺寸、減輕質(zhì)量以及增大傳動比等，行星齒輪傳動便是在這種背景下產(chǎn)生，并隨著齒輪傳動的設(shè)計與制造技術(shù)不斷發(fā)展而逐漸完善。行星齒輪傳動以其使用功率、速度范圍和工作條件寬而受到了世界各國的廣泛關(guān)注，成為世界各國在機械同行的重點研究課題之一。我國對行星齒輪傳動的研究起步較晚，而且在行星齒輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達工業(yè)國家，由于行星齒輪減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、承載能力大和同軸性好等許多優(yōu)點，它可以廣泛地應(yīng)用于航空航天、兵器、石油化工、紡織、輕工食品、精密機械、醫(yī)療器械、儀器儀表、機器人和工業(yè)機械手以及高級電動玩具等各個領(lǐng)域和部門中。行星齒輪減速器在現(xiàn)代的軍用和民用工業(yè)中具有極廣闊的應(yīng)用前景。1.3主要研究內(nèi)容本文主要設(shè)計的是一種自動洗衣機的行星齒輪減速器。這種減速器對于體積和重量方面要求較高，在設(shè)計過程中不僅要注意其體積和質(zhì)量的控制，同時也要保證其精度，如果精度達不到一定的要求，洗衣機運行中產(chǎn)生的震動和噪音就很大，隨著人們對家電的要求逐漸提高和科技的日益發(fā)展，洗衣機已經(jīng)成為每個家庭的必備家電之一，人們對它的性能要求也就越來越高，對它的重量、體積、噪音等方面的要求也越來越高，本文設(shè)計的減速器就注重在這些方面下手，盡量減輕減速器的重量并縮小其體積，同時提高減速器中各齒輪間的傳動精度，能使洗衣機在運行中做到噪音小，震動小。第2章傳動原理及特點2.1行星齒輪傳動原理行星齒輪傳動裝置由輸入軸、行星輪及銷軸式輸出機構(gòu)組成。行星輪中的輸入軸1、外圍設(shè)有偏心套2、轉(zhuǎn)臂軸承3、星齒4、針齒5和固定的內(nèi)齒圈7；輸出機構(gòu)包括帶銷盤8即將輸出軸9及銷軸和銷孔，銷軸由針齒5的圓柱滾子代替，其圓柱滾子的一端插入銷軸孔內(nèi)，即將輸出機構(gòu)中的銷軸與針齒合而為一，增大了容納轉(zhuǎn)臂軸承的空間，若銷軸的另一端與均載環(huán)6相配合，則可增加其強度。當輸入軸旋轉(zhuǎn)時。其上的偏心套帶動轉(zhuǎn)臂軸承旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)臂軸承外圈上空套的星齒和針齒做偏心運動和錯齒運動，這時針齒既做高速公轉(zhuǎn)，又做低速自轉(zhuǎn)的行星運動。針齒的自轉(zhuǎn)通過其圓柱滾子的另一端作為銷軸，與輸出軸銷盤上的銷孔始終相互接觸而轉(zhuǎn)動，將針齒的行星運動變成輸出軸的低速、定軸轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)減速。此外，各主要受力處又多為凹凸接觸，不僅具有較高的接觸強度而且容易形成油膜，有利于潤滑，因此傳動效率高；二是針齒與輸出機構(gòu)合二為一，使得容納轉(zhuǎn)臂軸承的空間增大，可以選擇較大的、具有較高承載能力的轉(zhuǎn)臂軸承，使轉(zhuǎn)臂軸承不再是傳動中的的薄弱環(huán)節(jié)，同時，銷軸的分布圓直徑也增大，進而加大銷軸的直徑，使其強度增大。因此，行星齒輪傳動可有效解決轉(zhuǎn)臂軸承壽命較短、銷軸強度不夠的難題，具有巨大的優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α?.2有關(guān)固定參數(shù)和工作原理本課題是關(guān)于一種自動洗衣機行星輪系減速器的設(shè)計，有關(guān)固定參數(shù)如下表所示：表2-1有關(guān)固定參數(shù)數(shù)據(jù)傳動比（z〃）5.2輸入轉(zhuǎn)速n（r/min）2600輸入功率p（w）150行星輪個數(shù)n3內(nèi)齒圈齒數(shù)z63

使用地點：自動洗衣機減速離合器內(nèi)部減速裝置；自動洗衣機的工作原理：見圖2-1洗滌過程具體工作內(nèi)容如下：在A制動同時B放開，運動經(jīng)電機、帶傳動、中心齒輪、行星輪、行星架、波輪。脫水過程具體工作內(nèi)容如下：在A放開同時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、波輪與行星架等速旋轉(zhuǎn)。減速器系統(tǒng)主要由電動機輸出軸、中心輪、行星輪、輸出軸等組成。具體減速器系統(tǒng)組成框圖如圖2-2圖2-2減速器系統(tǒng)組成框圖2?3行星輪系減速器特點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，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)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，從而使其傳動結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時生產(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減速器。2.4本章小結(jié)本章對行星齒輪減速器進行了分析具體內(nèi)容如下：（1） 論述了行星齒輪傳動裝置的組成。（2） 闡述了行星輪系減速器的各種特點。（3） 確定原始數(shù)據(jù)以及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。第3章傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計3.1傳動方案的分析與擬定3.1.1對傳動方案的要求合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機的功能要求，還要滿足工作可靠、傳動精度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護方便等要求。3.1.2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。例如圖3-1所示是擬定的傳動方案，適于在惡劣環(huán)境下長期連續(xù)工作。3.2行星齒輪傳動設(shè)計3.2.1傳動比和效率計算行星齒輪傳動比符號及角標含義為：2，1固定件、2—主動件、3—從動件，1、齒輪2固定時（圖3—1），22k—H（NGW）型傳動的傳動比訃為：

輸出轉(zhuǎn)速:ib輸出轉(zhuǎn)速:ib=1-iH=1+z/zaH ab 2 1(3-1)n=n/i=n/i=2600/5.2=500r/minHaPP(3-2)2、行星齒輪傳動的效率計算：(3-2)n=1-ln-n/(iH-1)-nIph

aHab HWH=WH+WHWH式中WH-a-g嚙合的損失系數(shù)aWh-b-g嚙合的損失系數(shù)WH—軸承的損失系數(shù)BWH—總的損失系數(shù)，一般取WH=0.025按n=2600r/min、n=500r/min、iH=-21/5可得a H abn=1-In-n/(iH-1)-nI.Wh=97.98%aHab H3.3傳動的配齒計算傳動比的要求——傳動比條件ib=1+z/z=4.2 (3-3)所以中心輪a和內(nèi)齒輪冒的齒數(shù)滿足給定傳動比的要求。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z與兩個中心輪z、z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。TOC\o"1-5"\h\z(aw"=(叩b一g (3-4)對于非變位或高度變位傳動，保證多個行星輪均布裝入兩個中心輪的齒間——裝配條件\o"CurrentDocument"m/2(z+z)=m/2(z-z) (3-5)ag bg得z=z-z/2=63-15/2=24相鄰兩個行星輪所夾的中心角9H=2nn中心輪a相應(yīng)轉(zhuǎn)過七角，七角必須等于中心輪a轉(zhuǎn)過丫個(整數(shù))齒所對的中心角，即 1\o"CurrentDocument"9=y-2n/z (3-6)式中2n/z為中心輪a轉(zhuǎn)過一個齒(周節(jié))所對的中心角。\o"CurrentDocument"i=n/n=9/9=1+z/z (3-7)P H1H ba

經(jīng)整理后y=z+z=(15+63)12=24 (3-8)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。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3-2所示可得圖3-2行星齒輪2可得圖3-2行星齒輪2asin(180°/n)>(d)(3-9)e w ag L2?2/m?(z+z)sin60°=39聲/2mag(d)=d+2h=17m滿足鄰接條件。3.4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齒輪模數(shù)m的初算公式為(3-10)m=K3tKKKY /農(nóng)2b(3-10)m1AF￡FPFa1d1Flim

式中K一算數(shù)系數(shù)，對于直齒輪傳動K=12.1;T—嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，N-m；T=T/n=9549P/nn=9549x0.15/3x1600=0.2984N-m;1aw 1wK—使用系數(shù)，由參考文獻⑵表6-7查得K=1；K—綜合系數(shù)，由參考文獻⑵表6—5查得K=2；K：—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⑵公式6—5得k=1.85；Y一小齒輪齒形系數(shù)，由參考文獻⑵圖6—22可得y=3.15；，z一齒輪副中小齒輪齒數(shù)，z=z=15；b —試驗齒輪彎曲疲勞極限，N-mm2按由參考文獻⑵圖6—26?6—30選取b =120N-mm2所以"皿m=K3tkKKY /敘.2b.=0.658 (3-11)取m=0.9(3-12)(3-13(1)分度圓直徑d(3-12)(3-13d=m?z=0.9x15=13.5mmd=m?z=0.9x24=21.6mm

d=m?z=0.9x63=56.7mm⑵齒頂圓直徑da齒頂高h:外嚙合h=h*?m=m=0.9內(nèi)嚙合h2=(h?-△h*)?m=0.792d=d+2h=13.5+1.8=15.3mmd =d+2h=21.6+1.8=23.4mmd'=d-2h"=56.7-1.584=55.116mm(3)齒根圓直徑df齒根高h=(h*+c*)?m=1.25m (3-14)d=d-2h=13.5-2.25=11.25mmd=d-2h=21.6-2.25=19.35mmd=d+2h=56.7+2.25=58.95mm(4)齒寬b由參考文獻【3表8—19選取中=1 (3-15)b=中-d=1x13.5=13.5mmb=中+5=13.5+5=18.5mmb=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，b—g為內(nèi)嚙合齒輪副a=m/2(乙+乙)=0.9/2x(15+24)=17.55mm (3-16)ag a ga=m/2(z+z)=0.9/2x(63-24)=17.55mm (3-17)bg a b表3-1幾何尺寸和嚙合參數(shù)中心輪a行星輪g內(nèi)齒圈b模數(shù)m（mm）0.90.90.9齒數(shù)z152463分度圓直徑d（mm）13.521.656.7齒頂圓直徑da（mm）15.323.454.9齒根圓直徑df（mm）11.2519.3558.95齒寬高b（mm）18.518.58.5中心距a（mm）a=17.55mma=17.55mm3.5傳動強度計算及校核（1）選擇齒輪材料及精度等級 中心輪a選選用45鋼正火，硬度盤M7源醛選一般精度點齒嘿3度:6鋼再性等性能突出，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R<3.2。轉(zhuǎn)矩t=298.4N?mm。按齒根彎曲疲勞強度校核。由參考文獻［3］式8—24得出七，如七<【氣】則校核合格。齒形系數(shù)y 由參考文獻［3］表8—12得y=3.15,y=2.7，Y=2.29；應(yīng)力修正系數(shù)y 由參考文獻［3］表8—13得y%1.49，yFh=1.58，y=1.74；許用'彎曲應(yīng)力［c］ 由參考文獻［3］圖8一2*c =180MPa，c=160MPa；表8—9得s=1.3；圖8—25得y="=1；式8—14可得［c］=138MPa；［c］=『23.077MPa；N1N2F1 F2c=2KT/bm2zyy<[c]=138MPaF1 1 aFasa F1(3-18)c=cyy/yy<[c]=123.077MPaF2 F1Fgsg Fasa F2(3-19)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：齒面接觸應(yīng)力cHcH1=cH^KAKVKHPLa1Khp2 ^^)cH2=cH0V七氣KHPLa2KHP2c=ZZZfZNF/dbXu土1/u許用接觸應(yīng)力為cH許用接觸應(yīng)力可按下式計算，即c=c /S?ZZZZZZ （3-21）HpHlimHlim NTLVRwx（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c值均應(yīng)不大于其相應(yīng)的許用接觸應(yīng)力為c，即cH<cH?；蛘咝：她X輪的安全系數(shù)：大、小齒輪接觸安全系數(shù)HPSh值應(yīng)分別大于其對應(yīng)的最小安全系數(shù)S，即S>S；查參考文獻⑵表6—11可得SHr=1.3，所以SH>1.￡im HHlim

有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限。通過查閱參考文獻⑵可得出各個參數(shù)的如下數(shù)據(jù)：表3-2參考數(shù)據(jù)使用系數(shù)K ^ K=1 A 動載荷系數(shù)K ￥ K=1.02 ￥ 齒向載荷分布系數(shù)K H^ 齒間載荷分配系數(shù)K、K K行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)KKp=1=KFaT」匕2=七K'=1.5=1.2Hp節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z H HpZ=2.06 H 彈性系數(shù)ZZ=1.605E重合度系數(shù)Z ￡ 螺旋角系數(shù)Z P 試驗齒的接觸疲勞極限b H4iffi 最小安全系數(shù)5,,,.、F,.接觸強度計算的壽1命系數(shù)Z" NT 潤滑油膜影響系數(shù)Z,、Z、Z Z齒面工作硬化系數(shù)ZZ=0.82zP=1b=520MpaShlimT5、FlL2 Z=1.38=0.9、Z=0.952、Z=0.82Z=1.2接觸強度計算的尺寸系數(shù)ZZ=1b=ZZZzJf/dbXu土H0 HE￡P(guān)*t 11/u=2.95(3-22)"H1="H0.七\七p匕】&=3.5L2="HJK—p匕【&=4.322氣廣"H1J%lim^Z/UZz=464.4所以b<b 齒面接觸校核合格3.6行星蕾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n>1,且均勻?qū)ΨQ地分布于中心輪之間；所以在2H-K型行星傳動中，各基本構(gòu)件(中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H)對傳動主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了簡便起見，本設(shè)計在行星齒輪傳動的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力F，且用一條垂直線表示一個構(gòu)件，同時用符號F代表切向力F。為了分析各構(gòu)件所受力的切向力F，提出如下三點：（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） 如果在某一構(gòu)件上作用有三個平行力，則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反。（3） 為了求得構(gòu)件上兩個平行力的比值，則應(yīng)研究它們對第三個力的作用點的力矩。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3—3所示。（a）傳動簡圖 （b）構(gòu)件的受力分析圖3-3傳動簡圖由于在輸入件中心輪a上受有n個行星輪g同時施加的作用力Fa和輸入轉(zhuǎn)矩氣的作用。當行星輪數(shù)目】 2時，各個行星輪上的載荷置勻，(或采用載荷分配不均勻系數(shù)k進行補償)因此，只需要分析和計算其中的一套即可。在此首先確定輸入件中心輪a在每一套中(即在每個功率分流上)所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為T=T/n=9549P/nn=0.2984N-m(3-23)1aw 1w可得 T=T-n=0.8952N-m (3-24)式中 t一中心輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N-m；P一輸入件所傳遞的名義功率，kw；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F=2000T/d'=2000t/nd'=2000x0.2984/13.5=44.2N (3-25)ga 1a awa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F=-F=-2000T/nd'=-44.2N (3-26)ag ga awa內(nèi)齒輪作用于行星輪g的切向力為F=F=-2000T/nd'=-44.2N (3-27)bgag awa轉(zhuǎn)臂H作用于行星輪g的切向力為F=-2F=-4000T/nd'=-88.4N (3-28)Hg ag awa轉(zhuǎn)臂H上所的作用力為F=-2F=-4000T/nd'=-88.4N (3-29)轉(zhuǎn)臂H上所的力矩為T=nFr=-4000t/d'-r=4655.0N-m (3-30)HwgHx aa x在內(nèi)齒輪b上所受的切向力為式F=-F=2000T/nd'=44.2N (3-31)gb bg awa在內(nèi)齒輪b上所受的力矩為T=nFd'/2000=Td'/d'=1.43N?m (3-32)bwgbb aba式中d'一中心輪a的節(jié)圓直徑，啞d'一內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑，啞「一轉(zhuǎn)臂H的回轉(zhuǎn)半徑，啞根據(jù)參考文獻⑵式(6—37)得-t/T=1/ib=1/1-iH=1/1+P (3-33)aH aH ab轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)矩為T=-T?(1+P)=-4.655N?m (3-34)T/T=1/ib=1/1-iH=p/1+P?,??工?、b…H.?aH ab內(nèi)齒輪b所傳遞的轉(zhuǎn)矩T=-p/1+p-t=42/5.2x(-4.655)=3.76N-m(3-35)行星齒輪傳動的均載機構(gòu)及浮動量 行星齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點。這些是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(〃 2)行星輪的傳動方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個行星輪來分擔載荷，形成功率分流，并合理地采用了內(nèi)嚙合傳動；從而，才使其具備了上述的許多優(yōu)點。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，人們只努力提高齒輪的加工精度，從而使得行星輪傳動的制造和轉(zhuǎn)配變得比較困難。后來通過實踐采取了對行星齒輪傳動的基本構(gòu)件徑向不加限制的專門措施和其他可進行自動調(diào)位的方法，即采用各種機械式的均載機構(gòu)，以達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的制造精度和較容易轉(zhuǎn)配，且使行星齒輪傳動輸入功率能通過所有的行星輪進行傳遞，即可進行功率分流。為了使行星輪間載荷分布均勻，有多種多樣的均載方法。本次所設(shè)計行星齒輪是靜定系統(tǒng)，基本構(gòu)件中心輪a浮動的均載機構(gòu)。3.7本章小結(jié)在本章中規(guī)定了自動洗衣機行星齒輪減速器的傳動要求并且擬定了傳動方案。對行星齒輪進行了相關(guān)的計算及強度校核，有大量的數(shù)據(jù)計算，具體歸納為以下幾點：首先確定了滿足工作機工作的各種要求。對行星齒輪傳動比和效率進行了計算，闡述了傳動比符號及角標的含義。確保了行星輪都滿足同軸條件、裝配條件、鄰接條件。算出各個齒輪的幾何尺寸和嚙合參數(shù)。確定了輪間載荷分布均勻的幾種措施。第4章輪架與輸入輸出軸的設(shè)計4.1齒輪材料及精度等級已知：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。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R<3.2?6.3頃。4.2減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計4.2.1減速器輸入軸的設(shè)計選材，確定許用應(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⑷表14—4查得強度極限c=650MPa,再由表14—2得許用彎曲應(yīng)力［。］=60MPa按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑 項根據(jù)參考文獻囹表14—1得C=118?107。又由式14—2得d>C3P/n>C3''0.15/1600d (4-1)取直徑d=8.5mm確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少d=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：d=9.7mm,d=10mm,d=11mm,d=11.5mm,d=12mm,d=15.42mm，d=18mm。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，L=3.3mm，l=2mm，l=44.2mm， l=4mm，L=18.5mm，l=1.5mm，l=16.3mm。5 6 7

按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖:圖4-1按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖:圖4-1輸入軸簡圖（5）校核軸a、受力分析圖 I

刊。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII（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TOC\o"1-5"\h\z圓周力：f=2t/d=2x298.4/13.5=44.2N (4-2)徑向力：F=Ftana=44.2xtan20。=16.1N (4-3)法向力：F=F/cosa'=44.2/cos20。=47.04N (4-4)b、作水平面內(nèi)彎矩圖(4-2a)：支點反力為：Fh=f/2=22.1N\o"CurrentDocument"彎矩為：m=22.1x77.95/2=861.35N?mm (4-5)M=22.1x29.05/2=321N?mmc、作垂直面內(nèi)的彎矩圖(4-2b)：支點反力為：F=F/2=8.04NTOC\o"1-5"\h\z彎矩為：M=8.04x77.95/2=313.5N?mm (4-6)M=8.04x29.05/2=116.78N-mmd作合成彎矩圖(4-2c)：\o"CurrentDocument"M=、；M2+M2=994.45N-mm (4-7)H1 V1M=x：M2+m2=370.6N?mmH2 V2e、 作轉(zhuǎn)矩圖(4-2d)：T=9549P/n=0.8952N?m=895.2N?mm(4-8)1f、 校核強度：°=M/W=1130.23/0.1d3=6.54Mpa (4-9)a=m/W=652.566/0.1d3=4.9Mpa所以滿足°v[bmi=60Mpa的條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度，并有一定裕量。4.2.2減速器輸出軸的設(shè)計選擇軸的材料，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⑷表14—4查得強度極限°=600MPa，再由表14—2得許用彎曲應(yīng)力岳]=55MPa按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑 fP'=Pn=0.15x97.98%=0.147kw (4-10)根據(jù)參考文獻囹表14—1得C=118?107。又由式14—2得d>C3'P'/n>C3‘0.147/1600d (4-11)取直徑d=d=8.9mm確定各軸段的直徑軸段1(外端)直徑最少d6=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：d=12mm,d=d=11.3mm,d=d=d=12mm。1(4)確定各軸段的長度 3 57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，L=19.2mm，l=1.1mm，l=74.5mm，l=1.5mm，l=15.8mm，1 2 3 4 5L=1.2mm， l=23.2mm。6按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖：見圖4-3圖4-3輸出軸（5）校核軸a、受力分析圖見圖（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)矩圖圖4-4受力分析圖圓周力：f=2T/d=2x465.5/11=84.64N (4-12)徑向力： F=Ftan?=846.4xtan20。=308.1N (4-13)法向力： F=F/cosa=846.4/cos20。=90.72N (4-14)" 20(4-15)(4-15)(4-16)(4-17)(4-18)(4-19)b、作水平面內(nèi)彎矩圖(4-4a