自動洗衣機行星齒輪減速器的設計【帶SolidWorks三維】【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文】
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自動洗衣機行星齒輪減速器的設計
目錄
第一章 緒論 1
1.1課題的來源及研究的目的和意義 1
1.2本課題研究的主要內容 2
第二章 齒輪傳動的特點 4
2.1齒輪傳動的兩大類型 6
2.2行星機構的類型及特點 7
第三章 齒輪的設計計算 8
3.1 配齒計算 9
3.1.1 確定各齒輪的齒數(shù) 10
3.1.2 初算中心距和模數(shù) 11
3.2 幾何尺寸計算 13
第四章 軸的設計計算 14
4.1 行星軸設計 15
4.2 轉軸的設計 16
4.2.1 輸入軸設計 17
4.2.2 輸出軸設計 19
第五章 行星架的設計 20
5.1 行星架結構方案 21
5.2 行星架制造精度 21
第六章 減速器內部主要傳動零件的強度校核 22
6.1 傳動軸的強度校核 23
6.2 傳動齒輪的強度校核 24
結論 25
參考文獻 26
致謝 27
摘要
隨著國民經濟的持續(xù)發(fā)展，機械工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在家用電器方面，在人們的居家生活中，自動洗衣機的的應用非常廣泛，特別是行星減速器內置式的全自動洗衣機，在某種程度上，因為行星齒輪減速器占地面積小，變速靈活，價格成本低廉而很受歡迎，根據(jù)市場調查發(fā)現(xiàn)，行星齒輪減速器必須滿足當今人們對自動洗衣機速度調節(jié)方面的靈活性操控等需求。
本文介紹了自動洗衣機行星齒輪減速器的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，以及對其結構進行創(chuàng)新設計，該減速器的優(yōu)點是結構緊湊、傳動效率高、外廓尺寸小和重量輕、承載能力大、運動平穩(wěn)、抗沖擊和震動的能力較強、噪聲低的特點。
關鍵詞：機械工業(yè)；自動洗衣機；行星；平穩(wěn)
Abstract
With the continuous development of the national economy, the machinery industry is constantly developing, all kinds of equipment are in constant development, innovation. Especially in household appliances, in people 's home life, and application of the automatic washing machine is widely, especially planetary reducer is a built-in type full automatic washing machine, in a way, because the planetary gear reducer has the advantages of small occupation area, flexible speed, cost is low and very popular, according to the market survey found, planetary gear reducer must meet the needs of today's people of automatic washing machine speed regulation flexibility control demand.
This paper introduces the automatic washing machine planet gear deceleration device, the structure of the composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, and to carry out innovative design of the structure, the unit has the advantages of deceleration is of compact structure, high transmission efficiency, outline, small size and light weight, bearing capacity, smooth movement, impact and shock resistance ability, low noise characteristics.
Key words: mechanical industry; automatic washing machine; planet; smooth
第一章 緒 論
1.1課題的來源及研究的目的和意義
本課題通過對自動洗衣機行星齒輪減速器的結構設計，初步計算出各零件的設計尺寸和裝配尺寸，并對涉及結果進行參數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產品的開發(fā)和性能評價實現(xiàn)行星齒輪減速器規(guī)?；a提供了參考和理論依據(jù)。通過本設計，要能弄懂該減速器的傳動原理，達到對所學知識的復習與鞏固，從而在以后的工作中能解決類似的問題。
齒輪是使用量大面廣的傳動元件。目前世器上齒輪最大傳遞功率已達6500kW，最大線速度達210m／s(在實驗室中達300m/s)；齒輪最大重量達200t，最大直徑達 (組合式)，最大模數(shù)m達50mm。我國自行設計的高速齒輪(增)減速器的功率已達44000kW，齒輪圓周速度達150m／s以上。
由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器，用于原動機和工作機或執(zhí)行機構之間，起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，在現(xiàn)代機械中應用極為廣泛。
20世紀末的20多年，世界齒輪技術有了很大的發(fā)展。產品發(fā)展的總趨勢是小型化、高速化、低噪聲、高可靠度。技術發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術、功率分支技術和模塊化設計技術。
硬齒面技術到20世紀80年代時在國外日趨成熟。采用優(yōu)質合金鋼鍛件滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于IS01328一1975的6級，綜合承載能力為中硬齒面調質齒輪的4倍，為軟齒而齒輪的5一6倍。一個中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量僅為軟齒面齒輪減速器的1/3左右。
功率分支技術主要指行星及大功率齒輪箱的功率雙分及多分支裝置，如中心傳動的水泥磨主減速器，其核心技術是均載。
模塊化設計技術對通用和標準減速器旨在追求高性能和滿足用戶多樣化大覆蓋面需求的同時，盡可能減少零部件及毛坯的品種規(guī)格，以便于組織生產，使零部件生產形成批量，降低成本，取得規(guī)模效益。
其他技術的發(fā)展還表現(xiàn)在理論研究(如強度計算、修形技術、現(xiàn)代設計方法的應用，新齒形、新結構的應用等)更完善、更接近實際；普遍采用各種優(yōu)質合金鋼鍛件；材料和熱處理質量控制水平的提高；結構設計更合理；加工精度普遍提高到ISO的4一6級；軸承質量和壽命的提高；潤滑油質量的提高；加工裝備和檢測手段的提高等方面。
1.2 本課題研究的主要內容
國內自動洗衣機行星齒輪減速器的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經濟、經久耐用主題保持一致。加大自動洗衣機行星齒輪減速器新型多樣化的研發(fā)及生產是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內基礎建設發(fā)展的需求。
結 論
到如今，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于自動洗衣機行星齒輪減速器的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是自動洗衣機行星齒輪減速器的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師
參考文獻
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致 謝
時間過得很快，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類自動洗衣機行星齒輪減速器的設計的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。
自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 I 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 目錄 第一章 緒論 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 題的來源及研究的目的和意義 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 課題研究的主要內容 .............................................. 2 第二章 齒 輪傳動的特點 ................................................. 4 輪傳動的兩大類型 ................................................ 6 星機構的類型及特點 .............................. 錯誤 !未定義書簽。 第三章 齒輪的設計計算 ................................................................................................... 8 齒計算 ..................................................................................................................... 9 定各齒輪的齒數(shù) ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 算中心距和模數(shù) ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 何尺寸計算 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 第四章 軸的設計計算 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 星軸設計 ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 軸的設計 ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 入軸設計 ..................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 出軸設計 ..................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 第五章 行星架的設計 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 星架結構方案 ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 星架制造精度 ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 第六章 減速器內部主要傳動零件的強度校核 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 動軸的強度校核 ..................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 動齒輪的強度校核 ................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 結論 ............................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 致謝 ............................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 隨著國民 經濟的持續(xù)發(fā)展，機械工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在家用電器方面，在人們的居家生活中，自動洗衣機的的應用非常廣泛，特別是行星減速器內置式的全自動洗衣機，在某種程度上，因為行星齒輪減速器占地面積小，變速靈活，價格成本低廉而很受歡迎，根據(jù)市場調查發(fā)現(xiàn)，行星齒輪減速器必須滿足當今人們對自動洗衣機速度調節(jié)方面的靈活性操控等需求。 本文介紹了自動洗衣機行星齒輪減速器的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，以及對其結構進行創(chuàng)新設計，該減速器的優(yōu)點是 結 構緊湊、傳動效率高、外廓尺寸小和重量輕、承載能力大、運動平穩(wěn)、抗沖擊和震動的能力較強、噪聲低的特點 。 關鍵詞： 機械工業(yè)；自動洗衣機；行星；平穩(wěn) 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 of is of in in in s of is is a in a of is to of s of of to of of is of 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 1第一章 緒 論 題的來源及研究的目的和意義 本課題通過對自動洗衣機行星齒輪減速器的結構設計，初步計算出各零件的設計尺寸和裝配尺寸，并對涉及結果進行參數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產品的開發(fā)和性能評價實現(xiàn)行星齒輪減速器規(guī)模化生產提供了參考和理論依據(jù)。通過本設計，要能弄懂該減速器的傳動原理，達到對所學知識的復習與 鞏固，從而在以后的工作中能解決類似的問題。 齒輪是使用量大面廣的傳動元件。目前世器上齒輪最大傳遞功率已達 6500大線速度達 210m／ s(在實驗室中達 300m/s)；齒輪最大重量達 200t，最大直徑達 (組合式 )，最大模數(shù) m 達 50國自行設計的高速齒輪 (增 )減速器的功率已達44000輪圓周速度達 150m／ s 以上。 由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器，用于原動機和工作機或執(zhí)行機構之間，起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，在現(xiàn)代機械中應用極為廣 泛。 20 世紀末的 20 多年，世界齒輪技術有了很大的發(fā)展。產品發(fā)展的總趨勢是小型化、高速化、低噪聲、高可靠度。技術發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術、功率分支技術和模塊化設計技術。 硬齒面技術到 20 世紀 80 年代時在國外日趨成熟。采用優(yōu)質合金鋼鍛件滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于 1975 的 6 級，綜合承載能力為中硬齒面調質齒輪的 4 倍，為軟齒而齒輪的 5 一 6 倍。一個中等規(guī)格的硬齒面齒輪減速器的重量僅為軟齒面齒輪減速器的 1/3 左右。 功率分支技術主要指行星及大功率齒輪箱的功率雙分及多分支裝置，如中心傳動 的水泥磨主減速器，其核心技術是均載。 模塊化設計技術對通用和標準減速器旨在追求高性能和滿足用戶多樣化大覆蓋面需求的同時，盡可能減少零部件及毛坯的品種規(guī)格，以便于組織生產，使零部件生產形成批量，降低成本，取得規(guī)模效益。 其他技術的發(fā)展還表現(xiàn)在理論研究 (如強度計算、修形技術、現(xiàn)代設計方法的應用，新齒形、新結構的應用等 )更完善、更接近實際；普遍采用各種優(yōu)質合金鋼鍛件；材料和熱處理質量控制水平的提高；結構設計更合理；加工精度普遍提高到 4 一 6 級；軸承質量和壽命的提高；潤滑油質量的提高；加工裝備和檢測手段的提高 等方面。 課題研究的主要內容 國內自動洗衣機行星齒輪減速器的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經濟、經久耐用主題保持一致。加大自動洗衣機行星齒輪減速器新型多樣化的研發(fā)及生產是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內基礎建設發(fā)展的需求。 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 2自動洗衣機行星齒輪減速器的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前減速器自動減速器正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 本次設計的任務是自動洗衣機行星齒輪減速器的設 計，通過讓學生親自了解減速器內部的構造和組成部分，通過對減速器內部工件的設計來認識工件，通過利用計算機繪圖軟件例如 對工件進行零件圖的繪制和裝配，這樣經過一系列的綜合性訓練，培養(yǎng)學生動手，動腦以及畫圖的能力。 第二章 齒輪傳動的特點 輪傳動的兩大類型 輪系可由各種類型的齒輪副組成。由錐齒輪、螺旋齒輪和蝸桿渦輪組成的輪系，稱為空間輪系；而由圓柱齒輪組成的輪系，稱為平面輪系。 根據(jù)齒輪系運轉時各齒輪的幾何軸線相對位置是否變動，齒輪傳動分為兩大類型。 （ 1）普通齒輪傳動（定軸輪系） 當齒輪系運轉時，如果組 成該齒輪系的所有齒輪的幾何位置都是固定不變的，則稱為普通齒輪傳動（或稱定軸輪系）。在普通齒輪傳動中，如果各齒輪副的軸線均相互平行，則稱為平行軸齒輪傳動；如果齒輪系中含有一個相交軸齒輪副或一個相錯軸齒輪副，則稱為不平行軸齒輪傳動（空間齒輪傳動）。 （ 2）行星齒輪傳動（行星輪系） 當齒輪系運轉時，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，而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉，即在該齒輪系中，至少具有一個作行星運動的齒輪，則稱該齒輪傳動為行星齒輪傳動，即行星輪系。 星機構的類型及特點 行星齒輪傳 動與普通齒輪傳動相比較，它具有許多獨特的優(yōu)點。行星齒輪傳動的主要特點如下： （ 1）體積小，質量小，結構緊湊，承載能力大。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質量約為普通齒輪傳動的 51~21 （即在承受相同的載荷條件下）。 （ 2）傳動效率高。在傳動類型選擇恰當、結構布置合理的情況下，， 99。 （ 3）傳動比較大。可以實現(xiàn)運動的合成與分解。只要適當選擇行星齒輪傳動的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個齒輪而獲得很大的傳動比。在僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動中，其傳動比 可達到幾千。應該指出，行星齒輪傳動在其傳動比很大時，仍然可保持結構緊湊、質量小、體積小等許多優(yōu)點。 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 3（ 4）運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動的能力較強。由于采用了數(shù)個結構相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉臂的慣性力相互平衡。同時，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動的運動平穩(wěn)，抵抗沖擊和振動的能力較強，工作較可靠。 最常見的行星齒輪傳動機構是 行星傳動機構。行星齒輪傳動的型式可按兩種方式劃分：按齒輪嚙合方式不同分有 N 等類型。按基本結構的組成情況不同有 23Z、 類型。 行星齒輪傳動最顯著的特點是：在傳遞動力時它可進行功率分流；同時，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，即輸入軸與輸出軸均設置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動，而作為各種機械傳動系統(tǒng)的中的減速器、增速器和變速裝置。尤其是對于那些要求體積小、質量小、結構緊湊和傳動效率高的航空發(fā)動機、起重運輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要變速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應用，表 1出了常用行星齒輪傳動的型式及特點 ： 表 1傳動 形式 簡圖 性能參數(shù) 特點 傳動比 效率 最大功率/2負號機構） 限 效率高，體積小，重量輕，結構簡單，制造方便，傳遞公路范圍大，軸向尺寸小，可用于各個工作條件，在機械傳動中應用最廣。單級傳動比范圍較小，耳機和三級傳動均廣泛應用 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 42 1~50推薦 7~21 效率高，徑向尺寸比小，傳動比范圍較 大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、安裝較復雜，故 | 7 時不宜采用 2 推薦值： 8~30 效率較低， 40 傳動比打，效率較低，適用于短期工作傳動。當行星架 X 從動時，傳動比 |i |大于某一值后，機構將發(fā)生自鎖 2 千 | 時，效率可達 .7，i >5 以后 i |增加徒降 ? 20 傳動比范圍大，但外形尺寸及重量較大，效率很低，制造困難，一般不用與動力傳動。運動精度低也不用于分度機構。當行星架 X 從動時， |i |從某一數(shù)值起會發(fā)生自鎖。常用作差速器；其傳動比取值為，最佳值為2，此時效率可達 加而短期工作? 120，長結構緊湊，體積小，傳動比范圍大，但效 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 5Ⅰ ）型（ 3Z） 500；推 薦：20~100 下降 期工作? 10 率低于 ，工藝性差，適用于中小功率功率或短期工作。若中心輪 A 輸出，當 |i |大于某一數(shù)值時會發(fā)生自鎖 Ⅱ ）型（ 3Z） 60~500 推薦：64~300 加而下降 短期工作? 120，長期工作? 10 結構更緊湊，制造，安裝比上列 Ⅰ 型傳動方便。由于采用單齒圈行星輪，需角度變?yōu)椴拍軡M足同心條件。效率較低，宜用于短期工作。傳動自鎖 情況同上 第三章 齒輪的設計計算 齒計算 定各齒輪的齒數(shù) 據(jù) 2)型行星傳動的傳動比b 和行星輪 c 的齒數(shù)考慮到 行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，故選擇中心輪 a 的齒數(shù)7 和行星輪. 根據(jù)內齒輪 1( ???? ）（ 對內齒輪齒數(shù)進行圓整，同時考慮到安裝條件，取 79?時實際的 p 值與給定的 p 值稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差的范圍內 。 實際傳動比為 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 6?1= 其傳動比誤差 ????由于外嚙合采用角度變位的傳動，行星輪 c 的齒數(shù) ??? 2' 因為 62??ab 取齒數(shù)修正量為 1???時，通過角變位后，既不增大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善 合齒輪副的傳動性能。故 3017在考慮到安裝條件為 322 ??? （整數(shù)） 算中心距和模數(shù) 1. 齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪材料為 45，表面滲碳淬火處理， 表面硬度為 28~ 35 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限 =1591 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽輪 =485 行星輪 =485? 對稱載荷 )。齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為 6 級。 內齒圈材料為 45，淡化處理，表面硬度為 973 試驗齒輪的接觸疲勞極限 =1282齒輪的彎曲疲勞極限 =370形的終加工為插齒，精度為 7 級。 2. 減速器的名義輸出轉速 2n 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 7由 i =212n = 3. 載荷不均衡系數(shù) 采用太陽輪浮動的均載機構，取 H 4. 齒輪模數(shù) m 和中心 距 a 首先計算太陽輪分度圓直徑 ： 3d ? ???式中 ： u 一齒數(shù)比為 使用系數(shù)為 68； ?； 1T 一太陽輪單個齒傳遞的轉矩。 ??549?? = 98 03 12 095 49 ??? =376 其中 ? — 高速級 行星齒輪傳動效率，取 ? =d?— 齒寬系數(shù)暫取.5 =1450 入 3l i d ? ??? 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 83 2a 5 9 67 6 8d ??? ?????=模數(shù) m= ? m=5 則 3017(521)(210 ??????=取 齒寬 ????? 2? 何尺寸計算 1. 計算變位系數(shù) (1) 動 嚙合角 ?20c o c o sc o s 0 ?? ?? 以 “‘ 543920? 變位系數(shù)和???2 t ??=（ 17+30） ????20ta 0543920"' = 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 9圖 2中心距變動系數(shù) y y=5 20 ???m 齒頂降低系數(shù) y? 1 4 ?????? 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 2心距變動系數(shù) y y=5 20 ???m 齒頂降低系數(shù) y? 1 4 ?????? 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 10 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖 2到邊位系數(shù) 549.0? 5 9 9 ???? ac ) 動 由于內嚙合的兩個齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有 0???? bc 從而 ??cb ???' 0?y 0??y 2. 幾何尺寸計算結果 對于單級的 2)型的行星齒輪傳動按公式進行幾何尺寸的計算，各齒輪副的計算結果如下表： 表 3齒輪副的幾何尺寸的計算結果 項目 計算公式 輪副 輪副 分度圓直徑 d 111 222 171711 ???d 303012 ???d 171 ?d 303012 ???d 基圓直徑bd?dd b ? ?dd b ? 1820co ?? ?3220co ?? ?181 ?3220co ?? ?齒頂圓直徑)(211 ???? ?)(222 ???? ?241 ?342 ?內嚙合 )(2 *11 ??? ? )(222 ??? ?? 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 11 注：齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪 — 1??內齒輪 — 頂隙系數(shù)：內齒輪 — c 第四章 軸的設計計算 星軸設計 在相對運動中，每個行星輪軸承受穩(wěn)定載荷 8682 ??，當行星輪相對于行星架對稱布置時，載荷? ，則跨距長度 75622 220 ?????? 。當行星輪軸在轉臂中的配合選為 H7/，就可以把它看成是具有跨距為0軸較短時，兩個軸承幾乎緊緊地靠著，因此，可以認為軸是沿著整個跨度承受均布載荷0/t?（見圖 3。 圖 3星輪軸的載荷簡圖 危險截面（在跨度中間）內的彎矩 8 678 8 6 8288 020 ????? t N? 148538. N? 星輪軸采用 40 ,調質 440s ??慮到可能的沖擊振動， ;則許用彎曲應力 ? ? ) 4 0(/? S?? 76行星輪軸直徑 ? ? b 3 83232 330 ????? ??? 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 12 取 其實際尺寸將在選擇軸承時最后確定。 軸的設計 入軸設計 1．初算軸的最小直徑 由下式 30 初步估算軸的最小直徑，選取軸材料為 45 鋼，調質處理。根據(jù)表 3得0A。 表 3常用幾種材料的 ? ?T? 及0軸的材料 20 35（ 1 45 40358 ?T? / 15~25 20~35 25~45 35~55 026 135~112 126~103 112~97 查表取0A=112，得 61 0 0 0120112 330m i n ???? 輸入軸的最小直徑安裝法蘭，該截面處開有鍵槽，軸頸增大 5%~7%。 故 m ? 其實際尺寸將在選擇軸承時最后確定。 2．選擇輸入軸軸承 (1) 軸的結構設計 根據(jù)估算所得直徑，輪彀寬及安裝情況等條件，軸的結構尺寸可進行草圖設計。該軸中間一 段對稱安裝一對深溝球軸承 6217 型，其尺寸為81 5 085 ????? ，可畫出輸入軸草圖（如附圖 03）。 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 13 軸承的壽命計算 其參數(shù)為 5? 50? 8? rC rC 000n （油?。? 取載荷系數(shù) 2.1? 當量動載荷 3 2 2 ??873N; 軸承的壽命計算 3306 )387383200(100016670)(6010 ???65258h>70400h 故該對軸承滿足壽命要求。 出軸設計 1．初算軸的最小直徑 在三個行星輪均布的條件下，輪齒嚙合中作用于中心輪上的力是相互平衡的，在輸出軸軸端安裝膜片盤式聯(lián)軸器時，則輸出軸運轉時只承受轉矩。輸出軸選用 42金鋼，其許用剪切應力 ? ? 45?? 求出輸出軸伸出端直徑 ? ? 3 22 ??? ?= 11 2 09 5 4 99 5 4 922???? ?? 6114 N? 中 2T — 輸出軸轉矩； ? — 齒輪嚙合傳動的效率，取 ? = 2．選擇輸出軸軸承 由于輸出軸的軸承不承受徑向工作載荷（僅承受輸出行星架裝置的自重），所示軸承的尺寸應由結構要求來確定。 輸出軸端，軸頸 1102 ?d 由于結構特點，輸出軸軸承須兼作行星架軸承。為了太陽輪安裝方便，使太陽輪能通過行星架輪轂中的孔，故輪轂孔的直徑應大于太陽輪的齒頂圓直徑 ? ? 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 14 故按結構要求選用特輕系列單列深溝球軸承 6030 型，其尺寸為5225150 ????? ，可 畫出行星架草圖（如附圖 03）。 軸承的壽命計算 其參數(shù)為 50? 25? 5? 132?rC 1250 ?rC 000n （油浴）； 取載荷系數(shù) 2.1? 當量動載荷 ??088N; 軸承的壽命計算 3306 )5088132000(6010 ???600938h>70400h 故該軸承滿足壽命要求。 第五章 行星架的設計 星架結構方案 行星架 是行星齒輪傳動中的一個較重要的構件。一個結構合理的 行星架 應當是外廓尺寸小，質墾小，具有足夠的強度和剛度，動平衡性好，能保證行星輪間的載荷分布均勻，而且應具有良好的加 工和裝配工藝。從而，可使行星齒輪傳動具有較大的承載能力、較好的傳動平穩(wěn)性以及較小的振動和噪聲。 由于在 行星架 上一般安裝有它的結構較復雜，制造和安裝精度要求較高。尤其，當 行星架 作為行星街輪傳動的輸出基本構件時，它所承受的外轉矩最大，即承受著輸出轉矩。 目前，較常用的轉臂結構有雙側板整體式、雙側板分開式和單側板式三種類型。 1. 雙側板整體式轉臂 在行星輪數(shù)2 的 2傳動中，一般采用如圖 3示的雙側板整體式轉臂。 由于雙側板整體式轉臂的剛性較好，因此，它已獲得較廣泛的應用。當傳動比 (如2)的傳動比 )較大時，行星輪的軸承一般應安裝在行星輪輪緣孔內臂較合理。 對于尺寸較小的整體式轉臂結構，可以采用整休鍛造毛坯來制造，但其切削加工量較大。因此，對于尺寸較大的整體式轉臂結構，則可采用鑄造和焊接的方法，以獲得形狀和尺寸較接近于實際轉臂的毛坯。但在制造轉臂的工藝過程中，應注意消除鑄造或焊接的內應 力和其他缺陷 ;否則將會影響到轉臂的強度和剛度，而致使其產生較大的變形，從而，影響行星齒輪機構的正常運轉。在此，還應該指出的是 :在加工轉臂時，應盡可能提高 行星架 上的行星輪心軸孔（或軸承孔）的位置精度和同軸度 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 15 星架制造精度 由于在 行星架 上支承和安裝著3 個行星輪的心軸，因此， 行星架 的制造精度對行星齒輪傳動的工作性能、運動的平穩(wěn)性和行星輪間載荷分布的均勻性等都有較大的影響。在制定其技術條件時，應合理地提出精度要求，且 嚴格地控制其形位偏差和孔距公差等。 1. 中心距極限偏差行星架 上各行星輪軸孔與轉臂軸線的中心距偏差的大小和方向，可能增加行星輪的孔距相對誤差 1? 和 行星架 的偏心量，且引起行星輪產生徑向位移 ;從而影響到行星輪的均載效果。所以，在行星齒輪傳動設計時，應嚴格地控制中心距極限偏差求各中心距的偏差大小相等、方向相同 ;一般應控制中心距極限偏差范圍內。該中心距極限偏差 ?a 值，按齒輪精度等級按照 表 4取 。 表 4中心距極限偏差 ? 精 度等級 齒輪副的中心距 a >18 30~ >30 50~ >50 80~ >80 120~ >120 180~ >180 250~ >250 315~ >315 400~ 8~7 10~9 2116 1 23 37 27 0 36 5 0 第六章 減速器內部主要傳動零件的強度校核 動軸的強度校核 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。由文獻 [1， 15知，取 ，軸的計算應力 3252232 ????????? （ 選定軸的材料為 45 鋼，調質處理，由文獻 [1]表 115? 可知， ? ? 601 ??? 此，? ?1?? ?? 故安全 。 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 16 （ 7）精確校核軸的疲勞強度 ①判斷危險截面 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 V 引起的應力集中最嚴重，而V 受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面 C 的應力最大，但應力集中不大，故 C 面不用校核。只需校核截面 V。 ②截面 V 左側 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW （ 抗扭截面系數(shù) 5 4 8 8 0 01 4 3 ???? （ 截面 V 左側的彎矩 M 為 ??M （ 截面 V 上的扭矩 T 為 32000001 ?T 截面上的彎曲應 4 4 00 6 6 5 70 ??? （ 截面上的扭轉切應力 8 8 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T? （ 軸的材料為 45 鋼，調質處理。 由文獻 [1]表 115? 可知， 640?B? 2751 ??? 551 ??? 由文獻 [1] 附表 83? 可知，用插入法求出 ??k， ?????文獻 [1] 附圖 43? 可知 ，表面質量系數(shù)為： ?? ?? 軸未經表面強化處理， 1?q? 固得綜合系數(shù)為 ?????????? ?? （ 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 17 ?????????? ??由文獻 [1] § 13? ，§ 23? 可知，碳鋼的特性系數(shù) ? 取 ? ? 取 ? 所以軸在截面 V 左側的安全系數(shù)為 ?????? ??? ???? （ ?????? ??? ?????（ ??????? ??（ 故該軸在截面 V 左側的強度是足夠的。 ③截面 V 右側 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 4 3 9 4 0 01 3 3 ???? 截面 V 左側的彎矩 M 為 ??M 面 V 上的扭矩 T 為 3200000?T 截面上的彎曲應力 9 7 00 6 6 5 70 ??? 面上的扭轉切應力 9 4 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T?面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文獻 [1]附表 23? 查取。? ? ? ， ? 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 18 又由文獻 [1]附圖 13? 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 q ， q 故有效應力集中系數(shù)按文獻 [1，附 43? ]為 (1 ???????? ??? ? （ (1 ???????? ??? ?由文獻 [1]附圖 23? 可得軸的截面形狀系數(shù)為 ? 由文獻 [1]附圖 33? 可得軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數(shù)為 ? 綜合系數(shù)為 ?????????? ???????????? ??所以軸在截面 V 左側的安全系數(shù)為 51 ??????? ??? ???? ?????? ??? ???????????? ??故該軸在截面 V 左側的強度是足夠的。 動齒輪的強度校核 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強度 （ 1）接觸應力的計算 由文獻 [4]表 395? 可知，齒面接觸應力計算公式，即 22211 ???? ??（ 確定公式內的各 計算數(shù)值 ① 計算載荷系數(shù) 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計 19 電動機驅動，載荷平穩(wěn)，由文獻 [4]表 25? 可知，取 1?平均分度圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 ????? m/s 由文獻 [4] 圖 45? （ a）可知，按 7 4 0 0 0 1 ??zv m，得 K； 由文獻 [4] 圖 75? （ b）可知，按 ?輪懸臂布置， K； 由文獻 [4]表 45? 可知， K； ??????? A② 由文獻 [1]表 610? 可知，彈性系數(shù) Z ； ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) i ss i ???計算得， ? ? ??????????? 1） 接觸疲勞強度的許用應力 由文獻 [4] 表 285? 可知，許用接觸應力計算公式，即 m ? （ 確定公式內的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強度極限 6001H? 最小安全系數(shù) ③由文獻 [1， 10知，計算應力循環(huán)系數(shù) 811 ???????? 1] 圖 10知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計