【正文】 畢 業(yè) 論 文 鑒 定 書 設(shè) 計(jì) 題目： 自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì) 院（系） 繼續(xù)教育學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 姓 名 學(xué) 號(hào) 完成日期： 2022年 7 月 15 日 摘 要 本課題是有關(guān)一種自動(dòng)洗衣機(jī)減速離合器內(nèi)部減速裝置行星輪系減速器的設(shè)計(jì)。在 自動(dòng) 洗衣機(jī)中使用行星輪系減速器 就 是利用了行星齒輪傳動(dòng) ，其主要 優(yōu)點(diǎn) 有： 1） 體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大； 2） 傳動(dòng)效率高； 3） 傳動(dòng)比較大； 4） 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和震動(dòng)的能力較強(qiáng)、 噪聲低。 同時(shí)它的缺點(diǎn) 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(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， 令 其傳動(dòng)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(dòng)減速器。行星輪減速其實(shí)就是齒輪減速的原理 ,它有一個(gè)軸線位置固定的齒輪叫中心輪或太陽(yáng)輪 ,在太陽(yáng)輪邊上有軸線變動(dòng)的齒輪 ,即既作自轉(zhuǎn)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 ,通過行星架將動(dòng)力傳到軸上 ,再傳給其它齒輪 .它們由一組若干個(gè)齒輪組成一個(gè)輪系 .只有一個(gè)原動(dòng)件 ,這種周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系 . 關(guān)鍵詞：行星輪系減速器、行星輪、中心輪、行星架。 目 錄 第一章 概述 ………………………………………………………………………1 第二章 原始數(shù)據(jù)及系統(tǒng)組成 ……………………………………………………2 （一）原始數(shù)據(jù) ……………………………………………………………………2 （二）系統(tǒng)組成框圖 ………………………………………………………………2 第三章 減速器簡(jiǎn)介 ……………………………………………… ………………4 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ……………………………………………………5 傳動(dòng)方案的分析與擬定 …………………………………………………………5 ……………………………………………………………5 …………………………………………………………………5 第五章 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) ………………………………………………………6 (一 )行星齒輪傳動(dòng)比和效率計(jì)算 ………………………………………………6 (二 )行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算 …………………………………… ……………6 ……………………………………………………………………6 ………………………………………………………………………6 ………………………………………………………………………7 ………………………………………………………………………7 (三 )行星齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 ………………………………8 （四）行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核 ……………………………………………10 行星齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算及校核 ……………………………………… ……10 齒輪齒面強(qiáng)度的計(jì)算及校核 ………………………………………………11 有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限 …………………………………………………11 （五）行星齒輪傳動(dòng)的受力分析 ………………………………………………13 （六）行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量 ……………………………………15 （七）輪間載荷分布均勻的措施 …………………………………………………15 第六章 行星輪架與輸出軸間齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) …………………………………17 （一）選擇齒輪材料及精度等級(jí) ……………………………………… ………17 （二）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè) …………………………………………………17 （三）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ………………………………………………18 （四）主要尺寸計(jì)算 ……………………………………………………………18 （五）驗(yàn)算齒輪的圓周速度 v …………………………………………………18 第七章 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì) ………………………………19 （一）減速器輸入軸的設(shè)計(jì) ………………………………………………………19 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 ……………………………… ……………19 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 ………………………………………………………19 確定各軸段的直徑 …………………………………………………………19 確定各軸段的長(zhǎng)度 …………………………………………………………19 校核軸 ………………………………………………………………………19 （二）行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(shè)計(jì) ………………………………………21 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 ……………………………………………21 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 ………………………………………………… ……21 確定各軸段的直徑 …………………………………………………………21 確定各軸段的長(zhǎng)度 …………………………………………………………21 校核軸 ………………………………………………………………………22 第八章 結(jié)論 ………………………………………………………………………24 第九章 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………25 第十章 設(shè)計(jì)小結(jié) …………………………………………………………………26 第十一章 致謝 …………………………………………………………… …………27 第一章 概述 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： 2K— H、 3K、及 K— H— V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。我所設(shè)計(jì)的行星齒輪是 2K— H行星傳動(dòng) NGW型。 第二章 原始數(shù)據(jù)及 系統(tǒng)組成框圖 （一）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： pi = 輸入轉(zhuǎn)速 :n=2600r/min 輸入功率： P=150w 行星輪個(gè)數(shù)： wn =3 內(nèi)齒圈齒數(shù) bz =63 （二）系統(tǒng)組成框圖 圖 21 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： 見圖 22 圖 22 洗衣機(jī)工作 原理圖 洗滌： A制動(dòng)， B放開，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， 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)。 圖 23 減速器系統(tǒng)組成框圖 中心輪 （電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速）輸入軸 輸出軸 行星輪 第三章 減速器簡(jiǎn)介 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） 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。 3） 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。 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 傳動(dòng)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，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 11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 41 周轉(zhuǎn)輪系 a中心輪； g行星輪； b內(nèi)齒圈； H行星架 第五章 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （一）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： 123i 1— 固定件、 2— 主動(dòng)件、 3— 從動(dòng)件 齒輪 b固定時(shí)（圖 1— 1）， 2K— H（ NGW）型傳動(dòng)的傳動(dòng)比 baHi 為 baHi =1Habi =1+bz /az 可得 Habi =1baHi =1pi == az =bz /baHi 1=63*5/21=15 輸出轉(zhuǎn)速： Hn =an /pi =n/pi =2600/=500r/min 行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算： η =1|an Hn /(Habi 1)* Hn |* H? H? = *H H Ha b B? ? ?? Ha? 為 a— g嚙合的損失系數(shù)， Hb? 為 b— g嚙合的損失系數(shù)， HB? 為軸承的損失系數(shù)， H? 為總的損失系數(shù)，一般取 H? = 按 an =2600 r/min、 Hn =500r/min、 Habi =21/5可得 η =1| an Hn /( Habi 1)* Hn |* H? =1|2600500/()*500|*=% (二 ) 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì) 算 傳動(dòng)比的要求 —— 傳動(dòng)比條件 即 baHi =1+bz /az 可得 1+bz /az =63/5=21/5= =baHi 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。 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 gz 與兩個(gè)中心輪 az 、 bz 同時(shí)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 w(a)ag? =()wbga ? 稱為同軸條件。 對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng)，有 m/2(az +gz )=m/2(bz gz ) 得 gz =bz az /2=6315/2=24 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 H? =2π /wn 中心輪 a相應(yīng)轉(zhuǎn)過 1? 角， 1? 角必須等于中心輪 a轉(zhuǎn)過 ? 個(gè)（整數(shù)）齒所對(duì)的中心角， 即 1? =? *2π /az 式中 2π /az 為中心輪 a轉(zhuǎn)過一個(gè)齒（周節(jié)）所對(duì)的中心角。 pi =n/ Hn