.....自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)摘要本文闡述一種自動(dòng)洗衣機(jī)內(nèi)部的行星輪系減速器。在洗衣機(jī)中使用行星輪系減速器正是利用了行星齒輪傳動(dòng)：體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比較大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和震動(dòng)的能力較強(qiáng)、噪聲低的特點(diǎn)。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(dòng)設(shè)備,把電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力,通過減速機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪,嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的。由于行星輪系減速也存在很多缺點(diǎn),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(jì)計(jì)算也較一般減速器復(fù)雜。本文主要就對(duì)這些缺點(diǎn)加以改進(jìn),使洗衣機(jī)的工作性能更加的平穩(wěn)。隨著對(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,完全可以制造出更好的行星齒輪傳動(dòng)減速器。關(guān)鍵詞：行星輪系減速器；行星輪；太陽(yáng)輪；行星架.....目錄摘要I第1章緒論11.1課題背景11.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)11.3主要研究?jī)?nèi)容1第2章傳動(dòng)原理及特點(diǎn)32.1行星齒輪傳動(dòng)原理32.2有關(guān)固定參數(shù)和工作原理32.3行星輪系減速器特點(diǎn)52.4本章小結(jié)5第3章傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)63.1傳動(dòng)方案的分析與擬定6對(duì)傳動(dòng)方案的要求6擬定傳動(dòng)方案63.2行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)6傳動(dòng)比和效率計(jì)算63.3傳動(dòng)的配齒計(jì)算73.4幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算83.5傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核113.6行星齒輪傳動(dòng)的受力分析123.7本章小結(jié)15第4章輪架與輸入輸出軸的設(shè)計(jì)174.1齒輪材料及精度等級(jí)174.2減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)17減速器輸入軸的設(shè)計(jì)17減速器輸出軸的設(shè)計(jì)194.3本章小結(jié)21結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致謝24.....緒論課題背景本課題研究的是一種自動(dòng)洗衣機(jī)的行星齒輪減速器,其特征在于采用由太陽(yáng)輪、均勻排布在太陽(yáng)輪外周并與太陽(yáng)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(yáng)輪的軸為主動(dòng)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(dòng)精度,能使洗衣機(jī)在運(yùn)行中做到震動(dòng)小,從根本上削弱了噪音、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能要求越來(lái)越高,在齒輪傳動(dòng)裝置方面具體表現(xiàn)為提高齒輪的承載能力、傳動(dòng)效率、減小外形尺寸、減輕質(zhì)量以及增大傳動(dòng)比等,行星齒輪傳動(dòng)便是在這種背景下產(chǎn)生,并隨著齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)不斷發(fā)展而逐漸完善。行星齒輪傳動(dòng)以其使用功率、速度范圍和工作條件寬而受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注,成為世界各國(guó)在機(jī)械同行的重點(diǎn)研究課題之一。我國(guó)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)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(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)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(diǎn),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(jī)械、醫(yī)療器械、儀器儀表、機(jī)器人和工業(yè)機(jī)械手以及高級(jí)電動(dòng)玩具等各個(gè)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。主要研究?jī)?nèi)容本文主要設(shè)計(jì)的是一種自動(dòng)洗衣機(jī)的行星齒輪減速器。這種減速器對(duì)于體積和重量方面要求較高,在設(shè)計(jì)過程中不僅要注意其體積和質(zhì)量的控制,同時(shí)也要保證其精度,如果精度達(dá)不到一定的要求,洗衣機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的震動(dòng)和噪音就很大,隨著人們對(duì)家電的要求逐漸提高和科技的日益發(fā)展,洗衣機(jī)已經(jīng)成為每個(gè)家庭的必備家電之一,人們對(duì)它的性能要求也就越來(lái)越高,對(duì)它的重量、體積、噪音等方面的要求也越來(lái)越高,本文設(shè)計(jì)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(shí)提高減速器中各齒輪間的傳動(dòng)精度,能使洗衣機(jī)在運(yùn)行中做到噪音小,震動(dòng)小。傳動(dòng)原理及特點(diǎn)行星齒輪傳動(dòng)原理行星齒輪傳動(dòng)裝置由輸入軸、行星輪及銷軸式輸出機(jī)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(jī)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(jī)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(qiáng)度。當(dāng)輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)。其上的偏心套帶動(dòng)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(yùn)動(dòng)和錯(cuò)齒運(yùn)動(dòng),這時(shí)針齒既做高速公轉(zhuǎn),又做低速自轉(zhuǎn)的行星運(yùn)動(dòng)。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(dòng),將針齒的行星運(yùn)動(dòng)變成輸出軸的低速、定軸轉(zhuǎn)動(dòng),以實(shí)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(qiáng)度而且容易形成油膜,有利于潤(rùn)滑,因此傳動(dòng)效率高；二是針齒與輸出機(jī)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(dòng)中的的薄弱環(huán)節(jié),同時(shí),銷軸的分布圓直徑也增大,進(jìn)而加大銷軸的直徑,使其強(qiáng)度增大。因此,行星齒輪傳動(dòng)可有效解決轉(zhuǎn)臂軸承壽命較短、銷軸強(qiáng)度不夠的難題,具有巨大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿?。有關(guān)固定參數(shù)和工作原理本課題是關(guān)于一種自動(dòng)洗衣機(jī)行星輪系減速器的設(shè)計(jì),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(dòng)比〔5.2輸入轉(zhuǎn)速n〔r/min2600輸入功率p〔w150行星輪個(gè)數(shù)3內(nèi)齒圈齒數(shù)63使用地點(diǎn)：自動(dòng)洗衣機(jī)減速離合器內(nèi)部減速裝置；自動(dòng)洗衣機(jī)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(dòng)同時(shí)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。脫水過程具體工作內(nèi)容如下：在A放開同時(shí)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、波輪與行星架等速旋轉(zhuǎn)。圖2-1洗衣機(jī)工作原理圖減速器系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)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〔電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速輸出軸〔電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速輸出軸中心輪行星輪輸出軸圖2-2減速器系統(tǒng)組成框圖行星輪系減速器特點(diǎn)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。本章小結(jié)本章對(duì)行星齒輪減速器進(jìn)行了分析具體內(nèi)容如下：〔1論述了行星齒輪傳動(dòng)裝置的組成?！?闡述了行星輪系減速器的各種特點(diǎn)?！?確定原始數(shù)據(jù)以及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案的分析與擬定對(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。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3-1所示是擬定的傳動(dòng)方案,適于在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作。a-中心輪；b-內(nèi)齒圈；g-行星輪；H-行星架圖3-1周轉(zhuǎn)輪系行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)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：,1固定件、2—主動(dòng)件、3—從動(dòng)件,1、齒輪2固定時(shí)〔圖3—1,2K—H〔NGW型傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：=1-=1+/<3-1>輸出轉(zhuǎn)速：=/=n/=2600/5.2=500r/min2、行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算：η=1-|-/<-1>·|·<3-2>=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>·|·=97.98%傳動(dòng)的配齒計(jì)算傳動(dòng)比的要求——傳動(dòng)比條件=1+/=4.2<3-3>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與兩個(gè)中心輪、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,即稱為同軸條件。=<3-4>對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng),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m/2<+>=m/2<-><3-5>得=-/2=63-15/2=24相鄰兩個(gè)行星輪所夾的中心角=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(gè)〔整數(shù)齒所對(duì)的中心角,即=·2π/<3-6>式中2π/為中心輪a轉(zhuǎn)過一個(gè)齒〔周節(jié)所對(duì)的中心角。=n/=/=1+/<3-7>經(jīng)整理后=+=〔15+63/2=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(dòng)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所示圖3-2行星齒輪可得2＞<3-9>2·2/m·<+>sin=39/2m=d+2=17m滿足鄰接條件。幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算按齒根彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)m齒輪模數(shù)m的初算公式為m=<3-10>式中—算數(shù)系數(shù),對(duì)于直齒輪傳動(dòng)=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(xiàn)[2]表6—7查得=1；—綜合系數(shù),由參考文獻(xiàn)[2]表6—5查得=2；—計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù),由參考文獻(xiàn)[2]公式6—5得=1.85；—小齒輪齒形系數(shù),由參考文獻(xiàn)[2]圖6—22可得=3.15；,—齒輪副中小齒輪齒數(shù),==15；—試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限,N·按由參考文獻(xiàn)[2]圖6—26～6—30選取=120N·所以m==0.658<3-11>取m=0.9<1分度圓直徑d<3-12>=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<3-13>內(nèi)嚙合=〔-△·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<3-14>=-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由參考文獻(xiàn)[3]表8—19選取=1<3-15>=·=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(duì)于不變位或高變位的嚙合傳動(dòng),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=m/2<+>=0.9/2×<15+24>=17.55mm<3-16>=m/2<+>=0.9/2×<63-24>=17.55mm<3-17>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〔mm0.90.90.9齒數(shù)z152463分度圓直徑d〔mm13.521.656.7齒頂圓直徑〔mm15.323.454.9齒根圓直徑〔mm11.2519.3558.95齒寬高b〔mm18.518.58.5中心距a〔mm=17.55mm=17.55mm傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核〔1選擇齒輪材料及精度等級(jí)中心輪a選選用45鋼正火,硬度為162～217HBS,選8級(jí)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(jī)械結(jié)構(gòu)零件,硬度大,強(qiáng)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(jí)精度,要求齒面粗糙度3.2。轉(zhuǎn)矩=298.4N·mm。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。由參考文獻(xiàn)[3]式8—24得出,如[]則校核合格。齒形系數(shù)由參考文獻(xiàn)[3]表8—12得=3.15,=2.7,=2.29；應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)[3]表8—13得=1.49,=1.58,=1.74；許用彎曲應(yīng)力由參考文獻(xiàn)[3]圖8—24=180MPa,=160MPa；表8—9得=1.3；圖8—25得==1；式8—14可得=138MPa；=123.077MPa；=2K/b<=138MPa<3-18>=/<=123.077MPa<3-19>齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。〔2齒輪齒面強(qiáng)度的計(jì)算及校核：齒面接觸應(yīng)力=<3-20>==許用接觸應(yīng)力為許用接觸應(yīng)力可按下式計(jì)算,即=·<3-21>〔3強(qiáng)度條件校核齒面接觸應(yīng)力的強(qiáng)度條件：大小齒輪的計(jì)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?；蛘咝：她X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(duì)應(yīng)的最小安全系數(shù),即>；查參考文獻(xiàn)[2]表6—11可得=1.3,所以>1.3?！?有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限。通過查閱參考文獻(xiàn)[2]可得出各個(gè)參數(shù)的如下數(shù)據(jù)：表3-2參考數(shù)據(jù)使用系數(shù)=1動(dòng)載荷系數(shù)=1.02齒向載荷分布系數(shù)=1齒間載荷分配系數(shù)、==1.1==1.2行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)=1.5節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.06彈性系數(shù)=1.605重合度系數(shù)=0.82螺旋角系數(shù)=1試驗(yàn)齒的接觸疲勞極限=520Mpa最小安全系數(shù)、=1.5、=2接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)=1.38潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)、、=0.9、=0.952、=0.82齒面工作硬化系數(shù)=1.2接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)=1==2.95<3-22>==3.5==4.32=·=464.4所以齒面接觸校核合格行星齒輪傳動(dòng)的受力分析在行星齒輪傳動(dòng)中由于其行星輪的數(shù)目通常大于1,即>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(dòng)中,各基本構(gòu)件〔中心輪a、b和轉(zhuǎn)臂H對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此,為了簡(jiǎn)便起見,本設(shè)計(jì)在行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力,且用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件,同時(shí)用符號(hào)F代表切向力。為了分析各構(gòu)件所受力的切向力F,提出如下三點(diǎn)：〔1在轉(zhuǎn)矩的作用下,行星齒輪傳動(dòng)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?！?如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力,則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反?！?為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值,則應(yīng)研究它們對(duì)第三個(gè)力的作用點(diǎn)的力矩。在2H—K型行星齒輪傳動(dòng)中,其受力分析圖是由運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)簡(jiǎn)圖<b>構(gòu)件的受力分析圖3-3傳動(dòng)簡(jiǎn)圖由于在輸入件中心輪a上受有個(gè)行星輪g同時(shí)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(shí),各個(gè)行星輪上的載荷均勻,〔或采用載荷分配不均勻系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償因此,只需要分析和計(jì)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(gè)功率分流上所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為=/=9549/n=0.2984N·m〔3-23可得=·=0.8952N·m〔3-24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；按照上述提示進(jìn)行受力分析計(jì)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<3-25>而行星輪g上所受的三個(gè)切向力為中心輪a作用與行星輪g的切向力為=-=-2000/=-44.2N<3-26>內(nèi)齒輪作用于行星輪g的切向力為==-2000/=-44.2N<3-27>轉(zhuǎn)臂H作用于行星輪g的切向力為=-2=-4000/=-88.4N<3-28>轉(zhuǎn)臂H上所的作用力為=-2=-4000/=-88.4N<3-29>轉(zhuǎn)臂H上所的力矩為==-4000/·=4655.0N·m<3-30>在內(nèi)齒輪b上所受的切向力為式=-=2000/=44.2N<3-31>在內(nèi)齒輪b上所受的力矩為=/2000=/=1.43N·m<3-32>式中—中心輪a的節(jié)圓直徑,㎜—內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑,㎜—轉(zhuǎn)臂H的回轉(zhuǎn)半徑,㎜根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]式〔6—37得-/=1/=1/1-=1/1+P<3-33>轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)矩為=-·〔1+P=-4.655N·m<3-34>/=1/=1/1-=p/1+P內(nèi)齒輪b所傳遞的轉(zhuǎn)矩=-p/1+p·=-4.2/5.2×<-4.655>=3.76N·m<3-35>行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量行星齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點(diǎn)。這些是由于在其結(jié)構(gòu)上采用了多個(gè)〔2行星輪的傳動(dòng)方式,充分利用了同心軸齒輪之間的空間,使用了多個(gè)行星輪來(lái)分擔(dān)載荷,形成功率分流,并合理地采用了內(nèi)嚙合傳動(dòng)；從而,才使其具備了上述的許多優(yōu)點(diǎn)。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(dòng)的制造和轉(zhuǎn)配變得比較困難。后來(lái)通過實(shí)踐采取了對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)件徑向不加限制的專門措施和其他可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位的方法,即采用各種機(jī)械式的均載機(jī)構(gòu),以達(dá)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(dòng)的制造精度和較容易轉(zhuǎn)配,且使行星齒輪傳動(dòng)輸入功率能通過所有的行星輪進(jìn)行傳遞,即可進(jìn)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(jì)行星齒輪是靜定系統(tǒng),基本構(gòu)件中心輪a浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)。本章小結(jié)在本章中規(guī)定了自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的傳動(dòng)要求并且擬定了傳動(dòng)方案。對(duì)行星齒輪進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算及強(qiáng)度校核,有大量的數(shù)據(jù)計(jì)算,具體歸納為以下幾點(diǎn)：首先確定了滿足工作機(jī)工作的各種要求?！?對(duì)行星齒輪傳動(dòng)比和效率進(jìn)行了計(jì)算,闡述了傳動(dòng)比符號(hào)及角標(biāo)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(gè)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。輪架與輸入輸出軸的設(shè)計(jì)齒輪材料及精度等級(jí)已知：傳遞功率P=150w,齒輪軸轉(zhuǎn)速n=1600r/min,傳動(dòng)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(jí)精度,要求齒面粗糙度3.2～6.3。減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)減速器輸入軸的設(shè)計(jì)〔1選材,確定許用應(yīng)力由已知條件選用45號(hào)鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由參考文獻(xiàn)[4]表14—4查得強(qiáng)度極限=650MPa,再由表14—2得許用彎曲應(yīng)力=60MPa〔2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表14—1得C=118～107。又由式14—2得d<4-1>取直徑=8.5mm〔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(gè)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?！?確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達(dá)到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個(gè)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(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖：圖4-1輸入軸簡(jiǎn)圖〔5校核軸a、受力分析圖〔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<4-2>徑向力：==44.2×tan=16.1N<4-3>法向力：=/cos=44.2/cos=47.04N<4-4>b、作水平面內(nèi)彎矩圖〔4-2a：支點(diǎn)反力為：=/2=22.1N彎矩為：=22.1×77.95/2=861.35N·mm<4-5>=22.1×29.05/2=321N·mmc、作垂直面內(nèi)的彎矩圖〔4-2b：支點(diǎn)反力為：=/2=8.04N彎矩為:=8.04×77.95/2=313.5N·mm<4-6>=8.04×29.05/2=116.78N·mmd作合成彎矩圖〔4-2c：==994.45N·mm<4-7>==370.6N·mme、作轉(zhuǎn)矩圖<4-2d>：T=9549/n=0.8952N·m=895.2N·mm<4-8>f、校核強(qiáng)度：=/W=1130.23/0.1=6.54Mpa<4-9>=/W=652.566/0.1=4.9Mpa所以滿足=60Mpa的條件,故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度,并有一定裕量。減速器輸出軸的設(shè)計(jì)〔1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(xiàn)[4]表14—4查得強(qiáng)度極限=600MPa,再由表14—2得許用彎曲應(yīng)力=55MPa〔2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑=Pη=0.15×97.98%=0.147kw<4-10>根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表14—1得C=118～107。又由式14—2得d<4-11>取直徑=8.9mm〔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(gè)減速離合器中的安裝所必須滿足的條件,初定：=12mm,==11.3mm,===12mm。〔4確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪廓寬度為20.5mm,為保證達(dá)到軸于行星齒輪安裝的技術(shù)要求及軸在整個(gè)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(jì)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：==2×465.5/11=84.64N<4-12>徑向力:==846.4×tan=308.1N<4-13>法向力:=/cos=846.4/cos=90.72N<4-14>b、作水平面內(nèi)彎矩圖〔4-4a：支點(diǎn)反力為：=/2=42.32N彎矩為：=42.32×68.25/2=1444.17N·mm<4-15>=423.2×33.05/2=699.338N·mmc、作垂直面內(nèi)的彎矩