自动洗衣机减速器讲解

1、江西农业大学工学院设计说明书JIANGXIAGRICULTURALUNIVERSITY本科毕业论文（设计）题目 ：自动洗衣机行星齿轮减速器的设计学院：工学院姓名：学号：专业： 机械设计制造及其自动化年级：级指导教师：康丽春职 称： 讲师二0一二年 5月1江西农业大学工学院设计说明书摘要本论文是有关一种自动洗衣机行星齿轮减速器的设计，洗衣机是代替人工完成洗涤衣物过程的家用电器，行星齿轮减速器其实就是应用齿轮减速的原理，它有一个轴线位置固定的齿轮叫中心轮或太阳轮，在太阳轮边上有轴线变动的齿轮，即一方面作自转另一方面又作公转的齿轮叫行星轮，行星轮有支持构件叫行星架，通过行星架降动力传到轴上，再传给其

2、他齿轮，它们由一组若干个齿轮组成一个轮系，只有一个原动机，这种周转轮系称为行星轮系。本设计按照给定的部分参数，根据实际的需要和硬度强度等要求，同时保持正常工作状态的情况下，对自动洗衣机行星齿轮减速的各个零件进行设计选材。关键词 ：自动洗衣机，行星齿轮减速器。2江西农业大学工学院设计说明书AbstractThisthesisisaboutanautomatic washingmachine planetarygearreducer design, washing machine is to replace artificial finish washingclothesprocess ofhou

3、sehold appliances,planetarygear reducerisactuallyused the principle of gear reducer, it has a fixed position of the gearaxis call center wheels or the sun round, with the sun round the edge hasthe gear axis change, namely on the one hand forrotationon theotherhand,as the planet wheel gear that revol

4、ution, the planet round with supportfor component called planet shelf, through the planet shelf drop power toshaft, again to other gear, they by a group of several gear form a geartrain,only a prime mover,theturnoverwas calledplanetgear.Thisdesignaccording to the given some parameters, according to

5、the actual need andhardnessstrengthand otherrequirements,whilemaintainingnormalcondition,automaticwashing machine tovariouspartsofthe planetreducer,gear design selection.Key words : automatic washing machine, the planet gear reducer.3江西农业大学工学院设计说明书目录摘要 .2Abstract.3目录 .41绪论 .11.1发展概况 . .11.2洗衣机的分类、机构

6、及工作原理、过程 . .21.3减速器 . .51.4行星齿轮的传动 . .71.5行星齿轮传动的特点 . .91.6行星齿轮传动的分类 . .102传动方案设计 .112.1传动方案的要求 . .112.2拟定传动方案 . .112.3原始数据 . .123行星齿轮传动的设计 .133.1行星齿轮传动比和效率计算 . .133.2行星齿轮传动的配齿计算 . .143.3行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 . .173.4行星齿轮传动的受力分析 . .273.5行星齿轮传动的均载机构的设计 . .294中心轮、行星轮和行星架的结构设计 .304.1中心轮的结构设计 . .304.2行星轮的机

7、构设计 . .314.4内齿圈的设计 . .334.5行星架设计 . .335行星齿轮减速器输入轴输出轴设计 .355.1减速器输入轴设计 . .355.2减速器输出轴设计 . .376自动洗衣机行星齿轮减速器装配图 .387结论与展望 .397.1结论 . .397.2展望 . .39参考文献.40致谢 .414江西农业大学工学院设计说明书1 绪论从 20 世纪 80 年代初期洗衣机逐渐进入中国家庭，并由最开始的单缸洗衣机到双缸洗衣机，再到全自动洗衣机，全自动洗衣机也从最初的采用机械电动式控制器的普通式全自动洗衣机，发展成为采用微电脑控制的微电脑控制全自动洗衣机，再到采用模糊控制技术的模糊控

8、制全自动洗衣机。行星轮系减速器较普通齿轮减速器具有体积比较小、重量轻、效率很高及传递功率范围大等优点，逐渐获得广泛应用。同时它的缺点是：材料优质、结构却复杂、制造精度要比较高、安装比较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。但随着人们对行星传动技术进一步的深入地了解、掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断得以完善，同时生产工艺水平也不断提高，较好的行星齿轮传动减速器完全可以被制造出来。行星齿轮传动根据基本的构件的组成情况可分为： 2KH、3K、及 K HV 三种 , 我所设计的行星齿轮是 2K H 行星传动 NGW型。根据负载情况进行一般的齿轮强度，几何尺寸的

9、设计计算，然后还要进行传动比条件、同心条件、装配条件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载 机构及浮动量的设计计算。1.1发展概况世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、俄罗斯以及美国等，对行星齿轮传动的应用，在生产和研究中都十分重视，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处在领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化机械传动设备中获得了成功的应用。行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就已经有了应用。然而，自从 20 世纪 60 年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了更为深入、

10、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。在近 20 多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使得我国的行星传动技术有了迅速的发展。1江西农业大学工学院设计说明书1.2洗衣机的分类、机构及工作原理、过程洗衣机是代替人工完成洗涤衣物过程的家用电器。与人工洗涤衣物相比，它具有省力、省时、省水、省洗涤剂等优点。随着经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，全自动洗衣机作为将

11、人们从繁杂的家务劳动中解放出来的好帮手，越来越受到消费者的青睐。洗衣机产品按自动化程度可以分为三类：普通洗衣机：洗涤、漂洗、脱水各功能的操作均需用手动转换。它装有定时器，可以根据衣物的脏污程度和织物种类选定操作时间。半自动洗衣机：洗涤、漂洗、脱水各功能中任意两个功能的转换不用手动操作而能自动进行。它一般都是由洗衣和脱水两个部分组成。在洗衣桶中可以定时完成洗涤和漂洗程序，但不能自动脱水，需要人工把衣服从洗衣桶中取出，放入离心脱水桶中进行脱水。有的是可以在脱水桶中连续完成漂洗和脱水程序。全自动洗衣机：洗涤、漂洗和脱水各功能的转换都不用手动操作而能自动进行。衣物放入后能自动进行洗净、漂洗、脱水，全部

12、程序自动完成。当衣物甩干6后，蜂鸣器就会发出声响。有的还具有烘干功能。按机构原理分类：波轮式洗衣机：当被洗衣物浸没在洗涤液中，依靠波轮连续转的动或定时反向转动的方式形成强烈的涡流进行洗涤。它是由洗涤桶、波轮和传动机构等部分组成的。滚筒式洗衣机：这种洗衣机的结构特点是有一个盛水圆柱形外桶，外桶中有一个可旋转的内桶，内桶壁上会开了一个许多规则排列小孔，并有几条明显的筋。衣服放入在内桶里，内桶有着规律的旋转，明显的筋将衣服带起到了一定的高度之后又把衣服抛落到洗涤液中，这样就在内桶里完成了洗涤过程。搅拌式洗衣机：当被洗衣服浸没在洗涤液中，依靠搅拌器往复运动的方式进行洗涤。其结构是在洗衣桶中央，竖直的安

13、装搅拌器，搅拌器绕轴心在一定角度范围内正反向摆动，搅动洗涤液和衣服，以达到洗净目的。国内外洗衣机品牌有海尔、小天鹅、荣事达、松下、惠而浦水仙、LG 熊猫、西门子以及日立好用等等。6洗衣机的主要组成部分:左罩壳组件 、内筒组件 、外筒组件 、右罩壳组件 、电器箱及电器控制 、传动部分 、排水阀及水位计 、管道系统。2江西农业大学工学院设计说明书1、左罩壳组件：左罩壳组件有左罩壳、 左墙板门等主要部分构成， 在本设计，左罩壳组件的作用是保证管道系统与液位计，用作内筒组件左端支承及罩护转动中的皮带轮。2、内筒组件：内筒组件由 V 型筋、拉杆、内筒体、左右轴头等主要部件组成，用以盛放被洗涤的衣物，两端

14、通过轴承组件支承在左右墙板上。3、外筒组件：外筒组件主要由外筒体、拉门等主要部分组成，用以盛放洗涤用水，整个机组联接，以及罩护转动的内筒组件。4、右罩壳组件：右罩壳组件由右罩壳、右墙板门等主要部分构成，右罩壳组件的作用是安置电器箱、传动系统及用作内筒组件右端支承。5、电器箱及电器控制：电器箱位于右罩壳组件的后上部，电气控制面板位于右罩壳组件的前上部，电气控制的主要内容是，电机的正反转，主电机断电时制动器制动，门盖打开时，行程开关动作，主电机断电。6、传动部分：本设计通过行星齿轮减速器传动，实现减速，将电机的动力传递到内筒上。7、排水阀及水位计：排水阀主要用于排放洗涤衣物后的污水，水位计是用来反

15、映外筒组件内的水位。8、管道系统：多由进水管道、进气管道、水位计连接管路及温度表组成。整机结构6以日常生活中常见的波轮式全自动洗衣机为例，洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）都是是以同一中心安放着的。外桶是固定的，作盛水用。内桶可以旋转，作为脱水（甩水）用。内桶的四周会有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别是由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过电控系统将排水阀打开，经过进水管将水注入到外桶中。排水时，通过电控系统使得排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现洗涤的正转、反转，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带

16、动内桶的正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮是用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及警报。排水按钮是用来实现手动排水。波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图 1-1 所示3江西农业大学工学院设计说明书图 1-1自动洗衣机的组成简图洗涤过程图 1-2 洗衣机洗涤过程内部简图洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。首先是充满在波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁上，并且沿桶壁上升。在波轮中心处，因甩出液体而形成了低压区，又使得洗涤液流会回波轮附近。这样，会在波轮附近形

17、成了以波轮轴线为中心的涡流。衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，4江西农业大学工学院设计说明书吸入了中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮的附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物之后。其次，当衣物被放进了洗涤液之后，由于惯性的作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生了相对摩擦，这样的水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。再次由于洗衣涌形状的不规则性，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都会发生改变，形成湍流。在湍流的作用之下，衣物做无规则运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，

18、增大洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。全自动洗衣机通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断：从而得以实现自动控制的。电磁的进水阀起着通、断水源的作用。当电磁线圈断电的时候，移动铁芯在重力和弹簧力的作用之下，紧紧顶在橡胶膜片的上面，并将膜片中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开了膜片，并使得膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入了洗衣桶内。由于中心小孔流通能力大于膜片两侧小孔流通能力，膜片的上方压强迅速会减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，将水流导通。水位开关实际上就是一个压力开关。气室入口与洗衣桶中贮

19、气室相联接。当水注入洗衣桶之后，贮气室口就很快被封闭，随着水位的上升，贮气室的水位也会上升，被封闭的空气压强亦会增大，水位开关中的波纹膜片2 受压而后胀起，6推动顶杆 3 的运动而使触点 4 的改变，从而实现了自动的通断。工作原理1.3减速器减速器是一种被封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮 -蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机器中应用很广。减速器主要由传动零件 (齿轮或蜗杆 )、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本

20、结构有三大部分：(1)、齿轮、轴及轴承组合：小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下， 如果轴的直径为 d，齿轮齿根圆的直径为df，则当 df- d67mn 时，应采用这种结构。而当 df-d>6 7mn 时，采用齿轮与轴5江西农业大学工学院设计说明书分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油，进

21、行润滑。箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度 2m/s时，应采用润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。(2)、箱体：箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式

22、。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。(3)、减速器附件：为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计，主要要考虑一下几方面：1）检查孔为检查传动零件的啮合情况，并

23、向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。2)通气器减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。3)轴承盖为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便，但和嵌入式轴承盖相比，零件数目较多，尺寸较大，外观不平整。6江西农业大

24、学工学院设计说明书4)定位销为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。5)油面指示器检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油， 一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器。6)放油螺塞换油时， 排放污油和清洗剂， 应在箱座底部， 油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。7)启箱螺钉为加强密封效果， 通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联

25、接凸缘的适当位置，加工出 2 个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。小型减速器也可不设启箱螺钉，启盖时用起子撬开箱盖，启箱螺钉的大小可同于凸缘联接螺栓减速器的主要型式有斜齿轮减速器、摆线针轮减速器、齿轮蜗杆减速器、行星齿轮减速器等。按传动级数主要分为：单级、二级、多级。按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆 -齿轮等。(1)、蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比， 输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动 效率不高，精度不高。(2)、行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用

26、寿命11很长，额定输出扭矩可以做的很大。1.4行星齿轮的传动齿轮机构用于传递原动机与工作机之间的运动和动力。它可以实现不同的匀速运动或按预定规律变化的运动，也可以改变运动的形式，如将转动转化问移动或相反。齿轮传动的适用范围很广，传递功率可高达数万千瓦，圆周速度可达 150m/s( 最高 300m/s) ，直径能做到 10m 以上，单级传动比可达 8或更大，因此在机器中应用很广。行星轮既绕自身的轴线回转,又随行星架绕固定轴线回转。太阳轮、行星架和内齿轮都可绕共同的固定轴线回转，并可与其他构件联结承受外加力矩，它们是这种轮系的三个基本件。三者如果都不固定，确定机构运动时需要给出两个构件的角速度，这

27、种传动称差动轮系；如果固定内齿轮或太阳轮，则称行星轮系。通7江西农业大学工学院设计说明书11常这两种轮系都称行星齿轮传动。当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中至少具有一个作行星运动的齿轮。如图 5所示，设齿轮 a 为主动件，绕固定的几何轴线Oa 转动；齿轮g 装在系杆 H 上，系杆 H 绕固定轴线 OH 转动；齿轮 b 固定不动。当齿轮 a 转动时，齿轮 g 除绕本身轴线 Og" 自转 "外，其轴线 Og 还随系杆 H 绕固定轴线 OH 作“公转”，最后由系杆 H 输出。途中，具有固定轴线的齿

28、轮 a 或 b 称为中心轮或太阳轮，通常用符号 K 表示。具有“自转”和“公转”运动的齿轮 g 称为行星轮。用作安装行星轮并带动行星轮轴线旋转的系杆H 称为行星架或转臂。中心轮可绕固定轴线转动，亦可固定不动。这种有中心轮、行星轮和行星架组成的传动系统，若其中有一个中心轮固定，便称为简单行星传动。和其他机械传动比较，齿轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广等。缺点是：齿轮制造需专用机床和设备，成本较高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动等。图 1-5 行星齿轮传动简图选择齿轮齿数时需要考虑的因素是：满足指定的传动比

29、；几个行星轮需装到相应的合理位置；行星轮间各齿顶圆要有一定间隙。此外，还应保证安装以后三个基本件的回转轴线重合，例如图行星齿轮传动 中内啮合齿轮的中心距必须等于外啮合齿轮的中心距。行星齿轮传动的齿轮强度计算主要考虑轮齿的接触强度和弯曲强度，可分解为相啮合的几对齿轮副分别计算。在结构设计中主要考虑的是8江西农业大学工学院设计说明书几个行星轮分担的载荷均匀， 故应采用均载机构， 例如采用基本件 “浮动 ”的均载机11构、弹性件的均载机构和杠杆联动均载机构等。1.5行星齿轮传动的特点行星齿轮传动的优点洗衣机中使用行星轮系减速器就是利用了行星齿轮传动，行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较其主要优点有：

30、1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大；由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理的应用内啮合齿轮副，因此结构非常紧凑；再由于在中心轮周围均匀分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使每个齿轮所承载的载荷较小。2）传动效率高；由于行星齿轮结构的对称性，使作用于中心轮和转臂轴承的反作用力互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。3）传动比较大；行星传动的类型很多，如渐开线行星传动、摆线针轮行星传动、谐波行星传动及活齿行星传动等，一般都具有大传动比的特点。用于传递运动时，其最大传动比可为几万或几十万以上；作为动力传动，其最大传动比可为几十或者几百。采用差动行星传动，可以实现运

31、动的合成和分解，只要适当选择行星齿轮传动的类型和配齿方案，就可使少数几个齿轮获得很大传动比。4）运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低。由于采用了数个行星齿轮，均匀的分布在中心轮周围，从而使行星轮和转臂的惯性力相互平衡，同时也使参与啮合的齿数增多，故传动平衡，抗冲击和震动能力强。行星齿轮传动的缺点同时它的缺点有：材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、 安装较困难些、设计 计算也较一般减速器复杂。但随着人们对行星传动技术进一步的深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，令其传动结构和均载方式都不断完善，加上生产工艺水平也不断提高，致使如今能完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。

32、由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转9江西农业大学工学院设计说明书矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。根据负载情况进行一般的齿轮强度、几何尺寸的设计计算，然后要进行传动比条件、同 心条件、装配条

33、件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载 机构及浮动量的设计计算。1.6行星齿轮传动的分类渐开线行星齿轮传动含有三类构件， 即中心轮（ K）、行星架（H)和行星轮（ g）。其中凡轴线与固定轴线重合，且承受或传递外加转矩的构件称为基本构件。安装基本构件的轴称为基本轴（或称为基本轴线） 。按传递运动的功能和作用，任何行星传动都含有输入轴和输出轴，多数行星传动还含有辅助轴。其中，输入轴和输出轴通常与中心轮或行星架相固接，分别传递输入转矩和输出转矩；辅助轴不仅承受外加转矩，同时对整个行星传动起限制或支承作用，如固定中心轮的轴（或轴线）就属于辅助轴（或轴线） 。行星齿轮传动根据

34、基本构件或基本轴的组成情况可分为：2K H、3K 、及KH V 三种。若按其啮合方式的不同，可分为：N内啮合齿轮副； W 外啮合齿轮副； G同时与两个中心轮相啮合的公共齿轮。根据行星齿轮传动所具有的啮合方式，又可分为：NGW 型具有内啮合和外啮合，同时还具有一个公共齿轮的行星齿轮传动； NW 型具有两个外啮合的行星齿轮传动：WW 型具有两个内啮合的行星齿轮传动， NN 型具有两个内啮合的行星齿轮传动；NGWN型具有两个内啮合和一个外啮合，同时还具有一个公共齿轮的行星齿轮传动；N 型仅具有一个内啮合的行星齿轮传动。10江西农业大学工学院设计说明书2 传动方案设计2.1传动方案的要求在设计传动方案

35、的时候，传动系统必须满足体积小，结构紧凑，传动效率高，传动平稳，抗冲击能力强的特点；传动系统输入输出功率、转速和扭矩必须满足需要；另外传动系统需要每天工作至少两小时，工作寿命为 20年（设每年工作 300 天）；传动系统工作环境比较潮湿，温度为 -40 °C40°C，传动系统在此环境内必须能正常工作；还要满足体积小，重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求。2.2拟定传动方案任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。作者设计的方案是首先是为满足在一般的环境中能长期连续工作，其次结构简单体积小。11江西农业大学工学院设计说明书

36、图2-1 2K H 行星传动 NGW 型a 中心轮g行星轮b 内齿圈H 行星架行星传动的基本构件都是由两个中心轮（ K）和一个行星架（ H）所组成，通常称为 2K H 行星传动。而我的设计的行星齿轮就是 2K H 行星传动中的单排内外啮合 NGW 型。如图 6 所示，中心轮 a 的轴为输入轴，行星架 H 的轴为输出轴，而固定中心轮 b 的轴为辅助轴2.3原始数据为了方便设计的进行，现确定行星齿轮减速器设计的原始数据如下：总传动比： ip =5.0输入轴转速： na =3000r/min输入轴功率： Pt =300W行星轮个数： np =3内齿圆齿数 : zb =80-10012江西农业大学工学

37、院设计说明书图 2-2 减速器系统的组成框图3 行星齿轮传动的设计3.1 行星齿轮传动比和效率计算行星齿轮传动比符号及角标含义为：i231，其中 1固定件、 2主动件、 3从动件。行星齿轮传动比由本设计中给的原始数据可得：biaH = i p =5.013江西农业大学工学院设计说明书输出转速：nH = na = 3000 =600r/mini p5.0行星齿轮转动的效率计算：行星齿轮传动的效率计算公式为：nanHH=1-i abH1 nH由 :iaHb=1 iabH得 :iabH -1=-5其中 :HHHHab ?BHHH式中a 为 ag 啮合的损失系数 ,b为 bg 啮合的损失系数，B 为轴

38、承的HH损失系数，为总的损失系数，一般取=0.025 。按 na =3000r/min ， nH =600r/min ， iabH -1=-5 可得：=1-nanHH =1-30006000.025 =1-0.02=98%i abH1 nH56003.2行星齿轮传动的配齿计算行星齿轮传动各齿轮齿轮数的确定，除了遵循圆柱齿轮传动齿数选择的原则外，还必须满足传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件。3.2.1 传动比条件配齿计算必须保证满足给定传动比，本设计的行星齿轮为内齿圈b 固定的NGW 型行星齿轮传动，且主动轮为中心轮a，从动轮为行星架 H，所以其必须满足以下计算：iaHb=1+ zbza式

39、中 za 为中心轮 a 的齿数；zb 为内齿轮 b 的齿数同心条件14江西农业大学工学院设计说明书同心条件即行星架的回转轴线应该与中心轮的几何轴线相重合，本设计中的NGW 型齿轮传动，中心轮a 与行星轮 g 的中心距 aag 应该等于行星轮 g 与内齿圈b 的中心距 abg ,即 aag = abg 。由此原理可以导出m( za + zg )=m( zb - zg )，即 za + zg = zb - zg装配条件设计行星齿轮时，其行星轮的数目和各轮的齿数必须正确选择否则便装配不起来。因为当第一个行星轮装好后，中心轮a 和内齿圈 b 的相对位置便确定了；又因为均匀分布的各行星轮的中心位置也是确

40、定的，所以一般情况下其余行星轮的齿便有可能不能同时插入内、外两个中心轮的齿槽中，亦即可能无法装配起来。为了能装配起来，设计时应使行星轮数和各轮齿数之间满足一定的装配条件。本设计中的NGW 型传动，为了简化计算和装配，应使太阳轮与内齿轮的齿数和等于行星轮数的整数倍，即：zazb =整数或 iaHbza =整数npnp邻接条件为了保证行星轮系能够运动，其相邻两行星轮的齿顶圆不得相交，两相邻行星齿轮齿顶圆半径之和小于其中心距，这个条件称为邻接条件。这时相邻的两行星轮的中心距 l AB 应大于行星轮的齿顶圆直径da 2 。图 3-1 邻接条件15江西农业大学工学院设计说明书即2（ ra ） g <

41、; Lg或（ da ） g<2asinnp式中：（ ra ） g 、（ da ） g 行星轮 c 的齿顶圆半径和直径；np 行星轮个数；a a、g 齿轮啮合副的中心距；Lg 相邻两个行星齿轮中心之间的距离。间隙g = Lg（ da ） g 的最小允许值取决于行星齿轮减速器的冷却条件和啮合传动时润滑油的搅动损失。实际使用时，一般取间隙值模数。配齿的计算由本设计规定的原始数据根据装配条件：g 0.5m，m 为齿轮的bza =5.0za =整数iaHnp3由此可知， za 取3的倍数即可使上式成立，故可以取za =24根据传动比公式：i aHb= i aH =1 iabH =1+ zbza可得： zb =（ iaHb-1 ） za =（ 5.0-1 ） 24=96.根据同心条件，若不变位，则由za + zg = zb - zg得 zg = ( zbza ) =（ 88-22 ）/2=362对于邻接条件：（ da ） g <2asinnp2asin1803 51.96m=m( za + zg )sin=m 30npnp（ da ） g =m( zg +2ha )式中 GB1356-88规定 齿顶