自动洗衣机行星齿轮减速器的设计

扬州职业大学毕业设计说明书设计(论文)题目：妙 0235 院(系)：机械工程学院 二〇一二年四月 (一)有关原始数据 3(二)系统组成框图 3 1)对传动方案的要求 62)拟定传动方案 6 (一)行星齿轮传动的传动比和效率计算 7 (四)验算齿面接触强度 12(五)行星齿轮传动的受力分析 13(六)行星齿轮传动的均载机构及浮动量 15(七)轮间载荷分布均匀的措施 15 (一)齿轮材料及精度等级 17(二)按齿面接触疲劳强度设计 17(三)按齿根弯曲疲劳强度计算 18(四)验算齿轮的圆周速度v 19 20(一)减速器输入轴的设计 20 (二)行星轮系减速器齿轮输出轴的设计 22 摘要合器内部减速装置行星轮系减速器高；传动比较大；运动平稳、抗冲轮或太阳轮,在太阳轮边上有轴线变动的齿公转的齿轮叫行星轮,行星轮有支持构件叫行星架,通过行上,再传给其它齿轮.它们由一组若干个齿轮组成一个轮系.只有一个原动件,这种周转轮系称为行星轮系.第一章绪论行星轮系减速器较普通齿轮减速器具有体积小、重量轻、效率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，从而使其传动结构和均载方式都不断完时生产工艺水平也不断提高，完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。第二章原始数据及系统组成框图(一)有关原始数据课题:一种自动洗衣机行星轮系减速器的设计原始数据及工作条件;pp输入转速:n=2600r/minw内齿圈齿数z=63b(二)系统组成框图上上盖进水口排水管波轮减速器控制面板外箱体盛水桶支撑拉杆脱水桶带传动脱水脱水桶轮AB带传动(电机输入转速)输入轴5第三章减速器简介减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回减速器降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。不6第四章传动系统的方案设计传动方案的分析与拟定1)对传动方案的要求合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可靠、传动精度高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求。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7第五章行星齿轮传动设计(一)行星齿轮传动的传动比和效率计算aHib=1-iH=1+z/zaHabbai=1-iH=1-ip=1-5.2=-4.2abba∴z=-z/iH=z/ib-1=-63/(1-5.2)=15ababbaHnH=na/ip=n/ip=2600/5.2=500r/minaHabHH=H+H*HabBabBH为总的损失系数，一般取H=0.025按n=2600r/min、n=500r/min、iH=-21/5可得aHabaHabH即ib=1+z/zaHba1+z/z=63/5=21/5=4.2=ibbaaHaggab(a)=(a)wagwgb对于非变位或高度变位传动，有agbggbaHw1即1aapH1Hbai=n/n=pH1Hba将和代入上式，有1Hawbaab4、保证相邻两行星轮的齿顶不相碰——邻接条件在行星传动中，为保证两相邻行星轮的齿顶不致相碰，相邻两行星轮的中心距应大于两9l=2a*sin(180o/n)＞(d)wwagl=2*2/m*(z+z)*sin60o=393/2mag(d)=d+2h=17maga(三)行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算1.选定齿轮类型、精度等级2.选择材料及热处理方法，确定许用应力⑴材料及热处理方法的选择a内齿圈b选用聚甲醛(一般机械结构零件，硬度大，强度、钢性、韧性等性能突出，吸水性小，尺寸稳定，可用作齿轮、凸轮、轴承材料)选8级精度，要求齿面粗糙度R3.2。a⑵确定许用应力由《参考文献三》图8—24得=180MPa，=160MPa；由表8—9得s=1.3Flim1Flim2FPaF1Flim1F[]=/s=160/1.3=123.077MPaF2Flim2Fd转矩T=T/n=9549P/nn=9549×0.2/3×1600=0.3979N*m=397.9N*mm；1aw1wFaFgFbFasaF1FbsbF20.0342故应对小齿轮进行弯曲疲劳强度计算，即将FasaF12KTYYm≥3Z12*aS]a=0.49d1F1Y—应力集中系数1a—试验齿轮弯曲疲劳极限，N*mm2按由《参考文献二》图6—26~6—30选取FlimFlim1)分度圆直径daad=m*z=0.9×24=21.6mmd=m*z=0.9×63=56.7mm(b)(b)aa1aaa2d=d+2h=13.5+1.8=15.3mmd=d+2h=21.6+1.8=23.4mmaggad=d-2h=56.7-1.584=55.116mma(b)(b)affad=d-2h=13.5-2.25=11.25mmf(a)(a)fd=d-2h=21.6-2.25=19.35mmf(g)(g)fd=d+2h=56.7+2.25=58.95mmf(b)(b)f4)齿宽bad(a)b=*+5=13.5+5=18.5mm(a)db=13.5+(5-10)=13.5-5=8.5mm(b)a=m/2(z+z)=0.9/2×(15+24)=17.55mmagaga=m/2(z-z)=0.9/2×(63-24)=17.55mmbgbg=17.55mma=17.55mm齿顶圆直径da齿根圆直径df(四)验算齿面接触强度(1)、齿面接触应力H许用接触应力可按下式计算，即H应的许用接触应力为，即HpHHpH系数S，即HlimHHlimHlimS>1.3HH(2)弹性系数ZEE(3)螺旋角系数ZZ=cos=1 (4)试验齿的接触疲劳极限Hlim HlimHlim=520MpaHlimSF=2HlimHlim[]=/S=520/1.5=346.7MpaHHlimHlim=ZZZHEH2KT土11*bd21H(五)行星齿轮传动的受力分析wrrwgaAn配不均匀系数k进行wp(即在每个功率分流上)所承受的输入转矩为T=T/n=9549P/nn=9549×0.2/3×1600=0.3979N*m1aw1wT=T*n=1.1937N*mawa1输入输入输出(a)传动简图(b)构件的受力分析F=2000T/d'=2000T/nd'=2000×0.3979/13.5=58.9Nga1aawaF=-F=-2000T/nd'=-58.9NaggaawaF=F=-2000T/nd'=-58.9NbgagawaF=-2F=-4000T/nd'=-117.8NHgagawaF=-2F=-4000T/nd'=--117.8NgHHgawaT=nFr=-4000T/d'*r=-4000×1.1937/13.5×17.55=-6207.24N*mHwgHxaaxF=-F=2000T/nd'=58.9NgbbgawaT=nFd'/2000=Td'/d'=1.1937×21.6/13.5=1.91N*mbwgbbabaabx根据《参考文献二》式(6—37)得-T/T=1/ib=1/1-iH=1/1+PaHaHabT=-T*(1+P)=-1.1937×(1+4.2)=-6.207N*mHa-T/T=1/ib=1/1-iH=p/1+PbHaHabT=-p/1+p*T=-4.2/5.2×(-6.027)=5.01N*mbH(六)行星齿轮传动的均载机构及浮动量行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。这些是由于在其结构上采用了多个(n2)行星轮的传动方式，充分利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多w(七)轮间载荷分布均匀的措施(1)均载机构在结构上应组成静定系统，能较好地补偿制造和装配误差及零件的变形，P(4)均载机构应制造容易，结构简单、紧凑、布置方便，不得影响到行星齿轮传动性。的均载方法。对于主要靠机械的方法来实现来实现均载的。采用基本构件自动调位的间的载荷不均衡是，构件按照作用力的不同情况，可在会使行星齿轮机构的制造和装配变得困难复杂，且成本较(2)采用弹性件的均载系统。该系统是采用具有弹性的齿轮和弹性支承，在不均衡载荷b (2)采用弹性销的方法(3)用弹性件第六章行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计(一)齿轮材料及精度等级为170~210HBS，选用8级精度，要求齿面粗糙度R3.2~6.3m。a(二)按齿面接触疲劳强度设计11)转矩T11aw1w3)齿数z和齿宽系数d2d4)许用接触应力[]H由《参考文献四》图10—24查得=560Mpa,=530MpaHlim1Hlim2H[]=/S=560/1=560MpaH1Hlim1H[]=/S=530/1=530MpaH2Hlim2H许用弯曲应力[]F由《参考文献四》图10—25查得=210Mpa,=190MpaFlim1Flim2FF1Flim1FF2Flim2F查表取弹性系数Z=189.8；Z=2.5EHH1H2HH1122d1(三)按齿根弯曲疲劳强度计算1)齿形系数YFF1F22)应力修正系数YSFFlim1Flim21FSd1F2KTYY=1F2S2=Fbm2ZF11FF(四)验算齿轮的圆周速度v第七章行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计(一)减速器输入轴的设计B1bd>C3P/n=(118~107)30.21600=5.36~4.86取直径d=8.5mm11件，初定：d=9.7mm,d=10mm,23d=11mm,d=11.5mm,d=12mm,d=15.42mm，d=18mm。45678L=4mm,L=18.5mm,L=1.5mm,456L=107mm,L=3.3mm,1L=13mm。7L=2mm,2L=44.2mm,3(a)水平面弯矩图(b)垂直面内的弯矩图(c)合成弯矩图(d)转矩图t11向力：F=Ftana'=44.2×tan200=21.4Nrt法向力：F=F/cosa'=44.2/cos200=62.7Nntb、作水平面内弯矩图(7-2a)。支点反力为：F=F/2=29.45NHt弯矩为：M=29.45×77.95/2=417.0N*mmM=29.45×29.05/2=155.42N*mmH2c、作垂直面内的弯矩图(7-2b)，支点反力为：F=F/2=10.7Nvr弯矩为：M=10.7×77.95/2=417.0N*mmM=10.7×29.05/2=155.42N*mmd、作合成弯矩图(7-2c)：M=M2+M2=1221.21N*mmM=M2+M2=455.2N*mm2H2V2T=9549P/n=9549×0.2/1600=1.1936N*m=1193.6N*mm1M=M2+(aT)2=1415.71N*mme1M=M2+(aT)2=848.58N*mme22ee6e2e24(二)行星轮系减速器齿轮输出轴的设计B261d=d=11.3mm,d=d=d=12mm。243571L=1.5mm,L=15.8mm,L=1.2mm,L=23.2mm。4567L=1.1mm,2L=74.5mm,3a见图t11径向力：F=Ftan,=846.4×tan200=308.1Nrr法向力：F=F/cosa'=846.4/cos200=90.72Nntb、作水平面内弯矩图(7-4a)。支点反力为：F=F/2=42.32NHt弯矩为：M=42.32×68.25/2=1444.17N