自動洗衣機行星齒輪減速器的設計【含15張CAD圖紙】

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—使用系數，由[2]表6—7查得KA=1； —綜合系數，由[3]表6—5查得； —計算彎曲強度的行星輪間載荷分布不均勻系數， 由[2]公式6—5得； ； —齒輪副中小齒輪齒數，； —試驗齒輪彎曲疲勞極限，； 按由圖6—26～6—30[3]選??； 所以 取 5.2分度圓直徑 5.3 齒頂圓直徑 5.4 齒根圓直徑 5.5齒寬 表8—19[3]選取 5.6 中心距 對于不變位或高變位的嚙合傳動，因其節(jié)圓與分度圓相重合，則嚙合齒輪副的中心距為： （1）a—g為外嚙合齒輪副 （2）b—g為內嚙合齒輪副 表格5-1 齒輪數據匯總 中心輪a 行星輪g 內齒圈b 模數m 1.5 1.5 1.5 齒數z 15 22 59 分度圓直徑d（mm） 23.2 34 91.2 齒頂圓直徑 26.2 37 88.2 齒根圓直徑 19.45 30.5 94.95 齒根圓直徑 19.45 30.5 94.95 中心距a (mm) =27.75 =27.75 6行星齒輪傳動強度計算及校核 6.1行星齒輪彎曲強度計算及校核 （1）選擇齒輪材料及精度等級 中心輪a、內齒圈b選用45鋼正火，硬度為162-217HBS,選8級精度，要求齒面粗糙度。 行星輪a選用40CR選8級精度，要求齒面粗糙度。 （2）轉矩 （3）按齒根彎曲強度校核 由式8-24[3]得出 如則校核合格。 （4）齒形系數 由表8-12[3]得 ，，； （5）應力修正系數 由表8-13[3]得 ，，； （6）許用彎曲應力 由圖8-24[3]得 ，； 由表8-9[3]得 ； 由圖8-25[3]得 ； 由式8-14[3]可得 齒根彎曲疲勞強度校核合格。 6.2齒輪齒面強度的計算及校核 （1）齒面接觸應力 （2）許用接觸應力為 許用接觸應力可按下式計算，即 （3）強度條件 校核齒面接觸應力的強度條件：大小齒輪的計算接觸應力中的較大值均應不大于其相應的許用接觸應力，即，或者校核齒輪的安全系數：大小齒輪接觸安全系數值應分別大于其對應的最小安全系數，即 查表6-11[3]得 ，所以。 （4）有關系數和接觸疲勞強度 使用系數 查表6-7[3]選取 動載荷系數 對于接觸情況良好的齒輪副可選取 齒向載荷分布系數 對于接觸情況良好的齒輪副可取 齒間載荷分布系數、 由表6-9[3]查得 , 行星輪間載荷分布不均勻系數 由式7-13[2]得 由圖7-19[2]得 =1.5 所以 同上 節(jié)點區(qū)域系數 由圖6-9[2]查得 彈性系數 由圖6-10[2]查得 重合度系數 由圖6-10[2]查得 螺旋角系數 試驗齒的解除疲勞極限 由圖6-11~6-15[2]查得 最小安全系數， 由表6-11[2]可得， 接觸強度計算的壽命系數 由圖6-11[2]可得 潤滑油膜影響系數，， 由圖6-17[2]圖6-18，圖6-19查得，， 齒面工作硬化系數 由圖6-20[2]查得 接觸強度計算的齒數系數 由圖6-21[2]查得 所以 所以有 故齒面接觸強度校核合格。 7.行星齒輪傳動的受力分析 7.1受力分析 在行星齒輪傳動中由于其行星輪的數目通常大于1，即，且均勻對稱的分布于中心輪之間；所以在2K-H型行星傳動中，各基本構件（中心輪a，b和轉臂H）對傳動主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了簡便起見，本設計在行星齒輪傳動的受力分析圖中均未繪出各構件的徑向力，且用一條垂直線表示一個構件，同時用符號F代表切向力。 為了分析各構件所受的切向力，提出如下三點： (1) 在轉矩的作用下，行星齒輪傳動中各構件均處于平衡狀態(tài)，因此，構件間的作用力等于反 作用力。 (2)如果在某一構件上作用有三個平行力，則中間的力與兩邊的力的方向用哪個反向。 (3)為了求得構件上兩個平行力的比值，則應研究它們對第三個力的作用點的力矩。 在2K-H型行星齒輪傳動中，其受力分析圖是由運動的輸入件開始，然后以此確定各構件上所受的作用力和轉矩。對于支持圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力。由于在輸入件中心輪a上受有個行星輪g同時施加的作用力和輸入轉矩的作用。當行星輪數目時，各行星輪上的載荷均勻，因此只需要計算其中的一套即可。在此首先確定輸入件中心輪a在每一套中所受的輸入轉矩為 可得 式中—中心輪所傳遞的轉矩， —輸入所傳遞的名義功率， 按照上述提示進行受力分析計算，則可得行星輪g作用于中心輪a的切向力 中心輪a作用于行星輪g的切向力為 內齒輪作用于行星輪g的切向力為 轉臂H作用于行星輪g的切向力為 轉臂H上所受的力為 轉臂H上的力矩為 在內齒輪b上所受的切向力為 在內齒輪b上所受的力矩為 式中 —中心輪a的節(jié)圓直徑，mm —內齒輪b的節(jié)圓直徑，mm —轉臂H的回轉半徑，mm 根據式6-37[3]得 轉臂H的轉矩為 仿上 內齒輪b所傳遞的轉矩 7.2行星齒輪傳動的均載機構及浮動量 行星齒輪傳動具有結構緊湊、質量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點。這些是由于在其結構上采用了多個行星輪的傳動方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個行星輪來分擔載荷，形成功率分流，并合理的采用了內嚙合傳動；從而才使其具備了上述的許多優(yōu)點。 8行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設計 8.1減速器輸入軸的設計 1)選擇軸的材料，確定許用應力 2)按扭轉強度估算軸徑 得 查表15-3[1]得 軸段1直徑最少 考慮到軸在整個減速離合器中的安裝所必需的滿足條件，初定：， 3）確定各軸段的長度 齒輪輪廓寬度為23.2mm，為保證達到軸與行星齒輪安裝的技術要求及軸在整個減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定：，，。按設計結果畫出的結構草圖， 圖8-1輸入齒輪軸簡圖 圖8-2 受力分析圖 是V帶在自然狀態(tài)下的緊縮力軸承對它的支反力且 自然狀態(tài)下減速器的緊固力 在運動狀態(tài)下受到的斜齒輪軸向力是支反力且 3） 軸的強度校核計算 （1）按鈕轉強度計算 8.2減速器輸出軸的設計 （1）選擇軸的材料，確定許用應力 由已知條件選用45號鋼正火，并經調質處理， 1）行星架輸出軸直徑計算 由式15-2[1] 查表15-3[1]得 軸段1直徑最少 取 2） 內齒圈空心輸出軸直徑計算 查式15-3[1] 其中 所以 軸段1直徑最少 考慮到空心軸里面還有輸出軸所以取d=20mm,d1=10mm 考慮到軸段在整個減速離合器中的安裝所必需的滿足條件，初定行星架輸出軸個軸段長： ； 內齒圈輸出軸個軸段長： 按設計結果畫出州的結構草圖，見8-3,8-4： 圖8-3行星架輸出軸 圖8-4內齒圈輸出軸 圖8-5 受力分析圖 3) 兩輸出軸受力相同,受到軸向力，轉矩。 圓周力： 徑向力： ==846.4×tan=308.1N 法向力： =/cos=846.4/ cos=90.72N 支點反力為： =/2=42.32N 彎矩為： 支點反力為： 彎矩為： == ===744.23 Nmm = 求當量彎矩 ==794.9Nmm 校核強度 =/W=1562.04/0.1=1562.04/0.1×=9.1Mpa =/W=794.9/0.1=794.9/0.1×= 4.6Mpa 所以 滿足=55Mpa的條件，故設計的軸有足夠的強度，并有一定裕量。 9.離合制動裝置設計 9.1離合制動裝置原理 整體設計思路是運用永磁體與電磁鐵同極相斥，異極相吸原理來實現磁力的運用。其部件分為底座并線圈繞在上面作為電磁鐵、大環(huán)（對內齒圈進行制動）、小環(huán)（對行星架進行制動）。 電磁離合制動原理是將內環(huán)和外環(huán)的底部放置并固定永磁體，并使其兩極相反，構成相互排斥的力，這個力因大于其重力。這樣能保證內環(huán)或外環(huán)必有一個制動。其底座要承受整的制動裝置和軸向力和轉矩并提供電磁鐵換向。當底座電磁鐵通電時產生 磁極，與其中一個制動環(huán)上的磁極相同與另一個的磁極相反。并且電磁鐵產生的磁力要選大于永磁體的磁力加上外環(huán)的重力之和，這樣才能保證其正常工作。在內外制動環(huán)設計上其在與內齒圈和行星架嚙合部位應設計成一定弧度以便能卡入內齒圈或行星架中鎖死達到正常制動的目的。 9.2外形設計 1） 總體外形設計根據其制動原理進行設計,首先要分大小環(huán)并且保證同軸度具體設計； 2） 底座卡腳是用來將整個裝置固定在減速器外殼上； 3） 大、小環(huán)上的卡腳是用來卡在底座的卡槽里支撐大小環(huán)在制動時承受的轉矩，且大環(huán)的卡腳與小環(huán)的卡腳 要成垂直分布以解決其徑向滑動； 4） 大小環(huán)上的永磁體分布在環(huán)的底部且高度相同。 圖9-1制動裝置設計簡圖 9.3材料選擇 1）由于要在底座上加電磁鐵且電磁鐵作用時間不會太長所以只會產生及少量的熱量決定所以采用整體硅鋼作為為底座的材料。 2） 大、小環(huán)有與要發(fā)生相對軸向滑動且要承受較大的扭矩，另外在要避免其被電磁鐵吸引，所以才用非磁性材料。根據上面要求選擇鋁合金作為大小環(huán)的材料 10.箱體 10.1箱體設計 箱體采用鑄鋼根據行星架的輸出軸及電磁制動裝置的尺寸設計箱體圖10-1；10-2所示。 10-1.外殼 10-2.端蓋 11減速器總裝圖 11.1總裝三維圖 用solidworks軟件建立三維模型，其爆炸圖如圖11-1 圖11-1行星減速器爆炸圖 1—減速器外殼；2—電磁制動底座；3—滾動軸承7004C4;4—滾動軸承7000C;5—軸套； 6—行星齒輪；7—行星架右端；；8—螺母M8；9—電磁制動大環(huán)；10—軸端墊片； 11—彈簧墊片；12—螺母M8；13—螺釘M8；14—帶輪；1—.減速器端蓋；16—滾動軸承7001C；17—電磁制動小環(huán)；18—中心齒輪；19—行星齒輪軸；20—滾動軸承7000C； 21—行星架輸出軸一體；22—內齒圈輸出軸一體；23—密封圈;24—密封圈。 11.2總二維圖 用AutoCAD 做出二維圖如圖所示 圖11-2 行星減速器主視圖剖視圖 1—螺母M8；2—彈簧墊圈 8；3—墊片;4—螺柱M8*22;5—電磁力底座；6—電磁力制動小環(huán)；7—內齒圈；8—滾動軸承7000C；9—行星齒輪；10—減速器外殼；11—滾動軸承7004C； 12—滾動軸承7000C；13—減速器輸出軸密封圈；14—內齒圈密封；15—行星架輸出軸； 16—滾動軸承S719-4；17—行星架；18—軸套筒；19—螺母M8；20—行星齒輪軸； 21—滾動軸承7001C；22—電磁力制動大環(huán)；23—帶輪;24—螺母M10; 25—減速器輸出軸密封環(huán)；26—減速器端蓋。 11-3 行星齒輪減速器側視圖半剖視圖 11-4行星齒輪減速器俯視圖 總 結 本文是關于自動洗衣機減速離合內部減速裝置這種減速器對于體積和重量方面要求較高，在設計過程中不僅要注意其體積和質量的控制，同時也要保證其精度，如果精度達不到一定的要求，洗衣機運行中產生的震動和噪音就很大，隨著人們對家電的要求逐漸提高和科技的日益發(fā)展，洗衣機已經成為每個家庭的必備家電之一，人們對它的性能要求也就越來越高，對它的重量、體積、噪音等方面的要求也越來越高，本文設計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，同時提高減速器中各齒輪間的傳動精度，能使洗衣機在運行中做到噪音小，震動小同時由于本人能力和經驗有限，在設計過程中難免會犯很多錯誤，也有可能有虛度不切實際的地方，還望讀者在借鑒的同時，能指出當中的不足，把減速器做的更完美。 致 謝 歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師—王龍老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！ 參考文獻 [1]濮良貴.陳國定.吳立言.機械設計[M].北京:高等教育出版社，2013.5. [2]王治平.機械基礎[M].杭州:浙江大學出版社，2000.43~51. [3]饒振剛.行星齒輪傳動設計[M].北京:化學工業(yè)出版社，2005.55~58. [4]陳啟松.機械傳動設計手冊[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2005.32~37. [5]葛志祺.機械零件設計手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1985.5. [6]陳立德.機械化設計基礎[M].北京:高等教育出版社，1991.43~51. [7]王旭峰、張云鶴.互換性與測量技術基礎[M].北京:中國林業(yè)出版社，2012.21~27. [8]陳立德.工裝設計[M].北京:上海交通大學出版社,1984.66~71. [9]李恒權.畢業(yè)設計指導書[J].青島海洋大學出版社,2002.26(2):39~41. [10]西北工業(yè)大學機械原理及機械零件研究室.機械設計[M].北京:高等教育出版社,1990. [11]大連理工大學工程圖學研究室.機械制圖 [M].高等教育出版社,2007.21(1):43~45. [12]葛中風.機械設計基礎[M].北京:中央廣播電視大學出版社,1991. [13]葛安林.變速器的自動控制系統(tǒng)[J].汽車技術,2002.(2):21~24. [14]高智.計算機輔助機械設計[M].北京:清華大學出版社,1994. [15]吳宗澤.高志.羅圣國.李威.機械設計課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社，2012.5.