1672-自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)
1672-自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì),自動(dòng),洗衣機(jī),行星,齒輪,減速器,設(shè)計(jì)
無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)答辯,如果需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 QQ 251133408 另專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì),質(zhì)量速度有保證第一章 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。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2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: =5.2pi輸入轉(zhuǎn)速:n=2600r/min輸入功率:P=150w行星輪個(gè)數(shù): =3wn內(nèi)齒圈齒數(shù) =63bz(二)系統(tǒng)組成框圖無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3上蓋控制面板進(jìn)水口排水管外箱體盛水桶支撐 拉桿脫水桶電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)減速器波輪圖2-1 自動(dòng)洗衣機(jī)的組成簡(jiǎn)圖 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4洗滌:A制動(dòng),B放開(kāi),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(kāi),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)。AB帶傳動(dòng)脫水桶波輪自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理:見(jiàn)圖2-2圖 2-2 洗衣機(jī)工作原理圖(電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速)輸入軸中心輪 行星輪輸出軸圖 2-3 減速器系統(tǒng)組成框圖 第三章 減速器簡(jiǎn)介無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5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(lèi)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) 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(lái)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。3) 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。第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6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 1-1 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 4-1 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)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7(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: 1—固定件、2—主動(dòng)件、3—從動(dòng)件 23i1、齒輪 b 固定時(shí)(圖 1—1) ,2K—H(NGW)型傳動(dòng)的傳動(dòng)比 為baHi=1- =1+ /baHibza可得 =1- =1- =1-5.2=-4.2 baip= / -1=63*5/21=15azH輸出轉(zhuǎn)速:= / =n/ =2600/5.2=500r/minnapi2、行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算:η=1-| - /( -1)* |*aHabiHn?=?*B?為 a—g 嚙合的損失系數(shù), 為 b—g 嚙合的損失系數(shù), 為軸承的損失系數(shù),HHHB?為總的損失系數(shù),一般取 =0.025?按 =2600 r/min、 =500r/min、 =-21/5 可得anHnHabiη=1-| - /( -1)* |* =1-|2600-500/(-4.2-1)*500|*0.025=97.98%abi(二) 行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算1、傳動(dòng)比的要求——傳動(dòng)比條件即 =1+ /baHiza可得 1+ / =63/5=21/5=4.2 =b 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。2、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gzazb于內(nèi)嚙合齒輪 b—g 的中心距,即= w(a)?()wbg?稱為同軸條件。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng),有m/2( + )=m/2( - )azgbzg得 = - /2=63-15/2=24b3、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 =2π/H?wn中心輪 a 相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò) 角, 角必須等于中心輪 a 轉(zhuǎn)過(guò) 個(gè)(整數(shù))齒所對(duì)的中心角,1 ?即= *2π/1?az式中 2π/ 為中心輪 a 轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒(周節(jié))所對(duì)的中心角。az=n/ = / =1+ /piHn1?ba將 和 代入上式,有 1?H2π* / /2π/ =1+ /?azwnbza經(jīng)整理后 = + =(15+63)/2=24?azb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。4、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 1—2 所示 Re圖 5-1 行星齒輪可得 l=2 * >wasin(10/)ow(agdl=2*2/m*( + )*sin =39 /2mazg60o3無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9=d+2 =17m()agdah滿足鄰接條件。(三)行星齒輪傳動(dòng)的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= 2311li/AFPadFKTYz???式中 —算數(shù)系數(shù),對(duì)于直齒輪傳動(dòng) =12.1;m mK—嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩,N*m ; 1T= / =9549 / n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*mawn1w—使用系數(shù),由《參考文獻(xiàn)二》表 6—7 查得 =1;AK A—綜合系數(shù),由《參考文獻(xiàn)二》表 6—5 查得 =2;F? FK?—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)二》公式 6—5P得 =1.85;—小齒輪齒形系數(shù),1FaY圖 6—22 可得 =3.15;,1Fa—齒輪副中小齒輪齒數(shù), = =15;1z1za—試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限, 按由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—26~6—30 選取limF?2*Nm=120li 2*N所以 m= =12.1×2311lim/mAFPadFKTYz??? 3 20.29841.531/0.85??=0.658 取 m=0.91)分度圓直徑 d=m* =0.9×15=13.5mm()az=m* =0.9×24=21.6mm()g()=m* =0.9×63=56.7mm()bd()z2) 齒頂圓直徑 a齒頂高 :外嚙合 = *m=m=0.9h1a*h內(nèi)嚙合 =( -△ )*m=(1-7.55/ )*m=0.792 2 2z無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10= +2 =13.5+1.8=15.3mm()ad()ah= +2 =21.6+1.8=23.4mm()g()= -2 =56.7-1.584=55.116mm()abd()ah3) 齒根圓直徑 f齒根高 =( + )*m=1.25m=1.125f*ac= -2 =13.5-2.25=11.25mm()fd()fh= -2 =21.6-2.25=19.35mm()fg()f= +2 =56.7+2.25=58.95mm()fbd()fh4)齒寬 b《參考三》表 8—19 選取 =1d?= * =1×13.5=13.5mm()ad?()a= *+5=13.5+5=18.5mm()b=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: 1、a—g 為外嚙合齒輪副=m/2( + )=0.9/2×(15+24)=17.55mmazg2、b—g 為內(nèi)嚙合齒輪副=m/2( + )=0.9/2×(63-24)=17.55mmab中心輪 a 行星輪 g 內(nèi)齒圈 b模數(shù) m 0.9 0.9 0.9齒數(shù) z 15 24 63分度圓直徑 d 13.5 21.6 56.7齒頂圓直徑 a15.3 23.4 54.9無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11齒根圓直徑 fd11.25 19.35 58.95齒寬高 b 18.5 18.5 8.5中心距 a =17.55mm =17.55mm ag bga(四)行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核1、行星齒輪彎曲強(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 1.6aR?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。aR?(2)轉(zhuǎn)矩 1T= / =9549 / n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m=298.4N*mm;awn1Pw(3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由《參考文獻(xiàn)三》式 8—24 得出 如 【 】則校核合格。F?F??(4)齒形系數(shù) FY由《參考文獻(xiàn)三》表 8—12 得 =3.15, =2.7, =2.29;FaYFgFbY(5)應(yīng)力修正系數(shù) s由《參考文獻(xiàn)三》表 8—13 得 =1.49, =1.58, =1.74;sasgsb(6)許用彎曲應(yīng)力 ??F?由《參考文獻(xiàn)三》圖 8—24 得 =180MPa, =160 MPa ;lim1Flim2F?由表 8—9 得 =1.3 由圖 8—25 得 = =1;s1NY2由《參考文獻(xiàn)三》式 8—14 可得= * / =180/1.3=138 MPa??1F?NYlim1F= * / =160/1.3=123.077 MPa2li2s=2K /b * =(2×1.1×298.4/13.5× ×15)×3.15×1.49=18.78 MpalimHSSlim查《參考文獻(xiàn)二》表 6—11 可得 =1.3liH所以 >1.33、有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限(1)使用系數(shù) AK查《參考文獻(xiàn)二》表 6—7 選取 =1AK(2)動(dòng)載荷系數(shù) V查《參考文獻(xiàn)二》圖 6—6 可得 =1.02V(3)齒向載荷分布系數(shù) HK?對(duì)于接觸情況良好的齒輪副可取 =1H?(4)齒間載荷分配系數(shù) 、HaF由《參考文獻(xiàn)二》表 6—9 查得 = =1.1 = =1.21HaKF2HaKF無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13(5)行星輪間載荷分配不均勻系數(shù) HpK由《參考文獻(xiàn)二》式 7—13 得 =1+0.5( -1)'Hp由《參考文獻(xiàn)二》圖 7—19 得 =1.5 'Hp所以 =1+0.5( -1)=1+0.5×(1.5-1)=1.251HpK'Hp仿上 =1.752(6)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—9 查得 =2.06HZ(7)彈性系數(shù) E由《參考文獻(xiàn)二》表 6—10 查得 =1.605E(8)重合度系數(shù) Z?由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—10 查得 =0.82Z?(9)螺旋角系數(shù) ?= =1Zcos(10)試驗(yàn)齒的接觸疲勞極限 limH?由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—11~圖 6—15 查得 =520MpalimH?(11)最小安全系數(shù) 、limHSliF由《參考文獻(xiàn)二》表 6-11 可得 =1.5、 =2limHSlimHF(12)接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) NTZ由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—11 查得 =1.38(13)潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 、 、LVR由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—17、圖 6—18、圖 6—19 查得=0.9、 =0.952、 =0.82LZVRZ(14)齒面工作硬化系數(shù) w無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—20 查得 =1.2wZ(15)接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) x由《參考文獻(xiàn)二》圖 6—21 查得 =1x所以 = =2.06×1.605×0.82×1× =2.95 0H?1//EtZFdbu????132.65.?= =2.95× =3.51012AVHaPK?1.02.?= =2.95× =4.322H 175= * =520/Hp?limli/HSNTLVRwxZ1.3×1.38×0.9×0.95×0.82×1.2×1=464.4所以 齒面接觸校核合格H??p(五)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wn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(jiàn),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rF力 。rF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。(2) 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。(3) 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(kāi)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 1—3所示。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。wngaAT無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15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)wn? pk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=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m1Tawn1Pw可得 = * =0.8952 N*m式中 —中心輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩,N*m;a—輸入件所傳遞的名義功率,kw;1P圖 5-2 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖(a)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 (b)構(gòu)件的受力分析按照上述提示進(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=44.2NgaF1T'adawn'd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 gaaw'內(nèi)齒輪作用于行星輪 g 的切向力為= =-2000 / =-44.2N bFaaTn'd轉(zhuǎn)臂 H 作用于行星輪 g 的切向力為=-2 =-4000 / =-88.4N aaw'轉(zhuǎn)臂 H 上所的作用力為=-2 =-4000 / =--88.4N gFHgaTn'd輸 出輸 入(a) (b)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)16轉(zhuǎn)臂 H 上所的力矩為 = =-4000 / * =-4000×0.8952/13.5×17.55=-4655.0 N*m TwngHFxraT'dxr在內(nèi)齒輪 b 上所受的切向力為=- =2000 / =44.2N gbawn'在內(nèi)齒輪 b 上所受的力矩為= /2000= / =0.8952×21.6/13.5=1.43 N*m TwngbF'daT'b'd式中 —中心輪 a 的節(jié)圓直徑,㎜'ad—內(nèi)齒輪 b 的節(jié)圓直徑,㎜'b—轉(zhuǎn)臂 H 的回轉(zhuǎn)半徑,㎜xr根據(jù)《參考文獻(xiàn)二》式(6—37)得- / =1/ =1/1- =1/1+PaTbaiHabi轉(zhuǎn)臂 H 的轉(zhuǎn)矩為=- *(1+P)= -0.8952×(1+4.2)=-4.655 N*ma仿上- / =1/ =1/1- =p/1+PbTHbaiHabi內(nèi)齒輪 b 所傳遞的轉(zhuǎn)矩,=-p/1+p* =-4.2/5.2×(-4.655)=3.76 N*mb(六)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wn?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)。(七)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(guò)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(zhuān)門(mén)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(guò)所有的行星輪進(jìn)行傳遞,即可進(jìn)行功率分流。在選用行星齒輪傳動(dòng)均載機(jī)構(gòu)時(shí),根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況,應(yīng)對(duì)其提出如下幾點(diǎn)要求:無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17(1)載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng),能較好地補(bǔ)償制造和轉(zhuǎn)配誤差及零件的變形,且使載荷分布不均勻系數(shù) 值最小。PK(2)均載機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償動(dòng)作要可靠、均載效果要好。為此,應(yīng)使均載構(gòu)件上所受力的較大,因?yàn)?,作用力大才能使其?dòng)作靈敏、準(zhǔn)確。(3)在均載過(guò)程中,均載構(gòu)件應(yīng)能以較小的自動(dòng)調(diào)整位移量補(bǔ)償行星齒輪傳動(dòng)存在的制造誤差。(4)均載機(jī)構(gòu)應(yīng)制造容易,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、布置方便,不得影響到行星齒輪傳動(dòng)性能。均載機(jī)構(gòu)本身的摩擦損失應(yīng)盡量小,效率要高。(5)均載機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一定的緩沖和減振性能;至少不應(yīng)增加行星齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲。為了使行星輪間載荷分布均勻,有多種多樣的均載方法。對(duì)于主要靠機(jī)械的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為兩種:1、靜定系統(tǒng)該系統(tǒng)的均載原理是通過(guò)系統(tǒng)中附加的自由度來(lái)實(shí)現(xiàn)均載的。2、靜不定系統(tǒng)均載機(jī)構(gòu):1、基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)(1) 中心輪 a 浮動(dòng) (2)內(nèi)齒輪 b 浮動(dòng) (3)轉(zhuǎn)臂 H 浮動(dòng) (4)中心輪 a 與轉(zhuǎn)臂 H 同時(shí)浮動(dòng) (5)中心輪 a 與內(nèi)齒輪 b 同時(shí)浮動(dòng) (6)組成靜定結(jié)構(gòu)的浮動(dòng)2、杠桿聯(lián)動(dòng)均載機(jī)構(gòu)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)。 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18第六章 行星輪架與輸出軸間齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)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。 (一)輪材料及精度等級(jí)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 。aR?m?(二)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪,可應(yīng)用《參考文獻(xiàn)四》式 10—22 求出 值。確定有關(guān)參數(shù)1d與系數(shù)。1)轉(zhuǎn)矩 1T= = / =9549 / n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m1awn1Pw2)荷系數(shù) K查《參考文獻(xiàn)四》表 10—11 取 K=1.13)齒數(shù) 和齒寬系數(shù)1zd?行星輪架內(nèi)齒圈齒數(shù) 取 11,則齒輪軸外齒面齒數(shù) =11。因單級(jí)齒輪傳動(dòng)為對(duì)1z 2z稱布置,而齒輪齒面又為軟齒面,由《參考文獻(xiàn)四》表 10—20 選取 =1。d?4)許用接觸應(yīng)力 ??H?由《參考文獻(xiàn)四》圖 10—24 查得 =560Mpa, =530 Mpalim1H?lim2H?由《參考文獻(xiàn)四》表 10—10 查得 =1S=60nj =60×1600×1×(10×52×40)=1.997×1NhL 910= /i=1.997×2910由《參考文獻(xiàn)四》圖 10—27 可得 = =1.05。1NTZ2由《參考文獻(xiàn)四》式 10—13 可得= / =1.05×560/1=588 Mpa??1H?NTZlim1HS= / =1.05×530/1=556.5 Mpa2li2(三)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19由《參考文獻(xiàn)四》式 10—24 得出 ,如 則校核合格。F?121admz????A確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù):1)齒形系數(shù) FY由《參考文獻(xiàn)四》表 10—13 查得 = =3.63 1FY22)應(yīng)力修正系數(shù) S由《參考文獻(xiàn)四》表 10—14 查得 = =1.411S23)許用彎曲應(yīng)力 ??F?由《參考文獻(xiàn)四》圖 10—25 查得 =210Mpa, =190 Mpalim1F?lim2F?由《參考文獻(xiàn)四》表 10—10 查得 =1.3S由《參考文獻(xiàn)四》圖 10—26 查得 = =11NTY2由《參考文獻(xiàn)四》式 10—14 可得 = / =210/1.3=162 Mpa??1F?NTYlim1FS= / =190/1.3=146 Mpa2li2故 m 1.26 =1.26× =0.58???2311FSdFKYz??3 21.298.4361./46??=2K /b = ×3.63×1.41=27.77MPa< =162 Mpa1F?T2zA2.98.4 ???F?= / =27.77MPa< =146 Mpa22FS1S??2F齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。由《參考文獻(xiàn)四》表 10—3 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=1(四)主要尺寸計(jì)算= =mz=1×11mm=11mm1d2= = =1×11mm=11mmbd?1a=1/2 m( + )=1/2×1×(11+11)mm=11mmAz2(五)驗(yàn)算齒輪的圓周速度 vv= /60×1000= ×11×1600/60×1000=0.921m/s?1dn?由《參考文獻(xiàn)四》表 10—22,可知選用 8 級(jí)精度是合適的。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20第七章 行星輪系減速器齒輪輸入輸出軸的設(shè)計(jì)(一)減速器輸入軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力由已知條件 選用 45 號(hào)鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,由《參考文獻(xiàn)四》表 14—4 查得強(qiáng)度極限=650MPa,再由表 14—2 得許用彎曲應(yīng)力 =60MPaB???1b??2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)《參考文獻(xiàn)四》表 14—1 得 C=118~107。又由式 14—2 得d =(118~107) =5.36~4.863/CPn?30.5/6310.5/6Cd?取直徑 =8.5mm13、確定各軸段的直徑軸段 1(外端)直徑最少 =8.5mm ,1d7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,2d3d=11mm, =11.5mm, =12mm, =15.42mm, =18mm。4d567d84、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, 1L2L3=4mm, =18.5mm, =1.5mm, =16.3mm。4L56L7按設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖:圖 7-1 輸入軸簡(jiǎn)圖5、校核軸a、受力分析圖無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21圖 7-2 受力分析(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)矩圖圓周力: = =2×298.4/13.5=44.2N tF12/Td徑向力: = =44.2×tan =16.1Nr'antA02法向力: = /cos =44.2/ cos =47.04Nt'b、作水平面內(nèi)彎矩圖(7-2a) 。支點(diǎn)反力為: = /2=22.1NHFt彎矩為: =22.1×77.95/2=861.35N mm1HMA=22.1×29.05/2=321 N mm2c、作垂直面內(nèi)的彎矩圖(7-2b) ,支點(diǎn)反力為: = /2=8.04NvFr彎矩為: =8.04×77.95/2=313.5N mm1v A=8.04×29.05/2=116.78 N mm2Md、作合成彎矩圖(7-2c): = = =994.45 N mm1M21HV?22861.35.?A= = =370.6 N mm22V37Ae、作轉(zhuǎn)矩圖(7-2d):T=9549 /n=9549×0.15/1600=0.8952N*m=895.2 N mm1P無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22f、求當(dāng)量彎矩= = =1130.23 N mm1eM22()aT?2294.5(0.689.)??A= =652.566 N mm2?37 5g、校核強(qiáng)度= /W=1130.23/0.1 =1130.23/0.1× =6.54Mpa1e?36d312= /W=652.566/0.1 =652.566/0.1× =4.9 Mpa2M4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。e???1b??(二)行星輪系減速器齒輪輸出軸的設(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)四》表 14—4 查得強(qiáng)度極限=600MPa,再由表 14—2 得許用彎曲應(yīng)力 =55MPaB???1b??2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑=Pη=0.15×97.98%=0.147kw'P根據(jù)《參考文獻(xiàn)四》表 14—1 得 C=118~107。又由式 14—2 得 d =(118~107) =5.34~4.833'/Cn?30.47/630.147/6Cd?取直徑 =8.9mm2d?3、確定各軸段的直徑軸段 1(外端)直徑最少 =8.9m6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,1d= =11.3mm, = = =12mm。2d43d574、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, 1L2L3L=1.5mm, =15.8mm, =1.2mm, =23.2mm。4L56L7按設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖:見(jiàn)圖 7-3無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)235、校核軸:a、受力分析圖 見(jiàn)圖 圖 7-4 受力分析圖(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)矩圖圓周力: = =2×465.5/11=84.64NtF12/Td徑向力: = =846.4×tan =308.1Nr'antA02法向力: = /cos =846.4/ cos =90.72Nt'b、作水平面內(nèi)彎矩圖(7-4a) 。支點(diǎn)反力為: = /2=42.32NHFt彎矩為: =42.32×68.25/2=1444.17N mm1HMA=423.2×33.05/2=699.338N mm2c、作垂直面內(nèi)的彎矩圖(7-4b) ,支點(diǎn)反力為: = /2=15.405NvFr圖 7-3 輸出軸無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24彎矩為: =154.05×68.25/2=525.7 N mm1vMA=154.05×33.05/2=254.57 N mm2d、作合成彎矩圖(7-4c): = = =1536.87 N mm121HVM?2241.75?A= = =744.23 N mm22V2693.8e、作轉(zhuǎn)矩圖(7-4d):T= - = *(1+P)= 0.8952×(1+4.2)=465.5 N*mmHTaf、求當(dāng)量彎矩= = =1562.04 N mm1eM22()?2215368.7(0.465)??A= =794.9N mm2aT?4 g、校核強(qiáng)度= /W=1562.04/0.1 =1562.04/0.1× =9.1Mpa1e?36d312= /W=794.9/0.1 =794.9/0.1× = 4.6Mpa2M4所以 滿足 =55Mpa 的條件,故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度,并有一定裕量。e???1b??無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25第八章 結(jié)論本文是關(guān)于自動(dòng)洗衣機(jī)減速離合器內(nèi)部減速裝置,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(guò)程中不僅要注意這些,同時(shí)也要在精度上下些力氣,因?yàn)榫炔桓?,在洗衣機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的震動(dòng)和噪音就越大,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)是家用電器中常見(jiàn)的一種,人們對(duì)它的要求不僅是質(zhì)量上的,對(duì)它本身的重量、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,盡量減輕他的重量和縮小他的體積,同時(shí)也不忘提高齒輪間的傳動(dòng)精度和傳動(dòng)的精度,能使洗衣機(jī)在運(yùn)行中做到噪音小,震動(dòng)小的作用。同時(shí)由于本人能力和經(jīng)驗(yàn)有限,在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)犯很多錯(cuò)誤,也可能有許多不切實(shí)際的地方,還望讀者在借鑒的同時(shí),能指出當(dāng)中的不足,把減速器做的更完美。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26第九章 參考文獻(xiàn)(1) 《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 主編:江耕華 胡來(lái)容 陳啟松 煤炭工業(yè)出版社出版(2) 《行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》 主編:饒振綱 化學(xué)工業(yè)出版社出版(3) 《機(jī)械基礎(chǔ)》 主編:王治平(4) 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 主編:陳立德 高等教育出版社出版(5) 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 主編:葛志祺 冶金工業(yè)出版社出版(6) 《互換性與測(cè)量技術(shù)》 主編:陳于濤 機(jī)械工業(yè)出版社(7) 《工裝設(shè)計(jì)》 主編:陳立德 上海交通大學(xué)出版(8) 《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 主編:李恒權(quán) 青島海洋大學(xué)出版社(9) 《機(jī)械制圖》 大連理工大學(xué) 高等教育出版社(10) 《機(jī)床設(shè)計(jì)》 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 上??茖W(xué)技術(shù)出版社無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27第十章 設(shè)計(jì)小結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)設(shè)計(jì)的重要的一步。從最初的選題,開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間,查找資料,老師指導(dǎo),與同學(xué)交流,反復(fù)修改圖紙,每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過(guò)這次實(shí)踐,我了解了減速器的用途及工作原理,熟悉了減速器的設(shè)計(jì)步驟,鍛煉了機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力,培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固,同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多,比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),分析數(shù)據(jù),提高了自己的繪圖能力,懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí),仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力,對(duì)材料的不了解,等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱,使我明白自己知識(shí)還很淺薄,雖然馬上要畢業(yè)了,但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng),以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí),努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28第十一章 致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和學(xué)習(xí),本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。作為一個(gè)大專(zhuān)生的畢業(yè)設(shè)計(jì),由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,專(zhuān)業(yè)知識(shí)薄弱,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒(méi)有指導(dǎo)教師的的督促指導(dǎo),想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的論文指導(dǎo)老師俞云強(qiáng)老師。俞老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段,從選題到查閱資料,論文提綱的確定,中期論文的修改,后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩俞老師的專(zhuān)業(yè)水平外,她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。最后還要感謝大學(xué)三年來(lái)所有指導(dǎo)過(guò)我們的老師,是在他們的教誨下,我掌握了堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ),為我以后的揚(yáng)帆遠(yuǎn)航注入了動(dòng)力。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29
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- 關(guān) 鍵 詞:
-
自動(dòng)
洗衣機(jī)
行星
齒輪
減速器
設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
1672-自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì),自動(dòng),洗衣機(jī),行星,齒輪,減速器,設(shè)計(jì)
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