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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。 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：=5.2 輸入轉(zhuǎn)速:n=2600r/min 輸入功率：P=150w 行星輪個(gè)數(shù)：=3 內(nèi)齒圈齒數(shù)=63 （二）系統(tǒng)組成框圖 圖2-1 自動(dòng)洗衣機(jī)的組成簡圖 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 洗滌：A制動(dòng)，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：A放開，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)。 A B 帶傳動(dòng) 脫水桶 波輪 自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理：見圖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 減速器簡介 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)械無級(jí)變速機(jī)等等。按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：單級(jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：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，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) 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) （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　　　　　　　　　 1、齒輪b固定時(shí)（圖1—1），2K—H（NGW）型傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 =1-=1+/ 可得 =1-=1-=1-5.2=-4.2 =/-1=63*5/21=15 輸出轉(zhuǎn)速： =/=n/=2600/5.2=500r/min 2、行星齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算： η=1-|-/(-1)* |* = 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)， 為總的損失系數(shù)，一般取=0.025 按=2600 r/min、=500r/min、=-21/5可得 η=1-|-/(-1)* |*=1-|2600-500/(-4.2-1)*500|*0.025=97.98% (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+/ 可得 1+/=63/5=21/5=4.2 = 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的中心距等于內(nèi)嚙合齒輪b—g的中心距，即 = 稱為同軸條件。 對(duì)于非變位或高度變位傳動(dòng)，有 m/2(+)=m/2(-) 得 =-/2=63-15/2=24 3、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/ 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/ 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+/ 將和代入上式，有 2π*//2π/=1+/ 經(jīng)整理后=+=（15+63）/2=24 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 圖5-1 行星齒輪 可得 l=2*＞ l=2*2/m*(+)*sin=39/2m =d+2=17m 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= 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)二》表6—7查得=1； —綜合系數(shù)，由《參考文獻(xiàn)二》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)二》公式6—5得=1.85； —小齒輪齒形系數(shù)， 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，按由《參考文獻(xiàn)二》圖6—26～6—30選取=120 所以 m==12.1× =0.658 取m=0.9 1）分度圓直徑d =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 內(nèi)嚙合=（-△）*m=(1-7.55/)*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=1.125 =-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 《參考三》表8—19選取=1 =*=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： 1、a—g為外嚙合齒輪副 =m/2(+)=0.9/2×(15+24)=17.55mm 2、b—g為內(nèi)嚙合齒輪副 =m/2(+)=0.9/2×(63-24)=17.55mm 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 15.3 23.4 54.9 齒根圓直徑 11.25 19.35 58.95 齒寬高b 18.5 18.5 8.5 中心距a =17.55mm =17.55mm （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1.6 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。 （2）轉(zhuǎn)矩 =/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m=298.4N*mm； （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。 （4）齒形系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)三》表8—12得=3.15，=2.7，=2.29； （5）應(yīng)力修正系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)三》表8—13得=1.49，=1.58，=1.74； （6）許用彎曲應(yīng)力 由《參考文獻(xiàn)三》圖8—24得=180MPa，=160 MPa ； 由表8—9得=1.3 由圖8—25得==1； 由《參考文獻(xiàn)三》式8—14可得 =*/=180/1.3=138 MPa =*/=160/1.3=123.077 MPa =2K/b*=(2×1.1×298.4/13.5××15)×3.15×1.49=18.78 Mpa< =138 MPa =*/=18.78×2.7×1.587/3.15×1.74=14.62<=123.077 MPa 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 （1）、齒面接觸應(yīng)力 = = = （2）、許用接觸應(yīng)力為 許用接觸應(yīng)力可按下式計(jì)算，即 =* （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 或者校核齒輪的安全系數(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)二》表6—11可得 =1.3 所以 >1.3 3、有關(guān)系數(shù)和接觸疲勞極限 （1）使用系數(shù) 查《參考文獻(xiàn)二》表6—7 選取=1 （2）動(dòng)載荷系數(shù) 查《參考文獻(xiàn)二》圖6—6可得=1.02 （3）齒向載荷分布系數(shù) 對(duì)于接觸情況良好的齒輪副可取=1 （4）齒間載荷分配系數(shù)、 由《參考文獻(xiàn)二》表6—9查得 ==1.1 ==1.2 （5）行星輪間載荷分配不均勻系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》式7—13 得=1+0.5（-1） 由《參考文獻(xiàn)二》圖7—19 得=1.5 所以 =1+0.5（-1）=1+0.5×（1.5-1）=1.25 仿上 =1.75 （6）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—9查得=2.06 （7）彈性系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》表6—10查得=1.605 （8）重合度系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—10查得=0.82 （9）螺旋角系數(shù) ==1 （10）試驗(yàn)齒的接觸疲勞極限 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—11～圖6—15查得 =520Mpa （11）最小安全系數(shù)、 由《參考文獻(xiàn)二》表6-11可得=1.5、=2 （12）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—11查得 =1.38 （13）潤滑油膜影響系數(shù)、、 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—17、圖6—18、圖6—19查得=0.9、=0.952、=0.82 （14）齒面工作硬化系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—20查得 =1.2 （15）接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)二》圖6—21查得 =1 所以 ==2.06×1.605×0.82×1×=2.95 ==2.95×=3.5 ==2.95×=4.32 =*=520/1.3×1.38×0.9×0.95×0.82×1.2×1=464.4 所以 齒面接觸校核合格 （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。 （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。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=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m 可得 =*=0.8952 N*m 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； (a) (b) 圖5-2傳動(dòng)簡圖 （a）傳動(dòng)簡圖 (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=44.2N 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 內(nèi)齒輪作用于行星輪g的切向力為 ==-2000/=-44.2N 轉(zhuǎn)臂H作用于行星輪g的切向力為 =-2=-4000/=-88.4N 轉(zhuǎn)臂H上所的作用力為 =-2=-4000/=--88.4N 轉(zhuǎn)臂H上所的力矩為 ==-4000/*=-4000×0.8952/13.5×17.55=-4655.0 N*m 在內(nèi)齒輪b上所受的切向力為 =-=2000/=44.2N 在內(nèi)齒輪b上所受的力矩為 =/2000=/=0.8952×21.6/13.5=1.43 N*m 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)二》式（6—37）得 -/=1/=1/1-=1/1+P 轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)矩為 =-*（1+P）= -0.8952×（1+4.2）=-4.655 N*m 仿上 -/=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)=3.76 N*m （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，使用了多個(gè)行星輪來分擔(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。 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： （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。 （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)械的方法來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)類型可分為兩種： 1、靜定系統(tǒng) 該系統(tǒng)的均載原理是通過系統(tǒng)中附加的自由度來實(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)。 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。 （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)與系數(shù)。 1） 轉(zhuǎn)矩 = =/=9549/n=9549×0.15/3×1600=0.2984N*m 2） 荷系數(shù)K 查《參考文獻(xiàn)四》表10—11 取K=1.1 3）齒數(shù)和齒寬系數(shù) 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)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。 4）許用接觸應(yīng)力 由《參考文獻(xiàn)四》圖10—24查得 =560Mpa, =530 Mpa 由《參考文獻(xiàn)四》表10—10查得 =1 =60nj=60×1600×1×(10×52×40)=1.997× =/i=1.997× 由《參考文獻(xiàn)四》圖10—27可得==1.05。 由《參考文獻(xiàn)四》式10—13可得 =/=1.05×560/1=588 Mpa =/=1.05×530/1=556.5 Mpa （三）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由《參考文獻(xiàn)四》式10—24得出，如則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： 1）齒形系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)四》表10—13查得 ==3.63 2）應(yīng)力修正系數(shù) 由《參考文獻(xiàn)四》表10—14查得 ==1.41 3）許用彎曲應(yīng)力 由《參考文獻(xiàn)四》圖10—25查得 =210Mpa, =190 Mpa 由《參考文獻(xiàn)四》表10—10查得 =1.3 由《參考文獻(xiàn)四》圖10—26查得 ==1 由《參考文獻(xiàn)四》式10—14可得 =/=210/1.3=162 Mpa =/=190/1.3=146 Mpa 故 m1.26=1.26×=0.58 =2K/b=×3.63×1.41=27.77MPa<=162 Mpa =/=27.77MPa<=146 Mpa 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=11mm ===1×11mm=11mm a=1/2m(+)=1/2×1×(11+11)mm=11mm （五）驗(yàn)算齒輪的圓周速度v v=/60×1000=×11×1600/60×1000=0.921m/s 由《參考文獻(xiàn)四》表10—22,可知選用8級(jí)精度是合適的。 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=60MPa 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)=5.36～4.86 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。 4、確定各軸段的長度 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7-1 輸入軸簡圖 5、 校核軸 a、受力分析圖 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 徑向力：==44.2×tan=16.1N 法向力：=/cos=44.2/ cos=47.04N b、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-2a）。支點(diǎn)反力為： =/2=22.1N 彎矩為：=22.1×77.95/2=861.35Nmm =22.1×29.05/2=321 Nmm c、作垂直面內(nèi)的彎矩圖（7-2b），支點(diǎn)反力為：=/2=8.04N 彎矩為：=8.04×77.95/2=313.5Nmm =8.04×29.05/2=116.78 Nmm d、作合成彎矩圖（7-2c）：===994.45 Nmm ===370.6 Nmm e、作轉(zhuǎn)矩圖(7-2d)： T=9549/n=9549×0.15/1600=0.8952N*m=895.2 Nmm f、求當(dāng)量彎矩 ===1130.23 Nmm ==652.566 Nmm g、校核強(qiáng)度 =/W=1130.23/0.1=1130.23/0.1×=6.54Mpa =/W=652.566/0.1=652.566/0.1×=4.9 Mpa 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。 （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=55MPa 2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 =Pη=0.15×97.98%=0.147kw 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)=5.34～4.83 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7-3 圖7-3 輸出軸 5、校核軸： a、受力分析圖 見圖 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=84.64N 徑向力：==846.4×tan=308.1N 法向力：=/cos=846.4/ cos=90.72N b、作水平面內(nèi)彎矩圖（7-4a）。支點(diǎn)反力為： =/2=42.32N 彎矩為：=42.32×68.25/2=1444.17Nmm =423.2×33.05/2=699.338Nmm c、作垂直面內(nèi)的彎矩圖（7-4b），支點(diǎn)反力為：=/2=15.405N 彎矩為：=154.05×68.25/2=525.7 Nmm =154.05×33.05/2=254.57 Nmm d、作合成彎矩圖（7-4c）：===1536.87 Nmm ===744.23 Nmm e、作轉(zhuǎn)矩圖(7-4d)： T= -=*（1+P）= 0.8952×（1+4.2）=465.5 N*mm f、求當(dāng)量彎矩 ===1562.04 Nmm ==794.9Nmm g、校核強(qiáng)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(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕量。 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炔桓撸谙匆聶C(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。 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》 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)》 沈陽工業(yè)大學(xué) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 26