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1、 云南开放大学毕业设计评审表题目 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 姓 名 教育层次 专科 学 号 联系方式 专 业 机电一体化 指导教师 学 院 毕业设计任务书学生姓名：陈玉龙专业：机电一体化学号：任务起止时间：2016年3月10日2016年5 月30日课题的目的和意义本课题研究的是一种自动洗衣机的行星齿轮减速器，其特征在于采用由太阳轮、均匀排布在太阳轮外周并与太阳轮外啮合的各行星轮、以及与所述各行星轮内啮合的内齿轮构成的行星轮系。各行星轮的轴端都是支承在端盖上的，以太阳轮的轴为主动轴，即减速器的输入轴，与该轴位于同一轴线上的端盖中心轴为输出轴。本课题由于采用输入输出轴线重合的结构方式，而且提
2、高减速器中各齿轮间的传动精度，能使洗衣机在运行中做到震动小从根本上削弱了噪音、延长设备使用寿命。设计的方案和要求一、设计方案：本论文研究的是关于自动洗衣机内部的减速器装置行星齿轮减速器，这种减速器对于体积和重量方面要求较高，在设计过程中不仅要注意其体积和质量的控制，同时也要保证其精度，如果精度达不到一定的要求，洗衣机运行中产生的震动和噪音就很大，随着人们对家电的要求逐渐提高和科技的日益发展，洗衣机已经成为每个家庭的必备家电之一，人们对它的性能要求也就越来越高，对它的重量、体积、噪音等方面的要求也越来越高，本文设计的减速器就注重在这些方面下手，尽量减轻减速器的重量并缩小其体积，同时提高减速器中各
3、齿轮间的传动精度，能使洗衣机在运行中做到噪音小，震动小。其特征在于采用由太阳轮、均匀排布在太阳轮外周并与太阳轮外啮合的各行星轮，以及与所述各行星轮内啮合的内齿轮构成的行星轮系，所述各行星轮的轴端支撑在端盖上，以太阳轮轴为主动轴，即输入轴，与太阳轮位于同一轴线上的端盖中心轴为从动轴，即输出轴。二、设计要求：1、毕业设计过程中要认真分析设计说明书，并按内容要求进行毕业设计，保证设计进度，按时按量保质完成毕业设计。2、按要求认真撰写毕业设计说明书。3、毕业设计过程中要勤思考、勤总结进度安排1、2016年3月10日至 2016年 3 月26日 确定设计题目2、2016年3月26日至 2016年 4月1
4、0日 查阅文献、收集资料3、2016年4月10日至 2016年4 月30日 撰写初稿4、2016年4月30日至 2016年5 月30日 修改，定稿摘 要随着科学技术的发展，人们对机械设备的性能要求越来越高，在齿轮传动装置方面具体表现为提高齿轮的承载能力、传动效率、减小外形尺寸、减轻质量以及增大传动比等，行星齿轮传动便是在这种背景下产生，并随着齿轮传动的设计与制造技术不断发展而逐渐完善。行星齿轮传动以其使用功率、速度范围和工作条件宽而受到了世界各国的广泛关注，成为世界各国在机械同行的重点研究课题之一。随着机械工业日益向高速、重载、高精度、高效率、低噪声等方面发展，很多新概念、新理论、新方法、新工
5、艺不断出现，因而行星齿轮传动也就随之应运而生了。关键词：洗衣机；行星齿轮传动；设计目 录一、绪论1（一）概述1（二）行星齿轮传动原理1二、原始数据及系统组成框图2（一）有关原始数据2（二）系统组成框图2三、减速器简介3四、传动系统的方案设计4（一）对传动方案的要求4（二）拟定传动方案4五、行星齿轮传动设计5（一）行星齿轮传动的传动比和效率计算5（二）行星轮传动的配齿5（三）行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算6（四）行星齿轮传动强度计算及校核8（五）行星齿轮传动的受力分析12（六）行星齿轮传动的均载机构及浮动量13六、行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计14（一）齿轮材料及精度等级14（二）按齿面
6、接触疲劳强度设计14（三）按齿根弯曲疲劳强度计算15（四）主要尺寸计算15（五）验算齿轮的圆周速度16七、行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计16（一）减速器输入轴的设计16（二）减速器输出轴的设计18八、结束语20谢 辞22一、 绪论（一）概述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，逐渐获得广泛的应用。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，设计计算也较一般减速器复杂。但随着人们对行星齿轮传动技术进一步的深入了解和掌握以及对国外行星齿轮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善，同时生产工艺水平也不断提高，完
7、全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。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。行星齿轮传动根据基本构件的组成情况可分为：2KH、3K、及KHV三种。若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N型等。我所设计的行星齿轮是2KH行星传动NGW型。（二）行星齿轮传动原理行星齿轮传动装置由输入轴、行星轮及销轴式输出机构组成。行星轮中的输入轴1外围设有偏心套2、转臂轴承3、星齿4、针齿5和固定的内齿圈7；输出机构包括带销盘8即
8、将输出轴9及销轴和销孔，销轴由针齿5的圆柱滚子代替，其圆柱滚子的一端插入销轴孔内，即将输出机构中的销轴与针齿合而为一，增大了容纳转臂轴承的空间，若销轴的另一端与均载环6相配合，则可增加其强度。当输入轴旋转时。其上的偏心套带动转臂轴承旋转，使转臂轴承外圈上空套的星齿和针齿做偏心运动和错齿运动，这时针齿既做高速公转，又做低速自转的行星运动。针齿的自转通过其圆柱滚子的另一端作为销轴，与输出轴销盘上的销孔始终相互接触而转动，将针齿的行星运动变成输出轴的低速、定轴转动，以实现减速。行星齿轮传动是两个圆的啮合，且同时参与啮合的齿数较多，理论上为1/2，均衡各啮合齿对的受力，减小动载及承受冲击载荷；同时各受
9、力接触点处，通过活齿的弹性变形还可以扩大接触面积，降低接触压力而提高承载能力。行星齿轮传动的结构简单、紧凑，零部件加工工艺性较好，与其它活齿传动相比有两个很重要的优点：一是这种传动采用的齿形最简单，采用标准的圆柱，基本实现了受载零件全部做纯滚动。此外，各主要受力处又多为凹凸接触，不仅具有较高的接触强度而且容易形成油膜，有利于润滑，因此传动效率高；二是针齿与输出机构合而为一，使得容纳转臂轴承的空间增大，可以选择较大的、具有较高承载能力的转臂轴承，使转臂轴承不再是传动中的薄弱环节，同时，销轴的分布圆直径也增大，进而加大销轴的直径，使其强度增大。因此，行星齿轮传动可有效解决转臂轴承寿命较短、销轴强度
10、不够的难题，具有巨大的优势和发展潜力。二、 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：使用地点：自动洗衣机减速离合器内部减速装置；传动比：i=5.2输入转速:n=2600r/min输入功率：P=150w行星轮个数：=3内齿圈齿数：=63（二）系统组成框图自动洗衣机的工作原理：见图1洗涤：A制动，B放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮。脱水：A放开，B制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、波轮与行星架等速旋转。图1 洗衣机工作原理图图2 减速器系统组成框图三、 减速器简介减速器是一种动力传达机
11、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转数，并得到较大转矩的机构。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。一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。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
12、。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。2）谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。3）行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。图示为一种行星齿轮传动的原理图：图3 减速器齿轮传动结构图四、 传动系统的方案设计 传动方案的分析与拟定（一）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。（二）拟定传动方
13、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。例如图4所示为作者拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续工作。图4 周转轮系a-中心轮，b-内齿圈，g-行星轮，H-行星架五、 行星齿轮传动设计（一）行星齿轮传动的传动比和效率计算行星齿轮传动比符号及角标含义为： 1-固定件，2-主动件，3-从动件1.齿轮b固定时（图1-1），2K-H（NGW）型传动的传动比为可得 传出速度： 2.行星齿轮传动的效率计算：为a-g啮合的损失系数，为b-g啮合的损失系数，为轴承的损失系数，为总的损失系数，一般取。按，可得：（二）行星轮传动的配齿1.传动比的要求传动比条件即
14、可得 所以中心轮a和内齿轮b的齿数满足给定传动比的要求。2.保证中心轮、内齿轮和行星架轴线重合同轴条件为保证行星轮与两个中心轮同时正确啮合，要求外啮合齿轮a-g的中心距等于内啮合齿轮b-g的中心距，即 称为同轴条件。对于非变位或高变位传动，有得 3.保证多个行星轮均布装入两个中心轮的齿间装配条件相邻两个行星轮所夹的中心角中心轮a相应转过角，角必须等于中心轮a转过个（整数）齿所对的中心角，即式中为中心轮a转过一个齿所对的中心角。将和代入上式，有经整理后满足两中心轮的齿数和应为行星齿轮数目的整数倍的装配条件。4.保证两行星齿轮的齿顶不相碰邻接条件在行星齿轮传动中，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轮齿顶圆半径之和。可得 满足邻接条件。（三）行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算按齿根弯曲强度初算齿轮模数m齿轮模数m的初算公式为式中 算术系数，对于直齿轮传动； 啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩，； 使用系数，由参考文献二表6-7查得
