自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)【洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)】【2K—H行星傳動(dòng)NGW型】【i=5.2 n=2600r-min P=150w】
自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)【洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)】【2K—H行星傳動(dòng)NGW型】【i=5.2 n=2600r-min P=150w】,洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì),2K—H行星傳動(dòng)NGW型,i=5.2 n=2600r-min P=150w,自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)【洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)】【2K—H行星傳動(dòng)NGW型】【i=5.2,n=2600r-min,自動(dòng)
洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)
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。
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(jiǎn)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(jiǎn)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(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)
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)
(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(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,
即
=*2π/
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。
=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(rùn)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(jiǎn)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(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=44.2N
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(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(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:
(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(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)。
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(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, =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(jiǎn)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(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, =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(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(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。
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》 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
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)我專業(yè)知識(shí)和專業(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)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(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。
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)大專生的畢業(yè)設(shè)計(jì),由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏,專業(yè)知識(shí)薄弱,難免有許多考慮不周全的地方,如果沒有指導(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。
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2K—H行星傳動(dòng)NGW型
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自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)【洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)】【2K—H行星傳動(dòng)NGW型】【i=5.2 n=2600r-min P=150w】,洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì),2K—H行星傳動(dòng)NGW型,i=5.2 n=2600r-min P=150w,自動(dòng)洗衣機(jī)行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)【洗衣機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)】【2K—H行星傳動(dòng)NGW型】【i=5.2,n=2600r-min,自動(dòng)
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