毕业设计（论文）-自动洗衣机行星齿轮减速器的设计.doc

河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：自动洗衣机行星齿轮 减速器的设计 学生姓名： 殷 松 岭 所在院（系）： 机 电 学 院 所学专业： 机电技术教育导师姓名： 田 熙 燕 完成时间： 2009年5月18日河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书题目名称 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计学生姓名 殷松岭所学专业机电技术教育学号20050314116指导教师姓名 田熙燕所学专业 应用电子技术教育职称 讲师完成期限 2008年12月16日 至 2009年6月5日一、论文（设计）主要内容及主要技术指标1主要内容设计一用于自动洗衣机减速离合器内部减速装置的行星齿轮减速器，设计内容如下：（1） 行星齿轮传动类型的选择，总传动比分配；（2） 传动系统设计（参数计算）；（3） 行星齿轮传动的均载机构的设计；（4） 太阳轮、行星轮和行星架的结构设计；（5） 轴的结构设计（包括强度校核）；2主要技术指标（1） 传动系统采用行星齿轮传动系统；（2） 行星齿轮减速器采用NGW型；（3） 设计减速器为一级减速器。二、 毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有200字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上；4.完成相关结构设计；5.减速器总装配图一张。三、毕业论文（设计）进度安排1.2008年12月22日-2009年1月9日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。2. 2009年2月16-2月27日（第1-2周），指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。3. 2009年3月2日-4月24日（第3-10周），毕业设计单元部分设计。4. 2009年4月26日-5月1日（第10=11周），毕业设计中期检查。5. 2009年5月4日-5月22日（第12-14周），设计仿真、程序调试、线路板制作调试，整理、撰写毕业设计报告。6. 2009年5月25-6月5日（第15-16周）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计学生姓名殷松岭专业 机电技术教育学号20050314116指导教师姓名田熙燕所学专业应用电子技术教育职称讲师完成期限 2009年2月16日 至 2009年2月27日一、 选题的目的意义行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大及传动平稳和传功效率高等优点；这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效地利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率，而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其它特殊的应用中，这些功能对于现代机械传动的发展有着非常重要的意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器和航空航天等工业部门均获得了日益广泛的应用。二、国内外研究现状世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能、传递功率、转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了戍功的应用。行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自上世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学枝术的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科枝入员不断积极地吸收和消化，与时俱进、开拓创新地努力奋进，使得我国的行星传动技术有了迅速发展。三、主要研究内容1.行星齿轮传动类型的选择，总传动比分配；2.传动系统设计（参数计算）；3.行星齿轮的设计计算；4. 行星齿轮传动的均载机构的设计；5.太阳轮、行星轮和行星架的结构设计；6.轴的结构设计（包括强度校核）；四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线通过网上查询相关数字期刊或者图书馆查阅期刊和杂志的途径，来完成理论的设计。根据行星齿轮的传动特点，对行星齿轮减速器进行系统设计研究，准备从一下几个方面着手：1.选择减速器型式；2.拟定传动方案；3.行星齿轮传动的设计；在具体的实施过程中，将遵循一下步骤：1.行星架与输出轴的传动设计；2.行星轮系齿轮输入输出轴的设计；3.行星齿轮减速器均载机构的设计。五、 主要参考文献与资料1王之栎，王大康.机械设计综合课程设计.北京：机械工业出版社，20032姚家娣,李明，黄兴元.机械设计指导.南昌：江西高校出版社，20013任嘉卉，李建平.机械课程设计.北京：北京航空航天大学出版社，20014濮良贵，纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，20015孔桓，陈作模.机械原理.北京：高等教育出版社，20016饶振纲.行星齿轮传动设计.北京：化学工业出版社，20037成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，20048王文斌.机械设计手册.减速器和变速器.北京：机械工业出版社，20079卜言.机械传动装置设计手册.北京：机械工业出版社，199810骆素君，朱诗顺.机械课程设计简明手册.北京：化学工业出版社，200611毛谦德，李振清.袖珍机械设计手册.北京：机械工业出版社，200612成大先.减（变）速器电机与电器.北京：化学工业出版社，200413刘光启，赵海霞.机械制造算图手册.北京：化学工业出版社，200414陈立德.机械设计基础课程设计.北京：高等教育出版社，200615大西清（日）.机械设计制图手册.北京：科学出版社，2006六、 指导教师审批意见签名： 年 月 日河南科技学院毕业论文（设计）课题审核表院（系）名称机电学院专业名称机电技术教育指导教师姓名及职称田熙燕（讲师）、杜留锋（助教）课题名称自动洗衣机行星齿轮减速器的设计课题来源教师科研课题立题理由和所具备的条件 传行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大及传动平稳和传功效率高等优点；这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效地利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，使其不仅适用于高速、大功率，而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其它特殊的应用中，这些功能对于现代机械传动的发展有着非常重要的意义。机电学院拥有与该课题相关的机械、数控与单片机技术实验室。本人在自控技术、单片机控制等方面有一定的研究和认识，对该课题进行过积极的研究与探索，并积累了一定的经验。教研室审批意见教研室主任签字： 年 月 日毕业论文（设计）工作领导小组审批意见组长签字： 年 月 日注：本表经教务处复审后存院（系）备查。学生姓名殷松岭班级机教051班指导教师田熙燕论文（设计）题目自动洗衣机行星齿轮减速器的设计目前已完成任务1.经过前几周的相关资料的查询已经制定出了传动方案。2.现在已经经过计算选定了减速器。3.现已完成了行星齿轮传动和相关输入输出轴的设计。是否符合任务书要求进度：符合尚需完成的任务接下来将要完成减速器行星轮、太阳轮、行星架的结构设计和均载机构的设计。能否按期完成论文（设计）：能够按期完成论文存在问题和解决办法存在问题1.最初方案的选择没有和设计内容相融合，走了弯路。2.行星齿轮传动的设计计算不够细心，导致计算结果出现较大误差甚至错误。3.没有有效的参考相关资料和文献，所引用公式和计算方法有争议。拟采取的办法1.方案选取本着简单、有效、科学的原则，选择最好的方案。2.设计计算过程中做到细心，多验算，多核对，把数据算清算明。3.在引用公式时阅读大量文献，选择最具代表性的，最具权威的。指导教师签 字日期 年 月 日教学院长（系主任）意 见 签字： 年 月 日河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表摘 要 本文是有关一种自动洗衣机减速离合器内部减速装置行星轮系减速器的设计。行星轮减速其实就是应用齿轮减速的原理,它有一个轴线位置固定的齿轮叫中心轮或太阳轮,在太阳轮边上有轴线变动的齿轮,即一方面作自转另一方面又作公转的齿轮叫行星轮,行星轮有支持构件叫行星架,通过行星架将动力传到轴上,再传给其它齿轮。它们由一组若干个齿轮组成一个轮系，只有 一个原动件,这种周转轮系称为行星轮系。关键词：行星轮系减速器，行星轮，中心轮（太阳轮），行星架The Design of Planet Gear Reducer to Automatic Washing MachineAbstractThis paper is the related one kind of automatic washer decelerates the coupling interior decelerating device planet gear train reduction gear the design. The planetary gear decelerates is actually applies the gear reduction the principle, it has a spool thread position fixed gear to be called the central ring or the sun gear,one hand the gear nearby the sun gear which the spool thread changes, on the other hand on the one hand namely makes the rotation to make the revolution the gear auction house spider, the planetary gear has the support component to be called the planet carrier, passes to on the axis through the planet carrier the power, again passes to other gears.They are composed a gear train by group of certain gears, only then original moving parts, this kind of epicyclic train is called the planet gear train.Keywords: Planet gear train reduction gear, planetary gear, central ring (sun gear), planet carrier目 录1 绪论11.1发展概况11.2行星齿轮的传动11.3行星齿轮传动的特点21.4行星齿轮传动的基本类型32 减速器简介33 传动系统的方案设计43.1原始数据43.2传动方案的要求53.3拟定传动方案54 行星齿轮传动的设计64.1行星齿轮传动比和效率计算64.2行星齿轮传动的配齿计算64.2.1传动比条件64.2.2同轴条件74.2.3装配条件74.2.4邻接条件74.3行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算94.4行星齿轮传动强度计算及校核144.4.1名义载荷、使用系数和动载系数144.4.2行星齿轮抗弯疲劳强度计算及校核154.4.3行星齿轮接触疲劳强度计算及校核155 行星齿轮传动的均载机构的设计155.1基本构件浮动的均载机构165.2采用弹性件的均载机构165.3杠杆联动均载机构175.4弹性油膜浮动法195.5齿式联轴器的设计196 太阳轮、行星轮和行星架的结构设计226.1太阳轮的结构设计226.2行星轮的结构设计226.3行星架的结构设计237 行星轮系减速器输入输出轴的设计247.1减速器输入轴的设计267.1.1选择材料，确定许用应力267.1.2根据扭转强度估算轴径267.1.3确定各轴段的直径和长度267.1.4校核277.2减速器输出轴的设计277.2.1选择材料，确定许用应力277.2.2根据扭转强度估算轴径277.2.3确定各轴段的直径和长度287.2.4校核288 结束语28致谢29参考文献291 绪论行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。1.1 发展概况世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用，生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的行星传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。 行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。 近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的行星传动技术有了迅速的发展。1.2 行星齿轮的传动行星齿轮传动是一种一个或一个以上齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线回转的齿轮传动。行星轮既绕自身的轴线回转,又随行星架绕固定轴线回转。太阳轮、行星架和内齿轮都可绕共同的固定轴线回转，并可与其他构件联结承受外加力矩，它们是这种轮系的三个基本件。三者如果都不固定，确定机构运动时需要给出两个构件的角速度，这种传动称差动轮系；如果固定内齿轮或太阳轮，则称行星轮系。通常这两种轮系都称行星齿轮传动，如图1所示。当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中至少具有一个作行星运动的齿轮。如图1（a）所示，齿轮a、b和构件x均绕几何轴线O转动，而齿轮c是活套在构件X的轴上，它一方面绕自身的几何轴线旋转，同时又绕着几何轴线O旋转，即齿轮c作行星运动。因此，称该齿轮传动为行星齿轮传动即行星轮系。（a） (b) (c)图1行星齿轮传动1.3 行星齿轮传动的特点行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多独特的优点：在传递动力时它可以进行功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同一主轴线上。所以行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，来作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的航空发动机、起重运输和石油化工等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。行星齿轮传动的主要优点有：（1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大 由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理的应用内啮合齿轮副，因此结构非常紧凑；再由于在中心轮周围均匀分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使每个齿轮所承受的载荷较小。（2）传动效率高 由于行星齿轮结构的对称性，使作用于中心轮和转臂轴承的反作用力互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。（3)传动比大 可以实现运动的合成和分解，只要适当选择行星齿轮传动的类型和配齿方案，就可使少数几个齿轮获得很大传动比。（4）传动平稳，抗冲击和振动的能力强 由于采用了数个行星齿轮，均匀的分布在中心轮周围，从而使行星轮和转臂的惯性力相互平衡，同时也使参与啮合的齿数增多，故传动平稳，抗冲击和振动能力强。行星齿轮传动的缺点是：材料优质、结构复杂，制造和安装较困难些。但随着人们对行星传动技术进一步深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传功结构不断完善，同时生产工艺水平也不断提高。因此，对于它的制造安装问题，目前已不再视为一件什么困难的事情。实践表明，在具有中等技术水平的工厂也是完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器的。1.4 行星齿轮传动的基本类型 行星齿轮传动的类型很多，其分类方法也不少。按照原机械工业部关于行星齿轮减速器标准JB 19771976，国内采用了将行星齿轮传动按其啮合方式的不同来进行分类。该分类方法通常采用如下的基本代号：N内啮合齿轮副；W外齿合齿轮副；G同时与两个中心轮相啮合的公共齿轮。根据行星齿轮传动所具有的啮合方式，可以把行星齿轮传动的传动类型分为：NGW具有内啮合和外啮合，同时还具有一个公共齿轮的行星齿轮传动；NW具有一个内啮合和一个外啮合的行星齿轮传动；WW具有两个外啮合的行星齿轮传动；NN具有两个内啮合的行星齿轮传动；NGWN具有两个内啮合和一个外啮合，同时还具有一个公共齿轮的行星齿轮传动；N仅具有一个内啮合的行星齿轮传动。2 减速器简介 减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电动机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。它是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。在某些场合也用来增速，称为增速器。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。减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及他们互相组合起来的减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可以分为展开式、分流式和同轴式减速器。（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。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。减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。（1）齿轮、轴及轴承组合 小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴。这种结构用于齿轮直径与轴的直径差不多的情况下。如果相差很大，就采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定采用平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。当径向载荷和轴向载荷不大时，两轴采用深沟球轴承；在轴向载荷较大的情况下，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。（2）箱体 箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。箱体通常采用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可采用铸钢箱体。单件生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。（3）附件 为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。（a）检查孔 为检查传动零件的啮合情况，并向箱体内注入润滑油。（b）通气器 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱体内膨胀气体自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴身密封件渗漏。（c）轴承盖 为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。（d）定位销 为保证每次拆卸箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的连接凸缘上配装定位销。（e）油面指示器 检查减速器么油池油面的高度，经常保持有适量的油。（f）放油螺塞 换油时，排放污油和清洗剂。（g）起吊装置 当减速器超过25kg时，应在箱体设置起吊装置，便于搬运。3 传动系统的方案设计3.1 原始数据为了便于设计的进行，现确定减速器设计原始数据如下：总传动比：i =4.8；输入轴转速：n=2800r/min；输入轴功率：P=8KW；行星轮个数：np=3；内齿圈齿数：zb=7080；3.2 传动方案的要求 在设计传动方案时，传动系统必须满足体积小，结构紧凑，传动效率高，传动平稳，抗冲击能力强的特点；传动系统输入输出功率、转速和扭矩必须满足需要；另外传动系统需要每天工作至少两小时，工作寿命为20年（设每年工作300天）；传动系统工作环境比较潮湿，温度为-4040，传动系统在此环境内必须能正常工作。3.3 拟定传动方案在满足传动方案基本要求的情况下，可以选择带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等传动方案。基于所设计的传动方案要应用于自动洗衣机的减速装置中，再结合各传动方案的特点，拟定传动方案如下：电动机带传动行星齿轮减速器洗衣机滚筒图2 自动洗衣机减速装置的传动流程图本方案中电动机的选择和带传动的设计，本文在这里不做详细说明，重点介绍行星齿轮减速器的设计。由于NGW型行星齿轮传动效率高、体积小、质量轻结构简单制造方便、传递功率范围大，可用于各种工作条件，在机械传动中应用最为广泛，它的特点正好满足于该传动方案。鉴于此，特选择行星齿轮传动作为自动洗衣机减速装置的减速器。由于传动比要求不大，可选用单级传动，设计传动机构简图如下图：图3 行星齿轮传动的简图4 行星齿轮传动的设计4.1 行星齿轮传动比和效率计算 在齿轮传动中，输入构件的角速度与输出构件的角速度的比值，称为齿轮传动的传动比，用符号i表示。本课程设计传动比为已知数i=4.8。行星齿轮传动的效率是评价其传动性能优劣的重要指标之一。欲求的行星齿轮传动的效率值，首先应分析和了解它的传动损失。在行星齿轮传动中，主要功率损失有以下三种。（1）啮合齿轮副的摩擦损失，其相应的效率为m。它是由于齿轮的齿廓滑动而引起的摩擦损失。（2）轴承中的摩擦损失，其相应的效率为n。（3）液力损失，其相应的效率为s。它是由润滑油的搅动和飞溅而引起的。所以行星齿轮传动的总效率为 =mns （1）式中 m 、n 、s分别为齿轮传动的轴承、齿轮传动和液力损失的效率。取 m=0.99、n =0.97、s =0.99，则 =12 =0.990.990.99=0.97030.97。4.2 行星齿轮传动的配齿计算行星齿轮传动各齿轮齿数的确定，除了要遵守圆柱齿轮传动齿数选择的原则外，还必须满足传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件。4.2.1 传动比条件配齿计算必须保证实现给定的传动比。本课题设计的行星齿轮为内齿圈b固定的NGW型行星齿轮传动，且主动件为太阳轮a，从动件为行星架H，所以其必须满足以下计算： （2）式中 za 太阳轮a的齿数；zb 内齿轮b的齿数。4.2.2 同轴条件为了保证正确的啮合，各对啮合齿轮之间的中心距必须相等。例如，NGW型齿轮传动，太阳轮a与行星轮c的中心距aac应等于行星轮c与内齿圈b的中心距acb，即aac=acb。由此原理可以导出m（za+zc）=m（zb-zc），即za+zc=zb-zc或zb=za+2zc 4.2.3 装配条件满足装配条件，可以保证各行星轮能均布地安装于两太阳轮之间，并且与两个太阳轮啮合良好没有错位现象。当传动形式为NGW型时，为了简化计算和装配，应使太阳轮与内齿轮的齿数和等于行星轮数的整数倍，即 （3）4.2.4 邻接条件在设计行星齿轮传动时，为了进行功率分流，提高承载能力，同时也为了减小其结构尺寸，经常在太阳轮a和内齿圈b之间设置几个行星轮c。为了不使行星轮之间产生碰撞，必须保证他们的齿顶之间在其连心线上有一定的间隙，即两相邻行星齿轮齿顶圆半径之和小于其中心距L，如下图所示图4 邻接条件 （4）式中（ra）c、（da）c行星轮c的齿顶园半径和直径；np行星轮个数；aa、c齿轮啮合副的中心距；Lc相邻两个行星齿轮中心之间的距离。间隙c=Lc-（da）c的最小允许值取决于行星齿轮减速器的冷却条件和啮合传动时润滑油的搅动损失。实际使用时，一般取间隙值c0.5m，m为齿轮的模数。结合本课程设计原始数据：总传动比：i =4.8；输入轴转速：n=2800r/min；输入轴功率：P=8KW；行星轮个数：np=3；内齿圈齿数：zb=100120；已知该设计传动比，且np=3。根据装配条件： （5）由此可知，只要za取5、10、15、20，即5的倍数，则上式即为整数，故可取za=30。根据传动比公式得=（4.8-1）30=114。根据同轴条件，若不变位，则由公式zb=za+2zc 可得zc =（zb-za）/2=（114-30）/2=42。验算邻接条件： （6）（da）c =m（zc+2h）=m（42+2）=44m因为62.35m44m，所以该设计配齿计算满足邻接条件，即za =30 ，zb =114 ，zc =42,4.3 行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算根据渐开线和其传动性质可知，标准直齿圆柱齿轮有五个基本参数：模数m、齿数z、压力角、齿顶高系数ha*、顶隙系数c*。模数m分度圆上的齿距p与圆周率的比值，即 （7）模数m是齿轮的基本参数之一，其单位为mm。因为p=m，所以若模数m增加，则齿轮的齿距p就增大；齿轮的齿距及各部分尺寸均相应的增大。为了齿轮的设计、制造和测量等工作的标准化，模数m的数值也已经标准化。齿数z齿轮整个圆周上的轮齿个数。压力角国家标准规定：分度圆压力角=20，即该压力角等于基准齿形的齿形角。齿顶高系数ha*按国家规定：ha* =1。顶隙系数c* 按国家规定：c* =0.25。一、由此可知，要想确定行星齿轮传动的几何尺寸就是要计算出以上基本参数4。（一）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）根据传动方案要求，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）洗衣机传动装置速度不是很高，故选用7级精度（GB 1009588）。（3）材料选择。由高等教育出版社的机械设计表10-1选择中心轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，行星轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差为40HBS。（4）初步定为太阳轮齿数为za =20，行星轮齿数为zc=28,它们之间的齿数比为1.4。（二）按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即 （8）（1）确定公式内的各计算数值41）试选载荷系数Kt=1.3。2）计算太阳轮传递的转矩。3）由机械设计表10-7选取齿宽系数d=1。4）由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数。5）由机械设计图10-21d按齿面硬度查得太阳轮的接触疲劳强度极限；行星轮的接触疲劳强度极限。6）由公式计算应力循环次数。7）由机械设计图10-19取解除疲劳寿命系数KHN1=0.91；KHN2=0.94。8）计算疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式得： （2）计算41）试算太阳轮分度圆直径d1t，代入H中较小的值。2）计算圆周速度。3）计算齿宽b。4）计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5）计算载荷系数根据=6.855m/s，7级精度，由机械设计图10-8查得Kv=1.12；直齿轮，KH= KF=1；由机械设计表10-2查得使用系数KA=1；由机械设计表10-4用插值法查得7级精度，非对称布局时，KH=1.23。由齿宽与齿高之比8.89，KH=1.23查机械设计图10-13得KF=1.175；故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式得：7）计算模数m。（三）按齿根弯曲强度设计4根据弯曲强度的设计公式计算，公式如下： （9）（1）确定公式内的各计算数值1）由机械设计图10-20c查得太阳轮的弯曲强度极限FE1=500Mpa；行星轮的弯曲强度极限FE2=380Mpa；2）由机械设计图10-18取得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.90，KFN2=0.92；3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得4）计算载荷系数K。5）查取齿形系数。由机械设计表10-5查得 YFa1=2.80；YFa2=2.55。6）查取应力校正系数。由机械设计表10-5查得 YSa1=1.55；YSa2=1.61。7）计算太阳轮、行星轮的并加以比较。由此计算结果可以看出，行星轮的数值大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度所得的模数1.44并就近取标准值m=1.5mm根据实际分度圆直径可算得太阳轮齿数为za=47.69/1.5=31.7930则行星轮齿数为zc=301.4=42