毕业设计（论文）-自动洗衣机行星齿轮减速器的设计（全套图纸三维）.pdf

江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 I 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 目录目录 第一章第一章 绪论绪论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.2 本课题研究的主要内容 . 2 第二章第二章 齿轮传动的特点齿轮传动的特点 . 4 2.1 齿轮传动的两大类型 . 6 2.2 行星机构的类型及特点 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第三章第三章 齿轮的设计计算齿轮的设计计算 . 8 3.1 配齿计算 . 9 3.1.1 确定各齿轮的齿数 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.1.2 初算中心距和模数 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 几何尺寸计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第四章第四章 轴的设计计算轴的设计计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.1 行星轴设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2 转轴的设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2.1 输入轴设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2.2 输出轴设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第五章第五章 行星架的设计行星架的设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1 行星架结构方案 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 行星架制造精度 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第六章第六章 减速器内部主要传动零件的强度校核减速器内部主要传动零件的强度校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.1 传动轴的强度校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.2 传动齿轮的强度校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结论结论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致谢致谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 II 摘要摘要 随着国民经济的持续发展， 机械工业也在不断地发展着， 各种设备都在不断地发展， 创新着。 特别是在家用电器方面， 在人们的居家生活中， 自动洗衣机的的应用非常广泛， 特别是行星减速器内置式的全自动洗衣机，在某种程度上，因为行星齿轮减速器占地面 积小，变速灵活，价格成本低廉而很受欢迎，根据市场调查发现，行星齿轮减速器必须 满足当今人们对自动洗衣机速度调节方面的灵活性操控等需求。 本文介绍了自动洗衣机行星齿轮减速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设 计中所必须的理论计算和相关强度校验，以及对其结构进行创新设计，该减速器的优点 是结构紧凑、传动效率高、外廓尺寸小和重量轻、承载能力大、运动平稳、抗冲击和震 动的能力较强、噪声低的特点。 关键词：关键词：机械工业；自动洗衣机；行星；平稳 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 III Abstract With the continuous development of the national economy, the machinery industry is constantly developing, all kinds of equipment are in constant development, innovation. Especially in household appliances, in people s home life, and application of the automatic washing machine is widely, especially planetary reducer is a built- in type full automatic washing machine, in a way, because the planetary gear reducer has the advantages of small occupation area, flexible speed, cost is low and very popular, according to the market survey found, planetary gear reducer must meet the needs of todays people of automatic washing machine speed regulation flexibility control demand. This paper introduces the automatic washing machine planet gear deceleration device, the structure of the composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, and to carry out innovative design of the structure, the unit has the advantages of deceleration is of compact structure, high transmission efficiency, outline, small size and light weight, bearing capacity, smooth movement, impact and shock resistance ability, low noise characteristics. Key words: mechanical industry; automatic washing machine; planet; smooth 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 课题的来源及研究的目的和意义课题的来源及研究的目的和意义 本课题通过对自动洗衣机行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件的设计尺 寸和装配尺寸，并对涉及结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评 价实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。通过本设计，要能弄懂该减 速器的传动原理，达到对所学知识的复习与巩固，从而在以后的工作中能解决类似的问 题。 齿轮是使用量大面广的传动元件。 目前世器上齿轮最大传递功率已达 6500kW， 最大 线速度达 210ms(在实验室中达 300m/s)；齿轮最大重量达 200t，最大直径达m 6 . 25 (组合式)，最大模数 m 达 50mm。我国自行设计的高速齿轮(增)减速器的功率已达 44000kW，齿轮圆周速度达 150ms 以上。 由齿轮、 轴、 轴承及箱体组成的齿轮减速器， 用于原动机和工作机或执行机构之间， 起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。 20 世纪末的 20 多年， 世界齿轮技术有了很大的发展。 产品发展的总趋势是小型化、 高速化、低噪声、高可靠度。技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和 模块化设计技术。 硬齿面技术到 20 世纪 80 年代时在国外日趋成熟。采用优质合金钢锻件渗碳淬火磨 齿的硬齿面齿轮，精度不低于 IS01328 一 1975 的 6 级，综合承载能力为中硬齿面调质 齿轮的 4 倍，为软齿而齿轮的 5 一 6 倍。一个中等规格的硬齿面齿轮减速器的重量仅为 软齿面齿轮减速器的 1/3 左右。 功率分支技术主要指行星及大功率齿轮箱的功率双分及多分支装置，如中心传动的 水泥磨主减速器，其核心技术是均载。 模块化设计技术对通用和标准减速器旨在追求高性能和满足用户多样化大覆盖面 需求的同时，尽可能减少零部件及毛坯的品种规格，以便于组织生产，使零部件生产形 成批量，降低成本，取得规模效益。 其他技术的发展还表现在理论研究(如强度计算、修形技术、现代设计方法的应用， 新齿形、新结构的应用等)更完善、更接近实际；普遍采用各种优质合金钢锻件；材料 和热处理质量控制水平的提高； 结构设计更合理； 加工精度普遍提高到 ISO 的 4 一 6 级； 轴承质量和寿命的提高；润滑油质量的提高；加工装备和检测手段的提高等方面。 1.2 本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容 国内自动洗衣机行星齿轮减速器的研发及制造要与全球号召的低碳经济、经久耐用 主题保持一致。加大自动洗衣机行星齿轮减速器新型多样化的研发及生产是行业发展的 大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 2 自动洗衣机行星齿轮减速器的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。 随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材 料、新工艺，目前减速器自动减速器正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方 向发展。 本次设计的任务是自动洗衣机行星齿轮减速器的设计，通过让学生亲自了解减速器 内部的构造和组成部分，通过对减速器内部工件的设计来认识工件，通过利用计算机绘 图软件例如 CAD，来对工件进行零件图的绘制和装配，这样经过一系列的综合性训练， 培养学生动手，动脑以及画图的能力。 第二章第二章 齿轮传动的特点齿轮传动的特点 2.1 齿轮传动的两大类型齿轮传动的两大类型 轮系可由各种类型的齿轮副组成。由锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆涡轮组成的轮系，称 为空间轮系；而由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面轮系。 根据齿轮系运转时各齿轮的几何轴线相对位置是否变动，齿轮传动分为两大类型。 （1）普通齿轮传动（定轴轮系） 当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何位置都是固定不变的，则称 为普通齿轮传动（或称定轴轮系）。在普通齿轮传动中，如果各齿轮副的轴线均相互平 行， 则称为平行轴齿轮传动； 如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副， 则称为不平行轴齿轮传动（空间齿轮传动）。 （2）行星齿轮传动（行星轮系） 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，而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，则称该齿轮传动为行星齿轮传动，即行星轮系。 2.2 行星机构的类型及特点行星机构的类型及特点 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。行星齿轮传动的主 要特点如下： （1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸 和质量约为普通齿轮传动的 5121 （即在承受相同的载荷条件下）。 （2）传动效率高。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率值可达 0.970，99。 （3）传动比较大。可以实现运动的合成与分解。只要适当选择行星齿轮传动的类 型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星 齿轮传动中，其传动比可达到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然 可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 3 （4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强。由于采用了数个结构相同的行星轮， 均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互平衡。同时，也使参 与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较 可靠。 最常见的行星齿轮传动机构是 NGW 型行星传动机构。行星齿轮传动的型式可按两种 方式划分：按齿轮啮合方式不同分有 NGW、NW、NN、WW、NGWN 和 N 等类型。按基本结构 的组成情况不同有 2Z-X、3Z、Z-X-V、Z-X 等类型。 行星齿轮传动最显著的特点是：在传递动力时它可进行功率分流；同时，其输入轴 与输出轴具有同轴性，即输入轴与输出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，而作为各种机械传动系统的中的减速器、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、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要变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，表 1-1 列出了常用行星齿轮传 动的型式及特点： 表 1- 1 常用行星齿轮传动的传动类型及其特点 传动 形式 简图 性能参数 特点 传动比 效率 最大功率 /kW NGW （2Z- X 负号 机构） B AX i=1.13 13.7 推荐 2.89 0.970.99 不限 效率高，体积小，重 量轻，结构简单，制 造方便，传递公路范 围大，轴向尺寸小， 可用于各个工作条 件，在机械传动中应 用最广。单级传动比 范围较小，耳机和三 级传动均广泛应用 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 4 NW （2Z- X 负号机 构） B AX i=150 推荐 721 效率高，径向尺寸比 NGW 型小，传动比 范围较 NGW 型大， 可用于各种工作条 件。但双联行星齿轮 制造、安装较复杂， 故| B AX i|7 时不宜采 用 NN （2Z- X 负号机 构） 推荐值： B XE i=8 30 效率较低， 一般为 0.70.8 40 传动比打， 效率较低， 适用于短期工作传 动。当行星架 X 从动 时，传动比|i|大于某 一值后，机构将发生 自锁 WW （2Z- X 负号机 构） B XA i=1.2数 千 | B XA i|=1.25 时，效率可 达 0.90.7， i5 以后. 随|i|增加 徒降 20 传动比范围大，但外 形尺寸及重量较大， 效率很低， 制造困难， 一般不用与动力传 动。运动精度低也不 用于分度机构。当行 星架 X 从动时，|i| 从某一数值起会发生 自锁。 常用作差速器； 其传动比取值为 X AB i=1.83， 最佳值为 2，此时效率可达 0.9 小功率传 动 0.80.9 随 B AE i增加而 短期工作 120， 长 结构紧凑，体积小， 传动比范围大，但效 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 5 NGW （） 型 （3Z） B AE i500； 推荐： B AE i=2010 0 下降 期工作 10 率低于 NGW 型，工 艺性差，适用于中小 功率功率或短期工 作。 若中心轮A输出， 当|i|大于某一数值 时会发生自锁 NGWN （） 型 （3Z） B AE i=6050 0 推荐： B AE i=6430 0 0.70.84 随 b AE i增加而 下降 短期工作 120， 长 期工作 10 结构更紧凑，制造， 安装比上列型传动 方便。由于采用单齿 圈行星轮，需角度变 为才能满足同心条 件。效率较低，宜用 于短期工作。传动自 锁情况同上 第三章第三章 齿轮的设计计算齿轮的设计计算 3.1 配齿计算配齿计算 3.1.1 确定各齿轮的齿数 据 2Z- X(A)型行星传动的传动比 p i 值和按其配齿计算可求得内齿轮 b 和行星轮 c 的 齿数 b z 和 c z 。现考虑到行星齿轮传动的外廓尺寸较小，故选择中心轮 a 的齿数 a z =17 和 行星轮 p n =3. 根据内齿轮 apb ziz) 1(= 1715 . 5=）（ b z=76.5 对内齿轮齿数进行圆整，同时考虑到安装条件，取79= b z，此时实际的 p 值与给定 的 p 值稍有变化，但是必须控制在其传动比误差的范围内。 实际传动比为 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 6 a b z z i+=1=647 . 5 17 79 = 其传动比误差 5 . 5 647 . 5 5 . 5 = = p p i ii i=2.67% 由于外啮合采用角度变位的传动，行星轮 c 的齿数 c z 应按如下公式计算，即 c ab c z zz z+ = 2 因为62= ab zz为偶数，故取齿数修正量为1= c z。此时，通过角变位后，既不 增大该行星传动的径向尺寸，又可以改善 a- c 啮合齿轮副的传动性能。故 c z =301- 2 17-79 = 在考虑到安装条件为 32 2 = + C zz ba （整数） 3.1.2 初算中心距和模数 1. 齿轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定 太阳轮和行星轮材料为 45，表面渗碳淬火处理，表面硬度为 28 35HRC。 试验齿轮齿面接触疲劳极限 limH =1591Mpa。 试验齿轮齿根弯曲疲劳极限太阳轮 limF =485Mpa。 行星轮 limF =4850.7Mpa=339.5Mpa (对称载荷)。齿形为渐开线直齿。最终加工为 磨齿，精度为 6 级。 内齿圈材料为 45，淡化处理，表面硬度为 973HV。 试验齿轮的接触疲劳极限 limH =1282Mpa 验齿轮的弯曲疲劳极限 limF =370MPa 齿形的终加工为插齿，精度为 7 级。 2. 减速器的名义输出转速 2 n 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 7 由 i= 2 1 n n 得 2 n = i n1 = 5 . 5 1000 minr =181.82minr 3. 载荷不均衡系数 P K 采用太阳轮浮动的均载机构，取15 . 1 = PP FH KK。 4. 齿轮模数m 和中心距 a 首先计算太阳轮分度圆直径： 3 lim 2 1 a 1 d u ukkkT K H d HHPA td = 式中： u 一齿数比为76 . 1 17 30 = A K 一使用系数为 1.25； td K 一算式系数为 768； H K一综合系数为 2； 1 T一太阳轮单个齿传递的转矩。 pp a nn P n T T 1 1 1 9549= =985 . 0 10003 120 9549 mN =376mN 其中 高速级行星齿轮传动效率，取 =0.985 d 齿宽系数暂取 a db=0.5 limH =1450Mpa 代入 3 lim 2 1 a 1 d u ukkkT K H d HHPA td = 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 8 3 2 a 76 . 1 ) 176. 1 ( 15915 . 0 6 . 115 . 1 25 . 1 23.376 768d + = =78.66mm 模数 m=63 . 4 17 66.78 = a a z d 取 m=5 则 mmzzma ga )3017(5 2 1 )( 2 1 0 +=+= =117.5mm 取 mma5 .122= 齿宽 5 . 421755 . 0=db d 取 mmb62= 3.2 几何尺寸计算几何尺寸计算 1. 计算变位系数 (1) a- c 传动 啮合角 ac 因 o 20cos 5 . 122 5 . 117 coscos 0 = a a ac =0.93969262 所以 ac = “54 3920o 变位系数和 2tan )( invinv zzx ac ca += =（17+30） o oo 20tan2 20543920 invinv =1.141 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 9 图 2- 1 选择变位系数线图 中心距变动系数 y y= 5 5 . 117 5 . 122 0 = m aa =1 齿顶降低系数 y 141 . 0 1141 . 1 = yxy 分配边位系数： 根据线图法，通过查找线图 2- 1 中心距变动系数 y y= 5 5 . 117 5 . 122 0 = m aa =1 齿顶降低系数 y 141 . 0 1141 . 1 = yxy 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 10 分配边位系数： 根据线图法，通过查找线图 2- 1 得到边位系数 549 . 0 = a x 则 592.5490 . 0 141 . 1 = ac xxx (2) c- b 传动 由于内啮合的两个齿轮采用的是高度变位齿轮，所以有 0=+= bc xxx 从而 592 . 0 = cb xx 且 aa = = 0=y 0=y 2. 几何尺寸计算结果 对于单级的 2Z- X(A)型的行星齿轮传动按公式进行几何尺寸的计算，各齿轮副的计 算结果如下表： 表 3- 1 各齿轮副的几何尺寸的计算结果 项目 计算公式 a- c 齿轮副 b- c 齿轮副 分度圆直 径d 111 zmd = 222 zmd = 17171 1 =d 30301 2 =d 17 1= d 30301 2 =d 基圆直径 b d cos 1 1 ddb= cos 2 2 ddb= 1820cos17 1 = o b d 3220cos30 2 = o b d 18 1=b d 3220cos30 2 = o b d 齿顶圆直 径 a d 外 啮 合 )(2 11 yxhmdd aaa += )(2 22 yxhmdd caa += 24 1=a d 34 2 = a d 内 啮 合 )(2 * 11caf xchmdd+= )(2 22baf xchmdd+= 424.143 1 = f d 424.413 2 = f d 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 11 注：齿顶高系数：太阳轮、行星轮1= a h，内齿轮8 . 0= a h； 顶隙系数：内齿轮25 . 0 = c 第四章第四章 轴的设计计算轴的设计计算 4.1 行星轴设计行星轴设计 在相对运动中，每个行星轮轴承受稳定载荷NFt88682=，当行星轮相对于行星 架对称布置时，载荷 t F 则作用在轴跨距的中间。取行星轮与行星架之间的间隙 mm5 . 2 2 =，则跨距长度mmbl675622 220 =+=+=。当行星轮轴在转臂中的配合选 为 H7/h6 时，就可以把它看成是具有跨距为 0 l 的双支点梁。当轴较短时，两个轴承几乎 紧紧地靠着，因此，可以认为轴是沿着整个跨度承受均布载荷 0 /lFq t =（见图 3- 2）。 图 3- 2 行星轮轴的载荷简图 危险截面（在跨度中间）内的弯矩 8 6788682 88 0 2 0 = lFql M t Nmm =148538. Nmm 行星轮轴采用 40Cr 钢,调质440 s =MPa，考虑到可能的冲击振动，取安全系数 5 . 2=S;则许用弯曲应力 )5 . 2/440(/ sb =SMPa=176MPa,故行星轮轴直径 mmmm M d b 485.20 176 1485383232 3 3 0 = = 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 12 取 mmd485.20 0 其实际尺寸将在选择轴承时最后确定。 4.2 转轴的设计转轴的设计 4.2.1 输入轴设计 1初算轴的最小直径 由下式 3 0 n P Ad = 初步估算轴的最小直径，选取轴材料为 45 钢，调质处理。根据表 3- 2 查得 0 A 。 表 3- 2 轴常用几种材料的 T 及 0 A值 轴的材料 Q235- A、20 Q275、 35（1Cr18Ni9Ti） 45 40Cr、35SiMn 38SiMnMo T /PaM 1525 2035 2545 3555 0 A 149126 135112 126103 11297 查表取 0 A =112，得 mm n P Ad16 1000 120 112 33 0min = 输入轴的最小直径安装法兰，该截面处开有键槽，轴颈增大 5%7%。 故 mmd11.5901.58 min ，= 其实际尺寸将在选择轴承时最后确定。 2选择输入轴轴承 (1) 轴的结构设计 根据估算所得直径，轮彀宽及安装情况等条件，轴的结构尺寸可进行草图设计。该 轴中间一段对称安装一对深沟球轴承 6217 型，其尺寸为 mmmmmmBDd2815085=，可画出输入轴草图（如附图 03）。 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 13 轴承的寿命计算 其参数为 mmd85= mmD150= mmB28= 2 . 83= r CkN 8 . 63 0 = r CkN 5000 lim =nminr （油浴）； 取载荷系数 2 . 1= p f； 当量动载荷 32282 . 1= rpF fPN=3873N; 轴承的寿命计算 330 6 ) 3873 83200 ( 1000 16670 )( 60 10 = P C n L a h h=165258h70400h 故该对轴承满足寿命要求。 4.2.2 输出轴设计 1初算轴的最小直径 在三个行星轮均布的条件下，轮齿啮合中作用于中心轮上的力是相互平衡的，在输 出轴轴端安装膜片盘式联轴器时，则输出轴运转时只承受转矩。输出轴选用 42CrMo 合 金钢，其许用剪切应力 45=MPa，即求出输出轴伸出端直径 mm T d 3 3 2 2 45 6114 2 . 17 2 . 17= =88.423mm 97 . 0 82.181 120 95499549 2 2 = n p TNmm =6114 Nmm 式中 2 T 输出轴转矩； 齿轮啮合传动的效率，取=0.97。 2选择输出轴轴承 由于输出轴的轴承不承受径向工作载荷（仅承受输出行星架装置的自重），所示轴 承的尺寸应由结构要求来确定。 输出轴端，轴颈110 2 =dmm。 由于结构特点，输出轴轴承须兼作行星架轴承。为了太阳轮安装方便，使太阳轮能 通过行星架轮毂中的孔，故轮毂孔的直径应大于太阳轮的齿顶圆直径()a a d=99.076mm。 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 14 故按结构要求选用特轻系列单列深沟球轴承 6030 型，其尺寸为 mmmmmmBDd35225150=，可画出行星架草图（如附图 03）。 轴承的寿命计算 其参数为 mmd150= mmD225= mmB35= 132= r CkN 125 0 = r CkN 3000 lim =nminr （油浴）； 取载荷系数 2 . 1= p f； 当量动载荷 42402 . 1= rpF fPN=5088N; 轴承的寿命计算 330 6 ) 5088 132000 ( 82.181 16670 )( 60 10 = P C n L c h h=1600938h70400h 故该轴承满足寿命要求。 第五章第五章 行星架的设计行星架的设计 5.1 行星架结构方案行星架结构方案 行星架是行星齿轮传动中的一个较重要的构件。一个结构合理的行星架应当是外廓 尺寸小，质垦小，具有足够的强度和刚度，动平衡性好，能保证行星轮间的载荷分布均 匀， 而且应具有良好的加工和装配工艺。 从而， 可使行星齿轮传动具有较大的承载能力、 较好的传动平稳性以及较小的振动和噪声。 由于在行星架上一般安装有 p n 个行星轮的心轴或轴承， 故它的结构较复杂， 制造和 安装精度要求较高。尤其，当行星架作为行星街轮传动的输出基本构件时，它所承受的 外转矩最大，即承受着输出转矩。 目前，较常用的转臂结构有双侧板整体式、双侧板分开式和单侧板式三种类型。 1. 双侧板整体式转臂 在行星轮数 p n 2 的 2Z- X 型传动中，一般采用如图 3- 16 所示的双侧板整体式转 臂。 由于双侧板整体式转臂的刚性较好，因此，它已获得较广泛的应用。当传动比(如 2Z- X(A)的传动比 b ax i 4)较大时，行星轮的轴承一般应安装在行星轮轮缘孔内臂较合理。 对于尺寸较小的整体式转臂结构，可以采用整休锻造毛坯来制造，但其切削加工量 较大。因此，对于尺寸较大的整体式转臂结构，则可采用铸造和焊接的方法，以获得形 状和尺寸较接近于实际转臂的毛坯。但在制造转臂的工艺过程中，应注意消除铸造或焊 接的内应力和其他缺陷;否则将会影响到转臂的强度和刚度，而致使其产生较大的变形， 从而，影响行星齿轮机构的正常运转。在此，还应该指出的是:在加工转臂时，应尽可能 提高行星架上的行星轮心轴孔（或轴承孔）的位置精度和同轴度 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 15 5.2 行星架制造精度行星架制造精度 由于在行星架上支承和安装着 p n 3 个行星轮的心轴，因此，行星架的制造精度对 行星齿轮传动的工作性能、运动的平稳性和行星轮间载荷分布的均匀性等都有较大的影 响。在制定其技术条件时，应合理地提出精度要求，且严格地控制其形位偏差和孔距公 差等。 1. 中心距极限偏差 a f 在行星齿轮传动中，行星架上各行星轮轴孔与转臂轴线的中心距偏差的大小和方 向， 可能增加行星轮的孔距相对误差 1 和行星架的偏心量， 且引起行星轮产生径向位移; 从而影响到行星轮的均载效果。所以，在行星齿轮传动设计时，应严格地控制中心距极 限偏差 a f 值。要求各中心距的偏差大小相等、方向相同;一般应控制中心距极限偏差 a f =0.010.02mm 的范围内。该中心距极限偏差 a f 之值应根据巾心距 a 值，按齿轮精 度等级按照 表 4- 1 选取。 表 4- 1 中心距极限偏差 a f m 精度等 级 a f 齿轮副的中心距 a 18 30 30 50 50 80 80 120 120 180 180 250 250 315 315 400 87 109 2 1 IT8 2 1 IT9 16.5 26 19.5 31 23 37 27 43.5 31.5 50 36 57.5 40.5 65 44.5 70 第六章第六章 减速器内部主要传动零件的强度校核减速器内部主要传动零件的强度校核 6.1 传动轴的强度校核传动轴的强度校核 校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。由文献1，15- 5可 知，取 6 . 0= ，轴的计算应力 3 . 14 1501 . 0 )1026 . 9 6 . 0(153.676785 )( 3 252 2 3 2 = + = + = W TM c MPa （3.43） 选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由文献1表 115 可知， 60 1 = MPa。因此， 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 16 1 = + = + =S SS SS Sca （3.52） 故该轴在截面 V 左侧的强度是足够的。 截面 V 右侧 抗弯截面系数 2197001301 . 01 . 0 33 =dW mm 3 抗扭截面系数 4394001302 . 02 . 0 33 =dWT mm 3 截面 V 左侧的弯矩 M 为 628.626570 5 . 761 705 153.676785=M MPa 截面 V 上的扭矩 T 为 3200000=T MPa 截面上的弯曲应力 85 . 2 219700 628.626570 = W M b MPa 截面上的扭转切应力 28 . 7 439400 3200000 1 = T T W T MPa 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 及 按文献1附表 23 查取。因 江西科技学院毕业设计 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 18 023 . 0 130 3 = d r ， 08 . 1 130 140 = d D ， 05 . 2 = ， 3 . 1= 又由文献1附图 13 可得轴的材料的敏感系数为 83 . 0 = q ， 87. 0= q 故有效应力集中