自动洗衣机行星齿轮减速器的设计
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见内容提要本课题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。
在自动洗衣机中使用行星轮系减速器就是利用了行星齿轮传动,其主要优点有:1)体积小,质量小,结构紧凑,承载能力大;2)传动效率高;3)传动比较大;4)运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低。
自动洗衣机行星齿轮减速器的设计首先,行星齿轮减速器由外齿圈、内齿圈、星轮和固定在外壳上的载频等组成。
其中,外齿圈固定在壳体上,内齿圈与洗衣机内筒连接。
为了使减速器的传动效率高、噪声小且寿命长,我们需要针对几个关键点进行设计:1.齿轮参数的选择:首先,需要根据行星齿轮减速器的传动比例和输入输出转速来选择适当的齿轮参数,如模数、齿数和齿距等。
通常情况下,模数越大,齿轮的强度越高,但减速器的体积也会增大。
2.齿轮材料的选择:齿轮材料的选择对减速器的寿命和噪声有着重要的影响。
常用的齿轮材料有钢、塑料和铸铁等。
钢齿轮具有较高的韧性和强度,但噪声较大;塑料齿轮具有良好的减震性能和静音效果,但强度较低。
根据实际需求,可以选择合适的齿轮材料。
3.轴承的选取:减速器中的轴承是保证其正常运转的关键部件。
在设计过程中,需要根据负载情况和转速来选取适当的轴承类型,同时还需要考虑其寿命和摩擦损耗等因素。
4.接触疲劳强度的计算:接触疲劳强度是评价齿轮对接触疲劳强度的重要指标。
在设计过程中,需要根据齿轮的几何参数、材料和齿轮传动的类别来计算接触疲劳强度,以确保齿轮的安全性能。
除了上述关键点外,还需要考虑减速器的噪声和传动效率等问题。
为了降低噪声,可以采用减震措施,如合理设计齿轮的参数和齿形等;为了提高传动效率,可以采用优化的齿轮组合形式,减少传动链条的摩擦损失。
总而言之,自动洗衣机行星齿轮减速器的设计需要考虑齿轮参数的选择、齿轮材料的选择、轴承的选取和接触疲劳强度的计算等关键点,同时还需要降低噪声和提高传动效率。
通过合理的设计和选择,可以使减速器具有稳定的传动性能和较长寿命。
第一章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、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。
但随着人们对行星传动技术进一步的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够件的组成情况可分为:2K—H、3K、及K—H—V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2K—H行星传动NGW型。
第二章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:p i=5.2输入转速:n=2600r/min输入功率:P=150wn=3行星轮个数:wz=63内齿圈齿数b(二)系统组成框图洗涤: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、波轮与脱水桶等速旋转。
第三章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。
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本科毕业论文(设计)题目:自动洗衣机行星齿轮减速器的设计学院:工学院姓名:学号:专业:机械设计制造及其自动化年级:级指导教师:康丽春职称:讲师二0一二年5月摘要本论文是有关一种自动洗衣机行星齿轮减速器的设计,洗衣机是代替人工完成洗涤衣物过程的家用电器,行星齿轮减速器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,通过行星架降动力传到轴上,再传给其他齿轮,它们由一组若干个齿轮组成一个轮系,只有一个原动机,这种周转轮系称为行星轮系。
本设计按照给定的部分参数,根据实际的需要和硬度强度等要求,同时保持正常工作状态的情况下,对自动洗衣机行星齿轮减速的各个零件进行设计选材。
关键词:自动洗衣机,行星齿轮减速器。
AbstractThis thesis is about an automatic washing machine planetary gear reducer design, washing machine is to replace artificial finish washing clothes process of household appliances, planetary gear reducer is actually used the principle of gear reducer, it has a fixed position of the gear axis call center wheels or the sun round, with the sun round the edge has the gear axis change, namely on the one hand for rotation on the other hand, as the planet wheel gear that revolution, the planet round with support for component called planet shelf, through the planet shelf drop power to shaft, again to other gear, they by a group of several gear form a gear train, only a prime mover, the turnover was called planet gear. This design according to the given some parameters, according to the actual need and hardness strength and other requirements, while maintaining normal condition, automatic washing machine to various parts of the planet reducer, gear design selection.Key words: automatic washing machine, the planet gear reducer.目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)1 绪论 (1)1.1 发展概况 (1)1.2 洗衣机的分类、机构及工作原理、过程 (2)1.3 减速器 (5)1.4 行星齿轮的传动 (7)1.5 行星齿轮传动的特点 (9)1.6 行星齿轮传动的分类 (10)2 传动方案设计 (11)2.1 传动方案的要求 (11)2.2 拟定传动方案 (11)2.3 原始数据 (12)3 行星齿轮传动的设计 (13)3.1 行星齿轮传动比和效率计算 (13)3.2 行星齿轮传动的配齿计算 (14)3.3 行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (17)3.4 行星齿轮传动的受力分析 (27)3.5 行星齿轮传动的均载机构的设计 (29)4 中心轮、行星轮和行星架的结构设计 (30)4.1 中心轮的结构设计 (30)4.2 行星轮的机构设计 (31)4.4 内齿圈的设计 (33)4.5 行星架设计 (33)5 行星齿轮减速器输入轴输出轴设计 (35)5.1 减速器输入轴设计 (35)5.2 减速器输出轴设计 (37)6 自动洗衣机行星齿轮减速器装配图 (38)7 结论与展望 (39)7.1 结论 (39)7.2 展望 (39)参考文献 (40)致谢 (41)1 绪论从20世纪80年代初期洗衣机逐渐进入中国家庭,并由最开始的单缸洗衣机到双缸洗衣机,再到全自动洗衣机,全自动洗衣机也从最初的采用机械电动式控制器的普通式全自动洗衣机,发展成为采用微电脑控制的微电脑控制全自动洗衣机,再到采用模糊控制技术的模糊控制全自动洗衣机。
中文摘要在日常的洗衣机中使用行星轮系减速器较普通齿轮减速器,拥有体积小、重量轻等诸多优点。
它的组成结构紧凑、承载能力较大、传动效率高、动作平稳、具有很强的抗震能力,综合上述优点之后,并且拥有噪声低的特点,所以在生产生活中得到很多的应用。
但是同时它也存在一定的缺点:例如结构复杂、材料要求较高加工精度高、设计计算及安装困难也很复杂。
但随着研究的深入,技术的提升,国内外技术的整合,其结构等技术不断完善,生产设备条件的优化,完全可以生产出来更好的行星减速器。
行星齿轮减速器的原理,围绕一个轴线位置固定的太阳轮,太阳轮边上设置轴线变动的齿轮,既做自传又做公转。
行星轮的支撑机构命名为行星架,通过行星架将动力传到轴上,再传给其它齿轮。
若干个齿轮组成的一个轮系,拥有一个原动件,这种周转轮系称为行星轮系。
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够件的组成情况可分为:2K—H、3K、及K—H—V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。
N表示内啮合,W表示外啮合,G表示内外啮合公用行星轮。
本文所设计的行星齿轮是2K—H行星传动NGW型。
关键词:行星轮;太阳轮;行星架;齿轮强度目录摘要 (I)1 引言 (1)2 原始数据及系统组成框图 (2)2.1有关原始数据 (2)2.2系统组成框图 (2)3 减速器行星轮设计 (3)4 传动系统的方案设计 (4)5 行星齿轮传动设计 (5)5.1行星齿轮传动的传动比和效率计算 (5)5.2 行星齿轮传动的配齿计算 (6)5.3行星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 (7)5.4行星齿轮传动强度计算及校核 (9)5.5行星齿轮传动的受力分析 (15)5.6行星齿轮传动的均载机构及浮动量 (15)5.7轮间载荷分布均匀的措施 (16)6 行星轮架与输出轴间齿轮传动的设计 (17)6.1轮材料及精度等级 (17)6.2按齿面接触疲劳强度设计 (17)6.3按齿根弯曲疲劳强度计算 (18)6.4主要尺寸计算 (18)6.5验算齿轮的圆周速度v (19)7 行星轮系减速器齿轮输入输出轴的设计 (19)7.1减速器输入轴的设计 (19)7.2行星轮系减速器齿轮输出轴的设计 (23)8 总结 (24)9 参考文献 (25)1.引言上世纪80年代初,洗衣机被引进中国,替代了人民传统的手洗方式,由刚开始的单缸到后来的双缸发展,再到现在的全自动洗衣机,相信科技的不停发展,会产生科技含量更高,更智能的洗衣机。
行星齿轮减速器毕业设计行星齿轮减速器毕业设计随着科技的不断进步和社会的不断发展,机械工程领域的研究也越来越受到人们的关注。
作为机械工程师的学生,我也深深地被这个领域所吸引。
在我的毕业设计中,我选择了研究和设计一种行星齿轮减速器。
一、行星齿轮减速器的原理和应用行星齿轮减速器是一种常见的机械传动装置,它由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。
太阳轮位于行星轮的中心,行星轮则围绕太阳轮旋转,同时与内齿圈啮合。
通过这种结构,行星齿轮减速器可以实现不同速比的传动。
行星齿轮减速器具有结构紧凑、传动效率高、承载能力强等优点,因此被广泛应用于机械设备中。
例如,汽车的变速器中常常采用行星齿轮减速器来实现不同档位的切换。
此外,行星齿轮减速器还广泛应用于工业机械、航天器、机器人等领域。
二、行星齿轮减速器的设计过程在我的毕业设计中,我首先进行了行星齿轮减速器的设计。
根据实际需求,我确定了需要实现的速比和扭矩传递要求。
然后,我通过计算和仿真分析,确定了行星齿轮减速器的齿轮参数,包括模数、齿数、齿宽等。
接下来,我使用计算机辅助设计软件进行了行星齿轮减速器的三维建模。
通过建模,我可以清晰地观察到各个齿轮之间的啮合情况,并进行必要的调整和优化。
同时,我还进行了有限元分析,以确保行星齿轮减速器在工作过程中的强度和刚度满足要求。
最后,我制造了一台实物样机,并进行了试验验证。
通过试验,我可以验证设计的准确性和可行性,并对行星齿轮减速器的性能进行评估和优化。
三、行星齿轮减速器的挑战和未来发展在行星齿轮减速器的设计和研究过程中,我也面临了一些挑战。
例如,行星齿轮减速器的制造精度要求高,对工艺技术和设备要求较高。
此外,行星齿轮减速器在运行过程中会产生一定的噪声和振动,需要进行有效的减振和降噪处理。
然而,随着材料科学、制造技术和仿真分析等方面的不断进步,行星齿轮减速器的性能和可靠性将得到进一步提升。
未来,我们可以通过使用新材料、改进制造工艺和优化设计等手段,进一步提高行星齿轮减速器的承载能力、传动效率和使用寿命。
自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 1 毕业设计第一章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、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。
但随着人们对行星传动技术进一步的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够件的组成情况可分为:2K—H、3K、及K—H—V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2K—H行星传动NGW型。
第二章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:p i=5.2输入转速:n=2600r/min输入功率:P=150wn=3行星轮个数:wz=63内齿圈齿数b(二)系统组成框图洗涤: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、波轮与脱水桶等速旋转。
自动洗衣机的工作原理:见图第三章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。
自动洗衣机行星齿轮减速器设计随着科技的进步和人们对生活质量要求的提高,自动洗衣机在家庭和工业领域的需求不断增加。
自动洗衣机通过电机驱动,具有洗涤、漂洗、脱水等功能,大大减轻了人们的家务负担。
然而,对于自动洗衣机来说,如何将电机的动力有效地传递到洗衣机的各个部件是一个关键问题。
行星齿轮减速器作为一种高效的传动装置,在自动洗衣机中得到了广泛应用。
本文将介绍自动洗衣机行星齿轮减速器的设计方案。
在设计行星齿轮减速器时,需要遵循以下步骤:传动比是行星齿轮减速器的重要参数,它决定了减速器的减速能力。
根据自动洗衣机的具体需求,选取合适的传动比,以确保洗衣机在满足洗涤效果的同时,具有较低的能耗。
电机的功率和转速直接影响到行星齿轮减速器的设计和洗衣机的性能。
根据洗衣机的具体需求,确定合适的电机功率和转速,以保证洗衣机的正常运行。
行星齿轮减速器中的行星齿轮副具有承载能力强、传动效率高等优点。
在设计时,需要确定行星轮的数量、分布圆半径、齿数等参数,以满足减速器的传动比和承载能力要求。
轮齿形状的设计直接影响到行星齿轮减速器的传动效率和承载能力。
根据行星轮的数量和分布圆半径,设计合理的轮齿形状,以提高减速器的传动效率和承载能力。
在确定了行星齿轮减速器的传动比、电机功率和转速、行星齿轮副和轮齿形状等参数后,还需要对减速器进行优化设计。
这包括优化轴的直径、长度、轴承类型和配合方式等参数,以提高减速器的可靠性和使用寿命。
在自动洗衣机中应用行星齿轮减速器,具有以下优点:行星齿轮减速器具有高传动效率,可以将电机的动力有效地传递到洗衣机的各个部件,从而提高洗衣机的洗涤效率。
行星齿轮减速器结构紧凑,可以适应狭小的安装空间,使得自动洗衣机在设计时更加灵活。
承载能力强行星齿轮减速器具有承载能力强、寿命长等特点,可以承受自动洗衣机在洗涤过程中产生的冲击和振动。
通过合理设计行星齿轮减速器的传动比,可以在满足洗涤效果的同时,降低洗衣机的能耗。
行星齿轮减速器具有结构简单、易于维护等特点,可以降低自动洗衣机的维护成本。
洗衣机是人们家家户户必备的产品。
随着人们生活水平的提高,人们对洗
衣机的要求也是越来越高。
洗衣机既要能达到洗衣的目的,又要节能省电,同时又要求能有减少噪音。
本文设计的是应用于自动洗衣机的行星齿轮减速器。
本次设计的减速器具有传动精度高、噪音低,设计制造性价比较高等优点,可以满足自动洗衣机的
需求。
本文首先介绍了行星齿轮减速器的国内形势和发展趋势,从系统设计,系统的分析和设计的主线出发,从整体设计到各个零部件的机械设计,都有较为详细的设计计算过程及计算数据。
在设计过程中,通过一系列的反复探索,最终建立有针对性的研究方法,使用正确的理论分析来解决设计过程中出现的各个问题。
基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减行星初步构思1. 引言在现代社会,自动洗衣机已经成为人们生活中不可或缺的家电之一,它的出现极大地方便了人们的生活。
而自动洗衣机中的减速器是其核心部件之一,是确保洗衣机正常运转的关键。
针对这一问题,本文将讨论基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减速器的初步构思。
2. 行星齿轮减速器的原理与应用行星齿轮减速器是一种常用的减速传动装置,由行星轮、太阳轮、内齿圈和行星架等部件组成。
它可以实现高速到低速的转换,减少电机的转速,提高扭矩输出。
在自动洗衣机中,行星齿轮减速器可以有效地减小电机转速,从而使洗衣筒以适当的速度旋转,达到洗涤的效果。
3. 基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减速器的构思基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减速器的构思,可以结合单片机的自动控制功能,实现对洗衣机减速器的智能控制。
可以通过单片机来实现对洗衣机启动、停止、转速控制等功能的智能调控,从而更好地适应不同的洗衣需求。
还可以结合传感器技术,实现对洗衣机内部状态的实时监测,提高洗涤效果。
4. 概念验证和可行性分析概念验证和可行性分析是工程设计中非常重要的一环。
对于基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减速器的构思,可以进行相关的概念验证和可行性分析。
通过建立数学模型、进行仿真实验等方式,来验证所构思的方案是否切实可行,是否满足洗衣机的要求,以及是否能够实现预期的效果。
5. 个人观点和理解个人认为,基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减速器的构思,可以更好地满足现代洗衣机的智能化、高效化的要求。
通过引入单片机和传感器技术,可以实现对洗衣机的智能控制和状态监测,提高洗涤效果,减少能源消耗,提升用户体验。
这一构思在实际应用中具有广阔的发展前景。
6. 总结基于单片机的自动洗衣机行星齿轮减速器的初步构思,结合了行星齿轮减速器的传动原理和单片机的智能控制技术,可以实现对洗衣机的智能化控制,提高洗涤效果,降低能源消耗,具有广泛的应用前景。
通过概念验证和可行性分析,以及进一步的工程设计和实验研究,相信这一构思可以得到更加完善和成熟,为洗衣机行业的发展带来新的机遇和挑战。
附表一
中国地质大学江城学院
毕业论文(设计)任务书
机械与电子信息学部机械设计制造及其自动化(数控方向)专业
注:1.该任务书由学部下达,一式三份,学部、指导教师、学生各一份。
其中学部的一份待答辩完后作为附件装入学生毕业设计(论文)资料袋中;
2.该任务书必须在学生毕业设计(论文)开始1周内由指导教师填写完毕。
指导教师(签名):日期:
教研室主任(签名): 日期:
附表二
中国地质大学江城学院毕业论文(设计)开题报告
机械与电子信息学部机械设计制造及其自动化(数控方向)专业
备注:1、开题报告应根据指导教师下发的毕业设计(论文)任务书,在教师的指导下由学生独立撰写,在毕业设计开始后三周内完成;。
重庆三峡学院毕业设计(论文)题目自动洗衣机行星齿轮减速器的设计院(系)机械工程学院专业机械设计制造及其自动化年级 2 0 1 0 级机械一班学生姓名黄小江学号 2 0 1 0 0 7 0 2 4 2 3 3指导教师宋文艳职称助教2014年5月目录第一章概论 (2)1.1 洗衣机的发展史 (2)1.2 齿轮传动和减速器的发展现状 (2)1.3 最新洗衣机工作过程 (2)1.4 现代常见的三类洗衣机对比 (3)1.5 减速器传递效率计算和洗衣机工作流程简图 (4)第二章总体方案的设计 (5)2.1 可选用的传动方式 (5)2.2 行星齿轮的型号选用 (6)第三章主传动部分的设计 (7)3.1 已知设计参数 (7)3.2 主传动相关参数的初步确定 (7)3.3 齿轮校核 (11)3.4 行星架相关参数 (15)第四章输入输出轴的设计和校核 (16)4.1 输入轴的设计和校核 (16)4.2 输出轴的设计和校核 (18)第五章外形设计和选取 (21)5.1 内齿圈设计 (21)5.2 行星架样式 (21)5.3 装配图 (23)5.3 外壳的设计 (24)结论 (25)参考文献 (25)感谢词 (26)设计题目:自动洗衣机行星齿轮减速器的设计黄小江重庆三峡学院机械工程学院机械设计专业10级1班重庆万州 404000摘要:本课题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。
在洗衣机中使用行星轮系减速器正是利用了星星齿轮传动:体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大、传动效率高、传动比较大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点。
行星轮减速器其实就是齿轮减速器的原理,它有一个轴线位置固定的齿轮叫太阳轮,在太阳轮边上有轴线变动的齿轮,既做自传又做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。
摘要随着经济发展,洗衣机等家用电器进入家中,显得非常常见。
本文是关于洗衣机减速器内部的一个设计,并且人们生活质量越来越高,电器也考虑其质量和空间了,尤其是运行情况,是否有噪音,寿命是否够长。
行星轮系是一种比较先进的齿轮传动机构,各个方面要求都比较高,如:体积和重量能。
还有就是传动精度,如果精度不高就会产生很大噪音,将会影响其性]1[现在生活富足,人们还要求洗衣机美观,整体看起来舒适,所以这次设计从这些方面入手,满足人们需求的同时,还要提高性能,从而达到洗衣机质量轻、体积和噪音小、运行平稳良好。
关键词:涡轮洗衣机;行星齿轮减速器;精度;齿轮AbstractWith the development of the economy, washing machines and other household app liances into the home, it is very common.This paper is about the washing machine reducer internal design, and people's qual ity of life is getting higher and higher, electrical appliances also consider its quality and space, especially the running situation, whether there is noise, life is long enough. Plane tary gear train is a relatively advanced gear transmission mechanism, all aspects of the r equirements are relatively high, such as: volume and weight is the precision of the trans mission, if the precision is not high will produce a lot of noise, will affect its performan ce.Now life is rich, people still ask washing machine is beautiful, whole looks comfor table, so this design proceeds from these respects, satisfy people demand while, improve performance even, achieve washing machine quality thereby light, volume and noise ar e small, run smoothly good.Keywords: turbine washing ,machine,Planetary ,gear red目录摘要 .................................................. 错误!未定义书签。
自动洗衣机行星齿轮减速器的创新设计发布时间:2021-06-04T03:09:35.364Z 来源:《中国科技人才》2021年第9期作者:陈盼盼孙俭富[导读] 行星齿轮减速器相当于一般的齿轮减速器,它们具有体积小、质量少、结构紧密、运动平稳、承受能力强、传动效率高、传动比较大、抵抗冲击和震动的性能较强、噪音低等诸多优点,这些都正受到我国日益广泛的机械制造企业和技术人员的深入了解和关注。
山东协和学院山东济南 250000摘要:本文的研究课题是对自动洗衣机行星齿轮减速器的一种分析设计。
由于 NGW型行星式齿轮传动效率高、体积小、质量轻以及结构简单制造方便、传递功率区间范围大,可以适合用于各类工作环境,在机械传动中的应用最为广泛,它的优势和特点正好是满足了这一类传动解决方案。
鉴于此,特别选用了行星式齿轮传动当作自动洗衣机减速器。
关键词:行星齿轮、减速器。
1、概述行星齿轮减速器相当于一般的齿轮减速器,它们具有体积小、质量少、结构紧密、运动平稳、承受能力强、传动效率高、传动比较大、抵抗冲击和震动的性能较强、噪音低等诸多优点,这些都正受到我国日益广泛的机械制造企业和技术人员的深入了解和关注。
行星式齿轮传动不但适用于低速、大转矩的高速传动,也适用于各种高速、大功率的机械传动设备上。
它们还可以被广泛地用作各种运动的合成与分解,减速、增速和变化的传动,以及其它特别是应用中。
这些作用对现代化机械传动的发展都是非常有重大的意义。
2、行星齿轮减速器结构此次设计的是一种行星太阳齿轮自动减速器。
这个减速器需要配备一个行星太阳轮,在两个行星太阳轮的内部边缘分别配备一个由旋转轴线自动改变的行星齿轮,即既同时可以被当做一个公转又同时可以被当作一个自旋来做旋转的行星齿轮,行星轮上所支撑的主体构件被称为行星架,行星架的框架就是可以将两个行星轮的内部驱动力直接通过传送齿轮到轴上,进而传给其它齿轮。
同时,均匀地将其排布在各个所述太阳行星轮外周并与其他所述太阳行星轮外部相互直接啮合的每一个外部行星轮和其他所述各个行星轮内部相互直接啮合的内部行星齿轮体又组成了每一个不同行星的齿轮体积的关系。
机械设计专业毕业论文——自动洗衣机行星齿轮减速器的设计一、绪论自动洗衣机是现代家庭不可或缺的家电之一,它帮助人们解决了日常洗涤物品的问题,提高了人们的生活质量。
目前,自动洗衣机的种类繁多,其中一种常用的结构是行星齿轮减速器驱动的。
行星齿轮减速器相对于其它减速器具有更高的精度、更大的扭矩、更高的效率等特点。
因此,本文以自动洗衣机的行星齿轮减速器为研究对象,进行设计并进行相应的分析和验证。
二、行星齿轮减速器的基本概念行星齿轮减速器主要由太阳轮、行星轮和内齿圈组成,太阳轮与内齿圈固定,行星轮固定在行星架上,并绕太阳轮公转,同时还绕着行星轮自转。
通过行星架的运动使得内齿圈的输出轴旋转,实现减速。
行星齿轮减速器相对于其它减速器具有结构紧凑、寿命长、噪音低、传动效率高等优点,被广泛应用在各种设备中。
三、设计流程1、确定主要参数行星齿轮减速器是根据输入端的转速及转矩要求,选择合适的标称输出转矩和速比的,所以首先要明确输入端的转速要求。
本文假设输入端转速为1500rpm,转矩为20 Nm。
在此基础上,选择输出转矩为100 Nm,速比为1:30。
2、确定齿轮参数太阳轮的齿数z1为30,行星轮的齿数z2为28,内齿圈的齿数z3为104。
由于行星轮固定在行星架上并绕太阳轮公转,需要确定行星架的数量。
经过计算,行星架的数量n为3。
3、齿面设计行星齿轮减速器的齿面设计是关键,如果设计不当,很容易出现齿面接触不均,导致减速器寿命缩短甚至毁坏。
齿面设计的主要目标是确保每个行星齿轮轨迹都落在太阳轮和内齿圈齿面的中心线上。
在此基础上,根据实际工作情况将齿面进行优化,使减速器性能更加稳定。
4、结构设计行星齿轮减速器的结构设计需要考虑实际工作场景,合理布置齿轮、架子等零部件。
考虑到自动洗衣机的体积限制,本文采用了紧凑型设计,行星架布置在太阳轮内部,内齿圈采用螺旋式布置。
四、结论本文以自动洗衣机的行星齿轮减速器为研究对象,进行了设计工作,并对齿轮参数、齿面设计、结构设计等方面进行了详细介绍。
自动洗衣机行星齿轮减速器的设计摘要本文阐述一种自动洗衣机内部的行星轮系减速器。
在洗衣机中使用行星轮系减速器正是利用了行星齿轮传动:体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大、传动效率高、传动比较大、运动平稳、抗冲击和震动的能力较强、噪声低的特点。
行星轮减速器利用齿轮减速器的原理,用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机高速运转的动力,通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮,啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。
由于行星轮系减速也存在很多缺点,它不仅要材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、安装较困难些,设计计算也较一般减速器复杂。
本文主要就对这些缺点加以改进,使洗衣机的工作性能更加的平稳。
随着对行星传动技术进一步的深入地了解和掌握,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,完全可以制造出更好的行星齿轮传动减速器。
关键词:行星轮系减速器;行星轮;太阳轮;行星架目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外的研究现状和发展趋势 (1)1.3 主要研究内容 (1)第2章传动原理及特点 (3)2.1 行星齿轮传动原理 (3)2.2 有关固定参数和工作原理 (3)2.3 行星轮系减速器特点 (5)2.4 本章小结 (5)第3章传动系统方案的设计 (6)3.1 传动方案的分析与拟定 (6)3.1.1 对传动方案的要求 (6)3.1.2 拟定传动方案 (6)3.2 行星齿轮传动设计 (6)3.2.1 传动比和效率计算 (6)3.3 传动的配齿计算 (7)3.4 几何尺寸和啮合参数计算 (8)3.5 传动强度计算及校核 (11)3.6 行星齿轮传动的受力分析 (12)3.7 本章小结 (15)第4章轮架与输入输出轴的设计 (17)4.1 齿轮材料及精度等级 (17)4.2 减速器齿轮输入输出轴的设计 (17)4.2.1 减速器输入轴的设计 (17)4.2.2 减速器输出轴的设计 (19)4.3 本章小结 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第1章绪论1.1课题背景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。
1.2国内外的研究现状和发展趋势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。
我国对行星齿轮传动的研究起步较晚,而且在行星齿轮产业发展出现的问题中,许多情况不容乐观,如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品;技术密集型产品明显落后于发达工业国家,由于行星齿轮减速器具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大和同轴性好等许多优点,它可以广泛地应用于航空航天、兵器、石油化工、纺织、轻工食品、精密机械、医疗器械、仪器仪表、机器人和工业机械手以及高级电动玩具等各个领域和部门中。
行星齿轮减速器在现代的军用和民用工业中具有极广阔的应用前景。
1.3主要研究内容本文主要设计的是一种自动洗衣机的行星齿轮减速器。
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。
第2章传动原理及特点2.1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。
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二为一,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、销轴强度不够的难题,具有巨大的优势和发展潜力。
2.2有关固定参数和工作原理本课题是关于一种自动洗衣机行星轮系减速器的设计,有关固定参数如下表所示:表2-1有关固定参数数据使用地点:自动洗衣机减速离合器内部减速装置;自动洗衣机的工作原理:见图2-1洗涤过程具体工作内容如下:在A 制动同时B 放开,运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮。
脱水过程具体工作内容如下:在A 放开同时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2-1 洗衣机工作原理图 减速器系统主要由电动机输出轴、中心轮、行星轮、输出轴等组成。
具体减速器系统组成框图如图2-2图2-2 减速器系统组成框图2.3行星轮系减速器特点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、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。
但随着人们对行星传动技术进一步的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,完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。
2.4本章小结本章对行星齿轮减速器进行了分析具体内容如下:(1)论述了行星齿轮传动装置的组成。
(2)阐述了行星轮系减速器的各种特点。
(3)确定原始数据以及一些数据参数。
第3章传动系统方案的设计3.1传动方案的分析与拟定3.1.1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。
3.1.2拟定传动方案任何一个方案,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3-1所示是拟定的传动方案,适于在恶劣环境下长期连续工作。
a-中心轮;b-内齿圈;g-行星轮;H-行星架图3-1周转轮系3.2行星齿轮传动设计3.2.1传动比和效率计算行星齿轮传动比符号及角标含义为:1i,1固定件、2—主动件、233—从动件,1、齿轮2固定时(图3—1),2K—H(NGW)型传动的传动比bi为:a Hb a H i =1-H a b i =1+2z /1z (3-1)输出转速:H n =a n /p i =n/p i =2600/5.2=500r/min2、行星齿轮传动的效率计算:η=1-|a n -H n /(H a b i -1)·H n |·H ψ(3-2) H ψ=H H H a b B ψψψ+ 式中 H a ψ—a —g 啮合的损失系数 H b ψ—b —g 啮合的损失系数HB ψ—轴承的损失系数Hψ—总的损失系数,一般取H ψ=0.025按a n =2600 r/min 、H n =500r/min 、H a b i =-21/5可得 η=1-|a n -H n /(H a b i -1)·H n |·H ψ=97.98%3.3 传动的配齿计算传动比的要求——传动比条件b a H i =1+b z /a z =4.2 (3-3)所以中心轮a 和内齿轮b 的齿数满足给定传动比的要求。
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g z 与两个中心轮a z 、b z 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。
w (a )a g - =()w b g a - (3-4)对于非变位或高度变位传动,保证多个行星轮均布装入两个中心轮的齿间——装配条件m/2(a z +g z )=m/2(b z -g z ) (3-5)得g z =b z -a z /2=63-15/2=24相邻两个行星轮所夹的中心角H ϕ=2π/w n 中心轮a 相应转过1ϕ角,1ϕ角必须等于中心轮a 转过γ个(整数)齿所对的中心角,即1ϕ=γ·2π/a z (3-6)式中2π/a z 为中心轮a 转过一个齿(周节)所对的中心角。
p i =n/H n =1ϕ/H ϕ=1+b z /a z (3-7)经整理后γ=a z +b z =(15+63)/2=24 (3-8)满足两中心轮的齿数和应为行星轮数目的整数倍的装配条件。
保证相邻两行星轮的齿顶不相碰——邻接条件在行星传动中,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,如图3-2所示图3-2 行星齿轮可得 2w a sin(180/)o w n >()a g d(3-9)2·2/m ·(a z +g z )sin 60o ()a g d =d+2a h =17m满足邻接条件。
3.4 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m=K(3-10)式中mK —算数系数,对于直齿轮传动m K =12.1;1T —啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩,N ·m ; 1T =a T /w n =95491P /w n n=9549×0.15/3×1600=0.2984N ·m; A K —使用系数,由参考文献[2]表6—7查得A K =1; F K ∑—综合系数,由参考文献[2]表6—5查得F K ∑=2;FP K —计算弯曲强度的行星轮间载荷分布不均匀系数,由参考文献[2]公式6—5得FP K =1.85;1Fa Y —小齿轮齿形系数,由参考文献[2]图6—22可得1Fa Y =3.15;, 1z —齿轮副中小齿轮齿数,1z =a z =15;l i m F σ—试验齿轮弯曲疲劳极限,N ·2mm 按由参考文献[2]图6—26~6—30选取lim F σ=120N ·2mm所以m=m K (3-11)取m=0.9(1)分度圆直径d (3-12)()a d =m ·a z =0.9×15=13.5mm()g d =m ·()g z =0.9×24=21.6mm ()b d =m ·()b z =0.9×63=56.7mm(2) 齿顶圆直径a d齿顶高a h :外啮合1a h =*a h ·m=m=0.9 (3-13)内啮合2a h =(*a h -△*h )·m=0.792()a a d =()a d +2a h =13.5+1.8=15.3mm()a g d =()g d +2a h =21.6+1.8=23.4mm()a b d =()b d -2ah =56.7-1.584=55.116mm(3) 齿根圆直径f d齿根高f h =(*a h +*c )·m=1.25m (3-14)()f a d =()a d -2f h =13.5-2.25=11.25mm()f g d=()g d -2f h =21.6-2.25=19.35mm()f b d =()b d +2fh =56.7+2.25=58.95mm(4)齿宽b由参考文献[3]表8—19选取d ϕ=1 (3-15)()a b =d ϕ·()a d =1×13.5=13.5mm ()a b =dϕ+5=13.5+5=18.5mm()b b =13.5+(5-10)=13.5-5=8.5mm(5) 中心距a 对于不变位或高变位的啮合传动,因其节圆与分度圆相重合,则啮合齿轮副的中心距为a —g 为外啮合齿轮副,b —g 为内啮合齿轮副ag a =m/2(a z +g z )=0.9/2×(15+24)=17.55mm (3-16) bg a =m/2(a z +b z )=0.9/2×(63-24)=17.55mm (3-17)表3-1 几何尺寸和啮合参数3.5 传动强度计算及校核(1)选择齿轮材料及精度等级 中心轮a 选选用45钢正火,硬度为162~217HBS ,选8级精度,要求齿面粗糙度a R ≤1.6行星轮g 、内齿圈b 选用聚甲醛(一般机械结构零件,硬度大,强度、钢性、韧性等性能突出,吸水性小,尺寸稳定,可用作齿轮、凸轮、轴承材料)选8级精度,要求齿面粗糙度a R ≤3.2。