全自動洗衣機減速離合器設計含8張CAD圖

全自動洗衣機減速離合器設計含8張CAD圖,全自動,洗衣機,減速,離合器,設計,cad 全自動洗衣機減速離合器設計含8張CAD圖需要咨詢購買全套設計請加QQ1459919609-圖紙預覽詳情如下：全自動洗衣機減速離合器設計任務書.doc全自動洗衣機減速離合器設計開題報告.doc全自動洗衣機減速離合器設計說明書.doc內齒圈.dwg文件清單.txt文獻綜述.doc行星輪架.dwg行星輪架蓋.dwg行星輪系圖.dwg行星齒輪.dwg裝配圖.dwg設計副本輸入軸.dwg輸出軸.dwg全自動洗衣機減速離合器設計【摘要】 隨著洗衣機技術的不斷提高，洗衣機行業(yè)迎來了新一輪熱潮。本課題是有關一種全自動洗衣機減速離合器整體結構簡化和各個部件選用、布局的設計。在洗衣機中使用行星輪系減速器正是利用了行星齒輪傳動：體積小、質量輕、結構緊湊、承載能力大、傳動 高、傳動 大、 動 、 和 動的能力 、的 。離合器 用了 減速離合器， 了傳 的減速離合器， 了離合 裝 ，一 ?簡化了結構，￠機構高 的￡?了洗衣機的洗￥?§currency1?！?，“減速離合器??機??fi行了flfi 了–?輪傳動裝 ?動力·動裝 ???機·動洗衣機?輪和§currency1?，”?…‰ ??動機， `′?了–?輪?出?的ˉ?，減小了 的˙動。【關¨ 】 洗衣機?減速離合器?行星輪? Design of Decelerating Clutch for Fully-automatic Washing Machine【Abstract】 With the continuously improve of the washing machine technology, washing machine industry ushered in a new round of boom?This subject is relatedto the simplification of the overall structure for the reducer in fully-automatic washing machine, and the design for various parts of the selection andlayout?The use of the planetary gear reducer in washing machine just take the advantage of the planetary gear drive small size, light weight, compact structure, bearing capacity, transmission efficiency, transmission relatively large, smooth motion, shock and vibration resistant and, and low noise characteristics?The clutch with the form of friction tray gear clutch, replacing the traditional gear clutch, canceled the clutch operating plot device, simplified the structure to some extent, this institutions efficiently to achieve the washing and dehydration of the washing machine?In addition, it has some improvement between the gear clutch and the motor that cancel the pulley driving device and change the power driving device which is driven by themotor-driven washing machine pulsator and dehydration barrel to the “hollow” motor, so as to avoid the failure of the pulley, reducing the noise of vibration?【Key Words】 Washing Machine, Decelerating Clutch, Planetary Gear, The Form ofFriction Tray?1 ? ˇ 11.1 —述 11.2 內' ? 11.3 洗衣機減速器的簡 22 減速離合器的設計 42.1 有關 選 42.2 系 ??圖 42.3 減速器系 52.3.1 “減速傳動 的要 52.3.2 a 減速器 52.4 離合器系 52.4.1 “傳 離合器的 52.4.2 a 離合器 73 行星齒輪傳動設計 83.1 行星齒輪傳動的傳動 和 計 83.2 行星輪傳動的配齒83.3 行星齒輪傳動的 ???和o合 計 93.4 行星齒輪傳動 計 123.4.1 行星齒輪 計 123.4.2 齒輪齒 的計 133.4.3 有關系 和?? 133.5 行星齒輪傳動的 力 153.6 行星齒輪傳動的?載機構 動量 174 減速器齒輪輸入輸出軸的設計 184.1 減速器輸入軸的設計 184.2 減速器輸出軸的設計 205 減速離合器??機 體結構布局設計 235.1 離合器的設計 235.2減速離合器動力·動裝 flfi 256 減速離合器的裝配 266.1 裝配圖 266.2 裝配圖設計說明26結 ˇ 27?文獻28? ? 29? ? 33 XXX譯文及原稿譯文題目一： 其對稱性揭示了行星齒輪減速器獨立振蕩原稿題目一：Revealing of Independent Oscillations in Planetary Reducer Gear owing to its symmetry原稿出處：L.Banakh，u. Fedoseev，IFToMM World Congress，Besan?on(France)，2007(12)：18-21其對稱性揭示了行星齒輪減速器獨立振蕩摘要：行星減速器的行星齒輪是對稱的機械系統(tǒng)。適用于對稱群的代表理論的振蕩分析是屬于廣義的機械系統(tǒng)。結果發(fā)現(xiàn)，由于減速器的對稱性，衍生出了振蕩分解。減速器有獨立的振蕩類別，例如，太陽輪和本輪衛(wèi)星輪角振蕩階段；太陽輪和本輪衛(wèi)星橫向振蕩反階段。太陽輪和本輪振蕩中的一個階段不依賴與角行星輪振蕩。關鍵詞：行星減速器，對稱性，組代表性的理論，獨立振蕩1 導言眾所周知，運作的行星減速器振蕩的因素有太陽輪，本輪，和行星輪，這些因素基本上不利于減速器的運行，在某些情況下可能會導致其曲率的破壞。有大量的專門研究減速器齒輪動力學分析的文件?；旧隙际抢碚撗芯浚谝延械奈募薪榻B了研究減速器動力學的分析方法。行星減速器具有高度的對稱性。因此，這個結論被廣泛引用，組代表性的理論也適用。這一理論的應用允許用對稱性對其展開深入的動態(tài)分析。為此，必須有一個能考慮到減速器各要素之間剛度聯(lián)系的動力學模型。對稱組代表性的理輪的數(shù)學儀器被廣泛應用在量子力學，晶體，光譜。這種方法的優(yōu)點是很難估算的。有他的幫助能夠確定詳盡完備的動力特性，使用結構對稱的系統(tǒng)僅僅不能確定運動方程。然而，這一經典力學方法也不能被廣泛使用。這是因為一些特殊的機械系統(tǒng)所具有的特點。首先，目前需要一個有6 個自由度的剛體。不清楚的是要怎樣放置這個剛體才能使系統(tǒng)的對稱性穩(wěn)定。第二，真正可能的是技術設計的錯誤和安裝上的錯誤。所以即使一個小小的不對稱也可能導致系統(tǒng)成為準對稱系統(tǒng)。有各種對稱組的多個子系統(tǒng)組成了機械系統(tǒng)。在這方面必須有方法，來分析有各種分系統(tǒng)和固體組成的對稱機械系統(tǒng)和準對稱機械系統(tǒng)。在取得了一些初步的進展后，包括數(shù)學儀器的機械系統(tǒng)可以使用。為此，研究者提出申請廣義操作。這些操作有適當?shù)拿畹木仃?，而不是表在物理。利用廣義操作可以考慮到所有上述功能的機械系統(tǒng)。對初步的剛度矩陣實施這些操作，導致其分解為獨立的模塊，每個模塊獨立對應與自己的振蕩級?？紤]到固體對稱相當與點輸入：這些點選擇在固體上，因此，它們彼此獨立又互相關聯(lián)，并且組成所有系統(tǒng)的對稱組。這些做法也可以用于有限元模型。2 動態(tài)模型的行星減速器，剛度矩陣該模型的行星減速器第一步如圖 2.1 所示。步驟包括由太陽輪，其質量和半徑等于 ， ，它的周圍有 3 星輪1Mr（它們的質量和半徑均相等，都等于 ， ） 。行星輪和它們連it(1,23)S? 2m接，并由它帶動。齒輪傳動裝置的太陽輪，行星輪的剛度等于 后，r 是角傳動1h裝置。S—太陽輪，э—本輪，1，2，3—行星輪圖 2.1 行星減速器圖考慮所有行星減速器振蕩的步驟：橫向（x，y） ，角（j）振蕩（不包括套管） 。一個剛度矩陣可以代表一個塊。這里主要有角剛度（3*3）采取適當?shù)膬热荩屯饷娴闹鲗蔷€的剛度，這些要素之間有聯(lián)系。有 15 個廣義坐標：根據(jù)這些區(qū)塊提附錄。因此矩陣 k 是（15*15） ，一個慣性矩陣 m 是對角線矩陣。3 介紹相當于點動態(tài)模型對稱性操作憑借對稱性行星輪緊固本輪系統(tǒng)已對稱，如 3 架 c（三角形） 。揭示對稱 3 架 c 移動太陽齒輪 s 和本輪 Ep 研究者將進入坐標 L1，L2，L3 ，行星輪固定在太陽輪上的 s 點如圖 3.1。圖 3.1 行星輪圖將行星輪 1，2，3 分別固定在圖上太陽輪所示位置。它們是等分點，它們的坐標分別是：或以矩陣形式寫類似于本輪上的等分點，但是在圖 3.1 中 必須等于 。它們將協(xié)調太陽輪和本1r3r輪的 x，y，j。之后整個坐標系應對稱與 。因此有可能適用于所有有 s，Ep，3c和三顆行星輪（i=1，2， 3） 。該鄰正常投影算子克對稱性點組 被稱為[2]。它是3對于整個系統(tǒng)的操作必須射影派塊對角矩陣這里每個分矩陣對應與 s，Ep 和三個行星輪（i=1，2，3） 。因為三個相同的行星輪并且它們有三個自由度 ，因此有必要深入(andgulr.)ii iistt sttxy???，每一步操作，把 當作每個元素都是對角矩陣（ ）的塊矩陣，它可以代表tsg*3每一個元素。因此太陽輪和本輪最初的坐標（x，y，φ） S，Ep 可以互換 A 和 G。由此產生的變化是最初的矩陣 K 等于新產生的矩陣 GA，它們看起來很像。通過應用這一轉變從矩陣 K1 中可以得到因此，調節(jié)力和力相應的轉變?yōu)椋鹤畛醯木仃?K(15x15)分為 3 個獨立塊（5*5） ，它們看上去很像慣性矩陣 M 仍然為對角線矩陣，因為 GA 是正交的，因此獨立的振振蕩類型只定義為矩陣 K*。4 揭示自然振蕩和強迫振蕩的獨立運動類型A、自然振蕩從矩陣（6）中可以看到，由于系統(tǒng)的對稱性，對原始矩陣 K 進行分解，因此振蕩類型和空間參數(shù)都各不相同。具體的關系在矩陣（6）中表明，有以下的振蕩類型：第一，太陽輪和本輪角振蕩+行星輪振蕩階段，其確定參數(shù)是：123161239,,,rhrh第二，太陽輪和本輪橫向振蕩+行星輪振蕩反階段。產生了倆個相同的矩陣（5*5）這意味著在系統(tǒng)中有 5 個平等頻率。其確定的參數(shù)是：*(1)(2),K?213679,rhh?因此考慮到只有性能的對稱性有可能獲得足夠深的動態(tài)分析性能的系統(tǒng)的行星減速器，他除了能簡化也能優(yōu)化系統(tǒng)的過程。B、強迫振蕩強迫振蕩中獨立振蕩的使用僅適用于兩種情況：a，如果點的適用外部有相同類型的對稱性；例如作為設計的。b，如果它們要根據(jù)獨立振蕩的類型處理，真的，然后變換（5）把力 F *換成含零元素或已次子或二次子。減速器實際裝載力的分析表明，它是有效的，如果系統(tǒng)是不平橫的，同樣的：a，相同的行星輪不平衡+ 本輪不平衡；b，相同的行星輪不平衡+太陽輪不平衡。5 進一步的動作分解進一步分解（6）中子一和二只要有附加條件，使這類系統(tǒng)成為對稱系統(tǒng)是可能的。一些特殊的條件可以使太陽輪和本輪有對稱性，例如：1、S 和 EP 有相同的傳動剛度，即2、S 和 EP 有相同的部分頻率和角速度，即因此，若滿足條件 1，2 ， 則會出現(xiàn)反對稱，這一對稱足組的操作2vC是符合2()Gor???實施這些操作后矩陣 K*會出現(xiàn)相應的變化，真的它們可能有太陽輪和本輪的振蕩對稱和反振蕩對稱。因此，坐標變換是：和這個坐標變換出以下獨立運動的類型具體的關系表明這些矩陣有以下獨立的振蕩類型：I 子（矩陣 ）K???太陽輪 S 的角振蕩和本輪 EP 的相+行星輪的振蕩軸線 X*在第一階段II 子（矩陣 ）??太陽輪 S 的角振蕩和本輪 EP 的反相+行星輪的振蕩的軸線 Y*的階段。同樣發(fā)生分解子二和矩陣 而是 S 和 EP 的橫向振蕩沿軸 X*，(Y*) 和振*(1)(2),K?蕩中的行星輪有個反階段。為顯示分析矩陣 的振蕩 S 和 EP 中的一個階段并不取決于角振蕩行星輪。從分析 和 注意到，h7=h8=h6=0 可能出現(xiàn)。這種振蕩類型是指太陽?????輪和本輪，行星輪的自由振蕩。A、強迫振蕩。根據(jù)這些振蕩類型不誘導其它振蕩類型去掉外力，因為它們是相互正交的。沖擊力提供了一個子二獨立的對稱與反對稱性振蕩 S 和 EP如果它們同事適用 S 和 EP 有平等的價值，然后轉化為外部力量。 表格加載的外部力量這些加載的外力不誘導反對稱振蕩類型。6 結論有規(guī)定，行星齒輪減速器由于其對稱性其振蕩分解增加。有獨立的振蕩，如太陽輪和本輪的角振蕩+ 行星輪振蕩階段；太陽輪和本輪的橫向振蕩+行星輪振蕩反階段。平等的部分頻率的太陽輪和本輪的振蕩階段并不取決與行星輪的角振蕩。自由振蕩的行星輪的一個特定的參數(shù)的選擇是獨立于太陽輪和本輪的角振蕩的。根據(jù)這些誘導振蕩的振蕩類型去掉外力，因為振蕩類型正交對方。這些結果是正確的行星減速器齒輪在參數(shù)改變時給出對稱性。任務書學生姓名 學號 專業(yè)班級題 目 全自動洗衣機減速離合器設計指導教師 劉福慶 職 稱 講師課題類型 ■設計 □論文課題來源 □教師科研課題 ■教師生產實際課題 □學生自立課題畢業(yè)設計（論文）起止時間 20XX 年 11 月 1 日至 20XX 年 6 月 15 日一、畢業(yè)設計（論文）的主要內容及要求1、開題報告和文獻閱讀（1）文獻閱讀：查閱文獻應不少于 15 篇，其中外文文獻不少于 2 篇，近 5 年內的文獻數(shù)一般不少于文獻總數(shù)的 1/3，并應有近 2 年內的文獻。（2）文獻綜述：3000 字以上，包括國內外現(xiàn)狀、研究方向、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等。（3）開題報告：2000 字以上，包括選題的意義、可行性分析、研究的內容、研究方法、擬解決的關鍵問題、預期結果、研究進度計劃等。（4）外文翻譯：3000 字以上（翻譯成中文后的漢字字數(shù)） 。2、課題要解決的主要問題和具體要求1）解決減速離合器整體結構簡化的問題；2）解決各個部件選用、布局問題。3、論文：10000 字以上（部分特殊專業(yè)根據(jù)實際情況，經教務辦確認，可適當調整有關字數(shù)方面的要求） ，包括緒論、正文、結論、參考文獻等。二、主要參考文獻1.王三武，張銀銀，王曉軍．多軸擺動減速器的設計[J]．機械， 2009(8)：52-54．2.高晨丹．基于對星輪減速器的研究談發(fā)展前景[J]．民營科技， 2009 (9)：16．3.黃清世，周傳喜．對少齒差行星減速器結構的改進[J]．長江大學學報 (自然科學版)理工卷，2009 (1)：86-87．4.鐔丹中．全自動洗衣機的減振降噪技術[J]．降噪專輯， 2000(28)：38-405.Firoz Ali Jafri·Amit Shukla·David F. Thompson．A numerical bifurcation study of friction effects in a slip-controlled torque on-verter clutch. Nonlinear Dynamics，2007 (3) ：627-638．指導教師簽名：年 月 日專業(yè)教研室意見：□同意下達任務書 □不同意下達任務書教研室主任簽章：年 月 日注：任務書由指導教師填寫，專業(yè)教研室主任審核，要求在畢業(yè)設計（論文）工作開始前下達。XXXX開 題 報 告11 選題的背景和意義1.1 選題的背景隨著洗衣機質量不斷提高和居民購買能力的增強，洗衣機行業(yè)迎來了成熟期之后市場需求的提升。目前，國內大部分洗衣機還有中外合資企業(yè) LG、三星、松下、惠而浦、東芝、夏普等的洗衣機減速離合器技術也趨于成熟。近年來，許多新技術和新工藝開始應用于洗衣機上，新型減速離合器也在進一步研究，使其工作更平穩(wěn)，噪聲更小。1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在世界，第一臺自動洗衣機于 1937 年問世。這是一種“前置”式自動洗衣機。到了 40 年代便出現(xiàn)了現(xiàn)代的“上置”式自動洗衣機。隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機研制的步伐。首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機，1955 年，在引進英國噴流式洗衣機的基礎之上，日本研制出獨具風格、并流行至今的波輪式洗衣機。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機生產領域三分天下的局面初步形成。60 年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機，人們稱之為“半自動型洗衣機” 。70 年代，生產出波輪式套桶全自動洗衣機。70 年代后期，以電腦（實際上微處理器）控制的全自動洗衣機在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機發(fā)展史的新階段。80 年代， “模糊控制”的應用使得洗衣機操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時尚。90 年代，由于電機調速技術的提高，洗衣機實現(xiàn)了寬范圍的轉速變換與調節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機。此后，隨著電機驅動技術的發(fā)展與提高，日本生產出了電機直接驅動式洗衣機，省去了齒輪傳動和變速機構，引發(fā)了洗衣機驅動方式的巨大革命。之后，隨著科技的進一步發(fā)展，滾筒洗衣機已經成了大家耳濡目染的產品。伴隨著科技的進一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機會給我們的生活帶來新的方式。在我國，80 年代全自動洗衣機所使用的減速離合器為扭簧式。在其制動鼓上端采用止逆扭簧，其目的是波輪洗滌時，內桶不會受到水流跟轉而影響洗滌效果（另一方向有制動帶阻滯） 。但隨著洗衣機工業(yè)的發(fā)展，洗衣機洗滌容量的不斷加大，發(fā)現(xiàn)止逆扭簧在大容量洗滌時（洗滌量 4.5kg 以上）或長期使用后，扭簧磨損等原因造成內桶跟轉嚴重，且易發(fā)生摩擦噪聲。到 80 年代減速離合器采用了滾珠軸承與單向滾針軸承所組成的聯(lián)合軸承即單向超越軸承克服了內桶跟轉現(xiàn)象。我國目前減速離合器絕大部分沿用以日本松下電器公司為原型的帶制動式減速離合器。運用于全自動洗衣機的減速洗滌軸和以螺旋扭簧離合機構偶合脫水軸并具2有機械制動和阻動功能的減速離合器。而且還存在許多不足：體積大，不利于產品小型化；同軸旋轉系統(tǒng)由軸多個零件組成離合器，是以 NGW 型行星齒輪系機構減速傳動，同軸度加工要求高；二個螺旋扭簧零件可靠性偏低。2005 年陳水東設計了一種新型減速離合器，它有兩種改進方案，一是在脫水軸的上方的外面，托盤的上面安裝原剎車鼓內設的 NGW 型行星齒輪系，二是取消止回彈簧。目前國外尚未見到有關新型減速離合器的相關報道，國內的一些學者雖在這方面做了些工作，但現(xiàn)在還是處于試驗階段 [1]。隨著科學技術的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，對于決定全自動洗衣機性能的減速離合器的要求也越來越高。而目前的減速離合器還是存在著體積大、結構復雜、有噪音、部件易損、耗能等缺點。為適應經濟建設的發(fā)展，更多的為人們所接受，減速離合器需從結構簡化、性能優(yōu)越、效率愈高、能量低損，甚至智能化方向發(fā)展。2 研究的基本內容本次研究的畢業(yè)設計所做的課題為洗衣機行星減速離合器設計，要求解決減速離合器整體結構簡化和各個部件選用、布局，改善減速離合器的性能，從結構方面分析，對其中的一關鍵部件（減速部分）進行設計。2.1 基本框架（1）減速離合器裝置的原理分析；（2）減速離合器內部行星齒輪系傳動首選參數(shù)選?。唬?）行星齒輪傳動設計；（4）減速離合器與電機總體結構布局設計2.2 擬解決的關鍵問題本課題是圍繞著減速離合器整體結構來進行系統(tǒng)設計的。主要的重點和難點為：1）行星齒輪傳動首選參數(shù)選取；輸入軸齒輪齒數(shù)，模數(shù)，行星輪齒數(shù)，齒寬等，各個零部件要求達到一定的壽命標準。2）行星齒輪傳動設計；考慮洗衣機在洗滌和脫水兩種不同狀態(tài)下，輸出軸所需要的轉速。3）行星齒輪傳動的工作原理以及其整體結構設計。要保證體積小、結構緊湊外，還要保證其高傳動效率和大傳動比。34）對離合器的結構設計,脫水與洗滌兩種工作狀態(tài)。3 研究的方法及措施課題的研究主要以理論研究為主，對減速器進行結構分析，確定其結構布局以及各部件選用。內容如下：( 1 ) 行星齒輪系傳動的首選參數(shù)選取NGW 型行星齒輪系機構具有傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等特點，但是如果相關參數(shù)選擇不當同樣會影響其減速性能，如輸入軸齒輪齒數(shù)，模數(shù)，行星輪齒數(shù)，齒頂高等。其中減速器各部件中最薄弱的環(huán)節(jié)是行星齒輪，它的材料是聚甲醛，其破壞方式是典型的齒輪疲勞折斷。將行星齒輪的變位系數(shù)改成正變位系數(shù)，使齒厚加大，增加抗疲勞強度。適當減小齒頂高，增加齒根彎曲強度 [2]。圖 3.1 行星齒輪傳動結構圖( 2 ) 行星齒輪傳動的傳動比、效率、配齒以及幾何尺寸和嚙合計算減速器除了要保證體積小、結構緊湊外，還要保證其高傳動效率和大傳動比，必須精確計算出其傳動中的相關參數(shù)。對齒根圓角與齒槽底部結構的改進，在齒根處采用非標準設計，加大圓角將齒根圓弧過渡使齒槽底變成一段小圓弧，這可以減小應力集中而帶來的缺陷，并且也減小了齒輪的加工難度 [2-4]。4圖 3.2 周轉輪系圖( 3 ) 構件的材料選取與校核為了傳動過程中加強抗沖擊、抗振動、運動平穩(wěn)等的能力，行星輪系減速器的各部件（中心輪、行星輪、內齒輪、輸入軸、輸出軸）必須選取合理的材料，并進行校核。行星齒輪在傳動過程中的傳動平穩(wěn)性問題，要求齒輪傳動勻載，勻載方法（如采用薄壁齒圈，靠齒圈薄壁的彈性變形以達到均載目的、在齒輪的各嚙合面上加入高粘度油脂，利用油膜的強度均載） 。勻載不僅可以減小噪聲而且可以增加齒輪壽命 [5-6]。( 4 ) 洗衣機減速離合器設計和總體結構設計結合傳動原理和計算出的相關參數(shù)，確定其總布體局。在動力驅動裝置中取消皮帶傳動機構，由電機直接驅動洗衣機波輪和脫水桶，變成“空芯”電動機，其特點為轉矩大、效率高、噪音低。洗衣機中減速離合器采用摩擦盤式減速離合器，來有效的實現(xiàn)洗衣機的洗滌與脫水。5圖 3.3 離合器結構簡圖4 預期成果通過分析，解決減速離合器整體結構簡化和各個部件選用、布局，改善減速離合器的性能。此設計從以下幾個方面著手：( 1 ) 介紹洗衣機發(fā)展的國內外現(xiàn)狀，洗衣機減速離合器和行星齒輪的傳動；( 2 ) 洗衣機減速器方案和離合器方案的設計，對整個行星齒輪傳動設計，傳動強度計算及校核，受力分析等，主要是保證洗衣機減速離合器能夠高效穩(wěn)定的運行，有一定的壽命并且控制其振動和噪聲；( 3 ) 在減速離合器與電機總體結構布局的設計中，對減速器動力驅動裝置的改進主要是提高了傳動效率，減少了一些故障的發(fā)生，減弱了振動與噪聲。完成部件零件圖及整體裝配圖，完成設計說明書（論文） 。5 研究工作進度計劃2010.11.01-011.12.25 準備和閱讀資料、完成外文翻譯、文獻綜述及開題報告；2011.02.25-2011.03.07 完成文獻綜述的修改、定稿；開題答辯；2011.03.17-2011.04.04 機構分析與校核計算；62011.04.07-2011.04.25 機械裝配圖繪制；2011.04.28-2011.05.12 機械零件圖繪制，論文及設計說明書撰寫；2011.05.13-2011.05.20 成稿、修改、裝訂，準備答辯。1參考文獻[1] 陳水東．全自動洗衣機新型減速離合器[J] ．家用電器科技，2005，(8)：63-64 ．[2] 彭作新．洗衣機減速器中行星齒輪的疲勞強度問題及相應對策[J]．家用電器科技，1992，(8)：4．[3] 饒振綱．行星傳動機構設計[M] ．北京：國防工業(yè)出版社，1994．[4] 高晨丹．基于對星輪減速器的研究談發(fā)展前景[J] ．民營科技，2009，(9)：16．[5] 鐔丹中．全自動洗衣機的減振降噪技術[J] ．降噪專輯，2000，(5)：38-40 ．[6] 焦建寧．行星齒輪傳動的勻載[J] ．家用電器科技，2002，(5)：78-79 ．I全自動洗衣機減速離合器設計【摘要】 隨著洗衣機技術的不斷提高，洗衣機行業(yè)迎來了新一輪熱潮。本課題是有關一種全自動洗衣機減速離合器整體結構簡化和各個部件選用、布局的設計。在洗衣機中使用行星輪系減速器正是利用了行星齒輪傳動：體積小、質量輕、結構緊湊、承載能力大、傳動效率高、傳動比較大、運動平穩(wěn)、抗沖擊和震動的能力較強、噪聲低的特點。離合器采用了摩擦盤式減速離合器，取代了傳統(tǒng)的減速離合器，取消了離合操作桿裝置，一定程度上簡化了結構，此機構高效的實現(xiàn)了洗衣機的洗滌與脫水。此外，對減速離合器與電機之間進行了改進即取消了皮帶輪傳動裝置將動力驅動裝置直接由電機驅動洗衣機波輪和脫水桶，變成“空芯”電動機，從而避免了皮帶輪所出現(xiàn)的故障，減小了噪聲的振動?！娟P鍵詞】 洗衣機；減速離合器；行星輪；摩擦盤式Design of Decelerating Clutch for Fully-automatic Washing Machine【Abstract】 With the continuously improve of the washing machine technology, washing machine industry ushered in a new round of boom．This subject is related to the simplification of the overall structure for the reducer in fully-automatic washing machine, and the design for various parts of the selection and layout．The use of the planetary gear reducer in washing machine just take the advantage of the planetary gear drive: small size, light weight, compact structure, bearing capacity, transmission efficiency, transmission relatively large, smooth motion, shock and vibration resistant and, and low noise characteristics．The clutch with the form of friction tray gear clutch, replacing the traditional gear clutch, canceled the clutch operating plot device, simplified the structure to some extent, this institutions efficiently to achieve the washing and dehydration of the washing machine．In addition, it has some improvement between the gear clutch and the motor that cancel the pulley driving device and change the power driving device which is driven by the motor-driven washing machine pulsator and dehydration barrel to the “hollow” motor, so as to avoid the failure of the pulley, reducing the noise of vibration．【Key Words】 Washing Machine, Decelerating Clutch, Planetary Gear, The Form of Friction Tray目 錄1 緒 論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 概述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.3 洗衣機減速器的簡介 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 減速離合器的設計方案 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.1 有關首選參數(shù) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.2 系統(tǒng)組成框圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.3 減速器系統(tǒng)方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.3.1 對減速傳動方案的要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.3.2 擬定減速器方案 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.4 離合器系統(tǒng)方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.4.1 對傳統(tǒng)離合器的分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.4.2 擬定離合器方案 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73 行星齒輪傳動設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83.1 行星齒輪傳動的傳動比和效率計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????83.2 行星輪傳動的配齒 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83.3 行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算 ??????????????????????????????????????????????????????????93.4 行星齒輪傳動強度計算及校核 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.4.1 行星齒輪彎曲強度計算及校核 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.4.2 齒輪齒面強度的計算及校核 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.4.3 有關系數(shù)和接觸疲勞強度 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133.5 行星齒輪傳動的受力分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????153.6 行星齒輪傳動的均載機構及浮動量 ????????????????????????????????????????????????????????????????????174 減速器齒輪輸入輸出軸的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????184.1 減速器輸入軸的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????184.2 減速器輸出軸的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????205 減速離合器與電機總體結構布局設計 ?????????????????????????????????????????????????????235.1 離合器的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????235.2 減速離合器動力驅動裝置改進 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????256 減速離合器的裝配 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????266.1 總裝配圖 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????266.2 總裝配圖設計說明 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26IV結 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27參考文獻 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28附 錄 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29致 謝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33V圖目錄圖 2.1 洗衣機工作原理圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4圖 2.2 減速器系統(tǒng)組成框圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????4圖 2.3 行星輪系圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5圖 2.4 帶制動式減速離合器的結構示意圖 ???????????????????????????????????????????????????6圖 2.5 離合器的結構示意圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????7圖 3.1 行星輪均勻分擔載荷圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????17圖 4.1 輸入軸結構簡圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18圖 4.2 受力分析和彎矩圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19圖 4.3 輸出軸結構簡圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21圖 4.4 受力分析和彎矩圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21圖 5.1 端面摩擦盤式減速離合器結構圖 ?????????????????????????????????????????????????????23圖 5.2 改進裝置圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25圖 6.1 總裝配圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26附圖 A 內齒圈 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29附圖 B 輸入軸 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29附圖 C 輸出軸 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30附圖 D 行星輪 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30附圖 E 行星輪架 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31附圖 F 行星輪架蓋 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31附圖 G 行星輪系圖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32表目錄表 3.1 齒輪數(shù)據(jù)表 11表 5.1 減速離合器工 作表 2411 緒 論1.1 概述隨著洗衣機質量不斷提高和居民購買能力的增強，洗衣機行業(yè)迎來了成熟期之后市場需求的提升。目前，國內大部分洗衣機還有中外合資企業(yè) LG、三星、松下、惠而浦、東芝、夏普等的洗衣機減速離合器技術也趨于成熟。近年來，許多新技術和新工藝開始應用于洗衣機上，新型減速離合器也在進一步研究，使其工作更平穩(wěn)，噪聲更小。1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在世界，第一臺自動洗衣機于 1937 年問世。這是一種“前置”式自動洗衣機。到了 40 年代便出現(xiàn)了現(xiàn)代的“上置”式自動洗衣機。隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機研制的步伐。首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機，1955 年，在引進英國噴流式洗衣機的基礎之上，日本研制出獨具風格、并流行至今的波輪式洗衣機。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機生產領域三分天下的局面初步形成。60 年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機，人們稱之為“半自動型洗衣機” 。70 年代，生產出波輪式套桶全自動洗衣機。70 年代后期，以電腦（實際上微處理器）控制的全自動洗衣機在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機發(fā)展史的新階段。80 年代， “模糊控制”的應用使得洗衣機操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時尚。90 年代，由于電機調速技術的提高，洗衣機實現(xiàn)了寬范圍的轉速變換與調節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機。此后，隨著電機驅動技術的發(fā)展與提高，日本生產出了電機直接驅動式洗衣機，省去了齒輪傳動和變速機構，引發(fā)了洗衣機驅動方式的巨大革命。之后，隨著科技的進一步發(fā)展，滾筒洗衣機已經成了大家耳濡目染的產品。伴隨著科技的進一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機會給我們的生活帶來新的方式。在我國，80 年代全自動洗衣機所使用的減速離合器為扭簧式。在其制動鼓上端采用止逆扭簧，其目的是波輪洗滌時，內桶不會受到水流跟轉而影響洗滌效果（另一方向有制動帶阻滯） 。但隨著洗衣機工業(yè)的發(fā)展，洗衣機洗滌容量的不斷加大，發(fā)現(xiàn)止逆扭簧在大容量洗滌時（洗滌量 4.5kg 以上）或長期使用后，扭簧磨損等原因造成內桶跟轉嚴重，且易發(fā)生摩擦噪聲。到 80 年代減速離合器采用了滾珠軸承與單向滾針軸承所組成的聯(lián)合軸承即單向超越軸承克服了內桶跟轉現(xiàn)象。我國目前減速離合器絕大部分沿用以日本松下電器公司為原型的帶制動式減速離合器。運用于全自動洗衣機的減速洗滌軸和以螺旋扭簧離合機構偶合脫水軸并具2有機械制動和阻動功能的減速離合器。而且還存在許多不足：體積大，不利于產品小型化；同軸旋轉系統(tǒng)由軸多個零件組成離合器，是以 NGW 型行星齒輪系機構減速傳動，同軸度加工要求高；二個螺旋扭簧零件可靠性偏低。2005 年陳水東設計了一種新型減速離合器，它有兩種改進方案，一是在脫水軸的上方的外面，托盤的上面安裝原剎車鼓內設的 NGW 型行星齒輪系，二是取消止回彈簧。目前國外尚未見到有關新型減速離合器的相關報道，國內的一些學者雖在這方面做了些工作，但現(xiàn)在還是處于試驗階段 [1]。隨著科學技術的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，對于決定全自動洗衣機性能的減速離合器的要求也越來越高。而目前的減速離合器還是存在著體積大、結構復雜、有噪音、部件易損、耗能等缺點。為適應經濟建設的發(fā)展，更多的為人們所接受，減速離合器需從結構簡化、性能優(yōu)越、效率愈高、能量低損，甚至智能化方向發(fā)展。1.3 洗衣機減速器的簡介減速器是用于電動機和波輪之間的獨立傳動裝置，其主要功能是減速增力，帶動波輪工作。減速器可分為三部分減速部分、離合部分、制動部分。減速部分主要整機對轉速包括脫水和洗滌的要求不同，其周轉輪系的減速比的設計不同，現(xiàn)有i=4，5 ，5.2， 5.6 等系列減速比，基本滿足主機廠的要求，為了得到較大的減速比和較小的結構空間，減速器采用二級減速傳動，第一級為皮帶減速，第二級為行星輪系減速；離合部分主要考慮到整機容量的不同，軸類設計也相應有所變化，其與“空杯”轉子挖空間有關，從而也決定電機整機設計的優(yōu)先，電機設計體積最小化，有利提高材料的利用率和進一步降低生產成本由于離合部件旋轉中心的變化，制動部分也相應變化，不過與傳統(tǒng)減速器基本相同，采用帶彈性制動機構。用于波輪式雙桶洗衣機的減速器按結構分為兩種，一種是行星齒輪減速器（又稱同心齒輪箱） ，另一種是偏心齒輪減速器（又稱偏心齒輪箱） 。偏心齒輪減速器由于結構大、傳動比小、穩(wěn)定性差、噪音高等缺點將漸漸被淘汰。行星齒輪減速器以其結構緊湊、傳動比大、穩(wěn)定性好、噪音低等特點越來越廣泛地應用在洗衣機上。除了以上的還有一些其他的減速器，如少齒差行星減速器 [2]和多軸擺動減速器 [3]。漸開線少齒差行星齒輪減速器具有結構緊湊、體積小、重量輕傳動比范圍大運轉平穩(wěn)、制造容易、運轉可靠的特點，已在輕工、化工、食品、紡織、冶金、建筑、軍事裝備等方面得到廣泛應用。但由于其結構上的原因，也還存在承載能力不高及傳動效率偏低的缺點，一般只宜用于輕載及短時工作的場合 [4-6]。多軸擺動減速器是為了達到機械傳動技術提出的新要求而改進的一種新型傳動裝置，結構簡單、緊湊。對現(xiàn)有的三環(huán)減速器結構進行了分析和討論，充分利用了少齒差傳動的原理，采用3了多軸旋轉帶動內齒輪高速平動以便輸入動力、外齒輪軸低速自轉直接將轉矩輸出的結構方式。通過相對角速度法和虛位移原理分別計算出傳動比和外齒輪的輸出轉矩，得出該減少器可以實現(xiàn)降低轉速，增加轉矩的功能，是符合現(xiàn)代機械對傳動技術的新要求的一種新型傳動裝置。但它也存在缺陷：在某些部件裝工藝難度增加，傳動機構振動大、噪聲高，還有外形尺寸也過大，難以縮小 [7-9]。2 減速離合器的設計方案2.1 有關首選參數(shù)使用地點：自動洗衣機減速離合器內部減速裝置；初步確定的參數(shù)：傳動比：i=5.2輸入轉速：n=1600r/min輸入功率：P=150w內齒圈齒數(shù)：Z=632.2 系統(tǒng)組成框圖自動洗衣機的工作原理見圖 2.1。洗滌：剎車 A 制動，抱簧 B 放開，運動經電機、傳動軸、中心齒輪、行星輪、行星架、波輪。脫水：剎車 A 放開，抱簧 B 制動，運動經電機、傳動軸、內齒圈（脫水桶） 、中心齒輪、行星架、波輪與行星架等速旋轉。圖 2.1 洗衣機工作原理圖圖 2.2 減速器系統(tǒng)組成框圖2.3 減速器系統(tǒng)方案2.3.1 對減速傳動方案的要求合理的傳動方案，首先應滿足工作機的功能要求，還要滿足工作可靠、傳動精度高、體積小、結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護方便等要求。2.3.2 擬定減速器方案任何一個方案，要滿足上述工作可靠、傳動精度高、體積小、結構簡單、尺寸緊湊等要求都必須統(tǒng)籌兼顧，至少要滿足最主要的結構簡化和最基本的工作機功能的要求。如圖 2.3 所示的行星輪傳動方案。圖 2.3 行星輪系圖a-中心輪，b-內齒圈，g-行星輪，H-行星架2.4 離合器系統(tǒng)方案2.4.1 對傳統(tǒng)離合器的分析目前市場上所見到的減速離合器基本上的結構類型為帶制動式，如圖 2.4 所示。6圖 2.4 帶制動式減速離合器的結構示意圖這種離合器目前使用的比較普遍，但是它有一個致命的弱點，即其帶式制動器(剎車帶)不能提供足夠的剎車力矩來防止洗滌過程中的內桶跟轉。在洗滌過程中，波輪作用在水和洗滌物上的最大轉矩可達 11～12N·m(在 4 公斤左右的洗衣機上)，而剎車帶所能提供的制動力矩，從理論計算上看在 9N·m 左右，實際上由于摩擦表面接觸不理想，往往只有 5～6N·m，有的甚至不足 3N·m。由此而產生的跟轉會造成洗滌物的纏繞，使得洗滌性能下降。為了解決此問題必須要提高剎車力矩，此處有三條途徑：增大剎車帶摩擦系數(shù)，增大包角，增大松邊預緊拉力。但是它們都有一些缺陷：( 1 ) 摩擦系數(shù)值的提高往往受剎車帶(石棉橡膠板中含有其他填料)材料磨耗的限制，因值增大后磨耗也將增大，壽命無法保證。( 2 )從改變結構入手，包角可從 240°增大至 310°左右，這時理論計算剎車力矩可達 15～17N·m(當預緊拉力為 6ON 時)，比原來可提高 60%。按此結構制做的剎車帶的實際剎車力矩可達 l1W·m，一般來說已基本上可以保證內桶不跟轉了。但是在脫水時又產生了新問題：剎車帶往往很難完全從剎車盤(減速器殼)上脫開，造成阻力矩的增大，致使脫水起動更加困難。7( 3 ) 增大松邊預緊拉力雖可提高剎車力矩，但它要求增大扭轉制動彈簧剛度，因而要求增大電磁鐵拉力。這除了要增大能耗以外，還會增加機構動作的沖擊力和噪聲。由于存在以上缺陷，會出現(xiàn)剎車帶不易保證完全脫離，特別在洗衣機總裝中若沒調整好制動器拉桿的位置，則可能造成脫水阻力過大甚至無法使用（電機燒壞） 。另外，帶制動式減速離合器有一套離合桿機構，有些復雜，對減速器外表面有較高的加工要求。2.4.2 擬定離合器方案為了完全解決帶制動式減速離合器所帶來的問題，在此本設計不采用帶制動式，而是設計了一種稱為端面摩擦盤式的減速離合器。端面摩擦式減速離合器的剎車機構是放置在減速離合器外殼的下端而不是在減速器外殼的中部，并取消了離合操作桿機構，在下端設計了剎車電磁鐵，兩個方絲螺旋彈簧和離合套來實現(xiàn)洗衣機的工作。此離合器優(yōu)越性在于取消了離合桿機構在一定程度上簡化了結構，剎車裝置高效的實現(xiàn)了洗滌與脫水之間的轉換，同時噪聲和振動也得到了減少。離合器結構示意圖如下圖所示：圖 2.5 離合器的結構示意圖1.螺栓；2.端面剎車盤；3.壓力彈簧；4.制動板；5.剎車彈簧；6.離合彈簧；7.離合軸套；8.剎車電磁鐵3 行星齒輪傳動設計3.1 行星齒輪傳動的傳動比和效率計算行星齒輪傳動比符號及角標含義為： 1-固定件，2-主動件，3-從動件123i( 1 ) 齒輪 b 固定時（圖 2.3） ，2K-H（NGW）型傳動的傳動比 為baHi1Haabaiiz???（3.1）可得 15.24.baHabpiii??傳出速度： 6037minnr?( 2 ) 行星齒輪傳動的效率計算：1(1)HHaabin????（3.2）HabB???（3.3）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a Hb?HB?數(shù)， 為總的損失系數(shù)，一般取 。H 0.25?按 ， ， 可得：160minanr?37.inHr1Hab?????()1(637.)4.2307.2597.8%ab?????3.2 行星輪傳動的配齒( 1 ) 傳動比的要求 ——傳動比條件即 1baHbaiz??（3.4）可得 baHabiz??2.51639所以中心輪 a 和內齒輪 b 的齒數(shù)滿足給定傳動比的要求。( 2 ) 保證中心輪、內齒輪和行星架軸線重合——同軸條件為保證行星輪與兩個中心輪同時正確嚙合，要求外嚙合齒輪 a-g 的中心距等于內嚙合齒輪 b-g 的中心距，即 稱為同軸條件。??agbg????對于非變位或高度位傳動，有????22agbgmzz???（3.5）得 ????2631524gbaz???( 3 ) 保證多個行星輪均布裝入兩個中心輪的齒間——裝配條件相鄰兩個行星輪所夾的中心角 n???中心輪 a 相應轉過角，角必須等于中心輪 a 轉過 γ 個（整數(shù)）齒所對的中心角，即 12z?????式中 為中心輪 a 轉過一個齒所對的中心角。a1pHbainz????（3.6）將 和 代入上式，有1?21awbaznz?????經整理后 ????5632b?滿足兩中心輪的齒數(shù)和應為行星齒輪數(shù)目的整數(shù)倍的裝配條件。( 4 ) 保證兩行星齒輪的齒頂不相碰——鄰接條件在行星齒輪傳動中，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大于兩輪齒頂圓半徑之和。可得 （3.7）???2sin180oagad??????3i2sin18092o omZm??????17aagdh?滿足鄰接條件。103.3 行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算按齒根彎曲強度初算齒輪模數(shù) m。齒輪模數(shù) m 的初算公式為2311limAFPadFKTYz????（3.8）式中 —算術系數(shù)，對于直齒輪傳動 ；m .K?—嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉矩， ； 1TN?—使用系數(shù)，由參考文獻[10]表 6-7 查得 ；AK1A—綜合系數(shù)，由參考文獻[10]表 6-5 查得 ；F? 2FK??—計算彎曲強度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)，由參考文獻[10]公P式 6-5 得 ；1.85FPK?—小齒輪齒形系數(shù)，由參考文獻[10]圖 6-22 可得 ；1FaY 13.5FaY?—齒輪副中小齒輪齒數(shù)， ；Z15aZ?—試驗齒輪彎曲疲勞極限，按由參考文獻 [10]圖 6-26 至 6-30 選limF?取 ，li20FMP?所以 311lim0.658mAadFKTYz?????取 m=0.9( 1 ) 分度圓直徑 d??0.9153.aadz??246ggmm???7bbz( 2 ) 齒頂圓直徑 ad齒頂高 ：外嚙合ah*10.9hm??內嚙合 *2 2()(75).7z????11()()213.58.3aadhm???()()624g()().7.9aba?( 3 ) 齒根圓直徑 fd齒根高 *()1.25.fhcm????()()23fafd?()().69.3fgf()()57258fbfhm???( 4 ) 齒寬由參考文獻[11] 表 8-19 選取 1d?()()13.5adab????() 8g m?()3.5(0)b?( 5 ) 中心距 a對于不變位或高變位的嚙合傳動，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 2()0.92(154)7.5agagmz m??????2）b-g 為內嚙合齒輪副 ().(63).bgabz?表 3.1 齒輪數(shù)據(jù)表中心輪 a 行星輪 g 內齒圈 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 56.712齒頂圓直徑 da 15.3 23.4 54.9齒根圓直徑 df 11.25 19.35 58.95齒寬 b 13.5 18.5 8.5中心距 a =17.55mmag =17.55mmbga3.4 行星齒輪傳動強度計算及校核3.4.1 行星齒輪彎曲強度計算及校核( 1 ) 選擇齒輪材料及精度等級中心輪 a 選用 45 鋼正火，硬度為 162-217HBS，選 8 級精度，要求齒面粗糙度。.6aR?行星輪 a、內齒圈 b 選用聚甲醛（一般機械結構零件，硬度大，強度、剛度、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 級精度，要求齒面粗糙度 。3.2aR?( 2 ) 轉矩 1T119549540.1360.2984anpnNm???????( 3 ) 按齒根彎曲強度校核由參考文獻[11] 得出 σ F如 則校核合格。??F??( 4 ) 齒形系數(shù) Y由參考文獻[11] 得 ， ， ；3.15Fa?2.7FgY.29Fb?( 5 ) 應力修正系數(shù) s由參考文獻[11] 得 ， ， ；.49sa.8sg1.4sb( 6 ) 許用彎曲應力 ??F?由參考文獻[11] 得 ， ；由得 ；由得lim10MP?lim260FPa??1.3Fs?；12NY?由參考文獻[11] 可得13??1lim180.3FNFYsMPa????（3.9）2li26.2.7FNFs（3.10） ??2 211(1.98.4350.1)3.5498.738FaFsasKTbmzYMPP????????得齒根彎曲疲勞強度校核合格。3.4.2 齒輪齒面強度的計算及校核 ( 1 ) 齒面接觸應力 H?012HAVapK???（3.11）2012AVHap?（3.12）01HEtZFdbu??????（3.13）( 2 ) 許用接觸應力為 Hp?許用接觸應力可按下式計算，即limliHpNTLVRWXSZ???（3.14）( 3 ) 強度條件校核齒面接觸應力的強度條件：大小齒輪的計算接觸應力中的較大 σ H 值均應不大于其相應的許用接觸應力 σ HP，即 σ H≤σ HP，或者校核齒輪的安全系數(shù)：大小齒輪接觸安全系數(shù) SH 值應分別大于其對應的最小安全系數(shù) SHlim，即 limHS?查參考文獻[10] 表 6-11 得 ，所以 。lim1.3H?1.3HS?143.4.3 有關系數(shù)和接觸疲勞強度( 1 ) 使用系數(shù) AK查參考文獻[10] 表 6-7 選取 1A?( 2 ) 動載荷系數(shù) V對于接觸情況良好的齒輪副可選取 .02VK( 3 ) 齒向載荷分布系數(shù) H?對于接觸情況良好的齒輪副可取 1??( 4 ) 齒間載荷分布系數(shù) 、HaKF由參考文獻[10] 表 6-9 查得 ，1.a21.HaFK?( 5 ) 行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) p由參考文獻[10] 式 7-13 得 '0.5(1)HpHPK???（3.15）由參考文獻[10] 圖 7-19 得 =1.5'P所以 '10.5(1)0.5(1).25HpHK????????同上 27( 6 ) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ由參考文獻[10] 圖 6-9 查得 2.06?( 7 ) 彈性系數(shù) E由參考文獻[10] 圖 6-10 查得 1.5EZ( 8 ) 重合度系數(shù) ?由參考文獻[10] 圖 6-10 查得 0.82??( 9 ) 螺旋角系數(shù) z?15cos1z??( 10 ) 試驗齒的解除疲勞極限 limH?由參考文獻[10] 圖 6-11~6-15 查得 li520MPa?( 11 ) 最小安全系數(shù) ，limHSliF由參考文獻[10] 表 6-11 可得 ，li1.limH( 12 ) 接觸強度計算的壽命系數(shù) NTZ由參考文獻[10] 圖 6-11 可得 .38?( 13 ) 潤滑油膜影響系數(shù) ， ，LVR由參考文獻[10] 圖 6-17，圖 6-18，圖 6-19 查得 ， ，0.9LZ?.52V0.82RZ?( 14 ) 齒面工作硬化系數(shù) Z?由參考文獻[10] 圖 6-20 查得 1.2?( 15 ) 接觸強度計算的齒數(shù)系數(shù) x由參考文獻[10] 圖 6-21 查得 Z所以01 132.65.2.0615.829HEZFdbu??????????101.9.AVHapK225102175432H?limli .38.90.8146.pHNTLVRwxSZ???????所以有 故齒面接觸強度校核合格。p?3.5 行星齒輪傳動的受力分析在行星齒輪傳動中由于其行星輪的數(shù)目通常大于 1，即 nw1，且均勻對稱的分16布于中心輪之間；所以在 2K-H 型行星傳動中，各基本構件（中心輪 a，內齒圈 b 和轉臂 H）對傳動主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此，為了簡便起見，本設計在行星齒輪傳動的受力分析圖中均未繪出各構件的徑向力 Fγ ，且用一條垂直線表示一個構件，同時用符號 F 代表切向力 Ft。為了分析各構件所受的切向力 Ft，提出如下三點：( 1 ) 在轉矩的作用下，行星齒輪傳動中各構件均處于平衡狀態(tài)，因此，構件間的作用力等于反作用力。( 2 ) 如果在某一構件上作用有三個平行力，則中間的力與兩邊的力的方向用哪個反向。( 3 ) 為了求得構件上兩個平行力的比值，則應研究它們對第三個力的作用點的力矩。在 2K-H 型行星齒輪傳動中，其受力分析圖是由運動的輸入件開始，然后以此確定各構件上所受的作用力和轉矩。對于支持圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力。tF由于在輸入件中心輪 a 上受有 nw個行星輪 g 同時施加的作用力 Fga和輸入轉矩Ta的作用。當行星輪數(shù)目 nw ≥2 時，各行星輪上的載荷均勻，因此只需要計算其中的一套即可。在此首先確定輸入件中心輪 a 在每一套中所受的輸入轉矩為119540.360.2984anPNm?????可得 .82TN?式中 —中心輪所傳遞的轉矩，a—輸入所傳遞的名義功率，1PKW按照上述提示進行受力分析計算，則可得行星輪 g 作用于中心輪 a 的切向力' '120020.98413.5.2gaaaFTdndN?????而行星輪 g 上所受的三個切向力為中心輪 a 作用于行星輪 g 的切向力為'.agaFT???內齒輪作用于行星輪 g 的切向力為 42bga?轉臂 H 作用于行星輪 g 的切向力為 '08.4HgaFTndN???轉臂 H 上所受的力為 '208.HgaFnd??17轉臂 H 上的力矩為 '4040.8952/13.7546.0wgxaxTnFrTdr Nm???????在內齒輪 b 上所受的切向力為 '.2gbgawFTnd?在內齒輪 b 上所受的力矩為' ''200.89521.6/3.4wgaabTnFdTd?????式中 —中心輪 a 的節(jié)圓直徑，mm'a—內齒輪 b 的節(jié)圓直徑，mm'b—轉臂 H 的回轉半徑，mmxr根據(jù)參考文獻[11] 式 6-37 得11bHaHaabTiip?????（3.16）轉臂 H 的轉矩為 ????0.89521465aTNm????仿上 11bHbHaabTiip?????（3.17）內齒輪 b 所傳遞的轉矩 ??4.2/5.63.7bHT Nm????3.6 行星齒輪傳動的均載機構及浮動量行星齒輪傳動具有結構緊湊、質量小、體積小、承載能力大等優(yōu)點。行星輪的基本構件主要有中心輪、齒圈或行星架組成。在受力不平衡的條件下能夠做徑向浮動，以使各行星輪均勻分擔載荷，如圖 3.1 所示，使各構件的受力都能夠形成一個封閉的等邊三角形。這些是由于在其結構上采用了多個行星輪的傳動方式，充分利用了同心軸齒輪之間的空間，使用了多個行星輪來分擔載荷，形成功率分流，并合理的采用了內嚙合傳動，在此還可以利用油膜，在齒輪的各嚙合面上加入高粘度油脂達到均載，從而才使其具備了上述的許多優(yōu)點 [12]。18圖 3.1 行星輪均勻分擔載荷圖4 減速器齒輪輸入輸出軸的設計已知：傳遞功率 P=150w，齒輪軸轉速 n=1600r/min，傳動比 i=5.2，載荷平穩(wěn)，使用壽命 10 年，單班制工作。4.1 減速器輸入軸的設計( 1 ) 選擇軸的材料，確定許用應力由已知條件選用 45 號鋼，并經調質處理，由參考文獻[13]表 14-4 查得抗拉強度極限，再由表 14-2 得許用彎曲應力 。650BMPa????160bMPa???( 2 ) 按扭轉強度估算軸徑根據(jù)參考文獻[13] 表 14-1 得 。又有式 14-2 得8~7C??33 3118~07.1560.34.60.56dCpn Cd????( 3 ) 確定各段軸的直徑軸段 1 直徑 1.m考慮到軸在整個減速離合器中的安裝所必需的滿足條件，初定： ，218dm?， ， ， ， ，3.5d?42d?510d61dm?79.8d8( 4 ) 確定各軸段的長度齒輪輪廓寬度為 20.5mm，為保證達到軸與行星齒輪安裝的技術要求及軸在整個減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定： 123456780.5.26.2418.516LmLLm????， ， ， ， ， ，，按設計結果畫出軸的結構簡圖，見圖 4.1：圖 4.1 輸入軸結構簡圖( 5 ) 校核軸201 ) 受力分析，見圖 4.2：圖 4.2 受力分析和彎矩圖圓周力： t1298.4135.FTdN???徑向力： tan2tan068or???2 ) 作水平面內的彎矩圖（4.2a） ，支點反力為： 2.1HtFN?彎矩為： 1.7951.3HMNm????2023 ) 作垂直面內的彎矩圖（4.2b） ，支點反力為： 28.04VrFN?彎矩為： 18.47.9531.VNm????20268M4 ) 作合成彎矩圖（4.2c）彎矩為： 222111.35.94.5HV Nm??????2122222316.7830.HVMNm??????5 ) 作彎矩圖（4.2d） 19459095.Tpn??6 ) 求當量彎矩 ????2 2221 468.130.eaTNm???????2370956M7 ) 校核強度 331 61.21.201.4eWdMPa?????2 45059所以滿足 的條件，故設計的軸有足夠的強度，并有一定余量??1ebMPa??4.2 減速器輸出軸的設計( 1 ) 選擇軸的材料，確定許用應力由已知條件選用 45 號鋼正火，并經調質處理，由參考文獻[13]表 14-4 查得強度極限，再由表 14-2 得許用彎曲應力 。60BMPa????15bMPa???( 2 ) 按扭轉強度估算軸徑' .1597.8%0.14pkw???根據(jù)參考文獻[13] 表 14-1 得 。又有式 14-2 得8~07C??'33 31~.65.34.80.476dCn Cd???( 3 ) 確定各段軸的直徑軸段 1 直徑最少 18.9dm?考慮到軸段在整個減速離合器中的安裝所必需的滿足條件，初定：1246357. 12dmdm??， ，( 4 ) 確定各軸段的長度齒輪輪廓寬度為 20.5mm，為保證達到軸與行星齒輪安裝的技術要求及軸在整個減速離合器中所必須滿足的安裝條件，初定：2212345673.,1.,5.8,1.,74.,1.,9.2LmLmLmLm????按設計結果畫出軸的結構簡圖，見圖 4.3：圖 4.3 輸出軸結構簡圖( 5 ) 校核軸1 ) 受力分析，見圖 4.4：圖 4.4 受力分析和彎矩圖圓周力： 12465.18.4tFTdN???徑向力： 'tantan203.1or??2 ) 作水平面內的彎矩圖（4.4a） ，支點反力為： 24.3HtFN?23彎矩為： 142.368.514.7HMNm????09383 ) 作垂直面內的彎矩圖（4.4b） ，支點反力為： 215.40VrFN?彎矩為： 154.68.25.7V Nm????2034M4 ) 作合成彎矩圖（4.4c）彎矩為： 22211.175.136.87HV Nm??????22693845 ) 作彎矩圖（4.4d） ????10.851.25.HaTp????????6 )求當量彎矩 2 2221 36.70.461.04eMTNm????24579a???????7 ) 校核強度 331 652.012.01.eWdMPa?2 4797946M????所以滿足 的條件，故設計的軸有足夠的強度，并有一定余量。??1ebPa??5 減速離合器與電機總體結構布局設計5.1 離合器的設計端面摩擦盤式減速離合器如下圖所示：圖 5.1 端面摩擦盤式減速離合器結構圖1.逆轉螺旋制動彈簧；2.減速齒輪箱；3.減速器外殼；4.端面剎車盤；5.螺栓；6.制動板；7.壓力彈簧；8.剎車定套；9.螺旋剎車彈簧；10.剎車動套；11.離合彈簧；12.離合軸套；13.輸入軸；14.外套軸；15.離合制動器殼；16.制動擋套；17.剎車電磁鐵端面摩擦盤式減速離合器結構與帶制動式的最根本區(qū)別就在于它采用了端面剎車盤及螺旋剎車彈簧。端面剎車盤的制動力是由三個壓力彈簧提供的，要增大剎車力矩，只要增大壓力彈簧的剛度即可。這個摩擦盤在脫水時是不接入轉動部分的，因為這時剎車彈簧是處于自由狀態(tài)，它與嵌在摩擦盤上的剎車定套是間隙配合的，所以壓力彈簧的壓緊力大小與脫水的控制無關。 當剎車的時候因為制動擋套被電磁鐵芯擋住不能繼續(xù)轉動，而脫水桶(內桶)由