自动洗衣机行星齿轮减速器516.docx

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自动洗衣机行星齿轮减速器516

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

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22

5.3装配图24

5.3外壳的设计25

结论26

参考文献26

感谢词27

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。

关键字：

行星轮系减速器行星轮太阳轮行星架

第一章概论

1.1洗衣机的发展史

从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像我们在田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打等重复动作。

这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：

辛苦劳累。

从1874年，美国人比尔·布莱克斯发明的第一台木制手摇洗衣机到现在由微电脑控制且对衣物损耗很小的滚筒式洗衣机。

在百多年的洗衣机的发展过程中，随着科技的不断发展，洗衣机的生产技术也在不断提高。

1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。

波轮式洗衣机也是当今中国家庭普及率最高的洗衣机。

1.2齿轮传动和减速器的发展现状

20世纪80年代，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。

20世纪80年代，国外硬齿面齿轮技术日趋成熟。

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ISO1328-1975的6级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的4倍，为软齿面齿轮的5~6倍。

一个中等规格的硬齿面齿轮减速机的重量仅为罗齿面齿轮减速器的三分之一左右。

功率分支技术，主要指行星及大功率的功率又分支及多分支装置，如中心传动的水泥磨机主减速器，其核心技术是重载。

 模块化设计技术，对通用和标准减速器指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。

 这些技术的应用和日趋成熟，使齿轮产品的性能价格比大大提高，产品越来越完美。

20世纪70年代至90年代初，我国的高速齿轮技术经历了测绘仿制、技术引进（和技术攻关）到能独立设计制造三个阶段。

现在我国自己的设计制造能力基本上可满足国内生产需要，设计制造的最高参数为：

最大功率44MW，最高线速度168m/s，最高转速6700r/min。

 我国的低速重载齿技术，特别是硬齿面的齿轮技术也是经历了测绘仿制等阶段，从无到有逐步发展起来的。

除了摸清制造技术外，在80年代末和90年代初推广硬齿面技术过程中，我们还进行了解决断轴、选用等一系列的工作。

在80年代一直被认为是国内重载齿轮两大难题的水泥磨减速器和轧钢机械减速器，现在可以说已完全解决。

1.3最新洗衣机工作过程

洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。

首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。

在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。

这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。

衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。

又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。

其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。

再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。

在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。

全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断：

从而实现自动控制的。

电磁进水阀起着通、断水源的作用。

当电磁线圈断电时，移动铁芯在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片上，并将膜片的中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通。

当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。

由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。

水位开关实际上是一个压力开关。

如图2，气室1的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。

当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片2受压而胀起，推动顶杆3运动而使触点4改变，从而实现自动通断。

智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况，决定投放适量的洗涤剂和最佳的洗涤程序。

当洗衣桶内衣物的多少和质地不同，而注入水使其达到相同的水位时，其总重量是不同的。

利用这一点，通过对洗衣电动机低速转动后的惯性测量，可以判断衣质和衣量。

方法是：

在洗衣桶内注入一定量水后使电机低速运转，平稳后快速断电，洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。

此时，电机绕组产生反电动势，对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。

通过分析脉冲个数和脉冲宽度。

就能得到衣质衣量情况。

衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。

在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器，使红外光通过水而进入另一侧的接收管。

若水的透明度低，接收管获得的光能小，说明衣物较脏。

脱水时采用压电传感器。

当脱水桶高度旋转时，从脱水桶喷射出来的水作用于压电传感器上，根据这个压力变化，自动停止脱水运转。

1.4现代常见的三类洗衣机对比

表1—1现代常见三类洗衣机对比

波轮式洗衣机

滚筒式洗衣机

搅拌式洗衣机

洗衣特点

微电脑控制洗衣及甩干功能、省时省力

微电脑控制所有功能，衣物无缠绕。

最不会损耗衣物的方式

衣物洁净力最强,省洗衣粉

缺点

耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳

耗时，时间是普通的几倍,而且一旦关上门，洗衣过程中无法打开,洁净力不强.

喜欢缠绕相比前两种方式损坏性加大,噪音最大

适合洗涤衣物

除需要特别洗涤之外的所有衣物

羊毛、羊绒以及丝绸、纯毛类织物。

除需要特别洗涤之外的所有衣物

流行区域

日本、中国、东南亚等地

流行于欧洲、南美等主要穿毛、绵为主的地区（几乎100％的家庭使用的都是滚筒洗衣机）

北美普遍使用如果说洗衣机，滚筒洗衣机最好

滚筒洗衣机全面的洗涤能力鹤立鸡群。

因为衣物在洗涤过程中不缠绕、洗涤均匀、磨损小，所以就连羊绒、羊毛、真丝衣物也能在机内洗涤，做到真正的全面洗涤性能。

可以利用加热激活洗衣粉中的活性酶，充分发挥出洗衣粉的去污效能。

由于用水量较小，可以在桶内形成高浓度洗衣液，在节水的情

1.5减速器传递效率计算和洗衣机工作流程简图

1.5.1减速器传递效率

在行星齿轮传动中，其单级传动总效率η计算公式为：

式中：

为考虑齿轮啮合摩擦损失的效率（即啮合损失的系数）

为考虑轴承摩擦损失的效率（即轴承损失的系数）

为考虑润滑油搅动和飞溅液力损失的效率，因为洗衣机中减速器工作扭矩低不考虑使用润滑油，所以该项系数不予考虑。

为a-g啮合的损失系数，为b-g啮合的损失系数，为轴承的损失系数，为总的损失系数，一般取。

按，，可得：

1.5.2洗衣机设计工作简图

图1-1自动洗衣机设计工作简图

第2章总体方案的设计

2.1可选用的传动方式

常用机械传动系统的的类型有带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、齿轮传动以及轮系等。

2.1.1带传动和链传动

带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。

根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。

带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。

摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。

带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。

带传动的优点：

①适用于中心距较大的；②传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是V带没有接头，传动较平稳，噪声小；③过载时带在带轮上打滑，可以防止其它器件损坏；④结构简单，制造和维护方便，成本低。

  ?

带传动的缺点：

①传动的外廓尺寸较大；②由于需要张紧，使轴上受力较大；③工作中有弹性滑动，不能准确地保持主动轴和从动轴的转速比关系；④带的寿命短；⑤传动效率降低；⑥带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。

链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。

链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。

链传动的缺点主要有：

仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。

链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。

它是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。

2.1.2蜗轮蜗杆传动

蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。

蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。

机构的特点：

1　可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑。

2　两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构。

3　蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小。

4　具有自锁性。

当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。

如在起重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用。

5　传动效率较低，磨损较严重。

蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。

另一方面，相对滑动速度大使