畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

1、全日制普通本科生畢業(yè)論文180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì)the design on the overall walking device and reducer of the 180 hydraulic excavator由于部分原因，說明書已刪除部分，完整版說明書，cad圖紙，聯(lián)系153893706學(xué)生姓名： 學(xué) 號：年級專業(yè)及班級：2008級機(jī)械制造及其自動化（5）指導(dǎo)老師及職稱：提交日期：2012年5月目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言 2第一章 緒論21.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用21.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型31.2.1 液壓挖掘機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)31.4 課題設(shè)計(jì)的目的

2、和意義41.5 本設(shè)計(jì)所要完成的主要任務(wù)4第二章 減速器的方案設(shè)計(jì)52.1 減速器的功用及分類52.2 減速器方案的選擇及傳動方案的確定 62.2.1 減速器方案的選擇72.2.2 行星減速器傳動方案的選定82.2.3 減速器傳動比的分配82.2.4 傳動比公式推導(dǎo)82.3 行星減速器齒輪配齒與計(jì)算92.3.1 行星排齒輪的配齒92.3.2 行星齒輪模數(shù)計(jì)算與確定102.4 嚙合參數(shù)計(jì)算112.5 變位系數(shù)選取122.6 各行星齒輪幾何尺寸計(jì)算132.6.1 第排行星齒輪的幾何尺寸132.6.2 第排行星輪的幾何尺寸162.7 各行星齒輪強(qiáng)度校核192.7.1 太陽輪和行星輪接觸疲勞強(qiáng)度校核1

3、92.7.2 太陽輪和行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核212.7.3 內(nèi)齒輪材料選擇22第三章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)233.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算233.2 傳遞連接243.3 軸承選用與校核與其他附件說明243.3.1 軸承選用與校核243.3.2 其他附件說明26第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié)26參考文獻(xiàn)27致 謝27附 錄28180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì) 摘 要：本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：行星減速器及零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零件強(qiáng)度校核；繪制零、部件圖和總裝配圖，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：方案設(shè)計(jì)中提出多種方案，從可靠性、可實(shí)現(xiàn)性、綜合性能等進(jìn)行方案比較，選擇方案。技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮總體配置合理、

4、安全；選材、加工方法和技術(shù)條件可行；制圖正確、標(biāo)注齊全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。充分注意整機(jī)各子系統(tǒng)之間的相關(guān)性，力求整機(jī)性能的一致性和最優(yōu)化性。 關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī)；行星減速器；強(qiáng)度校核abstractabstract:the design of the main features are: design in a variety of programmes, from the reliability, can be realized, such as comprehensive performance programme, the options. technical design should be

5、 considered in the overall allocation of reasonable safety; selection, processing methods and technical conditions feasible; correct mapping, tagging complete with national standards.full attention to the relationship between the various subsystems, to the consistency and performance optimization of

6、. keywords: planetary reducer,tensioning device.前言液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反映了一個(gè)國家施工機(jī)械化的水平。液壓挖掘機(jī)由發(fā)動機(jī)、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。發(fā)動機(jī)的作用是提供動力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動機(jī)機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉徒o油缸、馬達(dá)等，再傳動各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤是組成整體的主要部分，行走機(jī)

7、構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能，因此著力研究液壓挖掘機(jī)的底盤具有十分重要的意義。第一章 緒論1.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切割刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。在建筑工程中，可用來挖掘基坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場地等。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝

8、卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。在水利中，可用來開挖水庫、運(yùn)河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝。在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道溝等。在露天采礦場上，可用來剝離表土、采掘礦石或煤，也可用來進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。在軍事工程中，可用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計(jì)，一臺容量為1.0 的液壓挖掘

9、機(jī)挖掘級土壤時(shí)。每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于300400和工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型1.2.1 液壓挖掘機(jī)的基本類型及主要特點(diǎn)液壓挖掘機(jī)的種類繁多，可以從不同角度對其來寫進(jìn)行劃分。（1） 根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)傳動來寫劃分根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)是否全部采用液壓傳動，分為全液壓傳動和非全液壓（或稱半液壓）傳動兩種。如圖1.1和圖1.2所示為某小型和中型液壓挖掘機(jī)。圖1.1 小型全液壓挖掘機(jī) 圖1.2 中型全液壓挖掘機(jī)figure 1.1 small hydraulic excavator figu

10、re 1.2 medium full hydraulic excavator（2）根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的類型劃分根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的不同，液壓挖掘機(jī)可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式和拖式。（3） 根據(jù)工作裝置劃分根據(jù)工作裝置結(jié)構(gòu)不同，可分為鉸鏈?zhǔn)胶蜕炜s臂式挖掘機(jī)，鉸鏈?zhǔn)焦ぷ餮b置應(yīng)用較為普遍。 這種挖掘機(jī)的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動來完成作業(yè)。伸縮臂式挖掘機(jī)的動臂由主臂及伸縮臂組成，伸縮臂可在主臂內(nèi)伸縮，還可以變幅。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進(jìn)行平整和清理作業(yè)，尤其是休整溝坡。1.3 課題設(shè)計(jì)的目的和意義液壓挖掘機(jī)在工業(yè)與民用建筑、道路建設(shè)、農(nóng)田水力、油田礦山、市政工程、機(jī)場港口等部門土石方施工中，占有重要

11、位置。并反映了這些部門施工機(jī)械化水平。該課題結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。對履帶式液壓挖掘機(jī)底盤作較深入的分析研究。根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，完成挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體及減速器設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們進(jìn)一步鞏固、加深對所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化；培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、獨(dú)立工作和綜合運(yùn)用已學(xué)知識分析與解決實(shí)際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)我們獨(dú)立獲取新知識的能力；培養(yǎng)我們在方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、文字表達(dá)、文獻(xiàn)查閱、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工具書使用等方面的基本工作實(shí)踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產(chǎn)實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想和觀

12、點(diǎn)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、勇于創(chuàng)新、善于與他人合作的工作作風(fēng)。1.4 本設(shè)計(jì)所要完成的主要任務(wù)1.減速器的功用及分類；2.減速器方案的選擇及傳動方案的確定；3.行星減速器齒輪配齒與計(jì)算；4.減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；5.軸承選用與校核與其他附件說明；6.所有零、部件設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制零、部件圖。第二章 減速器的方案設(shè)計(jì)180型液壓挖掘機(jī)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。減速器是應(yīng)用于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動裝置。減速器的主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，以便帶動大扭矩的機(jī)械。由于其結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代工程機(jī)器中應(yīng)用很廣。2

13、.1 減速器的功用及分類減速器的作用有以下幾點(diǎn)： 增扭減速，降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，增大扭矩； 變扭變速，工程機(jī)械作業(yè)時(shí)，牽引阻力變化范圍大，而內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的變化范圍不大，即使用液力機(jī)械式傳動，采用了液力變矩器也不能滿足要求，因此必須通過變換變速箱排檔以改變傳動系的傳動比，改變工程機(jī)械的牽引力和運(yùn)行速度，以適應(yīng)阻力的變化； 實(shí)現(xiàn)空檔，以利于發(fā)動機(jī)啟動和發(fā)動機(jī)在不熄火的情況下停車。減速器的分類按其傳動結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、行星齒輪減速器四大類。下面對以上四種減速器的特點(diǎn)及用途作簡要說明： 圓柱齒輪減速器：當(dāng)傳動比在8以下時(shí)，可采用單級圓柱齒輪減速器，大于8時(shí)，最好

14、選用兩級（i=840）和兩級以上（i40）的減速器。兩級和兩級以上的圓柱齒輪減速器的傳動布置型式有展開式、分流式和同軸式等到數(shù)種。它是圖2.1圓柱齒輪減速器figure 2.1 cylindrical gear reducer所有減速器中應(yīng)用最廣的，它傳遞功率的范圍可從很小至40000kw，圓周速度也可以從很低至6070m/s，有的甚至于高達(dá)140m/s。其結(jié)構(gòu)如圖2.1示。 圓錐齒輪減速器：它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，且由于圓錐齒輪的精加工比較困難，允許的圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器那么廣。其結(jié)構(gòu)如圖2.2示。 蝸

15、桿減速器：主要用于傳動比較大（i10）的場合。當(dāng)傳動比較大時(shí)，其傳動結(jié)圖2.2 圓錐齒輪減速器 圖2.3蝸桿減速器figure 2.2 tapered gear reducer figure 2.3 worm reducer此處已刪除由于是直齒圓齒輪嚙合傳動，軸承裝在銷套上面。故其受的軸向載荷較小，忽略計(jì)算，根據(jù)表13-查取載荷系數(shù)=1.5，則當(dāng)量動載荷為： （3.4）式中根據(jù)齒輪嚙合傳動時(shí)徑向力進(jìn)行計(jì)算： （3.5）式中：為嚙合角，經(jīng)第四章計(jì)算知=。由前章（3.16）式知圓周力=7156.32，所以=2604.69，軸向力=0。x、y分別為徑向和軸向動載荷系數(shù)，由表13-查取x =1,y =

16、0。從而 =1.52604.69=3907.035。 軸承的轉(zhuǎn)速近似取行星輪的轉(zhuǎn)速 = （3.6） = =568.52r/min 按照前章4.7.1，=103658=29200,將得到的已知參數(shù)帶入（3.3）式： 31.00kn，故滿足設(shè)計(jì)要求。按照相同的方法，第二排行星輪處的軸承選用圓錐滾子軸承30206，經(jīng)檢驗(yàn)滿足要求。3.3.2 其他附件說明減速器的潤滑采用飛濺潤滑，為防止漏油，在所需處設(shè)置的密封圈或者擋油環(huán)。在裝配所需要防止零部件穿動處設(shè)置套筒或者墊板。減速器具體結(jié)構(gòu)見附錄其裝配圖和各零件圖.第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié) 本設(shè)計(jì)是基于市場產(chǎn)品180型液壓挖掘機(jī)的主要部件的研發(fā)、設(shè)計(jì)過程。通過參

17、觀實(shí)習(xí)了解產(chǎn)品特性，對液壓挖掘機(jī)的減速器的計(jì)、研究，是一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益探索、學(xué)習(xí)。對設(shè)計(jì)全文總結(jié)如下： （1）以液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)為例分析了其在工程機(jī)械中的地位和其在國家現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。并闡述了國外同行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和液壓挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢以及在我國高校開展本科課題研究的重要意義。 （2）從總體方案設(shè)計(jì)入手，系統(tǒng)分析比較了幾種工作裝置、傳動方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走方式及動力裝置進(jìn)行了初步闡述和選擇。 （3）通過主要參數(shù)計(jì)算，確定了液壓挖掘機(jī)在作業(yè)過程中所需的動力，得出了與工況相適應(yīng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。 （4）本設(shè)計(jì)主要闡述了行走減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，從減速器型式的選擇到各零部件的設(shè)

18、計(jì)校核。有效地解決了行星齒輪的配齒問題，另外在齒輪設(shè)計(jì)過程中采用了高度變位設(shè)計(jì)，使得齒輪的齒數(shù)大大減少并避免了加工過程中少齒數(shù)所帶來的根切問題。使減速器在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈的可容體積，從而有效縮小了其外廓尺寸，使其體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載能力大。通過此，不僅在理論上深化了認(rèn)識，同時(shí)也從一定程度上提高了解決問題的能力。本設(shè)計(jì)中的行走減速器的傳動系統(tǒng)采用了斜盤式軸向柱塞馬達(dá)和三行星輪雙行星排共齒圈式結(jié)構(gòu)具有一定的新穎性，它的特點(diǎn)是：這種機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)壓力可高達(dá)以上，馬達(dá)轉(zhuǎn)速一般在2200r/min以內(nèi)，雙行星排具有較大的傳動性，省去了定軸齒輪的傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于

19、專業(yè)化批量生產(chǎn)。有利于更進(jìn)一步研究高性能的減速器，提高產(chǎn)品競爭力。朝著現(xiàn)代工程機(jī)械的發(fā)展方向大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，設(shè)計(jì)制造更多高性能的產(chǎn)品才能提高我國該行業(yè)在世界同行的技術(shù)水平和競爭力，進(jìn)而我國現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，這是我國工程技術(shù)人員義不容辭的責(zé)任。參考文獻(xiàn)1張光裕，等.工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19852王建.工程機(jī)械構(gòu)造m.北京：中國鐵道出版社，19963唐經(jīng)世.工程機(jī)械m.北京：中國鐵道出版社，19964饒振綱.行星齒輪傳動設(shè)計(jì)m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20035孔德文，趙克利，徐寧生，等液壓挖掘機(jī)m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20076諸文農(nóng).履帶推土機(jī)結(jié)構(gòu)裕設(shè)計(jì)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社7成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊m. 第四版第3卷,北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.10-14114-4278濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)m.北京：高等教育出版社，20009工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)m.鎮(zhèn)江：鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院出版10席偉光，楊光，李波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)m.第一版，北京：高等教育出版社，200211楊瑞成，丁旭，等.機(jī)械工程材料m.重慶：重慶大學(xué)出版社，200412吳慶鳴.工程機(jī)械設(shè)計(jì)m.武漢：武漢大學(xué)出版社，2006 致 謝彈指一揮間，大學(xué)四年已經(jīng)接近了尾聲。四