TYQ4190型汽車輪邊減速器的設(shè)計

1、任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：汽車輪邊減速器設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：要求：1.根據(jù)原始數(shù)據(jù)和有關(guān)資料，進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、調(diào)查研究工作；2 .綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，制定最佳設(shè)計方案；3 .所設(shè)計的輪邊減速器總成應(yīng)滿足1250型載重車的各項性能要求；4.設(shè)計圖紙要求布局合理，正確清晰，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定；5.畢業(yè)設(shè)計說明書要求內(nèi)容完整、層次清晰、文理通順，具體按照太原理工大學(xué)畢業(yè)論文規(guī)范撰寫；6.通過畢業(yè)設(shè)計，掌握輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計方法；7 .獨立按時完成畢業(yè)設(shè)計所承擔(dān)的各項任務(wù)。原始數(shù)據(jù)（資料）：1、質(zhì)量參數(shù)：（kg）載質(zhì)里整備質(zhì)里總質(zhì)里掛車質(zhì)量半掛鞍座質(zhì)

2、量120007000190003500011000尺寸參數(shù)：（mm）外形尺寸5980X2500X3030軸距3400接近角/禺去角（度）18/32車箱內(nèi)部尺寸輪距2027/1820最小離地間隙2402、其它參數(shù):1）、最高車速：98km/h2）、最大爬坡度（）:303）、車輪及輪胎：12.00R204）、軸數(shù)：2畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容：1 .結(jié)合4190型牽引車的相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點，進(jìn)行輪邊減速器總成的設(shè)計;2 .確定輪邊減速器的結(jié)構(gòu)類型；3 .確定輪邊減速器總成的主要性能參數(shù)；4 .輪邊減速器總成的設(shè)計、計算、分析、制圖；5 .其他相關(guān)零部件的設(shè)計；6 .結(jié)合本課題查閱并翻譯1萬印刷符合的

3、英文資料；7 .模擬申請專利一份8 .編寫設(shè)計說明書。學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件（論文）：1 .輪邊減速器總成圖紙一套；2 .畢業(yè)設(shè)計說明書。（按太原理工大學(xué)學(xué)生畢業(yè)論文撰寫規(guī)范寫）主要參考文獻(xiàn)（資料）：1吉林大學(xué)汽車工程系編著.汽車卞造（下冊）第五版.北京：人民交通出版社2王望予.汽車設(shè)計（第4版）.北京：機械工業(yè)出版社3機械設(shè)計手冊（上.中冊）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社4（日）武田信之著.方泳龍譯.載貨汽車設(shè)計.北京：人民交通出版社5高維山.驅(qū)動橋.北京：人民交通出版社6QC/T265-2004汽車零部件編號規(guī)則專業(yè)班級學(xué)生要求設(shè)計（論文）工彳起止日期2011-3-21-2011-6-17指導(dǎo)教師簽

4、字日期2011-3-21教研室主任審查簽字日期系主任批準(zhǔn)簽字日期開題報告一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義輪邊減速器一般為雙極減速驅(qū)動橋中安裝在輪轂中間或附近的第二級減速器。在一些礦山水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引汽車及大型公共汽車等，要求有較高的動力性，而汽車車速相對較低，因而其傳動系的低檔總傳動比很大，為了使變速器分動器傳動軸等總成不致因承受過大尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動系的傳動比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動橋。這就導(dǎo)致一些重型汽車大型汽車的主減速比必須很大，還有一些越野汽車要求在壞路上和無路地區(qū)具有良好的通過性，即要求汽車在滿載情況下能以平均車速

5、通過各種壞路及無路地帶時有足夠離地間隙(如松軟的土壤、沙漠、山地、雪地沼澤等)，因此在設(shè)計上述重型汽車、大型公共汽車、越野汽車時，需要在車輪旁附加輪邊減速器。我國研制汽車輪邊減速器始于20世紀(jì)70年代中期，由于各種原因，至今發(fā)展不快，只有幾個廠家從事生產(chǎn)，技術(shù)水平只相當(dāng)國外20世紀(jì)80年代末的水平，數(shù)量和質(zhì)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國內(nèi)運輸業(yè)發(fā)展的需要。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟形勢發(fā)生了很大的變化。公路運輸?shù)玫搅撕芸斓陌l(fā)展，為了降低運輸成本，緩解鐵路壓力，促使了汽車的運輸能力和載貨量逐漸加大。因此，重型汽車輪邊減速器在我國的應(yīng)用前景十分廣闊。自從我國加入WTO1后，減速器行業(yè)面臨極大的壓力與挑戰(zhàn)， 為

6、了應(yīng)對這一嚴(yán)峻形勢， 一方面要引進(jìn)更多更好的國外產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)，另一方面必須迅速發(fā)展民族工業(yè)。國外的汽車減速器應(yīng)用得比較好，技術(shù)也比較先進(jìn)，但價格比較高。一般情況是：國外的整機的價格是國內(nèi)價格的23倍，而易損件、備件的價格卻是58倍，因此，發(fā)展我國的輪邊減速器產(chǎn)品是非常必要的。輪邊減速器屬于汽車減速零部件的關(guān)鍵總成，是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)力的匹配。本論文就是對輪邊減速器進(jìn)行研究，找出合適的方法，為自主研發(fā)出具有結(jié)構(gòu)簡單，高精度和高可靠性的減速器提供理論支持。(1)重型汽車輪邊減速器多以行星齒輪為主，世界上的一些發(fā)達(dá)國家，如日本、瑞典、俄羅斯和美國等，對行星齒輪傳動的研

7、究、生產(chǎn)和應(yīng)用都十分重視，在傳動性能、傳遞功率、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、轉(zhuǎn)矩等方面均處于領(lǐng)先地位。發(fā)展比較快且取得一定科研成果的是在行星齒輪傳動動力學(xué)方面。近幾年來，隨著我國對制造業(yè)的扶持和資金的投入以及科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，機械科技人員經(jīng)過不懈的努力以及技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，在行星齒輪理論研究和優(yōu)化設(shè)計等方面取得了定的研究成果，在行星齒輪傳動非線性動力學(xué)模型和方程方面的研究是國內(nèi)兩個關(guān)于行星齒輪傳動動力學(xué)的代表，他們的研究成果取得了一定的成就并把許多技術(shù)應(yīng)用于實際當(dāng)中。與此同時，現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計理論也應(yīng)用到行星齒輪傳動技術(shù)中，根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)，通過建立輪邊減速器行星齒輪數(shù)學(xué)模型，產(chǎn)生了多種優(yōu)化設(shè)計方法。在已經(jīng)取得

8、的成果中，有針對行星輪均載機構(gòu)和功率分流方面的優(yōu)化設(shè)計，有針對行星齒輪傳動嚙合效率、結(jié)構(gòu)性能、體積的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計研究，有專門針對如重型汽車輪邊減速器行星傳動機構(gòu)齒輪模態(tài)優(yōu)化設(shè)計，有針對行星機構(gòu)噪聲、振動、固有頻率特性研究，這些成果的研究有利于提高了工程技術(shù)人員對行星傳動技術(shù)的認(rèn)識。在新理論和新數(shù)學(xué)計算方法出現(xiàn)的同時，行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計方法也隨著更新，比較新的研究成果：有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用，有遺傳算法在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用， 有模糊數(shù)學(xué)在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用， 有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用，基于可靠性工程的理論通過引入強度可靠性系數(shù)方程來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。這些新的

9、設(shè)計理論和新的設(shè)計方法將許多設(shè)計理論概念和研究成果應(yīng)用到優(yōu)化設(shè)計中，對行星齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計理論研究的發(fā)展有很大的貢獻(xiàn)。(2)對于行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，目前國外已經(jīng)廣泛采用了CADCAECAM一體化的設(shè)計方法，這是一種面向零件的參數(shù)化的3D實體模型設(shè)計技術(shù)，與以往傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法相比， 這是一條革命性的設(shè)計理念。 通過三維結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計的完美結(jié)合，可以使設(shè)計一體化，對工作效率的提高是非常有好處的。當(dāng)前，國外的一些公司針對產(chǎn)品的不同特點，開發(fā)出了很多專用的優(yōu)化設(shè)計模塊，這些優(yōu)化設(shè)計模塊之間有良好的數(shù)據(jù)接口，產(chǎn)品的幾何模型可以通過它們實體造型模塊的優(yōu)化結(jié)果直接輸出，這樣的設(shè)計大大提高了工

10、作效率，對于產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，企業(yè)研發(fā)能力的提高都有好處，由于開發(fā)的產(chǎn)品周期短、速度快，可以使企業(yè)在市場競爭中處于領(lǐng)先地位。目前，我國機械設(shè)計發(fā)展比較快，設(shè)計水平也在不斷的提高。(3)隨著計算機廣泛應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域，在產(chǎn)品的研發(fā)初期，可以應(yīng)用計算機輔助工程(CAE),通過計算機模擬實際工作情況，對產(chǎn)品的各項性能進(jìn)行檢測，比如對其靜態(tài)的，動態(tài)的性能進(jìn)行測試，這樣可以在設(shè)計時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷，避免樣機制造的風(fēng)險，用CAEK術(shù)不僅可以降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，而且可以對設(shè)計的結(jié)果進(jìn)行驗證，這樣可以整體了解產(chǎn)品的性能，省去一些不需要的環(huán)節(jié)，節(jié)省研發(fā)費用，現(xiàn)在對于一些特別復(fù)雜的機械零件，由于在CAE中不易

11、建模而采用在三維CAD中進(jìn)行建模，把所建好的實體模型數(shù)據(jù)，用另一種可以讓CA浜件識別的格式保存，然后導(dǎo)入到CAES件中。目前，采用ADAMSANSY野有限元分析軟件對所設(shè)計的機械產(chǎn)品進(jìn)行有限元分析在設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。 隨著計算機性能的提高和設(shè)計人員經(jīng)驗的積累，對產(chǎn)品設(shè)計的仿真模型與實際模型相差很小，這樣可以保證仿真性能的可靠性。近些年由于國家對制造業(yè)的重視，許多國內(nèi)高校及科研部門對計算機輔助方面有了一定的投入，特別在有限元方面，并取得了一定得成果。隨著有限元方法的應(yīng)用，普及以及設(shè)計人員的經(jīng)驗積累，實體建模將越來越接近真實結(jié)構(gòu)，這樣的研究成果才能真正指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決

12、的主要問題：本論文就是對輪邊減速器進(jìn)行研究，找出合適的方法，為自主研發(fā)出具有結(jié)構(gòu)簡單，高精度和高可靠性的減速器提供理論支持。1查找相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點，進(jìn)行車輪減速器和橋殼總成的設(shè)計；2確定輪邊減速器和橋殼的結(jié)構(gòu)形式；3確定輪邊減速器和橋殼的主要性能參數(shù)；4輪邊減速器和橋殼的總成的設(shè)計、計算、分析、制圖；5其他相關(guān)零部件的設(shè)計；6結(jié)合本課題查閱并翻譯不少于3000字的英文資料；7編寫設(shè)計說明書；三、研究步驟、方法及措施：方法主要有文獻(xiàn)研究法：通過對中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)，萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)等中英文數(shù)據(jù)庫的檢索，收集有關(guān)資料，并對收集的資料進(jìn)行歸納分析，為論文作鋪墊。(1)重要零部件選型設(shè)計： 選擇輪邊減速

13、器和橋殼的結(jié)構(gòu)形式及零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 選擇和計算基本參數(shù)。(2主要零部件的強度校核：利用有限元發(fā)對輪邊減速器行星架的結(jié)構(gòu)強度進(jìn)行分析校核。(3總裝圖與零件圖的計算機繪制：本項目的所有圖紙運用CATIA軟件進(jìn)行繪制，均采用電子文本，部分重要零部件采用三維圖，并在計算機上進(jìn)行模擬裝配，以求減少設(shè)計失誤。四、研究工作進(jìn)度：第1-4周：調(diào)查研究，收集資料，翻譯外文資料，確定輪邊減速器的結(jié)構(gòu)形式。第5-8周：確定輪邊減速器的總體尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算性能參數(shù)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。第9-12周：繪制輪邊減速器和橋殼總成圖。第13-16周：繪制零部件二維工程圖，整理資料，撰寫畢業(yè)論文。第17-18周：畢業(yè)答辯五、

14、主要參考文獻(xiàn)：11劉淮信主編.汽車設(shè)計.北京；清華大學(xué)出版社，20012陳家瑞主編.汽車構(gòu)造，機械工業(yè)出版社，1997【3】機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊.北京；機械工業(yè)出版社，20045鄧 勛 、 張 文 明 、 郭 耀 斌.BZQ3390礦 用 自 卸 車 輪 邊 減 速 器 的 設(shè) 計 . 煤 礦 機 械 ，2008,vol.29(No.6);16-18【6】張華增、曹人樂.改進(jìn)輪邊減速器墊片結(jié)構(gòu).科技創(chuàng)新報，2008,No.22;78【7】焦萬銘、馮雅麗、楊桂.狂勇氣車輪邊二級行星減速器設(shè)計.礦山機械，2008,vol.36;38-39【8】 劉玉春、 羅維東等.礦用汽車輪邊減速器可

15、靠性優(yōu)化設(shè)計.機械設(shè)計制造，2006,No.9;18-20.【9】楊鎖望、韓玉琪、楊桂.礦用自卸車驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)設(shè)計.專用汽車，2005,No.1;21-23【10楊鐘勝.礦用自卸車驅(qū)動橋輪邊減速器的研究與制造.汽車工藝與材料，2011,No.10;37-47【11】項生田、李劍敏等.輪邊減速器行星架結(jié)構(gòu)強度和疲勞壽命分析.汽車工程，2011,vol.33(no.5);417-421【12】張寶成.輪邊減速器內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計.北京礦冶研究總院.【13】李必文、張春良.輪邊減速器優(yōu)化設(shè)計存在的問題及對策.中國工程機械學(xué)報，2008,vol.6(no.1);53-57【14】汪振曉、李

16、增輝.輪邊減速器總成的設(shè)計.汽車科技增刊，2008,【15】陳海、洪恒恒等.驅(qū)動橋橋殼有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.開發(fā)研究，2011,no.7;48-49【16】尹道駿.重型汽車輪邊減速器的研究.合肥工業(yè)大學(xué).2010【17】C.Yuksel、A.kahraman.Dynamictoothloadsofplanetarygearsetshavingtoothprofilewear.TheuniversityofToledo,2004.18C.H.Mcmurray、W.J.Blanchflower.Multi-Channel,ProbeColorimeterforUsewiththeMicro-eli

17、saTest,WhichMakesUseofDisposableFlat-bottomMicrohemagglutinationplates,ClinicalChemistry,1979,vol.25(no.4)；570-576【19】YichaoGuoRobertG.Parker,Purelyrotationalmodelandvibrationmodesofcompoundplanetarygears.MechanismandMachineTheory,2010六、導(dǎo)師意見：指導(dǎo)教師(簽字)摘要本文根據(jù)TYQ4190型半掛牽引車的設(shè)計要求，完成了輪邊減速器的設(shè)計。由于車速要求較高，且其載重

18、量大，對其結(jié)構(gòu)的強度要求較高。 對比已有車型并考慮各種傳動的優(yōu)缺點選取輪邊減速器的類型為NGM星齒輪減速器， 根據(jù)分配的傳動比，初步確定齒數(shù)，然后按照扭矩特性和輪齒的彎曲強度公式計算出齒輪副的模數(shù)。計算出基礎(chǔ)參數(shù)以后根據(jù)該參數(shù)設(shè)計齒輪副的其它尺寸和輪邊減速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。對該齒輪副進(jìn)行效率檢驗和強度校核。同時對軸承和連接花鍵的選擇和設(shè)計，并進(jìn)行了強度校和。在輪邊減速器校驗合格后，運用UG對輪邊減速器進(jìn)行三維建模，創(chuàng)建的輪邊減速器三維實體模型可以直觀的看到各零件之間的匹配是否合理，有無干涉，是對設(shè)計尺寸的初步檢驗，而且也是對零件仿真分析和加工的一個基礎(chǔ)。在三維圖合理無干涉的情況下用CAM件繪制圖紙

19、完成設(shè)計任務(wù)。關(guān)鍵詞：半掛牽引車，輪邊減速器，UG,行星齒輪AbstractInthisarticle,itintroducesthedesigningofthewheel-sideplanetaryreducerofTYQ4190semi-trailertowingvehicle.Accordingtothehighspeedandthelargeloads,weneedahigherstrengthofitsstructure.Referencetoexistingmodelsandconsidertheadvantagesanddisadvantagesofvarioustransmis

20、sion,selectiontheNGWplanetarygearreducer.Accordingtothegivenparameters,choosethebestgearnumbersandthem.Principleisthatmakesurethesizeofthestructureisassmallaspossible.Calculatedallpartsofthestructuressize,andthencheckesignthestiucsusereoirmhxofthebearingsandthespline.Afterthecompletionofmechanicalde

21、sign,wehavetoestablishthemainpartsofthethree-dimensionalmodelwithUGsoftware.Whileestablishingthethree-dimensionalofthegears,wecancheckthereasonablenessofaplanetarygear.Anditisthebaseofsimulationanalysisandprocessing.Keywords：semi-trailertowingvehicle,wheel-sideplanetaryreducer,UG,planetarygear目錄摘要VI

22、AbstractII引言I1緒論II1.1輪邊減速器文獻(xiàn)綜述II1.1.1輪邊減速器分類及工作原理II1.1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景IV1.2課題背景及開展研究的意義V1.2.1課題背景V1.2.2研究的意義V1.3主要研究內(nèi)容VI2齒輪傳動的參數(shù)設(shè)計計算VI2.1已知條件VI2.2設(shè)計計算VII2.2.1分配傳動比VII2.2.2選取行星齒輪傳動的傳動類型和傳動簡圖VII2.2.3配齒計算XI2.2.4初步計算齒輪的主要參數(shù)XI3驗算和效率的計算XVI3.1.裝配條件的驗算XVI3.2傳動效率的計算XVI4行星齒輪的強度校核XIX4.1行星齒輪傳動的受力分析XIX4.2太陽輪-行星輪齒輪

23、副強度的校核XIX4.2.1齒面接觸強度的校核計算XIX4.3行星輪-內(nèi)齒圈齒輪副的校核XXVIII4.3.1齒面接觸強度的校核計算XXVIII4.3.2齒根彎曲強度的校核計算XXX5軸承載荷和壽命的校核XXXII5.1承載軸承的選用XXXII5.2行星輪軸軸承的校核XXXII6花鍵的選擇和計算XXXIV6.1主動軸花鍵的選擇及強度計算XXXIV6.1.1花鍵副齒數(shù)與模數(shù)的確定XXXIV6.1.2花鍵副的強度計算XXXIV6.2其他花鍵的選擇XXXV6.2.1齒圈轂與內(nèi)齒圈嚙合處花鍵的選擇XXXV6.2.2齒圈轂和橋殼總成XXXV7UG建模XXXV7.1 UG簡介XXXV7.2 UG模型示圖X

24、XXVI8行星輪加工工藝設(shè)計XXXVIII8.1選擇毛坯尺寸XXXVIII8.2擬定工藝路線XXXIX8.2.1定位基準(zhǔn)的選擇XXXIX8.2.2加工階段的劃分XXXIX8.2.3確定工藝路線XXXIX結(jié)論XLII參考文獻(xiàn)XLIII致謝XLIV引言輪邊減速器在國內(nèi)外都已發(fā)展多年，目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但國內(nèi)的研究與國外的先進(jìn)國家相比仍有一段差距。本文設(shè)計的輪邊減速器采用技術(shù)較為成熟的行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，與普通齒輪傳動相比他有很多優(yōu)點，如可以減小體積和重量，并且可以達(dá)到較高的變比。本文根據(jù)已給出的部分參數(shù)，設(shè)計了模數(shù)為5的一級行星齒輪減速器。計算了其參數(shù)，并且對太陽輪和內(nèi)齒圈的齒面和齒根分別進(jìn)行了

25、強度校核。并且設(shè)計了連接件，如花鍵，螺栓等。并且用建立了三維實體模型，并組裝成裝配圖，以察看其配合程度。UG1緒論輪邊減速器是傳動系統(tǒng)中的最后一級，所受到的扭矩最大，所以其強度和結(jié)構(gòu)合理與否對于整個傳動系統(tǒng)有很大的影響。輪邊減速器的設(shè)計受到很多條件的限制，如安裝尺寸條件和傳動方向等，因此在設(shè)計輪邊減速器時要綜合考慮各種約束條件。一般輪邊減速器有普通直齒和行星齒輪傳動兩種結(jié)構(gòu)形式，但由于普通直齒傳動有很多不可避免的缺點已經(jīng)很少使用。如速比的限制，安裝尺寸的限制，傳動方向的限制等，因此本文中所設(shè)計的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動。1.1輪邊減速器文獻(xiàn)綜述國內(nèi)外載貨汽車的驅(qū)動橋為了實現(xiàn)更好的降速增扭

26、的作用，一般采用雙級減速器，在雙級式主減速器中，若第二級減速器齒輪有兩幅，并分置于兩側(cè)車輪附近，實際上成為獨立部件，稱為輪邊減速器，在重型載貨汽車上該裝置廣泛采用行星齒輪傳動，輪邊減速器是載貨汽車傳動系中最后一級減速增扭裝置。行星減速器與普通齒輪減速器相比，具有重量輕、體積小和傳動比大的優(yōu)點。輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時降低主減速器、半軸、差速器的負(fù)荷，減小傳動部件的結(jié)構(gòu)尺寸，保證后橋具有足夠的離地間隙，提高了車輛的通過性能以及降低整車裝備質(zhì)量1。1.1.11.1.1輪邊減速器分類及工作原理1.1.1.1輪邊減速器的分類通過傳動將動力機的速度降低，使之滿足執(zhí)行

27、系統(tǒng)的需求的傳動裝置稱為減速器。減速器是變速器的一種，還有增速器。由一系列相互嚙合的齒輪所組成的齒輪傳動系統(tǒng)稱為輪系，它是一種變速裝置，在傳動系統(tǒng)中實現(xiàn)定傳動比變速或者有級變傳動比變速，即在輸入軸與輸出軸之間獲得預(yù)期的傳動比大小和轉(zhuǎn)向關(guān)系。根據(jù)輪系在運轉(zhuǎn)過程中各輪幾何軸線在空間的相對位置關(guān)系是否固定，可將輪系分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。本文將要設(shè)計的輪邊減速器是行星齒輪傳動，它屬于周轉(zhuǎn)輪系。當(dāng)輪系運動時，至少有一個齒輪的軸線是繞其它定軸齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。周轉(zhuǎn)輪系由行星輪，行星架，中心輪（太陽輪）三個基本部件構(gòu)成。周轉(zhuǎn)輪系按其自由度的數(shù)目可以分為兩種基本類型：差動輪系，具有兩個自由度

28、的周轉(zhuǎn)輪系。在三個基本構(gòu)件中，必須給定兩個構(gòu)件的運動，才能求出第三個構(gòu)件的運動。行星輪系，即具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系。三個基本部件中，任意一個固定，在任意一個作為輸入，剩下的作為輸出件。行星齒輪減速器安結(jié)構(gòu)可分為如下三種：2K-H,3K,K-H-V（K中心輪，H行星架，V輸出軸）2K-H型傳動方式簡便，采用較普遍，零配件采購也更方便。因此在本輪邊減速器的設(shè)計中也采用2KH型。2KH型傳動中， 有正號機構(gòu)和符號機構(gòu)之分， 且他還可分為更多種的形式。 如：NGW,NW,WW,NN,ZUWGW。他們的傳動比范圍和傳動效率， 以及傳動功率范圍都有很大的不同。 根據(jù)本次要設(shè)計的輪邊減速器的傳動比為大約4

29、.47,而NGW型最佳傳動比為392,因此選用NGW型行星齒輪傳動系統(tǒng)。NGW型是動力傳動中應(yīng)用最多，傳動功率最大的一種行星傳動。他由內(nèi)外嚙合和共用行星輪組成，它的結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，工藝性好，效率高，雖然傳動比比較小，但可通過多級串聯(lián)組成傳動比大的輪系。本設(shè)計中所需傳動比較小，因此不用串聯(lián)，只需要一級就足夠。行星齒輪傳動的主要特點是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)；但大功率高速行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。行星齒輪傳動中有些類型效率高，但傳動比不大。另一些類型則傳動比可以很大，但效率較低，用它們作減速器時，其效率隨傳動比的增大而減??；作增速器時則有可能產(chǎn)生自鎖。行星齒輪傳動應(yīng)用廣泛，

30、并可與無級變速器、液力耦合器和液力變矩器等聯(lián)合使用，進(jìn)一步擴大使用范圍。行星輪作為減速器可以安置在輪邊，則稱為輪邊減速器。輪邊減速器一般分為普通圓柱齒輪減速器和行星齒輪減速器，由于普通齒輪減速器有很多不可避免的缺陷，因此采用較少。有的輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時降低主減速器，半軸，差速器的負(fù)荷，減小傳動部件的結(jié)構(gòu)尺寸，保證后橋具有足夠的離地間隙。同時提高了車輛的通過性能以及降低了整車的裝備質(zhì)量。1.1.1.2工作原理圖1-1汽車輪邊減速器結(jié)構(gòu)圖1-半軸套管；2-齒圈座；3-內(nèi)齒圈；4-行星齒輪；5-行星架；6-行星齒輪軸；7-太陽輪；8-鎖緊螺母；9-螺栓；1

31、0-螺釘；11-輪轂；12-半軸；13-制動器根據(jù)我們選擇的NGW型輪邊減速器簡單介紹一下其工作原理。輪邊減速器主要是由太陽輪、行星輪、齒圈和行星輪架組成，一般其主動件太陽輪與半軸相連,被動件行星輪架與車輪相連，齒圈與橋殼相接，采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。從發(fā)動機經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再

32、傳遞到驅(qū)動車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。從而減少了輪邊減速器前面各個零件的受力。如圖1-1所示：太陽輪7通過花鍵與半軸12相連接，并隨半軸轉(zhuǎn)動。齒圈3與齒圈座2用螺釘10連接，而齒圈座2被鎖緊螺母8固定在半軸套管l上不能轉(zhuǎn)動。 在中心齒輪7和齒圈3之間裝有三個行星齒輪4,行星齒輪通過圓錐滾子軸承和6支撐在行星架5上。行星架5用螺栓9與輪轂11相連。差速器的動力從半軸12經(jīng)中心齒輪7、行星齒輪4、行星架5轉(zhuǎn)給輪轂而驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)3。1.1.21.1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景1.1.2.1國內(nèi)外現(xiàn)狀我國早在南北朝時代，祖沖之就發(fā)明了有行星齒輪的差動式指南針，因此我國行星齒

33、輪傳動的應(yīng)用比歐美各國早一千多年。但是隨著時代的發(fā)展，我國漸漸落后于西方發(fā)達(dá)國家，目前已經(jīng)有了很大的差距，但是我們正在努力發(fā)展，自主創(chuàng)新4。現(xiàn)在已經(jīng)有許多專家， 學(xué)者及工程技術(shù)人員做了相關(guān)的研究。 但是與國外先進(jìn)的技術(shù)相比還是有很大的差距。我國自主研發(fā)的減速器大都是中小功率的，以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，并且存在產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低，可靠性低，使用壽命不夠長，且新產(chǎn)品研發(fā)周期長等很多缺陷。因此，如何改進(jìn)設(shè)計方法，提高設(shè)計質(zhì)量是裝載機行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。目前我國新頒布了NGWL型(JB1799-76)、NGW-Z型(JB3722-84)、NGW-S型(JB

34、3723-84)和NGW-L型(JB3424-84)四個行星齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)。并且組織了專業(yè)化成批生產(chǎn)，在國內(nèi)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。自中國加入WTO后，我國的汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，車用減速器也隨著時代的腳步逐漸成長成熟起來。進(jìn)年來輪邊減速器部分也不斷踴躍出很多新的很有創(chuàng)意的設(shè)計，雖然這些設(shè)計離最終成型使用還有一些差距，但是，足見我們在創(chuàng)新設(shè)計上，已經(jīng)邁出了一大步。但是相比于國外先進(jìn)的技術(shù)，我們還有待于進(jìn)一步的提高，增加自主創(chuàng)新的能力。目前我國所使用的減速機主要是從德國，英美進(jìn)口的，自主研發(fā)的減速機一般很少在大型礦用車上使用4。1.1.2.2發(fā)展趨勢目前隨著電子技術(shù)的發(fā)展，非公用車已向著智能化，無人化發(fā)展。

35、越來越多的電控系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)被運用到礦用車上來，使得礦用車的操作越來越簡易方便，產(chǎn)量也更大。例如卡特彼勒系列非公用車就有很多人性化的輔助系統(tǒng)。如：全自動的緩行制動，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速由電控單元根據(jù)傳感器和節(jié)氣閥所給出的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)。變速器也有自動檔，可以自動改變車速。在機械硬件方面卡特彼勒也可以稱得上業(yè)界內(nèi)的航母，他的機械部分設(shè)計簡便，人性化，強度高，使用壽命長，且維修方便。目前行星齒輪都向著大功率，大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。1.2課題背景及開展研究的意義1.2.11.2.1課題背景本文是根據(jù)TYQ4190型汽車已知參數(shù)和工作環(huán)境等已知條件所設(shè)計的輪邊減速器。減速器任務(wù)

36、就是在滿足傳動速比，傳動效率和傳動強度的條件下，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，效率高，成本低，易加工，工藝性好的傳動機構(gòu)。主要工作任務(wù)就是根據(jù)已知條件選擇齒輪副的齒數(shù)和模數(shù)，并校核其齒輪副的齒面接觸強度和齒根彎曲強度。同時還要設(shè)計其連接件和其他的一些零配件，如連接用的花鍵，和支撐用的軸和軸承等。還要考慮到固定用的擋圈和連接螺栓等。在設(shè)計的同時，還要考慮其裝配條件，如裝配順序,裝配基準(zhǔn)和公差等。當(dāng)然，還要了解一下目前我國的輪邊減速器發(fā)展?fàn)顩r，已考慮其細(xì)節(jié)問題，可以達(dá)到與市場結(jié)合。根據(jù)陜西同力重工有限公司的市場調(diào)查表明我國非公用車的工作環(huán)境普遍為車輛行駛路面工程道路，路面松軟，硬實度差，道路阻力大，道路附著系數(shù)

37、小。且運營環(huán)境的空氣質(zhì)量也很差，揚塵濃度很高，對作業(yè)工人的身體傷害很大，還有就是承載運輸量大，作業(yè)強度高5?？v觀國內(nèi)減速器的發(fā)展現(xiàn)狀，我們在保持行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新的同時，應(yīng)當(dāng)看我我們存在的問題。要采取積極地應(yīng)對方案力爭在較短時間內(nèi)能有所進(jìn)展。目前，我國該行業(yè)存在的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次、缺乏有國際影響力的產(chǎn)品品牌、行業(yè)整體散、亂情況依然較為嚴(yán)重。因此，我國的發(fā)展之路仍是任重道遠(yuǎn)。1.2.21.2.2研究的意義傳動系統(tǒng)通常由變速裝置，起停和換向裝置，制動裝置及安全保護(hù)裝置等基本部分組成。變速裝置是傳動系統(tǒng)中

38、很重要的組成部分，它的設(shè)計的好壞直接關(guān)系到傳動效率，燃油消耗率，汽車的使用壽命，甚至能否啟動。而輪邊減速器是傳動系統(tǒng)的最后一部分， 它起到了減速增扭和改變傳動方向的作用， 直接將動力傳輸?shù)捷喬ド?，因此輪邊減速器的設(shè)計也至關(guān)重要。尤其是大型非公用車，由于空間限制，必須將更多的傳動比分配到驅(qū)動橋上，因此輪邊減速器可以大大的改善整車的結(jié)構(gòu)和性能。一般說來，輪邊減速器的設(shè)計應(yīng)該滿足以下要求：保證汽車在各種使用工況下對速比的變化要求，這一速度變化應(yīng)從零到最高車速。在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，可獲得倒檔行駛。汽車在轉(zhuǎn)彎的時候，能差速，保證轉(zhuǎn)彎正常。保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。為了使變速器，分動

39、器，傳動軸等總成不致因承受過大扭矩而使它們尺寸過大，重量過重，應(yīng)將其傳動比以盡可能的比率分配給驅(qū)動橋，采用較大的傳動比，使其達(dá)到所需要的減速要求22。輪邊減速器設(shè)計的主要任務(wù)是：從各方面考慮，選擇合適的尺寸，提出整體設(shè)計方案。各零部件合理布置，對其強度，剛度，壽命進(jìn)行校核，使其結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良。滿足傳動比條件，同心條件，裝配條件和鄰接條件。對于兩級或多級定軸齒輪傳動減速器，傳動比分配的原則如下：使各級齒輪傳動的承載能力相接近使各級齒輪傳動中的大齒輪浸油深度大致相等，以實現(xiàn)油池潤滑使減速器獲得最小外形尺寸和重量輪邊減速器作為傳動系的最后一個環(huán)節(jié)，他承載著最大的扭矩，他的強度和結(jié)構(gòu)合理與否直接影

40、響著整車的性能，因此輪邊減速器的設(shè)計至關(guān)重要。我所設(shè)計的輪邊減速器結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，質(zhì)量輕便，使用和更換都很方便，對于提高整車的速比，減輕質(zhì)量，較小燃油消耗率等方面都起了很大的作用。1.3主要研究內(nèi)容本課題主要根據(jù)TYQ4190車輛結(jié)構(gòu)及性能要求，完成輪邊減速器的設(shè)計；設(shè)計內(nèi)容主要包括：輪邊減速器結(jié)構(gòu)形式的選擇：輪邊減速器齒輪基本參數(shù)的選擇；輪邊減速器主要尺寸的計算；輪邊減速器主要配合及緊固件設(shè)計；繪制輪邊減速器三維模型。2齒輪傳動的參數(shù)設(shè)計計算2.1已知條件軸距3400mm；整備質(zhì)量：7000kg;總質(zhì)量：19000kg;最高車速：98km/h.;最大爬坡度：30%;發(fā)動機最大功率：196

41、/2200kw/rpm;最大扭矩/轉(zhuǎn)速：1100/1300-1600Nm/rpm;輪胎尺寸新胎充氣后輪胎最大使用尺寸規(guī)格斷向?qū)挾韧庵睆綌嘞驅(qū)挾韧庵睆揭话慊y加深花紋一般花紋加深花紋12.00R203151125113533711251135輪輛8.5-20:中心孔直徑：281螺孔直徑：16螺孔對稱直徑：3352.2設(shè)計計算2.2.12.2.1分配傳動比主減速比對于主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性都有直接影響。io的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系統(tǒng)總傳動比it一起由整車動力計算來確定?？衫冒l(fā)動機在不同i0下的功率平衡圖來研究i0對汽車動力

42、性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系統(tǒng)參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇io值，可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。所選擇的io值應(yīng)能保證汽車能達(dá)到設(shè)計要求的最高車速Vamax，在給定發(fā)動機最大功率及其小的情況下，。這時io值應(yīng)按下式來確定：rnDi0=0.377ipvamaxigh式中rr車輪的滾動半徑，m;igh變速器的最高檔傳動比。將已知的汽車參數(shù)帶入得到普通雙級主減速器的第一級的減速比如比第二級的減速比i02稍小些，通常i02/i01=1.4-2.0,輪邊減速器作為雙級主減速器的第二級，參考同類車型并考慮盡量發(fā)揮輪邊減速器的優(yōu)點，選取較大的輪邊減速比。所以在分配減速比時選擇如下：i0=1

43、.5iLB=3.152.2.22.2.2選取行星齒輪傳動的傳動類型和傳動簡圖行星輪式減速器類型很多，按其基本構(gòu)件代號可分為2Z-X、3Z和Z-X-F三大類（其中Z中心輪）。其他各種復(fù)雜的周轉(zhuǎn)輪系，大抵可以看成這三類輪系的聯(lián)合貨組合機構(gòu)。按傳動機構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動形式，如NGW型、NW型、NN型、WW型、ZUWGW型、NGWN型、N型等（其中N內(nèi)嚙合，W外嚙合，G一公用齒輪，ZU錐齒輪）。其傳動類型與傳動特點如表2-12。表2-1傳動類型與傳動特點傳動類型機構(gòu)簡圖NGW14 刈2Z-XNW傳動特性傳動比范圍傳動比推薦值傳遞功率KW1.1313.7b:=iaX2.79不限150b

44、:=iaX525不限應(yīng)用特點廣 泛 地 用于動力及輔助傳動中，工作制度不限，可作為減速、增速和差速裝置軸向尺寸小，便于串聯(lián)多級傳動，工藝性好biaX7時，徑向尺寸比NGW1小，可推薦采用工 作 制 度不限NN1700一個行星輪時b:=30iXa100三個行星輪時b：30iXa40可 用 于短時、 間斷性工作制動力傳動轉(zhuǎn)臂X為從動時，當(dāng)，i大于某值后， 機構(gòu)自鎖Lr1/13Z負(fù)利他NGWN1500b：=20iae100100結(jié)構(gòu)很緊湊， 適用于中小、 功率的短時工作制傳動工藝性差當(dāng)a輪從動時，i達(dá)到某值后機構(gòu)會自鎖， 即nb-1.17tan.：a3tan=1.15齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑齒頂圓

45、壓力角II3驗算和效率的計算在設(shè)計行星齒輪傳動時，根據(jù)給定的傳動比ip來分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪傳動運動學(xué)的主要任務(wù)之一。在確定行星齒輪傳動的各輪齒數(shù)時，除了滿足給定的傳動比之外，還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件，鄰接條件和安裝條件。除此之外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件2。3.1.裝配條件的驗算對于所設(shè)計的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的鄰接條件、同心條件和安裝條件。鄰接條件按式3.1校驗。（3.（1）為行星輪齒頂圓直徑，為太陽輪和行星輪的中心距，為行星輪個數(shù)。代人數(shù)據(jù)得知鄰接條成立。同心條件按式3.2校驗。（3.（2）代人數(shù)據(jù)得22+13=48-13知同心條件成立。安裝

46、條件按式3.3校驗。（刀為整數(shù)）（3.3）帶入數(shù)據(jù)可得知安裝條件成立。3.2傳動效率的計算行星齒輪傳動的效率是評價其傳動性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。對于不同傳動類型的行星齒輪傳動，其效率刀值得大小也是不同的。對于同一類型的行星齒輪傳動，小效率刀值也可能隨傳動比ip的變化而變化。在同一類型的行星齒輪傳動中，當(dāng)輸入件，輸出件不同時，其效率刀值也不相同。而且，行星齒輪傳動效率變化范圍很大，其刀值可高達(dá)0.98,低的可接近于零，甚至刀低于零，即可以自鎖7。欲求的行星齒輪傳動效率刀值，首先應(yīng)分析和了解他的傳動損失。在行星齒輪傳動中，其主要的功率損失為如下三種：1）嚙合齒輪副中的摩擦損失2）軸承中摩擦損失3）

47、液力損失在2Z-X型行星齒輪傳動中，Pa為輸入件所傳遞的實際功率，Pb為輸出件所傳遞的實際功率，Pt為行星齒輪傳動中的摩擦損失功率。根據(jù)前面的規(guī)定，輸入件所傳遞的功率為正值，即Pa0,而輸出件所傳遞的功率Pb為負(fù)值，即Pb0,由公式可得其傳動效率為:b一aX XPA(3.6)現(xiàn)在，再根據(jù)嚙合功率法原理PT=PTX進(jìn)一步推導(dǎo)PT與Ex的關(guān)系式。pxx=1-丘abPax則得Px=1-abPax=PT(3.7)(3.8)Pa0,Px0-1_ixx3b_3bab_A_ax_/x-I-1-iabxiabxiab一1 1(3.9)x=1-x=、mqnx對于A型行星傳動，其嚙合系數(shù)之和為-：x.oxqm-m

48、amb.:X甲m嚙合損失系數(shù);：Xma轉(zhuǎn)化機構(gòu)中中心輪a與行星輪c之間的嚙合損失系數(shù);:：x中mb一轉(zhuǎn)化機構(gòu)中內(nèi)齒圈b與行星輪C之間的嚙合損失系數(shù)。嚙合損失系數(shù)的確定在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中，僅考慮齒輪副的嚙合摩擦損失時,初步計算時2uzH和2urH可忽略不計貝UY=1-0.0225(1+22/48)=0.967可見，該傳動系統(tǒng)傳動效率較高。4行星齒輪的強度校核4.1行星齒輪傳動的受力分析在2Z-X(A)型行星齒輪傳動中，其受力分析圖是由運動的輸入件開始，然后依次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。對于直齒圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力F,如圖所示12。(3.11)(3.12)丫：11fm(一-一)ZlZ

49、2(3.13)z1一齒輪副中小齒輪齒數(shù);z2齒輪副中大齒輪齒數(shù)；8 支一齒輪嚙合副的重合度;fm嚙合摩擦因數(shù)，一般取fm=0.060.10；以上公式中，正號“+”適合于外嚙合；負(fù)號“-”適合于內(nèi)嚙合。ixiax=WaxWbZb1100,取KHP=1.2節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH對于直齒輪，ZH可由式4.8計算2cos二ZH-2.,cos-sin-ZH=2.5彈性系數(shù)ZE查手冊，按鋼-鋼取ZE=189.8重合度系數(shù)ZZT可由式4.4計算Z.=J43聶將ga=1.55代入式4.4可得Z70.9螺旋角系數(shù)Z-：對于直齒輪3=0,Z-：=1前文已取中心輪1的齒寬系數(shù)，其齒寬57mm。4.2.1.3計算齒面接觸應(yīng)

50、力將以上求得的各系數(shù)，代入式4.1-4.3可得=1035=1358故取齒面接觸應(yīng)力0-H=1358N/mm2(4.8)4.2.1.4許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力可按式4.9計算_HlimHHp-ZNTZLZVZRZWZXSHmin2式中，*Him試驗齒輪的接觸疲勞極限，N/mm；SHmin一計算接觸強度的最小安全系數(shù)；ZNT一計算接觸強度的壽命系數(shù)；ZL潤滑劑系數(shù)；Z ZV速度系數(shù)；ZR粗糙度系數(shù)；ZW一工作硬化系數(shù)；Zx一接觸強度計算的尺寸系數(shù)。試驗齒輪的接觸疲勞極限0Hlim；2前文已求得試驗齒輪的接觸疲勞極限OHlim=1500N/mm.相關(guān)系數(shù)最小安全系數(shù)SHmin;查表，取最小安全系數(shù)S

51、Hmin=1.2；計算接觸強度的壽命系數(shù)ZNT；查表，按不允許點蝕的公式ZNT=（段7嚴(yán)306,取應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL=107,則ZNT=1.1；潤滑油膜影響系數(shù)ZL,ZV,ZR；根據(jù)文獻(xiàn)機械設(shè)計手冊選用L-CKC齒輪潤滑油，該潤滑油的力-速度因子及滾動壓力由式4.11及4.12計算(4.9)=KsvKFtu-1Z2Z2KsZHZ；bd1u式中，v為齒輪圓周速度，自為力-速度因子，K.二為滾動壓力，其余參數(shù)同式4.3。代入數(shù)據(jù)得 K K= =65006500M2.52M12M22=32.7MP;s1561461.23.14d,n,中心輪1的圓周速度v=L=4m/s;601000故327=8.2,4

52、可得50c時潤滑油的名義運動黏度V50=150mm2/s；2.按V50=180mm/s可得ZL=0.98；按V=9.26m/s可得Zv=0.95；按RZ10=12.5Nm可得Zr=0.95；工作硬化系數(shù)ZW查手冊，取Zw=1.2尺寸系數(shù)Zx尺寸系數(shù)Zx=0.95許用接觸應(yīng)力將所求系數(shù)代入式4.10可得二HP=SZNTZLZVZRZWZXSHlim=00=001.10.980.950.951.20.951.2=13864.2.1.5接觸強度校核齒面接觸應(yīng)力bH=1358N/mm2iim=500Nmm以及相關(guān)系數(shù)代入式4.18可得二FLYTY-Y.YRrelTYX，47020.8690.950.9

53、80.99=470SFlin1.6取c-=470N/mm2p4.2.3.5彎曲強度校核校核齒應(yīng)力的強度條件是計算齒根應(yīng)力OF應(yīng)不大于許用齒根應(yīng)力仃FP即二F-cFp因為，故滿足彎曲強度條件。4.3行星輪-內(nèi)齒圈齒輪副的校核4.3.14.3.1齒面接觸強度的校核計算4.3.1.1齒面接觸應(yīng)力仿上，通過查表查圖和采取相應(yīng)的公式計算，可以得到與外嚙合副a-c不同的系數(shù)有使用系數(shù)KA=1.35，動載荷系數(shù)KV=1.1,節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH將0(=3=20，弋入式4.8可得ZH=2.5重合度系數(shù)Z將e“=1.73代入式4.9可得Z40.87齒間載荷分配系數(shù)KH.KH1,KH3=1.1對行星輪c進(jìn)行受力分析易

54、知內(nèi)齒圈b作用于行星輪c的切向力等于中心輪1作用于行星輪向力，故仍有名義切向力FT=57KN考慮盡一步減小結(jié)構(gòu)尺寸，取內(nèi)齒圈b的齒寬b3=57mm 故齒輪副c-b的工作寬度b=57mm將各系數(shù)及u=2.8、di=240代入式4.1-4.3可得二729二957=978故取齒面接觸應(yīng)力(TH=978N/mm24.3.1.2許用接觸應(yīng)力仿上，通過查表查圖和采取相應(yīng)的公式計算，可以得到變化的系數(shù)有潤滑油膜影響系數(shù)ZL,ZV由式4.12可得滾動壓力650002.83-1=2.3161441262.83行星輪2的圓周線速度二d2n2 二 144(333-75)八v=26010360103故力-速度因子s=

55、2.316/2=1.158可得50c時潤滑油的名義運動黏度v50=70mm2/s按y50=70mm2/s可得ZL=0.95按vx=3.78,可得ZL=0.95c的切Ks壽命系數(shù)ZNT2558NL=10300163600=7.310860按不允許點蝕的公式ZNT=（咨）.0306,則ZNT=0.916將各系數(shù)代入式4.10可得，-Hlim777777Hp-ZNTZLZVZRZWZXSHlim1500二X0.9160.950.920.951.20.95=10001.32取許用接觸應(yīng)力c-HP=1000N/mm4.3.1.3強度校核齒面接觸應(yīng)力故齒輪副b-c滿足接觸應(yīng)力的強度條件4.3.24.3.2

56、齒根彎曲強度的校核計算4.3.2.1齒根彎曲應(yīng)力仿上，通過查表查圖和采取相應(yīng)的公式計算，可以得到與外嚙合副a-c不同的系數(shù)有:載荷作用于齒頂時的齒形系數(shù)YFa；YFa1=2.06,YFa2=2.04；載荷作用于齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù)Ysa;Ysa1=1.87,Ysa2=1.93；計算彎曲強度時的重合度系數(shù)Y;將名以=1.68代入式4.17可得丫6=0.25+需=0.696；齒間載荷分配系數(shù)KFa;KFD=1,KF出=1.1；將相關(guān)系數(shù)代入式4.13和4.14可得;故取齒根應(yīng)力（TF=538N/mm2。4.3.2.2許用齒根應(yīng)力只有壽命系數(shù)YNT改變，取YNT=（好產(chǎn)2,將NL=Q87兇09代入得

57、YNT=0.893,將相關(guān)系數(shù)代入式4.18可得取bFp=563N/mm2。4.3.2.3齒根彎曲強度校核因為，故滿足彎曲強度條件。二FPFlimYSTYNTSFlimY：elTYRrelTYX4702.00.8931.41.010.980.95=563C=P3.333166705軸承載荷和壽命的校核5.1承載軸承的選用本課題設(shè)計的輪邊減速器的傳動中都是直齒輪傳動，因此不會有軸向載荷，只有徑向載荷作用到軸承上，在實際工作中可能會受到外界的干擾而存在軸向力也較小，為了盡可能的減小尺寸，所以采用了無套圈式滾針軸承。前文已求得中心輪a在每一個功率分流上的切向力Ft=57KN,由牛頓第三定律知道行星輪

58、c受到中心輪a的切向力大小也為Ft,對行星輪c作受力分析可知： 內(nèi)齒圈b作用于行星輪c的切向力大小為Ft,行星輪軸對行星輪c的作用力為2Ft。行星輪軸材料選用45鋼，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)YB6-90知其屈服強度極限：bs=300,抗拉強度（Tb=600,考慮到可能的沖擊，取安全系數(shù)S=4,其許用彎曲應(yīng)力L=245MPa。當(dāng)行星輪相對于行星架對稱配置時，載荷Ft作用在軸跨距的中間。根據(jù)行星輪齒寬，并給將來設(shè)計選擇的軸承留余量，取跨距長度。L=90mm,當(dāng)行星輪在轉(zhuǎn)臂中的配合選為H7/h6時，就可以把它看成是具有跨距為l的雙支點梁。由于軸較短，可以認(rèn)為軸是沿整個跨度承受均布載荷q=F/l。危險截面（在跨度中

59、間）內(nèi)的彎矩可由式5.1計算：(5.1)代入式5.1可得；故行星輪軸的最小直徑:出于軸承潤滑考慮和沖擊載荷，故將直徑放大，取行星輪軸的外徑40mm。5.2行星輪軸軸承的校核查機械設(shè)計手冊選用軸承型號為，其內(nèi)徑為40mm,外徑為45mm,寬度為27mm,基本額定動載荷Cr=75.8KN。由于該軸承不受軸向力，當(dāng)量動載荷P=fPT=1.5黑15000=22500,前文已求得行星輪c相對于行星架H1的轉(zhuǎn)速258r/min。由式5.2求得計算額定動載荷：該壽命大于設(shè)計壽命1000小時，滿足要求?？梢娝x軸承滿足載荷條件。相對轉(zhuǎn)速代入式5.3可得壽命:L10h106Cr60nP=1823(5-3)6花鍵

60、的選擇和計算本課題中共有三處采用花鍵連接，分別是輸入端與太陽輪、齒圈轂與內(nèi)齒圈，齒圈轂和橋殼總成。由于漸開線花鍵具有自動定心的作用，有利于保證連接的同心度，并且齒根部較厚，強度高，承載能力大，壽命長。為保證良好的同心定位效果，上述三處花鍵副均采用圓柱直齒漸開線花鍵連接，內(nèi)外花鍵都是壓力角30。平齒根。6.1主動軸花鍵的選擇及強度計算6.1.16.1.1花鍵副齒數(shù)與模數(shù)的確定花鍵的定心方式一般有三種，外徑定心，內(nèi)徑定心，齒側(cè)定心。一般情況下，推薦優(yōu)先采用齒型定心，為了獲得較大的定心面，一般取模數(shù)大于2.5,定心面應(yīng)于花鍵分度圓同心，同時為了測量外徑的方便，齒數(shù)應(yīng)盡可能的采用偶數(shù)。由于主動軸的最小