懸浮均載行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 摘 要 本設(shè)計的主要內(nèi)容是工程牽引車懸浮均載行星減速器。本文 介紹了行星齒輪減速器的研究背景， 在參考大量工程牽引車輛的資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)牽引車底盤的傳動布置方案，設(shè)計出一種適合牽引車功率和扭矩的三級懸浮均載行星輪減速器。 在技術(shù)路線中，本設(shè)計 分析了工程牽引車的傳動方案， 確定了行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)形式，完成了基本參數(shù)的選擇和幾何尺寸的計算以及兩個主要強度的驗算。還對減速器其它零部件進行了端對端的設(shè)計與校核。在經(jīng)濟性方面， 分析了 減速器 的 選用條件，技術(shù)參數(shù)，經(jīng)濟性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動效率 ，承載能力，質(zhì)量，價格等 。本設(shè)計突出優(yōu)點是，將前一級與后一級行星傳動的構(gòu)件做成一體，不但減少支撐，簡化了結(jié)構(gòu)，而且顯著增加了徑向的懸浮與均載效果，增大了承載能力。 在結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其傳動效率可達 91-94%。 關(guān)鍵詞： 工程牽引車；行星齒輪；減速器；懸浮均載；傳動比 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 ABSTRACT The primary content of this article is about planetary gear reducer with floating balance for engineering hauling Vehicles.This article is in the foundation of several engineering hauling Vehicles, which elaborated the chassiss transmission scheme of arrangement ,and is about to design one kind of third-level planetary gear reducer with suitable power and the torque for the project hauling Vehicles. In the roadmap of technology,we analysis the transmission programme of the project hauling vehicles,determined the structure of the planetary transmission,achieve thedecision of basic parameters,the calculation the computation of geometry size and the check of the two main strengths.we also degisn and check the other parts of the reducer with end to end.At the respect of economy , we analysis the optional condition of the reducer , the technical parameter, factor efficiency and so on.The measure, the transmission efficiency, the bearing capacity, the quality and the price should be compared with different type and variety to choose the most suitable reduction.The Superior advantage of the design is to make the former department and the next department joint integrative for one part , which not only reduces supporting and simplified structure , but also to be non-radial direction supporting with better floating balance and larger bearing capacity.If properly framed the transmission efficiency can go up to 9194% . Key words: Engineering hauling Vehicles； Planetary reducer； Floating balance； Gear ratio 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 目 錄 摘要 Abstract 第 1 章 緒論 1 1.1 概述 1 1.2 發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 2 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容 3 1.4 未來發(fā)展方向 3 第 2章 總體設(shè)計方案 5 2.1 工程牽引車分類 5 2.2 總體方案選擇 .5 2.3 工程牽引車傳動方案設(shè)計 .6 2.4 工程牽引車底盤傳動設(shè)計 .8 2.5 工程牽引車行駛速度估算 10 2.6 本章小結(jié) 10 第 3章 行星齒輪機構(gòu)傳動設(shè)計 11 3.1 行星齒輪傳動特點和原理 11 3.2 行星齒輪傳動總體設(shè)計 12 3.3 行星齒輪傳動齒數(shù)確定條件 14 3.4 行星機構(gòu)傳動設(shè)計 17 3.5 均載方法與均載裝置 23 3.6 本章小結(jié) 24 第 4 章 減速器 齒輪設(shè)計 25 4.1 減速器齒輪設(shè)計 25 4.2 高速級齒輪強度校核 28 4.3 中速級齒輪強度校核 36 4.4 低速級齒輪強度校核 39 4.5 行星傳動的承載能力 42 4.6 行星輪系的傳動效率 43 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 4.7 本章小結(jié) 45 第 5 章 軸承設(shè)計 46 5.1 軸承設(shè)計 46 5.2 軸承校核 50 5.3 本章小結(jié) 51 第 6 章 軸 、鍵和螺釘 設(shè)計 52 6.1 輸出軸的設(shè)計校核 52 6.2 行星輪支承軸設(shè)計與校核 57 6.3 花鍵設(shè)計 60 6.4 平鍵設(shè)計 60 6.5 減速器螺釘選擇 61 6.6 本章小結(jié) 62 第 7章 行星架和箱體 設(shè)計 .63 7.1 行星架的設(shè)計 63 7.2 行星輪支撐結(jié)構(gòu)與整體結(jié)構(gòu)分析 64 7.3 減速器機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 65 7.4 減速器的密封和潤滑 65 7.5 本章小結(jié) 67 第 8章 經(jīng)濟效益分析 .68 8.1 方案 分析 68 8.2 減速器軸的工藝分析 68 8.3 齒輪的工藝分析 69 8.4 經(jīng)濟分析 69 8.5 本章小結(jié) .69 結(jié)論 70 參考文獻 71 致謝 72 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 1 買文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 2 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 3 第 1 章 緒 論 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 4 1.1 概述 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機械和汽車工業(yè)都在軟件和硬件方面有了長足的進步。設(shè)計也由概念化向基本的大眾化和人性化發(fā)展。汽車的種類和應(yīng)用更是隨著行業(yè)的不同而千變?nèi)f化。各種專用、工程車輛的廣泛應(yīng)用更是給工程的設(shè)計和制造乃至經(jīng)濟的快速發(fā)展提供了便利的條件。 作為重要工程車輛之一的工程牽引車，它的的 歷史幾乎與交通工具上采用機械動力一樣歷史悠久 . 近年來的研究結(jié)果表明 ,牽引車在港口、鐵道、礦山等部門得到了廣泛的應(yīng)用 ,沖擊壓路機以其良好的壓實性能正逐漸被施工部門所接受，但該機型對牽引車的要求非常高，需要專門的牽引車進行牽引作業(yè)。國內(nèi)目前牽引車大多采用坦克、裝載機或其改進機型，牽引性能和工作性能不能很好地與沖擊壓路機相匹配，市場迫切需要一種適合牽引沖擊壓路機的牽引車。近年來通過引進技術(shù)，國內(nèi)有些廠家采用了多擋位動力換擋變速箱配高效的三元件液力變矩器的傳動方式，雖然可以使重載作業(yè)時的傳動效率大幅度提高，表現(xiàn)為 在相同行駛阻力下可提高行駛速度，或者在相同的行駛速度下可提高牽引力。 減速器，它的結(jié)構(gòu)雖然沒有發(fā)動機那樣復(fù)雜，功能雖然沒有變速器那樣有效，外觀雖然沒有車身一樣流線美觀，但是減速器的應(yīng)用上卻幾乎滲透到整個機械行業(yè)的各個方面。不必說裝有的主減速器、輪邊減速器的日常大眾的汽車工業(yè)，甚至冶金、礦山、起重運輸、水泥、建筑、化工、紡織、輕工、橡塑、船舶、機床、航空、電力等行業(yè)都能見到減速器的身影。生產(chǎn)廠生產(chǎn)出的減速器種類繁多、形態(tài)各異，減速器因而在機械制造業(yè)有舉足輕重的地位。 行星齒輪傳動的減速器在減速器行業(yè)中 應(yīng)用非常廣泛。由于行星齒輪傳動采用功率分流，由數(shù)個行星輪承擔(dān)載荷，采用合理的內(nèi)嚙合傳動。與定軸傳動相比，具有體積小、質(zhì)量輕、承載能力大和效率高之優(yōu)點。行星齒輪傳動是一種新型高效的傳動型式，它與普通定軸齒輪傳動相比有承載能力大、體積小、效率高、重量輕、傳動比大、噪聲小、可靠性高、壽命長、便于維修等優(yōu)點，通過行星傳動可以把能量由一根主動軸傳給若干根從動軸，這些從動軸角速度的關(guān)系在工作時可變化。 根據(jù)輪系運轉(zhuǎn)時各齒輪的幾何軸線相對位置是否變動，可將輪系分為下列幾種基本類型： 1、定軸輪系 當(dāng)輪系運轉(zhuǎn)時，若組成該輪 系的所有齒輪的幾何軸線位置是固定不變的，稱為定軸輪系或普通輪系。 2、周轉(zhuǎn)輪系 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 5 當(dāng)輪系運轉(zhuǎn)時，若組成輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線不固定，而繞著另一個齒輪的幾何軸線回轉(zhuǎn)者，稱為周轉(zhuǎn)輪系。 工程上習(xí)慣將行星輪系和差動輪系的齒輪傳動機構(gòu)統(tǒng)稱為行星齒輪傳動。 1.2 發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 早在中國的南北朝時代，便有著名科學(xué)家祖沖之發(fā)明的行星齒輪差動式指南車。19 世紀以來，隨著機械工業(yè)特別是汽車和飛機工業(yè)的發(fā)展，對行星齒輪的發(fā)展有很大影響。 1920 年首次成批制造出行星齒輪傳動裝置，并首先用汽車的差速器。 1938 年起集中發(fā)展汽車用的行星齒輪傳動裝置。二戰(zhàn)后，高速大功率船艦、航空發(fā)動機及工程機械的發(fā)展，促進行星齒輪傳動的發(fā)展。 世界上一些工業(yè)發(fā)達的國家，如：日本、德國、英國、美國和俄羅斯等，對行星齒輪傳動的應(yīng)用、生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)化、傳動性能、傳遞功率、轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位；并出現(xiàn)了一些新型的傳動技術(shù)，如封閉行星齒輪傳動、行星齒輪變速傳動和微型行星齒輪傳動等早已在現(xiàn)代的機械傳動設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。 我國從 20 世紀 60 年代起開始研制應(yīng)用行星齒輪減速器， 20 世紀 70 年代制訂 了NGW 型行星齒輪減速器標準系列 JB1799-1976。我國齒輪界的科研和新產(chǎn)品開發(fā)的格局正在悄悄地發(fā)生著根本性變化，許多企業(yè)正在成為新產(chǎn)品開發(fā)和科研的主力軍。近來計算機軟件開發(fā)工業(yè)的迅猛發(fā)展，行星齒輪減速器的輔助設(shè)計與制造方法也隨之不斷升級。 在設(shè)計工藝方面，與國際接軌。齒輪材料和熱處理按最高標準控制齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼 17Cr2Ni2MoA 或 20CrNi2MoA 滲碳淬火精加工制成，齒輪和熱處理的質(zhì)量按 ISO6336-1996 的最高級別 ME 級控制。國內(nèi)減速器行業(yè)重點骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參 數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴展，產(chǎn)品質(zhì)量已達到國外先進工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平，完全可承擔(dān)起為國民經(jīng)濟各行業(yè)提供傳動裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。新一代減速器的突出特點為不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進一步進行于優(yōu)化，而且在系列設(shè)計上完全遵從模塊化的設(shè)計原則，產(chǎn)品造型更加美觀，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展而對基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出的愈來愈高的配套要求。 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容 首先，是減速器均載的問題：由于不可避免的制造和安裝誤差，載荷作用下各零件所產(chǎn)生的有害的彈性變形導(dǎo)致傳動過程中行 星齒輪傳動不能均載，嚴重影響著行星齒輪傳動的使用壽命和優(yōu)越的性能，基于種種不便，人們便渴望一種載荷分布均勻、下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 6 提高行星齒輪安全性和壽命的研究課題 懸浮均載。 本設(shè)計的主要內(nèi)容是工程牽引車懸浮均載行星減速器。設(shè)計的主要內(nèi)容是工程牽引車懸浮均載行星減速器。本文在參考大量工程牽引車輛的資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)牽引車底盤的傳動布置方案，并將設(shè)計一種適合牽引車功率和扭矩的三級行星輪減速器。 在減速器設(shè)計 礎(chǔ)。 中我們采用了串聯(lián)式三級組合行星傳動。其中主傳動所用的傳動型式大多為漸開線行星齒輪傳動。它的特點是前一個 輪系的輸出構(gòu)件與后一個輪系的輸入構(gòu)件相固接。這種組合行星傳動具有更廣的增矩和變速范圍，除了獲得大的傳動比之外，行星齒輪傳動還采用功率的分流、由數(shù)個行星輪承擔(dān)載荷 , 采用合理的內(nèi)嚙合傳動。與定軸傳動相比 , 具有體積小、質(zhì)量輕、承載能力大和效率高之優(yōu)點，實現(xiàn)功率的匯合和反饋等。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，為了達到盡可能好的懸浮均載效果 。 本設(shè)計力求簡明、系統(tǒng)、實用，堅持理論與實際相結(jié)合、設(shè)計與計算相結(jié)合、一般傳動與新型傳動相結(jié)合。在結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其傳動效率可達 91 94%。運動平穩(wěn)、抗沖擊和抗振動的能力較強 。在承載方面，本設(shè)計采用前一級的行星架與后一級的太陽輪聯(lián)成一體 , 無徑向支承 , 呈懸浮狀態(tài) , 減少支承、簡化結(jié)構(gòu)、減少聯(lián)接環(huán)節(jié) , 并以行星架和太陽輪聯(lián)合浮動 , 以達到懸浮均載的最佳效果 ,又由于采用模數(shù)相同的幾個行星輪，且均勻分布在中心輪的四周，因而能達到慣性力平衡。 1.4 未來發(fā)展方向 經(jīng)過不斷的改朝換代，行星齒輪減速器也正向著新的方向不斷發(fā)展。行星齒輪未來的發(fā)展方向主要有以下幾個方面： 1、動力學(xué)和均載減振的方向發(fā)展 組合巧妙，結(jié)構(gòu)新穎，將前一級的行星架與后一級的太陽輪聯(lián)成一體，無徑向支承，呈懸浮狀態(tài)， 減少支承、簡化結(jié)構(gòu)、減少聯(lián)接環(huán)節(jié)，并以行星架和太陽輪聯(lián)合浮動，均載效果好，載荷不均衡系數(shù) Kp 1.15。 2、向簡化結(jié)構(gòu)、簡化工藝、減輕質(zhì)量方向發(fā)展 采用組合式焊接行星架，聯(lián)接板、聯(lián)接柱采用 Q235A ，而帶太陽輪部分，則采用鋁合金鋼，用無氧化滲碳淬火。簡化結(jié)構(gòu)、簡化工藝、減輕質(zhì)量。 3、向優(yōu)質(zhì)制造工藝方向發(fā)展 太陽輪、行星輪采用優(yōu)質(zhì)低合金鋼，經(jīng)無氧化滲碳淬火，齒面硬度為 55 58HRC，采用精湛的工藝手段，使齒輪達到較高的精度。內(nèi)齒圈用 42CrMo。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，均能達到較高的精度。 4、向傳動平穩(wěn)、可 靠、噪聲低和高效率方向發(fā)展 傳動平穩(wěn)、可靠、噪聲低和效率高，單級傳動效率 G=0.98，兩級為 G=0.96， 三級下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 7 為 G=0.94。 5、向少齒差行星齒輪傳動發(fā)展 為了進一步簡化結(jié)構(gòu)，同時為滿足等直徑、等強度之要求，將末級內(nèi)齒圈與前一級內(nèi)齒圈做成一體，采用同一模數(shù)，簡化工藝與加工要求 減少聯(lián)接環(huán)節(jié)與零件。并以采用不同的行星輪個數(shù) np (np=3、 4、 5 等 ) 和不同的齒寬 b，以實現(xiàn)等強度之要求。 6、制造技術(shù)的發(fā)展方向 設(shè)計指標先進， 單位質(zhì)量的承載能力為 60 80kNm /t ，個別可達 100Nm /t ，而國內(nèi)以往設(shè)計的行星齒輪傳動僅為 20 30Nm /t 。 7、向高速大功率及低速大轉(zhuǎn)矩的方向發(fā)展 例如年產(chǎn) 300kt合成氨透平壓縮機的行星齒輪增速器，其齒輪圓周速度已達150m/s；日本生產(chǎn)了巨型船艦推進系統(tǒng)用的行星齒輪箱，功率為 22065kW；大型水泥磨中所用 80/125型行星齒輪箱，輸出轉(zhuǎn)矩高達 4150kN/m。 8、向無級變速行星齒輪傳動發(fā)展 實現(xiàn)無級變速就是讓行星齒輪傳動中三個基本構(gòu)件都傳動并傳遞功率，這只要對原行星機構(gòu)中固定的構(gòu)件附加一個轉(zhuǎn)動（如采用液壓泵及液壓馬達系統(tǒng)來實現(xiàn)），就能成為變速器。 9、向復(fù)合式行星齒輪傳動發(fā)展 近年來，國外將蝸桿傳動、螺旋齒輪傳動、圓錐齒輪傳動與行星齒輪傳動組合使用，構(gòu)成復(fù)合式行星齒輪箱。其高速級用前述各種定軸類型傳動，低速級用行星齒輪傳動，這樣可適用相交軸和交錯軸間的傳動，可實現(xiàn)大傳動比和大轉(zhuǎn)矩輸出等不同用途，充分利用各類型傳動的特點，克服各自的弱點，以適應(yīng)市場上多樣化需要。 10、向無圖化制造方向發(fā)展 無圖制造是未來制造業(yè)的發(fā)展方向，無圖制造以零件和產(chǎn)品的數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過零件設(shè)計和裝配設(shè)計可以得到零件的三維數(shù)據(jù)，滿足數(shù)控加工的需要。 總之 ,當(dāng) 今世界各國減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢是向六高、二低、三化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動效率；二低即低噪聲、低成本；二化即標準化、多樣化、無紙化。 第 2 章 總體設(shè)計方案 2.1 工程牽引車 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 8 在工程建設(shè)中，工程牽引車的 基本任務(wù)是為防御車輛和火炮挖掘塹、修理和保養(yǎng)公路、準備河岸、搶救損壞車輛和設(shè)置或清理障礙。 工程牽引車 廣泛用于國防工程建設(shè)、民用建筑、修建道路、修建機場、礦山開采、建造碼頭及農(nóng)田改良中，適合城市市政工程建設(shè)。 工程牽引車屬于工程機械， 按不同的用途 對工程牽引車分類，可把它分為：工程建設(shè)用牽引車、工程運輸用牽引車、軍事工程用牽引車。 2.2 總體方案選擇 Q2NQY-1 型工程牽引車參數(shù)，如表 2.1 所示。 表 2.1 小型 Q2NQY-1 型工程牽引車參數(shù) 柴油機參數(shù) 牽引車參數(shù) 額定功率 60KW 最大牽引力 30KN 額定轉(zhuǎn)速 2200 最大牽引質(zhì)量 180t 最大扭矩 291Nm 運行速度 2.5km/h 自重 6500kg Q2NQY- 1型牽引車采用雙軸四輪驅(qū)動 ,雙向 無級調(diào)速 ,液壓減速制動和液壓常閉盤式制動等設(shè)計 ,具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活 ,運行可靠等特點。 綜上所述，根據(jù)設(shè)計要求選擇一種適合的車型進行設(shè)計。查閱 NGW 三級行星減速器的特點以及承載能力限制條件有 1、主動軸允許輸入功率 按實際承載功率求計算輸入功率，且應(yīng)該小于額定輸入功率 ，如表 2.2。 2、轉(zhuǎn)速限制：轉(zhuǎn)速 n 1500r/min 高速軸轉(zhuǎn)速低于 750 r/min 時候，按 750 r/min 選許用轉(zhuǎn)矩。 3、 從動軸允許輸出轉(zhuǎn)矩限制 尖峰載荷不大于額定輸出轉(zhuǎn)矩的 2.5 倍。依據(jù)行星齒輪傳動承載能力的極限分析，考慮到功率和轉(zhuǎn)矩的限制，選擇方案 3 比較合適 ，如表 2.3。 表 2.2 NGW 行星減速器傳動比和輸入功率的關(guān)系 公稱傳動比 i 主動軸允許輸入功率 P1/KW 180 23.6 47.1 200 20.5 40.8 224 18.4 36.7 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 9 250 16.3 32.5 280 14 28.5 315 12.7 25.5 355 11.8 23.6 400 10.5 20.9 450 9.7 20.4 表 2.3 NGW 行星減速器傳動比和輸出功率的關(guān)系 公稱傳動比 i 從動軸允許輸出轉(zhuǎn)矩 T2 /Nm 180 49000 48880 200 49010 48890 224 49020 48920 250 49030 48940 280 49040 48960 315 49060 48980 355 49050 49000 400 49060 49010 450 49060 49020 2.3 工程牽引車傳動方案的設(shè)計 21 2.3.1 布置底盤傳動方案 由上節(jié)分析，選擇方案三的工程牽引車性能參數(shù)來設(shè)計三級行星齒輪減速器。方案三參數(shù)如 表 2.4。 查閱傳動效率手冊，已知各部分傳動效率如下： 變速箱： 0.97 連軸器： 0.99 工程車輛液力變矩器： 0.7。 行星傳動的效率：一級： 0.97 0.98，二級： 0.94 0.96，三級： 0.91 0.94。 表 2.4 Q2NQY-1 型工程牽引車參數(shù) 柴油機參數(shù) 牽引車參數(shù) 額定功率 60KW 最 大牽引力 30KN 額定轉(zhuǎn)速 2200r/min 最大牽引質(zhì)量 180t 最大扭矩 291Nm 運行速度 2.5km/h 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 10 自重 6500kg 2.3.2 選擇液力變矩器參數(shù) 1、液力變矩器結(jié)構(gòu)和原理 液力變矩器位于發(fā)動機與機械變速器之間，并由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三元件組成。泵輪與動力裝置相聯(lián)，渦輪與下一級的傳動裝置以花鍵相連；導(dǎo) 輪則通過單向輪座于變矩器的殼體上。泵輪、渦輪和導(dǎo)輪均為由許多葉片組成的工作輪，工作輪又稱為元件。 2、液力變距器的評價參數(shù) （ 1）變矩器的轉(zhuǎn)速比 轉(zhuǎn)速比為渦輪轉(zhuǎn)速 nt 與泵輪轉(zhuǎn)速 np 之比，或角速度之比，見公式（ 2.1）。 PTPT nni （ 2.1） （ 2）變矩器的變矩比 液力變矩器渦輪上的輸出轉(zhuǎn) 矩 TT 與泵輪上的輸入轉(zhuǎn)矩 Tp 之比稱為變矩器的變矩系數(shù)，一般用 K 表示，見公式（ 2.2）。 PTTTK （ 2.2） 3、變矩器的效率 液力變矩器的效率為輸出功率與輸入功率之比，見公式（ 2.3）。PPTTT nT nT（ 2.3） 由多級液力變矩器的特性圖 2.3，依據(jù)工程牽引車功率和轉(zhuǎn)矩，選擇變矩器參數(shù) 68.0,7 1 2 6.17.0 iK，液力變矩器 2.3.3 選擇變速箱參數(shù) 工程牽引車輛變速箱參數(shù)如下： 表 2.5 工程牽引車輛變速箱參數(shù) 檔位 一檔 二檔 超速檔 前進 i1=2.263 i2=1.230 i3=0.650 后退 201.21 i 197.12 i 631.03 i 2.3.4 工程牽引車底盤傳動布置方案 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 11 工程牽引車的功率經(jīng)過離合器、液力變矩器、變速箱、聯(lián)軸器傳遞到懸浮均載行星齒輪減速器上。本設(shè)計模擬工程牽引車底盤的布置方案，并以此為依據(jù)，進行工程牽引車的懸浮均載行星齒輪減速器設(shè)計。 2.4 工程牽引車底盤傳動設(shè)計 2.4.1 輸入功率計算 由上節(jié)的布置方案可知 ，工程牽引車的發(fā)動機功率經(jīng)過離合器、液力變矩器、變速箱、聯(lián)軸器，傳到三級行星齒輪減速器，故行星齒輪減速器的功率為： KW2 6 6.3299.097.07.08.060 聯(lián)軸器變速器液力變矩器離合器發(fā)動機輸入 PP 小于主動軸允許的最大功率，所以符合要求。 2.4.2 輸入轉(zhuǎn)速計算 1、液力變矩器轉(zhuǎn)速計算 發(fā)動機轉(zhuǎn)速經(jīng)過離合器，首先傳到液力變矩器，由于液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速為前一級動力裝置轉(zhuǎn)速的 0.85，所以液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)速為 1m i nr1 2 7 268.085.02 2 0 085.0 inn 發(fā)動機液力變矩器 2、前進檔輸入轉(zhuǎn)速計算 液力變矩器的轉(zhuǎn)速經(jīng)過變速器，傳到行星減速器，所以行星減速器的輸入轉(zhuǎn)速為： （ 1）前進一檔轉(zhuǎn)速 1-1 m inr5 6 22 6 3.21 2 7 2 檔n （ 2）前進二檔轉(zhuǎn)速 1-2 m inr1034230.11272 檔n （ 3）前進三檔轉(zhuǎn)速 1-3 m inr19 5665.012 72 檔n 3、后退檔輸入轉(zhuǎn)速計算 （ 1）后退一檔轉(zhuǎn)速 1-1 m inr5 7 80 2 0.21 2 7 2 檔n （ 2）后退二檔轉(zhuǎn)速 1-2 m inr1062197.11272 檔n （ 3）后退三檔轉(zhuǎn)速 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 12 1-3 m inr2 0 1 56 3 1.01 2 7 2 檔n 2.4.3 轉(zhuǎn)矩計算 1、發(fā)動機轉(zhuǎn)矩計算 由工程牽引車方案中發(fā)動機額定功率，代入發(fā)動機額定轉(zhuǎn)矩公式得到發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩為 mNnpT 45.26022006095509550發(fā)動機發(fā)動機發(fā)動機2、液 力變矩器轉(zhuǎn)矩計算 發(fā)動機額定轉(zhuǎn)矩經(jīng)過離合器，傳遞到液力變矩器有： mN78.2497 1 2 5.17.08.045.260 液力變矩器離合器發(fā)動機液力變矩器 KTT 3、前進檔輸入轉(zhuǎn)矩計算 液力變矩器的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過變速器傳到行星齒輪減速器，所以前進檔輸入轉(zhuǎn)矩為： （ 1）前進一檔轉(zhuǎn)矩 mN29.5 4 82 6 3.297.078.2 4 911 檔變速器液力變矩器檔 iTT （ 2）前進二檔轉(zhuǎn)矩 mN01.2 9 82 3 0.197.078.2 4 922 檔變速器液力變矩器檔 iTT （ 3）前進三檔轉(zhuǎn)矩 mN49.1 5 765.097.078.2 4 933 檔變速器液力變矩器檔 iTT 4、后退檔輸入轉(zhuǎn)矩計算 （ 1）后退一檔轉(zhuǎn)矩 mN27.5 3 32 0 1.297.078.2 4 911 檔變速器液力變矩器檔 iTT （ 2）后退二檔轉(zhuǎn)矩 mN02.2 9 01 9 7.197.078.2 4 922 檔變速器液力變矩器檔 iTT （ 3）后退三檔轉(zhuǎn)矩 mN88.1 5 26 3 1.097.078.2 4 933 檔變速器液力變矩器檔 iTT 綜上所述，最大輸出轉(zhuǎn)矩為變速器前進一檔輸出轉(zhuǎn)矩， mN29.5 4 81m a x 檔TT。 2.5 工程牽引車行駛速度估算 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 13 1、行星減速器輸出轉(zhuǎn)速 初選減速器的減速器比為 i=200，在變速器的 6 個輸出轉(zhuǎn)速中，最低的變速器輸出轉(zhuǎn)速為 -11 minr562 檔n，最高變速器輸出轉(zhuǎn)速為 -13 m inr2015 檔n，減速器的輸入轉(zhuǎn)速即是變速器的輸出轉(zhuǎn)速。所以減速器的最低輸出轉(zhuǎn)速為 1-m in m inr8.22 0 05 6 2 n，減速器的最高輸出轉(zhuǎn)速為 1m a x m inr102 0 02 0 1 5 n。 2、估算工程牽引車行駛速度 根據(jù)速度公式： giinrV0377.0 （ 2.4） 其中 r 為車輪半徑，取 r=0.62m。帶入數(shù)據(jù)，工程牽引車最低行駛速度為： h/Km7.0200 56262.0377.0m i n V 工程牽引車最高行駛速度為： h/Km4.2200 201562.0377.0m a x V 由于工程牽引車運行速度緩慢，牽引的重量巨大，故該速度比較適合低速高扭的工程牽引車，所以總體傳動方案適合。 2.6 本章小結(jié) 本章介紹了工程牽引車的分類，分析了行星減速器的傳動方案，并確定了工程牽引車行星齒輪減速器的總體布置方案，計算說明了行星減速器的輸入和輸出功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，并驗證了牽引車的行駛速度，進而證明了該方案的可行性。 第 3 章 行星齒輪機構(gòu)傳動設(shè)計 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 14 3.1 行星齒輪傳動的特點和原理 3 3.1.1 行星齒輪傳動的特點 1、因為各中心輪構(gòu)成為共軸式傳動，而且載荷分布在幾個行星輪上，另外又能合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合，所以結(jié)構(gòu)非常緊湊。由于一個中心輪能同時與幾個行星輪相嚙合，故使在材料的機械性能與制造精度相同情況下，其外部輪廓尺寸小，載荷能力較大。 2、只需適當(dāng)選擇機構(gòu)形式，便可以用少量齒輪得到較大傳動比，甚至可達幾千的數(shù)比，即使在傳動比很大時，仍然緊湊重量輕。 3、行星機構(gòu)的傳動效率高，在結(jié)構(gòu)布置合理下，其效率可達 0.8 0.9 以上，由于行星輪傳動的結(jié)構(gòu)對稱性，即具有個數(shù)均勻分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力相互平衡，均可達到提高傳動效率的作用。 4、由于采用了數(shù)個相同的行星輪均布于中心輪四周，而達到慣性力的平衡，同時使嚙合齒數(shù)增多。故行星輪機構(gòu)運行平穩(wěn)，抗沖擊和振動能力強。 缺點：對材料要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝困難。 綜合考慮本設(shè)計的尺寸，重量和布置等的具體要求，決定選用行星輪傳動方案。由于定軸式的傳動系統(tǒng)在換檔時有較大的功率損失。因此目前履帶車輛上日益廣泛采用行星變速箱，行星變速箱在換檔時一般 都可以實現(xiàn)幾乎沒有速度損失的動力換檔。對于我的這次設(shè)計的減速器也應(yīng)采用行星式的減速方式。3.1.2 行星齒輪傳動的形式與特點 按組成傳動機構(gòu)的齒輪嚙合方式，行星齒輪分為 NGW、 NW、 NN、 WN、NGWN 和 N 等類型，按基本構(gòu)件組成情況，行星齒輪傳動又可分為 2Z-X、 3Z、Z-X-V 等類型。代表類型的字母含意： N內(nèi)齒輪， W外嚙合， G共用齒輪，Z中心輪， X行星架， V回轉(zhuǎn)件。例如 NGW 型，如上表可知為由內(nèi)嚙合（ N）齒輪副，外嚙合（ W）齒輪副和內(nèi)外嚙合共用的行星輪（ G）組成的行星齒輪傳動機構(gòu)。 經(jīng) 分析， WW， NGWN， N 和 NN最大功率均有限制，而本次設(shè)計功率很大為 100KW，因此它們都不合適，只可用 NGW， NW 型，由于 NW 型在 7BAXi 時不宜采用。由下一節(jié)知傳動比小于 7，因此選用 NGW 型，即太陽輪為主動件，行星架為從動件，齒圈固定。由上一節(jié)行星齒輪工作原理知傳動比為 1211 zzi （ 3.1）下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 15 式中 2z 齒圈齒數(shù)； 1z 太陽輪齒數(shù)。 3.2 行星齒輪傳動總體設(shè)計 3.2.1 分配傳動比計算 由上一章我們已經(jīng)選擇了 NGW 型三級行星齒輪傳動，初選傳動比為 200， 選擇NGW 型行星齒輪減速器就應(yīng)知道行星輪數(shù)目與傳動比范圍的關(guān)系。在傳遞力時，行星輪數(shù)目越多越容易發(fā)揮行星齒輪傳動的優(yōu)點，但行星輪數(shù)目的增 加會使其載荷均衡困難，而且由于鄰接條件限制又會減小傳動比的范圍。因而在設(shè)計行星齒輪傳動時，通常采用 3 個或 4 個行星輪。 下面則要決定如何分配傳動比，多級行星齒輪傳動的各級傳動比的分配原則 是各級傳動的等強度和獲得最小的外形尺寸。在兩級 NGW 型行星齒輪傳動中，欲得到最小的傳動徑向尺寸，可使低速級內(nèi)齒輪分度圓直徑 Bd 與高速級內(nèi)齒輪分度圓直徑 Bd 之比接近于 1。通常使 Bd / Bd 1 1.2。 E 可按式（ 3.2）計算， 3E AB （ 3.2） 式中 BBdd （ 3.3） 2 2 2 l i m2 2 2 l i ms d c v H N W Hs d c v H N W HC K K K Z ZAC K K K Z Z （ 3.4） 式中和圖中代號的角標 和 分別表示高速級和低速級； sC 為行星輪數(shù)目； cK 為載荷不均勻系數(shù)，其它代號見本篇第 2 章。 ,vHKK及 2NZ 的比值，可用類比法進行試湊，或取三項比值的乘積 22()v H Nv H NK K ZK K Z 等于 1.8 2。如果全部采用硬度 HB 350 的齒輪時，可取 22 1WZZ 。最后算得之 E 值如果大于 6，則取 E 6。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 16 由于本設(shè)計是三級行星齒輪傳動，而上圖所示卻是二級的傳動分配方案，所以將三級減速器的高速級、中速級 、低速級 分別拆開，分別組成兩個二級的行星齒輪傳動，這樣便可以按照上圖進行傳動比的分配，來分別進行計算。 設(shè)高速級與中速級、中速級與低速級外嚙合齒輪材料，齒面硬度相同，則有 limlim HH , limlim HH , 222 NHvNHvZKKZKK ss CC, ss CC, WW ZZ, WW ZZ, 1BBdd, 2.1BBdd cc KK, cc KK,18.1 dd,1519.1 dd由估算取齒寬系數(shù)為 3.0d ， 6.0 d ， 1d 42l i m222 l i m221 HWNHvcdsHWNHvcdsZZKKKCZZKKKCA 47.32l i m222 l i m222 HWNHvcdsHWNHvcdsZZKKKCZZKKKCA 331 1 1 4 1 4E A B ， 62.147.3 33222 BAE 3.2.2 行星齒輪減速器傳動總布置方案 對于高速級和中速級組合，由 E1=4 曲線計算得： i1=7.1， i2=5.6,對于中速級和低速級組合，由 E2=6 曲線計算得： i2=5.6， i3=5,則總傳動比的分配為： 56.51.7321 iiii 總 所以，三級行星齒輪減速器的布置圖如 圖 3.1。 為了達到懸浮均載的目的，本設(shè)計采用： (1)高速級太陽輪 a1 浮動。 (2)第一級高速級行星架 1 與中速級太陽輪 a2 聯(lián)體浮動。 (3)第二級低速級太陽輪 a3 和中速行星架 H2 做成一體浮動。 (4)第三級低速行星際 H3 和輸出軸做成一體，低速行星架浮動。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 17 圖 3.1 工程牽引車懸浮均載行星齒輪減速器傳動方案 3.3 行星齒輪傳動齒數(shù)確定的條件 由上一章行星齒輪傳動的原理知道， NGW 型減速器為太陽輪輸入，行星架輸出。其傳動比為 12133111nzi （ 3.5） 式中 2z 齒圈齒數(shù) ； 1z 太陽輪齒數(shù) 。 結(jié)構(gòu)參數(shù) K 與傳動比的關(guān)系為 K=i 1 （ 3.6） 對已知機構(gòu)參數(shù) K 的行星排，其齒輪的齒數(shù)和行星輪數(shù)有一定的幾何關(guān)系，設(shè)計計算稱為行星排的配齒計算。在進行配齒計算計算齒數(shù)時，需遵循三個條件 (1)同心條件 為了正確 的嚙合，各對嚙合齒輪之間的中心距必須相等，即三元件的旋轉(zhuǎn)中心必須重合。在 NGW 型傳動，太陽輪 a 和行星輪 c 的中心距 aac 應(yīng)等于行星輪 c 與內(nèi)齒輪b 的中心距 acb ， 即 aac=acb?？扇鐖D 3.2 所示。 圖 3.2 行星輪同心條件示意圖 如圖 3.2， aac=acb ,對于標準嚙合及高變位齒輪，各齒輪的節(jié)圓與分度圓重合，可寫成 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 18 c o s c o sA C B Ct A C t C Bz z z z （ 3.7） 式中 Az 太陽輪齒數(shù) ； Cz 行星輪齒數(shù) ； Bz 內(nèi) 齒圈齒數(shù) 。 整理后得 ACzzBCzz或 Bz Az 2Cz對于角變位齒輪其同心條件公式可以寫為 c o s c o sA C B Ct A C t C Bz z z z （ 3.8） 式中 tAC 太陽輪與行星輪之間的嚙合角 ； tCB 行星輪與 內(nèi) 齒圈之間的嚙合角 。 因Cz必為整數(shù)，同心條件可以敘述為：太陽輪與齒圈應(yīng)該同為奇數(shù)或同為偶數(shù)。 (2)裝配條件 滿足裝配條件，可以保證各行星輪均布地安裝于兩中心齒輪之間，并且與兩個中心輪嚙合良好沒有錯位現(xiàn)象。 裝配條件可以表述為，應(yīng)使太陽輪與內(nèi)齒輪的齒數(shù)和等于行星輪數(shù)目 sC 的整數(shù)倍，即， ABszzC 整數(shù) 或 BAX AsizC g 整數(shù) （ 3.9） 就是使所選用的 q 個行星輪均勻分布，行星架上各行星輪的間隔角為 2j q （ 3.10） 由推導(dǎo)得， 2BA jnzz 當(dāng)行星輪均勻分布時，將式（ 3.10）代入得， 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 19 BAz z qn（ 3.11） 式 3.11 是行星排的裝配條件。如果所選齒數(shù)之和沒有適合的整因子 ，兩行星輪間隔角j必須滿足式（ 3.10）的條件。這時只要符合同心條件可用四個行星輪，兩兩對稱地分布，也能使徑向力相互抵消。 圖 3.3 行星輪裝配條件示意圖 (3)相鄰條件 除了要滿足上述兩個條件之外，如果行星輪個數(shù)太多，相鄰兩個行星輪的齒面會發(fā)生干涉，根本不能工作或不能裝入齒輪。但僅僅不干涉還不夠，由于兩行星輪靠近處的切線速度是相反的，對于高速運動的齒輪，產(chǎn)生很大的攪油損失，將使傳動效率降低，因此兩行星輪齒頂圓之間通 常應(yīng)根據(jù)模數(shù) m留出 1m 2m毫米以上的間隙，如上圖所示行星輪相鄰條件示意圖。 相鄰條件必須保證相鄰兩行星輪互不相碰，并留有大于 0.5 倍模數(shù)的間隙，即行星輪齒頂圓半徑之和小于其中心距。即行星輪齒頂圓半徑之和小于其中心距。當(dāng)行星輪均勻分布時， q=3 一般都不會干涉， q=4 且 k4.5 時 b 也在 5 8mm以上，可不檢查。若需要，可用作圖法或下式檢查相鄰條件 2 s i n2 exA D b g（ 3.12） 式中 A 太陽輪和行星輪得中心距 ； Dex行星輪齒頂圓直徑 。 3.4 三級行星齒輪 減速器齒輪傳動設(shè)計 3.4.1 高速級行星齒輪傳動計算 1、配齒計算 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 20 選擇行星輪數(shù)目，取 nw 3,確定各輪齒數(shù)，按上一節(jié)中的配齒公式進行計算 : Cn ZiWab Ha 111 11 （ 3.13） 034.7111 b Hai,適當(dāng)調(diào)整該傳動比使 C 等于整數(shù)得 683034.7 1 aZ ， 68C ， 1 29aZ 1 7 529368111 aWb ZCnZ 73)29175(21)(21 111 abc ZZZ 由于本設(shè)計采 用不等角變位，需減少一個到兩個齒數(shù)，故取 721 cZ0 2 0.11 0 1