1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　ZL40輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：ZL40輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)</p&

2、gt;<p>　　1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　針對(duì)工程機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)用于輪式裝載機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋總成，包括半軸和輪邊減速裝置等。要求系統(tǒng)傳動(dòng)平穩(wěn)、安全可靠，體積小，承載能力強(qiáng)。</p><p>　　具體內(nèi)容有：中央傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；輪邊減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；各輔助零件與連接件的選型與校核計(jì)算。原始參數(shù)如下：

3、</p><p>　　額 定 斗 容： 2 m3</p><p>　　額 定 載 重 量： 40 KN</p><p>　　整 機(jī) 質(zhì) 量： 120 KN</p><p>　　橋 荷 分 配： 前橋65% 后橋35&</p><p>

4、;　　輪 距： 1950 mm</p><p>　　軸 距： 2660 mm</p><p>　　輪 胎 規(guī) 格： 16—24</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率：100KW</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩：600KN</p><p>　　傳動(dòng)比：前

5、進(jìn)一檔：3.85 主減速比：6.167 輪邊減速：3.667</p><p>　　研究方法：比擬設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)核算、圖紙繪制</p><p>　　2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　1、設(shè)計(jì)圖紙不少于2.張A0圖；</p><p>　　2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書不少于1份，字?jǐn)?shù)不少于10000字；</p><p>&l

6、t;b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 諸文農(nóng). 工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.5</p><p>　　[2] 同濟(jì)大學(xué). 輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)[M]. 北京：建筑工業(yè)出版社，1992, 6</p><p>　　[3] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.5</p&g

7、t;<p>　　[4] 其它網(wǎng)絡(luò)檢索到的相關(guān)資料</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為ZL40裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，大致分為主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，差速器的設(shè)計(jì)，最終傳動(dòng)設(shè)計(jì)，半軸的設(shè)計(jì)四大部分。其中主傳動(dòng)錐齒輪采用35 

8、6;螺旋錐齒輪，這種類型的齒輪的基本參數(shù)和幾何參數(shù)的計(jì)算是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在。將齒輪的幾個(gè)基本參數(shù)，如齒數(shù)，模數(shù)，從動(dòng)齒輪的分度圓直徑等確定以后，用大量的公式可計(jì)算出齒輪的所有幾何參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行齒輪的受力分析和強(qiáng)度校核。了解了差速器，半軸和最終傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和工作原理以后，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，合理選擇它們的形式及尺寸。本次設(shè)計(jì)差速器齒輪選用直齒圓錐齒輪，半軸采用全浮式 ，最終傳動(dòng)采用單行星排減速形式。</p><p>　　

9、關(guān)鍵詞： ZL40，裝載機(jī)，驅(qū)動(dòng)橋</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design was a ZL40 loader drive axle design, broadly divided into the main drive design, the differential design, final drive

10、 design and the axle design. One main drive bevel gear used 35 º Spiral bevel gear, the basic parameters and the calculation of geometry parameters for this type of gear is the focus of this design. When the gears o

11、f a few basic parameters, such as number of teeth, module, driven gear such as sub-degree diameter were determined , all geometric parameters of gears can b</p><p>　　Keywords: ZL40 , shovel loader , drive b

12、ridge </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　1.主減速器設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.1主減速器的分類2</p><p

13、>　　1.1.1主減速器的齒輪類型2</p><p>　　1.2主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算2</p><p>　　1.2.1主減速器計(jì)算載荷2</p><p>　　1.2.2主減速器錐齒輪主要參數(shù)4</p><p>　　1.2.3螺旋錐齒輪的幾何尺寸7</p><p>　　1.2.4主傳動(dòng)器螺旋錐齒輪

14、的強(qiáng)度計(jì)算8</p><p>　　1.2.5 主減速器齒輪的熱處理要求及材料10</p><p>　　1.2.6主減速器軸承的計(jì)算11</p><p>　　2.差速器設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.1差速器的結(jié)構(gòu)14</p><p>　　2.2差速器的設(shè)計(jì)15</p><p>　　

15、2.2.1差速器參數(shù)的確定15</p><p>　　2.2.2差速器齒輪的幾何尺寸17</p><p>　　2.2.3差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算18</p><p>　　2.2.4差速器十字軸直徑的確定19</p><p>　　2.2.5差速器齒輪的材料20</p><p>　　3.最終傳動(dòng)設(shè)計(jì)20</p&

16、gt;<p>　　3.1半軸設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.1.1半軸直徑的確定21</p><p>　　3.2行星排行星輪數(shù)目和齒輪齒數(shù)及參數(shù)的確定22</p><p>　　3.2.1行星輪數(shù)目的選擇22</p><p>　　3.2.2行星排各齒輪參數(shù)的確定及校核22</p><p>　　3

17、.2.3齒輪變位系數(shù)及中心距的確定24</p><p>　　3.3行星排各齒輪的幾何尺寸26</p><p>　　3.4齒輪的校核28</p><p>　　3.4.1齒輪材料的選擇28</p><p>　　3.4.2齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算28</p><p>　　3.4.3齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核29</p

18、><p>　　3.5行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.6軸承的選擇30</p><p>　　3.6.1滾針軸承的選擇30</p><p>　　3.6.2橋殼上軸承的選取31</p><p>　　4各主要花鍵的選擇與校核32</p><p>　　4.1花鍵的選擇及其強(qiáng)度校核3

19、2</p><p>　　4.2主傳動(dòng)中差速器半軸齒輪花鍵的選擇32</p><p>　　4.2.1鍵參數(shù)的選擇32</p><p>　　4.2.2鍵的強(qiáng)度校核33</p><p>　　4.3輪邊減速器半軸與太陽(yáng)輪處花鍵的選擇34</p><p>　　4.4主傳動(dòng)輸入法蘭處花鍵的選擇與校核34</p>

20、;<p>　　4.4.1最小軸徑估算34</p><p>　　4.4.2花鍵的選擇與主要參數(shù)的計(jì)算34</p><p>　　4.4.3花鍵的校核35</p><p>　　5.螺栓的選擇及強(qiáng)度校核37</p><p>　　5.1螺栓所受剪切力計(jì)算37</p><p>　　5.2從動(dòng)錐齒輪與差速器殼

21、聯(lián)接螺栓校核37</p><p><b>　　結(jié) 論39</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p&

22、gt;<b>　　驅(qū)動(dòng)橋的基本功能</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，主要有主傳動(dòng)器、差速器、半軸、輪邊減速器和驅(qū)動(dòng)橋殼等部件，其基本功能是：</p><p>　　1.將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降速增大轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　2.通過(guò)主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向

23、；</p><p>　　3.通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。</p><p>　　4.通過(guò)橋殼體和車輪實(shí)現(xiàn)承載及傳力作用。</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)橋的分類</b></p><p>　　1.非斷開式驅(qū)動(dòng)橋：非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造假低廉、工作可靠，被廣泛用于各種載貨汽車上。由

24、于整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋都是簧下質(zhì)量，因此對(duì)汽車的行駛平順性和操作穩(wěn)定性均不利，并且差速器殼的尺寸較大，使汽車的離地間隙不能很大。</p><p>　　2.斷開式驅(qū)動(dòng)橋：可以獲得較大的離地間隙，并減少了其簧下質(zhì)量，提高了行駛平順性。這種驅(qū)動(dòng)橋無(wú)剛性的整體外殼，主傳動(dòng)器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨(dú)立地分別相對(duì)于車架或車身做上下擺動(dòng)，車輪傳動(dòng)裝置采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)。</p>

25、<p><b>　　驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)本要求</b></p><p>　　1.選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　2.外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。主要是指牙包尺寸盡量小。 </p><p>　　3.齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 </p><p>　　4.在各

26、種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。 </p><p>　　5.在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。 </p><p>　　6.與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)。 </p><p>　　7.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。</p><p>　　本次

27、設(shè)計(jì)的是ZL40輪式裝載機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立懸架相適應(yīng)，所以，在此選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p><b>　　1.主減速器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主減速器一般用來(lái)改變傳動(dòng)方向，降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，保證汽車有足夠的驅(qū)動(dòng)力和適當(dāng)?shù)乃俣?。主減速器類型較多，有單級(jí)、雙級(jí)、雙速、輪邊減速器等。</p>

28、<p>　　1.1主減速器的分類</p><p>　　主傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)齒輪類型、減速形式以及主從動(dòng)齒輪的安裝及支承方式的不同分類。</p><p>　　(1)單級(jí)主減速器 由一對(duì)減速齒輪實(shí)現(xiàn)減速的裝置，稱為單級(jí)減速器。</p><p>　　(2)雙級(jí)主減速器 對(duì)一些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級(jí)主減速器傳動(dòng)，則從動(dòng)齒輪的直徑就必

29、須增大，會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙，所以采用兩次減速。</p><p>　　1.1.1主減速器的齒輪類型</p><p>　　主減速器的齒輪有螺旋錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。在此選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)。因?yàn)槁菪F齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)，輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端；另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)

30、嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，所以工作平穩(wěn)，制造也簡(jiǎn)單。</p><p>　　1.2主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算</p><p>　　1.2.1主減速器計(jì)算載荷</p><p>　?。?）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩[1]</p><p>　　（1.1） </p>

31、<p>　　式中——發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取3.85；</p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取600；</p><p>　　——傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取0.92；</p><p>　　——驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取2；</p><p>　　——液力變矩器變矩比取4.5；&

32、lt;/p><p><b>　　由以上各參數(shù)可求</b></p><p><b>　　==14744.4</b></p><p>　?。?）按驅(qū)動(dòng)輪附著轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)大錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩[1]</p><p><b>　　（1.2）</b></p><p>　　

33、式中 ——滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，（120+40）x65%KN；</p><p>　　——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，輪式工程車輛0.85～1.0,履帶式工程車輛=1.0～1.2，在此取0.95；</p><p>　　——車輪的動(dòng)力半徑；</p><p>　　d——輪輞直徑 ——輪胎斷面高寬比</p><p>　　——車

34、輪變形系數(shù) B ——輪胎斷面寬度（英寸）</p><p>　　本次設(shè)計(jì)ZL40裝載機(jī)輪胎規(guī)格為16—24（B—d），采</p><p>　　用低壓寬基輪胎，取=0.5～0.7，取=0.7，=0.1～0.16，取=0.15;代 入上式，得=0.547 m </

35、p><p>　　—— 分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳</p><p><b>　　比，=3.667；</b></p><p>　　——輪邊減速器效率0.96。</p><p>　　所以=15351.9</p><p>　　確定小錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，按上述兩者較小值（）來(lái)計(jì)算

36、：</p><p><b>　　=2490.5</b></p><p>　?。?）按正常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩[1] </p><p>　　車輛使用條件較穩(wěn)定時(shí)，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)平均牽引力來(lái)確定：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p&g

37、t;　　式中：——滿載時(shí)的總重量，在此?。?20+40）KN；</p><p>　　——所牽引的掛車滿載時(shí)總重量，KN，但僅用于牽引車的計(jì)算；</p><p>　　——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，在此取0.03</p><p>　　——正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，在此取0.2</p><p><b>　　——在此取0；</b>&

38、lt;/p><p>　　——主傳動(dòng)器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率，在此取0.96</p><p>　　——主傳動(dòng)器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)比，在此取3.667；</p><p>　　——計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，在此取2。</p><p>　　所以 ==3310.4</p><p>　　按上述第一種、第二種方法確定的計(jì)

39、算轉(zhuǎn)矩Tce 、Tcs，僅為錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，只能用作計(jì)算錐齒輪的最大應(yīng)力。對(duì)于一個(gè)具體車輛的主傳動(dòng)器錐齒輪，可以取這兩種方法計(jì)算結(jié)果的較小值作為算轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　按第三種方法（正常行駛平均轉(zhuǎn)矩）確定的計(jì)算載荷，可以用來(lái)進(jìn)行錐齒輪的壽命計(jì)算。</p><p>　　1.2.2主減速器錐齒輪主要參數(shù)</p><p>　　主傳動(dòng)器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)齒輪

40、的齒數(shù)和，從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑、端面模數(shù)、主從動(dòng)錐齒輪齒面寬和、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。</p><p>　　(1)主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和</p><p>　　選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：</p><p>　?、贋榱四ズ暇鶆?，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)。</p><p>　?、跒榈玫嚼硐氲凝X面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒

41、數(shù)和應(yīng)不小于40。</p><p>　　③為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車一般不小于6。</p><p>　?、苤鱾鲃?dòng)比較大時(shí)，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。</p><p>　　⑤對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>　　根據(jù)以上要求選取=7,=44，+=51〉40</p><

42、p>　　(2)從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)的選擇</p><p>　　對(duì)于單級(jí)主減速器，從動(dòng)錐齒輪的尺寸大小除影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙外，還影響跨置式主動(dòng)齒輪前支撐架的位置和差速器的安裝等。一般從動(dòng)錐齒輪的分度圓直徑可以根據(jù)從動(dòng)錐齒輪上的最大扭矩進(jìn)行初步選定。</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式[2]初選，</p><p><b>　　（1.4）

43、</b></p><p>　　式中，——從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 </p><p>　　——直徑系數(shù)，一般取0.23～0.31</p><p>　　——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，為Tce和Tcs中的較小者=14744.4 </p><p>　　所以，=（0.23～0.31）=（261.0～352.9）</p><p

44、>　　初選=319 則=/=319/44=7.25</p><p>　　參考[2]表23.4-3中選取8，所以=352</p><p><b>　　根據(jù)式[2]</b></p><p>　　= （1.5）</p><p>　　來(lái)校核=8選取的是否合

45、適，其中=（0.061～0.089）</p><p>　　此處，=（0.061～0.089）=（6.942～10.129），因此滿足校核。</p><p>　　(3)主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和</p><p>　　錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力

46、，還降低了刀具的使用壽命。但齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。</p><p>　　對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐的0.33倍，即，而且應(yīng)滿足，</p><p>　　=177.63 所以=60.21，在此取60</p><p>　　一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面寬比大齒輪約大10%，

47、在此取=1.1=66</p><p><b>　　(4)中點(diǎn)螺旋角</b></p><p>　　螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選時(shí)應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高，應(yīng)不小于1.25，在1.5～2.0時(shí)效果最好，

48、但過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。</p><p>　　輪式裝載機(jī)上螺旋錐齒輪的平均螺旋角為35°～40°以采用35°較為普遍。</p><p><b>　　(5)螺旋方向</b></p><p>　　從錐齒輪頂端看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)

49、方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。</p><p><b>　　(6)法向壓力角</b></p><p>　　圓弧錐齒輪的壓力角是以法向截面的壓力角來(lái)標(biāo)志的。加

50、大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，所以在輕載荷工作的齒輪中一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，螺旋齒輪標(biāo)準(zhǔn)壓力角20°，在輪式裝載機(jī)上，為了提高輪齒的彎曲強(qiáng)度，一般采用22.5°的壓力角。</p><p>　　1.2.3螺旋錐齒輪的幾何尺寸</p><p>

51、;　　表1.1主傳動(dòng)器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表</p><p>　　1.2.4主傳動(dòng)器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。在要求使用壽命為20萬(wàn)千米或以上時(shí)，其循環(huán)次數(shù)均以超過(guò)材料的耐

52、久疲勞次數(shù)。因此，驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用彎曲應(yīng)力不超過(guò)210.9N／mm.表1.2給出了車輛驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值。</p><p>　　表1.2 驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 N／mm</p><p>　　齒輪使用壽命是由齒輪材料，加工精度，熱處理形式及工作條件決定的。交變載荷性質(zhì)和循環(huán)次數(shù)是齒輪損壞的主要因素。</p><p>　?。?）齒輪彎曲強(qiáng)度

53、按下式[3]計(jì)算：</p><p>　　N/ （1.6）</p><p>　　式中：——該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，</p><p>　　——超載系數(shù)，在此取1.0</p><p>　　——尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，</p><p>　　當(dāng)ｍ時(shí)，，在此＝0.749；</p&

54、gt;<p>　　——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用跨置式支承型式時(shí)，＝1.00～1.10式支承時(shí)取1.10～1.25。支承剛度大時(shí)取最小值。</p><p>　　——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向</p><p>　　跳動(dòng)精度高時(shí)，可取1.0;</p><p>　　——計(jì)算齒輪的齒面寬，mm；</p><p

55、>　　——計(jì)算齒輪的齒數(shù)；</p><p>　　——端面模數(shù)，mm；</p><p>　　——計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)。　　　</p><p>　　載荷作用點(diǎn)的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對(duì)</p><p>　　彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)本應(yīng)采用輪齒中點(diǎn)圓周力與中

56、點(diǎn)端面模數(shù)，今用大</p><p>　　端模數(shù)，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。按圖1.1選取小齒輪的＝0.225，大齒輪＝0.195.</p><p>　　按上式＝357.25 N/< 700 N/</p><p>　　=54.01 N/<700 N/ </p><p>　　所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p>&l

57、t;p>　　圖1.1 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J</p><p>　　(2) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度按下式[3]計(jì)算</p><p>　　N/ (1.7)</p><p>　　式中：——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取27.3/;</p><p>

58、;　　，，——見式(1.6)下的說(shuō)明；</p><p>　　——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況</p><p><b>　　下，可取1.0；</b></p><p>　　——表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表</p><p>　　面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍

59、銅，磷化處理等）。一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可取1.0</p><p>　　——計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)）。它綜合考慮了嚙合齒面的相</p><p>　　對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，按圖3-2選取=0.135</p><p>　　按上式=767.5N/〈 1100 N/</p>&l

60、t;p>　　主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。所以均滿足要求。</p><p>　　圖1.1、圖1.2參考[1]</p><p>　　圖1.2 接觸計(jì)算用綜合系數(shù)</p><p>　　1.2.5 主減速器齒輪的熱處理要求及材料</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變

61、化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：</p><p>　?、倬哂休^高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；</p><p>　　②輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；</p><p>　

62、?、垆摬牡腻懺?、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；</p><p>　?、苓x擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國(guó)的情況。</p><p>　　車輛主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。在此，齒輪所采用的鋼為20CrMnTi</p><p>　　用滲碳合

63、金鋼制造的齒輪，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)〉 8時(shí)為29～45HRC。</p><p>　　由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度0.005～0.010～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不

64、能代替潤(rùn)滑。</p><p>　　對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25％。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p>　　1.2.6主減速器軸承的計(jì)算</p><p>　　主減速器軸承載荷的計(jì)算</p&g

65、t;<p>　　(1)作用在主傳動(dòng)錐齒輪上的力</p><p><b>　　①切向力P</b></p><p>　　從動(dòng)大錐齒輪上的切向力可按下式[4]計(jì)算：</p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　式中：-----大錐齒輪上常用受載扭矩，由前面計(jì)算可知=3

66、310.4 -----大錐齒輪平均分度圓直徑，292.81</p><p>　　所以：22611.2 \* MERGEFORMAT </p><p>　　主動(dòng)小錐齒輪上的切向力： </p><p>　　所以：P1 = P2=22611.2</p><p><b>　?、谳S向力Q</b></p>

67、;<p>　　a)前進(jìn)時(shí)主動(dòng)錐齒輪螺旋方向向左，軸旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針（從小端看）</p><p>　　=22611.2 (0.0794+0.6915)</p><p><b>　　=17430.98</b></p><p>　　b)前進(jìn)時(shí)從動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)橛倚?，軸為順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　=22

68、611.2(0.4994+0.1100)</p><p><b>　　=13779.27</b></p><p><b>　　③徑向力R</b></p><p>　　R1=Q2=13779.27 R2=Q1=17430.98</p><p>　　規(guī)定軸向力離開錐頂方向?yàn)檎?，反之為?fù)值，徑向力壓

69、向軸線為正值，反之為負(fù)值。</p><p>　　(2)軸承的初選及支承反力的確定</p><p>　　輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋中，小錐齒輪采用三點(diǎn)式支承，即布置形式為跨置式，如圖 </p><p>　　圖1.3 主減速器軸承的布置尺寸</p><p>　　根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸，按所選軸承壽命盡可能相等的原則，初選軸承的型號(hào)如下：</p>

70、<p>　　軸承A、B為型號(hào)相同的圓錐滾子軸承，初選為32308</p><p>　　軸承C為圓柱滾子軸承，初選為N305E</p><p>　　圖中 a=141，b=98，c=43</p><p>　　主動(dòng)錐齒輪采用三點(diǎn)式支承，從受力特點(diǎn)來(lái)看是一靜不定梁，在計(jì)算軸承反力時(shí)，假定軸承A和軸承B合起來(lái)看作是一個(gè)點(diǎn)支承，求出總支反力后再分配在軸承A和軸承B

71、上，軸向力Q按圖示方向應(yīng)由軸承B承受。</p><p>　　軸承A、B、C上的總支反力由下式計(jì)算：。</p><p>　　式中：-----小錐齒輪平均分度圓半徑，可用下式進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　22.81 </b></p><p>　　把各參數(shù)代入公式得：3516.4220016.17</p>

72、<p>　　(3)軸承壽命的計(jì)算</p><p>　　①軸承A、B的壽命計(jì)算</p><p>　　根據(jù)GB/T 297-1994和GB/T 283-1994查得軸承的性能參數(shù)為：</p><p>　　32308 ：99.0,0.31,1.9, </p><p>　　N406： 38.5</p><p>

73、　　派生軸向力：925.37 \* MERGEFORMAT </p><p><b>　　軸承軸向力：</b></p><p>　　因?yàn)檩S承B被“壓緊”，軸承Ａ“放松”，小錐齒輪所受的軸向力由軸承Ｂ承受，軸承Ａ只受它自身的派生軸向力。</p><p>　　所以A、B軸承的軸向力分別為：</p><p>　　925.37

74、 \* MERGEFORMAT </p><p>　　因?yàn)锳、B為型號(hào)相同的軸承，而軸承B受力較大，所以只計(jì)算軸承B的使用壽命。</p><p>　　因?yàn)?\* MERGEFORMAT </p><p>　　徑向動(dòng)載系數(shù)，軸向動(dòng)載系數(shù)1.07</p><p>　　所以當(dāng)量動(dòng)載荷為：21047.87</p><p>

75、　　主動(dòng)小錐齒輪轉(zhuǎn)速可用下式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　式中：-----發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速，由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知</p><p>　　----- 一檔時(shí)變速箱傳動(dòng)比3.85 </p><p>　　-----額定工況下液力變矩器的傳動(dòng)比，=1.25</p><p>　　所以主動(dòng)小錐齒輪的轉(zhuǎn)速為：415.58 \* MERGEFORMAT <

76、/p><p>　　軸承壽命可用下式[4]進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p>　　把各參數(shù)代入公式得：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 6992.25</p><p><b>　?、谳S承C的壽命計(jì)算</b></p>

77、;<p>　　軸承C為圓柱滾子軸承，它只承受徑向力，其當(dāng)量動(dòng)載荷等于徑向力，即20016.17 其壽命為：1354.92 所以符合要求。</p><p><b>　　2.差速器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　差速器用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式

78、。</p><p>　　裝載機(jī)在行駛過(guò)程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。為防止和改善這些現(xiàn)象，裝載機(jī)左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有輪間差速器，保證驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。在此次設(shè)計(jì)中選用普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。</p><p><b>　

79、　2.1差速器的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　在目前輪式裝載機(jī)結(jié)構(gòu)上，錐齒輪差速器由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)仍被廣泛采用。錐齒輪差速器由動(dòng)力學(xué)所決定的各種工況下，兩驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩基本上是平均分配的，這樣的分配比例對(duì)于裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)或轉(zhuǎn)彎時(shí)都是滿意的。錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。</p><p>

80、;　　圖2.2 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器</p><p>　　1-軸承；2-左外殼；3-墊片；4-半軸齒輪；5-墊圈；6-行星齒輪； 7-從動(dòng)齒輪；8-右外殼；9-十字軸；10-螺栓</p><p><b>　　2.2差速器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于在差速器殼裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差

81、速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。</p><p>　　2.2.1差速器參數(shù)的確定</p><p>　　輪式裝載機(jī)上大多數(shù)采用直齒錐齒輪差速器，差速器的外殼是安裝在主傳動(dòng)器的從動(dòng)齒輪上，確定從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，要考慮差速器的安裝，反過(guò)來(lái)確定差速器外殼尺寸時(shí)，也受到從動(dòng)齒輪以及主動(dòng)小齒輪前支承的限制。差速器的大小通常以差速器的球面半徑來(lái)表征，

82、球面半徑代表了差速器齒輪的節(jié)錐距，因此它表征了差速器的強(qiáng)度。</p><p>　?。?）行星齒輪數(shù)目的選擇</p><p>　　行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來(lái)選擇。通常情況下，轎車：n=2；貨車或越野車：n=4</p><p>　　輪式裝載機(jī)上行星齒輪數(shù)目一般為4，在此采用4個(gè)行星齒輪。</p><p>　?。?）行星齒輪球面直徑 \* ME

83、RGEFORMAT 的確定</p><p>　　球面直徑 \* MERGEFORMAT 可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式[3]確定</p><p>　?。?.1） </p><p>　　式中 \* MERGEFORMAT ——球面直徑，mm

84、;</p><p>　　\* MERGEFORMAT ——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取1.1～1.3，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的乘用車和商用車取小值，對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的乘用車及4個(gè)行星齒輪的越野車和礦用車取大值，</p><p>　　計(jì)算出球面直徑為150mm</p><p>　　（3）行星齒輪與半軸齒輪的選擇</p><p>　　為了使齒輪有較高

85、的強(qiáng)度，希望取較大的模數(shù)，但尺寸會(huì)增大，于是又要求行星齒輪的齒數(shù) ,Z1應(yīng)取少些，但Z1一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)Z2在14～25選用。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比Z2/Z1在1.5～2.0的范圍內(nèi)。 </p><p>　　差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系，應(yīng)滿足的安裝條件[3]為：</p><p><b&g

86、t;　?。?.2）</b></p><p>　　式中：，——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來(lái)說(shuō)，=</p><p><b>　　——行星齒輪數(shù)目；</b></p><p><b>　　——任意整數(shù)。</b></p><p>　　在此=10，=18 滿足以上要求。</

87、p><p>　?。?）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定</p><p>　　首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，</p><p>　　==29.05°,==60.95° </p><p>　　再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m </p><p>　　由于強(qiáng)度的要求在此取

88、</p><p>　　得 </p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p><b>　?。?）壓力角α</b></p><p>　　目前，汽車差速齒輪大都采用壓力角為22°30′、齒高系數(shù)為0.8的齒形。某些重型貨車和礦用車采用25°壓力角，以提高齒輪強(qiáng)度。在此選2

89、2.5°的壓力角。</p><p><b>　?。?）齒面寬的確定</b></p><p><b>　　82.5 </b></p><p><b>　　24.75</b></p><p><b>　　取25，取28</b></p>

90、<p>　　2.2.2差速器齒輪的幾何尺寸</p><p>　　表2.1差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸表</p><p>　　2.2.3差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

91、因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度[3]為</p><p>　　= MPa (2.3)</p><p>　　式中：c——差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，c =0.6; </p><p>　　——差速器的行星齒輪數(shù),在此取4；</p><p>

92、<b>　　——半軸齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向</p><p>　　跳動(dòng)精度高時(shí)，可取1.0;</p><p>　　——尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，</p><p>　　當(dāng)ｍ時(shí)，，在此＝0.749；</p>

93、<p>　　——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，＝1.00～1.10</p><p>　　支承剛度大時(shí)取最小值。</p><p>　　——計(jì)算裝載機(jī)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，由圖2.2可查得=0.256</p><p>　　圖2.2 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J</p><p>　　根據(jù)上式=445.9 MPa 〈82

94、5 MPa</p><p>　　所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p>　　2.2.4差速器十字軸直徑的確定</p><p>　　差速器十字行星齒輪軸選用40Cr制成，行星齒輪通過(guò)滑動(dòng)軸承即襯套安裝在十字軸上。十字軸主要受主減速器從動(dòng)錐齒輪傳來(lái)的扭矩而產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。</p><p>　　十字軸直徑d可按下式[5]計(jì)算：</

95、p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　式中：-----差速器總扭矩，==14744.4 =14744400 </p><p>　　-----許用剪切應(yīng)力，安全系數(shù)取3.5,40Cr的屈服極限</p><p>　　=785 Mpa（淬火回火），所以 =224.29 Mpa </p>&

96、lt;p>　　------行星齒輪數(shù)目，為4</p><p>　　------行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，。，是半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處的直徑，可按下式計(jì)算：</p><p>　　=144=122.4</p><p>　　把以上各參數(shù)代入公式得： =18.49，圓整取d=20</p><p>　　2.2.5差速器齒輪的材料</p&g

97、t;<p>　　差速器齒輪與主傳動(dòng)器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造。目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、20CrMnMo和20CrMo等，由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝被廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　3.最終傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　最終傳動(dòng)是傳動(dòng)系中最后一級(jí)減速增扭機(jī)

98、構(gòu)，在本次設(shè)計(jì)中，最終傳動(dòng)采用單排內(nèi)外嚙合行星排傳動(dòng)，其中太陽(yáng)輪由半軸驅(qū)動(dòng)為主動(dòng)件，行星架和車輪輪轂連接為從動(dòng)件，齒圈與驅(qū)動(dòng)橋橋殼固定連接。此種傳動(dòng)形式傳動(dòng)比為1+α（α為齒圈和太陽(yáng)輪的齒數(shù)之比），可以在較小的輪廓尺寸獲得較大的傳動(dòng)比，可以布置在車輪輪轂內(nèi)部，而不增加機(jī)械的外形尺寸。</p><p>　　為改善太陽(yáng)輪與行星輪的嚙合條件，使載荷分布比較均勻，太陽(yáng)輪連同半軸端部完全是浮動(dòng)的，不加任何支承，此時(shí)太陽(yáng)輪連

99、同半軸端部是靠對(duì)稱布置的幾個(gè)行星齒輪對(duì)太陽(yáng)輪的相互平衡的徑向力處于平衡位置的。</p><p><b>　　3.1半軸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　半軸是差速器與最終傳動(dòng)之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，本次設(shè)計(jì)中半軸采用全浮式支承方式。半軸一端用花鍵與差速器半軸齒輪連接，由差速器殼支承，另一端用花鍵與最終傳動(dòng)的太陽(yáng)輪連接，由行星輪起支承的作用，半軸只傳遞扭矩。</p&

100、gt;<p>　　3.1.1半軸直徑的確定</p><p>　　(1)半軸計(jì)算扭矩的確定按式[5]</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　----滾動(dòng)阻力系數(shù) 0.003 ----附著系數(shù) 0.9</p><p>　　----驅(qū)動(dòng)橋負(fù)荷 （120+

101、40） ----輪邊減速傳動(dòng)比3.667</p><p>　　----動(dòng)力半徑 0.547</p><p>　　(2)半軸桿部直徑的選擇</p><p>　　桿部直徑d是半軸的主要參數(shù)，可用下式[5]初選：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中：--

102、---半軸計(jì)算扭矩，公斤·厘米；=7768.8 </p><p>　　-----半軸許用扭轉(zhuǎn)屈服應(yīng)力，半軸材料選40Cr，對(duì)于40Cr、45鋼和40MnB等材料，材料的扭轉(zhuǎn)屈服極限都可達(dá)8000公斤/厘米²，在保證靜安全系數(shù)在1.3～1.6范圍時(shí)，許用應(yīng)力可取=5000～6200公斤/厘米²，取=418 MPa代入上式得：</p><p>　　=4.56 =4

103、5.6</p><p>　　圓整取=48半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑，以使半軸各部分達(dá)到等強(qiáng)度。半軸破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大過(guò)渡圓角半徑以減小應(yīng)力集中，提高半軸扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度。</p><p><b>　　半軸強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p>　　全浮式半軸只傳遞扭矩，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τ為：</p>

104、<p>　　將=7768.8 =48代入上式得：</p><p>　　=357.9 Mpa </p><p>　　許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =（500～600）Mpa</p><p>　　所以： 強(qiáng)度滿足，半軸直徑確定為48 </p><p>　　3.2行星排行星輪數(shù)目和齒輪齒數(shù)及參數(shù)的確定</p><p>

105、;　　3.2.1行星輪數(shù)目的選擇</p><p>　　行星輪數(shù)目取的多，負(fù)荷由更多的行星輪來(lái)負(fù)擔(dān)，有可能減小尺寸和齒輪模數(shù)，但一般行星輪取3個(gè)，因?yàn)?點(diǎn)定一個(gè)圓位置，實(shí)際設(shè)計(jì)中行星輪數(shù)目一般為3～6個(gè)，行星輪數(shù)目不能增多往往是由于受行星架的剛度和強(qiáng)度的限制，因?yàn)樾行禽啍?shù)目增多使行星架連接部分金屬減少，受力后會(huì)產(chǎn)生扭曲變形，使齒輪接觸大大惡化。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)參考同類機(jī)型及[2

106、]由任務(wù)書輪邊傳動(dòng)比if=3.667選取行星輪數(shù)目n=3，三行星輪均勻分布。</p><p>　　3.2.2行星排各齒輪參數(shù)的確定及校核</p><p>　　(1)行星排各齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　齒輪齒數(shù)間的關(guān)系公式[2]：</p><p><b>　　(3.3)</b></p><p&g

107、t;　　式中：-----最終傳動(dòng)傳動(dòng)比，任務(wù)書上為3.667 </p><p>　　-----齒圈齒數(shù)，----太陽(yáng)輪齒數(shù)，----行星輪齒數(shù)</p><p>　　所以行星輪小于太陽(yáng)輪齒數(shù)，行星輪為最小齒輪。</p><p>　　將 代入裝配條件公式中。</p><p>　　初選24.得出等于16.368，初選為16。</p>

108、<p><b>　　由公式[2] </b></p><p>　　; (3.4) </p><p>　　計(jì)算出 \* MERGEFORMAT =20;=52</p><p><b>　　(2)模數(shù)的選擇</b></p><p><b

109、>　　初選模數(shù)為6mm。</b></p><p><b>　　(3)同心條件校核</b></p><p>　　為了使太陽(yáng)輪與齒圈的旋轉(zhuǎn)中心重合，太陽(yáng)輪與行星輪的中心距應(yīng)和齒圈與行星輪的中心距相等，即zq、zt、zx應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　將=52，=20，=16 代入公式得：</p><p&g

110、t;　　52-20=216 滿足同心條件</p><p>　　(4)裝配條件的校核</p><p>　　為使行星排各元件上所受徑向力平衡，應(yīng)使各行星輪均勻分布或?qū)ΨQ分布，即應(yīng)滿足條件：，為任意整數(shù)。</p><p>　　把各數(shù)據(jù)代入公式得：=24</p><p><b>　　所以滿足裝配條件</b></p>

111、<p>　　(5)相鄰條件的校核</p><p>　　設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)時(shí)，必須保證相鄰行星輪之間有一定間隙，對(duì)于單行星傳動(dòng)而言，即兩相鄰行星輪的中心距應(yīng)大于它們的齒頂圓半徑之和。用公式[4]則可以表示為：</p><p>　　5～8 （3.5）</p><p>　　式中：-----太陽(yáng)輪與行星輪的中心距</p&g

112、t;<p>　　------因三行星輪均勻分布，所以=120°</p><p>　　-----兩行星輪齒頂圓半徑之和，即行星輪齒頂圓直徑。</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　所以：5～8</b></p><p><b>　　所以相

113、鄰條件滿足。</b></p><p>　　3.2.3齒輪變位系數(shù)及中心距的確定</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的性能通常都能得到保證，但隨著齒輪傳動(dòng)高速、重載、小型、輕量化等更高的要求，標(biāo)準(zhǔn)齒輪暴露出一些缺點(diǎn)，如小齒輪“短命”，傳動(dòng)不緊湊，傳動(dòng)不穩(wěn)定等等，于是就需要采用漸開線非標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，稱為變位齒輪傳動(dòng)。齒輪變位能避免根切，提高齒面的接觸強(qiáng)度，提高齒根的彎曲強(qiáng)度，提高齒面

114、的抗膠合和耐磨損能力，配湊中心距，修復(fù)舊齒輪等，因此本次設(shè)計(jì)需進(jìn)行齒輪變位。</p><p><b>　　確定各輪齒數(shù)</b></p><p>　　由前面計(jì)算已知：=52，=20，=16</p><p>　　(1)太陽(yáng)輪行星輪傳動(dòng)變位系數(shù)計(jì)算（t-x）</p><p><b>　?、傩拚X數(shù)</b>

115、</p><p>　　為提高接觸強(qiáng)度，應(yīng)按最大嚙合角選擇變位，取嚙合角=20°</p><p><b>　　=20+16=36</b></p><p>　　由[2]圖14-13可查得：=1.2</p><p><b>　　修正行星輪齒數(shù)：</b></p><p>&

116、lt;b>　　而 </b></p><p>　　=1.1+0.2=1.3</p><p>　　所以=16-1.28=14.7取整 =15</p><p><b>　?、诳傋兾幌禂?shù)</b></p><p>　　按=20+15=35在查圖14-13，有=1.08</p><p>　　

117、齒數(shù)比，由圖14-13按曲線查得有</p><p><b>　　=0.53 </b></p><p><b>　?、蹏Ш辖?lt;/b></p><p>　　由[2]圖14-5可查得：0.014904</p><p>　　帶入上式求得：0.037366</p><p>　　再由圖

118、14-5查得：26.8º</p><p>　?、芴?yáng)輪行星輪中心距</p><p><b>　　未變位中心距 </b></p><p>　　中心距變動(dòng)系數(shù) 0.923</p><p><b>　　所以實(shí)際中心距 </b></p><p>　　(2)行星輪與齒圈傳動(dòng)變

119、位系數(shù)計(jì)算（x-q）</p><p><b>　?、賴Ш辖?lt;/b></p><p><b>　　0.93869</b></p><p>　?、谛行禽喤c齒圈傳中心距</p><p><b>　　未變位中心距 </b></p><p><b>　　

120、中心距變位系數(shù) </b></p><p><b>　　所以實(shí)際中心距 </b></p><p><b>　?、劭傋兾幌禂?shù)</b></p><p><b>　　0.078</b></p><p>　　(3)齒頂高降低系數(shù)</p><p><

121、;b>　　1.061</b></p><p>　　3.3行星排各齒輪的幾何尺寸</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的太陽(yáng)輪、行星輪、齒圈均采用直齒圓柱齒輪并進(jìn)行角度變位。表3.1、表3.2為行星排各齒輪幾何尺寸，表中部分公式參照[4]表12-5和表12-6</p><p>　　表3.1 t-x外嚙合傳動(dòng)幾何尺寸（長(zhǎng)度：mm）</p>&

122、lt;p>　　表3.2 x-q　嚙合傳動(dòng)幾何尺寸 （長(zhǎng)度： mm）</p><p><b>　　注： </b></p><p><b>　　3.4齒輪的校核</b></p><p>　　行星排結(jié)構(gòu)中齒輪的主要破壞形式是接觸疲勞破壞和彎曲疲勞破壞，因此需對(duì)齒輪進(jìn)行接觸疲勞計(jì)算和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。</p&

123、gt;<p>　　在行星機(jī)械中，通常只計(jì)算太陽(yáng)輪與行星輪的強(qiáng)度，齒輪所受圓周力應(yīng)考慮到幾個(gè)行星輪的影響，此時(shí)一個(gè)行星輪與太陽(yáng)輪所受的圓周力（為太陽(yáng)輪扭矩，為太陽(yáng)輪節(jié)圓半徑，行星輪個(gè)數(shù)），在計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮到由于幾個(gè)行星輪同時(shí)和太陽(yáng)輪嚙合時(shí)載荷分布不均勻的影響，因此在圓周力計(jì)算公式中引入修正系數(shù)Ω。</p><p>　　3.4.1齒輪材料的選擇</p><p>　　根據(jù)裝載機(jī)輪邊

124、減速器行星結(jié)構(gòu)中齒輪的承載能力高，耐磨性好等特點(diǎn)，可選用材料為20CrMnTi，齒輪需進(jìn)行表面滲碳淬火，滲碳淬火后表面硬度為58-62HRC，芯部硬度為320HBS。齒輪精度一般為7級(jí)，其彎曲疲勞許用應(yīng)力一般不大于455Mpa，接觸疲勞許用應(yīng)力一般不大于14000公斤/厘米²（即不大于1372Mpa）。</p><p>　　3.4.2齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　齒面