【正文】 .北京：人民交通出版社 6 QC/T 26520xx《汽車零部件編號規(guī)則》 專業(yè)班級 學(xué)生 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 20xx32120xx617 指導(dǎo)教師簽字 日期 20xx321 教研室主任審查簽字 日期 系主任批準(zhǔn)簽字 日期 II 開題報(bào)告 一、綜述本課題國內(nèi)外研究動(dòng)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(dòng)橋中安裝在輪轂中間或附近的第二級減速器。II XXXX 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 班 級 ： 姓 名 ： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： TYQ4190 型汽車輪邊減速器 的 設(shè)計(jì) Designing the wheelside plaary reducer of theTYQ4190 指導(dǎo)教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 II 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 汽車輪邊減速器設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料） ： 要求 ： ，進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、調(diào)查研究工作； 理論和專業(yè)知識(shí)，制定最佳設(shè)計(jì)方案； 1250型載重車的各項(xiàng)性能要求 ； ，正確清晰，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定； 、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； ，掌握 輪邊 減速器 的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)方法； 。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(dòng)力性，而汽車車速相對較低，因而其傳動(dòng)系的低檔總傳動(dòng)比很大，為了使變速器分動(dòng)器傳動(dòng)軸等總成不致因承受過大尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動(dòng)橋。公路運(yùn)輸?shù)玫搅撕芸斓陌l(fā)展，為了降低運(yùn)輸成本，緩解鐵路壓力，促使了汽車的運(yùn)輸能力和載貨量逐漸加大。一般情況是：國外的整機(jī)的價(jià)格是國內(nèi)價(jià)格的 2～ 3倍，而易損件、備件的價(jià)格卻是 5～ 8 倍，因此，發(fā)展我國的輪邊減速器產(chǎn)品是非常必要的 。發(fā)展比較快且取得一定科研成果的是在行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)方面。在新理論和新數(shù)學(xué)計(jì)算方法出現(xiàn)的同時(shí)，行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)中的應(yīng)用，有遺傳算法在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有模糊數(shù)學(xué)在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，基于可靠性工程的理論通過引入強(qiáng)度可靠性系數(shù)方程來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)前，國外的一些公司針對產(chǎn)品的不同特點(diǎn)，開發(fā)出了很多專用的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，這些優(yōu)化設(shè)計(jì)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(shí)體造型模塊的優(yōu)化結(jié)果直接輸出，這樣的設(shè)計(jì)大大提高了工作效率，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。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的積累，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的仿真模型與實(shí)際模型相差很小，這樣可以保證仿真性能的可靠 性。 1 查找相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行車輪減速器和橋殼總成的設(shè)計(jì)； 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(jì)、計(jì)算、分析、制圖； 5 其他相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)； 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(jì)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。 II 四、研究工作進(jìn)度： 第 14 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 1718周：畢業(yè)答辯 五 、主要參考文獻(xiàn)： 【 1】劉淮信主編 .汽車設(shè)計(jì) .北京； 清華大學(xué)出版社， 20xx 【 2】陳家瑞主編 .汽車構(gòu)造，機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 【 3】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會(huì) .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 .北京；機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx 【 5】鄧勛、張文明、郭耀斌 .BZQ3390 礦用自卸車輪邊減速器的設(shè)計(jì) .煤礦機(jī)械， 20xx，（ ） 。1820. 【 9】楊鎖望、韓玉琪、楊鈺 .礦用自卸車驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)設(shè)計(jì) .專用汽車， 20xx。 由于車速要求較高，且其載重量大，對其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求較高。同時(shí)對軸承和連接花鍵的選擇和設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了強(qiáng)度校和。 本文設(shè)計(jì)的輪邊減速器采用技術(shù)較為成熟的行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，與普通齒輪傳動(dòng)相比他有很多優(yōu)點(diǎn)，如可以減小體積和重量，并且可以達(dá)到較高的變比。并且用 UG建立了三維實(shí)體模型，并組裝成裝配圖，以察看其配合程度。如速比的限制，安裝尺寸的限制，傳動(dòng)方向的限制等，因此本文中所設(shè)計(jì)的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動(dòng)。 輪邊減速器分類及工作原理 輪邊減速器的分類 通過傳動(dòng)將動(dòng)力機(jī)的速度降低，使之滿足執(zhí)行系統(tǒng)的需求的傳動(dòng)裝置稱為減速器。 本文將要設(shè)計(jì)的輪邊減速器是行星齒輪傳動(dòng)，它屬于周轉(zhuǎn)輪系。在三個(gè)基本構(gòu)件中，必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，才 能求出第三個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。因此在本輪邊減速器的設(shè)計(jì)中也II 采用 2K－ H 型。根 據(jù)本次要設(shè)計(jì)的輪邊減速器的傳動(dòng)比為大約 ，而 NGW型最佳傳動(dòng)比為 3～ 9[2]，因此選用 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。 行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)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(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。 行星輪作為減速器可以安置在輪邊，則稱為輪邊減速器。 工作原理 圖 11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； 10螺釘； 11輪轂； 12半軸； 13制動(dòng)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。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，再傳遞到驅(qū)動(dòng)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(dòng)力。在中心齒輪 7和齒圈 3之間裝有三個(gè)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。但是隨著時(shí)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]。因此，如何改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是裝載機(jī)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。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(jì)，雖然這些設(shè)計(jì)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(jì)上，已經(jīng)邁出了一大步。越來越多的電控系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)被運(yùn)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。在機(jī)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(jī)械部分設(shè)計(jì)簡便，人性化，強(qiáng)度高，使用壽命長，且維修方便。 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(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度。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。要采取積 極地應(yīng)對方案力爭在較短時(shí)間內(nèi)能有所進(jìn)展。變速裝置是傳動(dòng)系統(tǒng)中很重要的組成部分，它的設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到傳動(dòng)效率，燃油消耗率，汽車的使用壽命，甚至能否啟動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，可獲得倒檔行駛。 輪邊減速器設(shè)計(jì)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(jì)方案。我所設(shè)計(jì)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?？衫冒l(fā)動(dòng)機(jī)在不同 i0 下的功率平衡圖來研究 i0對汽車動(dòng)力性的影響。 igh變速器的最高檔傳動(dòng)比。按傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動(dòng)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— 公用齒輪， ZU— 錐齒輪）。根據(jù)在該行星機(jī)構(gòu)中主動(dòng)件、何為從動(dòng)件和固定件的不同， NGW 型輪邊減速器有三種結(jié)構(gòu)方案如圖 21： II a） 太陽輪為主動(dòng)件，齒圈為從動(dòng)件，行星齒輪架為固定件 b） 太陽輪為主動(dòng)件，行星齒輪架為從動(dòng)件，齒圈為固定件 c） 齒圈為主動(dòng)件，行星齒輪架為從動(dòng)件，太陽輪為固定件 1 太陽輪； 2齒圈； 3行星齒輪架； 4行星齒輪； 5半軸； 6橋殼； 7驅(qū)動(dòng)車輪 圖 21單排圓柱行星齒輪式輪邊 減速器的結(jié)構(gòu)方案 有行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性方程： 1 3 4(1 ) 0n an a n? ? ? ? a—— 從動(dòng)輪與主動(dòng)輪的齒數(shù)比 可以求出這三種結(jié)構(gòu)方案的路邊減速器的減速比 13i ： (1)當(dāng)太陽輪為主動(dòng)件，齒圈為從動(dòng)件而行星齒輪架固定時(shí)如圖 21（ a） 311331znianz? ? ? ? ? (2)當(dāng)太陽輪為主動(dòng)件，行星齒輪架為從動(dòng)件，而齒圈固定時(shí)如圖 21（ b） 31134111znianz? ? ? ? ? (3)當(dāng)齒圈為主動(dòng)件，行星齒輪架為從動(dòng)件，而太陽輪固定時(shí)如圖 21（ c） 3 11343111n zi n a z? ? ? ? ? 式中， 1 3 4,n n n ，一一太陽輪、齒圈、和行星輪架的轉(zhuǎn)速 13,zz一一太陽輪、齒圈的齒數(shù) 根據(jù)汽車的傳動(dòng)特點(diǎn)，減速器的位置布置和合理的離地間隙，本次設(shè)計(jì)采用圖（ b）結(jié)構(gòu)方案。 取 =22， 48， Zc=13 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 在行星齒輪傳動(dòng)中，各齒輪齒數(shù)較常見 的失效形式有齒面點(diǎn)蝕，齒面磨損和輪齒折斷。 提高齒面硬度，減小齒面粗糙度，提高潤滑油黏度和接觸精度，以及進(jìn)行合理的變位均能提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力。用淬火鋼或鑄鐵制成齒輪，容易產(chǎn)生過載折斷。 II 齒輪材料和熱處理的選擇 在行星齒輪傳動(dòng)中，齒輪材料的選擇應(yīng)綜合得考 慮到齒輪傳動(dòng)的工作情況，如載荷性質(zhì)和大小，工作環(huán)境等，加工工藝和材料來源及經(jīng)濟(jì)性等條件。經(jīng)正火調(diào)質(zhì)或表面淬火，使其獲得機(jī)械強(qiáng)度，硬度和韌性等綜合性能較好 [6]。在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，其主要參數(shù)可先安類比法，即參照已有的形同類型的行星齒輪傳動(dòng)來進(jìn)行初步確定；或者根據(jù)具體的工作條件，結(jié)構(gòu)尺寸和安裝條件來確定。 代入數(shù)據(jù)可得 T1=； 中心輪 1 的模數(shù) 可由 ()估算 II 3lim2111FdFaFpFAm z YKKKTKm ?? ?? （ 2. 7） mK — 算式系數(shù)，對于直齒輪傳動(dòng) ? ，對于斜齒輪傳動(dòng) ? ； 1T — 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩， ；應(yīng)是功率分流后的值； AK — 使用系數(shù)； ?FK — 綜合系 數(shù)； FpK — 計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)； 1FaY — 小齒輪系數(shù)； d? — 小齒輪齒寬系數(shù)； 1z — 齒輪副中小齒輪齒數(shù)； limF? — 試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限， 2/mmN ,且取 1limF? 和 12 2lim FaFaYYF?中的較小值。在兩個(gè)嚙合副 ac（太陽輪與行星輪） ,bc（行星輪與齒圈）中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距為 兩個(gè)嚙合的標(biāo)準(zhǔn)中心距相等，不需要采用變位。 對于所設(shè)計(jì)的行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下的鄰接條件、同心條件和安裝條件。 同心條件按式 校驗(yàn)。 傳動(dòng)效率的計(jì)算 行星齒輪傳動(dòng)的效率是評價(jià)其傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。而且，行星齒輪傳動(dòng)效率變化范圍很大，其 η 值可高達(dá) ，低的可接近于零，甚至 η 低于零 ，即可以自鎖 [7]。 1 xx Tab xaPP? ?? 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