【正文】 (21)因此特性參數(shù)p= Zb=pZa=23= (22) (23)取Zc=17,Zb=57 (24) (25)因此傳動比是合格的。所謂2KH正號機構，即指當外齒圈固定時，行星齒輪的中心輪與轉臂的轉向相同。把行星齒輪傳動的基本代號設為：K中心輪，H轉臂，V輸出軸。實踐表明，在具有中等技術水平的工廠也是完全可以制造出合格的行星齒輪機構的。同時，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動的運動平穩(wěn)，抵抗沖擊和震動的能力強，工作較可靠。只需要選擇適當?shù)男行莻鲃拥念愋图芭潺X方案，便可以用少數(shù)幾個齒輪而得到很大的傳動比，即使在其傳動比很大時，仍然可保持結構緊湊、重量輕的優(yōu)點；(3)傳動效率高。因此，可使其結構非常緊湊。這都不是理想的設計目標。齒輪傳動應用于輪邊減速器，其工程實例已經(jīng)很廣泛。輪邊減速器的輪廓尺寸也受到車橋的輪距限制，設計時應予以考慮。本設計中所需傳動比較小，因此不用串聯(lián)，只需要單級。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。2K－H型傳動方式簡便，采用較普遍，零配件采購也更方便。圖14 ZXV型傳動ZXV型漸開線少齒差行星齒輪傳動傳動范圍為ixvb=10~100，傳動效率為η=~。少齒差行星齒輪傳動中，其基本構件是一個中心輪b(代號Z)、轉臂x和輸出軸V，故其類型代號為ZXV。進行角度變位計算時，其各個齒輪應選擇不同變位系數(shù)，以保證各嚙合齒輪副具有相同角度變位中心矩a′,以滿足3Z（Ⅱ）型行星齒輪傳動同心條件。但3Z型行星傳動制造和安裝比較復雜。它結構特點是：內(nèi)齒輪e固定，兩個旋轉中心輪a和b與同一個行星輪c相嚙合，而另一個行星輪d與固定內(nèi)齒輪e相嚙合；故可用傳動代號3Z（Ⅲ）表示。該3Z型行星傳動結構特點是：三個中心輪a、b和e同時與單齒圈行星輪c相嚙合；即內(nèi)齒輪b固定，兩個旋轉中心輪a和e同時與行星輪c相嚙合，故可用傳動代號3Z（Ⅱ）表示。它結構特點是：內(nèi)齒輪b固定，而旋轉中心輪a和e 分別與行星輪c和d相嚙合，故可用傳動代號3Z（Ⅰ）表示。圖13所示3Z型行星齒輪傳動中，其基本構件是三個中心輪a、b 和e，故其傳動類型代號為3Z。圖12（c）所示少齒差2ZX型（ix0）行星齒輪傳動（nP=1），用傳動代號Exeb（2）表示。其合理傳動比范圍為ixeb=8~30。圖12（a）所示2ZX型（ix0）行星齒輪傳動，用傳動代號Dxab表示。圖11（b）所示具有雙齒圈行星輪cd2ZX型（ix0）傳動型式，可用傳動代號Baxb表示。例如，圖11（a）所示2ZX型（ix0）行星齒輪傳動，可用傳動代號Aaxb表示。（1）ZX型行星齒輪傳動基本構件包括有兩個中心輪z和轉臂x話，則該行星齒輪傳動類型代號為2ZX，圖11和圖12所示為較常見2ZX型傳動簡圖。由于周轉輪系具有重量輕、結構緊奏、傳動比高的特點，輪邊減速器一般采用此種傳動形式。另外，轉速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機構的傳動負荷。在車輛中，減速器的應用廣泛，主要有多級變速器和主減速器。輪邊減速器可以分配部分主減速器的傳動比，減小驅(qū)動橋殼的體積，增大離地間隙，從而有效的提高車輛的通過性。尤其是大型非公路用車和中型載貨汽車，由于路面條件限制，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構和性能。在過去多用單級主減速器，單級主減速器存在體積龐大，結構復雜維修困難等弊端。輪邊減速器設置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個驅(qū)動橋結構更加緊湊，同時降低一級主減速器、半軸和差速器的負荷，減小傳動部件的結構尺寸，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。輪邊減速器是汽車傳動系中最后一級減速增扭裝置。在汽車行業(yè)中，由于車輛的工作環(huán)境復雜，需要適應多工況、多轉速，變扭矩的工作環(huán)境，減速機的應用非常廣泛。由于齒輪傳動在機械行業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟中占有重要地位和發(fā)揮巨大作用，齒輪傳動被公認為工業(yè)和工業(yè)化的象征。 輪邊減速器研究背景所有機械系統(tǒng)都由原動機、傳動系統(tǒng)、工作部件和控制系統(tǒng)組成。SX4180型載貨汽車輪邊減速器設計說明書畢業(yè)設計1 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，所以其強度和結構合理與否對于整個傳動系統(tǒng)有很大的影響。使用因此本文中所設計的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動。它靠主動輪的輪齒依次推動從動輪輪齒來傳遞運動和動力，可以傳遞任意配備的平行軸、相交軸及相錯軸之間的回轉運動，因此齒輪傳動技術成為機械工程技術的重要組成部分。其應用從大功率的傳輸工作，到小負荷，高精度的角度傳輸都可以見到減速機的應用，而且在工業(yè)應用上，減速機具有減速及增加轉矩功能。雙級主減速器的第二級一般安裝在輪轂內(nèi)，稱為輪邊減速器。行星減速器與普通定軸圓柱齒輪減速器相比，具有重量輕、體積小和傳動比大的優(yōu)點。 輪邊減速器研究意義輪邊減速器多用于大型工程機械、載貨汽車、越野車及軍用車上。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)捷喬ド希虼溯嗊厹p速器的設計也至關重要。壞路及無路地帶，是指松軟土壤、沙漠、雪地、沼澤等松軟地面及坎坷不平地段；各種障礙，是指陡坡、側坡、臺階、壕溝等。根據(jù)級數(shù)可分為單級和多級減速器。汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，也就是變速箱的尺寸會越大。目前重型載貨車的主減速器一般設置為兩級，其中第二級主減速器安裝在輪轂中，稱為輪邊減速器。其基本構件配置情況，可將行星齒輪傳動分為2ZX、3Z和ZXV三種基本傳動類型；其他結構型式行星齒輪傳動大都是它們演化型式或組合型式。圖11 2ZX型負號機構圖12 2ZX型正號機構為了使２Ｚ－Ｘ型和３Ｚ型行星齒輪傳動中各種傳動型式都有一個確定傳動代號，便于人們分析研究各種傳動型式運動學、受力分析和效率計算以及強度計算等問題，本文采用字母Ａ、Ｂ、Ｃ…附加一個上角標和兩個下角標來表示其傳動類型代號；上角標表示固定構件，第一個下角標表示輸入基本構件，第二個下角標表示輸出基本構件。目前該傳動類型已獲了較廣泛應用。該行星傳動主要用于差動齒輪裝置；這種傳動型式差速器汽車、坦克、拖拉機和金屬切削機床及儀器等齒輪傳動裝置中已獲廣泛應用。圖12（b）所示2ZX型（ix0）行星齒輪傳動（nP≥3），用傳動代號Exeb（1）表示。但傳動比ixeb增加其效率ηxeb值會降低。（2）3Z型行星齒輪傳動。1）3Z（Ⅰ）型：具有雙齒圈行星輪3Z型行星齒輪傳動，如圖13（a）所示。2）3Z（Ⅱ）型：具有單齒圈行星輪c3Z型行星齒輪傳動，如圖13（b）所示。3）3Z（Ⅲ）型：具有雙齒圈行星輪3Z型行星齒輪傳動，如圖13（c）所示。在此，應該指出是：3Z型行星齒輪傳動用于短期間斷工作機械傳動裝置中最為合理，它具有結構緊湊、傳動比大和傳動效率較高等特點。但3Z（Ⅱ）型行星傳動中，其內(nèi)齒輪b和e 齒數(shù)不相等，即zb≠ze；公共行星輪c既要與中心輪a相嚙合，同時又要與內(nèi)齒輪b和e相嚙合，故該3Z型行星傳動必須采用角度變位。（3）ZXV型行星齒輪傳動把2ZX(A)型傳動中齒輪a去掉，將行星輪c直徑增大，并使內(nèi)齒輪b與行星輪c齒數(shù)差變很少；然后將從動輪c運動機構W傳到輸出軸V，則可構成一個由轉臂x主動和行星輪c從動少齒差行星齒輪傳動（見圖14）。漸開線少齒差行星齒輪傳動和常見擺線針輪行星傳動大都屬于ZXV型行星傳動。目前應用較廣泛，但制造精度要求較高，且高速軸轉速nx≤1500r/min。如：NGW、NW、WW，NN。他由內(nèi)外嚙合和共用行星輪組成，它的結構簡單，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。具體包括：1. 減速器傳動比設計；2. 材料選擇；3. 幾何和強度校核；4. UG建模及運動分析；532 輪邊減速器設計 車型數(shù)據(jù)表21 質(zhì)量參數(shù)：(kg)載質(zhì)量12000整備質(zhì)量6500總質(zhì)量18000表22尺寸參數(shù)： (mm)外形尺寸580024882920軸距3500接近角/離去角(度)32/34車箱內(nèi)部尺寸95002294550輪距1939/1830最小離地間隙240其它參數(shù)：最高車速：80kg/h最大爬坡度(%)：40軸數(shù)：2車輪及輪胎：表23輪胎規(guī)格（mm）輪胎規(guī)格新胎充氣后輪胎最大使用尺寸規(guī)格斷面寬度外直徑負荷半徑斷面寬度外直徑一般花紋加深花紋一般花紋加深花紋315112511355263371153發(fā)動機參數(shù)康明斯發(fā)動機型號 C260 20額定功率/轉速 191/2200 最大扭矩/轉速 1025/1400低怠速 700_100最高空載轉速 2500排放法規(guī) Euro III進氣形式 增壓中冷 輪邊減速器設計計算由于在輪邊減速器與車輪有裝配關系，所以在確定輪邊減速器尺寸時，應考慮車輪的安裝。而齒輪傳動具有其傳動可靠、傳動效率高、所占空間小等優(yōu)點，成為輪邊減速器的一種理想選擇。普通定軸圓柱齒輪輪邊減速器結構型式簡單，零部件少，但是如果將其作為載貨汽車的輪邊減速裝置，其不足之處很明顯：為了保證傳動比，即使將驅(qū)動橋半軸輸出端的齒輪直徑盡量減小，但是與之嚙合的齒輪的直徑仍然較大，如果將驅(qū)動軸置于輪轂從動齒輪上方，則會使驅(qū)動橋重心位置升高，不利于汽車的穩(wěn)定性；相反地，如果將驅(qū)動電機軸置于輪轂從動齒輪下方，就必然會使車輛的離地間隙減小，從而降低了汽車的通過性。由于行星齒輪傳動具有功率分流和動軸線的運動特性，而且各中心輪成共軸線式的傳動，以及合理地應用內(nèi)嚙合。一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和重量約為普通定軸齒輪傳動的1/2~1/6；(2)傳動比較大。由于采用了數(shù)個相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可使行星輪與轉臂的慣性力相互平衡。因此，對于它的制造安裝問題，目前已不再視為一件困難的事情。行星齒輪傳動的類型很多，分類方法也不少。再綜合考慮2KH型傳動中不同傳遞方案的優(yōu)缺點，在此設計中采用NGW型正號機構，因為NGW型行星齒輪傳動除具有一切2KH型行星齒輪傳動的特點，并且傳動比不受限制、不受工作制度和使用功率的限制。若不合理再重新選擇。齒輪的材料與齒輪的工作環(huán)境以及應力循環(huán)情況有很大關系。同時，在行星齒輪傳動中如果出現(xiàn)輪齒折斷則會產(chǎn)生很大的破壞性。一般情況下內(nèi)齒輪強度的強度較大，同時由于本設計中所傳遞的功率較小，因此可采用稍差一些的材料，齒面硬度可以低一些，通常只是調(diào)質(zhì)處理，也可表面淬火和滲氮。由于齒輪材料及其熱處理是影響齒輪承載能力和使用壽命的關鍵因素，也是影響齒輪生產(chǎn)質(zhì)量和加工成本的主要條件。根據(jù)本課題所研究的輪邊減速器的使用環(huán)境，維修條件以及重型載貨汽車的重型重載特征，輪齒載荷性質(zhì)，承載能力，結合齒輪常常發(fā)生的失效形式，并考慮加工工藝、材料來源、使用壽命和經(jīng)濟性等條件，經(jīng)綜合，選擇齒輪材料和熱處理方式見下：中心輪，材料選用20CrMnTi，齒面硬度范圍HRC60~62，熱處理方式為齒面滲碳淬火，強度參數(shù)取σHlim=1550N/㎜2，σF/lim=600N/㎜2；行星輪，材料選用20CrMn面，齒面硬度范圍HRC56~58，并要求心部硬度≥HRC35，熱處理方式為齒面滲碳淬火，心部硬度=HRC35，強度參數(shù)取σHlim=1550N/㎜2，σF/lim=600N/㎜2；內(nèi)齒圈，材料選用40CrMo，齒面硬度范圍HB260～290，熱處理方式為調(diào)質(zhì)表面淬火處理，強度參數(shù)取σHlim=