【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(dòng)比是合格的。所謂2KH正號機(jī)構(gòu)，即指當(dāng)外齒圈固定時(shí)，行星齒輪的中心輪與轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)向相同。把行星齒輪傳動(dòng)的基本代號設(shè)為：K中心輪，H轉(zhuǎn)臂，V輸出軸。實(shí)踐表明，在具有中等技術(shù)水平的工廠也是完全可以制造出合格的行星齒輪機(jī)構(gòu)的。同時(shí)，也使參與嚙合的齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抵抗沖擊和震動(dòng)的能力強(qiáng)，工作較可靠。只需要選擇適當(dāng)?shù)男行莻鲃?dòng)的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而得到很大的傳動(dòng)比，即使在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)；(3)傳動(dòng)效率高。因此，可使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。這都不是理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)。齒輪傳動(dòng)應(yīng)用于輪邊減速器，其工程實(shí)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以考慮。本設(shè)計(jì)中所需傳動(dòng)比較小，因此不用串聯(lián)，只需要單級。他們的傳動(dòng)比范圍和傳動(dòng)效率，以及傳動(dòng)功率范圍都有很大的不同。2K－H型傳動(dòng)方式簡便，采用較普遍，零配件采購也更方便。圖14 ZXV型傳動(dòng)ZXV型漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)范圍為ixvb=10~100，傳動(dòng)效率為η=~。少齒差行星齒輪傳動(dòng)中，其基本構(gòu)件是一個(gè)中心輪b(代號Z)、轉(zhuǎn)臂x和輸出軸V，故其類型代號為ZXV。進(jìn)行角度變位計(jì)算時(shí)，其各個(gè)齒輪應(yīng)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(dòng)同心條件。但3Z型行星傳動(dòng)制造和安裝比較復(fù)雜。它結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：內(nèi)齒輪e固定，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心輪a和b與同一個(gè)行星輪c相嚙合，而另一個(gè)行星輪d與固定內(nèi)齒輪e相嚙合；故可用傳動(dòng)代號3Z（Ⅲ）表示。該3Z型行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：三個(gè)中心輪a、b和e同時(shí)與單齒圈行星輪c相嚙合；即內(nèi)齒輪b固定，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心輪a和e同時(shí)與行星輪c相嚙合，故可用傳動(dòng)代號3Z（Ⅱ）表示。它結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：內(nèi)齒輪b固定，而旋轉(zhuǎn)中心輪a和e 分別與行星輪c和d相嚙合，故可用傳動(dòng)代號3Z（Ⅰ）表示。圖13所示3Z型行星齒輪傳動(dòng)中，其基本構(gòu)件是三個(gè)中心輪a、b 和e，故其傳動(dòng)類型代號為3Z。圖12（c）所示少齒差2ZX型（ix0）行星齒輪傳動(dòng)（nP=1），用傳動(dòng)代號Exeb（2）表示。其合理傳動(dòng)比范圍為ixeb=8~30。圖12（a）所示2ZX型（ix0）行星齒輪傳動(dòng)，用傳動(dòng)代號Dxab表示。圖11（b）所示具有雙齒圈行星輪cd2ZX型（ix0）傳動(dòng)型式，可用傳動(dòng)代號Baxb表示。例如，圖11（a）所示2ZX型（ix0）行星齒輪傳動(dòng)，可用傳動(dòng)代號Aaxb表示。（1）ZX型行星齒輪傳動(dòng)基本構(gòu)件包括有兩個(gè)中心輪z和轉(zhuǎn)臂x話，則該行星齒輪傳動(dòng)類型代號為2ZX，圖11和圖12所示為較常見2ZX型傳動(dòng)簡圖。由于周轉(zhuǎn)輪系具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊奏、傳動(dòng)比高的特點(diǎn)，輪邊減速器一般采用此種傳動(dòng)形式。另外，轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)荷。在車輛中，減速器的應(yīng)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(dòng)比，減小驅(qū)動(dòng)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(dòng)比分配到驅(qū)動(dòng)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。在過去多用單級主減速器，單級主減速器存在體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜維修困難等弊端。輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時(shí)降低一級主減速器、半軸和差速器的負(fù)荷，減小傳動(dòng)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。輪邊減速器是汽車傳動(dòng)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(fù)雜，需要適應(yīng)多工況、多轉(zhuǎn)速，變扭矩的工作環(huán)境，減速機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。由于齒輪傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位和發(fā)揮巨大作用，齒輪傳動(dòng)被公認(rèn)為工業(yè)和工業(yè)化的象征。 輪邊減速器研究背景所有機(jī)械系統(tǒng)都由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)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(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論輪邊減速器是傳動(dòng)系統(tǒng)中的最后一級，所受到的扭矩最大，所以其強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)合理與否對于整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有很大的影響。使用因此本文中所設(shè)計(jì)的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動(dòng)。它靠主動(dòng)輪的輪齒依次推動(dòng)從動(dòng)輪輪齒來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，可以傳遞任意配備的平行軸、相交軸及相錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此齒輪傳動(dòng)技術(shù)成為機(jī)械工程技術(shù)的重要組成部分。其應(yīng)用從大功率的傳輸工作，到小負(fù)荷，高精度的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，而且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)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(dòng)比大的優(yōu)點(diǎn)。 輪邊減速器研究意義輪邊減速器多用于大型工程機(jī)械、載貨汽車、越野車及軍用車上。而輪邊減速器是傳動(dòng)系統(tǒng)的最后一部分，它起到了減速增扭和改變傳動(dòng)方向的作用，直接將動(dòng)力傳輸?shù)捷喬ド希虼溯嗊厹p速器的設(shè)計(jì)也至關(guān)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(cè)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(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比則需很大，而齒輪副的傳動(dòng)比越大，兩齒輪的半徑比也越大，也就是變速箱的尺寸會(huì)越大。目前重型載貨車的主減速器一般設(shè)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(gòu)件配置情況，可將行星齒輪傳動(dòng)分為2ZX、3Z和ZXV三種基本傳動(dòng)類型；其他結(jié)構(gòu)型式行星齒輪傳動(dòng)大都是它們演化型式或組合型式。圖11 2ZX型負(fù)號機(jī)構(gòu)圖12 2ZX型正號機(jī)構(gòu)為了使２Ｚ－Ｘ型和３Ｚ型行星齒輪傳動(dòng)中各種傳動(dòng)型式都有一個(gè)確定傳動(dòng)代號，便于人們分析研究各種傳動(dòng)型式運(yùn)動(dòng)學(xué)、受力分析和效率計(jì)算以及強(qiáng)度計(jì)算等問題，本文采用字母Ａ、Ｂ、Ｃ…附加一個(gè)上角標(biāo)和兩個(gè)下角標(biāo)來表示其傳動(dòng)類型代號；上角標(biāo)表示固定構(gòu)件，第一個(gè)下角標(biāo)表示輸入基本構(gòu)件，第二個(gè)下角標(biāo)表示輸出基本構(gòu)件。目前該傳動(dòng)類型已獲了較廣泛應(yīng)用。該行星傳動(dòng)主要用于差動(dòng)齒輪裝置；這種傳動(dòng)型式差速器汽車、坦克、拖拉機(jī)和金屬切削機(jī)床及儀器等齒輪傳動(dòng)裝置中已獲廣泛應(yīng)用。圖12（b）所示2ZX型（ix0）行星齒輪傳動(dòng)（nP≥3），用傳動(dòng)代號Exeb（1）表示。但傳動(dòng)比ixeb增加其效率ηxeb值會(huì)降低。（2）3Z型行星齒輪傳動(dòng)。1）3Z（Ⅰ）型：具有雙齒圈行星輪3Z型行星齒輪傳動(dòng)，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(dòng)，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(dòng)，如圖13（c）所示。在此，應(yīng)該指出是：3Z型行星齒輪傳動(dòng)用于短期間斷工作機(jī)械傳動(dòng)裝置中最為合理，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大和傳動(dòng)效率較高等特點(diǎn)。但3Z（Ⅱ）型行星傳動(dòng)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(shí)又要與內(nèi)齒輪b和e相嚙合，故該3Z型行星傳動(dòng)必須采用角度變位。（3）ZXV型行星齒輪傳動(dòng)把2ZX(A)型傳動(dòng)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(dòng)輪c運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)W傳到輸出軸V，則可構(gòu)成一個(gè)由轉(zhuǎn)臂x主動(dòng)和行星輪c從動(dòng)少齒差行星齒輪傳動(dòng)（見圖14）。漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)和常見擺線針輪行星傳動(dòng)大都屬于ZXV型行星傳動(dòng)。目前應(yīng)用較廣泛，但制造精度要求較高，且高速軸轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，工藝性好，效率高，雖然傳動(dòng)比比較小，但可通過多級串聯(lián)組成傳動(dòng)比大的輪系。具體包括：1. 減速器傳動(dòng)比設(shè)計(jì)；2. 材料選擇；3. 幾何和強(qiáng)度校核；4. UG建模及運(yùn)動(dòng)分析；532 輪邊減速器設(shè)計(jì) 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(fù)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(dòng)機(jī)參數(shù)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)型號 C260 20額定功率/轉(zhuǎn)速 191/2200 最大扭矩/轉(zhuǎn)速 1025/1400低怠速 700_100最高空載轉(zhuǎn)速 2500排放法規(guī) Euro III進(jìn)氣形式 增壓中冷 輪邊減速器設(shè)計(jì)計(jì)算由于在輪邊減速器與車輪有裝配關(guān)系，所以在確定輪邊減速器尺寸時(shí)，應(yīng)考慮車輪的安裝。而齒輪傳動(dòng)具有其傳動(dòng)可靠、傳動(dòng)效率高、所占空間小等優(yōu)點(diǎn)，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(jié)構(gòu)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(dòng)比，即使將驅(qū)動(dòng)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(dòng)軸置于輪轂從動(dòng)齒輪上方，則會(huì)使驅(qū)動(dòng)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(dòng)電機(jī)軸置于輪轂從動(dòng)齒輪下方，就必然會(huì)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(dòng)具有功率分流和動(dòng)軸線的運(yùn)動(dòng)特性，而且各中心輪成共軸線式的傳動(dòng)，以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和重量約為普通定軸齒輪傳動(dòng)的1/2~1/6；(2)傳動(dòng)比較大。由于采用了數(shù)個(gè)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(zhuǎn)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(dòng)的類型很多，分類方法也不少。再綜合考慮2KH型傳動(dòng)中不同傳遞方案的優(yōu)缺點(diǎn)，在此設(shè)計(jì)中采用NGW型正號機(jī)構(gòu)，因?yàn)镹GW型行星齒輪傳動(dòng)除具有一切2KH型行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，并且傳動(dòng)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(yīng)力循環(huán)情況有很大關(guān)系。同時(shí)，在行星齒輪傳動(dòng)中如果出現(xiàn)輪齒折斷則會(huì)產(chǎn)生很大的破壞性。一般情況下內(nèi)齒輪強(qiáng)度的強(qiáng)度較大，同時(shí)由于本設(shè)計(jì)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(guān)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(jié)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(jì)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度參數(shù)取σHlim=