【正文】 ................ 30 第七章 UG建模 ............................................................. 31 一、 UG簡介 ............................................................. 31 二、 UG模型示圖 ......................................................... 31 第八章 行星輪加工工藝設(shè)計 .................................................. 33 一、選擇毛坯尺寸 ....................................................... 33 二、擬定工藝路線 ....................................................... 33 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 ................................................ 33 （二）加工階段的劃分 ................................................ 33 （三）確定工藝路線 .................................................. 34 結(jié)論 ....................................................................... 36 致謝 ....................................................................... 37 參考文獻(xiàn) ................................................................... 38 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 1 1 第一章 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(qiáng)度和結(jié)構(gòu)合理與否對于整個傳動系統(tǒng)有很大的影響。對該齒輪副進(jìn)行效率檢驗和強(qiáng)度校核。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 1 摘要 本文根據(jù) TYQ4190 型半掛牽引車的設(shè)計要求，完成了輪邊減速器的設(shè)計。計算出基礎(chǔ)參數(shù)以后根據(jù)該參數(shù)設(shè)計齒輪副的其它尺寸和輪邊減速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在三維圖合理無干涉的情況下用 CAD軟件繪制圖紙完成設(shè)計任務(wù)。如速比的限制，安裝尺寸的限制，傳動方向的限制等，因此本文中所設(shè)計的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動。 輪邊減速器分類及工作原理 輪邊減速器的分類 通過傳動將動力機(jī)的速度降低，使之滿足執(zhí)行系統(tǒng)的需求的傳動裝置稱為減速器。 本文將要設(shè)計的輪邊減速器是行星齒輪傳動，它屬于周轉(zhuǎn)輪系。在三個基本構(gòu)件中，必須給定兩個構(gòu)件的運動，才能求出第三個構(gòu)件的運動。因此在本輪邊減速器的設(shè)計中也采用 2K－ H型。根據(jù)本次要設(shè)計的輪邊減速器的傳動比為大約 ，而 NGW 型最佳傳動比為 3～ 9[2]，因此選用 NGW 型行星齒輪傳動系統(tǒng)。 行星齒輪傳動的主要特點是體積小，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)動力。在中心齒輪 7和齒圈 3之間裝有三個行星齒輪 4，行星齒輪通過圓錐磙子軸承和 6 支撐在行星架 5 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 3 3 上。但是隨著時代的發(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)計方法，提高設(shè)計質(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，雖然這些設(shè)計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間內(nèi)能有所進(jìn)展。變速裝置是傳動系統(tǒng)中很重要的組成部分，它的設(shè)計的好壞直接關(guān)系到傳動效率，燃油消耗率，汽車的使用壽命，甚至能否啟動。在發(fā)動機(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)計方案。我所設(shè)計的輪邊減速器結(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)動機(jī)在不同 i0 下的功率平衡圖來研究 i0對汽車動力性的影響。 igh變速器的最高檔傳動比。按傳動機(jī)構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動形式，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)中主動件、何為從動件和固定件的不同，NGW 型輪邊減速器有三種結(jié)構(gòu)方案如圖 21： 圖 21單排圓柱行星齒輪式輪邊減速器的結(jié)構(gòu)方案 ① 太陽輪為主動件，齒圈為從動件，行星齒輪架為固定件 ② 太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，齒圈為固定件 ③ 齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，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)動車輪 有行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運動規(guī)律的特性方程： 1 3 4(1 ) 0n an a n? ? ? ? a—— 從動輪與主動輪的齒數(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)太陽輪為主動件，齒圈為從動件而行星齒輪架固定時如圖 21（ a） 3113 31znianz? ? ? ? ? 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 9 9 (2)當(dāng)太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，而齒圈固定時如圖 21（ b） 3113 4111znianz? ? ? ? ? (3)當(dāng)齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，而太陽輪固定時如圖 21（ c） 3 113 43111n zi n a z? ? ? ? ? 式中， 1 3 4,nn 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 動特點，減速器的位置布置和合理的離地間隙，本次設(shè)計采用圖（ b）結(jié)構(gòu)方案。若齒面接觸應(yīng)力超出材料的接觸持久極限，則輪齒在載荷的多次重復(fù)作用下，齒面表層產(chǎn)生細(xì)小的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展，使表層金屬微粒剝落面形成疲勞點蝕。裂紋逐漸擴(kuò)展，最后導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生疲勞折斷。閉式齒輪傳動中，應(yīng)該注意潤滑油的清潔和及時更換。選擇齒輪材料的一般原則是：既要滿足其性能要求，保證齒輪傳動的工作可靠，安全；同時又要使其生產(chǎn)成本較低。 內(nèi)齒輪 B選用 42CrMo 調(diào)質(zhì)表面淬火的合金鋼其齒面硬度為 HRC=55 取σ Hlim=1160 N/㎜ 2； σ F/lim=360N/㎜ 2； 加工精度為 7級； 模數(shù)的計算 在計算行星齒輪傳動強(qiáng)度時，將各種傳動類型的行星齒輪傳動分解成其對應(yīng)的若干個相互嚙合的齒輪副。在增大 10%~20%。 小齒輪齒寬系數(shù) 1d?? 模數(shù)的確定 3 lim2111FdFaFpFAm z YKKKTKm ?? ?? 將所有系數(shù)及 T1=3172N.㎜ Z1=22, σ F/lim=470 N/㎜ 2, 代入式 m=，故取輪系的模數(shù) m=5。在確定行星齒輪傳動的各輪齒數(shù)時，除了滿足給定的傳動比之外，還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件，鄰接條件和安裝條件。 （ ）為行星輪齒頂圓直徑，為太陽輪和行星輪的中心距，為行星輪個數(shù)。 安裝條件按式 校驗。對于同一類型的行星齒輪傳動，小效率η值也可能隨傳動比 ip的變化而變化。在行星齒輪傳動中，其主要的功率損失為如下三種： 1）嚙合齒輪副中的摩擦損失 2）軸承中摩擦損失 3）液力損失 在 2ZX 型行星齒輪傳動中， Pa 為輸入件所傳遞的實際功率， Pb 為輸出件所傳遞的實際功率， Pt 為行星齒輪傳動中的摩擦損失功率。 3 .4xx abab xbaWZi ??? ? ? ? ????? 1 1Hbax xabi? ???? 1 1 1 12 . 3 0 . 0 8 ( )1 5 1 8xcabf ZZ? ??? ? ? ? ? ?????= (314) 初步計算時Σφ zH和Σφ rH可忽略不計 則η =（ 1+22/48） = 可見，該傳動系統(tǒng)傳動效率較高。在 接觸應(yīng)力的計算中未考慮滑動的大小和方向、摩擦因子和潤滑狀態(tài)等，這些都會影響到齒面的實際接觸應(yīng)力。 1）名義切向力 tF 前文已求得中心輪 1在每個功率分流上所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=3172N.㎜ 2，切向力可由式 求得 39。239。 代入數(shù)據(jù)得 226 5 0 0 2 .22 .5 1 3 2 .71 5 6 1 4 6 1 .2K M Ps ? ? ? ? ?? ； 中心輪 1的圓周速度 3. 14 11 4/60 10 00dn ms? ??? ； 故 ? ?? ； 可得 50℃時潤滑油的名義運動黏度 250 150 /mm s? ? ； 按 250 180 /mm s? ? 可得 ? ； 按 /ms? ? 可得 Zv=； 按 10 ?? 可得 Zr=； 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 21 21 工作硬化系數(shù) WZ 查手 冊，取 Zw= 尺寸系數(shù) xZ 尺寸系數(shù) Zx= 許用接觸應(yīng)力 將所求系數(shù)代入式 可得 l iml im1500 8 5 5 51386HH P N T L V R w XHZ Z Z Z Z ZS?? ?? ? ? ? ? ? ?? 接觸強(qiáng)度校核 齒面接觸應(yīng)力σ H=1358N/㎜ 2﹤σ Hp=1386 N/㎜ 2； 故齒輪副 ac滿足接觸應(yīng)力的強(qiáng)度條件。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 25 25 三、 行星輪 內(nèi)齒圈齒輪副的校核 （一） 齒面接觸強(qiáng)度的校核計算 齒面接觸應(yīng)力 仿上，通過查表查圖和采取相應(yīng)的公式計算，可以得到與外嚙合副 ac不同的系數(shù)有 使用系數(shù) KA=,動載荷系數(shù) KV=, 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 將 39。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 28 28 第五章 軸承載荷和壽命的校核 一、 承載軸承的選用 本課題設(shè)計的輪邊減速器的傳動中都是直齒輪傳動，因此不會有軸向載荷，只有徑向載荷作用到軸承上，在實際工作中可能會受到外界的干擾 而存在軸向力也較小，為了盡可能的減小尺寸，所以采用了無套圈式滾針軸承。根據(jù)行星輪齒寬，并給將來設(shè)計選擇的軸承留余量，取跨距長度。 二、 行星輪軸軸承的校核 查機(jī)械設(shè)計手冊選用軸承型號為，其內(nèi)徑為 40mm，外徑為 45mm，寬度為 27mm，基本額定動載荷 C