【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 ................................................................... 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。減速器是變速器的一種，還有增速器。 行星輪系，即具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 2 2 NGW 型是動力傳動中應(yīng)用最多，傳動功率最大的一種行星傳動。輪邊減速器一般分為普通圓柱齒輪 減速器和行星齒輪減速器，由于普通齒輪減速器有很多不可避免的缺陷，因此采用較少。從而減少了輪邊減速器前面各個零件的受力。 現(xiàn)在已經(jīng)有許多專家，學(xué)者及工程技術(shù)人員做了相關(guān)的研究。 但是相比于國外先進的技術(shù)，我們還有待于進一步的提高，增加自主創(chuàng)新的能力。 目前行星齒輪都向著大功率，大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。 根據(jù)陜西同力重工有限公司的市場調(diào)查表明我國非公用車的工作環(huán)境普遍為車輛行駛路面工程道路，路面松軟，硬實度差，道路阻力大 ，道路附著系數(shù)小。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?，因此輪邊減速器的設(shè)計也至關(guān)重要。 各零部件合理布置，對其強度，剛度，壽命進行校核，使其結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系統(tǒng)參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇i0值，可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。其傳動類型與傳動特點如表 21[2]。輪齒出現(xiàn)疲勞點蝕后，嚴(yán)重影響傳動的穩(wěn)定性，且致使產(chǎn)生震動和噪聲，影響傳動的正常工作，甚至引 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 10 10 起行星傳動的破壞。而開式齒輪傳動的工作條件較差，其主要的失效形式就是磨料磨損。然后，載將每個嚙合齒輪副視為單個的齒輪傳動。 嚙合參數(shù)計算 由于本齒輪副沒有變位，因此可直接按照標(biāo)準(zhǔn)齒輪的參數(shù)公式進行計算。 代人數(shù)據(jù)得知鄰接條成立。在同一類型的行星齒輪傳動中，當(dāng)輸入件，輸出件不同時，其效率η值也不相同。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 16 16 第四章 行星齒輪的強度校核 一、 行星齒輪傳動的受力分析 在 2ZX(A)型行星齒輪傳動中，其受力分析圖是由運動的輸入件開始，然后依次確定各構(gòu)件上所受的作用力和轉(zhuǎn)矩。1 120xxd TFt ? (4. 4) 有關(guān)系數(shù) 使用系數(shù) AK ； 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 18 18 前文已取 ? ； 動載荷系數(shù) K? ； 先按式 1相對于行星架 1H ,的節(jié)點線速度 19100 )(1060 )( 139。 （二） 齒根彎曲強度的校核 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 3480— 1977 是以載荷作用側(cè)的齒廓根部的最大拉應(yīng)力作為名義彎曲應(yīng)力，并經(jīng)相應(yīng)的系數(shù)修正后作為計算齒根應(yīng)力。 前文已求得中心輪 a在每一個功率分流上的切向力 Ft=57KN，由牛頓第三定律知道行星輪 c受到中心輪 a的切向力大小也為 Ft，對行星輪 c 作受力分析可知：內(nèi)齒圈 b 作用于行星輪 c的切向力大小為 Ft，行星輪軸對行星輪 c 的作用力為 2Ft。 由于該軸承不受軸向力，當(dāng)量動載荷 1 .5 1 5 0 0 0 2 2 5 0 0pP f T?? ? ? ?，前文已求得行星輪 c相對于行星架 H1 的轉(zhuǎn)速 258r/min。 危險截面（在跨度中間）內(nèi)的彎矩可由式 計算： 288tFlqlM ?? (5. 1) 代入式 ； 故行星輪軸的最小直徑： 出于軸承潤滑考慮和沖擊載荷，故將直徑放大，取行星輪軸的外徑 40 ㎜。 齒根彎曲強度校核 因為 ,故滿足彎曲強度條件。 試驗齒輪的接觸疲勞極限 limH? ； 前文已求得試驗齒輪的接觸疲勞極限 2lim /1500 mmNH ?? ； 相關(guān)系數(shù) 最小安全系數(shù) minHS ； 查表，取最小安全系數(shù) minHS =； 計算接觸強度的壽命系數(shù) NTZ ； 查表，按不允許點蝕的公式 7 10()LNT NZ ??, 取應(yīng)力循環(huán)次數(shù) NL=107，則 ZNT=； 潤滑油膜影響系數(shù) ,L V RZ Z Z ； 根據(jù)文獻《機械設(shè)計手冊》選用 LCKC 齒輪潤滑油，該潤滑油的力 速度因子及滾動壓力由式 及 計算 vKs?? (4. 10) 2211 ?ZZuubdFK Hts ?? (4. 11) 式中， v 為齒輪圓周速度， ? 為力 速度因子， K? 為滾動壓力，其余參數(shù)同式 。 以上公式中，正號“ +”適合于外嚙合；負(fù)號“ ”適合于內(nèi)嚙合。 嚙合損失系數(shù)的確定 在轉(zhuǎn)化機構(gòu)中，僅考慮齒輪副的嚙合摩擦損失時， )11(2 21 zzf mXm ?? ???? () 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 15 15 1z — 齒輪副中小齒輪齒數(shù)； 2z — 齒輪副中大齒輪齒數(shù)； ?? — 齒輪嚙合副的重合度； mf — 嚙合摩擦因子，一般取 ??； 以上公式中，正號“ +”適合于外嚙合；負(fù)號“ ”適合于內(nèi)嚙合。對于不同傳動類型的行星齒輪傳動，其效率η值得大小也是不同的。 鄰接條件按式 校驗。 相關(guān)系數(shù)的確定 算式系數(shù) mK ； 本課題采用直齒輪傳動算式系數(shù) ? 使用系數(shù) AK ； 按原動機均勻平穩(wěn)，工作機中等沖擊取使用系數(shù) ? 綜合系數(shù) FK? ； 綜合系數(shù) ?? 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 12 12 計算彎曲強度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) FpK ； 根據(jù)經(jīng)驗，取行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) ? 小齒輪齒形系數(shù) 1FaK 按 z=22 和 x=0 取小齒輪齒形系數(shù) 1 ? 小齒輪齒寬系數(shù) d? 。 根據(jù)本課題所研究的輪邊減速器的使用環(huán)境，維修條件以及重型礦用電動輪自卸車 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 a和行星輪 c均采用 20CrMnTi 滲碳淬火的調(diào)質(zhì)合金鋼，其齒面硬度 HRC=60 取σ Hlim=1500N/㎜ 2； σ F/lim=470 N/㎜ 2； 中心輪 a和行星輪 c的加工精度為 6 級。 齒面磨料磨損是由于齒廓間相對滑動的存在，如果有硬的屑粒進入輪齒工作面間，則將產(chǎn)生磨料磨損。 在行星齒輪傳動中，各齒輪的輪齒工作時，其齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。其他各種復(fù)雜的周轉(zhuǎn)輪系，大抵可以看成這三類輪系的聯(lián)合貨組合機構(gòu)。 i0 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系統(tǒng)總傳動比 it 一起由整車動力計算來確定。為了使變速器，分動器，傳動軸等總成不致因承受過大扭矩而使它們尺寸過大，重量過重，應(yīng)將其傳動比以盡可能的比率分配給驅(qū)動橋，采用較大的傳動比，使其達(dá)到所需要的減速要求 [22]。 （二） 研究 的意義 傳動系統(tǒng)通常由變速裝置，起停和換向裝置，制動裝置及安全保護裝置等基本部分組成。在設(shè)計的同時，還要考 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 4 4 慮其裝配條件，如裝配順序，裝配基準(zhǔn)和公差等。變速器也有自動檔，可以自動改變車速。 自中國加入 WTO后，我國的汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，車用減速器也隨著時代的腳步逐漸成長成熟起來。 （二） 國內(nèi) 外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景 國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國早在南北朝時代，祖沖之就發(fā)明了有行星齒輪的差動式指南針，因此我國行星齒輪傳動的應(yīng)用比歐美各國早一千多年。從發(fā)動機經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。行星齒輪傳動應(yīng)用廣泛，并可與無級變速器、液力耦合器和液力變矩器等聯(lián)合使用，進一步擴大使用范圍。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。周轉(zhuǎn)輪系按其自由度的數(shù)目可以分為兩種基本類型： 差動輪系，具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系。輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時降低主減速器、半軸、差速器的負(fù)荷，減小傳動部件的結(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 [1]。 在輪邊減速器校驗合格后，運用 UG 對輪邊 減速器進行三維建模，創(chuàng)建的輪邊減速器三維實體模型可以直觀的看到各零件之間的匹配是否合理，有無干涉，是對設(shè)計尺寸的初步檢驗，而且也是對零件仿真分析和加工的一個基礎(chǔ)。由于車速要求較高，且其載重量大，對其結(jié)構(gòu)的強度要求較高。輪邊減速器的設(shè)計受到很多條件的限制，如安裝尺寸條件和傳動方向等，因此在設(shè)計輪邊減速器時要綜合考慮各種約束條件。 由一系列相互嚙合的齒輪所組成的齒輪傳動系統(tǒng)稱為輪系，它是一種變速裝置，在傳動系統(tǒng)中實現(xiàn)定傳動比變速或者有級變傳動比變速，即在輸入軸與輸出軸之間獲得預(yù)期的傳動比大小和轉(zhuǎn)向關(guān)系。三個基本部件中，任意一個固定，在任意一個作為輸入，剩下的作為輸出件。他由內(nèi)外嚙合和共享行星輪組成，它的結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，工藝性好，效率高，雖然傳動比比較小，但可通過多級串聯(lián)組成傳 動比大的輪系。 有的輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時降低主減速器，半軸，差速器的負(fù)荷，減小傳動部件的結(jié)構(gòu)尺寸，保證后橋具有足夠的離地間隙。 如圖 11所示：太陽輪 7通過花鍵與半軸 12 相連接，并隨半軸轉(zhuǎn)動。但是與國外先進的技術(shù)相比還是有很大的差距。 目前我國所使用的減速機主要是從德國，英美進口的，自主研發(fā)的減速機一般很少在大型礦用車上使用 [4]。 二、 課題背景及開展研究 的意 義 （一） 課題背景 本文是根據(jù) TYQ4190 型汽