【正文】 合參數(shù)計(jì)算 ................................295．4 行星齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算及校核 ..........................................325．5 行星齒輪傳動(dòng)的受力分析 ..............................................355．6 行星齒輪傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)及浮動(dòng)量 ......................................375．7 輪間載荷分布均勻的措施 ..............................................385．8 行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................39第 6 章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) .....................................................416．1 半軸的結(jié)構(gòu)形式分析 ..................................................416．2 半軸的總體設(shè)計(jì) ......................................................416．3 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定 ............................................426．4 全浮式半軸的桿部直徑的初選 ..........................................426．5 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算 ................................................436．6 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 ..................................................436．7 半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng) ............................................44第 7 章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) .......................................................457．1 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) ................................................457．2 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 ............................................46結(jié)論 .......................................................................50參考文獻(xiàn) ...................................................................51致謝 .......................................................................52附錄 .......................................................................53英文翻譯 ...................................................................54ZL50裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋初步設(shè)計(jì)摘要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為 ZL50 裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，大致分為主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，差速器的設(shè)計(jì)，最終傳動(dòng)設(shè)計(jì)，半軸的設(shè)計(jì)四大部分。 其基本功能是（1）將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主傳動(dòng)器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩。8)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。斷開式驅(qū)動(dòng)橋可以獲得較大的離地間隙，并減少了非簧在質(zhì)量，提高了行駛平順性。3．1．2 主傳動(dòng)器的減速形式驅(qū)動(dòng)橋按其減速形式分主要有三種：中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋，中央雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋和中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋?？缰檬街С薪Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是錐齒輪兩端均有軸承支承，支承剛度大大增大，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，齒輪承載能力高于懸臂式。在具有大的主傳動(dòng)比和大的從動(dòng)錐齒輪的主減速器中，有齒面上的軸向力形成的力矩使從動(dòng)錐齒輪產(chǎn)生較大的偏移變形，這種變形時(shí)危險(xiǎn)的。對(duì)于一個(gè)具體車輛的主傳動(dòng)器錐齒輪，可以取這兩種方法計(jì)算結(jié)果的較小值作為算轉(zhuǎn)矩。2根據(jù)以上要求參考《輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)》中表 6—1，取 =7, =40， + =47〉40z21z2 和端面模數(shù) 的選擇2Dtm對(duì)于單級(jí)主減速器，從動(dòng)錐齒輪的尺寸大小除影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙外，還影響跨置式主動(dòng)齒輪前支撐架的位置和差速器的安裝等。?輪式裝載機(jī)上螺旋錐齒輪的平均螺旋角為 35176。6. 法向壓力角圓弧錐齒輪的壓力角是以法向截面的壓力角來標(biāo)志的。1?=176。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 ②過載折斷：由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過了齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點(diǎn)附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進(jìn)而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點(diǎn)的現(xiàn)象就稱為點(diǎn)蝕。造成齒面剝落的主要原因是表面層強(qiáng)度不夠。研磨磨損是由于齒輪傳動(dòng)中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。交變載荷性質(zhì)和循環(huán)次數(shù)是齒輪疲勞損壞的主要因素?！?——計(jì)算齒輪的齒面寬，mm。一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可取 ——計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)） 。m　 由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度 ～～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。(1)齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F= 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F 為mDT2 式中，T——作用在從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)計(jì)算 T=2558N ；m? ——該齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑， = sinr2m 2Db式中： ——從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑；2D b2——從動(dòng)齒輪齒面寬； ——從動(dòng)齒輪節(jié)錐角。②軸承的初選及支承反力的確定 輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋中，小錐齒輪采用三點(diǎn)式支承，即布置形式為跨置式，如圖 圖 34 主減速器軸承的布置尺寸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸，按所選軸承壽命盡可能相等的原則，初選軸承的型號(hào)如下： 軸承 A、B 為型號(hào)相同的圓錐滾子軸承，初選為 30310軸承 C 為圓柱滾子軸承，初選為 N407圖中 a=114 mm，b=68 mm，c=46 mm主動(dòng)錐齒輪采用三點(diǎn)式支承，從受力特點(diǎn)來看是一靜不定梁，在計(jì)算軸承反力時(shí)，假定軸承 A 和軸承 B 合起來看作是一個(gè)點(diǎn)支承，求出總支反力后再分配在軸承 A 和軸承 B 上，軸向力 Q 按圖示方向應(yīng)由軸承 B 承受。差速器用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。于是 = = ，即差速器不起0?r120?差速作用，而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。 圖 42 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器1，12軸承；2螺母；3，14鎖止墊片；4差速器左殼；5，13螺栓；6半軸齒輪墊片；7半軸齒輪；8行星齒輪軸；9行星齒輪；10行星齒輪墊片；11差速器右殼4．3 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)由于在差速器殼裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。因齒形參數(shù)的選擇應(yīng)使小齒輪齒數(shù)盡量小，以得到較大的模數(shù)，而使齒輪有較高的強(qiáng)度，但一般不小于 10，半軸齒輪齒數(shù)多采用 16～22，行星齒輪齒數(shù)多采用 10～12 半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù) z2/z1 在 ～ 的范圍內(nèi)。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為 20176。中點(diǎn)處的直徑，而 d ≈ ；39。 = 1fm1af 2ah=。19 外圓直徑 ；11cos?aohd?220??d20 節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離139。 T ——差速器的行星齒輪數(shù),在此取 4； ——半軸齒輪齒數(shù)；2z——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向vK　　　　　　　跳動(dòng)精度高時(shí)，可取 。為改善太陽輪與行星輪的嚙合條件，使載荷分布比較均勻，太陽輪連同半軸端部完全是浮動(dòng)的，不加任何支承，此時(shí)太陽輪連同半軸端部是靠對(duì)稱布置的幾個(gè)行星齒輪對(duì)太陽輪的相互平衡的徑向力處于平衡位置的。a?（2）轉(zhuǎn)矩 1T = / =9549 / n=9549155/31600=*m=308400N*mm；1awn1Pw（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由《參考文獻(xiàn)三》式 8—24 得出 如 【 】則校核合格。 （2）如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力，則中間的力與兩邊的力的方向應(yīng)相反。d而行星輪 g 上所受的三個(gè)切向力為中心輪 a 作用與行星輪 g 的切向力為= =2022 / = gaTwn39。b39。在選用行星齒輪傳動(dòng)均載機(jī)構(gòu)時(shí)，根據(jù)該機(jī)構(gòu)的功用和工作情況，應(yīng)對(duì)其提出如下幾點(diǎn)要求：（１）載機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)組成靜定系統(tǒng)，能較好地補(bǔ)償制造和轉(zhuǎn)配誤差及零件的變形，且使載荷分布不均勻系數(shù) 值最小。對(duì)于主要靠機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)均載的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)類型可分為兩種：靜定系統(tǒng)該系統(tǒng)的均載原理是通過系統(tǒng)中附加的自由度來實(shí)現(xiàn)均載的。（５）均載機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一定的緩沖和減振性能；至少不應(yīng)增加行星齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲。后來通過實(shí)踐采取了對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的基本構(gòu)件徑向不加限制的專門措施和其他可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)位的方法，即采用各種機(jī)械式的均載機(jī)構(gòu)，以達(dá)到各行星輪間載荷分布均勻的目的。在內(nèi)齒輪 b 上所受的力矩為= /2022= / =924184/128= N*m bTwng39。在此首先確定輸入件中心輪 apk在每一套中（即在每個(gè)功率分流上）所承受的輸入轉(zhuǎn)矩為 = / =9549 / n=9549155/31600=308N*m1Tawn1Pw可得 = * =924 N*maTn式中 —中心輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N*m； —輸入件所傳遞的名義功率，kw；1P 圖 52傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 (b)構(gòu)件的受力分析 輸 出輸 入(a) (b)按照上述提示進(jìn)行受力分析計(jì)算，則可得行星輪 g 作用于中心輪 a 的切向力為=2022 / =2022 / =2022308/128=39。因此，為了簡(jiǎn)便起見，本設(shè)計(jì)在行星齒輪傳動(dòng)的受力分析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力 ，且用一條垂直線表示一個(gè)構(gòu)件，同時(shí)用符號(hào)rFF 代表切向力 。5．2．4 保證相鄰兩行星輪的齒頂不相碰——鄰接條件在行星傳動(dòng)中，為保證兩相鄰行星輪的齒頂不致相碰，相鄰兩行星輪的中心距應(yīng)大于兩輪齒頂圓半徑之和，如圖 5—1 所示 Re 圖 51 行星齒輪可得 L=2 * ＞wasin(180/)ow(agd 即 L=2*2/m*( + )*sin = m39 /2azg6o3 =d+2 =18m()agdh 故 2 * ＞wsin(180/)ow(agd所以滿足鄰接條件。第 5章 最終傳動(dòng)設(shè)計(jì)最終傳動(dòng)是傳動(dòng)系中最后一級(jí)減速增扭機(jī)構(gòu)，在本次設(shè)計(jì)中，最終傳動(dòng)采用單排內(nèi)外嚙合行星排傳動(dòng)，其中太陽輪由半軸驅(qū)動(dòng)為主動(dòng)件，行星架和車輪輪轂連接為從動(dòng)件，齒圈與驅(qū)動(dòng)橋橋殼固定連接。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。18 根錐角 ；11????R22????R=176。??11 節(jié)錐距 210sini2?dA=103mm0A12 周節(jié) ==13 齒頂高。m0T ——行星齒輪的數(shù)目；在此為 4n ——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm， ≈ ， d 為半軸齒輪齒面寬l l39。的壓力角，齒高系數(shù)為 ?！行驱X輪球面半徑系數(shù)，可取 ～，對(duì)于有 4 個(gè)行星齒輪的乘用車和商B用車取小值，對(duì)于有 2 個(gè)行星齒輪的乘用車及 4 個(gè)行星齒輪的越野車和礦用車取大值，在此取 ； T——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs 的較小值，N錐齒輪差速器由動(dòng)力學(xué)所決定的各種工況下，兩驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩基本上是平均分配的，這樣的分配比例對(duì)于裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)或轉(zhuǎn)彎時(shí)都是滿意的。行星齒輪的中心點(diǎn)為 C，A、B、C 三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 。這不僅會(huì)加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。主傳動(dòng)軸承的計(jì)算①作用在主傳動(dòng)錐齒輪上的力1)切向力 P從動(dòng)大錐齒輪上的切向力可按下式計(jì)算： f22jMD? 式中： 大錐齒輪上常用受載扭矩，由前面計(jì)算可知 =4466 N3．2．6 主減速器軸承的計(jì)算1．錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。汽車主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。圖 31 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J(2) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算　　 錐齒輪的