【正文】 嚙合套套轂與花鍵軸花鍵聯(lián)接，嚙合套外圈與其轂通過花鍵套聯(lián)接，同時為了保證滾動軸承與軸配合有良好對中性，滾動軸承與軸采用過渡配合 H6/n6。 (1) 安裝萬向接盤、軸承透蓋、軸段 A： d1=43mm l1=30mm。 輸入軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸傳遞的扭矩 11 19 5 5 0 9 5 5 0 1 2 9 . 8 6 7 0 . 11850PT n ?? ? ?Nm 二擋： 23 . 2 39。如果同一軸上既有齒輪輸入動力又有齒輪輸出動力時，同時工作的兩個輪齒的傾斜方向應(yīng)相同，這樣才能抵消一部分軸向力。c； 273158318501 581 148314 ?????????? ZZZ,.iZZ c39。 ??? ； 590451 86044 ...iii F39。 根據(jù)以上假設(shè)，可以得到結(jié)構(gòu)緊湊的變速箱。 在變速機構(gòu)中，當 Fi = 時， 1 擋齒輪副需要實現(xiàn)的傳動比為： 885131 45211 ...iii F39。 ???? 、 ， 前進 5 擋齒輪副實現(xiàn)的傳動比：375 ZZi ? 。11 ???? 式中： Fi 為換向機構(gòu)中常嚙合齒輪副的傳動比， Z1 Z2 Z3Z4 Z5Z6Z11Z12 Z13 Z14 Z15 Z16Z7Z8Z9Z10Z17哈爾濱工程大學學士學位論文 16 41115 ZZZZiF ?? 39。這里先暫時停一下，后期再與鎖銷式同步器一起設(shè)計。 推土機中斜齒輪的螺旋角 β選取 齒輪的嚙合性能、強度和軸向力主要決定了斜齒輪的螺旋角的選取。m） 1 331 1 5 1 9 8 7 . 6 9 1 5 1 2 . 5 7 3 1 8 8 . 6 1 8 9KA K M? ? ? ? ? ? (mm) 這是初選中心距。這樣避免了在一兩個齒之間有大沖擊，在結(jié)合時，嚙合套齒與結(jié)合齒共同承受沖擊力，大大地減弱了沖擊，且此種換擋還具有斜齒輪傳動的優(yōu)點。 (6)盡可能多地采用公用齒輪、公用軸、減少零件成本，降低造價成本。軸中部有常嚙合齒輪和直接擋齒輪。 (3) 變速箱要有足夠的擋位數(shù)，包括空擋和倒擋，以保證車輛具有良好的生產(chǎn)率、動力性與經(jīng)濟性。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速高， 轉(zhuǎn)矩小，需要通過變速箱等部件來降低發(fā)動機傳遞到驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速，同時增大驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，以便滿足對車輛牽引力和速度的要求。 借鑒現(xiàn)有的機械： 取33331550071912551250.i.iof????? 再由： ofk iiii??? 分別計算得變速箱的 ki ： 前進 5 擋分別為： 、 、 、 、 倒退 4 擋分別為： 、 、 、 本章小結(jié) 本章主要介紹了履帶推土機傳動系統(tǒng)的組成部分，并確定了履帶推土機主傳動系統(tǒng)總體方案原理圖，明確變速箱擋位路線，及所要完成的基本內(nèi)容。 傳動系統(tǒng)總傳動比的分配 傳動比分配即是在傳動系統(tǒng)的總傳動比確定之后，把總傳動比合理地分配到變速箱、中央傳 動和輪邊減速器三個部件中去的過程。 下面把其各擋傳遞路線 詳細地 列 在如 下表 中 ： 基本原理就是通過不同齒輪的組合 得到不同的擋位，其中用到同步器之后，大大減 表 擋位傳遞路線 前 進 一 Z1Z5Z4Z11Z16Z10 二 Z1Z5Z4Z11Z15Z9 三 Z1Z5Z4Z11Z14Z8 四 Z1Z5Z4Z11Z13Z6 五 Z3Z7 倒 退 一 Z2Z12Z16Z10 二 Z2Z12Z15Z9 三 Z2Z12Z14Z8 四 Z2Z12Z13Z6 少齒輪數(shù)量。 履帶推土機傳動系統(tǒng)總體設(shè)計 履帶推土機傳動系統(tǒng)由于此處需實現(xiàn)多個擋位的前進與后退，根據(jù)國內(nèi)履帶推土機傳動系統(tǒng)的發(fā)展情況及其各類傳動系統(tǒng)的優(yōu)缺點，本設(shè)計采用機械式傳動系統(tǒng)實現(xiàn)本設(shè)計要求。具體內(nèi)容如下： (1) 了解現(xiàn)有履帶推土機傳動系統(tǒng)都有哪些，了解國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀， 并結(jié)合課題設(shè)計要求確定至少兩個履帶推土機主傳動系統(tǒng)方案，最終通過比較選擇比較合理的設(shè)計方案，并繪制結(jié)構(gòu)簡圖。其優(yōu)點是：電動機和發(fā)電機之間用柔性電纜連接，通過比較顯然可知，鋪設(shè)電纜線明顯比液壓管道更為方便；調(diào)節(jié)的特性好，和微電子技術(shù)的關(guān)聯(lián)程度非常高，可以得到很多不同的牽引特性曲線，可以方便的實現(xiàn)自動控制及遙控，具有較好 地發(fā)展前景；能使發(fā)動機在有利工況下穩(wěn)定運行，油耗低、排放污染小、壽命長。 液壓傳動系統(tǒng)：發(fā)動機功率所有都是用來使用到的那些液壓機構(gòu)部件、裝置。它的轉(zhuǎn)速能夠隨著阻力自動變化，從而使得換擋過程較柔和，能高效率的利用發(fā)動機的功率，不容易熄火，且整機牽引性能也得到一定程度的改善，但是仍存在一定的換擋沖擊 [6]。根據(jù)對推土機的使用性能要求，無論推土機使用何種傳動方式，其最終的目的都只有一個，那就是最大限度地提高推土機動力性和燃油經(jīng)濟性，保證推土機有最大生產(chǎn)率。工程機械將再一次面對發(fā)展的 機遇 。本設(shè)計采用的是機械式傳動系統(tǒng)，主要完成了以下工作：對各擋分配傳動比；對擋位之間布置進行安排；確定齒輪傳動方式，及各齒輪參數(shù)、軸布置及軸結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計換擋機構(gòu)鎖銷式同步器；對支承傳動齒輪的箱體進行大致的設(shè)計；并且，與此同時 使用 PRO/E軟件工具進行三維模型繪制和裝配關(guān)系分析，對重要受力構(gòu)件進行強度分析，能夠?qū)崿F(xiàn)目的、滿足基本要求，運用 CAD 繪制二維裝配圖與零件圖。 通過本次課題設(shè)計，進一步加強所學的專業(yè)知識，了解和掌握機械系統(tǒng)設(shè)計步驟和方法。 作為工程機械里的重要組成部分 —— 推土機，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展與工程機械行業(yè)的快速進步，國內(nèi)外對其需求量與日俱增，但是 所謂機遇與挑戰(zhàn)并存，工作條件的更加復(fù)雜與艱難化，人們對其工作可靠性、可維修性、安全性和燃油經(jīng)濟性也就提出了更高的要求 [3]。然而，由于各種傳動形式系統(tǒng)，具有各自的優(yōu)缺點，在不同的使用條件下側(cè)重點不一樣，使得采用不同傳動形式的推土機也是各有千秋 [5]。因此，為了更好地解決在換擋時，在其中存在的碰撞、打擊等問題，動力換擋變速箱的液壓操縱系 統(tǒng)中一般都會安裝一種裝置，那就是平穩(wěn)結(jié)合閥。該傳動系統(tǒng)主要由變量泵和變量馬達組成，顯然這使得整個液壓傳動傳動裝置占地面積變得相對小一些，重量不會太重，從而便于人們安排推土機的總體規(guī)劃。其缺點是：單位重量功率密度比前三種傳動方式都小，電機尺寸與重量都比同功率液壓組件大得多，目前結(jié)構(gòu)比較笨重；耗用有色金屬哈爾濱工程大學學士學位論文 4 和其它特殊材料較多，價格較高，從而使得整機成本也提高了；由于是電控，抗干擾和電磁兼容等問題解決起來相對比較困難。 (2) 根據(jù)所選方案，對各部分進行詳細設(shè)計，主要包括變速箱的設(shè)計計算，對齒輪、軸、軸承進行必要的校核、驗算，并繪制相應(yīng)的彎矩圖、扭矩圖，最后繪制裝配圖。 機械式履帶推土機傳動系統(tǒng)采用發(fā)動機 離合器 變速箱 驅(qū)動橋 驅(qū)動輪，既可以滿足要求，其中驅(qū)動橋包括中央傳動與最終傳動。而這些傳動用到的齒輪主要是通過三根軸支承在箱體上。 傳動系統(tǒng)的總傳動比等于整個傳動系統(tǒng)中的各個部分的傳動比之積： fk iiii 0?? （ 24） 式中： ki 為變速箱傳動比； 0i 為中央主傳動傳動比； fi 為輪邊減速 器的傳動比。除此之外還確定了傳動系統(tǒng)中各部件的傳動比及其變速箱內(nèi)各擋的傳動比 ,并對總傳動比進行了驗算。 (3) 實現(xiàn)空擋。 (4) 要避免自動脫擋、跳擋、運動干涉等不良現(xiàn)象的發(fā)生。 中間軸：前端采用雙列球面滾柱軸承支承，有與輸入軸常嚙合的齒輪，各 擋齒輪用雙金屬滑動軸承支承在花鍵軸上形成空套聯(lián)接，后端用滾柱軸承支承。 (7)低擋齒輪靠近支承，一般情況是從右到左、從低擋到高擋依次排列。因此，比較適合用于對換擋要求不是很高的大型機器中，比如推土機。 推土機中齒輪的模數(shù)計算 齒輪模數(shù)是決定齒輪幾何尺寸的主要參數(shù)，與齒輪的彎曲疲勞強度、重疊系數(shù)、及其傳動平穩(wěn)性有關(guān)。 β 過大，會導致軸向力過大，軸承的工作條件惡化，導致傳動效率下降，因此 β 不宜過大，一般176。 推土機中斜齒輪的配齒計算 由前已知變速箱各傳動比分別為： 前進擋： 1 2 3 4 52 .4 5 1 .7 3 1 .2 3 0 .8 6 0 .6 1i i i i i? ? ? ? ?、 、 、 、 倒退擋： 1 2 3 41 . 9 3 1 . 3 8 0 . 9 9 0 . 7 1R R R Ri i i i? ? ? ?、 、 、 傳動系簡圖如圖 示： 圖 傳動系統(tǒng)簡圖 齒序數(shù)安排從左到右，從上到小依次排列為 Z1 到 Z16。39。 倒退擋： 39。 ??? ； Ri 取 1,4 擋齒輪副實現(xiàn)的傳動比為： 6 6 2031 86044 ...iii F39。 1 擋和 4 擋齒輪副實現(xiàn)的傳動比應(yīng)滿履帶推土機傳動系統(tǒng)設(shè)計 17 足以下條件： 39。 ??? ； 69193111 ..iii 39。c； 223658365901581 136413 ?????????? ZZZ,.iZZ c39。如圖 所示： 圖 斜齒輪旋向布置 根據(jù)以上原則，再結(jié)合圖 可設(shè)計出最佳齒輪旋向布置， 綜上得各齒輪齒數(shù)及旋向如表 、表 所示 ： 表 換向齒輪齒數(shù)及旋向 換向齒輪 Z1 Z5 Z4 Z11 Z12 Z2 齒數(shù) 25 31 26 32 33 31 旋向 左 右 右 左 左 右 履帶推土機傳動系統(tǒng)設(shè)計 19 表 換擋齒輪齒數(shù)及旋向 擋位數(shù) 1 2 3 4 5 齒輪 Z16 Z10 Z15 Z9 Z14 Z8 Z13 Z6 Z3 Z7 齒數(shù) 21 37 27 31 31 27 36 22 35 21 旋向 左 右 右 左 右 左 左 右 左 右 變速箱軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 計算各軸的轉(zhuǎn)矩 發(fā)動機 最大扭矩 854N2 1 2 7 5 . 91 0 7 2 . 21 . 1 9nn i? ? ?r/min 33 . 23 . 29550 9 5 5 0 1 1 7 . 3 1 0 4 4 . 81 0 7 2 . 2PT n ?? ? ?Nm 選取軸的材料以及熱處理方式 輸入軸采用 40Cr，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由文獻 [15]查得： 抗拉強度： 750b? ? MPa 扭轉(zhuǎn)疲勞極限： 1 280?? ? MPa 屈服點： 800s? ? MPa 彎曲疲勞 極限： 1 485? ? MPa 軸的許用彎曲應(yīng)力： ? ?0b 150? ? MPa ? ?1 90b?? ? MPa 初步確定軸的最小直徑 一般在設(shè)計軸時，先要確定軸的最小直徑，才能進行后續(xù)的設(shè)計。該段參數(shù)的確定主要是有所設(shè)計的軸承透蓋直徑及其萬向接盤的尺寸確定的。軸肩處的圓角半徑 R=1mm，軸端倒角 1 ??45 。左端部分選用軸承同輸入軸，因此 d1=50mm, L1=80mm； 右端部分選用 N210E 型號軸承， dxDxB=509020，故 d3=50mm， L3=50mm。常見的同步器類型有常壓式、慣性式和慣性增力式三種 [17]。 慣性式同步器又分為鎖銷式、滑塊式、鎖環(huán)式、多片式和多錐式等幾種。滑鍵聯(lián)接，同時為了保證滾動軸承與軸配合有良好對中性，滾動軸承與軸采用過渡配合 H6/n6。 計算軸的扭矩 2229 5 5 0 9 5 5 0 1 2 3 . 4 9 2 3 . 69 2 7 5 . 0PT n ?? ? ?N 這段軸徑由雙列調(diào)心滾子軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定。 軸的材料選取是決定軸承載能力的的重要因素，本設(shè)計中采用 40Cr， 調(diào)質(zhì)處理。3 1 2 7 5 . 91 5 0 1 . 10 . 8 5nn i? ? ?r/min 33 . 3 3 . 39550 9 5 5 0 1 1 7 . 3 7 4 6 . 31 5 0 1 . 1PT n ?? ? ?N 發(fā)動機軸： wP =， wn =1850 r/min， maxeT =854 N2422135 73273 ????? c o s )ZZ(mA,Z,Z n，則： 哈爾濱工程大學學士學位論文 18 ? ?? ????????????