【正文】 2736223521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) 在變速機構(gòu)中，；，故分度圓最大、最小的齒輪出現(xiàn)在換向機構(gòu)的1擋和4擋的齒輪副中。，變速箱由換向機構(gòu)與變速機構(gòu)兩部分組成。且變速箱中齒輪多采用標準壓力角，故本設(shè)計也采用標準壓力角。中間軸與輸出軸之間的距離A1可按下式[14]計算： （31） 式中：軸距系數(shù)，一般=～16，此處取=15； ：變速箱1擋需傳遞的最大轉(zhuǎn)矩；又：（N使用嚙合套換擋，可用構(gòu)成一定傳動比的齒輪副制造成常嚙合的斜齒輪，在斜齒輪的側(cè)邊做一個易結(jié)合的結(jié)合齒，一般采用花鍵齒，用來與嚙合套嚙合。(5)相臨擋要相互靠近，便于換擋。根據(jù)上述所講的原則，及其綠色設(shè)計的理念，本設(shè)計決定選用空間三軸式變速箱：輸入軸：前端采用雙列球面滾柱軸承支承，不僅可以調(diào)心，而且還能承受軸向力；后端用滾柱軸承支承，主要承受徑向力。(2) 要求變速箱結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，噪聲小，傳動效率高。(2) 降速增扭。雖然增速是被允許的，但須演算高速軸承、齒輪、傳動軸等零件的轉(zhuǎn)速是否在允許的范圍之內(nèi)。其中，代入公式（23）計算得N顯然是滿足要求的。經(jīng)過上述比較，本設(shè)計擬采用方案(2)。人力換擋變速箱主要包括箱體和箱體內(nèi)的設(shè)計。首先是確定總體傳動方案，然后再進行詳細設(shè)計。電力傳動的總體概念與靜液壓傳動是相似的，不同的地方是用發(fā)電機、電動機和電纜取代了液壓泵、液壓馬達和液壓管道。但是其中用到的電子控制系統(tǒng)技術(shù)上較復雜，沒有達到熟練掌握的程度，目前還處于起步階段，因而這種技術(shù)也就不常用到。其中變矩器的優(yōu)點比較明顯。從而，按推土機的傳動方式可以把推土機大體分為機械式推土機、液力機械式推土機、靜液壓推土機與電傳動推土機。據(jù)報道，“十二五”期間，國家投在交通運輸上的資金將達10萬億元，高鐵、城鐵、地鐵、高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將極大地帶動工程機械行業(yè)進一步的發(fā)展[2]。工程機械將再一次面對發(fā)展的。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。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]。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。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。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。 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。：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 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。 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。借鑒現(xiàn)有的機械： 取 再由： 分別計算得變速箱的：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。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。(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。軸中部有常嚙合齒輪和直接擋齒輪。(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。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。m） (mm) 這是初選中心距。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。前進1～4擋由換向機構(gòu)中的兩對齒輪和變速機構(gòu)中的一對齒輪共三對齒輪同時傳遞動力，前進第5擋僅需一對齒輪傳遞動力；倒退1～4擋由換向機構(gòu)中的一對齒輪和變速機構(gòu)中一對齒輪共兩對齒輪同時傳遞動力，根據(jù)這一情況，除前進5擋可以利用前面的公式直接計算齒輪的齒數(shù)之外，其他齒輪的齒數(shù)都不能直接計算。 ，假設(shè)：1　 1擋和4擋齒輪副中的齒輪模數(shù)相等；2　 1擋齒輪副中的主動小齒輪與4擋齒輪副中的被動小齒輪分度圓直徑相同；3　 1擋齒輪副中的被動大齒輪與4擋齒輪副中的主動大齒輪分度圓直徑相同。m。m 五擋： r/min N軸上主要的零件由離合器、萬向節(jié)盤、軸承壓蓋(左)、軸承(左)、齒輪、同步器、軸承(右)向左端裝配。(4) 右端滾柱軸承D段：d4=45mm l4=321mm。軸上主要的零件由調(diào)心滾子軸承、前進倒退主動齒輪1擋變速主動齒輪及其其間的嚙合套(右)向左端裝配。m軸結(jié)構(gòu)確定 輸出軸上主要布置前進擋換向齒輪，這是一個雙聯(lián)齒輪，通過軸承與軸連接，與軸存在相對圓周運動，因此其對該軸的受力影響不大；又因軸上的受力與中間軸基本相同，故其應力也相差不大，只是其扭矩相對大一些，所以關(guān)于此軸，材料選取同中間軸，只是軸徑需要作相應的改動，再根據(jù)其上齒輪與中間軸和輸入軸上的齒輪之間的關(guān)系，： 輸出軸 同步器結(jié)構(gòu)設(shè)計 在本設(shè)計中，變速器要實現(xiàn)5個前進擋，4個倒退擋，主要通過四個換擋裝置來執(zhí)行，由于結(jié)構(gòu)空間尺寸限制、所要同步的齒輪尺寸限制及其軸向尺寸的限制，同步器的尺寸會有所不同，但是原理都是一樣的。只有當輸入端和輸出端轉(zhuǎn)速相同時，起鎖止作用的摩擦力矩和慣性力矩才會消失為零，鎖銷才能轉(zhuǎn)過一個角度與銷孔對中，于是接合套順利移動與被同步齒輪的齒圈接合，實現(xiàn)換擋。同步環(huán)螺紋齒頂寬對摩擦系數(shù)的影響較大, 在設(shè)計時, 一般螺紋齒頂寬為0. 15mm～0. 2mm,， 螺紋牙形角為50176?！?5176。鎖銷孔的直徑應根據(jù)鎖銷的最大直徑來確定,此處為16mm 鎖銷孔兩端的倒角應與鎖銷的倒角一致均為45176。本設(shè)計中所取值代入公式(31115)均符合要求。原因是當齒輪副工作時，輪齒一般會受到足夠大的沖擊載荷作用，從而造成輪齒彎曲折斷；另外，輪齒后同時又重復受到載荷的沖擊作用，導致齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，隨著載荷的不斷作用，裂紋將不斷擴展、加深、逐漸加大，最終出現(xiàn)彎曲折斷。 計算斜齒輪的接觸應力斜齒輪接觸疲勞強度計算式為： (47)式中：——接觸應力，MPa； ——計算載荷，Nm；——分度圓直徑，mm；——徑向力，N；——軸向力，N；——法面壓力角，此處為20176。m 所以 (414) (415)式中：——花鍵小徑，mm；——花鍵大徑，mm；——花鍵齒數(shù)。軸上各齒輪的受力在第二小部分已計算出，由此可以計算軸承的水平支反力： N N垂直支反力： N (2) 水平面彎矩圖(在彎矩最大截面處) (b)： N扭轉(zhuǎn)疲勞極限：MPa。 (2) 輸入軸后端使徑向用圓柱滾子軸承，其主要承受徑向力而承受微小的徑向力，由輸入軸的受力圖可知其軸向力:N,而所承受的軸向力相對于徑向力則很小近似為零。本設(shè)計中采用的是矩形花鍵，對于第一種型號8566510 GB/T 11442001，主要是在中間軸上，=，=8，=110mm，=，=，=帶入公式(418)計算得故強度符合使用要求。(2)對推土機傳動系統(tǒng)傳動比的確定：此部分主要包括，對推土機傳動系統(tǒng)總傳動比進行計算，并分配到各個傳動裝置。鐘老師嚴謹求實的治學態(tài)度、淵博的專業(yè)知識、忘我的工作熱情以及豐富的實踐經(jīng)驗，使我受益匪淺，將終身難忘。鐘老師不僅在專業(yè)知識上給予了我精心指導，同時也不斷鼓勵我做好畢業(yè)設(shè)計，使得我信心百倍，為完成畢業(yè)設(shè)計做好準備。(3)對推土機傳動系統(tǒng)變速箱的設(shè)計：此部分包括各齒輪的配齒計算，變速箱主參數(shù)的確定以及軸的布置，同步器的設(shè)計，然后根據(jù)齒數(shù)比和變速箱主要參數(shù)對變速箱進行設(shè)計計算，確定結(jié)構(gòu)尺寸，形狀，材料等參數(shù)，對變速器中齒輪，輸入軸，中間軸，輸出軸，軸承，花鍵進行必要的校核、驗算，繪制相應的彎矩圖、扭矩圖。 箱體外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計及初步建模 箱體是支承整個傳動系統(tǒng)的外殼結(jié)構(gòu)，起到與外部相連的作用，在本設(shè)計中主要是參照二級減速器箱體的設(shè)計原則進行設(shè)計，同時結(jié)合設(shè)計中的結(jié)構(gòu)空間等特點進行設(shè)計，比如：在設(shè)計中，三根軸是呈空間三軸形式布置的，因此為了節(jié)約材料，且考慮到變速箱安裝等等問題，把變速箱設(shè)計成圓筒形；為了便于將箱體內(nèi)的部件安裝上，箱體采用上下在軸孔中心處剖分式，最終得到想要的箱體，： 三維建模與裝配完后的軸測圖 本章小結(jié)本章主要是校核計算，其中包括對校核了五個前進擋的齒輪副的齒面接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，都能夠達到使用要求；繪制了輸入軸、中間軸彎矩圖、扭矩圖，并對它們進行了詳細校核對不滿足使用要求的也更換了材料以達到使用要求，大致分析了輸出軸的受力；對部分軸承進行了壽命計算，壽命均基本符合要求。 計算軸承壽命： 由文獻[15]查得，fp=~ 取fp=2由文獻[15]查得，ft=由文獻[15]查得，C=102000Nε——壽命指數(shù)，對于滾子軸承ε=10/3代入公式(417)中得：h由以上結(jié)果可知軸承壽命也基本滿足使用要求。彎曲疲勞極限：MPa，許用靜應力MPa，許用疲勞應力MPa，顯然能滿足使用要求。m (4) 合成彎矩： N 中間軸的校核 由于本設(shè)計中有多個擋位，但在設(shè)計時不用考慮所有擋，可以只用考慮要求最高的一擋就行，因此在接下來的設(shè)計中，均以要求最高的前進第一擋作為首要滿足條件。2　 斜齒輪Z2： N N N3　 斜齒輪Z3： N N N由此可以求出軸的水平的支反力： NN軸的垂直支反力： NN(2) 水平面彎矩圖(在A截面處) (c)： N； ——螺旋角為24176。原因是一對齒輪在工作時，齒面之間必然相互擠壓，此時存在于齒面細小裂縫中的潤滑油油壓升高，導致裂縫擴展，最后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點蝕。在這里列舉16個齒輪模型，其中有相似的類型，也有不同類型的齒輪，其結(jié)構(gòu)的依據(jù)主要是傳動結(jié)構(gòu)的要求、節(jié)省材料為原則等等，：變速箱軸有三根，再結(jié)合其它傳動形式，：同步器有四個，由于空