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正文內(nèi)容

金盼鋒畢業(yè)論文-tyq4190型汽車輪邊減速器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-07-01 04:23 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .....XXXIV 其他花鍵的選擇 ...................................................................................................... XXXV 齒圈轂與內(nèi)齒圈嚙合處花鍵的選擇 ................................................................. XXXV 齒圈轂和橋殼總成 ......................................................................................... XXXV 7UG 建模 ............................................................................................................................. XXXV UG簡(jiǎn)介 .................................................................................................................. XXXV UG模型示圖 ..........................................................................................................XXXVI 8 行星輪加工工藝設(shè)計(jì) .................................................................................................. XXXVIII 選擇毛坯尺寸 ...................................................................................................... XXXVIII 擬定工藝路線 ........................................................................................................ XXXIX 定位基準(zhǔn)的選擇 ........................................................................................... XXXIX 加工階段的劃分 ........................................................................................... XXXIX 確定工藝路線 .............................................................................................. XXXIX 結(jié)論 ....................................................................................................................................... XLII 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................XLIII 致 謝 .................................................................................................................................XLIV II 引 言 輪邊減速器在國(guó)內(nèi)外都已發(fā)展多年,目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但國(guó)內(nèi)的研究與國(guó)外的先進(jìn)國(guó)家相比仍有一段差距。 本文設(shè)計(jì)的輪邊減速器采用技術(shù)較為成熟的行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu),與普通齒輪傳動(dòng)相比他有很多優(yōu)點(diǎn),如可以減小體積和重量,并且可以達(dá)到較高的變比。 本文根據(jù) 已給出的部分參數(shù),設(shè)計(jì)了模數(shù)為 5 的一級(jí)行星齒輪減速器。計(jì)算了其參數(shù),并且對(duì)太陽(yáng)輪和內(nèi)齒圈的齒面和齒根分別進(jìn)行了強(qiáng)度校核。并且設(shè)計(jì)了連接件,如花鍵,螺栓等。并且用 UG建立了三維實(shí)體模型,并組裝成裝配圖,以察看其配合程度。 II 1 緒論 輪邊減速器是傳動(dòng)系統(tǒng)中的最后一級(jí),所受到的扭矩最大,所以其強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)合理與否對(duì)于整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有很大的影響。輪邊減速器的設(shè)計(jì)受到很多條件的限制,如安裝尺寸條件和傳動(dòng)方向等,因此在設(shè)計(jì)輪邊減速器時(shí)要綜合考慮各種約束條件。 一般 輪邊減速器有普通直齒和行星齒輪傳動(dòng)兩種結(jié)構(gòu)形式,但由于普通直齒傳動(dòng)有很多不可避免的缺點(diǎn)已經(jīng)很少使用。如速比的限制,安裝尺寸的限制,傳動(dòng)方向的限制等,因此本文中所設(shè)計(jì)的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動(dòng)。 輪邊減速器文獻(xiàn)綜述 國(guó)內(nèi)外載貨汽車的驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)更好的降速增扭的作用,一般采用雙級(jí)減速器,在雙級(jí)式主減速器中,若第二級(jí)減速器齒輪有兩幅,并分置于兩側(cè)車輪附近,實(shí)際上成為獨(dú)立部件,稱為輪邊減速器,在重型載貨汽車上該裝置廣泛采用行星齒輪傳動(dòng),輪邊減速器是載貨汽車傳動(dòng)系中最后一級(jí)減速增扭裝置。行星減速器與普通 齒輪減速器相比,具有重量輕、體積小和傳動(dòng)比大的優(yōu)點(diǎn)。輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi),使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)更加緊湊,同時(shí)降低主減速器、半軸、差速器的負(fù)荷,減小傳動(dòng)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]。 輪邊減速器分類及工作原理 輪邊減速器的分類 通過傳動(dòng)將動(dòng)力機(jī)的速度降低,使之滿足執(zhí)行系統(tǒng)的需求的傳動(dòng)裝置稱為減速器。減速器是變速器的一種,還有增速器。 由一系列相互嚙合的齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)稱為輪系,它是一種變速裝置,在傳動(dòng)系統(tǒng)中實(shí) 現(xiàn)定傳動(dòng)比變速或者有級(jí)變傳動(dòng)比變速,即在輸入軸與輸出軸之間獲得預(yù)期的傳動(dòng)比大小和轉(zhuǎn)向關(guān)系。根據(jù)輪系在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中各輪幾何軸線在空間的相對(duì)位置關(guān)系是否固定,可將輪系分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。 本文將要設(shè)計(jì)的輪邊減速器是行星齒輪傳動(dòng),它屬于周轉(zhuǎn)輪系。當(dāng)輪系運(yùn)動(dòng)時(shí),至少有一個(gè)齒輪的軸線是繞其它定軸齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。 周轉(zhuǎn)輪系由行星輪,行星架,中心輪(太陽(yáng)輪)三個(gè)基本部件構(gòu)成。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(dòng)輪系,具有兩個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系。在三個(gè)基本構(gòu)件中,必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng),才 能求出第三個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。 行星輪系,即具有一個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系。三個(gè)基本部件中,任意一個(gè)固定,在任意一個(gè)作為輸入,剩下的作為輸出件。 行星齒輪減速器安結(jié)構(gòu)可分為如下三種: 2K- H, 3K, K- H- V( K-中心輪, H-行星架, V-輸出軸) 2K- H型傳動(dòng)方式簡(jiǎn)便,采用較普遍,零配件采購(gòu)也更方便。因此在本輪邊減速器的設(shè)計(jì)中也II 采用 2K- H 型。 2K- H 型傳動(dòng)中,有正號(hào)機(jī)構(gòu)和符號(hào)機(jī)構(gòu)之分,且他還可分為更多種的形式。如:NGW, NW, WW, NN, ZUWGW。他們的傳動(dòng)比范圍和傳動(dòng)效率,以及傳動(dòng)功率范圍都有很大的不同。根 據(jù)本次要設(shè)計(jì)的輪邊減速器的傳動(dòng)比為大約 ,而 NGW型最佳傳動(dòng)比為 3~ 9[2],因此選用 NGW 型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。 NGW 型是動(dòng)力傳動(dòng)中應(yīng)用最多,傳動(dòng)功率最大的一種行星傳動(dòng)。他由內(nèi)外嚙合和共用行星輪組成,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,軸向尺寸小,工藝性好,效率高,雖然傳動(dòng)比比較小,但可通過多級(jí)串聯(lián)組成傳動(dòng)比大的輪系。本設(shè)計(jì)中所需傳動(dòng)比較小,因此不用串聯(lián),只需要一級(jí)就足夠。 行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)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(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,要求制造精度高。行星齒輪傳動(dòng)中有些類型效率高,但傳動(dòng)比不大 。另一些類型則傳動(dòng)比可以很大,但效率較低,用它們作減速器時(shí),其效率隨傳動(dòng)比的增大而減小;作增速器時(shí)則有可能產(chǎn)生自鎖。行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)用廣泛,并可與無級(jí)變速器、液力耦合器和液力變矩器等聯(lián)合使用,進(jìn)一步擴(kuò)大使用范圍。 行星輪作為減速器可以安置在輪邊,則稱為輪邊減速器。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。 有的輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi),使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)更加緊湊,同時(shí)降低主減速器,半軸,差速器的負(fù)荷,減小傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)尺寸,保證后橋具有足夠 的離地間隙。同時(shí)提高了車輛的通過性能以及降低了整車的裝備質(zhì)量。 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(yáng)輪; 8鎖緊螺母; 9螺栓; 10螺釘; 11輪轂; 12半軸; 13制動(dòng)器 根據(jù)我們選擇的 NGW 型輪邊減速器簡(jiǎn)單介紹一下其工作原理。 輪邊減速器主要是由太陽(yáng)輪、行星輪、齒圈和行星輪架組成,一般其主動(dòng)件太陽(yáng)輪與半軸相連,II 被動(dòng)件行星輪架與車輪相連,齒圈與橋殼相接,采用輪邊減速器是為了提高汽車的 驅(qū)動(dòng)力,以滿足或修正整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)力的匹配。目前采用的輪邊減速器,就是為滿足整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)匹配的需要,而增加的一套降速增扭的齒輪傳動(dòng)裝置。從發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、變速器和分動(dòng)器把動(dòng)力傳遞到前、后橋的主減速器,再?gòu)闹鳒p速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪,以驅(qū)動(dòng)汽車行駛。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(dòng)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(dòng)力。從而減少了輪邊減速器前面各個(gè)零件的受力。 如圖 11 所示:太陽(yáng)輪 7 通過花鍵與半軸 12相連接,并隨半軸轉(zhuǎn)動(dòng) 。齒圈 3與齒圈座 2 用螺釘10 連接,而齒圈座 2被鎖緊螺母 8固定在半軸套管 l上不能轉(zhuǎn)動(dòng)。在中心齒輪 7和齒圈 3之間裝有三個(gè)行星齒輪 4,行星齒輪通過圓錐滾子軸承和 6 支撐在行星架 5 上。行星架 5 用螺栓 9 與輪轂 1l相連。差速器的動(dòng)力從半軸 12 經(jīng)中心齒輪 行星齒輪 行星架 5 轉(zhuǎn)給輪轂而驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn) [3]。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 我國(guó)早在南北朝時(shí)代,祖沖之就發(fā)明了有行星齒輪的差動(dòng)式指南針,因此我國(guó)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用比歐美各國(guó)早一千多年。但是隨著時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)漸漸落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)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]。 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。但是與國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)相比還是有很大的差距。我國(guó)自主研發(fā)的減速器大都是中小功率的,以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主,并且存在產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān),功率與重量比小,或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低,可靠性低,使用壽命不夠長(zhǎng),且新產(chǎn)品研發(fā)周期長(zhǎng)等很多缺陷。因此,如何改進(jìn)設(shè)計(jì)方法,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是裝載機(jī)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。 目前我國(guó)新頒布了 NGW- L 型( JB179976)、 NGWZ 型( JB372284)、 NGWS 型( JB372384)和 NGWL型( JB342484)四個(gè)行星齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)。并且組織了專業(yè)化成批生產(chǎn),在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。 自中國(guó)加入 WTO后,我國(guó)的汽車行業(yè)迅猛發(fā)展,車用減速器也隨著時(shí)代的腳步逐漸成長(zhǎng)成熟起來。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(jì),雖然這些設(shè)計(jì)離最終成型使用還有一些差距,但是,足見我們?cè)趧?chuàng)新設(shè)計(jì)上,已經(jīng)邁出了一大步。 但是相比于國(guó)外先進(jìn)的技術(shù),我們還有待于進(jìn)一步的提高,增加自主創(chuàng)新的能力。 目前我國(guó)所使用的減速機(jī)主要是從德國(guó),英美進(jìn)口的,自主研發(fā)的減速機(jī)一 般很少在大型礦用車上使用 [4]。 發(fā)展趨勢(shì) 目前隨著電子技術(shù)的發(fā)展,非公用車已向著智能化,無人化發(fā)展。越來越多的電控系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)被運(yùn)用到礦用車上來,使得礦用車的操作越來越簡(jiǎn)易方便,產(chǎn)量也更大。例如卡特彼勒系列非公用車就有很多人性化的輔助系統(tǒng)。如:全自動(dòng)的緩行制動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由電控單元根據(jù)傳感器和節(jié)氣閥所給出的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。變速器也有自動(dòng)檔,可以自動(dòng)改變車速。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(jì)簡(jiǎn)便,人性化,強(qiáng)度高,使用壽命長(zhǎng),且維修方便。 II 目前行星齒輪都向著 大功率,大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。 課題背景及開展研究 的意 義 課題背景 本文是根據(jù) TYQ4190 型汽車已知參數(shù)和工作環(huán)境等已知條件所設(shè)計(jì)的輪邊減速器。減速器任務(wù)就是在滿足傳動(dòng)速比,傳動(dòng)效率和傳動(dòng)強(qiáng)度的條件下,設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率高,成本低,易加工,工藝性好的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 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。同時(shí)還要設(shè)計(jì)其連接件和其他的一些零配件,如連接用的花鍵,和支撐用的軸和軸承等。還要考慮到固定用的擋圈和 連接螺
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