【文章內(nèi)容簡介】 ：從各方面考慮，選擇合適的尺寸，提出整體設(shè)計(jì)方案。各零部件合理布置，對其強(qiáng)度，剛度，壽命進(jìn)行校核，使其結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良。滿足傳動比條件，同心條件，裝配條件和鄰接條件。對于兩級或多級定軸齒輪傳動減速器，傳動比分配的原則如下:使各級齒輪傳動的承載能力相接近使各級齒輪傳動中的大齒輪浸油深度大致相等，以實(shí)現(xiàn)油池潤滑使減速器獲得最小外形尺寸和重量輪邊減速器作為傳動系的最后一個(gè)環(huán)節(jié),他承載著最大的扭矩,他的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)合理與否直接影響著整車的性能,因此輪邊減速器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。我所設(shè)計(jì)的輪邊減速器結(jié)構(gòu)簡單,體積小巧,質(zhì)量輕便,使用和更換都很方便,對于提高整車的速比,減輕質(zhì)量,較小燃油消耗率等方面都起了很大的作用。本課題主要根據(jù)TYQ4190車輛結(jié)構(gòu)及性能要求，完成輪邊減速器的設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：輪邊減速器結(jié)構(gòu)形式的選擇：輪邊減速器齒輪基本參數(shù)的選擇；輪邊減速器主要尺寸的計(jì)算；輪邊減速器主要配合及緊固件設(shè)計(jì)；繪制輪邊減速器三維模型。2齒輪傳動的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算軸距3400mm；整備質(zhì)量:7000kg；總質(zhì)量：19000kg；最高車速：98km/h.；最大爬坡度：30%；發(fā)動機(jī)最大功率：196/2200kw/rpm；最大扭矩/轉(zhuǎn)速：1100/13001600Nm/rpm；輪胎尺寸新胎充氣后輪胎最大使用尺寸規(guī)格斷面寬度外直徑斷面寬度外直徑一般花紋加深花紋 一般花紋加深花紋3151125113533711251135：中心孔直徑：281 螺孔直徑：16 螺孔對稱直徑：335主減速比對于主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i0的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動系統(tǒng)總傳動比it一起由整車動力計(jì)算來確定?？衫冒l(fā)動機(jī)在不同i0下的功率平衡圖來研究i0對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對發(fā)動機(jī)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(jì)性。所選擇的i0值應(yīng)能保證汽車能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最高車速vamax，在給定發(fā)動機(jī)最大功率及其np的情況下。這時(shí)i0值應(yīng)按下式來確定：式中rr車輪的滾動半徑，m。 igh變速器的最高檔傳動比。將已知的汽車參數(shù)帶入得到普通雙級主減速器的第一級的減速比i01比第二級的減速比i02稍小些，通常i02/i01=，輪邊減速器作為雙級主減速器的第二級，參考同類車型并考慮盡量發(fā)揮輪邊減速器的優(yōu)點(diǎn)，選取較大的輪邊減速比。所以在分配減速比時(shí)選擇如下： 行星輪式減速器類型很多，按其基本構(gòu)件代號可分為2ZX、3Z和ZXF三大類(其中Z—中心輪)。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(jī)構(gòu)。按傳動機(jī)構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動形式，如NGW型、 NW型、 NN型、WW型、ZUWGW型、 NGWN型、 N型等（其中N—內(nèi)嚙合，W—外嚙合，G—公用齒輪，ZU—錐齒輪）。其傳動類型與傳動特點(diǎn)如表21[2]。表21傳動類型與傳動特點(diǎn)傳 動 類 型機(jī)構(gòu)簡圖傳 動 特 性應(yīng)用特點(diǎn)類組性傳動比范圍傳動比推薦值傳遞功率KW2ZX負(fù)號機(jī)構(gòu)NGW ~= ~ 9不限廣泛地用于動力及輔助傳動中，工作制度不限，可作為減速、增速和差速裝置軸向尺寸小，便于串聯(lián)多級傳動，工藝性好NW1~50= 5~25不限7時(shí)，徑向尺寸比NGW型小，可推薦采用 工作制度不限NN1700一個(gè)行星輪時(shí)=30~100三個(gè)行星輪時(shí)3040可用于短時(shí)、間斷性工作制動力傳動轉(zhuǎn)臂X為從動時(shí)，當(dāng)， 大于某值后，機(jī)構(gòu)自鎖3Z負(fù)號機(jī) 構(gòu)NGWN500=20~100100結(jié)構(gòu)很緊湊，適用于中小、功率的短時(shí)工作制傳動工藝性差 當(dāng)a輪從動時(shí)，達(dá)到某值后機(jī)構(gòu)會自鎖，即0根據(jù)條件，傳動比較小，傳動扭矩較大，轉(zhuǎn)速低，工作環(huán)境較惡劣，易有沖擊載荷，結(jié)構(gòu)尺寸限制不大，可以稍微選用大一點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，要求結(jié)構(gòu)簡單，成本低。由此選用2kh，NGW型的行星齒輪傳動系統(tǒng)。根據(jù)在該行星機(jī)構(gòu)中主動件、何為從動件和固定件的不同，NGW型輪邊減速器有三種結(jié)構(gòu)方案如圖21：a） 太陽輪為主動件，齒圈為從動件，行星齒輪架為固定件b） 太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，齒圈為固定件c） 齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，太陽輪為固定件1 太陽輪；2齒圈；3行星齒輪架；4行星齒輪；5半軸；6橋殼；7驅(qū)動車輪圖21單排圓柱行星齒輪式輪邊減速器的結(jié)構(gòu)方案有行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運(yùn)動規(guī)律的特性方程：a——從動輪與主動輪的齒數(shù)比可以求出這三種結(jié)構(gòu)方案的路邊減速器的減速比：(1)當(dāng)太陽輪為主動件，齒圈為從動件而行星齒輪架固定時(shí)如圖21（a） (2)當(dāng)太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，而齒圈固定時(shí)如圖21（b）(3)當(dāng)齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，而太陽輪固定時(shí)如圖21（c）式中，一一太陽輪、齒圈、和行星輪架的轉(zhuǎn)速一一太陽輪、齒圈的齒數(shù)根據(jù)汽車的傳動特點(diǎn)，減速器的位置布置和合理的離地間隙，本次設(shè)計(jì)采用圖（b）結(jié)構(gòu)方案。齒圈固定于車體上，太陽輪作為輸入件，行星架作為輸出件，其結(jié)構(gòu)簡圖22如下：圖22輪邊減速器結(jié)構(gòu)簡圖由所給條件知，輪胎寬317mm，輪輞中心孔直徑281mm，現(xiàn)根據(jù)輪邊減速器的使用條件，考慮輪胎結(jié)構(gòu)尺寸的限制，初步選定太陽輪的齒數(shù)Za為22,行星輪數(shù)目np=5，若不合理再重新選擇。根據(jù)2ZX(A)型行星齒輪傳動的傳動比 ()。因此特性參數(shù)p==pZa=22= ()； () 。取=22，48， Zc=13在行星齒輪傳動中，各齒輪齒數(shù)較常見的失效形式有齒面點(diǎn)蝕，齒面磨損和輪齒折斷。在行星齒輪傳動中，各齒輪的輪齒工作時(shí)，其齒面接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。若齒面接觸應(yīng)力超出材料的接觸持久極限，則輪齒在載荷的多次重復(fù)作用下，齒面表層產(chǎn)生細(xì)小的疲勞裂紋，裂紋的蔓延擴(kuò)展，使表層金屬微粒剝落面形成疲勞點(diǎn)蝕。輪齒出現(xiàn)疲勞點(diǎn)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，甚至引起行星傳動的破壞。提高齒面硬度，減小齒面粗糙度，提高潤滑油黏度和接觸精度，以及進(jìn)行合理的變位均能提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力。在行星齒輪傳動中，齒輪在載荷的多次重復(fù)作用下，齒根彎曲應(yīng)力超過材料的彎曲持久極限時(shí)，齒根部分將產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋逐漸擴(kuò)展，最后導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生疲勞折斷。另外，還有過載遮斷，輪齒因短時(shí)過載或沖擊過載而引起的突然折斷，稱之為過載折斷。用淬火鋼或鑄鐵制成齒輪，容易產(chǎn)生過載折斷。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(jìn)入輪齒工作面間，則將產(chǎn)生磨料磨損。閉式齒輪傳動中，應(yīng)該注意潤滑油的清潔和及時(shí)更換。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。在行星齒輪傳動中，齒輪材料的選擇應(yīng)綜合得考慮到齒輪傳動的工作情況，如載荷性質(zhì)和大小，工作環(huán)境等，加工工藝和材料來源及經(jīng)濟(jì)性等條件。由于齒輪材料及其熱處理是影響齒輪承載能力和使用壽命的關(guān)鍵因素，也是影響齒輪生產(chǎn)質(zhì)量和加工成本的主要條件。選擇齒輪材料的一般原則是：既要滿足其性能要求，保證齒輪傳動的工作可靠，安全；同時(shí)又要使其生產(chǎn)成本較低。對于中低速，重載的重型機(jī)械的行星齒輪傳動裝置應(yīng)選用調(diào)制鋼40Cr,35SiMn,35CrMnSi等材料。經(jīng)正火調(diào)質(zhì)或表面淬火，使其獲得機(jī)械強(qiáng)度，硬度和韌性等綜合性能較好[6]。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(jì)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σHlim=1500N/㎜2；σF/lim=470 N/㎜2；中心輪a和行星輪c的加工精度為6級。內(nèi)齒輪B選用42CrMo調(diào)質(zhì)表面淬火的合金鋼其齒面硬度為HRC=55取σHlim=1160 N/㎜2；σF/lim=360N/㎜2；加工精度為7級；在計(jì)算行星齒輪傳動強(qiáng)度時(shí)，將各種傳動類型的行星齒輪傳動分解成其對應(yīng)的若干個(gè)相互嚙合的齒輪副。然后，載將每個(gè)嚙合齒輪副視為單個(gè)的齒輪傳動。在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動時(shí)，其主要參數(shù)可先安類比法，即參照已有的形同類型的行星齒輪傳動來進(jìn)行初步確定；或者根據(jù)具體的工作條件，結(jié)構(gòu)尺寸和安裝條件來確定。常用的辦法是按齒面接觸強(qiáng)度初算小齒輪的分度圓直徑d1或者按輪齒彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)m。在增大10%~20%。行星輪數(shù)目時(shí)，各個(gè)行星輪上的載荷均勻（或采用載荷分配不均勻系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償），因此只需要分析和計(jì)算其中的一套即可，中心輪a在每一套中（即在每個(gè)功率分流上）所承受的輸入轉(zhuǎn)矩由()計(jì)算 ： (2. 6)—中心輪a所傳遞的轉(zhuǎn)矩，；—行星輪數(shù)目。代入數(shù)據(jù)可得T1=；中心輪1的模數(shù)可由()估算 （2. 7）—算式系數(shù)，對于直齒輪傳動，對于斜齒輪傳動；—嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，；應(yīng)是功率分流后的值；—使用系數(shù)；—綜合系數(shù)；—計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)；—小齒輪系數(shù)；—小齒輪齒寬系數(shù)；—齒輪副中小齒輪齒數(shù)；—試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限，,且取和中的較小值。算式系數(shù)；本課題采用直齒輪傳動算式系數(shù)使用系數(shù)；按原動機(jī)均勻平穩(wěn)，工作機(jī)中等沖擊取使用系數(shù)綜合系數(shù)；綜合系數(shù)計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)小齒輪齒形系數(shù)按z=22和x=0取小齒輪齒形系數(shù)小齒輪齒寬系數(shù)。小齒輪齒寬系數(shù) 將所有系數(shù)及T1=3172N.㎜Z1=22, σF/lim=470 N/㎜2,=，故取輪系的模數(shù)m=5。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(jìn)行計(jì)算。在兩個(gè)嚙合副ac（太陽輪與行星輪）,bc（行星輪與齒圈）中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距為兩個(gè)嚙合的標(biāo)準(zhǔn)中心距相等，不需要采用變位。其中齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù) 齒數(shù)比： 分度圓直徑 =522=110mm =513=65mm =548=240mm中心輪與行星輪的中心距 =（110+65）/2=行星輪與內(nèi)齒圈的中心距 （240－65）/2=基圓直徑 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒頂圓壓力角 端面重合度 3驗(yàn)算和效率的計(jì)算在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動時(shí)，根據(jù)給定的傳動比ip來分配各輪的齒數(shù)，這就是人們研究行星齒輪傳動運(yùn)動學(xué)的主要任務(wù)之一。在確定行星齒輪傳動的各輪齒數(shù)時(shí)，除了滿足給定的傳動比之外，還應(yīng)滿足與其裝配有關(guān)的條件，即同心條件，鄰接條件和安裝條件。除此之外，還要考慮到與其承載能力有關(guān)的其他條件[2] 。對于所設(shè)計(jì)的行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的鄰接條件、同心條件和安裝條件。 （）為行星輪齒頂圓直徑，為太陽輪和行星輪的中心距，為行星輪個(gè)數(shù)。代人數(shù)據(jù)得 知鄰接條成立。 ()代人數(shù)據(jù)得 22+13=4813 知同心條件成立。（η為整數(shù)） ()帶入數(shù)據(jù)可得 知安裝條件成立。行星齒輪傳動的效率是評價(jià)其傳動性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。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。對于同一類型的行星齒輪傳動，小效率η值也可能隨傳動比ip的變化而變化。在同一類型的行星齒輪傳動中，當(dāng)輸入件，輸出件不同時(shí)，其效率η值也不相同。而且，行星齒輪傳動效率變化范圍很大，低的可接