zl30輪式裝載機(jī)的主傳動(dòng)與差速器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-09-02 18:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 根角θf(wàn)1θf(wàn)215頂錐角δk1δk216根錐角δr1δr217大端齒頂圓直徑 mm mm18螺旋角βm35186。19螺旋方向小錐齒輪左旋，大錐齒輪右旋20周節(jié) mm21理論弧齒厚 mm mm(二)螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核 齒輪材料的選擇齒輪材料的種類有很多，通常有45鋼、30CrMnSi、35SiMn、40Cr、20Cr、20CrMnTi、12Cr2Ni20Cr2Ni4等。齒輪材料的選擇原則：1） 齒輪材料必須滿足工作條件的要求。2） 應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝。3） 正火碳鋼不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。4） 合金鋼常用于制作高速重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。5） 金屬制的軟齒面齒輪，配對(duì)兩輪齒面的誤差應(yīng)保持為30～50HBW或更多。根據(jù)以上原則選小齒輪材料為20Cr2Ni4（滲碳后淬火齒面硬度 58～62HRC）選取大齒輪材料為30CrMnSi(調(diào)質(zhì) 硬度310～360HBW )錐齒輪的強(qiáng)度校核 1）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力可用以下公式計(jì)算： （18）式中：彎曲應(yīng)力，Mpa Mmax 齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nmm，在計(jì)算疲勞強(qiáng)度時(shí)可取平均載荷Mf。 K0 過(guò)載系數(shù)，與錐齒輪副運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性有關(guān)。對(duì)有液力變矩器的輪式裝載機(jī)取K0=； Kv 動(dòng)載系數(shù)，與齒輪精度及節(jié)圓線速度有關(guān)。當(dāng)輪齒接觸良好節(jié)距與同心度精度高時(shí)可取Kv=； Ks 尺寸系數(shù)，反映了材料性質(zhì)的不均勻性與輪齒尺寸熱處理等因素有關(guān)。因?yàn)閙s=10≥ mm時(shí)，所以 Km ～，取Km = b 齒寬；z 齒數(shù)；ms 齒輪大端模數(shù) Jw 彎曲強(qiáng)度幾何系數(shù)，綜合考慮了齒形系數(shù)，載荷作用點(diǎn)位置，輪齒間的載荷分配，有效齒寬，應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等。查[3]可得： Jw1= Jw2=把以上各參數(shù)代入公式可得： Mpa Mpa大小錐齒輪的彎曲許用應(yīng)力分別為： 即： 所以齒輪彎曲強(qiáng)度能滿足要求。2)輪齒齒面的接觸強(qiáng)度計(jì)算 輪齒齒面的接觸強(qiáng)度可按下式計(jì)算： (19)式中：接觸應(yīng)力，Mpa Cp 彈性系數(shù)， Pe 齒輪大端圓周力 Nmm K0 過(guò)載系數(shù)，取K0= Kv 動(dòng)載系數(shù)，取Kv= Ks 尺寸系數(shù)，當(dāng)材料選擇適當(dāng)，滲碳層深度與硬度符合要求時(shí)，可取Ks= Km 載荷分配系數(shù)，取Km= Kf 表面質(zhì)量系數(shù)，與表面光潔度，表面處理等有關(guān)，對(duì)精度較高的齒輪取Kf= b1 小錐齒輪寬度 d1 大錐齒輪大端分度圓直徑 Ji 表面接觸強(qiáng)度綜合系數(shù)，考慮到輪齒嚙合面的相對(duì)曲率半徑，載荷作用點(diǎn)位置，輪齒間的載荷分配，有效齒寬及慣性系數(shù)等。查[3]可得：Ji=：Mpa 又因?yàn)樵S用接觸應(yīng)力為： （工程機(jī)械底盤(pán)構(gòu)造與設(shè)計(jì)P139） 所以齒輪的接觸強(qiáng)度滿足要求。錐齒輪傳動(dòng)的當(dāng)量齒輪參數(shù)計(jì)算錐齒輪原始幾何參數(shù)：齒形壓力角α=20186。；齒數(shù)z1=7,z2=37，齒數(shù)比；分錐角δ1=，δ2=；齒寬b1=68 mm,b2=62 mm；大端分度圓直徑d1=70 mm,d2=370 mm；中點(diǎn)分度圓直徑mm，mm；中點(diǎn)螺旋角βm=35186。，中點(diǎn)模數(shù)齒寬系數(shù)為1/4到1/3，所以mm= mm；中點(diǎn)法向模數(shù) mm；齒頂高h(yuǎn)a1= mm，ha2= mm；錐齒輪的當(dāng)量圓柱齒輪參數(shù)見(jiàn)表12表12錐齒輪的當(dāng)量圓柱齒輪名稱代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果中點(diǎn)端面當(dāng)量圓柱齒輪參數(shù)當(dāng)量齒數(shù)zv齒數(shù)比iv分度圓直徑dv中心距av頂圓直徑dva當(dāng)量齒輪端面壓力角avt基圓直徑dvb基圓螺旋角βvb端面基圓齒距Pvb嚙合線長(zhǎng)度gva端面重合度縱向重合度總重合度齒中部接觸線長(zhǎng)度lbm對(duì)于齒中部接觸線的投影長(zhǎng)度中點(diǎn)法面當(dāng)量直齒圓柱齒輪參數(shù)齒數(shù)分度圓直徑中心距頂圓直徑基圓直徑嚙合線長(zhǎng)度法面重合度3）輪齒齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算正交（Σ=90186。）錐齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核可按下式[1]計(jì)算： (110)式中：輪齒接觸疲勞強(qiáng)度，Mpa Ft1小齒輪大端圓周力，可用下公式計(jì)算： Nmm KA 使用系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》陸鳳儀P139表82取KA=。 KV 動(dòng)載系數(shù)取KV= KHβ齒向載荷系數(shù)。，[6]可查得，所以 KHα端面載荷系數(shù)查[6]可得 ZH 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，可由公式所以：中點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，可用下式計(jì)算： (111)式中F1F2可由下表求出：縱向重合度F1F202由上表可求出： 所以：ZE 彈性系數(shù)，查[6]可知 Zβ計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)，Zk 計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度的錐齒輪系數(shù)，Zk=ZLS 計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度的載荷分配系數(shù)。當(dāng)時(shí)， ZLS=1當(dāng)和時(shí)，因?yàn)? 所以 把以上各參數(shù)代入公式可得： Mpa材料的接觸疲勞許用應(yīng)力為：公斤/厘米178。=1372 Mpa(工程機(jī)械底盤(pán)構(gòu)造與設(shè)計(jì) P319)所以 齒輪的接觸疲勞應(yīng)力滿足要求。4）錐齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算錐齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核可按下式進(jìn)行，大小輪分別計(jì)算： (112)式中：KA、KV、KFβ=KHβ、KFα=KHα和接觸疲勞計(jì)算中相同，KA=，KV=，KFβ=，KFα= Ft 齒輪大端圓周力， b 齒面寬， mm mm YFS 復(fù)合齒形系數(shù)，根據(jù)法面當(dāng)量直齒圓柱齒輪齒數(shù)zvn查得 YE 齒根抗彎強(qiáng)度的重合度系數(shù)，因?yàn)?，所? YK 齒根抗彎強(qiáng)度的錐齒輪系數(shù)，可以用下式計(jì)算： YLS 齒根抗彎強(qiáng)度的載荷分配系數(shù)，把以上各參數(shù)代入公式得： Mpa Mpa查[2]可知，對(duì)于主減速錐齒輪其抗彎疲勞許用應(yīng)力 Mpa所以 滿足設(shè)計(jì)要求。二、差速器設(shè)計(jì)輪式機(jī)械的兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪不能固定在一根整軸上，因?yàn)檩喪焦こ虣C(jī)械在行駛過(guò)程中，為了避免車(chē)輪在滾動(dòng)方向產(chǎn)生滑動(dòng)，經(jīng)常要求左右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪以不同的角速度旋轉(zhuǎn)。若左右驅(qū)動(dòng)輪用一根剛性軸驅(qū)動(dòng)，必然會(huì)產(chǎn)生邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)，即產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)輪的滑磨現(xiàn)象。由于滑磨將增加輪胎的磨損，增加轉(zhuǎn)向阻力，同時(shí)也增加功率損耗。 為了使車(chē)輪相對(duì)路面的滑磨盡可能的減小，在同一驅(qū)動(dòng)橋的左右兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪由兩根半軸分別驅(qū)動(dòng)，因此，在驅(qū)動(dòng)橋中安裝了差速器，兩根半軸由主傳動(dòng)通過(guò)差速器驅(qū)動(dòng)。 現(xiàn)在輪式裝載機(jī)上多采用直齒螺旋錐齒輪差速器，差速器的外殼安裝在主傳動(dòng)器的從動(dòng)錐齒輪上，確定差速器尺寸時(shí)應(yīng)考慮到其與從動(dòng)錐齒輪尺寸之間的互相影響。本次設(shè)計(jì)中采
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