【正文】 輸入軸受力分析 N N N (2) 斜齒輪Z12：由于斜齒輪Z12是直接由輸入軸上倒擋主動(dòng)輪Z2直接驅(qū)動(dòng)，所以 N N N(3) 斜齒輪Z16：由于此時(shí)實(shí)行的是前進(jìn)1擋，中間軸上只有Z16是主動(dòng)輪，所以先計(jì)算該輪。 N N N (4)斜齒輪Z1Z1Z13： 由于此時(shí)工作的是前進(jìn)1擋，中間軸上只有Z16是主動(dòng)輪，其余的均是從動(dòng)輪，Z16驅(qū)動(dòng)輸出軸，輸出軸從而驅(qū)動(dòng)Z1115運(yùn)動(dòng)，又因這三個(gè)齒輪都是空套在中間軸上，周向沒(méi)有固定，只確定了軸向，因此，他們對(duì)中間軸只存在徑向力和軸向力，而不存在轉(zhuǎn)矩。主動(dòng)輪在輸出軸上，其轉(zhuǎn)矩為：主動(dòng)輪在輸出軸上，其轉(zhuǎn)矩為 Nm所以：N N N 同理： N N N N N N繪制中間軸的彎矩圖以及轉(zhuǎn)矩圖(1) (a)所示：確定出軸承的支點(diǎn)跨距L1=48mm ，L2=219mm ，L3=68mm L4=219mm ，L5=68mm ，L6=219mm ，L7=38mm。同輸入軸一樣計(jì)算時(shí)以受力較大擋處校核，顯然輸入軸在執(zhí)行前進(jìn)第5擋時(shí)最大，因此此處受力分析以該擋為原型。軸上各齒輪的受力在第二小部分已計(jì)算出，由此可以計(jì)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)： Nm(3) 垂直面彎矩圖(在彎矩最大截面處) (d)： Nm (4) 合成彎矩： Nm(5) 轉(zhuǎn)矩圖 (e)所示： T=m按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由以上受力圖及其計(jì)算的結(jié)果可以看出齒輪13處截面的彎矩最大，因此校核截面強(qiáng)度應(yīng)選該截面處。此截面處當(dāng)量彎矩：(a)平面受力分析；(b)水平面彎矩圖；(c)垂直面受力分析；(d)垂直面彎矩圖；(e)扭矩圖 中間軸受力分析 是應(yīng)力折合系數(shù)，由于軸轉(zhuǎn)矩類似于脈動(dòng)變化，因此 Nm 因該危險(xiǎn)截面處是花鍵軸，故，由此代入公式(414)、(415)計(jì)算可得 MPa=150MPa由計(jì)算可知，該40Cr軸強(qiáng)度不滿足。但是，通過(guò)上面的計(jì)算，查表可選用材料37SiMn2MoVi，調(diào)質(zhì)處理:抗拉強(qiáng)度：MPa。扭轉(zhuǎn)疲勞極限：MPa。屈服點(diǎn)：MPa。彎曲疲勞極限：MPa，許用靜應(yīng)力MPa，許用疲勞應(yīng)力MPa，顯然能滿足使用要求。 因所設(shè)計(jì)的方案是輸出軸上主要是四擋齒輪副從動(dòng)齒輪，其上的受力與中間軸上的受力基本上是作用力與反作用力的關(guān)系，由于前一小節(jié)已對(duì)中間軸做了詳細(xì)分析，在此就不再分析了，軸上個(gè)齒輪受力在上節(jié)中已經(jīng)給出，且此軸所采取的花鍵軸要比中間軸上的大一個(gè)檔次，因此不需詳細(xì)校核了。 檢驗(yàn)軸承的壽命在本設(shè)計(jì)中所采用的軸承主要是兩種：雙列調(diào)心圓柱滾子軸承和徑向圓柱滾子軸承，因此校核就一樣校核一個(gè)。 (1) 因?yàn)檩斎肭岸溯S選用雙列調(diào)心圓柱滾子軸承，其主要承受軸向力，而承受微小的徑向力，由輸入軸的受力圖可知其軸向力:N,而徑向力則很小近似為零。因雙列調(diào)心圓柱滾子軸承主要受軸向力，所以當(dāng)量動(dòng)載荷p為： (416)式中：——計(jì)算系數(shù)，由查文獻(xiàn)[15]得=因此N。計(jì)算軸承壽命：由式： (417)式中：由文獻(xiàn)[15]查得，fp=~ 取fp=2由文獻(xiàn)[15]查得，ft=由文獻(xiàn)[15]查得，C=192000Nε——壽命指數(shù) 對(duì)于滾子軸承ε=10/3代入公式(417)中得：h由以上結(jié)果可知軸承壽命顯然滿足使用要求。 (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(duì)于徑向力則很小近似為零。因圓柱滾子軸承受徑向力，所以當(dāng)量動(dòng)載荷p為： N。 計(jì)算軸承壽命： 由文獻(xiàn)[15]查得，fp=~ 取fp=2由文獻(xiàn)[15]查得，ft=由文獻(xiàn)[15]查得，C=102000Nε——壽命指數(shù)，對(duì)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。 校核鍵的強(qiáng)度在本設(shè)計(jì)中，用到的鍵主要是花鍵軸上的花鍵，因花鍵軸有兩種尺寸，所以對(duì)應(yīng)要校核的花鍵也是兩種型號(hào)，分別為8566510 GB/T 114420010829212 GB/T 11442001。下面將分別對(duì)它們進(jìn)行校核。花鍵聯(lián)接的失效形式主要有兩種：工作面被壓潰與工作面過(guò)度磨損，第一種對(duì)應(yīng)靜聯(lián)接，后者對(duì)應(yīng)動(dòng)聯(lián)接。而在本設(shè)計(jì)中，主要是動(dòng)聯(lián)接，因此，在這里，校核動(dòng)聯(lián)接強(qiáng)度。根據(jù)文獻(xiàn)[15]可知，花鍵動(dòng)聯(lián)接的強(qiáng)度條件為 (418)式中：——載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)的數(shù)量有關(guān)系，一般情況下， 齒數(shù)較多時(shí)取較大值； ——花鍵的齒數(shù)；——齒的工作長(zhǎng)度，mm；——花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵，此處是外花 鍵的大徑，為內(nèi)花鍵的小徑，為倒角尺寸，單位均是mm； ——花鍵的平均直徑，矩形花鍵，mm； ——花鍵聯(lián)接許用壓力，MPa。本設(shè)計(jì)中采用的是矩形花鍵，對(duì)于第一種型號(hào)8566510 GB/T 11442001，主要是在中間軸上，=，=8，=110mm，=，=，=帶入公式(418)計(jì)算得故強(qiáng)度符合使用要求。同理，可以計(jì)算第二種型號(hào)10829212 GB/T 11442001，主要在輸出軸上，=，=10，=88mm，=4mm，=87mm，=，帶入公式(418)計(jì)算得也符合使用要求。 箱體外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及初步建模 箱體是支承整個(gè)傳動(dòng)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(jì)中主要是參照二級(jí)減速器箱體的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)空間等特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如：在設(shè)計(jì)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(wèn)題，把變速箱設(shè)計(jì)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(cè)圖 本章小結(jié)本章主要是校核計(jì)算，其中包括對(duì)校核了五個(gè)前進(jìn)擋的齒輪副的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，都能夠達(dá)到使用要求；繪制了輸入軸、中間軸彎矩圖、扭矩圖，并對(duì)它們進(jìn)行了詳細(xì)校核對(duì)不滿足使用要求的也更換了材料以達(dá)到使用要求，大致分析了輸出軸的受力；對(duì)部分軸承進(jìn)行了壽命計(jì)算，壽命均基本符合要求。并校核了設(shè)計(jì)中所用到的鍵的強(qiáng)度，主要是花鍵，經(jīng)計(jì)算校核，均滿足使用要求。最后簡(jiǎn)單地對(duì)箱體進(jìn)行建模。結(jié)論目前，對(duì)于實(shí)用性高效率的機(jī)械的需求量不斷提高，尤其對(duì)于大型履帶推土機(jī)，而而履帶推土機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)就是提高其效率的關(guān)鍵。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求和推土機(jī)復(fù)雜的工況，本論文設(shè)計(jì)在原有推土機(jī)變速箱的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行一定的改進(jìn)以適應(yīng)市場(chǎng)的趨勢(shì)，滿足更多要求。在本論文的設(shè)計(jì)中，主要進(jìn)行了以下的設(shè)計(jì)工作：(1)根據(jù)推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，確定主要的設(shè)計(jì)參數(shù)，明確總體的設(shè)計(jì)方案。(2)對(duì)推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定：此部分主要包括，對(duì)推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算，并分配到各個(gè)傳動(dòng)裝置。了解各裝置工作原理，并對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行了校核計(jì)算。(3)對(duì)推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)變速箱的設(shè)計(jì)：此部分包括各齒輪的配齒計(jì)算，變速箱主參數(shù)的確定以及軸的布置，同步器的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)齒數(shù)比和變速箱主要參數(shù)對(duì)變速箱進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定結(jié)構(gòu)尺寸，形狀，材料等參數(shù)，對(duì)變速器中齒輪，輸入軸，中間軸，輸出軸，軸承，花鍵進(jìn)行必要的校核、驗(yàn)算，繪制相應(yīng)的彎矩圖、扭矩圖。(4)完成以上工作后進(jìn)行手工繪圖和CAD繪圖，并進(jìn)行PRO/E建模與仿真。以上就是本論文的設(shè)計(jì)主要進(jìn)行的工作，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，再一次系統(tǒng)的總結(jié)實(shí)踐大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何使用和查詢資料、充分發(fā)揮所學(xué)、所能去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。除此之外通過(guò)利用PRO/E軟件完成建模仿真，進(jìn)一步加強(qiáng)了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，初步領(lǐng)悟到先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)的先進(jìn)之處，了解、熟悉和掌握了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和方法，培養(yǎng)了獨(dú)立設(shè)計(jì)比較完整的機(jī)械系統(tǒng)的能力。參考文獻(xiàn)[1] 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郝利劍，翟峰，[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.攻讀學(xué)士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成過(guò)程可以說(shuō)是步步維艱，若是只依靠我一個(gè)人的力量肯定是完不成的，就算僥幸完成了，質(zhì)量上肯定也存在問(wèn)題。本畢設(shè)是在尊敬的鐘宇光教授的悉心指導(dǎo)下完成的。鐘老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)知識(shí)、忘我的工作熱情以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我受益匪淺，將終身難忘。畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中取得的每一步進(jìn)展、解決的每一個(gè)難題都離不開鐘老師的指導(dǎo)、幫助與關(guān)心。鐘老師不僅在專業(yè)知識(shí)上給予了我精心指導(dǎo)，同時(shí)也不斷鼓勵(lì)我做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得我信心百倍，為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。值此論文完成之際，謹(jǐn)向鐘老師表示我衷心的感謝和崇高的敬意!在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，也得到了很多同學(xué)和親朋好友的指導(dǎo)和幫助，是親愛的同學(xué)們?cè)谖颐曰髸r(shí)給我指點(diǎn)迷津，使我不斷產(chǎn)生前進(jìn)的動(dòng)力，還要感謝我的同學(xué)，親朋好友們?cè)诠ぷ鳌W(xué)習(xí)及生活上給我的關(guān)心和幫助，他們就是我堅(jiān)實(shí)的后盾!最后，向參加我論文評(píng)審和答辯的老師、教授、專家們表示我最衷心的感謝，感謝您們百忙之中抽出時(shí)間來(lái)對(duì)我親臨指導(dǎo)。