【正文】 abadrs=at73?=ax?23?o注：齒頂高系數(shù) =1，頂隙系數(shù) =；?h?c表 62 行星輪與齒圈嚙合傳動(dòng)幾何尺寸 長度：mm名稱 公式代號(hào) 行星輪（x） 齒圈（q）齒數(shù) Z=22Z=65Z模數(shù) m=5m=5變位系數(shù) ?=?=?續(xù)表 62：名稱 公式代號(hào) 行星輪（x） 齒圈（q）齒頂高降低系數(shù) ?=?分度圓直徑 Zmd??10?xd325?qd基圓直徑 ?cosb 齒頂高 ??htxa?????=7axh=7aqh齒根高 f = =齒頂圓直徑 aad2?==齒根圓直徑 ff = =分度圓周節(jié) mt?標(biāo)準(zhǔn)中心距 ??xttxZ??實(shí)際中心距 ta107節(jié)圓直徑 ????cosd=?=?嚙合角 tx 519o中心距變動(dòng)系數(shù) y? 齒頂圓壓力角 abadrs=ax23?=aq?3425?o 齒輪材料的選擇根據(jù)裝載機(jī)終傳動(dòng)齒輪要求承載能力高，耐磨性好等特點(diǎn)，選齒輪材料為滲碳合金鋼 ，經(jīng)滲碳、高頻淬火、低溫回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到 58～64HRC，芯CrMnTi20部硬度較低，約為 29～45HRC ， =1100 ， =850 。齒輪精度一般為 7 級(jí)，b?Mpas?pa滲碳深度為 ～。其彎曲疲勞許用應(yīng)力 一般不大于 455 ，取取??FM=400 ，接觸疲勞許用應(yīng)力 一般不大于 14000 ， 取 =1300 。??F?pa??H??H?pa為防止齒輪副在運(yùn)行初期發(fā)生膠合、咬死，齒輪在熱處理以及精加工后，均予厚度為 ～ 的磷化處理。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，以提高齒輪壽命。 終傳動(dòng)齒輪強(qiáng)度的計(jì)算終傳動(dòng)行星機(jī)構(gòu)齒輪的主要破壞形式是接觸疲勞破壞和彎曲疲勞破壞，因此，需要對(duì)齒輪進(jìn)行接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。而且，通常只計(jì)算曲率半徑較小、強(qiáng)度較弱的太陽輪與行星輪嚙合的強(qiáng)度，并考慮多個(gè)行星輪同時(shí)嚙合時(shí)載荷分布不均勻的影響。終傳動(dòng)齒輪均為直齒圓柱齒輪，故可用圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式。 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒面接觸疲勞應(yīng)力可按下式 [10]進(jìn)行計(jì)算： （63）idbFKZtEH1??????式中 ——齒面接觸疲勞應(yīng)力， ；u Mpa——作用在輪齒上的圓周力，N；tF可由下式 [10]計(jì)算 ：tF (64)????ttdn2式中 ——太陽輪扭矩，可用半軸傳遞過來的平均受載扭矩來計(jì)算，tM= = ；t2GPmN——行星輪個(gè)數(shù)， =3；nn——太陽輪節(jié)圓直徑， =95mm；td? td?——載荷修正系數(shù)，取 Ω=；?把以上各參數(shù)代入得： 。?tFN——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， ，代入?yún)?shù)，算得：HZ txHZ???ancos2；?H——材料彈性系數(shù)，對(duì)于鋼材取 = ；E EMp——接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，對(duì)于直齒， ，式中： 為?Z 34aZ????a?直齒重合度， =，算得 ；??Z——螺旋角系數(shù)，對(duì)于直齒圓柱齒輪，取 =1；? ?——太陽輪齒寬， =76mm；tbtb——太陽輪分度圓直徑， =95mm；tdtd——齒數(shù)比， ；i ?txZi——載荷系數(shù)， ，式中： 為使用系數(shù)，取K??HVAKK?? A=；A——?jiǎng)虞d系數(shù)，取 =；VV——間載荷接觸應(yīng)力分布系數(shù)， =；?H ?H——齒向載荷接觸應(yīng)力分布系數(shù)， =；?K?K——許用接觸應(yīng)力，取 =1300 。??H???H?Mpa把以上各參數(shù)代入公式（63）可得： 。?因 Mpa130?所以，行星排接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。 彎曲疲勞強(qiáng)度校核彎曲疲勞應(yīng)力可按下式 [10]進(jìn)行計(jì)算： （65）????YmbFKSt ????式中 、 、 與接觸疲勞校核計(jì)算中字符的意義相同，分別為 =， =KtFb KtF， =76㎜；Nb——復(fù)合齒形系數(shù)， =；?FY?FY——外齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，查得 =；S ?F——彎曲應(yīng)力計(jì)算的重合度系數(shù)，對(duì)于直齒圓柱齒輪?.??式中 ——直齒重合度， =；?a?算得 ；84.——許用接觸應(yīng)力，取 =400 。??F???F?Mp把以上各參數(shù)代入公式（65）可得： 。?因 =400Mpa所以，行星排彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。 行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 太陽輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太陽輪以漸開線花鍵與半軸連接，隨半軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 行星輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行星輪以螺栓與輪轂連接。 行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行星架的材料為 ZG45，形式是雙壁整體鑄造式。 行星輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 選取行星輪軸的材料為 。行星輪軸主要受剪切應(yīng)力。CrMnTi20 軸承的選擇行星輪與行星輪軸之間裝有滾針軸承。滾針軸承選為沒有套保護(hù)的向心滾針和保持架組件。輪轂與半軸外殼間軸承主要以徑向負(fù)荷為主，因此選用單列圓錐滾子軸承。 齒圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為改善太陽輪與行星輪的嚙合條件，使載荷分布比較均勻，將原齒圈拆成齒圈和齒圈支架兩部分，使齒圈能夠浮動(dòng)。齒圈與齒圈支架通過單聯(lián)齒輪聯(lián)軸器相連，然后用卡環(huán)軸向定位。7 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼是裝載機(jī)上的重要零件之一，其主要功用是支承裝載機(jī)荷重，并將載荷傳給車輪．并將作用在驅(qū)動(dòng)輪上的牽引力，制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力傳到懸掛及車架，同時(shí)它又是主傳動(dòng)器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置(如半軸)的外殼。因此橋殼既是承載件，又是傳力件和殼體，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量．同時(shí)，橋殼應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 橋殼的結(jié)構(gòu)型式橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式和整體式。 可分式橋殼可分式橋殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成，半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。其橋殼制造工藝簡單、主傳動(dòng)器軸承支承剛度好。但橋殼的強(qiáng)度和剛度比較低，現(xiàn)已很少采用。 整體式橋殼整體式橋殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，其中部是環(huán)形空心梁，其強(qiáng)度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。因此，整體式橋殼在各類車輛上得到普遍應(yīng)用。整體式橋殼按其制造方法的不同，有多種形式，常見的有整體鑄造式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。結(jié)論：根據(jù)論證，本設(shè)計(jì)采用整體式橋殼，用 ZG35 鋼正態(tài)鑄造橋殼，并與調(diào)質(zhì)處理的 40Cr 制成的終傳動(dòng)支承軸焊接而成，其結(jié)構(gòu)如圖 71 所示： 橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核在裝載機(jī)的作業(yè)過程中，橋殼受力比較復(fù)雜。車輪與地面之間產(chǎn)生的沖擊載荷，易引起橋殼的變形和斷裂，為此，要求橋殼在動(dòng)載荷的作用下應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。本設(shè)計(jì)中的橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照同類機(jī)型進(jìn)行設(shè)計(jì) [14]。為了安全起見，橋殼應(yīng)力應(yīng)以重載運(yùn)輸、鏟取工況時(shí)的前橋、以及推壓工況時(shí)的后橋三種工況所受的載荷進(jìn)行校核。由于整機(jī)數(shù)據(jù)、液壓系統(tǒng)數(shù)據(jù)、以及作業(yè)性能未知，本設(shè)計(jì)對(duì)橋殼的強(qiáng)度計(jì)算略。在已知相關(guān)數(shù)據(jù)的情況下，可參照文獻(xiàn)[11]進(jìn)行計(jì)算。圖 71 整體式橋殼結(jié)構(gòu)簡圖8 主要花鍵、螺栓和軸承的選擇與校核 花鍵的選擇及其強(qiáng)度校核花鍵聯(lián)接是由外花鍵和具有相應(yīng)凹槽的內(nèi)花鍵組成，多個(gè)鍵齒在軸和輪轂孔的周向均布。由于結(jié)構(gòu)形式和制造工藝的不同，與平鍵聯(lián)接比較，花鍵聯(lián)接在強(qiáng)度、工藝和使用方面有以下的優(yōu)點(diǎn)：a)齒數(shù)較多，總接觸面積較大，因而可承受較大的載荷；b)因槽較淺，齒根處應(yīng)力集中較小，軸與轂的強(qiáng)度削弱較??；c)軸上零件與軸的對(duì)中性和導(dǎo)向性較好；d)可用磨削的方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量?；ㄦI有多種類型。由于漸開線花鍵的齒廓為漸開線，定心方式為齒形定心，具有自動(dòng)定心作用，有利于各齒的均勻載荷，可承受較大的載荷，故本設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)橋花鍵均為漸開線花鍵，齒形為 30o平齒根。 主傳動(dòng)輸入法蘭處花鍵的選擇與校核（1）最小軸徑估算主傳動(dòng)小錐齒輪是齒輪軸的形式。此處花鍵的齒根圓直徑應(yīng)大于軸徑最小允許直徑。軸徑最小允許直徑可用下式 [10]計(jì)算： （81）??3???jMd式中 ——軸徑最小允許直徑，mm；in——主傳動(dòng)輸入軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， = = ；j jmax1MN?——主傳動(dòng)輸入軸的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力。對(duì)于 ，許用應(yīng)力 可取??? CrnTi20???40～52 。Mpa把以上各參數(shù)代入公式可得： =～㎜。mind圓整取 =53㎜。mind（2）花鍵的選擇與主要參數(shù)的計(jì)算主傳動(dòng)輸入法蘭處花鍵的參數(shù)見表 81：表 81 主傳動(dòng)輸入法蘭處花鍵參數(shù) 長度：mm名稱 公式代號(hào) 數(shù)值模數(shù) m2分度圓壓力角 ?30186。齒數(shù) Z28長度 L60續(xù)表 81：名稱 公式代號(hào) 數(shù)值理論工作齒高 hg?2分度圓直徑 Zmd?56外花鍵大徑 )1(?De 58外花鍵小徑 5.?i 53內(nèi)花鍵大徑 ??e 59外花鍵起始圓直徑 maxFi 齒形裕度 ?內(nèi)花鍵小徑 Feii2a?（3)花鍵的校核該漸開線花鍵可用如下公式 [10]校核： (82)][20p???????mgpDLhZT式中 ——主傳動(dòng)輸入軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， = = ；T ax1MmN?——各齒間的不均勻系數(shù)，通常 ，齒數(shù)多時(shí)取小值，取? ~7??；?——齒數(shù)， 28；Z——齒的工作高度，漸開線花鍵 =2mm；ghhg——齒的工作長度， =56mm；LL——平均直徑，漸開線花鍵 mm；mD56?dDm[ ]——花鍵聯(lián)接許用擠壓應(yīng)力，使用和制造情況不良，齒面經(jīng)熱處理的p?靜聯(lián)，接許用擠壓為：[ ] 。p??Mpa70,4?把以上各參數(shù)代入公式(82)，得 [ ]。??p?所以，此漸開線花鍵強(qiáng)度滿足要求。 差速器半軸齒輪花鍵的選擇與校核（1）花鍵的選擇與主要參數(shù)的計(jì)算差速器半軸齒輪花鍵的參數(shù)見下表 82：表 82 半軸齒輪花鍵參數(shù) 長度：mm名稱 公式代號(hào) 數(shù)值模數(shù) m2分度圓壓力角 ?30186。齒數(shù) Z18長度 L60續(xù)表 82：名稱 公式代號(hào) 數(shù)值理論工作齒高 mhg?2分度圓直徑 Zd?36外花鍵大徑 )1(?De 38外花鍵小徑 5.?i 33內(nèi)花鍵大徑 ??39外花鍵起始圓直徑 maxFei 齒形裕度 ?內(nèi)花鍵小徑 Fii2?（2)花鍵的校核該漸開線花鍵可用如下公式 [10]校核： （83）??pmgpDLhZT???????20式中 ——差速器半軸齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， = = ；T ax2MmN——各齒間的不均勻系數(shù)，通常 ，齒數(shù)少時(shí)取大值，取? ~7?；?——齒數(shù)， 18；Z——齒的工作高度，漸開線花鍵 =2mm；gh mhg——齒的工作長度， =60mm；LL——平均直徑，漸開線花鍵 mm；mD36?dD[ ]——花鍵聯(lián)接許用擠壓應(yīng)力，使用和制造情況良好，齒面經(jīng)熱處理的p?靜聯(lián)接許用擠壓為：[ ] 。p??Mpa140,?把以上各參數(shù)代入公式（83） ，算得： [ ]。???p?所以，此漸開線花鍵強(qiáng)度滿足要求。 從動(dòng)錐齒輪與差速器殼聯(lián)接螺栓的選擇及強(qiáng)度校核 從動(dòng)錐齒輪與差速器殼聯(lián)接螺栓的設(shè)計(jì)由于差速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，容不下太大的螺栓，從動(dòng)錐齒輪與差速器殼聯(lián)接螺栓采用 12 個(gè)頭部帶孔的鉸制配合螺栓，并采用串聯(lián)鋼絲防松，螺栓材料選用 40Cr，淬火并回火，力學(xué)性能等級(jí)為 ，抗拉強(qiáng)度 ，屈服點(diǎn) 。Mpak10??Mpas90?? 聯(lián)接螺栓的失效分析配合螺栓的主要失效形式有：螺栓桿在連接結(jié)合面被剪斷，螺栓桿與孔壁接觸表面被壓潰，因此，應(yīng)對(duì)螺栓配合連接進(jìn)行抗剪強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度計(jì)算。 聯(lián)接螺栓的強(qiáng)度校核（1）螺栓所受剪切力的計(jì)算從動(dòng)錐齒輪最大扭矩為： = 。max2MN由最大扭矩產(chǎn)生的力 [10]為： (84)rFsmax2?式中 ——螺栓中線到到從動(dòng)大錐齒輪旋轉(zhuǎn)中心的距離，由結(jié)構(gòu)取r=62mm=。r把各個(gè)參數(shù)代入得， 。每個(gè)螺栓受力均等，則單個(gè)螺栓受的力 [10]為： （85）nFs??式中 ——螺栓個(gè)數(shù)，為 12。n把各個(gè)參數(shù)代入得， 。??（2）確定許用應(yīng)力螺栓的許用剪切應(yīng)力 ，螺栓桿的許用擠壓應(yīng)力??Mpas2501~???，差速器殼采用 材料 ，許用擠壓應(yīng)力為??~6.??? 13?KZH。s3（3）確定螺栓直徑 od螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件 [10]為： （86)?????????mdFos24得： （8???s7）式中 ——螺栓桿直徑，㎜；od——螺栓桿受剪面的數(shù)目， 為 1；mm——螺栓的許用剪切應(yīng)力， ；?????Mpa250??把各個(gè)參數(shù)代入得， ㎜。?od選用規(guī)格為 M6 的配合螺栓。（4）確定螺孔軸向長度螺栓與聯(lián)接件孔壁接觸面的擠壓強(qiáng)度可用下式 [10]進(jìn)行計(jì)算：