【正文】 時光匆匆，華東交通大學(xué)必定會是我人生中最難忘也最美好的回憶。在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)即將結(jié)束的時候，我覺得我應(yīng)該感謝每一位教授我知識的老師，是他們帶著我?guī)易呱狭塑囕v工程的探索之路。本次設(shè)計(jì)共分為兩大部分：理論計(jì)算和繪圖。 主要軸承的校核作用在主、從動錐齒輪上的力主動錐齒輪為左旋，從動錐齒輪為右旋，計(jì)算前進(jìn)時的受力，這時從小錐齒輪的小端看，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r針。102180。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊初選花鍵，參數(shù)如下表：表73 花鍵基本尺寸模 數(shù)m分度圓壓力角a齒 數(shù)z21理論工作齒高h(yuǎn)h = m分度圓直徑d理論工作齒長L80外花鍵大徑55外花鍵小徑內(nèi)花鍵大徑內(nèi)花鍵小徑49鍵的強(qiáng)度校核此處花鍵所受的剪切應(yīng)力為：式中各符號的意義同前，則則 ，且外花鍵小徑大于半軸桿部直徑，則選用的花鍵合適。此處花鍵要求半軸桿部直徑應(yīng)小于等于半軸花鍵小徑，以使半軸各部分達(dá)到等強(qiáng)度。故其變位方式應(yīng)采用高度變位，即,則齒圈的變位系數(shù)為： 幾何尺寸計(jì)算各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果見表62。表61 行星傳動嚙合參數(shù)計(jì)算項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式t x齒輪副q x齒輪副中心距變動系數(shù)y嚙合角變位系數(shù)和齒頂高變位系數(shù)重合度e確定各齒輪的變位系數(shù)：t x 齒輪副 在t x 齒輪副中，由于太陽輪的齒數(shù)，和中心距。因此，該行星齒輪傳動不能滿足非變位的同心條件。對于N個行星輪均勻分布，裝配條件是： 配齒計(jì)算 為使減速器尺寸盡可能小，應(yīng)使太陽輪的齒數(shù)盡可能的小，一般為14～22，在這個區(qū)間內(nèi)配齒，選用滿足傳動比和安裝條件的齒數(shù)，并考慮相應(yīng)的強(qiáng)度問題，最終選用：則根據(jù)同心條件得：，則選擇齒數(shù)后的傳動比為：則，則齒數(shù)選擇合適。故得因大部分輪邊減速器齒輪采用角度變位，以方便選擇行星齒輪齒數(shù)，增加輪齒的強(qiáng)度。這種方案的傳動比為。在少數(shù)具有高速發(fā)動機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動車輛和超重型載貨車輛上，有時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對汽車的總體布置很方便。 半軸強(qiáng)度驗(yàn)算全浮式半軸只傳遞扭矩，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力如下：式中 —— 半軸受到的扭矩，N mm；d —— 半軸桿部直徑，mm；則半軸受到的扭矩為：則t 在500 ~ 600MPa 范圍內(nèi)，半軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度合格，直徑選擇合適。計(jì)算時首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：①縱向力（驅(qū)動力或制動力）最大時，其最大值為，沒有側(cè)向力作用；②側(cè)向力最大時，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時），沒有縱向力作用；③垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時），其值為，其中為車輪對地面的垂直載荷，為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同女、半軸法蘭平面相對其軸線不垂直等因素，會引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為5～70MPa。 3／4浮式半軸(圖51b)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。　結(jié)構(gòu)形式分析 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為牛浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。輪齒彎曲強(qiáng)度為 式中： M差—— 差速器收到的扭矩，N mm，n—— 差速器行星齒輪個數(shù)，n = 4；b —— 齒寬，mm；z半—— 半軸齒輪齒數(shù)；J —— 綜合系數(shù)，查圖43得J = ；圖43彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)K ——尺寸系數(shù)，當(dāng)m ，則；—— 載荷再分配系數(shù)，可??； —— 過載系數(shù)，； —— 質(zhì)量系數(shù)， ；半軸齒輪與行星齒輪材料選為20CrMnTi ，其極限應(yīng)力為，則 ，則，齒輪彎曲強(qiáng)度合格。大端頂圓直徑186mm120mm齒寬30mm25mm頂錐角176。工作齒高齒全高齒頂高齒根高齒根角176。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。（1）齒數(shù)的選擇行星齒輪齒數(shù)， 多采用10 ~ 12 ，半軸多采用16 ~ 22 。此時應(yīng)使小齒輪齒數(shù)盡量小以得到大的模數(shù)，從而提高齒輪強(qiáng)度。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。如圖42所示。于是+=（+）+()即 + =2 （41） 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則 （42）式（42）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。 本設(shè)計(jì)采用對稱式圓錐直齒輪差速器。 差速器是個差速傳動機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動，用來保證各驅(qū)動輪在各種運(yùn)動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。 錐齒輪彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算錐齒輪輪齒的齒根最大彎曲應(yīng)力為：式中 —— 錐齒輪所受的最大彎曲應(yīng)力， —— 錐齒輪最大載荷作用下的扭矩，N .mm； —— 超載系數(shù)，可取；—— 動載系數(shù)，7級精度，可取 ；F —— 齒寬，mm，F(xiàn) = b；z —— 齒數(shù)；m —— 大端模數(shù)， s m = m ； —— 尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性與齒輪尺寸及熱處理有關(guān)，一般當(dāng)模數(shù)；時：K —— 載荷分配系數(shù)，小齒輪用跨置式支承，取； —— 計(jì)算彎曲應(yīng)力的系數(shù)，查得1， ；則需用彎曲應(yīng)力為：，則， 齒輪彎曲強(qiáng)度合格。 為改善新齒輪的磨合，防止其在余興初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理以及精加工后，～、鍍錫處理。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（%～%），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。(2)齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。這里取 а＝20176。30’或16176。這樣可使主、從 動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35176。(4)中點(diǎn)螺旋角 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小。b≦1／3La。(2)主、從動齒輪齒形參數(shù)計(jì)算表32 小齒輪齒數(shù) 的選擇型式傳動比齒數(shù)允許范圍推薦齒數(shù)單級減速～9～1010～8～109～7～98～6～87～5～76雙級減速～12～1614～11～1513～10～1311～9～1110從動錐齒輪大端分度圓直徑，按經(jīng)驗(yàn)公式：式中 —— 從動錐齒輪大端分度圓直徑（mm）； —— 直徑系數(shù)， ~ ；—— 計(jì)算載荷， 則初選大端分度圓直徑為520mm則模數(shù)為經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)?shù)符合要求！根據(jù) (3)主，從動錐齒輪齒面寬和 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。實(shí)際上用綜合影響系數(shù)K 值把短時最大載荷轉(zhuǎn)換為疲勞強(qiáng)度計(jì)算時的計(jì)算載荷。其所受的計(jì)算載荷，即受外部載荷變化的影響，又收到內(nèi)因產(chǎn)生的動載荷的影響，同時與進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時的最大力矩如何確定也有關(guān)。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。缺點(diǎn)是齒面滑移大，軸承推力大，傳動效率低，（螺旋錐齒輪h = 95%）加工精度要求高。和螺旋錐齒輪相比，由于主動齒輪螺旋角增大（可達(dá)50176。并使齒輪嚙合對裝配錯位不像直齒敏感，從而裝配較容易。其性能介于直錐齒輪與螺旋錐齒輪之間，同時嚙合的齒數(shù)比直錐齒輪多，傳遞載荷較大。 結(jié)構(gòu)型式表31減速形式減 速 型 式特 點(diǎn)應(yīng) 用單級減速結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本低、傳動比一般在7以下中小型底盤，如JSJS2 小反斗車、 裝載機(jī)前置錐齒輪雙級減速可得較大傳動比（5~9，最大可達(dá)11）和離地間隙，橋的縱向尺寸大，傳動軸的夾角增大較長軸距的中、重型底盤，如Y8汽車起重機(jī)上置錐齒輪雙極減速傳動裝置布置較高，便于傳動軸通過，車身較高多橋驅(qū)動底盤， 如上安QY15（SH361）PY160 平地機(jī)等單級減速附外嚙合輪邊減速橋的中央部分、差速器、半軸負(fù)荷減小、尺寸小、提高離地間隙中、大型底盤，如Z42 裝載機(jī)單級減速附行星輪邊減速橋中部差速器，半軸體積小，縮短橋中心到傳動軸凸緣的距離，行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，半軸與輸出驅(qū)動軸同軸，傳動比可達(dá)12~18工程機(jī)械和重型汽車上廣泛應(yīng)用，如ZL50、ZLZLSH380、TL160、CL70雙級減速附行星輪邊減速是前兩種結(jié)構(gòu)的組合，減速比很大，增大扭矩，減低重心超重型多橋底盤如QD100 汽車起重機(jī)圖31 錐齒輪齒形（1）直錐齒輪，如圖 31（a）所示，齒線形狀為直線，是最簡單的型式，便于加工。第三章 主減速器設(shè)計(jì) 主減速器是車輛傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置型式。在多橋驅(qū)動的情況下，動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋的方式有兩種。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著的影響。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動橋。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨(dú)立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨(dú)立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。d)在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，要求質(zhì)量小。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、半軸、輪邊減速器和驅(qū)動橋殼等組成。這些微型裝載機(jī)適用于建筑工地和地下礦山挖溝、平地、堆料等。如：179。不久又推出更大的Cat994輪式裝載機(jī)，根據(jù)物料體積質(zhì)量不同而選配1830m3的鏟斗、機(jī)重170t；德雷塞（Dresser）公司90年代初推出4000型輪式裝載機(jī)，斗容1030m179。2005年卡特彼勒、小松、沃爾沃、CNH和迪爾的總產(chǎn)量占該年總產(chǎn)量的75%，而10年前5大制造商只占54%，目前這5大制造商在國際市場中所占份額的總和仍在增加。歐洲和北美洲彼此的市場規(guī)模非常相近，但其市場構(gòu)成卻存在根本差別:2000年在中國市場真正搞活以前，輪式裝載機(jī)全球需求量約為74500臺。所以，小型裝載機(jī)將具有良好的開發(fā)前景 。我想這些都是今后小裝技術(shù)發(fā)展的方向。國際一流公司小松、利渤海爾、沃爾沃、卡特彼勒等在國內(nèi)成立合資或獨(dú)資公司后，更加劇了國內(nèi)裝載機(jī)市場的競爭。其“八五”、“九五”技改的較大投入已逐漸發(fā)揮效力和作用，使企業(yè)煥發(fā)出生機(jī)和活力。在ZL50的基礎(chǔ)上，后又設(shè)計(jì)發(fā)展了ZL100、ZLZLZL20裝載機(jī)系列產(chǎn)品，并在這個系列的基礎(chǔ)上發(fā)展了DZL50和DZL40型供地下礦坑和隧道施工用的地下裝載機(jī)變型產(chǎn)品。1962年國外出現(xiàn)鉸接式裝載機(jī)后,天津工程機(jī)械化研究所與天津交通局于1965年聯(lián)合設(shè)計(jì)了Z425型鉸接式裝載機(jī)。1958年，上海港口機(jī)械廠首先測繪并試制了67KW（90hp）、斗容量為1m3的裝載機(jī)。將齒輪的幾個基本參數(shù)，如齒數(shù)，模數(shù)，從動齒輪的分度圓直徑等確定以后，用大量的公式可計(jì)算出齒輪的所有幾何參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行齒輪的受力分析和強(qiáng)度校核。就我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫的研究成果，也不包含為獲得華東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。如在文中涉及抄襲或剽竊行為，本人愿承擔(dān)由此而造成的一切后果及責(zé)任。了解了差速器，半軸和最終傳動的結(jié)構(gòu)和工作原理以后，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，合理選擇它們的形式及尺寸。這是我國自己制造的第一臺裝載機(jī)。柳州工程機(jī)械廠和天津工程機(jī)械研究所合作，在參考國外樣機(jī)的基礎(chǔ)上，(220hp)、斗容量為3m3的ZL50型裝載機(jī)。通過近40年的發(fā)展，我國裝載機(jī)從無到有，產(chǎn)品種類及產(chǎn)量均有較大幅度的提高，已經(jīng)形成獨(dú)立的系列產(chǎn)品和行業(yè)門類。“十五”期間，輪式裝載機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，%，%；2006年中國裝載機(jī)26家主要企業(yè)共銷售119895臺，%(不含小裝)，占據(jù)世界裝載機(jī)的大半壁江山。 我國小型裝載機(jī)制造業(yè)當(dāng)前正處于發(fā)展時期，有一定的盈利空間，小裝技術(shù)水平低、結(jié)構(gòu)簡單、零配件充足齊全，進(jìn)入門檻低。目前已經(jīng)有一些常規(guī)裝載機(jī)大廠開始生產(chǎn)小裝，如廈工集團(tuán)所屬的“廈工新宇”、徐工集團(tuán)所屬的”徐特“、柳工所屬的“江蘇柳工”等。 國外輪式裝載機(jī)的發(fā)展概況國外輪式裝載機(jī)最早出現(xiàn)在第二次工業(yè)革命時期，其發(fā)展到今天，無論是技術(shù)、設(shè)計(jì)、制造還是銷售、服務(wù)等都已