【正文】 動力性和燃料經(jīng)濟性都有直接影響。我所設(shè)計的輪邊減速器結(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。 滿足傳動比條件，同心條件，裝配條件和鄰接條件。 輪邊減速器設(shè)計的主要任務(wù)是： 從各方面考慮，選擇合適的尺寸，提出整體設(shè)計方案。 保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，可獲得倒檔行駛。尤其是大型非公用車，由于空間限制，必須將更多的傳動比分配到驅(qū)動橋上，因此輪邊減速器可以大大的改善整車的結(jié)構(gòu)和性能。變速裝置是傳動系統(tǒng)中很重要的組成部分，它的設(shè)計的好壞直接關(guān)系到傳動效率，燃油消耗率，汽車的使用壽命，甚至能否啟動。因此，我國的發(fā)展之路仍是任重道遠。要采取積 極地應(yīng)對方案力爭在較短時間內(nèi)能有所進展。且運營環(huán)境的空氣質(zhì)量也很差，揚塵濃度很高，對作業(yè)工人的身體傷害很大，還有就是承載運輸量大，作業(yè)強度高 [5]。當(dāng)然，還要了解一下目前我國的輪邊減速器發(fā)展?fàn)顩r，已考慮其細節(jié)問題，可以達到與市場結(jié)合。還要考慮到固定用的擋圈和 連接螺栓等。 主要工作任務(wù)就是根據(jù)已知條件選擇齒輪副的齒數(shù)和模數(shù)，并校核其齒輪副的齒面接觸強度和齒根彎曲強度。 課題背景及開展研究 的意 義 課題背景 本文是根據(jù) TYQ4190 型汽車已知參數(shù)和工作環(huán)境等已知條件所設(shè)計的輪邊減速器。在機械硬件方面卡特彼勒也可以稱得上業(yè)界內(nèi)的航母，他的機械部分設(shè)計簡便，人性化，強度高，使用壽命長，且維修方便。如：全自動的緩行制動，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速由電控單元根據(jù)傳感器和節(jié)氣閥所給出的數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)。越來越多的電控系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)被運用到礦用車上來，使得礦用車的操作越來越簡易方便，產(chǎn)量也更大。 目前我國所使用的減速機主要是從德國，英美進口的，自主研發(fā)的減速機一 般很少在大型礦用車上使用 [4]。進年來輪邊減速器部分也不斷踴躍出很多新的很有創(chuàng)意的設(shè)計，雖然這些設(shè)計離最終成型使用還有一些差距，但是，足見我們在創(chuàng)新設(shè)計上，已經(jīng)邁出了一大步。并且組織了專業(yè)化成批生產(chǎn)，在國內(nèi)進行了推廣應(yīng)用。因此，如何改進設(shè)計方法，提高設(shè)計質(zhì)量是裝載機行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。但是與國外先進的技術(shù)相比還是有很大的差距。但是隨著時代的發(fā)展，我國漸漸落后于西方發(fā)達國家 ，目前已經(jīng)有了很大的差距，但是我們正在努力發(fā)展，自主創(chuàng)新 [4]。差速器的動力從半軸 12 經(jīng)中心齒輪 行星齒輪 行星架 5 轉(zhuǎn)給輪轂而驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn) [3]。在中心齒輪 7和齒圈 3之間裝有三個行星齒輪 4，行星齒輪通過圓錐滾子軸承和 6 支撐在行星架 5 上。 如圖 11 所示：太陽輪 7 通過花鍵與半軸 12相連接，并隨半軸轉(zhuǎn)動 。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到驅(qū)動車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。 工作原理 圖 11汽車輪邊減速器結(jié)構(gòu)圖 1半軸套管； 2齒圈座； 3內(nèi)齒圈； 4行星齒輪； 5行星架； 6行星齒輪軸； 7太陽輪； 8鎖緊螺母； 9螺栓； 10螺釘； 11輪轂； 12半軸； 13制動器 根據(jù)我們選擇的 NGW 型輪邊減速器簡單介紹一下其工作原理。 有的輪邊減速器設(shè)置在車輪的輪轂內(nèi)，使得整個驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時降低主減速器，半軸，差速器的負荷，減小傳動部件的結(jié)構(gòu)尺寸，保證后橋具有足夠 的離地間隙。 行星輪作為減速器可以安置在輪邊，則稱為輪邊減速器。另一些類型則傳動比可以很大，但效率較低，用它們作減速器時，其效率隨傳動比的增大而減?。蛔髟鏊倨鲿r則有可能產(chǎn)生自鎖。 行星齒輪傳動的主要特點是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)；但大功率高速行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。他由內(nèi)外嚙合和共用行星輪組成，它的結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，工藝性好，效率高，雖然傳動比比較小，但可通過多級串聯(lián)組成傳動比大的輪系。根 據(jù)本次要設(shè)計的輪邊減速器的傳動比為大約 ，而 NGW型最佳傳動比為 3～ 9[2]，因此選用 NGW 型行星齒輪傳動系統(tǒng)。如：NGW， NW， WW， NN， ZUWGW。因此在本輪邊減速器的設(shè)計中也II 采用 2K－ H 型。三個基本部件中，任意一個固定，在任意一個作為輸入，剩下的作為輸出件。在三個基本構(gòu)件中，必須給定兩個構(gòu)件的運動，才 能求出第三個構(gòu)件的運動。 周轉(zhuǎn)輪系由行星輪，行星架，中心輪（太陽輪）三個基本部件構(gòu)成。 本文將要設(shè)計的輪邊減速器是行星齒輪傳動，它屬于周轉(zhuǎn)輪系。 由一系列相互嚙合的齒輪所組成的齒輪傳動系統(tǒng)稱為輪系，它是一種變速裝置，在傳動系統(tǒng)中實 現(xiàn)定傳動比變速或者有級變傳動比變速，即在輸入軸與輸出軸之間獲得預(yù)期的傳動比大小和轉(zhuǎn)向關(guān)系。 輪邊減速器分類及工作原理 輪邊減速器的分類 通過傳動將動力機的速度降低，使之滿足執(zhí)行系統(tǒng)的需求的傳動裝置稱為減速器。行星減速器與普通 齒輪減速器相比，具有重量輕、體積小和傳動比大的優(yōu)點。如速比的限制，安裝尺寸的限制，傳動方向的限制等，因此本文中所設(shè)計的輪邊減速器采用的是行星齒輪傳動。輪邊減速器的設(shè)計受到很多條件的限制，如安裝尺寸條件和傳動方向等，因此在設(shè)計輪邊減速器時要綜合考慮各種約束條件。并且用 UG建立了三維實體模型，并組裝成裝配圖，以察看其配合程度。計算了其參數(shù)，并且對太陽輪和內(nèi)齒圈的齒面和齒根分別進行了強度校核。 本文設(shè)計的輪邊減速器采用技術(shù)較為成熟的行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，與普通齒輪傳動相比他有很多優(yōu)點，如可以減小體積和重量，并且可以達到較高的變比。在三維圖合理無干涉的情況下用 CAD軟件繪制圖紙完成設(shè)計任務(wù)。同時對軸承和連接花鍵的選擇和設(shè)計，并進行了強度校和。計算出基礎(chǔ)參數(shù)以后根據(jù)該參數(shù)設(shè)計齒輪副的其它尺寸和輪邊減速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 由于車速要求較高，且其載重量大，對其結(jié)構(gòu)的強度要求較高。417421 【 12】張寶成 .輪邊減速器內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)改進設(shè)計 .北京礦冶研究總院 . 【 13】李必文、張春良 .輪邊減速器優(yōu)化設(shè)計存在的問題及對策 .中國工程機械學(xué)報，20xx， ()。1820. 【 9】楊鎖望、韓玉琪、楊鈺 .礦用自卸車驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)分析與改進設(shè)計 .專用汽車， 20xx。78 【 7】焦萬銘、馮雅麗、楊鈺 .狂勇氣車輪邊二級行星減速器設(shè)計 .礦山機械， 20xx。 第 1718周：畢業(yè)答辯 五 、主要參考文獻： 【 1】劉淮信主編 .汽車設(shè)計 .北京； 清華大學(xué)出版社， 20xx 【 2】陳家瑞主編 .汽車構(gòu)造，機械工業(yè)出版社， 1997 【 3】機械設(shè)計手冊編委會 .機械設(shè)計手冊 .北京；機械工業(yè)出版社， 20xx 【 5】鄧勛、張文明、郭耀斌 .BZQ3390 礦用自卸車輪邊減速器的設(shè)計 .煤礦機械， 20xx，（ ） 。 第 912 周 ：繪制輪邊減速器和橋殼總成圖。 II 四、研究工作進度： 第 14 周 ：調(diào)查研究，收集資料，翻譯外文資料，確定輪邊減速器的結(jié)構(gòu)形式。 (2 主要零部件的強度校核：利用有限元發(fā)對輪邊減速器行星 架的結(jié)構(gòu)強度進行分析校核。 1 查找相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點，進行車輪減速器和橋殼總成的設(shè)計； 2 確定輪邊減速器和橋殼的結(jié)構(gòu)形式； 3 確定輪邊減速器 和橋殼的主要性能參數(shù)； 4 輪邊減速器和橋殼的總成的設(shè)計、計算、分析、制圖； 5 其他相關(guān)零部件的設(shè)計； 6 結(jié)合本課題查閱并翻譯不少于 3000 字的英文資料； 7 編寫設(shè)計說明書； 三、研究步驟、方法及措施： 方法主要有 文獻研究法：通過對中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)，萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)等中英文數(shù)據(jù)庫的檢索，收集有關(guān)資料，并對收集的資料進行歸納分析，為論文作鋪墊。隨著有限元方法的應(yīng)用，普及以及設(shè)計人員的經(jīng)驗積累，實體建模將越來越接近真實結(jié)構(gòu)，這樣的研究成果才能真正指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。隨著計算機性能的提高和設(shè)計人員經(jīng)驗的積累，對產(chǎn)品設(shè)計的仿真模型與實際模型相差很小，這樣可以保證仿真性能的可靠 性。 (3)隨著計算機廣泛應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域，在產(chǎn)品的研發(fā)初期，可以應(yīng)用計算機輔助工程 (CAE)，通過計算機模擬實際工作情況，對產(chǎn)品的各項性能進行檢測，比如對其靜態(tài)的，動態(tài)的性能進行測試，這樣可以在設(shè)計時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷，避免樣機制造的風(fēng)險，用 CAE 技術(shù)不僅 可以降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，而且可以對設(shè)計的結(jié)果進行驗證，這樣可以整體了解產(chǎn)品的性能，省去一些不需要的環(huán)節(jié)，節(jié)省研發(fā)費用，現(xiàn)在對于一些特別復(fù)雜的機械零件，由于在 CAE 中不易建模而采用在三維 CAD 中進行建模，把所建好的實體模型數(shù)據(jù)，用另一種可以讓 CAE 軟件識別的格式保存，然后導(dǎo)入到 CAE 軟件中。當(dāng)前，國外的一些公司針對產(chǎn)品的不同特點，開發(fā)出了很多專用的優(yōu)化設(shè)計模塊，這些優(yōu)化設(shè)計模塊之間有良好的數(shù)據(jù) 接口，產(chǎn)品的幾何模型可以通過它們實體造型模塊的優(yōu)化結(jié)果直接輸出，這樣的設(shè)計大大提高了工作效率，對于產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，企業(yè)研發(fā)能力的提高都有好處，由于開發(fā)的產(chǎn)品周期短、速度快，可以使企業(yè)在市場競爭中處于領(lǐng)先地位。 (2)對于行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，目前國外已經(jīng)廣泛采用了 CAD／ CAE／ CAM一體化的設(shè)計方法，這是一種面向零件的參數(shù)化的 3D 實體模型設(shè)計技術(shù)，與以往傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法相比，這是一條革命性的設(shè)計理念。在新理論和新數(shù)學(xué)計算方法出現(xiàn)的同時，行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計方法也隨著更新，比較新的研究成果：有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用，有遺傳算法在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用，有模糊數(shù)學(xué)在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用，有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用，基于可靠性工程的理論通過引入強度可靠性系數(shù)方程來進行優(yōu)化設(shè)計。與此同時，現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計理論也應(yīng)用到行星齒輪傳動技術(shù)中，根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)，通過建立輪邊減速器行星齒輪數(shù)學(xué)模型，產(chǎn)生了多種優(yōu)化設(shè)計方法。發(fā)展比較快且取得一定科研成果的是在行星齒輪傳動動力學(xué)方面。本論文就是對輪邊減速器進行研究，找出合適的方法，為自主研發(fā)出具有結(jié)構(gòu)簡單，高精度和高可靠性的減速器提供理論支持。一般情況是：國外的整機的價格是國內(nèi)價格的 2～ 3倍，而易損件、備件的價格卻是 5～ 8 倍，因此，發(fā)展我國的輪邊減速器產(chǎn)品是非常必要的 。自從我國加入 WTO 之后，減速器行業(yè)面臨極大的壓力與挑戰(zhàn)，為了應(yīng)對這一嚴(yán)峻形勢，一方面要引進更多更好的國外產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)，另一方面必須迅速發(fā)展民族工業(yè)。公路運輸?shù)玫搅撕芸斓陌l(fā)展，為了降低運輸成本，緩解鐵路壓力，促使了汽車的運輸能力和載貨量逐漸加大。 我國研制汽車輪邊減速器始于 20世紀(jì) 70年代中期，由于各種原因，至今發(fā)展不快，只有幾個廠家從事生產(chǎn)，技術(shù)水平只相當(dāng)國外 20 世紀(jì) 80 年代末的水平，數(shù)量和質(zhì)量也遠遠滿足不了國內(nèi)運輸業(yè)發(fā)展的需要。在一些礦山水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引汽車及大型公共汽車等，要求有較高的動力性，而汽車車速相對較低，因而其傳動系的低檔總傳動比很大，為了使變速器分動器傳動軸等總成不致因承受過大尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動系的傳動比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動橋。 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件（論文） ： 1. 輪邊 減速器 總成圖紙一套； 。II XXXX 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 班 級 ： 姓 名 ： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： TYQ4190 型汽車輪邊減速器 的 設(shè)計 Designing the wheelside plaary reducer of theTYQ4190 指導(dǎo)教師： 職稱 : 職稱 : 20**年 **月 **日 II 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 ： 汽車輪邊減速器設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料） ： 要求 ： ，進行文獻檢索、調(diào)查研究工作； 理論和專業(yè)知識，制定最佳設(shè)計方案； 1250型載重車的各項性能要求 ； ，正確清晰，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定； 、層次清晰、文理通順，具體按照太原理工大學(xué)畢業(yè)論文規(guī)范撰寫； ，掌握 輪邊 減速器 的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計方法； 。 原始數(shù)據(jù)（資料） ： 質(zhì)量參數(shù)： (kg) 載質(zhì)量 整備質(zhì)量 總質(zhì)量 掛車質(zhì)量 半掛鞍座質(zhì)量 120xx 7000 19000 35000 11000 尺寸參數(shù)： (mm) 外形尺寸 5980 2500 3030 軸距 3400 接近角 /離去角 (度 ) 18/32 車箱內(nèi)部尺寸 輪距 2027/1820 最小離地間隙 240 其它參數(shù)： 1)、最高車速： 98km/h 2)、 最大爬坡度 (%)： 30 3)、車輪及輪胎：