【正文】 5）式中，為后橋載荷，為動(dòng)載系數(shù)?？慑戣T鐵橋殼取較小值，鋼板沖壓焊接橋殼取最大值。7輪邊減速器的設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)的基本代號(hào)設(shè)為：K中心輪，H轉(zhuǎn)臂，V輸出軸。同時(shí)，2K—H型行星齒輪結(jié)構(gòu)具有制造簡(jiǎn)單、安裝方便、外形尺寸小，重量輕、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)，雖然3K及KHV型也有傳動(dòng)比大、效率高等特點(diǎn)，但考慮到外形尺寸、重量以及制造的難易程度等因素，在此設(shè)計(jì)中選擇2KH型行星齒輪結(jié)構(gòu)作為輪邊減速器的傳動(dòng)形式。所謂2KH正號(hào)機(jī)構(gòu)，即指當(dāng)外齒圈固定時(shí)，行星齒輪的中心輪與轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)向相同。通過(guò)以上分析，本設(shè)計(jì)中輪邊減速器的傳動(dòng)方案采用行星齒輪傳動(dòng)2KH、NGW型的行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，齒圈固定于車體上，太陽(yáng)輪作為輸入件，行星架作為輸出件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：圖71 齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖由所給條件知傳動(dòng)比=，現(xiàn)根據(jù)輪邊減速器的使用條件，考慮輪胎結(jié)構(gòu)尺寸的限制，初步選定太陽(yáng)輪的齒數(shù)=23,行星輪數(shù)目=5，行星輪齒數(shù)=17,內(nèi)齒圈齒數(shù)=57。根據(jù)2KH型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 因此特性參數(shù)p= =23= 取 因此傳動(dòng)比是合格的。即，滿足均布安裝條件，故能順利裝配。在行星齒輪傳動(dòng)中，齒輪材料的選擇主要是根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件、結(jié)構(gòu)條件(外形尺寸和重量)和經(jīng)濟(jì)性條件等方面的要求來(lái)確定的。行星齒輪傳動(dòng)中的中心輪同時(shí)與幾個(gè)行星齒輪嚙合，載荷循環(huán)次數(shù)最多，通常中心輪是行星傳動(dòng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。根據(jù)本課題所研究的輪邊減速器的使用環(huán)境，維修條件以及重型載貨汽車的重型重載特征，輪齒載荷性質(zhì)，承載能力，結(jié)合齒輪常常發(fā)生的失效形式，并考慮加工工藝、材料來(lái)源、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性等條件，經(jīng)綜合，選擇齒輪材料和熱處理方式見(jiàn)下：中心輪，材料選用20CrMnTi，齒面硬度范圍HRC60~62，熱處理方式為齒面滲碳淬火，強(qiáng)度參數(shù)取σHlim=1550N/㎜2，σF/lim=600N/㎜2；行星輪，材料選用20CrMn面，齒面硬度范圍HRC56~58，并要求心部硬度≥HRC35，熱處理方式為齒面滲碳淬火，心部硬度=HRC35，強(qiáng)度參數(shù)取σHlim=1550N/㎜2，σF/lim=600N/㎜2；內(nèi)齒圈，材料選用40CrMo，齒面硬度范圍HB260～290，熱處理方式為調(diào)質(zhì)表面淬火處理，強(qiáng)度參數(shù)取σHlim=1160 N/㎜2；σFlim=360N/㎜2。由于它處于輸入軸上，且同時(shí)與幾個(gè)行星輪相嚙合，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多，承受載荷較大，工作條件較差。對(duì)于閉式傳動(dòng)，應(yīng)同時(shí)滿足接觸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度要求。硬齒面齒輪的設(shè)計(jì)方法為按照彎曲疲勞強(qiáng)度對(duì)齒輪模數(shù)進(jìn)行計(jì)算，按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩；式中：—中心輪a所傳遞的轉(zhuǎn)矩，；—差速器轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)；—行星輪數(shù)目。表71輪邊減速器齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)幾何尺寸計(jì)算名稱代號(hào)計(jì)算公式太陽(yáng)輪行星齒輪內(nèi)齒圈模數(shù)齒數(shù)231757壓力角分度圓直徑齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚齒槽寬頂隙標(biāo)準(zhǔn)中心距齒頂圓壓力角表中，為齒頂高系數(shù)（=1）；為頂隙系數(shù)（=）。對(duì)于不同傳動(dòng)類型的行星齒輪傳動(dòng)，其效率η值得大小也是不同的。在同一類型的行星齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)輸入件，輸出件不同時(shí)，其效率η值也不相同。在2KH型行星齒輪傳動(dòng)中，傳動(dòng)效率公式 (73)且有 (74)其中，p=。則=。在行星齒輪機(jī)構(gòu)中，各齒輪輪齒較常見(jiàn)的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損和輪齒折斷。由于它處于輸入軸上，且同時(shí)與幾個(gè)行星輪相嚙合，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多，承受載荷較大；工作條件較差。在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，合理地提高輪齒的彎曲強(qiáng)度，增加其工作的可靠性是非常重要的。對(duì)于直齒圓柱齒輪的嚙合齒輪副只需繪出切向力F,如圖28所示：圖72齒輪傳動(dòng)的受力分析 對(duì)行星輪系進(jìn)行受力分析計(jì)算，可得行星輪c作用于a的切向力 (75)c上所受的三個(gè)切向力分別為：中心輪a作用于行星輪c的切向力為： (76)內(nèi)齒輪b作用于行星輪c的切向力為： (77)轉(zhuǎn)臂x作用于行星輪c的切向力為： (78)在轉(zhuǎn)臂x上所受到的作用力： (79)在轉(zhuǎn)臂x上所受力矩為： (710)在內(nèi)齒輪b1上所受的力矩為：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法”（GB/T3480—1997），該標(biāo)準(zhǔn)系把赫茲應(yīng)力作為齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算基礎(chǔ)，并用來(lái)評(píng)價(jià)齒輪的接觸強(qiáng)度。計(jì)算時(shí)取節(jié)點(diǎn)和單對(duì)齒嚙合區(qū)內(nèi)界點(diǎn)的接觸應(yīng)力中的較大者，大小齒輪的許用接觸應(yīng)力分別計(jì)算。以上公式中，正號(hào)“+”適合于外嚙合；負(fù)號(hào)“”適合于內(nèi)嚙合。，按式717計(jì)算 (717)查手冊(cè)取A=,B=,b=120,d1=207,C=，帶入可得KHβ=。故取嚙合副12的工作齒寬b=120㎜。由上可知，齒面接觸應(yīng)力=777N/㎜2﹤=㎜2；故齒輪副ac滿足接觸應(yīng)力的強(qiáng)度條件。節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；將代入可得ZH=；重合度系數(shù)；將εα==；齒間載荷分配系數(shù)；，；對(duì)行星輪c進(jìn)行受力分析易知內(nèi)齒圈b作用于行星輪c的切向力等于中心輪1作用于行星輪c的切向力，故仍有名義切向力Fτ=，取內(nèi)齒圈b的齒寬b3=120㎜故齒輪副cb的工作寬度b=120㎜將各系數(shù)及u=、d1=228代入式220，221，222可得故取齒面接觸應(yīng)力σH=2）許用接觸應(yīng)力同上分析，各系數(shù)取接觸疲勞極限；查表，取最小安全系數(shù)=；算接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)ZN，；將所求系數(shù)代入式230可得由上可知，齒面接觸應(yīng)力；故齒輪副cb滿足接觸應(yīng)力的強(qiáng)度條件。前文已求得中心輪a在每一個(gè)功率分流上的切向力Ft=，由牛頓第三定律知道行星輪c受到中心輪a的切向力大小也為Ft，對(duì)行星輪c作受力分析可知：內(nèi)齒圈b作用于行星輪c的切向力大小為Ft，行星輪軸對(duì)行星輪c的作用力為2Ft。當(dāng)行星輪相對(duì)于行星架對(duì)稱配置時(shí)，載荷Ft作用在軸跨距的中間。由于軸較短，可以認(rèn)為軸是沿整個(gè)跨度承受均布載荷q=F/L。為了滿足軸承潤(rùn)滑，在行星軸上加工油孔花鍵聯(lián)接靠軸和轂上的縱向齒的互壓傳遞扭矩，可用于動(dòng)聯(lián)接和靜聯(lián)接。本設(shè)計(jì)中共有三處采用花鍵連接，分別是輸入端與太陽(yáng)輪、齒圈轂與內(nèi)齒圈，齒圈轂和橋殼總成的聯(lián)接。由于漸開(kāi)線花鍵具有自動(dòng)定心的作用，有利于保證連接的同心度，并且齒根部較厚，強(qiáng)度高，承載能力大，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，為保證良好的同心定位效果，齒圈轂與內(nèi)齒圈，齒圈轂和橋殼總成的聯(lián)接花鍵副均采用圓柱直齒漸開(kāi)線花鍵連接。輸入軸的直徑D=55mm,查手冊(cè)，采用矩形花鍵聯(lián)接，取z1=10,d=45mm,b=7mm。對(duì)于靜連接主要失效形式為齒面壓潰；對(duì)于動(dòng)連接主要形式為工作面磨損?；ㄦI副的工作長(zhǎng)度l=110㎜，取載荷不均勻系數(shù)φ=，工作高度h=4，平均直徑=50㎜，查表，取許用擠壓應(yīng)力=200MPa，輸入轉(zhuǎn)矩T=，代入式722可得可見(jiàn)所選參數(shù)的花鍵副滿足強(qiáng)度條件。取花鍵平均直徑是=516mm,所選取模數(shù)為9，齒數(shù)為57，用式722其中取φ=,z=57,h=5, =516㎜, =㎜；；顯然，強(qiáng)度能夠滿足要求。用式722其中取φ=,z=24,h=5,dm=70㎜,l=60㎜；顯然，強(qiáng)度能夠滿足要求。單級(jí)主減速器主要由主動(dòng)齒輪軸和從動(dòng)齒輪以及法蘭構(gòu)成，此處重點(diǎn)介紹主動(dòng)齒輪軸的建模。，選擇機(jī)械設(shè)計(jì)中的零件設(shè)計(jì)模塊，選擇xy平面，點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入草圖繪制界面，根據(jù)之前計(jì)算的主動(dòng)錐齒輪尺寸繪制草圖。，在此平面內(nèi)尺寸繪制弧齒錐齒輪齒形輪廓草圖。，開(kāi)出沿螺旋線的齒槽。7選擇yz平面，點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入草圖繪制界面，繪制齒輪軸的草圖。11. 點(diǎn)擊按鈕，開(kāi)槽。，添加外螺紋。主動(dòng)弧齒錐齒輪建模如圖以類似畫(huà)法畫(huà)出單級(jí)主減速器的其他零件，最后完成的裝配圖如下。差速器零件的繪制在此不做詳細(xì)的介紹，最終的裝配如下。其裝配圖如下。其裝配圖如下。設(shè)計(jì)出了19噸級(jí)的驅(qū)動(dòng)橋，該驅(qū)動(dòng)橋適用于重型載貨汽車和工程車輛等。采用的雙極主減速器可以更好的增大離地間隙，可以使大型汽車在不設(shè)置副變速器的情況下，增加傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，從而提高其牽引性，以適應(yīng)汽車在壞路面和坡路上滿載行駛的需要。因此它們可以被廣泛用在各種重型載貨汽車中。但此設(shè)計(jì)過(guò)程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng)驗(yàn)值得出，這樣就帶來(lái)了一定的誤差。參考文獻(xiàn)[1]臧杰．汽車構(gòu)造[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[2][M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.[3][M].:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.[4]《汽車工程手冊(cè)》:人民交通出版社,2001.[5]《汽車工程手冊(cè)》:人民交通出版社,2001.[6][M].第3 :機(jī)械工業(yè)出版社,2000.[7][J]. 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Dynamic,22(1993),.致謝光陰似箭，歲月如梭。在這期間，通過(guò)老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)熱情的幫助，我圓滿的完成畢設(shè)任務(wù)。但是此次課設(shè)讓我受益匪淺，不僅對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的溫故和靈活運(yùn)用，而且鍛煉自己獨(dú)立完成任務(wù)的能力，使自己將來(lái)在工作能獨(dú)當(dāng)一面。同時(shí)讓我初步掌握了三維建模軟件catia的相關(guān)知識(shí)，為即將步入社會(huì)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。