【正文】 Bi ?i 變速箱設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案的選取及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)比較國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在同類(lèi)變速箱及各檔變速箱傳動(dòng)比范圍的基礎(chǔ)上，參照參考文獻(xiàn)【 2】圖 540，及表 57，圖 541，表 58中十三鐘傳動(dòng)方案，初步擬定出變速箱傳動(dòng)的方案間圖如下： 表 61 ZL50裝載機(jī)行星變速箱的傳動(dòng)特性 檔位 結(jié)合的元件 傳動(dòng)比公式 F 1 2? iik )1(1 ??? ? 2 3? iik ?1 19 圖 61 ZL50動(dòng)力換擋行星變速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 1??前排太陽(yáng)輪 2??前排行星輪 3??前排齒圈 4??后排太陽(yáng)輪 5??后排行星輪 6??后排齒圈 7??二級(jí)渦輪輸出軸主動(dòng)齒輪 8??二級(jí)渦輪輸出軸從動(dòng)齒輪 9??一級(jí)渦輪輸出軸主動(dòng)齒輪 10??一級(jí)渦輪輸出軸從動(dòng)齒輪 11??輸出主動(dòng)齒輪 12??輸出從動(dòng)齒輪 1T ??前排制動(dòng)器 2T ??后排制動(dòng)器 Q1??直接擋離合器 此變速箱傳動(dòng)方案，采用參考文獻(xiàn)【 2】圖 540單排行星傳動(dòng)方案前進(jìn)（ 1） {如圖所示 } 20 與后退（ 1） {如圖所示 }組合，外加一直接檔。當(dāng)離合器結(jié)合時(shí)為直接檔，實(shí)現(xiàn)變速箱前進(jìn) ? 檔。 前進(jìn)（ 1） 倒退（ 1） 行星排特性參數(shù)的確定 行星排特性參數(shù)是用來(lái)評(píng)價(jià)行星傳動(dòng)性能的。即： fqfq DDZZ // ??? （ ） 實(shí) 踐證明：為了縮小結(jié)構(gòu)尺寸及保證結(jié)構(gòu)件間安裝的可能性，設(shè)計(jì)單排行星傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使其參數(shù)處于以下范圍： 4/3 ??? 4 （ ） 依據(jù)計(jì)算所得各檔變速箱傳動(dòng)比及上述所選各檔傳動(dòng)方案，參考文獻(xiàn)【 2】表 57初步確定各行星排特性參數(shù)如下： ?? ?? 變速箱中相關(guān)齒輪的計(jì)算與校核 行星傳動(dòng)中齒輪數(shù)的確定，不僅應(yīng)滿足傳動(dòng)比的要求，同時(shí)還應(yīng)滿足安裝的要求。 配齒計(jì)算 根據(jù)計(jì)算前后兩行行星排特性參數(shù)， 1? 、 2? 。因此，前后兩行 21 行星參數(shù)相等，配齒計(jì)算直作一次計(jì)算，按 ???? 計(jì)算。 2）根據(jù)裝配條件確定行星傳動(dòng)齒輪齒數(shù) 行星排中各齒輪數(shù)關(guān)系如下： ?? fffqxf ZZZZZZ :2/)1(::: ?? （ ） 式中： fZ ??太陽(yáng)輪齒數(shù) xZ ??行星輪齒數(shù) qZ ??齒圈齒數(shù) 依據(jù)如下配齒條件： NqZZ fq ?? 0/)( () 式中： 0q ??行星輪個(gè)數(shù)，參考同類(lèi)型機(jī)器選定其值為 3. N ??整數(shù) 設(shè)： 19?xZ 時(shí)， )1/(2 ??? ?xf ZZ 取 21 則： ?? fq ZZ ? 取 60 齒輪傳動(dòng)配合的驗(yàn)證引用裝配條件公式。 傳動(dòng)效率的計(jì)算 參考文獻(xiàn)【 2】表 513可得 本次設(shè)計(jì)變速箱前進(jìn) ? 擋采用前進(jìn)（ 1）方案，有單排行星傳動(dòng)效率計(jì)算表得 ??? ；前進(jìn)擋采用 Q1直接嚙合形成直接換擋，不計(jì)離合器產(chǎn)生滑移 1??? ，倒退檔采用倒退（ 1）傳動(dòng)方案，有單排行星傳動(dòng)效率計(jì)算表查的 ?R? 。其壓力角 ? 、齒頂高系數(shù) *ah 、頂隙系數(shù) *c 均為標(biāo)準(zhǔn)值。 暫取模數(shù) m=4 則參考文獻(xiàn)【 3】表 102可得下表參數(shù) 單位： mm 名稱(chēng) 代號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 分度圓直徑 d d=mz 88 齒頂高 dh mhh dd *? 4 齒根高 fh mchh df )( ** ?? 5 齒全高 h mchh d )2( ** ?? 9 齒頂圓直徑 d mhzd dd )2( ?? 96 齒根圓直徑 fd mchzd df )22( ** ??? 78 與行星輪嚙合中心距 a 2/)( fx zzma ?? 82 齒寬 b db d?? 70 表 62 太陽(yáng)輪參數(shù) 行星輪 行星輪系的齒輪選取與太陽(yáng)輪相同，模數(shù)也暫取 【 3】表 102亦即可得 如下表格 名稱(chēng) 代號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 分度圓直徑 d d=mz 76 齒頂高 dh mhh dd *? 4 齒根高 fh mchh df )( ** ?? 5 齒全高 h mchh d )2( ** ?? 9 齒頂圓直徑 d mhzd dd )2( ?? 84 齒根圓直徑 fd mchzd df )22( ** ??? 66 與行星輪嚙合中心距 a 2/)( fx zzma ?? 82 23 齒寬 b db d?? 68 表 63 行星輪參數(shù) 齒圈 齒圈模數(shù)也暫取為 ： 名稱(chēng) 代號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 分度圓直徑 d d=mz 240 齒頂高 dh mhh dd *? 5 齒根 高 fh mchh df )( ** ?? 4 齒全高 h mchh d )2( ** ?? 9 齒頂圓直徑 d mhzd dd )2( ?? 230 齒根圓直徑 fd mchzd df )22( ** ??? 248 齒寬 b db d?? 192 表 34 齒圈參數(shù) 各檔工作時(shí)各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速 雙渦輪液力變矩器的輸出軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算及有效值徑的確定 根據(jù)前章節(jié)所選變矩器可選的變矩器的傳動(dòng)效率為： ?w? 。則可 24 得齒圈轉(zhuǎn)速為零，太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速等于變矩器輸出軸轉(zhuǎn)速，即： 01?qn m in/2 1 1 2 rnn wti ?? 行星排中構(gòu)件有如下關(guān)系式 0)1( 11111 ???? jqt nnn ?? （ ） 又有文獻(xiàn)【 2】表 57可得 ??? nni /0 聯(lián)系以上關(guān)系式可得如下結(jié)果： m in/560)1/( 111 rnn tj ??? ? 2）實(shí)現(xiàn)前進(jìn) ? 檔： 因?yàn)?? 檔時(shí)直接檔，所以 m i n/2 1 1 22121 rnnnn jjtt ???? 3）實(shí)現(xiàn)倒退檔時(shí) 由前述傳動(dòng)方案可知，當(dāng)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)倒退檔時(shí)，行星架制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸入，齒圈輸出。作為履帶式車(chē)輛此次 25 設(shè)計(jì)中去按地面附著條件決定的最大扭矩作為變速箱各檔的輸入扭矩。即其輸入扭矩為 mNM .24580 ? 。 1）當(dāng)實(shí)現(xiàn)前進(jìn) ? 檔時(shí) 由前述傳動(dòng)方案的選取可知，當(dāng)實(shí)現(xiàn)此檔位時(shí)，太陽(yáng)輪的扭矩等于此檔變速箱的輸入扭矩。則其輸入扭矩等于輸出扭矩，亦即輸入扭矩等于離合器 1? 所受扭矩，即： mNMM .24 5801 ??? 3）當(dāng)實(shí)現(xiàn)倒退檔時(shí) 由前述傳動(dòng)方案的選取可知，當(dāng)實(shí)現(xiàn)此檔位時(shí)，他太陽(yáng)輪的扭矩等于此檔變速箱的輸入扭矩，亦即： 2tRO MM ?? 又由參考文獻(xiàn)可列出未計(jì)及損失時(shí)三構(gòu)件間的扭矩關(guān)系式如下： )1(1 22222 ?? ???? jqt MMM （ ） 聯(lián)立（ a），（ b）兩式，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)果： NmM j 91682 ? NmMq 67102 ? NmM t 24582 ?? 變速箱各檔工作時(shí)各構(gòu)件所承受的扭矩，及離合器、制動(dòng)器所承受的扭矩： 構(gòu)件 前進(jìn) ? 擋 前進(jìn) ? 擋 倒退 R檔 1tM 2458 0 0 1qM 6710 0 0 1jM 9168 0 0 2tM 0 0 2458 2qM 0 0 6710 2jM 0 0 9168 1TM 0 0 9168 2TM 0 0 0 1?M 6170 2458 0 表 65 各個(gè)檔位扭矩圖 （單位： Nm） 27 變速箱各零部件的校核 各零部件的校核是對(duì)前章節(jié)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，也是變速箱乃至整個(gè)機(jī)器在其壽命內(nèi)正常工作的必要保證。因此，對(duì)其的校核是相當(dāng)有必要的。 其中 強(qiáng)度極限 MPB 650?? 屈服極限 MPx 360?? 硬度（ HBS）為： 241— 286 以上個(gè)數(shù)據(jù)均由參考文獻(xiàn) [4]表 101得出 齒輪的強(qiáng)度既要滿足齒根彎曲強(qiáng)度又要滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，故以下的校核要分兩部分進(jìn)行校核，即齒根彎曲強(qiáng)度的校核和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核。 齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件公式 2312 Zm YYKTdsaFafF ?? ? （ ） 式中 K??載荷系數(shù) fT ??齒輪所受切向力，單位： N FaY ??齒形系數(shù)， ?Y ??應(yīng)力校正系數(shù) ][F? ??許用彎曲應(yīng)力 b??齒寬 m??齒輪模數(shù) 1）對(duì)于太陽(yáng)輪 許用彎曲應(yīng)力如下： SKNF lim][ ?? ? （ ） 式中 NK ? ? 壽 命 系 數(shù) ， 由 于 太 陽(yáng) 輪 的 工 作 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù)N=60njLh=60 0 01032 1 1 2 ??????? ，所以 ?NK 參考文獻(xiàn)【 4】圖 1018 S??疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)【 4】暫取 S= lim? ??齒輪的疲勞強(qiáng)度極限暫取 ，選擇合金鑄鋼調(diào)質(zhì) HBS=280 參考文獻(xiàn)【 4】圖 1020C 28 代入數(shù)據(jù)則有 MPF 3 2 5 4 ][ ???? 而 2312 Zm YYKTdsaFafF ?? ? （ ） 中 b ??齒寬， b=70mm。 2）對(duì)于行星輪 許用彎曲應(yīng)力如下： SKNF lim][ ?? ? （ ） 式中 NK ??壽命系數(shù)，由于太陽(yáng)輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60njLh= 910253001012 1 1 260 ??????? ，所以 ?NK 參考文獻(xiàn)【 4】圖 1018 S??疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)【 4】暫取 S= lim? ??齒輪的疲勞強(qiáng)度極限， 暫取 MP540lim ?? ，參考文獻(xiàn)【 4】圖 1020 代入數(shù)據(jù)則有 MPF 3 2 5 4 ][ ???? 而 232 Zm YYKTdsaFafFx ?? ? 式中： K ??載荷系數(shù) , ??KKKKK VA? AK ??使用系數(shù)， ?AK 參考文獻(xiàn)【 4】表 102 29 VK ??動(dòng)載系數(shù)， ?VK 參考文獻(xiàn)【 4】圖 108 ?K ??齒間載荷分配系數(shù)， ??K 參考文獻(xiàn)【 4】表 103 ?K ??齒向載荷分配系數(shù)， ??K 參考文獻(xiàn)【 4】表 104 ?FaY ?saY 參考文獻(xiàn)【 4】表 105 代入數(shù)據(jù)則可得 ]