毕业设计论文轮边减速器设计.docx

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1、XXXXXXXX学院全日制普通本科生毕业论文轮边减速器设计学生姓名：XXXX学号：XXXXX年级专业及班级：XXXXX指导老师及职称：XXXX学部：XXXXXXXX提交日期：XXXX年X月摘要1关键词1第一章绪论21.1 课题设计的目的和意义41.2 本设计所要完成的主要任务4箕-VI52 .1速器的功用及分类53 .2减速器方案的选择及传动方案的确定62.2.1减速器方案的选择72.2.2行星减速器传动方案的选定82.2.3减速器传动比的分配82.2.4彳专匕匕/-X工j，.82.3行星减速器齿轮配齿与计算92.3.1行星排齿轮的配齿92.3.2行星齿轮模数计算与确定IO2.4口齿q1十11

2、2.5.122.6各行星齿轮几何尺寸计算132.6.1第I排行星齿轮的几何尺寸132.6.2第II排行星轮的几何尺寸162. 7各行星齿轮强度校核192. 7.1太阳轮和行星轮接触疲劳强度校核193. 7.2太阳轮和行星轮弯曲疲劳强度校核214. 7.3内齿轮材料选择22第二章减速器结构的设vi233. 1齿轮轴的设计计算233.2传递连接243.3轴承选用与校核与其他附件说明243.3.1轴承选用与校核243.3.2其他附件说明26第四章设计工作总结26参考文献27致谢2错误!未定义书签。附录错误!未定义书签。28摘要轮边减速器是传动系中最后一级减速增扭装置,采用轮边减速器可满足在总传动比相

3、同的条件下，使变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴等部件的载荷减少，尺寸变小以及使驱动桥获得较大的离地间隙等优点，它被广泛应用于载重货车、大型客车、越野汽车及其他一些大型工矿用车。因此对轮边减速器的研究，具有很重要的实际意义和企业实用性。在本论文研究中，主要开展了如下工作：首先介绍了轮边减速器的原理，并对行星式轮边减速器的特点、传动类型及传动装置进行了阐述与分析。其次根据轮边减速器的工作要求，进行了传动设计计算，确定其主要部件的参数并校核了齿轮的强度。关键词轮边减速器；齿向误差;校核强度第一章绪论1.1课题设计的目的和意义汽车轮边减速器多以行星齿轮为主，世界上的一些发达国家，如日本、瑞典、俄

4、罗斯和美国等，对行星齿轮传动的研究、生产和应用都十分重视，在传动性能、传递功率、结构优化、转矩等方面均处于领先地位。发展比较快且取得一定科研成果的是在行星齿轮传动动力学方面。近几年来，随着我国对制造业的扶持和资金的投入以及科学技术不断进步，机械科技人员经过不懈的努力以及技术引进和消化吸收，在行星齿轮理论研究和优化设计等方面取得了一定的研究成果，在行星齿轮传动非线性动力学模型和方程方面的研究是国内两个关于行星齿轮传动动力学的代表，他们的研究成果取得了一定的成就并把许多技术应用于实际当中。与此同时，现代优化设计理论也应用到行星齿轮传动技术中，根据不同的优化目标，通过建立轮边减速器行星齿轮数学模型，

5、产生了多种优化设计方法。在已经取得的成果中，有针对行星轮均载机构和功率分流方面的优化设计，有针对行星齿轮传动啮合效率、结构性能、体积的多目标优化设计研究，有专门针对如重型汽车轮边减速器行星传动机构齿轮模态优化设计，有针对行星机构噪声、振动、固有频率特性研究，这些成果的研究有利于提高了工程技术人员对行星传动技术的认识。在新理论和新数学计算方法出现的同时，行星齿轮减速器的优化设计方法也随着更新，比较新的研究成果：有可靠性工程理论在优化设计中的应用，有遗传算法在行星齿轮优化设计中的应用，有模糊数学在行星齿轮优化设计中的应用，有可靠性工程理论在优化设计中的应用，基于可靠性工程的理论通过引入强度可靠性系

6、数方程来进行优化设计。这些新的设计理论和新的设计方法将许多设计理论概念和研究成果应用到优化设计中，对行星齿轮传动优化设计理论研究的发展有很大的贡献。1.2本设计所要完成的主要任务1 .减速器的功用及分类；2 .减速器方案的选择及传动方案的确定；3 .行星减速器齿轮配齿与计算；4 .减速器结构的设计；5 .轴承选用与校核与其他附件说明；6 .所有零、部件设计计算、绘制零、部件图。第二章减速器的方案设计减速机构是本次设计的一个重要环节。减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置。减速器的主要功能是降低转速，增大扭矩，以便带动大扭矩的机械。由于其结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单

7、，并可成批生产，故在现代工程机器中应用很广。2.1 减速器的功用及分类减速器的作用有以下几点： 增扭减速，降低发动机转速，增大扭矩； 变扭变速，工程机械作业时，牵引阻力变化范围大，而内燃机转速和扭矩的变化范围不大，即使用液力机械式传动，采用了液力变矩器也不能满足要求，因此必须通过变换变速箱排档以改变传动系的传动比，改变工程机械的牵引力和运行速度，以适应阻力的变化；实现空档，以利于发动机启动和发动机在不熄火的情况下停车。减速器的分类按其传动结构特点可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、行星齿轮减速器四大类。下面对以上四种减速器的特点及用途作简要说明：圆柱齿轮减速器：当传动比在8以下时

8、，可采用单级圆柱齿轮减速器，大于8时，最好选用两级（i=840）和两级以上（i40）的减速器。两级和两级以上的圆柱齿轮减速器的传动布置型式有展开式、分流式和同轴式等到数种。它是单级圆柱齿轮减速器展开式双级圆柱齿轮减速器展开式三级圆柱齿轮减速器图2.1圆柱齿轮减速器Figure 2.1 cy1indrica1gearreducer所有减速器中应用最广的，它传递功率的范围可从很小至40000K卬，圆周速度也可以从很低至6070m氐有的甚至于高达140m。其结构如图2.1示。圆锥齿轮减速器：它用于输入轴和输出轴位置布置成相交的场合。因为圆锥齿轮常常是悬臂装在轴端的，且由于圆锥齿轮的精加工比较困难，允

9、许的圆周速度又较低，因此圆锥齿轮减速器的应用不如圆柱齿轮减速器那么广。其结构如图2.2示。蜗杆减速器：主要用于传动比较大（i10）的场合。当传动比较大时，其传动结图2.3蜗杆减速器图2.2圆锥齿轮减速器Figure2.3wormreducerFigure 2.2 taperedgearreducer构紧凑，轮廓尺寸小。由于蜗杆传动效率较低，所以蜗杆减速器不宜在长期连续使用的动力传递中应用，其结构主要有蜗杆在上和蜗杆在下两种不同的形式。蜗杆圆周速度小于4八时最好采用蜗杆在下式，在啮合处能得到良好的润滑和冷却。但蜗杆圆周速度大于476时，为避免搅油太甚，发热过多，最好采用蜗杆在上式。其结构如图2.

10、3示。行星减速器：行星减速器的最大特点是传动效率高，传动比范围广，其图2.4行星减速器传动效率可从IOw到50000h%体积和重量比普通齿轮减速器、蜗杆减速器小得多。其结构如图2.4示。2.2减速器方案的选择及传动方案的确定2.2.1减速器方案的选择行星齿轮减速器与普通齿轮减速器相比，前者具有许多突出的优点，已成为世界各国机械传动发展的重点。行星齿轮减速器的主要特点如下：体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高；传动效率高，工作可靠。行星齿轮传动由于采用了对称的分流传动结构，使作用中心轮和行星架等主要轴承上的作用力互相平衡，有利于提高传动效率；传动比大。适当选择传动类型和齿轮数，便可利

11、用少数几个齿轮而获得很大的传动比；运动平稳、抗冲击和振动能力强。由于采用了数个结构相同的行星齿轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可以使行星轮与转臂的惯性力相互平衡；因此，综合考虑四种减速器的各特点和适用范围，本次设计选用减速器为行星齿轮减速器。2.2.2行星减速器传动方案的选定行星减速器的传动形式有很多种，以下对最为典型的三种传动形式作简要说明：高速马达和定轴行星混合式行走减速机构此种传动系统一般采用定量的柱塞式、叶片式或齿轮式高速液压马达，行走液压系统压力一般采用中压，而马达的转速较高，最高时可以达到3000rmin.所以要求齿轮减速机构的传动比也比较大。这种传动方式的部件通用化程度比较高，

12、便于安装、使用和维修，但是轴向和径向尺寸均较大，对中小型液压轮边减速器的最小轴距和最小离地间隙都有一定的限制。低速大转矩马达和一级定轴齿轮减速机构一级定轴齿轮减速器安装在履带架上，大齿轮和驱动轮装在同一轴上，小齿轮和行走马达装在同一轴上。这种方案的缺点是马达的径向尺寸大，低速大转矩马达的成本较高，使用寿命也低于高速马达，在中小型液压轮边减速器上的使用也爱到了限制。斜盘式轴向柱塞马达和双行星排减速机构此机构析液压系统压力可以高达300MPa以上，马达转速一般在2200r/min以内，双行星排具有较大的传动比，省去了定轴齿轮传动，结构紧凑，适合于专业化批量生产。其中共齿圈式双行星排的结构有以下几种

13、，如图2.5。比较上述三种典型方案：。图为齿圈输出带动驱动轮，输出稳定，结构比较紧凑，布局合理，同时也能获得较大的图为行星架输出，传动比、效率也较高；b图齿圈固定,这种结构设计较为复杂。因此本设计选择。图结构为减速器的传动方案。2.2.3减速器传动比的分配由于单级齿轮减速器的传动比最大不超过10,当总传动比要求超过此值时，应采用二级或多级减速器。此时就应考虑各级传动比的合理分配问题，否则将影响到减速器外形尺寸的大小、承载能力能否充分发挥等。根据使用要求的不同，可按下列原则分配传动比：(1)使各级传动的承载能力接近于相等；(2)使减速器的外廓尺寸和质量最小；(3)使传动具有最小的转动惯量；(4)

14、使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等。2.2.4传动比公式推导对于。图的传动公式推导如下：运动学方程为：(2.1)上2+比/2一(匕+1)j2=。式中：为对应的太阳轮转速；Ztgj为对应的齿轮圈转速；方为对应的行星架转速。左为特性参数，为对应的齿圈与太阳轮齿数之比(下同)连接方程为：n=nt%2=O=q2将连接方程代入运动方程，解得传动比，为：i=k+k1k2+k)其中负号表示，太阳轮输入与齿圈的输出转向方向相反。2.3 行星减速器齿轮配齿与计算2.3.1 行星排齿轮的配齿行星排的正确啮合和传动，应满足四个配齿条件，即是传动比条件、同心条件、装配条件以及相邻条件。根据已知的传动比范围3344,由表145-3间取行星轮数目C=3,查表32配齿，可得如下可行传动比方案：/=38.998广I1833307878)&=65匕=4,333z=38.641319353283832=6.395JJt2=4.37z=33,982I19322977772=5.923J=4053/=41.62511834318181aA1=6.75)2=4.5z=43.62