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SY-025-BY-2 畢業(yè)設計任務書 學生姓名 宋磊 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-11 指導教師姓名 朱榮福 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 否 題目名稱 履帶車輛主動輪減速裝置設計 一、設計（論文）目的、意義 履帶車輛驅(qū)動系統(tǒng)越來越引起人們的重視，逐漸成為一種發(fā)展趨勢因為燃油越少，排放就越少，并且內(nèi)燃機穩(wěn)定的工況使得對其排放的成分易于控制，這正是履帶車輛動力驅(qū)動系統(tǒng)所具有的。當我們踏入21世紀的今天，能源和環(huán)境對人類的壓力越來越大，要求盡快改善人類生存環(huán)境的呼聲越來越高。為了適用這個發(fā)展趨勢，世界各國的政府、學術(shù)界、工業(yè)界、正在加大對電動車的開發(fā)的力度。履帶車輛動力傳動作為電動汽車的過渡，必須加快發(fā)展以求能更快過渡到電動汽車階段。目前國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器，多從國外進口。齒輪減速器由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。齒輪減速器是把機械傳動中的動力機與工作機聯(lián)接起來，通過不同齒形和齒數(shù)的齒輪以不同級數(shù)傳動，實現(xiàn)定傳動比減速的機械傳動裝置。 二、設計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 論文內(nèi)容： 1)減速裝置傳動方案的確定，確定總體結(jié)構(gòu)設計思路； 2)減速器結(jié)構(gòu)設計與計算，設計減速器的主要零、部件，分各軸總成的設計方式完成變速器主要傳動部分的設計； 3)減速器的密封及軸承潤滑； 4)齒輪校核軸及軸承校核； 5)對裝置的各結(jié)構(gòu)件進行工藝分析，強度驗算以及壽命校核。 研究方法：查閱圖書館電子資源和館藏圖書，了解減速器研究領域的最新發(fā)展動向；閱讀關于減速器設計方面的書籍，學習前人進行減速器設計的步驟、方法和經(jīng)驗；向指導教師請教；同學之間互相討論；親自去實驗室動手拆裝各種類型的減速器，了解各種減速器的結(jié)構(gòu)與工作原理進行減速器的設計和計算。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 （一）計算說明部分 1.減速裝置傳動方案的確定，確定總體結(jié)構(gòu)設計思路； 2.減速器結(jié)構(gòu)設計與計算，設計減速器的主要零、部件，變速器主要傳動部分的設計； 3.減速器的密封及軸承潤滑； 4.齒輪校核軸及軸承校核； 5.對裝置的各結(jié)構(gòu)件進行工藝分析，強度驗算以及壽命校核。 （二）圖紙部分 1、減速器裝配圖（AO一張）； 2、輸入零件圖（A2一張）； 3、法蘭盤零件圖（A2一張）； 4、行星齒輪零件圖（A2一張）； 四、設計（論文）進度安排 第 1-2 周（2月28日～3月1,3日），調(diào)研、資料收集，完成開題報告。 第 3 周（3月14日～3月20日），開題答辯，基本參數(shù)的確定，傳動方案的設計。 第4-5周（3月21日～4月3日），齒輪傳動設計與校核。 第 6 周（4月4日～4月10日），開始撰寫齒輪部分說明書。 第 7 周（4月11日～4月17日），軸的結(jié)構(gòu)設計。 第 8 周（4月18日～4月24日），中期檢查。 第 9 周（4月25日～5月1日），軸段強度剛度校核。 第10-11周（5月2日～5月15日），進行CAD繪圖。 第 12 周（5月16日～5月22日），修改及完善設計說明書，繪圖。 第 13 周（5月22日～5月29日），完善圖紙。 第 14 周（5月30日～6月5日），畢業(yè)設計預答辯。 第15-16周（6月6日～6月19日），畢業(yè)設計修改。 第 17 周（6月20日～6月 26日），畢業(yè)設計答辯。 五、主要參考資料 [1]劉惟信.汽車設計[M].北京:清華大學出版社,2003. [2]陳清泉,孫逢春編譯.混合電動車輛基礎[M].北京:北京理工大學出版社,2001. [3]陳清泉,孫逢春編.現(xiàn)代電動汽車技術(shù)[M].北京:北京理工大學出版社,2002. [4]鄒慧君等主編.機械原理.[M].上海:高等教育出版社,1998 . [5]龔微寒等主編.汽車現(xiàn)代設計制造[M].北京:人民交通出版社,1995. [6]王望予等主編.汽車設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. [7]郭竹亭主編.汽車車身設計[M].長春:吉林科學技術(shù)出版社,1994. [8]陳家瑞等主編.汽車構(gòu)造[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. [9]儷明等.汽車結(jié)構(gòu)抗疲勞設計[M].合肥:中國科技大學出版社,1995. [10]余志生主編.汽車理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000. 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 宋磊 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07—11 指導教師姓名 朱榮福 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 履帶車輛主動輪減速裝置設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、研究現(xiàn)狀 當前普遍使用的燃油發(fā)動機汽車排放廢氣嚴重污染環(huán)境，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，人們對環(huán)保的意識也不斷的提高。國外所有知名汽車公司均投入巨資開始進行混合動力汽車實用車型的研制和開發(fā)，使不少樣車的主要動力性指標達到了燃油汽車的水平。21世紀以來，很多車型都顯示出了優(yōu)良的環(huán)保與節(jié)能性能。這標志著混合動力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的逐漸成熟。隨著各國環(huán)境立法的日趨嚴厲, 混合動力汽車性能的日益提高以及其成本的不斷降低, 混合動力汽車的市場份額逐漸增大,已成為重點發(fā)展的新型汽車。 　　目前履帶車輛主動輪減速裝置大部分采用行星輪減速機構(gòu)，下面介紹一下行星輪減速機構(gòu)，行星傳動的應用已經(jīng)有幾十年的歷史，由于行星傳動是把定軸線傳動改變?yōu)閯虞S線傳動，采用功率分流，用多個行星輪分擔載荷，并且合理應用內(nèi)嚙合，以及采用合理的均載裝置，使行星傳動既有許多重大的優(yōu)點。主要的優(yōu)點是質(zhì)量輕、體積小，傳動比范圍大，承載能力不受限制，進出軸呈同一軸線；同時效率高，現(xiàn)在應用最為廣泛的行星傳動機構(gòu)為２Ｋ－Ｈ，２Ｋ－Ｈ單級傳動效率為0.96~0.98，兩級傳動效率為0.94~0.96。行星傳動２Ｋ－Ｈ型行星齒輪傳動是一種特殊應用形式。他是利用2Ｋ－Ｈ型行星輪系三個自由度的不同組合來實現(xiàn)運動或動力分解、控制機調(diào)整。實際上行星傳動技術(shù)用于車輛上的運動分解。近些年來，利用行星傳動在很多行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。隨著我國科技水平的不斷發(fā)展與提高，在應用行星齒輪傳動技術(shù)上，我們國家從世界上工業(yè)發(fā)達國家引進大量先進技術(shù)和設備，經(jīng)過機械科技人員的不斷開拓創(chuàng)新，與時俱進，使我國的行星傳動技術(shù)有了迅速的發(fā)展。 2、 目的、依據(jù)和意義 　　行星齒輪減速器與普通定軸減速器相比，行星齒輪傳動最主要的特點就是它至少有一個齒輪的軸線是動軸線，因而稱為動軸系，行星齒輪的機構(gòu)特點：１）把定軸線傳動改為動軸線傳動；２）功率分流，采用數(shù)個行星輪傳遞動力；3)合理地應用內(nèi)嚙合。行星齒輪傳動的優(yōu)越性：1)體積小、質(zhì)量輕，只相當于一般齒輪傳動的體積、質(zhì)量的1/2~1/3；承載能力大，傳遞功率范圍及傳動比范圍大；4）運動噪聲小，效率高，壽命長；5）由于尺寸和質(zhì)量減少，就能夠采用優(yōu)質(zhì)材料與實現(xiàn)硬齒面等化學處理，機床工具規(guī)格小，精度和技術(shù)要求容易達到；6）采用合理機構(gòu)，可以簡化制造工藝，從而使中小型制造廠就能夠生產(chǎn)，并易于推廣普及，被廣泛應用于汽車、起重、冶金、礦山等領域。 隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展進步，人們對各種減速機的探索和開發(fā)也越來越重視。本設計通過對履帶車采用的行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設計，初步計算出各零件的設計尺寸和裝配尺寸，并對設計結(jié)果進行參數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產(chǎn)品的開發(fā)和性能評價，實現(xiàn)行星齒輪減速器規(guī)?；a(chǎn)提供了參考和理論依據(jù)。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、基本內(nèi)容 1) 分析行星齒輪幾輪機構(gòu)的傳動路線，及工作原理。 2) 傳動系統(tǒng)的方案設計。對傳動方案進行分析和擬定。 3) 行星齒輪傳動設計與校核。主要包括行星齒輪傳動比和效率計算，行星齒輪傳動的配齒計算，行星齒輪傳動的幾何尺寸和嚙合參數(shù)計算，行星齒輪傳動強度計算及校核，行星齒輪傳動的受力分析等。 4) 輸入軸輸出軸設計與校核。包括選擇軸的材料、確定許用應力，估算軸徑，確定各軸段的直徑及長度，校核。 2、擬解決的主要問題 1）行星齒輪減速器傳動路線的選擇。 2）齒輪和軸的校核，行星齒輪傳動強度計算及校核，受力分析。 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)研與搜集資料 研究行星齒輪減速器原理 確定計算步驟和方案 減速器傳動方案的分析及傳動路線的確定 行星齒輪的傳動設計與校核 輸入輸出軸的設計計算與校核 完成說明書撰寫及CAD繪圖 四、進度安排 1.第1-2周（2月28～3月13） 調(diào)研、收集資料、撰寫開題報告， 提交開題報告，進行開題答辯。 2.第3-4周（3月14 ～3月27） 基本參數(shù)的確定，傳動方案的設計。 3. 第5-8周（3月28 ～4月24） 齒輪傳動設計與校核，撰寫說明書，中期檢查，繪制草圖。 4. 第9-10周（4月25～5月8） 學習CAD軟件，進行CAD繪圖。 5.第11-12周（5月9～5月15） CAD圖紙的修改，并完成圖紙。 7.第13-14周（5月16～5月19） 撰寫設計說明書，完善圖紙設計提交指導老師審核。 8.第15-16周（5月30～6月12） 畢業(yè)設計預答辯，畢業(yè)設計修改。 9.第17周（6月13～20） 畢業(yè)設計答辯。 五、參考文獻 1. 張展主編.使用機械傳動設計手冊[M].北京：科學出版社,1994. 2. 張展,張紅松,張曉維.行星差動傳動裝置[M].北京：機械工業(yè)出版社,2009. 3. 呂庸厚,沈愛紅.組合機構(gòu)設計和與應用創(chuàng)新[M].北京：機械工業(yè)出版社,2008. 4. 劉惟信主編.汽車設計[M].北京：清華大學出版社,2001. 5. 崔勝民主編.汽車主減速器的優(yōu)化設計[J].會議論文,2007. 6. 胡磊主編.汽車主減速器螺旋錐齒輪參數(shù)化建模與有限元分析[D].武漢理工大學學位論文,2008. 7. 陳家瑞主編.汽車構(gòu)造[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. 8. 余志生主編.汽車理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000. 9. 鄒慧君等主編.機械原理[M].上海:高等教育出版社,2003. 10. 濮良貴等主編.機械設計[M].北京: 高等教育出版社,2001. 11. 王望予等主編.汽車設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. 12. 郭竹亭主編.汽車車身設計[M].長春:吉林科學技術(shù)出版社,2004. 13. 儷明等.汽車結(jié)構(gòu)抗疲勞設計[M].合肥:中國科技大學出版社,2006. 14. 李偉,劉惟信.考慮誤差的輪齒嚙合剛度的計算和降低齒輪動載的優(yōu)化設計[J].齒輪.1987,11(3):16~21. 15. ReimpellJ.StollH.TheAutomotiveChassis:EngineeringPrinciples.Warrendale,PA15096, USA[J],SAE,1996. 16. Nakayama T,Suda E.The persent and future of electric power steering.Int.J.of Vehicle design[J],1994,15(3,4,5)；243～254. 6、 備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 宋 磊 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-11 指導教師姓名 朱 榮 福 職稱 講 師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 履帶車輛主動輪減速裝置設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結(jié)合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計評閱人評分表 學生 姓名 宋 磊 專業(yè) 班級 車輛工程B07-11 指導教 師姓名 朱 榮 福 職稱 講 師 題目 　履帶車輛主動輪減速裝置設計 評閱組或預答辯組成員姓名 李涵武 田芳 齊曉杰 林明 王永梅 王國田 出席 人數(shù) 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結(jié)合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 25 5 計算機應用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)設計答辯評分表 學生 姓名 宋 磊 專業(yè) 班級 車輛工程B07-11 指導 教師 朱 榮 福 職 稱 講 師 題目 履帶車輛主動輪減速裝置設計 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 李涵武 田芳 齊曉杰 王國田 林明 王永梅 出席 人數(shù) 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結(jié)合程度 10 2 設計（實驗）能力、對實驗結(jié)果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力 10 3 應用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 設計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設計的規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設計答辯準備情況 5 6 畢業(yè)設計自述情況 20 7 畢業(yè)設計答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）成績評定表 學生姓名 宋 磊 性別 男 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè) 車輛工程 班級 車輛工程B07-11 設計（論文）題目 履帶車輛主動輪減速裝著設計 平時成績評分（開題、中檢、出勤） 指導教師姓名 職稱 指導教師 評分（X） 評閱教師姓名 職稱 評閱教師 評分（Y） 答辯組組長 職稱 答辯組 評分（Z） 畢業(yè)設計（論文）成績 百分制 五級分制 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，指導教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設計（論文）成績百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、評語中應當包括學生畢業(yè)設計（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設計（論文）水平、設計（論文）撰寫質(zhì)量、學生在畢業(yè)設計（論文）實施或?qū)懽鬟^程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內(nèi)容的評價。 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 類別 學生姓名 院（系）、專業(yè)、班級 指導教師 職 稱 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計、其它 SY-025-BY-5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 2010年4月20日 迄今已進行8周剩余8周 學生姓名 宋 磊 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-11班 指導教師姓名 朱榮福 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 履帶車輛主動輪減速裝置設計 學 生 填 寫 畢業(yè)設計（論文）工作進度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 1．調(diào)研與資料收集。 2．履帶車輛的主動輪減速裝置傳動方案的確定與主要部件的設計計算和校核。 主要包括高速級與低速級的行星齒輪組的設計與校核，軸段長度及軸徑的確定，軸承的選擇。 3．完成部分論文撰寫。 1．完成裝配圖、零件圖的繪制。 2．論文的完成與改進。 存在問題及努力方向 軸的強度校核，剛度校核及主要零件的工藝分析。 在接下來的時間里查詢相關書籍，和同學探討，請教指導教師，加強對存在問題的研究。 學生簽字： 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-2-28 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 今天選擇題目，朱老師發(fā)給了我們?nèi)蝿諘?，告訴我們接下來要做那些內(nèi)容，并對我們的問題進行詳細解答。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-3-4 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師檢查檢查我們搜集與我們設計有關的資料，并告訴我們?nèi)绾问占⒁M快的熟悉設計所需要的資料，并講解了如何寫開題報告。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-3-7 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師檢查我的開題報告并對我的開題報告進行了指導，告訴我設計內(nèi)容和要解決的問題和技術(shù)路線需要改進，要注意細節(jié)問題和參考文獻的格式等問題。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-3-11 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師檢查開題報告答辯之后的反饋信息，并給我們講解接下來要做那些內(nèi)容。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-3-14 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 通過網(wǎng)站和圖書館搜集資料，確定了所設計內(nèi)容基本參數(shù)。朱老師給我的傳動路線和方案的設計進行了指導并指出一定的問題，并對我不了解的知識重點進行詳細解答。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-3-18 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對我傳動方案和傳動路線的設計進行檢查，并指導我的齒輪部分設計，耐心講解如何查閱設計手冊，運用身邊的書籍材料進行計算與校核。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-3-21 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 將修改后的傳動布置設計交給朱老師，朱老師對我的傳動布置路線進一步的修改。對我設計齒輪部分的計算與校核進行了檢查。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-3-25 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 今天我做完了設計部分內(nèi)容齒輪的計算，并將做好部分設計內(nèi)容拿給朱老師檢查。朱老師對我下一步的設計內(nèi)容軸的設計進行了指導和講解。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-3-28 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 經(jīng)過一段時間的設計，我撰寫完了部分設計說明內(nèi)容以及設計圖紙。朱老師督促我盡快，完成中期檢查前的所有設計內(nèi)容。并對說明書撰寫的部分錯誤進行指導和改正。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-4-1 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 前一部分的撰寫內(nèi)基本完成，接下來就是軸的設計預校核，經(jīng)過朱老師的指導和講解我有學到了很多的知識。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-4-4 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 軸的設計還在進行，不過有些不明白的地方，通過朱老師的詳細講解和指導。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-4-8 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 軸設計結(jié)束，接下來要計算的就是軸的校核，朱老師講解軸在校核是應該注意那些事情，詳細說明軸向力、徑向力等等。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-4-11 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 我已經(jīng)完成了部分設計說明書，和零件圖紙。但是還是存在一定的錯誤，朱老師告訴我中期答辯時的注意事項，以及修改圖紙和部分說明書。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-4-15 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 雖然設計說明書和設計的內(nèi)容已經(jīng)進行一半，但是接下來就是要面對中期答辯。朱老師對我的設計部分內(nèi)容進行指導和講解。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-4-18 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 中期答辯之后將中期檢查結(jié)果向朱老師匯報，朱老師并對我軸段校核部分存在的問題進行了指導和講解。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-4-22 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 在軸的校核過程中遇到很多不明白的問題，在朱老師的指導和詳細的講解下理解做的工作條件，并告訴我應該參考那些資料。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-4-25 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 我完成了軸的強度設計校核計算，但是從中還是有一定的問題。朱老師給我講解后，告訴我回去繼續(xù)修改。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-4-29 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 在軸的設計校核之后接下來要做的內(nèi)容就是做部分圖紙。我把部分圖紙給朱老師看，但是錯誤有點多。朱老師只能告訴我繼續(xù)修改。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-5-2 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 在很短時間內(nèi)我做完了部分圖紙，和修改之前錯誤的圖紙，朱老師幫我檢查，并從中找到一些錯誤，告訴我繼續(xù)修改。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-5-6 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 我完成的部分圖紙之后，接下來要做的就是裝配圖紙，朱老師幫我檢查裝配圖，指導我一些要領，告訴我繼續(xù)修改、 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-5-9 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對我裝配圖以及部分零件圖存在的問題進行指導。指導之后告訴我應該參考那些資料，并告訴我一定要好好修改。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-5-13 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對我的部分零件圖存在的問題進行講解和指導。對于我圖紙存在的問題，告訴我一定要好好修改，并參考上回告訴的資料。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-5-16 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對我修改后的裝配圖和部分零件圖進行檢查，并進行挑錯，告訴我繼續(xù)修改。說明書撰寫也進行了大部分，老師告訴我一定要注意每部計算的理論依據(jù)和相關說明。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-5-20 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 圖紙部分已經(jīng)完成，但是還是存在部分問題，朱老師給我講解畫圖紙要注意的一些問題，并告訴我參考相關資料。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-5-23 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對我的說明書和圖紙進行了預答辯前的指導。告訴了在預答辯需要的帶的一些東西，和答辯時注意的一些事項。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-5-27 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 將設計說明書當中自己不太把握的地方和朱老師探討，經(jīng)過朱老師講解指導后，繼續(xù)修改。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-6-3 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 預答辯之后，將預答辯表的反饋內(nèi)容和老師交流，對于我做的不足的地方朱老師進行指導，并告訴我按照要求回去修改自己的設計說明書和圖紙。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-6-3 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 預答辯之后修改預答辯當中的錯誤，并在朱老師的指導下，從新找到了更多的錯誤。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-6-6 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對正式答辯應注意的相關問題對我進行講解，告訴我如何準備一個自述內(nèi)容說明設計的主要內(nèi)容，準備答辯。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-6-10 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對正式答辯應注意的相關問題對我進行講解，告訴我如何準備一個自述內(nèi)容說明設計的主要內(nèi)容，準備答辯。 學生簽名： 指導教師簽名： SY-025-BY-4 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 日期 2011-6-13 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對正式答辯應注意的相關的事項，并對我們答辯是有一定的要求 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-6-17 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 朱老師對正式答辯應注意的相關問題對我進行講解，告訴我如何準備一個自述內(nèi)容說明設計的主要內(nèi)容，準備答辯。 學生簽名： 指導教師簽名： 日期 2011-6-20 地點 土木樓實驗室 指導方式 面授 指導記錄 將正式的內(nèi)容反饋給老師，并按照朱老師的知道以及答辯組老師的要求進行修改。 學生簽名： 指導教師簽名： 本科學生畢業(yè)設計 履帶車輛主動輪減速裝置設計 系部名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 B07-11 班 學生姓名： 宋 磊 指導教師： 朱榮福 職 稱： 講 師 黑 龍 江 工 程 學 院 二一一年六月 The Graduation Design for Bachelors Degree Design of Hybrid Tracked Vehicle Active Wheel Reducer Candidate：Song lei Specialty：Vehicle Engineering Class：B07-11 Supervisor：Lecturer Zhu Rongfu Heilongjiang Institute of Technology 2011-06Harbin 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 I 摘 要 在履帶車輛中，減速傳動裝置是重要的組成部分之一，本文主要以主動輪減速器 設計為主，在履帶車輛中主動輪減速器起著重要的作用。主要的作用：降低電動機傳 動主動的轉(zhuǎn)速，并增大傳遞到主動輪的轉(zhuǎn)矩，是履帶車輛有足夠的動力性，滿足履帶 車輛起步、加速、通過性。 本設計為履帶車輛主動輪減速器設計，主要介紹齒輪是減速器的選擇以及傳動方 案的選擇。為適應履帶車的行駛條件需要，通過履帶車輛的車重和最大行駛速度，計 算出履帶車輛行駛中所需的最大功率最大扭矩。根據(jù)最大功率計算總傳動比，是總傳 動比能達到減速比的要求，并進行傳動比的分配和確定各輪齒齒數(shù)和尺寸，以及確定 選擇使用單級傳動和二級傳動。根據(jù)計算要求確定輸入輸出軸軸頸計算和軸段長度的 計算以及軸的校核。最后進行密封件的選擇和軸的工藝分析。選擇合適的密封件并滿 足設計要求，另外軸在加工時要有一定的技術(shù)要求，加工后的軸應滿足技術(shù)和設計要 求。 關鍵詞：減速傳動裝置；傳動比；傳動比；校核；密封件 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 II ABSTRACT Caterpillar vehicles, the slowdown in the transmission device is an important part of this paper mainly active wheel reducer design is given priority to, in active wheel reducer of caterpillar vehicle plays an important role. Main function: reduce the speed of the motor drive, and increase initiative to deliver the torque, active wheel is tracked vehicles have enough power to meet tracked vehicles start, accelerate, through sex. This design for tracked vehicles driving gear reducer design, mainly introduces the option and is reducer gear transmission options. Through the caterpillar vehicle weight of the car and maximum speeds of caterpillar vehicle, calculate the maximum power required. According to the maximum power calculating total ratio, and the distribution of transmission ratio, and confirm the pinion gear and dimension. And input/output shaft shaft neck calculation and shaft length calculation, and the axis of dynamicrigidity. On the classification of the shaft seal process analysis. Choose appropriate sealing parts and meet the design requirements, another shaft in process must have certain technical requirements, the processed axis should meet the technical and design requirements. This design closely combining the most mature modern tracked vehicles of technology. Keywords:Slow Transmission Device; Ratio;Distribution Ratio ; Check; Seals 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 III 目 錄 摘 要 .I Abstract .II 第一章 緒 論.1 1.1 選題的目的及意義 .1 1.2 齒輪式減速器發(fā)展現(xiàn)狀 .1 1.3 齒輪減速器的發(fā)展趨勢 .2 1.4 主要工作內(nèi)容 .3 第二章 減速器傳動方案的確定 .4 2.1 總體方案的確定 .4 2.1.1 減速器的類型及特點 .4 2.1.2 傳動方案分析 .5 2.1.3 行星齒輪變速器的工作原理 .9 2.1.4 常用行星齒輪傳動的形式與特點 .11 2.2 傳動比的確定 .12 2.2.1 確定發(fā)動機最大功率 .12 2.2.2 確定傳動比 .13 2.3 本章小結(jié) .17 第三章 齒輪結(jié)構(gòu)設計與計算.18 3.1 行星排的配齒計算及強度校核 .18 3.1.1 分配傳動比 .18 3.1.2 行星齒輪傳動齒數(shù)確定的條件 .20 3.2 減速器高速級的計算 .23 3.2.1 行星排的配齒計算 .23 3.2.2 驗算高速級 AC 傳動的接觸強度 .28 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 IV 3.2.3 驗算 AC 傳動彎曲疲勞強度的校核 .34 3.2.4 根據(jù)接觸強度計算來確定內(nèi)齒輪材料 .37 3.2.5 CB 傳動的彎曲強度驗算 .38 3.3 減速器低速級的計算 .38 3.3.1 配齒計算 .38 3.3.2 按接觸強度初算 AC 傳動的中心距和模數(shù) .38 3.3.3 行星排齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 .39 3.3.4 驗算 AC、CB 傳動的接觸強度及彎曲疲勞強度 .41 3.4 本章小結(jié) .41 第四章 軸及軸上支承聯(lián)接件的校核.42 4.1 軸的種類 .42 4.2 軸的工藝要求 .42 4.3 軸的初算及材料選擇 .42 4.4 高速軸的校核 .43 4.4.1 高速軸的受力分析 .43 4.4.2 按當量彎矩校核軸的強度 .44 4.5 低速軸的校核 .45 4.5.1 低速軸的受力分析 .45 4.5.2 按當量彎矩校核軸的強度 .46 4.5.3 花鍵的選擇及校核計算 .47 4.5.4 輸入軸上的花鍵校核 .48 4.5.5 聯(lián)結(jié)高速級與低速級間的花鍵校核 .48 4.5.6 輸出軸的花鍵校核 .49 4.6 減速器中軸承的選擇及壽命校核 .49 4.6.1 軸承承載能力的計算 .49 4.6.2 軸承的壽命計算 .51 4.7 本章小結(jié) .52 第五章 減速器密封及軸工藝分析 .53 5.1 概述 .53 5.2 密封形式的選擇 .53 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 V 5.2.1 密封形式的分類 .53 5.2.2 密封形式的選擇 .54 5.3 軸的工藝分析 .55 5.4 本章小結(jié) .56 結(jié) 論 .57 參考文獻 .58 致 謝 .59 附 錄 A.60 附 錄 B.65 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 1 第一章 緒 論 1.1 選題的目的及意義 行星齒輪的傳動應用已有幾十年的歷史。由于行星齒輪傳動是把定軸線傳動改為 動軸線傳動，采用功率分流，用數(shù)個行星齒輪分擔載荷，并且合理應用內(nèi)嚙合，以及 采用合理的均載裝置，使行星齒輪傳動有許多重大的優(yōu)點。這些有點主要有質(zhì)量輕、 體積小、傳動范圍大，承載能力不受限制，進出軸呈同一軸線；同時效率高。 與普通定軸齒輪傳動相比，行星齒輪傳動最主要的特點就是它至少有一個齒輪的 軸線是動軸線，因而稱為動軸輪系。行星齒輪傳動中，至少有一個齒輪即繞動軸線自 傳，同時又繞定軸線公轉(zhuǎn)，既作行星運動，所以通常稱為行星齒輪傳動。 目前履帶車輛所采用的減速器為行星齒輪減速器，與傳統(tǒng)減速器相比具有質(zhì)量小、 體積小、傳動比大、承載能力大以及傳動平穩(wěn)和傳動效率高等優(yōu)點，這些已被我國越 來越多的機械工程技術(shù)人員所了解和重視。本設計通過對軍用履帶車采用的行星齒輪 減速器的結(jié)構(gòu)設計，初步計算出各零件的設計尺寸和裝配尺寸，并對設計結(jié)果進行參 數(shù)化分析，為行星齒輪減速器產(chǎn)品的開發(fā)和性能評價，實現(xiàn)行星齒輪減速器規(guī)?；?產(chǎn)提供了參考和理論依據(jù)。 行星齒輪傳動的特點：1）把定軸線傳動給為動軸線傳動；2）功率分流，采用數(shù) 個行星齒輪傳遞載荷；3）合理地應用內(nèi)嚙合。 行星齒輪傳動的優(yōu)越性：1）體積小、質(zhì)量輕，只相當一般齒輪傳動的體積、質(zhì) 量的 1/21/3；2）承載能力大，傳遞功率范圍及傳動比范圍大；3）運行噪聲小， 效率高，壽命長；4）由于尺寸和質(zhì)量減少，就能夠采用優(yōu)質(zhì)材料與實現(xiàn)硬齒面等化 學處理，機床工具規(guī)格小，精度和技術(shù)要求容易達到；5）采用合理機構(gòu)，可以簡化 制造工藝，從而使中小型制造廠就能夠制造，并易于推廣和普及；6）采用行星齒輪 機構(gòu)，用兩個電機可以達到變速要求。由此可見，行星齒輪傳動是一種先進的齒輪傳 動結(jié)構(gòu)。 1.2 齒輪式減速器發(fā)展現(xiàn)狀 齒 輪 是 廣 泛 使 用 的 傳 動 元 件 。 目 前 世 界 上 利 用 齒 輪 最 大 傳 遞 功 率 可 達 6500kW， 最 大 線 速 度 達 210m s； 齒 輪 最 大 重 量 達 200t， 組 合 式 齒 輪 最 大 直 徑 達 25 6m， 最 大 模 數(shù) m 達 50mm。 我 國 自 行 設 計 的 高 速 齒 輪 增 速 器 和 減 速 器 的 功 率 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 2 已 達 44000kW， 齒 輪 圓 周 速 度 達 150m s 以 上 。 齒 輪 減 速 器 是 一 種 動 力 傳 達 機 構(gòu) ， 利 用 齒 輪 的 速 度 轉(zhuǎn) 換 ， 將 電 動 機 的 回 轉(zhuǎn) 數(shù) 減 速 到 所 要 的 回 轉(zhuǎn) 數(shù) ， 并 得 到 較 大 轉(zhuǎn) 矩 的 機 構(gòu) 。 在 目 前 用 于 傳 遞 動 力 與 運 動 的 機 構(gòu) 中 ， 齒 輪 減 速 器 的 應 用 范 圍 相 當 廣 泛 ， 幾 乎 在 各 式 機 械 的 傳 動 系 統(tǒng) 中 都 可 以 見 到 它 的 蹤 跡 。 齒 輪 減 速 器 具 有 減 速 及 增 加 轉(zhuǎn) 矩 作 用 ， 因 此 廣 泛 應 用 在 速 度 與 扭 矩 的 轉(zhuǎn) 換 設 備 。 齒 輪 減 速 器 的 作 用 主 要 有 ： (1） 降 速 同 時 提 高 輸 出 扭 矩 ， 扭 矩 輸 出 比 例 按 電 機 輸 出 乘 減 速 比 ， 但 要 注 意 不 能 超 出 減 速 機 額 定 扭 矩 。 (2） 減 速 同 時 降 低 了 負 載 的 慣 量 ， 慣 量 的 減 少 為 減 速 比 的 平 方 。 齒 輪 減 速 器 一 般 用 于 低 轉(zhuǎn) 速 大 扭 矩 的 傳 動 設 備 ， 把 電 動 機 ， 內(nèi) 燃 機 或 其 它 高 速 運 轉(zhuǎn) 的 動 力 通 過 減 速 機 的 輸 入 軸 上 的 齒 數(shù) 少 的 齒 輪 嚙 合 輸 出 軸 上 的 大 齒 輪 來 達 到 減 速 的 目 的 ， 普 通 的 減 速 器 也 會 有 幾 對 相 同 原 理 齒 輪 達 到 理 想 的 減 速 效 果 ， 大 小 齒 輪 的 齒 數(shù) 之 比 ， 就 是 傳 動 比 。 齒 輪 減 速 器 是 一 種 相 對 精 密 的 機 械 ， 使 用 它 的 目 的 是 降 低 轉(zhuǎn) 速 ， 增 加 轉(zhuǎn) 矩 。 它 的 種 類 繁 多 ， 型 號 各 異 ， 不 同 種 類 有 不 同 的 用 途 。 齒 輪 減 速 器 按 照 傳 動 類 型 可 分 為 齒 輪 減 速 器 、 蝸 桿 減 速 器 和 行 星 齒 輪 減 速 器 ； 按 照 傳 動 級 數(shù) 不 同 可 分 為 單 級 和 多 級 減 速 器 ； 按 照 齒 輪 形 狀 可 分 為 圓 柱 齒 輪 減 速 器 、 圓 錐 齒 輪 減 速 器 和 圓 錐 圓 柱 齒 輪 減 速 器 ； 按 照 傳 動 的 布 置 形 式 又 可 分 為 展 開 式 、 分 流 式 和 同 軸 式 減 速 器 。 1.3 齒輪減速器的發(fā)展趨勢 隨 著 社 會 的 發(fā) 展 、 時 間 的 推 移 ， 齒 輪 技 術(shù) 進 展 的 步 伐 越 來 越 迅 速 。 近 年 來 ， 工 業(yè) 發(fā) 達 國 家 制 造 的 機 械 裝 置 向 著 大 型 、 精 密 、 高 速 、 成 套 和 自 動 化 方 向 發(fā) 展 ， 有 的 則 向 小 型 、 輕 量 化 方 向 發(fā) 展 ， 從 而 推 動 了 齒 輪 的 技 術(shù) 的 進 步 。 概 括 起 來 說 ， 當 今 世 界 各 國 齒 輪 技 術(shù) 發(fā) 展 的 總 趨 勢 向 六 高 、 二 低 、 二 化 的 方 向 發(fā) 展 。 六 高 及 高 承 載 能 力 、 高 齒 輪 面 硬 度 、 高 精 度 、 高 速 度 、 高 可 靠 性 和 高 傳 動 效 率 ； 二 低 即 低 噪 聲 、 低 成 本 、 二 化 即 標 準 化 、 多 樣 化 。 1 在 產(chǎn) 品 設 計 階 段 ， 就 同 時 進 行 工 藝 過 程 設 計 及 安 排 產(chǎn) 品 整 個 生 產(chǎn) 周 期 個 配 套 環(huán) 節(jié) 。 市 場 的 快 速 反 映 大 大 縮 短 了 產(chǎn) 品 投 放 市 場 的 時 間 。 零 部 件 企 業(yè) 正 向 大 型 化 、 專 業(yè) 化 、 國 際 化 發(fā) 展 。 齒 輪 產(chǎn) 品 將 成 為 國 際 采 購 、 國 際 配 套 的 產(chǎn) 品 。 適 應 市 場 要 求 的 新 產(chǎn) 品 開 發(fā) ， 關 鍵 工 藝 技 術(shù) 的 創(chuàng) 新 競 爭 ， 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 競 爭 以 及 員 工 技 術(shù) 素 質(zhì) 與 創(chuàng) 新 精 神 ， 是 2l 世 紀 企 業(yè) 競 爭 的 焦 點 。 在 2l 世 紀 成 套 機 械 裝 備 中 ， 齒 輪 仍 然 是 機 械 傳 動 的 基 本 部 件 。 由 于 計 算 機 技 術(shù) 與 數(shù) 控 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 使 得 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 機 械 加 工 精 度 、 加 工 效 率 大 為 提 高 ， 從 而 推 動 了 機 械 傳 動 產(chǎn) 品 多 樣 化 ， 整 機 配 套 的 模 塊 化 、 標 準 化 ， 以 及 造 型 設 計 藝 術(shù) 化 ， 使 產(chǎn) 品 更 加 精 致 、 美 觀 。 數(shù) 控 機 床 和 工 藝 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 推 動 了 機 械 傳 動 結(jié) 構(gòu) 的 飛 速 發(fā) 展 。 在 傳 動 系 統(tǒng) 設 計 中 的 電 子 控 制 、 液 壓 傳 動 ， 齒 輪 、 帶 鏈 的 混 合 傳 動 ， 將 成 為 變 速 箱 設 計 中 優(yōu) 化 傳 動 組 合 的 方 向 。 在 傳 動 設 計 中 的 學 科 交 叉 ， 將 成 為 新 型 傳 動 產(chǎn) 品 發(fā) 展 的 重 要 趨 勢 。 工 業(yè) 通 用 變 速 箱 是 指 為 各 行 業(yè) 成 套 裝 備 及 生 產(chǎn) 線 配 套 的 大 功 率 和 中 小 功 率 變 速 箱 。 國 內(nèi) 的 變 速 箱 將 繼 續(xù) 淘 汰 軟 齒 面 ， 向 硬 齒 面 (50 60HRC)、 高 精 度 (4 5 級 )、 高 可 靠 度 軟 啟 動 、 運 行 監(jiān) 控 、 運 行 狀 態(tài) 記 錄 、 低 噪 聲 、 高 的 功 率 與 體 積 比 和 高 的 功 率 與 重 量 比 的 方 向 發(fā) 展 。 中 小 功 率 變 速 箱 為 適 應 機 電 一 體 化 成 套 裝 備 自 動 控 制 、 自 動 調(diào) 速 、 多 種 控 制 與 通 訊 功 能 的 接 口 需 要 ， 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) 與 外 型 在 相 應 改 變 。 矢 量 變 頻 代 替 直 流 伺 服 驅(qū) 動 ， 已 成 為 近 年 中 小 功 率 變 速 箱 產(chǎn) 品 (如 擺 輪 針 輪 傳 動 、 諧 波 齒 輪 傳 動 等 )追 求 的 目 標 。 隨 著 我 國 航 天 、 航 空 、 機 械 、 電 子 、 能 源 及 核 工 業(yè) 等 方 面 的 快 速 發(fā) 展 和 工 業(yè) 機 器 人 等 在 各 工 業(yè) 部 門 的 應 用 ， 我 國 在 諧 波 傳 動 技 術(shù) 應 用 方 面 已 取 得 顯 著 成 績 。 同 時 ， 隨 著 國 家 高 新 技 術(shù) 及 信 息 產(chǎn) 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 對 諧 波 傳 動 技 術(shù) 產(chǎn) 品 的 需 求 將 會 更 加 突 出 。 中 國 齒 輪 行 業(yè) 在 20 世 紀 90 年 代 的 快 速 發(fā) 展 ， 已 基 本 完 成 由 賣 方 市 場 投 到 買 方 市 場 的 轉(zhuǎn) 變 。 隨 著 我 國 體 質(zhì) 的 個 改 革 的 深 入 ， 充 分 發(fā) 揮 行 業(yè) 協(xié) 會 的 作 用 ， 加 強 行 業(yè) 自 律 性 的 市 場 約 束 ， 形 成 有 序 競 爭 的 市 場 制 度 ， 是 當 前 是 的 發(fā) 展 的 迫 切 任 務 。 減 速 器 和 齒 輪 的 設 計 與 制 造 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 在 一 定 程 度 上 標 志 著 一 個 國 家 的 工 業(yè) 水 平 ， 因 此 開 拓 和 發(fā) 展 減 速 器 和 齒 輪 技 術(shù) 在 我 國 有 廣 闊 的 前 景 。 1.4 主要工作內(nèi)容 以 履 帶 車 輛 主 動 輪 減 速 機 構(gòu) 設 計 為 主 要 研 究 對 象 ， 對 主 動 輪 減 速 器 進 行 了 研 究 設 計 ， 確 定 主 動 輪 行 星 齒 輪 減 速 器 選 擇 ， 對 行 星 齒 輪 減 速 器 的 基 本 工 作 原 理 進 行 分 析 選 擇 、 行 星 齒 輪 傳 動 設 計 與 校 核 。 主 要 內(nèi) 容 包 括 ： 1.行 星 齒 輪 傳 動 傳 動 方 案 分 析 、 行 星 齒 輪 工 作 原 理 以 及 配 齒 、 傳 動 比 確 定 ； 2.行 星 齒 輪 傳 動 比 分 配 、 各 輪 齒 齒 數(shù) 和 尺 寸 確 定 ； 3.軸 的 工 藝 要 求 、 軸 頸 計 算 以 及 輸 入 軸 輸 出 軸 設 計 校 核 ； 4.密 封 件 的 分 類 及 選 擇 、 軸 的 工 藝 分 析 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 第二章 減速器傳動方案的確定 2.1 總體方案的確定 2.1.1 減速器的類型及特點 減速器的功用是改變發(fā)動機傳動到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使車輛在原地起步、 爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行使條件下工作，使車輛獲得足夠的牽引力和行駛速度。減 速器的傳動方案有多種多樣，各有各的特點。一般常見行星齒輪減速器的分類及型式 及其應用范圍如表 2.1 行星齒輪減速器主要類型與特點所示。 表 2.1 行星齒輪減速器主要類型與特點 序 號 基本結(jié) 構(gòu)命名 嚙合 方式 命名 傳動簡圖 傳動比 范圍 傳動效 率 傳動功 率范圍 制造工 藝性 應用場 合 說明 1 2K-H 型 NGW 型 2.81 2.5 0.97 0.99 不限 加工與 裝配工 藝較簡 單。 可用于 任何工 作情況 下，功 率大小 不受限 制。 具有內(nèi) 位嚙合 的 2K-H 型單機 傳動 （負號 機構(gòu)）。 2 2K-H 型 NW 型 717 0.97 0.99 不限 因有雙 聯(lián)齒輪， 使加工 與裝配 復雜。 同型 2K-H。 具有內(nèi) 外嚙合 的 2K-H 型傳動 （正號 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 5 機構(gòu)）。 3 2K-H 型 NN 型 3010 0 傳動 效率很 小時， 可達 1700 效率低、 且隨傳 動比 i 增大而 下降， 并有自 鎖可能。 小于或 等于 30KW。 制造精 度要求 較高 適用于 短期間 斷工作 場合， 推薦用 于特輕 型工作 制度。 雙內(nèi)嚙 合 2K-H 型傳動 （正號 機構(gòu)）。 4 2K-H 型 WW 型 1.2 至 幾千 效率低、 且隨傳 動比 i 增大而 下降， 并有自 鎖可能。 15KW 制造與 裝配工 藝性不 佳。 推薦只 在特輕 型工作 制度下 用，最 好不用 于動力 傳動。 雙外嚙 合 2K-H 型傳動 （正號 機構(gòu)）。 5 3K 型 NGWN 型 2010 0 小功 率可達 500 以 上 效率較 低，且 隨傳動 比增入 而下降， 并有自 鎖可能。 96KW 制造與 裝配工 藝性不 佳。 適用于 短期間 斷工作 場合。 6 K-H-V 型 N 型 771 0.70 .94 96KW 齒形及 輸出機 構(gòu)要求 較高。 2.1.2 傳動方案分析 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 本設計為電動機驅(qū)動主動輪，電動機代替發(fā)動機驅(qū)動主動輪。電 動 機 橫 置 于 履 帶 車 輛 前 主 動 輪 左 右 兩 側(cè) ， 故 其 傳 動 方 向 大 致 一 致 ， 不 會 出 現(xiàn) 交 角 的 傳 動 。 且 由 于 坦 克 傳 動 屬 于 大 功 率 傳 動 ， 傳 動 比 不 算 太 大 ， 采 用 蝸 桿 、 齒 輪 螺 桿 減 速 器 不 合 適 ， 因 為 要 求 的 傳 動 比 太 大 ； 若 采 用 擺 線 針 輪 減 速 器 和 協(xié) 波 齒 輪 減 速 器 也 同 樣 不 合 適 ， 因 為 這 兩 樣 傳 動 在 實 際 應 用 中 技 術(shù) 還 不 成 熟 ， 且 要 求 傳 遞 功 率 較 小 和 傳 動 比 范 圍 太 大 ， 根 本 不 適 用 于 坦 克 等 履 帶 車 輛 做 減 速 器 。 剩 下 可 考 慮 圓 柱 齒 輪 減 速 器 和 行 星 齒 輪 減 速 器 兩 種 傳 動 方 案 了 。 從 表 2.2 定 軸 傳 動 減 速 器 主 要 類 型 與 特 點 所 示 可 以 看 出 圓 柱 齒 輪 減 速 器 可 以 做 成 單 級 、 兩 級 、 三 級 三 種 ， 做 為 定 軸 式 減 速 器 ， 輪 齒 可 以 做 成 直 齒 、 斜 齒 和 人 字 齒 。 傳 動 軸 線 平 行 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 精 度 易 于 保 證 ， 由 于 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 早 期 坦 克 、 汽 車 、 拖 拉 機 有 著 廣 泛 的 應 用 。 還 可 分 為 同 軸 線 式 和 非 同 軸 線 式 ， 非 同 軸 線 式 還 可 分 為 展 開 式 和 分 流 式 。 展 開 式 是 兩 級 減 速 器 中 最 簡 單 的 一 種 ， 齒 輪 相 對 軸 承 位 置 不 對 稱 ， 軸 產(chǎn) 生 彎 曲 變 形 時 ， 載 荷 分 布 不 均 勻 ， 因 此 軸 應 有 較 大 的 剛 度 。 分 流 式 齒 輪 與 軸 承 對 稱 布 置 ， 載 荷 沿 齒 寬 分 布 均 勻 。 此 外 ， 還 有 同 軸 線 式 傳 動 方 式 ， 就 是 輸 入 軸 與 輸 出 軸 同 軸 。 表 2.2 定軸傳動減速器主要類型與特點 類別 級數(shù) 推薦傳動比范圍 特點及應用 單級 調(diào)質(zhì)齒輪 I=7.1 淬硬齒輪 I=6.3 （ I=5.6 較佳） 應用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，精度容易保證。 輪齒可做成直齒、斜齒或人字齒?？?用于低速重載，也可用于高速傳動。 展開式 調(diào)質(zhì)齒輪 I=7.150 淬硬齒輪 I=7.11.5 (I=6.30 較佳) 這是二級減速器中最簡單、應用最廣 泛結(jié)構(gòu)。齒輪相軸承位置不對稱。 當軸產(chǎn)生彎扭變形時，載荷齒寬上分 布不均勻，軸應設計具有較大剛度， 并使 高速軸齒輪遠離輸入端。淬硬齒輪大 多采用此結(jié)構(gòu)。 圓柱 齒輪 減速 器 二級 分流式 I=7.150 高速級為對稱左右旋斜齒輪，低速級 可為人字齒或直齒。齒輪與軸承對稱 布置。載荷沿齒寬分布均勻，軸承受 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 載平均，中間軸危險截面上轉(zhuǎn)矩相當 于軸所傳遞轉(zhuǎn)矩之半。但這種結(jié)構(gòu)不 可避免要產(chǎn)生軸向竄動，影響齒面載 荷均勻性。 結(jié)構(gòu)上應保證有軸向竄動可能。通常 低速級大齒輪作軸向定位，中間軸齒 輪和高速小齒輪可以軸向竄動。 同軸線式 調(diào)質(zhì)齒輪 I=7.150 淬硬齒輪 I=7.131.5 箱體長度縮小。輸入軸和輸出軸布置 同一軸線上，使設備布置較為方便、 合理。當傳動比分配適當時，兩對齒 輪浸 油深度大致相同。但軸向尺寸較大， 中間軸較長，其齒輪與軸承不對稱布 置，剛性差，載荷沿齒寬分布不均勻。 同軸分流式 I=7.150 從輸入軸到輸出軸功率分左右兩股傳 遞，嚙合輪齒僅傳遞一半載荷。輸入 軸和輸出軸只受轉(zhuǎn)矩，中間軸只受全 部載荷一半。故可縮小齒輪直徑、圓 周速度及減速器尺寸。一般用于重載 齒輪。關鍵是要采用合適均載機構(gòu)， 使左右兩股分流功率均衡。 展開式 調(diào)質(zhì)齒輪 I=28315 淬硬齒輪 I=28180 （I=22.5 100 較佳） 同二級展開式。圓柱 齒輪 減速 三級 分流式 I=28315 同二級分流式。 圓錐、 圓柱 柱 減速 單級 直齒 I=5 曲線齒、斜齒 I840 輪齒可制成直齒、斜齒或曲線齒。適 用于輸入軸和輸出軸兩軸線垂直相交 傳動中?？蔀樗绞交蛄⑹健Ｆ渲圃?安裝復雜，成本高，僅設備布置必要 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 (淬硬齒輪 I=5 較佳) 時才采用。 二級 直齒 I=6.331.5 曲線齒、斜齒 I=840 (淬硬齒輪 I=516 較佳) 特點與單級圓錐齒輪減速器相似。圓 錐齒輪應高速級，使圓錐齒輪尺寸不 致太大，否則加工困難。圓柱 齒輪可為直齒或斜齒。 器 三級 I=35.5160 (淬硬齒輪 I=18100 較佳） 特點與二級圓錐圓柱齒輪減速器相 似。 蝸桿下置式 蝸桿布置蝸輪下邊，嚙合處冷卻和潤 滑較好，蝸桿軸承潤滑也方便。但當 蝸桿圓周圍速度太大時，油攪動損失 較大，一般用于蝸桿圓周速度 v5m/s。 蝸桿上置式 蝸桿布置蝸輪上邊，裝拆方便，蝸桿 圓周速度允許高一些，但蝸桿軸承潤 滑不方便。 蝸桿、 齒輪 蝸 桿減 速器 單 級 蝸桿側(cè)置式 i=880 蝸桿放蝸累輪側(cè)面，蝸輪軸是豎直。 以 上 僅 分 析 了 圓 柱 齒 輪 減 速 器 的 部 分 特 性 ， 由 于 此 次 設 計 給 定 了 減 速 器 的 設 計 尺 寸 ， 其 安 裝 位 置 也 有 一 定 的 限 制 ， 且 還 要 考 慮 箱 體 尺 寸 ， 內(nèi) 齒 輪 安 裝 的 方 便 性 ， 要 求 電 機 輸 出 軸 與 減 速 器 輸 出 軸 同 軸 。 可 考 慮 的 傳 動 方 案 有 兩 類 ： （ 一 ） 同 軸 式 圓 柱 齒 輪 減 速 器 ， 如 果 為 兩 級 傳 動 ， 傳 動 比 8 40， 速 比 分 配 適 當 時 ， 兩 對 齒 輪 浸 入 油 中 深 度 大 致 相 同 。 但 減 速 器 軸 向 尺 寸 和 重 量 較 大 ， 高 速 級 齒 輪 的 承 載 能 力 難 于 充 分 利 用 ， 中 間 軸 承 潤 滑 困 難 。 中 間 軸 較 長 ， 剛 性 差 ， 高 速 運 轉(zhuǎn) 下 ， 軸 易 引 起 共 振 。 載 荷 沿 齒 寬 分 布 不 均 。 由 于 兩 伸 出 軸 在 同 一 直 線 上 ， 在 很 多 場 合 能 使 布 置 更 為 方 便 ， 但 對 于 我 設 計 的 這 個 項 目 顯 然 由 于 軸 承 潤 滑 困 難 ， 體 積 較 大 ， 不 易 布 置 。 （ 二 ） 行 星 齒 輪 減 速 器 有 很 多 優(yōu) 點 ， 其 傳 動 效 率 可 以 很 高 ， 單 級 可 以 達 96 99 ； 且 傳 動 比 范 圍 廣 ， 傳 動 功 率 可 以 從 12W 至 50000KW， 承 載 能 力 大 ； 工 作 平 穩(wěn) ， 體 積 和 重 量 比 普 通 齒 輪 、 蝸 桿 減 速 器 小 得 多 。 行 星 齒 輪 減 速 器 的 特 點 如 下 ： （ 1） 因 為 各 中 心 輪 構(gòu) 成 為 共 軸 式 傳 動 ， 而 且 載 荷 分 布 在 幾 個 行 星 輪 上 ， 另 外 又 能 合 理 地 應 用 內(nèi) 嚙 合 ， 所 以 結(jié) 構(gòu) 非 常 緊 湊 。 由 于 一 個 中 心 輪 能 同 時 與 幾 個 行 星 輪 相 嚙 合 ， 故 使 在 材 料 的 機 械 性 能 與 制 造 精 度 相 同 情 況 下 ， 其 外 部 輪 廓 尺 寸 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 小 ， 載 荷 能 力 較 大 。 （ 2） 只 需 適 當 選 擇 機 構(gòu) 形 式 ， 便 可 以 用 少 量 齒 輪 得 到 較 大 傳 動 比 ， 甚 至 可 達 幾 千 的 數(shù) 比 ， 即 使 在 傳 動 比 很 大 時 ， 仍 然 緊 湊 重 量 輕 。 （ 3） 行 星 機 構(gòu) 的 傳 動 效 率 高 ， 在 結(jié) 構(gòu) 布 置 合 理 下 ， 其 效 率 可 達 0.8 0.9 以 上 ， 由 于 行 星 輪 傳 動 的 結(jié) 構(gòu) 對 稱 性 ， 即 具 有 個 數(shù) 均 勻 分 布 的 行 星 輪 ， 使 得 作 用 于 中 心 輪 和 轉(zhuǎn) 臂 軸 承 中 的 反 作 用 力 相 互 平 衡 ， 均 可 達 到 提 高 傳 動 效 率 的 作 用 。 （ 4） 由 于 采 用 了 數(shù) 個 相 同 的 行 星 輪 均 布 于 中 心 輪 四 周 ， 而 達 到 慣 性 力 的 平 衡 ， 同 時 使 嚙 合 齒 數(shù) 增 多 。 故 行 星 輪 機 構(gòu) 運 行 平 穩(wěn) ， 抗 沖 擊 和 振 動 能 力 強 。 缺 點 ： 對 材 料 要 求 高 ， 結(jié) 構(gòu) 復 雜 ， 制 造 和 安 裝 困 難 。 綜 合 考 慮 本 設 計 的 尺 寸 ， 重 量 和 布 置 等 的 具 體 要 求 ， 決 定 選 用 行 星 輪 傳 動 方 案 。 由 于 定 軸 式 的 傳 動 系 統(tǒng) 在 換 檔 時 有 較 大 的 功 率 損 失 。 因 此 目 前 履 帶 車 輛 上 日 益 廣 泛 采 用 行 星 變 速 箱 ， 行 星 變 速 箱 在 換 檔 時 一 般 都 可 以 實 現(xiàn) 沒 有 速 度 損 失 的 動 力 換 檔 。 對 于 我 的 這 次 設 計 的 減 速 器 也 應 采 用 行 星 式 的 減 速 方 式 。 2.1.3 行星齒輪變速器的工作原理 行 星 齒 輪 八 種 傳 動 方 案 ： 1)齒 圈 固 定 ， 太 陽 輪 主 動 ， 行 星 架 被 動 。 降 速 傳 動 ， 通 常 傳 動 比 一 般 為 2.5-5， 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 2） 齒 圈 固 定 ， 行 星 架 主 動 ， 太 陽 輪 被 動 。 升 速 傳 動 ， 傳 動 比 一 般 為 0.2-0.4， 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 3） 太 陽 輪 固 定 ， 齒 圈 主 動 ， 行 星 架 被 動 。 降 速 傳 動 ， 傳 動 比 一 般 為 1.25-1.67， 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 4） 太 陽 輪 固 定 ， 行 星 架 主 動 ， 齒 圈 被 動 。 升 速 傳 動 ， 傳 動 比 一 般 為 0.6-0.8， 轉(zhuǎn) 向 相 同 。 5） 行 星 架 固 定 ， 太 陽 輪 主 動 ， 齒 圈 被 動 。 減 速 運 動 ， 傳 動 比 一 般 為 1.5-4， 轉(zhuǎn) 向 相 反 。 6） 行 星 架 固 定 ， 齒 圈 主 動 ， 太 陽 輪 被 動 。 升 速 傳 動 ， 傳 動 比 一 般 為 0.25-0.67， 轉(zhuǎn) 向 相 反 。 7） 把 三 元 中 任 意 連 接 到 一 起 此 時 傳 動 比 為 1。 8） 三 元 件 中 任 意 一 個 元 件 主 動 ， 其 余 的 兩 個 元 件 自 由 ， 其 余 兩 元 件 無 確 定 的 轉(zhuǎn) 速 輸 出 。 為 了 了 解 行 星 齒 輪 變 速 器 工 作 原 理 ， 下 面 先 分 析 單 排 行 星 齒 輪 機 構(gòu) 的 運 動 規(guī) 律 。 圖 2-1 為 單 排 行 星 齒 輪 機 構(gòu) 的 示 意 圖 ， 圖 上 還 可 標 出 行 星 輪 所 受 到 的 作 用 力 。 1 2 3 4 1 2 3 4 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 圖 2.1 單 排 行 星 齒 輪 機 構(gòu) 及 作 用 力 1 太 陽 輪 2 齒 圈 3 行 星 架 4 行 星 輪 作 用 于 太 陽 輪 1 上 的 力 矩 ： 1MFr 作 用 于 齒 圈 2 上 的 力 矩 ： 2 作 用 于 行 星 架 3 上 的 力 矩 ： 3r 令 齒 圈 與 太 陽 輪 的 齒 數(shù) 比 為 ，則：21zr 因 而 ： 2 又： 131rr 式 中 ， 、 分別為太陽輪和齒圈的節(jié)圓半徑； 為行星輪與太陽輪的中心距。1r2 3 由行星輪 4 的力平衡條件得： 12F 和 3 因此，太陽輪、齒圈和行星架上的力矩分別為 （2.1） 1213()MFr 根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 ， 三 個 元 件 上 輸 入 和 輸 出 功 率 的 代 數(shù) 和 應 等 于 零 ， 即 ： （2.2）1230w 式中， 、 、 分別為太陽輪、齒圈和行星架的角速度。1w23 將式（2.1）代入式（2.2）中，即可得到表示單排行星齒輪機構(gòu)一般運動規(guī)律的 特性方程式 123()0w 若以轉(zhuǎn)速代替角速度，則上式可寫成： （2.3）123()nn 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 由式（2.3）可以看出，在太陽輪、齒圈和行星架這三個元件中，可任選兩個分 別作為主動件和從動件，而使另一元件固定不動，或使其運動受一定的約束，則整個 輪系即以一定的傳動比傳遞動力。下面分別討論以下情況： (1)太陽輪 1 為主動件，行星架 3 為從動件，齒圈 2 固定。 此時，式（2.3）中 ，故傳動比：02n 1231nzi (2)齒圈 2 為主動件，行星架 3 為從動件，太陽輪 1 固定。 此時，式（2.3）中 ，故傳動比:01n2132nzi (3)太陽輪 1 為主動件，齒圈 2 為從動件，行星架 3 固定。 此時，式（2. 3）中 ，故傳動比:30n1221nzi 在 此 情 況 下 ， 與 符號相反， 即 表 示 主 動 軸 與 從 動 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 相 反 ， 故1n2 為 倒 檔 傳 動 情 況 。 (4） 若 使 ，則：121312nn 在 或 時，同樣可得 。因此，若使三元件中的任何兩個元13n23n123 件連成一體轉(zhuǎn)動，則第三元件的轉(zhuǎn)速必然與前二者轉(zhuǎn)速相等，即行星齒輪系中所有元 件之間都沒有相對運動，從而形成直接檔傳動，傳動比 。1i 如果所有元件都不受約束，即都可以自由轉(zhuǎn)動，則行星齒輪機構(gòu)完全失去傳動作 用。由幾排行星齒輪機構(gòu)組成的行星齒輪變速器，其傳動比可根據(jù)上述單排行星齒輪 機構(gòu)特性方程式推導出來。 2.1.4 常用行星齒輪傳動的形式與特點 從上表 2.1 分析，WW ，NGWN，N 和 NN 最大功率均有限制，而本次設計功率 很大為 110KW，因此它們都不合適，只可用 NGW，NW 型，由于 NW 型在 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 時不宜采用。由下一節(jié)知傳動比小于 7，因此選用 NGW 型，即太陽輪為主動7 BAXi 件，行星架為從動件，齒圈固定。 由上一節(jié)行星齒輪工作原理知傳動比為： 12/1zi 式 中 ： 為齒圈齒數(shù)；2z 為太陽輪齒數(shù)；1 2.2 傳動比的確定 2.2.1 確定發(fā)動機最大功率 安裝在履帶車輛上的發(fā)動機，它的最大功率可以根據(jù)履帶車輛以最大功率行駛的 工況確定。通常以車輛在良好道路上用最大速度行駛所需的功率，確定為發(fā)動機最大 功率。由于本設計是由電動機驅(qū)動主動輪，所以應該先算出發(fā)動機的功率，然后在用 發(fā)動機的功率和電動機的功率進行比較，看電動機是否能滿足車輛的使用要求。 本次設計為履帶車輛的主動輪減速器設計，整車參數(shù)如表 2.3 整車參數(shù)所示。 表 2.3 整車參數(shù) 主 要 參 數(shù) 滿 載 質(zhì) 量 （ kg） 15500 每 側(cè) 電 動 機 功 率 （ kw） 110 電 動 機 額 定 轉(zhuǎn) 速 （ rpm） 1500 電 動 機 最 高 轉(zhuǎn) 速 （ rpm） 8000 電 動 機 額 定 扭 矩 (Nm) 550 電 動 機 最 大 扭 矩 （ Nm） 980 電 機 尺 寸 (mm) 385645 主 動 輪 半 徑 （ mm） 313 最 大 車 速 （ km/h）axV70 最 大 爬 坡 度 (%) 40 當 知 道 路 條 件 ， 以 及 車 輛 在 此 道 路 上 行 駛 所 要 求 達 到 的 最 大 速 度 ， 發(fā) 動 機 所 需 的 最 大 功 率 由 下 式 確 定 ： 千瓦 360maxaxGvfNf 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 （2. 4）式中： G車輛的全重（十牛） ； 在良好道路上行駛，要求車輛達到的最大速度（千米/小時） ；maxv 車輛在良好道路上行駛的地面阻力系數(shù)；0f 車輛效率。 對 上 表 給 出 的 履 帶 車 輛 的 參 數(shù) ， 用 式 （ 2.4） 計 算 它 的 發(fā) 動 機 最 大 功 率 比 較 困 難 。 因 為 在 公 式 中 僅 G 和 為 已 知 ， 和 值 是 難 于 確 定 的 。 因 此 ， 必 須 參maxV0f 考 現(xiàn) 有 坦 克 的 實 驗 數(shù) 據(jù) 進 行 選 擇 ， 計 算 得 到 的 發(fā) 動 機 最 大 功 率 是 個 概 略 的 數(shù) 值 。 已 經(jīng) 給 出 的 最 大 速 度 ， 是 在 良 好 道 路 上 行 駛 所 能 達 到 的 ， 也 就 是 在 地 面 變 形 阻 力 系 數(shù) 很 小 和 坡 度 很 小 的 路 面 上 行 駛 所 能 達 到 的 。 坦 克 行 駛 的 地 面 阻 力 系 數(shù)f 可 表 示 為 ：0f 0sincosff 由 良 好 道 路 路 面 坡 度 很 小 ， 故 ： 0cos1,ita,iff 式 中 路 面 的 坡 度 ， 等 于 在 所 研 究 的 路 段 上 坡 高 度 和 水 平 距 離 之 比 。i 在 上 述 條 件 下 行 駛 時 可 采 用 下 列 數(shù) 值 ： 065.025.,4.03. fif ， 本次設計的坦克采用上述經(jīng)驗值： .,4.,.tansi 0ffi 履帶車輛效率的計算，功率傳遞由電動機傳到連軸器在傳到變速箱（減速器） ， 分別取為 （電動機） ， （連軸器） ， （變速箱） 。094098097 按上述方法確定 后，應根據(jù)實際情況選擇現(xiàn)有發(fā)動機或設計新的發(fā)動機。maxfN 還應指出，在確定最大功率時，既要考慮到發(fā)展的可能性。可將 選大一點，以maxfN 適應履帶車輛坦克火力的發(fā)展。如增加武器或加大口徑和變型車輛的需要。另外，還 應考慮履帶車輛（坦克）的使用條件，如在高原地區(qū)使用，高度增加 1000 米，發(fā)動 機功率下降 10，應該相應的提高發(fā)動機功率。 因此，由上述公式得： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 24.1998.073605.maxeP 本設計提供的兩臺電機一共為 220KW，大于 ，故提供的電機滿足要求。maxfN 2.2.2 確定傳動比 傳動方案選擇以后，應該先確定傳動比。選擇的傳動比應符合車輛動力性和經(jīng)濟 性要求。本次設計為電動機驅(qū)動，與普通柴油、汽油機驅(qū)動不同。由于普通車輛驅(qū)動 形式過程中所遇到的阻力變化很大，因此有必要在發(fā)動機和驅(qū)動輪之間裝一個有若干 檔位的變速器。而電動車輛由于電動機外特性的原因，不需要很多的檔位，僅需要 12 個檔位。由于電動車輛經(jīng)濟性研究還不夠深入，由于時間和能力上的限制，在 本次設計中經(jīng)濟性的考慮放在次要位置，主要以動力性為考慮依據(jù)，即傳動比應滿足 最高車速，加速時間，爬坡度的要求。 履帶車輛傳動裝置的最大傳動比和最小傳動比的比值成為車輛的傳動范圍，以 表示 以坦克為例說明：chdmaxinch 式中： 坦克傳動裝置最抵擋的總傳動比；ax 坦克傳動裝置最高檔的總傳動比。min 由公式可知： max1max0.37zfNrnivinax.zf 為一擋最大速度；1maxv 為坦克最高速度。 發(fā)動機在工況一定時，這個數(shù)值意味著傳動裝置能夠改變坦克速度或牽引力的范 圍或倍數(shù)。為了確定傳動范圍 必須先確定最高檔的傳動比 和最低檔或一擋的傳chdmin 動比 。根據(jù)在坦克設計中已確定的主動輪半徑 ，坦克最大速度 以及發(fā)動機的maxi zraxv 外特性，即可求最高檔的總傳動比 。min 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 現(xiàn)在要確定一擋的總傳動比，即一擋的減速比，由于經(jīng)過電機直接傳動至減速器， 再傳至主動輪。但若 選小了，發(fā)動機最大功率 確定以后，最低檔的單位牽maxi maxfN 引力 較低；若 選的過高，可能使 太低，同時由于一擋單位牽引力過高有可1D1maxv 能超過地面附著的限制而發(fā)不出來。這兩種情況都不利于坦克的機動性。一擋總傳動 比 必須根據(jù)設置一擋的目的來確定。通常，坦克在一擋時等速行駛所必需的牽引maxi 力值，根據(jù)在爬最大坡度時所遇到的最大地面阻力確定的。 坦克能克服的最大坡度角 ，在戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求中已作了規(guī)定。為了克服此坡度max 角，坦克等速行駛所需要的牽引力為： （2. 5） f zzJ MGrfirMfiP)sincos()sics( maxmaxmax11 maxax 式中： G坦克重量（十牛） ； 具有最大爬坡角的路面的地面變形阻力系數(shù)；f 最大坡度角；max 主動輪半徑（米） ；zr 坦克在最大坡度的路面上行駛時發(fā)動機的扭矩（十牛米） ；Mf 坦克效率。 采用式（2. 5）計算 時，發(fā)動機工況可選在最大功率點工作或最大扭矩點工maxi 作。 若選在最大功率點時，爬坡速度較快，同時由于發(fā)動機對于外界負荷所具有的適應性， 坦克牽引力有 1020儲備，但此時所得到的傳動范圍大些，n 可能使變速箱的尺寸 重量有些增加，若選在最大扭矩點時，爬坡速度較慢，傳動范圍可以小些。 若選在最大功率點時，爬坡速度較快，同時由于發(fā)動機對于外界負荷所具有的適 應性，坦克牽引力有 1020儲備，但此時所得到的傳動范圍大些，n 可能使變速箱 的尺寸重量有些增加，若選在最大扭矩點時，爬坡速度較慢，傳動范圍可以小些。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 16 本次設計提供的電機的外特性如 2.2 圖電機外特性所示。 圖 2.2 電機外特性 由于考慮提供的履帶車輛參數(shù)看出，應用最大扭矩進行計算。電機在最大扭矩點 可以工作 5 分鐘以上，因此在這 5 分鐘工作區(qū)域履帶車輛（坦克）完全可以爬過一定 的坡度。根據(jù)上表（2.3）提供的坦克的參數(shù)。且由于坦克每側(cè)均有一個電機，故計 算坦克重量取 G/2。代入公式計算得： 5.1098.074.95.315)3(maxi 求出的 10.5 為坦克最大的傳動比，由上圖看出電動機的外特性比普通汽油柴axi 油機更能適應外部阻力變化，僅需要 12 個檔位，當以 計算坦克的最高速行駛時，maxi 則： 傳動比： 0.37zrniv 當 ： 時0maxvmaxi 得 ： zrn37.0 1 5max )(7.628axrpn 由電機的的外特性可知： max0()r 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 故可以看出僅用一個檔位，一個傳動比 就能滿足要求。maxi 2.3 本章小結(jié) 本章通過坦克車的車重和最大行駛車速，計算出發(fā)動機的最大功率，并且是電動 機代替發(fā)動機是否滿足要求，并計算最大傳動比。算出電動機的最高轉(zhuǎn)速滿足主動輪 最大轉(zhuǎn)速要求，并確定了減速器為 2K-H(NGW)型，根據(jù)整車參數(shù)，確定了最大傳動 比。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 18 第三章 齒輪結(jié)構(gòu)設計與計算 3.1 行星排的配齒計算及強度校核 3.1.1 分配傳動比 在以上章節(jié)已經(jīng)選擇了 NGW 型行星齒輪傳動，計算得傳動比 ，選擇 2K-5.10i H(NGW)型行星齒輪減速器就應知道行星輪數(shù)目與傳動比范圍的關系。在傳遞力時，行 星輪數(shù)目越多越容易發(fā)揮行星齒輪傳動的優(yōu)點，但行星輪數(shù)目的增加會使其載荷均衡 困難，而且由于鄰接條件限制又會減小傳動比的范圍。因而在設計行星齒輪傳動時， 通常采用 3 個或 4 個行星輪。常用行星齒輪傳動的行星齒輪數(shù)目與傳動比范圍。關系 見表 3.12K-H(NGW)行星齒輪傳動比范圍。 表 3.1 2K-H(NGW)行星齒輪傳動比范圍 傳 動 簡 圖 行 星 齒 輪 個 數(shù) 傳 動 比 的 范 圍 3 2.1 13.7 4 2.1 6.5 5 2.1 4.7 6 2.1 3.9 8 2.1 3.2 10 2.1 2.8 12 2.1 2.6 上表摘自機械設計手冊，由于本設計采用 NGW 型減速器，故對于其它類型減速器 傳動比范圍略過沒寫在上面。表中數(shù)值為在良好設計條件下。在一般的設計中，傳動 比若接近極限值時，通常要進行鄰接條件的驗算。由以上計算傳動比得 10.5，對于 NGW 型減速器，如采用單級傳動則由上表可以看出，只能選用 3 個行星輪數(shù)目，才能 滿足傳動比的要求。 如果采用單級行星齒輪傳動，可以看出齒數(shù)必然很多，直徑必然很大，這樣對于 設計空間可能不夠在直徑方向有可能超出范圍。且在軸向方向空間利用率不高，軸伸 過長，不容易于支撐。因此依據(jù)前人的經(jīng)驗，決定采用 NGW 型兩級減速傳動進行設計 計算。由上表選用 4 個行星輪。 接下來則要決定如何確定傳動比的分配了，多級行星齒輪傳動的各級傳動比的分 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 配原則是各級傳動的等強度和獲得最小的外形尺寸。在兩級 2K-H(NGW)型行星齒轉(zhuǎn)動 中，欲得到最小的傳動徑向尺寸，可使低速級內(nèi)齒輪分度圓直徑與高速級被齒輪分度 圓直徑之比接近 1。通常使 / 等于 11.2。2K-H(NGW)型兩級行星齒輪傳動的Bd 傳動比分配如圖 3.12K-H(NGW)行星齒輪傳動比分配圖所示。 圖 3.1 2K-H(NGW)行星齒輪傳動比分配圖 圖中 和 分別為高速級及總的傳動比，E 可按下式計算：Ii 3ABE d 22limsdcvHNWHCKZA 式中： 行星輪數(shù)目；sC 齒寬系數(shù)；d 載荷不均勻系數(shù)；cK 接觸強度的齒向載荷分布系數(shù)；H 動載系數(shù)；v 接觸強度的壽命系數(shù)；NZ 工作硬化系數(shù)；w 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 20 計算齒輪的接觸疲勞極限。limH 式中和圖中代號的角標和分別表示高速級和低速級； 及 的比值，,vHK2NZ 可用類比法進行試湊，或取三項比值的乘積 等于 1.82。如果全部采 2()vHNKZ 用硬度 350 的齒輪時，可取 。最后算得之 E 值如果大于 6，則取 E6。HB 21WZ 設高速級與低速級外嚙合齒輪材料，齒面硬度相同，則 , 取limIliH ， ， ， / =1.2，sCI 21wZ21cKIdI 2IINHvZK 4.2IlimII 2I wNHvcdsZCA19.34.BE3 查表得 , 7.3i 87.2510Ii 上面兩個傳動比就是分配后得到的兩個傳動比，是兩級 2K-H（NGW）型行星齒輪 減速器的串聯(lián)，下面就要具體設計計算，確定行星齒排的齒數(shù)等一系列的參數(shù)。 3.1.2 行星齒輪傳動齒數(shù)確定的條件 由于在上一章我們知道了行星齒輪傳動的原理，2K-H(NGW)型減速器為太陽輪輸 入