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1、 輪胎式壓路機(jī)傳動系統(tǒng)和變速箱設(shè)計(jì) 摘要 壓路機(jī)在機(jī)械工程中屬于道路設(shè)備的范圍，廣泛用于高級公路、鐵路、機(jī)場、大壩、體育場等大型工程項(xiàng)目內(nèi)容的填方壓實(shí)作業(yè)，可以碾壓沙性、半粘性及粘性土壤、路基穩(wěn)定土及瀝青混凝土路面層。使施工體具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并能承受足夠的載荷和抗侵蝕的能力，不會因?yàn)椴牧系淖灾睾褪墉h(huán)境影響等侵蝕。而輪胎式壓路機(jī)在現(xiàn)在的市場上更加能夠具有相當(dāng)大的競爭優(yōu)勢，輪胎式壓路機(jī)不會破壞已經(jīng)施工的路面，輪胎壓路機(jī)屬超重型自行式靜作用壓路機(jī)，具有強(qiáng)大的靜壓力和優(yōu)越的壓實(shí)性能，適用于壓實(shí)瀝青路面、基礎(chǔ)層、次基礎(chǔ)層及填方工程，廣泛用于各種交通道路、機(jī)場港口、大壩等大型工程的壓實(shí)作業(yè)。

2、輪胎壓路機(jī)是一種靜作用壓路機(jī)，它是由特別制作的充氣輪胎對地面施以搓揉壓實(shí)作用，能獲得平整而且致密的道路表面而且輪胎式壓路機(jī)靈活性強(qiáng)，可移動性能比較好，適用范圍廣，在以后壓路機(jī)械中具有很大的前景，本課題研究方向是主要對輪胎式壓路機(jī)的傳動系統(tǒng)與變速箱進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有選擇傳動軸和齒輪和確定參數(shù)以及對其進(jìn)行校對。 關(guān)鍵詞：壓路機(jī)；傳動系統(tǒng)；變速箱 Abstract The road roller in mechanical engineering belongs to the range of highway equipment, and is widely used

3、 in filling compaction operation of large projects such as advanced highways, railways, airports, dams and stadiums, which can crush sand, semi viscous and cohesive soil, roadbed stabilized soil and bituminous concrete pavement layer. The construction body has enough strength and stability, and can

4、withstand enough load and corrosion resistance, will not be due to the weight of the material and environmental impact of erosion. and the tyre-type road roller in the market now more able to have a considerable competitive advantage, the tyre-type road roller will not destroy the pavement which has

5、 already been constructed, and the tyre roller is a super heavy-duty self-propelled static roller with strong static pressure and excellent compaction performance, which is suitable for compacted asphalt pavement, foundation layer, Secondary foundation layer and fill project, Widely used in various

6、traffic roads, airport ports, dams and other large-scale projects of compaction operations. The tyre roller is a static action roller, it is specially made inflatable tires on the ground by rubbing compaction effect, to obtain a smooth and dense road surface and tire-type roller flexibility, mobile

7、performance is relatively good, wide range of applications, in the future of the road machinery has great prospects, The research direction of this topic is mainly to design and calculate the transmission system and gearbox of tyre-type road roller, the main design content is to select the transmiss

8、ion shaft and gear and to check the parameter and proofreaddd it. Keyword: Teerull; phivrku; kigukast. 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 - 1 - 1.1 對本課題的研究背景 - 1 - 1.2 國內(nèi)外輪胎式壓路機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 - 1 - 1.3 輪胎壓路機(jī)的發(fā)展前景 - 2 - 1.4 設(shè)計(jì)目的和意義 - 3 - 第2章 傳動方案及其設(shè)計(jì)參數(shù)的擬定 - 5 - 2.1 基本參數(shù) - 5 - 2.2 壓路機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

9、 - 5 - 2.2.1 傳動方案設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 - 5 - 2.2.2 傳動方案設(shè)計(jì) - 6 - 第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 8 - 3.1 基本參數(shù)的確定 - 8 - 3.2 傳動系統(tǒng)的速比分配 - 9 - 3.2.1 總速比計(jì)算 - 10 - 3.3 傳動系統(tǒng)的構(gòu)成 - 12 - 3.3.1 動力源 - 12 - 3.3.2 變速箱 - 16 - 第4章 減速箱設(shè)計(jì)計(jì)算 - 19 - 4.1 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) - 19 - 4.2 高速級齒輪的設(shè)計(jì) - 20 - 4.3 小齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 - 21 - 4.4齒輪強(qiáng)度校核 - 22 - 4.5 低速級齒輪

10、設(shè)計(jì)計(jì)算 - 24 - 4.6 傳動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì) - 27 - 4.6.1 傳動軸承的設(shè)計(jì) - 27 - 4.6.2 從動軸的設(shè)計(jì) - 28 - 4.6.3 鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 - 30 - 4.7 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 31 - 4.8 潤滑密封設(shè)計(jì) - 34 - 4.9 聯(lián)軸器設(shè)計(jì) - 34 - 總 結(jié) - 36 - 參考文獻(xiàn) - 37 - 致 謝 39 IV 第1章 緒論 1.1 對本課題的研究背景 壓路機(jī)在工程機(jī)械中屬于道路設(shè)備的范疇，廣泛用于高等級公路、鐵路、機(jī)場跑道、大壩、體育場等大型工程項(xiàng)目的填方壓實(shí)作業(yè)，可以碾壓沙性、半

11、粘性及粘性土壤、路基穩(wěn)定土及瀝青混凝土路面層。使施工體具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性及其抗腐蝕性，并且具有一定的載荷和抗侵蝕的能力，不會因材料的自重和環(huán)境影響等侵蝕。 1.2 國內(nèi)外輪胎式壓路機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 輪胎式壓路機(jī)具有很好的柔性壓實(shí)性能，使壓實(shí)施工體獲得較高表面質(zhì)量的同時(shí)，并不破壞被壓實(shí)的施工體。輪胎壓路機(jī)除了運(yùn)用于瀝青混凝土路面的平整作業(yè)外，也是修筑高等級公路和飛機(jī)跑道所必備的配套設(shè)備，在大型工程中是不可替代的機(jī)械。 國家在發(fā)展的同時(shí)對于大型機(jī)械的需求是日益增長，隨著國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度的不斷加大和施工工程工藝規(guī)范的慢慢嚴(yán)格，輪胎壓路機(jī)的市場需求正在不斷增強(qiáng)，越來越受到工程師和施工單

12、位的的優(yōu)先選擇，尤其是大型壓路機(jī)更是市場上的競爭最激烈產(chǎn)品之一。 從國內(nèi)外輪胎壓路機(jī)的發(fā)展史來看，輪胎壓路機(jī)不管是從規(guī)格品種上，還是在產(chǎn)銷數(shù)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于老式振動壓路機(jī)的增長速度，但輪胎壓路機(jī)卻因其特殊的壓實(shí)性能而成為壓路機(jī)上不可缺少的重要組成部分。世界上著名的壓實(shí)機(jī)械制造商都具有很強(qiáng)大的輪胎壓路機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造能力，如德國BOMAG公司在美國的一家工廠年產(chǎn)量就達(dá)到了500臺左右，瑞典的DYNAPAC 公司在瑞典的產(chǎn)量為300臺左右！ 在我國內(nèi)，輪胎壓路機(jī)的發(fā)展開始于20世紀(jì)70年代初期，當(dāng)時(shí)能夠生產(chǎn)這種壓路機(jī)的只有徐州工程機(jī)械制造廠等少數(shù)幾家工廠，產(chǎn)品的噸位也比較少，主要以16t壓

13、路機(jī)為主，產(chǎn)量也只有區(qū)區(qū)幾十臺。到了20世紀(jì)90年代初期，山東的德州公路機(jī)械廠開始生產(chǎn)輪胎壓路機(jī)，最開始也以16t 產(chǎn)品為主，但產(chǎn)量也只有幾臺。就我國的輪胎壓路機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平而言，還處在很低下的初級水平，傳動形式也為機(jī)械式，沒有自動集中充氣系統(tǒng)，懸掛形式為機(jī)械臂搖擺；目前國際上著名的工程機(jī)械生產(chǎn)廠家除日本酒井還在使用機(jī)械傳動形式外，其它產(chǎn)品已全部為液壓傳動或液力傳動。因?yàn)槲覈w重工業(yè)水平較低，各個(gè)地區(qū)之間發(fā)展也不平衡，機(jī)械傳動式輪胎壓路機(jī)以其價(jià)格低、便于維修操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，目前在我國現(xiàn)階段還是有很大的市場，但是我相信隨著我國工業(yè)水平的提高，輪胎式壓路機(jī)會占據(jù)很大的市場。 隨著工程機(jī)械的

14、發(fā)展和使用者要求的不斷提高，除了具有高技術(shù)含量和穩(wěn)定的可靠性外，而且大家在外觀造型、操作簡單安全舒適、自動化和便于運(yùn)輸?shù)确矫嬉笠苍絹碓礁摺４蠖鄶?shù)廠家對產(chǎn)品外觀和操作系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)方面做了很多的文章，下了很大的功夫，現(xiàn)在設(shè)計(jì)出的最新流線形玻璃鋼罩殼的應(yīng)用，使整體機(jī)架外觀造型更加美觀合理，駕駛操作系統(tǒng)根據(jù)人體工程原理學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)并在駕駛室內(nèi)配上空調(diào)和一些讓人舒適的設(shè)計(jì)，這些方面取得了明顯進(jìn)步，正在與國外差距漸漸縮小。 目前輪胎壓路機(jī)市場正呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的趨勢，特別是大噸位輪胎壓路機(jī)更是成為用戶的首選產(chǎn)品，輪胎壓路機(jī)肯定有更加美好的市場需求前景。但是國外高端公司對國內(nèi)市場的沖擊也非常大，國內(nèi)輪胎壓

15、路機(jī)制造廠家要想在未來的競爭中處于主導(dǎo)地位擁有核心競爭力，必須進(jìn)一步加大對輪胎壓路機(jī)的設(shè)計(jì)和制造力度，提高產(chǎn)品的可靠性和外觀質(zhì)量，進(jìn)而創(chuàng)新出更加符合用戶的產(chǎn)品，以最好的性價(jià)比滿足市場的需求，同時(shí)還應(yīng)學(xué)習(xí)國外一些先進(jìn)的技術(shù)，從而增強(qiáng)我們的產(chǎn)品競爭力，為我國輪胎式壓路機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。 1.3 輪胎壓路機(jī)的發(fā)展前景 輪胎壓路機(jī)具有非常好的柔性壓實(shí)工作性能，在使壓實(shí)對象獲得較高表面硬度的同時(shí)，而且并不破壞被壓實(shí)的骨料和結(jié)構(gòu)。輪胎壓路機(jī)除了運(yùn)用于瀝青混凝土路面的平整作業(yè)和壓實(shí)路基之外，同時(shí)也是修筑高等級公路和飛機(jī)場所必須要的配套大型壓實(shí)設(shè)備。隨著國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度的不斷加大和施工

16、工程工藝規(guī)范的慢慢嚴(yán)格，輪胎壓路機(jī)市場需求形勢正在逐步上升，尤其是大型壓路機(jī)越來越受到施工單位和設(shè)計(jì)師的首選！ 隨著工程機(jī)械的發(fā)展和使用者要求的不斷提高，除了具有高技術(shù)含量和穩(wěn)定的可靠性外，而且大家在外觀造型、操作簡單安全舒適、自動化和便于運(yùn)輸?shù)确矫嬉笠苍絹碓礁?。大多?shù)廠家對產(chǎn)品外觀和操作系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)方面做了很多的文章，下了很大的功夫，現(xiàn)在設(shè)計(jì)出的最新流線形玻璃鋼罩殼的應(yīng)用，使整體機(jī)架外觀造型更加美觀合理，駕駛操作系統(tǒng)根據(jù)人體工程原理學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)并在駕駛室內(nèi)配上空調(diào)和一些讓人舒適的設(shè)計(jì)，這些方面取得了明顯進(jìn)步，正在與國外差距漸漸縮小。 目前輪胎壓路機(jī)市場正呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的趨勢，特別是大噸

17、位輪胎壓路機(jī)更是成為用戶的首選產(chǎn)品，輪胎壓路機(jī)肯定有更加美好的市場需求前景。但是國外高端公司對國內(nèi)市場的沖擊也非常大，國內(nèi)輪胎壓路機(jī)制造廠家要想在未來的競爭中處于主導(dǎo)地位擁有核心競爭力，必須進(jìn)一步加大對輪胎壓路機(jī)的設(shè)計(jì)和制造力度，提高產(chǎn)品的可靠性和外觀質(zhì)量。 圖1-1 壓路機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖 1.4 設(shè)計(jì)目的和意義 輪胎壓路機(jī)是一種靜作用壓路機(jī)，它是由特別制作的充氣輪胎對地面施以搓揉壓實(shí)作用，能獲得平整而且致密的道路表面，地表水的滲入，在多雨的南方和多雪的北方不會因環(huán)境的變化引起路面的損壞和變形。這種獨(dú)具特色的壓實(shí)作用是其他壓路機(jī)無法代替的。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，使道路建設(shè)不斷發(fā)展，

18、特別是高等級公路的高速發(fā)展，不僅對道路交通通暢提出了更高的要求，道路負(fù)載、寬度，高速車流量大，對道路的質(zhì)量尤其是路面平整質(zhì)量提出了更高的要求，從而對適合的壓路機(jī)的需求量不斷增加，尤其是大噸位壓路機(jī)，但是目前就徐州工廠僅有16t、20t和30t三種壓路機(jī)機(jī)型，根本就滿足不了市場對其的需求。為了使徐工集團(tuán)輪胎壓路機(jī)系列化，多元化，大型化，從而設(shè)計(jì)制造大型輪胎壓路機(jī)，以滿足市場對壓路機(jī)的需求，加快我國工業(yè)的發(fā)展，為我國的現(xiàn)代化“四化”建設(shè)做出貢獻(xiàn)。輪胎壓路機(jī)屬超重型自行式靜作用壓路機(jī)，具有強(qiáng)大的靜壓力和優(yōu)越的壓實(shí)性能，適用于壓實(shí)瀝青路面、基礎(chǔ)層、次基礎(chǔ)層及填方工程，廣泛用于各種交通道路、機(jī)場港口、大

19、壩等大型工程的壓實(shí)作業(yè)。輪胎壓路機(jī)是一種靜作用壓路機(jī)，它是由特別制作的充氣輪胎對地面施以搓揉壓實(shí)作用，能獲得平整而且致密的道路表面，地表水的滲入，在多雨的南方和多雪的北方不會因環(huán)境的變化引起路面的損壞和變形。這種獨(dú)具特色的壓實(shí)作用是其他壓路機(jī)無法代替的。 具體有以下目的和意義： 1. 施工效果好。2.不會破壞已作業(yè)的路面。3.適應(yīng)性強(qiáng)、范圍廣。 圖1.2壓路機(jī)實(shí)物圖  第2章 傳動方案及其設(shè)計(jì)參數(shù)的擬定 2.1 基本參數(shù) 最小工作質(zhì)量（kg） 15500 最大工作質(zhì)量（kg）

20、 28000 軸距（mm） 4840 輪距（mm） 490 前后輪重疊量（mm） ≥45 爬坡能力 20% 接地比壓（kpa） 200-420 最小的轉(zhuǎn)彎半徑（前輪外側(cè)）（mm） ≤9000

21、 前進(jìn)Ⅰ檔 6.5 前進(jìn)Ⅱ檔 11 前進(jìn)Ⅲ檔 19 后 退 5 發(fā)動機(jī)型號 D6114ZG39A 功率（KW） 120 轉(zhuǎn)速（r/min）

22、 2000 2.2 壓路機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) （1）傳動方案制定 （2）傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.2.1 傳動方案設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的本質(zhì)是在肯定傳動系仲各部件的互相位置和有關(guān)尺寸以及連接方式。機(jī)械工程種類比較多，其傳動系的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度也都不相同。就算是同一個(gè)傳動方案，也可以因位傳動結(jié)構(gòu)和一些零部件的布置位置不同，使傳動系的工作性能、零部件的尺寸、形狀、加工工藝性和連接方式，甚至機(jī)械效率及整機(jī)性能等都不同。正因如此，為保證整機(jī)和傳動系具有良好的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能、工藝性能、質(zhì)量性能，在進(jìn)行傳動系設(shè)計(jì)布置時(shí)，應(yīng)該遵守下列準(zhǔn)則： （1）為了提高大功率或

23、者長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工程機(jī)械的機(jī)械傳動效率，應(yīng)該將其消耗功率較大的傳動機(jī)構(gòu)布置在傳動前面部分（即靠近發(fā)動機(jī)），消耗功率比較小質(zhì)量比較少一些的的傳動機(jī)構(gòu)布置在傳動系的后部，這樣才能減輕整機(jī)負(fù)荷。 （2）為了簡化結(jié)構(gòu)、減小傳動件尺寸以及體積，使傳動系結(jié)構(gòu)更加緊密連接，并且簡化傳動件加工工藝過程，在滿足傳動效率要求的條件下，應(yīng)該盡量削減傳動軸和傳動副的數(shù)量；將傳動能力小或者摩擦傳動結(jié)構(gòu)體布置在傳動系的前面；將絕大部分傳動副和制造精度高的高速級傳動副布置在傳動系的前部，稱之為傳動副“前多后少”。將制作精密度低的低速級傳動副布置在傳動系的末端，以減少振動和噪聲；將變速傳動機(jī)構(gòu)分布在傳動系前部，將更改運(yùn)動

24、形式的機(jī)構(gòu)布置在傳動系的末端與工作裝置連接在一起，可以使前面的大部分傳動件成為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 2.2.2 傳動方案設(shè)計(jì) 為了確保技術(shù)任務(wù)書提出的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)的制作，我參考了德國寶泰克公司的PR系列輪胎壓路機(jī)、德國寶馬公司的BW系列輪胎壓路機(jī)及瑞典DYNAPAC公司的CP系列輪胎壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)性能，并結(jié)合我國目前的輪胎壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)性能設(shè)計(jì)了以下傳動方案。 借鑒以前傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和經(jīng)驗(yàn)，制定了兩種傳動方案： 方案1：采用機(jī)械傳動形式，這種壓路機(jī)傳動系統(tǒng)屬于較典型的老式配置，傳動流程方式是:發(fā)動機(jī)+主離合器+變速箱+側(cè)傳動,在這里變速箱是壓路機(jī)行駛傳動系統(tǒng)的主要部件,它

25、具有四項(xiàng)性能,通過變速原件和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變速,通過大、小傘齒輪實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換，通過差速齒輪實(shí)現(xiàn)差速和通過制動器實(shí)現(xiàn)制動.其優(yōu)點(diǎn)是：便捷，體積小、效率高，制造成本低、結(jié)構(gòu)成熟。其缺點(diǎn)是：操作繁多，變速箱不但集各種功能于一體,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其結(jié)構(gòu)包括:變速機(jī)構(gòu)、變速操縱機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)(倒順離合器)、換向操縱機(jī)構(gòu)、制動器。變速箱上的制動器包括行車制動與停車制動兩項(xiàng)功能,制動不獨(dú)立且操縱繁鎖。此外,該變速箱后傳動還比須配和有龐大的側(cè)傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)減速,不但給整機(jī)的設(shè)計(jì)配置帶來很大的困難,而且側(cè)傳動的兩對圓柱齒輪外露,轉(zhuǎn)速低、負(fù)荷大。 方案2：選用機(jī)械傳動，增多換檔同步器，將變速箱和驅(qū)動橋一體的結(jié)構(gòu)分離，變成

26、各自互不影響的部件。這個(gè)設(shè)計(jì)的變速箱是一個(gè)三速變速箱,選擇這個(gè)箱體內(nèi)不相同齒輪嚙合,能夠獲得三種不同速度，可以使壓路機(jī)獲得三檔不一樣的運(yùn)行速度;倒順減速箱具備換向、減速和手制動三項(xiàng)功能;驅(qū)動橋可以兌現(xiàn)速度差、減速及行車過程制動停止;這樣的傳動方式把減速、換向、差速、制動等幾種功能分布在三大主要件上,這樣可以使整機(jī)在獲得前進(jìn)倒退各三種不同的行駛速度的同時(shí),才能具備制動平穩(wěn),安全可靠,結(jié)構(gòu)簡單,通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。他的優(yōu)點(diǎn)主要點(diǎn)：（1）把變速箱和驅(qū)動橋分離，使變速箱布局空間始終，便于調(diào)節(jié)和維修。（2）增多同步換檔器，讓換檔輕松柔和，手感好。(3)簡略了操縱，變速、倒順手柄合二為一，自動差速。他的缺點(diǎn)：

27、外載變化時(shí)會對傳動系統(tǒng)有沖擊的現(xiàn)象。 通過對上面兩種方案對比分析認(rèn)為：YL25輪胎壓路機(jī)的作業(yè)工程內(nèi)容是瀝青路面的光滑度整合作業(yè)，外載荷變化非常小。（1）方案1采用液壓傳動力變矩器、動力換檔變速箱造價(jià)高。已不能滿足和符合顧客對操作舒適度的要求。 通過以上的分析，確定采用方案2設(shè)計(jì)。 圖2.1傳動系統(tǒng)原理圖 第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 基本參數(shù)的確定 基本參數(shù)的確定應(yīng)符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，并能滿足輪胎壓路機(jī)的性能要求和使用要求，也應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。表3.1所示為輪胎壓路機(jī)傳動系統(tǒng)的基本參

28、數(shù)。 表3.1 基本參數(shù) 項(xiàng)目 單位 基本參數(shù) 備注 重量 結(jié)構(gòu)重量 kg 15000 加鐵（配重） 7000 一般情況不拆卸 加水（配重） 4500 最大工作重量 26000 包括司機(jī)、隨機(jī)備件等 外形尺寸（lXbXh） mm 4910X2845X3380 帶駕駛室 軸距 4840 輪距 490 前后輪重疊量 45 碾壓寬度 2740 最小離地間隙 290 加配重鐵時(shí) 最小轉(zhuǎn)彎半徑 ≤9000 爬坡能力 ％ 20 重量分布 輪壓均勻 速度 前進(jìn)Ⅰ速 km/h 6.

29、5 前進(jìn)Ⅱ速 11 前進(jìn)Ⅲ速 19 后退 5 輪胎 型號 11.00-20-16PR 氣壓 kPa 400～800 外徑（自由直徑） mm 1070 內(nèi)徑 508（20″） 寬度 290 輪胎布置 個(gè) 前5后6 3.2 傳動系統(tǒng)的速比分配 （1）將總傳動比分配到傳動系的各個(gè)傳動裝置 總傳動比等于傳動系統(tǒng)中各機(jī)構(gòu)和部件總成的各分傳動比的乘積。如今一般工程機(jī)械的作業(yè)速度效率普遍都比較低，傳動系很多都是降速傳動。分配總傳動比時(shí)，要走遵循各分傳動比“前小后大”、降速要慢和傳動副“前多后少”的原則，可以使傳動系前部

30、大部分傳動副的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。 （2）分配各檔傳動比 總傳動比分配后，應(yīng)該統(tǒng)一按照傳動系方案中各變速裝置的形式和分得的傳動比，確定各變速裝置的速度擋數(shù)、傳動軸和傳動副的數(shù)量及布置方式，并分配各擋和各傳動副的傳動比。確定變速裝置的擋數(shù)及各擋傳動比時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則： 1.使機(jī)器在各種工況和載荷下都有所需的工作速度和作用力，并有盡可能高的生產(chǎn)率。 2.充分利用發(fā)動機(jī)的功率，最好實(shí)現(xiàn)恒功率輸出，以便充分利用發(fā)動機(jī)的功率。 3.使發(fā)動機(jī)盡可能在高效率低油耗區(qū)工作，以便作業(yè)機(jī)械有較好的經(jīng)濟(jì)性。 4.合理確定速度擋數(shù)。一般情況下，擋數(shù)越多，作業(yè)機(jī)械對工況和載荷的適應(yīng)性越強(qiáng)，其生產(chǎn)率和發(fā)

31、動機(jī)的功率利用率也越高。但是過多的擋數(shù)，這樣會讓變速裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，體積大，制造難度和成本也相應(yīng)的有所增加，這樣的話甚至?xí)档徒Y(jié)構(gòu)的合理性和先進(jìn)性。機(jī)械式工程機(jī)械的正擋速度一般情況下不少于8擋，變速器的擋數(shù)大部分為4擋，并且采用分動器兼作副變速器，以擴(kuò)大變速范圍。載荷變化大、要求調(diào)速范圍更寬的大功率工程機(jī)械，通常采用液力機(jī)械傳動，以擴(kuò)大速度變化范圍，簡化變速器和傳動系的結(jié)構(gòu)。 5.工程機(jī)械的轉(zhuǎn)速排列方式有等比級數(shù)排列、雙重等比級數(shù)排列、等差級數(shù)排列以及根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工藝要求，確定各擋速度的所謂無規(guī)則排列。分配各擋傳動比時(shí)，應(yīng)盡可能使各擋速度成等比級數(shù)排列。等比排列的轉(zhuǎn)速，對機(jī)器生產(chǎn)率的影響在

32、轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都相同，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上容易實(shí)現(xiàn)。但等比排列用于擋數(shù)過多的變速器，會使高速擋速度梯度過大，或低速擋速度梯度過小，不易滿足某些工程機(jī)械的工況需要，此時(shí)，可以采用雙重等比排列。 6.分配各擋傳動比時(shí)，應(yīng)盡量避免先升速、后降速、然后再升速的方案。先升后降再升會使升速小齒輪的線速度過高、噪聲增大，從而要求更高的制造精度。而降速傳動的大齒輪則因外徑大而加大變速器的尺寸，同時(shí)使傳動系結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 7.齒輪副的降速傳動比應(yīng)小于4，升速傳動比大于0.5。過大的降速比會使從動大齒輪齒數(shù)過多，尺寸過大；過小的升速比則使從動小齒輪齒數(shù)過少，轉(zhuǎn)速高，齒面容易，磨損和疲勞破損。 8.在條件許可的情況下，

33、應(yīng)盡可能采用較多的公用齒輪，以減少齒輪數(shù)量。 即： 前進(jìn)Ⅰ速： 6.5 km/h 前進(jìn)Ⅱ速： 11 km/h 前進(jìn)Ⅲ速： 19 km/h 后 退： 5 km/h 3.2.1 總速比計(jì)算 iⅠ=ne602 raπ/（Ⅰ速103） （3-1） iⅡ=ne602 raπ/（Ⅱ速103）=35.28 （3-2） iⅢ=ne602 raπ/（Ⅲ速103）=20.43 （3-3） i退= ne602 raπ/（v退103）=77

34、.62 （3-4） 式中：ne—柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，選用2000r Pm ra—輪胎滾動半徑，取51.5cm （1）速比分配 傳動系統(tǒng)主要由變速箱、倒順減速箱、驅(qū)動橋三部分組成，各部分速比分配如下： （2）末級傳動采用驅(qū)動橋，其速比： i橋=37/6=6.1667 （3）減速箱 i=7.41 （4）變速箱 前進(jìn)速度： i1=4.594 i2=2.638 i3=1.554 后退速比：

35、 i退=5.968 校核總速比： iⅠ= i末i橋i1=7.416.16674.594=60.427 iⅡ= i末i橋i2=7.416.16672.638=34.699 iⅢ= i末i橋i3=7.416.16671.554=20.440 i退= i末i橋i退=7.416.16675.968=78.50 校核行駛速度： VⅠ= ne602 raπ/（iⅠ103） =20006020.5153.14/（60.4271000） =6.42 km/h VⅡ= ne602 raπ/（iⅡ103） =20006020.5153.14/（34.699

36、1000） =6.42 km/h VⅢ= ne602 raπ/（iⅢ103） =20006020.5153.14/（20.4401000） =18.98 km/h V退= ne602 raπ/（i退103） =20006020.5153.14/（78.501000） =4.94 km/h 表3.2為各速比分配。 表3.2 速比分配 速比 變速箱 減速器傳動 驅(qū)動橋傳動 總速比 一速 i1 4.594 7.41 6．167 60.427 二速 i2 2.638 34.699 三速 i3 1.554 20.440 后退

37、速度i退 5.968 78.50 3.3 傳動系統(tǒng)的構(gòu)成 結(jié)合上面的傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和傳動方案的介紹，從而選定了下面的傳動方式，這個(gè)傳動系統(tǒng)的傳動方式可以分為：發(fā)動機(jī)加上變速箱加上倒順減速箱然后再加上驅(qū)動橋。這個(gè)技術(shù)的變速箱他是三速變速箱,選擇箱體內(nèi)不同齒輪嚙合,能夠獲得三種不同速比這樣可以讓壓路機(jī)獲得三檔不同的行駛速度;倒順減速箱它具備換向、減速和手制動等這三項(xiàng)功能;驅(qū)動橋能夠完成差速、減速及行車制動;此傳動方式可以將減速、換向、差速、制動等這幾個(gè)功能分布在三大主要件上。 3.3.1 動力源 電動機(jī)是輪胎壓路機(jī)的動力源和輪胎壓路機(jī)的關(guān)鍵總成。發(fā)動機(jī)的基本形式中第一是采用汽油機(jī)還是

38、柴油機(jī)，然后是氣缸的排列形式和柴油機(jī)的冷卻方式。 （1）工程機(jī)械最經(jīng)常使用的是動力裝置是柴油機(jī)、與汽油機(jī)相比、柴油機(jī)等。他們具備以下的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1）柴油機(jī)具有熱效率高、油耗低、燃料經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。柴油機(jī)價(jià)格十分的便宜，并且它的成本也很低。 2）柴油機(jī)工作非常的可靠，并且它的耐久性也很好好，它也不需要點(diǎn)火系統(tǒng)，所以故障幾率很低，所以它的使用壽命就很長。 3）它的排氣污染很低，不有損環(huán)境。 （2）氣缸排列形式的選取 根據(jù)的氣缸排列形式，發(fā)動機(jī)可以分為直列、V型布置。 直列式發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)其實(shí)十分簡單，并且工作可靠、成本低、實(shí)驗(yàn)維修方便的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)動機(jī)的寬動機(jī)排量比較大的時(shí)候，直列式發(fā)動機(jī)

39、的缺點(diǎn)就凸顯出來：缸徑過大從而影響工作性能，再者缸數(shù)過多從而使發(fā)動機(jī)過長和過高，它的質(zhì)量也就跟隨著變大。 V型發(fā)動機(jī)與直列式進(jìn)行比較它的優(yōu)點(diǎn)也有很多，比如：①它的長度就明顯縮短（25%～30%），高度較低，重量可減輕20%～30%；②曲軸箱和曲軸的剛度增加，扭振特性有所改善；③容易設(shè)計(jì)出尺寸緊湊的高轉(zhuǎn)速和大功率發(fā)動機(jī)；④通過缸數(shù)變化容易形成功率范圍很大的發(fā)動機(jī)系列。對于空間受到限制的工程機(jī)械，由于V型發(fā)動機(jī)的長度短，有利于總體布置。 （3）發(fā)動機(jī)冷卻方式的選取 根據(jù)冷卻的方式，發(fā)動機(jī)可以分為水冷式和風(fēng)冷式。 水冷發(fā)動機(jī)冷卻性能十分的均勻可靠。并且散熱好、氣缸變形小、缸蓋、活塞等主要零件

40、的熱負(fù)荷很低，所以可靠性十分好；可以很好的適應(yīng)大功率發(fā)動機(jī)的需求；發(fā)動機(jī)增壓后利于采取措施（如加大水箱、增加泵量）并且加大它的散熱；減少噪音；駕駛內(nèi)供暖問題容易解決。但是氣溫對冷卻性能有很大的影響，所以需要考慮避免高溫天氣的出現(xiàn)而引起發(fā)動機(jī)過熱的問題。 風(fēng)冷發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)就顯得十分簡單，它維修方面便利；在針對于沙漠、缺水地區(qū)和炎熱、酷寒地區(qū)的使用的功能十分好，根本不會發(fā)生發(fā)動機(jī)過冷和凍結(jié)等問題；并且能夠省去消耗銅材的水箱。但是對于大缸徑的風(fēng)冷發(fā)動機(jī)的冷卻就顯得不夠均勻；熱負(fù)荷高的缸蓋等有關(guān)零件，不及水冷式的可靠性；它的噪聲大、油耗也很高。 功率越大的發(fā)動機(jī)，它的壓路機(jī)的動力性能就越好。但

41、是如果功率太大，發(fā)動機(jī)的功率利用率就會下降，燃料經(jīng)濟(jì)性也就跟著降低。 壓路機(jī)的發(fā)動機(jī)功率應(yīng)該確保壓路機(jī)在最困難條件下也可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它的最困難條件是：在最高的上坡路基上滾壓松散的碎石物料。 （3-5） 式中：P—各種工作狀況下的阻力，N； η—傳動系統(tǒng)的效率0.743； V—相應(yīng)各工作狀況的壓路機(jī)速度，m/s。 壓路機(jī)驅(qū)動輪上的圓周力即牽引力必須大于或等于工作時(shí)的總阻力，即。 壓路機(jī)在最艱難條件下工作時(shí)產(chǎn)生以下阻力：運(yùn)行阻力；上坡阻力； 壓路機(jī)在上坡壓實(shí)工作中的阻力

42、：即 （3-6） 壓路機(jī)運(yùn)行阻力： （3-7） 公式中： f—壓路機(jī)滾動阻力系數(shù)，取f=0.1； G—壓路機(jī)整體質(zhì)量，G=26000kg； η直—圓柱齒輪的傳動效率，取8級精度； n1—圓柱形齒輪的嚙合對數(shù)； η錐—圓錐齒輪的傳動效率，一般取8級精度； n2—圓錐齒輪的嚙合對數(shù)； η滾—滾動軸承工作效率； n3—滾動軸承個(gè)數(shù)； η鏈—傳動鏈條傳動效率； n4—鏈條傳動的對數(shù)。 轉(zhuǎn)向阻力： 參考王戈等編著的《壓實(shí)機(jī)械》一書公式:

43、 （3-8） 式中：—轉(zhuǎn)向輪上分配載荷； K—附加阻力系數(shù)，K取0.18。 其中: 所以: （3-9） 阻力矩： 轉(zhuǎn)向功率N2： 式中：M —原地轉(zhuǎn)向阻力力矩（Nm）； A— 倍數(shù)，偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向A=2； t—完成一次全程轉(zhuǎn)向的時(shí)間，一般4～5s，取t=4s。 壓路機(jī)在上坡壓實(shí)工況時(shí)消耗的功率最大，為: 綜上所述，選用性能優(yōu)良的東風(fēng)C系列D611

44、4ZG增壓發(fā)動機(jī)，這個(gè)機(jī)油耗222g/kWh。它具備良好的使用經(jīng)濟(jì)性；并且它采取J83渦輪增壓器，可以在海拔2000m高度上能夠正常工作，也可以滿足不同地區(qū)、不同工況的使用需求，具備比較強(qiáng)的適應(yīng)性。這個(gè)發(fā)動機(jī)不僅具備輕型機(jī)簡潔、緊湊的優(yōu)點(diǎn)而且還具備重型機(jī)承受高負(fù)荷、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)，它的排放量低、噪音小，燃油排放量僅僅為歐1，達(dá)到世界最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。柴油機(jī)功率115kW，功率后備系數(shù)高達(dá)1．51，功率儲備大。它的體積小、質(zhì)量輕、動力充足、功率范圍大、油耗量小，操作簡便輕便安全可靠。其額定功率105000W、轉(zhuǎn)速2000r/min。該發(fā)動機(jī)適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng)，耐高溫耐嚴(yán)寒，可在-12℃以下很輕易就能起動；

45、增壓器裝置能夠使它在海拔3500m左右的高原地帶運(yùn)行并且功率沒有任何影響。表3.3為柴油機(jī)的主要工作參數(shù)。 表3.3 D6114ZG39A柴油機(jī)技術(shù)性能 1 氣缸數(shù)量 （個(gè)） 6 2 氣缸半徑 （mm） 57 3 活塞行程 （mm） 135 4 標(biāo)定總功率 （Ps） 115 5 轉(zhuǎn)速 （rPm） 2000 6 燃油消耗率 （g/psh） ≤222 7 機(jī)油消耗率 （g/psh）

46、≤2 8 扭矩（不帶附件） （kgf.m） 61.2 9 最大力扭矩時(shí)轉(zhuǎn)速 （rPm） 1500—1600 10 曲軸轉(zhuǎn)向 逆時(shí)針 11 機(jī)器啟動方式 24V電壓啟動 12 機(jī)器冷卻方式 水冷 13 最大空轉(zhuǎn)速 （rPm） 2200 14 外形尺寸（長寬高） （mm） 15 凈質(zhì)量 （kg） 640 3.3.2 變速箱 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式為給出的條件出發(fā)依照經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算,用試湊的方法來明確主要參數(shù),然后進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等方面的核對,這個(gè)辦法不能保證得到最好的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)

47、的時(shí)候,我們需要采納優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案,這樣可以滿足大機(jī)型(22噸)壓路機(jī)的發(fā)動機(jī)功率(P=115kW)輸入為準(zhǔn)。在滿足強(qiáng)度條件情況下,它的體積最小來達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量最小的目標(biāo)。按照壓路機(jī)行駛的特殊性和擋位的要求前提下,模仿操縱方便、全液壓振動壓路機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)緊湊成功的經(jīng)驗(yàn)。選擇機(jī)械換擋變速箱傳動，他基本具備前3后1共4個(gè)擋位，采用鎖環(huán)式同步器換擋和接合套換擋，具有換擋柔和平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、噪聲低、可靠性高、的特點(diǎn)。具體設(shè)計(jì)步驟以下幾個(gè)方面： 主傳動比和變速器一檔速比在一定之后，變速器除一檔和直接檔之外的各檔速比可以看作為優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量，他可以表現(xiàn)為： X= [x1 x2 …

48、xm]T= [ig2 ig3 …ign-1]T (最高檔為直接檔時(shí)) X= [x1 x2 …xm]T= [ig2 ig3 …ign-2 ign]T (次高檔為直接檔時(shí)) 式中: n為變速器的檔位數(shù); m為傳動比優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量個(gè)數(shù)，m=n- 2 目標(biāo)函數(shù): 變速器速比優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)公式采用驅(qū)動功率極限發(fā)揮率，它反映了發(fā)動機(jī)輸出的最大功率在驅(qū)動輪上得到充發(fā)揮的極限程度，它的其定義如式下面公式所示。優(yōu)化時(shí)取的最大值。與汽車驅(qū)動力損失率相比，驅(qū)動功率最大極限發(fā)揮率,考慮了各檔使用率的不同，進(jìn)而能夠反映出不同實(shí)際情況使用條件對速比的要求。 (1)上式右邊分母所代表的面積表示各種車速下發(fā)動機(jī)

49、的最大功率Pemax;全部傳到了驅(qū)動輪上的理想狀況，則分子代表驅(qū)動力功率實(shí)際的極限。 (2)用v。表示車速，vmin為一檔時(shí)，發(fā)動機(jī)最大扭矩點(diǎn)所對應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下的車速km/h; vmax為汽車的最高車速km/h。 式中:i0為主傳動比;ηTi為第i檔工作時(shí)傳動系的傳動效率;vi1,vi2為第i檔對應(yīng)的車速積分上、下限，為圖I中該檔驅(qū)動輪最大功率一車速曲線與相鄰檔曲線的交點(diǎn)(沒有交點(diǎn)時(shí)取相鄰兩個(gè)檔位中較低一檔的最高車速)對應(yīng)的車速(例外的是第一檔的積分下限和最高檔的積分上限分別為Vmin和Vmax); rr為驅(qū)動輪的滾動半徑。 根據(jù)上面的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí)要使變速箱的體積達(dá)到最小,這也就是本次優(yōu)

50、化設(shè)計(jì)時(shí)追求的目標(biāo)函數(shù),它可以導(dǎo)致變速箱的中心距最小,進(jìn)而使體積最小又因中心距。 即： （3-10） 小齒輪不發(fā)生根部切割的最小齒數(shù)不能超過17： 動力傳動時(shí)的齒輪模數(shù)應(yīng)該大于2.0mm 齒面的接觸強(qiáng)度和齒根的彎曲強(qiáng)度必須要符合要求，如下: 公式中,輸入功率P= 140kW,輸入轉(zhuǎn)速n= 2200r/min , 根據(jù)機(jī)器變速的需要,齒輪選擇漸開線直齒圓柱齒輪,選擇材料為20CrMnTi,淬硬、精制 動力負(fù)載載系數(shù) 用懲罰函數(shù)法求解得齒輪中心距最小值: 綜合上面設(shè)計(jì)的已知條件求

51、得如表3.4中的各參數(shù): 表3.4 各齒輪基本參數(shù) 第一對齒輪 第二對齒輪 第三對齒輪 模數(shù)（m） 齒數(shù)（z） 變位系數(shù)（x） 模數(shù)（m） 齒數(shù)（z） 變位系數(shù)（x） 模數(shù)（m） 齒數(shù)（z） 變位系數(shù)（x） 4 27 0 5 28 ＋0.06 5 19 ＋0.15 47 32 ＋0.04 40 －0.05 變速箱設(shè)計(jì)過程中的注意點(diǎn): （1）由圖表可知, 為變位齒輪,當(dāng)變位齒輪與相掛時(shí),必須空轉(zhuǎn)才能從輸出軸3 輸出3 檔速度;當(dāng)變速齒輪在中位時(shí)與嚙合,同理可得 也須空轉(zhuǎn),輸出軸3 能輸出2 檔速度;當(dāng)變速輪與相掛時(shí), 此時(shí)相當(dāng)于介

52、輪, 上的動力通過傳遞給與之相連的變速齒輪, 再通過與它嚙合的花鍵從軸3上把1 檔速度輸出;由于與輸出軸3 需要相對轉(zhuǎn)動,因此在它們之間安裝耐磨、耐熱的銅合金材料的銅套是最符合的。這個(gè)位置相對其他位置是較緊湊,思考到這個(gè)銅套加工時(shí)不只是內(nèi)、外圈直徑需要分別選擇間隙、過盈配合及同軸度的需求,并且需要開導(dǎo)油槽,讓箱體內(nèi)的油可以通過導(dǎo)油槽潤滑銅套，避開因?yàn)槟ゲ磷兊脺囟壬邿龎你~套。 （2）軸承的配置因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)特殊，所以輸出軸的一面徑向安裝受到制約,輸出軸的一面需要支撐選擇的滾針軸承,其他的地方使用一般滾動軸承就行。 （3）整個(gè)箱體和排檔箱的設(shè)計(jì)在箱體上的制作為主。,在同一面的軸上的孔和安裝輸入、輸

53、出軸的孔加工時(shí)一定在同軸度要求的前提下,箱體上端面與排檔箱的蓋子上一定要按上銷軸定位,這樣方便調(diào)整檔位。 （4）為了預(yù)防漏油，進(jìn)、出口要使用進(jìn)口迷宮式油封來進(jìn)行封住,箱體和軸端端蓋上流到油槽當(dāng)中然后就形成流暢的油路。 結(jié)合上面的描述,這個(gè)設(shè)計(jì)出來的變速箱的輸入端與主離合器相互連接在一起，,輸出的一面要通過萬向節(jié)與倒順減速箱相互連接，這樣,通過撥叉的方式從而實(shí)現(xiàn)換檔。 第4章 減速箱設(shè)計(jì)計(jì)算 減速箱是壓路機(jī)工作時(shí)傳動系統(tǒng)的最主要部件, 因此,應(yīng)該用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論,在滿足強(qiáng)度性能要求的條件下,使減速箱結(jié)構(gòu)達(dá)到最緊湊,設(shè)計(jì)的流程步驟如下，它行進(jìn)時(shí)的速比為3.24,向后退時(shí)的速比為2.29,

54、所以它不但具有轉(zhuǎn)換方向作用外,也具有減速的作用,它的速度輸入端通過萬向節(jié)與變速箱連接,輸出一端通過萬向節(jié)與驅(qū)動橋連接,而另一端裝有減速制動器。這種制動器采用雙蹄內(nèi)漲式,減速制動時(shí)平穩(wěn)而且安全可靠。 設(shè)計(jì)步驟看下面： 由上面計(jì)算可得速比分配可知，減速器的傳動比為：＝7.41。 根據(jù)展開式布置，考慮潤滑條件，為了讓兩級大齒輪直徑差不多，查圖得到高速級傳動比為＝3.24，則＝2.29。 4.1 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （1）各軸轉(zhuǎn)速 ＝＝1460/2.3＝634.78r/min ＝＝634.78/3.24＝195.92r/min ＝/＝195.92

55、/2.29=85.55 r/min ==85.55 r/min （2）各軸輸入功率 ＝＝3.400.96＝3.26kW ＝η2＝3.260.980.95＝3.04kW ＝η2＝3.040.980.95＝2.83kW ＝η2η4=2.830.980.99＝2.75kW 則各軸的輸出功率： ＝0.98=3.260.98=3.19 kW ＝0.98=3.040.98=2.98 kW ＝0.98=2.830.98=2.77kW ＝0.98=2.750.98=2.70 kW （3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩

56、 = Nm （4-1） 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 =9550 =95503.40/1460=22.24Nm 所以: ＝ （4-2） =49.113.240.960.98=149.68Nm 4.2 高速級齒輪的設(shè)計(jì) （1）齒輪材料，熱處理及精度 綜合考慮減速器的功率及工作安裝的限制條件，因此大小齒輪都選擇硬齒面漸開線斜齒輪。 ① 材料：高速級小齒輪選擇45#鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪350HBS，選取小齒齒數(shù)=24. 高速級

57、大齒輪選用45#鋼正火，齒面硬度為大齒輪240HBS。取Z=78. ② 齒輪精確度 按照GB/T10095－1998，選擇7級精度，齒根要進(jìn)行噴丸強(qiáng)化。 （２）.初步設(shè)計(jì)齒輪傳動的主要尺寸 按照齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 確定各個(gè)參數(shù)的數(shù)值: ①試選=1.6 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知，選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 則 ②由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得，計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) N=60nj （4-3） =60626.091（283008） =1.442510h ③查設(shè)計(jì)手冊可得： K=0.9

58、300 K=0.9600 ④齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式10-12得: 許用接觸應(yīng)力 （4-4） 4.3 小齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）小齒輪的分度圓直徑d = （2）計(jì)算圓周速度 （3）計(jì)算齒寬b和模數(shù)沒 計(jì)算齒寬b b==49.53mm 計(jì)算摸數(shù)m 初選螺旋角=14 = （4）計(jì)算齒寬與高之比 齒高 h=2.25 =2.252.00=4.50 = =11.01 （5）計(jì)算縱向重合度 =0.318=1.903 （6）計(jì)算載荷系數(shù)K 使用系數(shù)=1 根據(jù),7級精

59、度, 查設(shè)計(jì)手冊得 動載系數(shù)K=1.07, 由設(shè)計(jì)手冊得K的計(jì)算公式: K= +0.2310b =1.12+0.18(1+0.61) 1+0.231049.53=1.42 K=1.35 K==1.2 故載荷系數(shù): K＝KA KV KK （4-5） =11.071.21.42=1.82 （7）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 d=d=49.53=51.73 （8）計(jì)算模數(shù) =

60、（9）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式得： ≥ （4-6） 4.4齒輪強(qiáng)度校核 ⑴確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ①小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩＝48.6kNm 確定齒數(shù)z 因?yàn)槭怯昌X面，故取z＝24，z＝i z＝3.2424＝77.76 傳動比誤差 i＝u＝z/ z＝78/24＝3.25 Δi＝0.032％5％，允許！ ②計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) Zv1＝z1/cos＝24/ cos14＝26.27 Zv2＝z2/cos＝78/ cos14＝85.43 ③初始選擇齒寬系數(shù)為 按照對稱布置，查表得＝1

61、 ④初始選擇螺旋角 初始選定螺旋角 ＝14 ⑤負(fù)載系數(shù)K K＝K K K K=11.071.21.35＝1.73 （4-7） ⑥檢查提取齒形系數(shù)Y和許用應(yīng)力校正系數(shù)Y 查詢設(shè)計(jì)手冊得到: 齒輪齒形系數(shù) Y＝2.592 Y＝2.211 應(yīng)力校正系數(shù) Y＝1.596 Y＝1.774 ⑦重合度系數(shù)Y 端面重合度近似為 εα＝[1.88-3.2（）] ＝[1.88－3.2（1/24＋1/78）]cos14 ＝1.655 αε＝arctg（tgα/cosβ） ＝arctg（tg20

62、/cos14） ＝20.64690 βb＝arctg(tgβcosαε)＝14.07609 ⑧計(jì)算齒輪的大小 安全系數(shù)由設(shè)計(jì)手冊可查得S＝1.250 工作壽命基本為兩班制，一般為8年，基本上每年工作300天 小齒輪許用應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1＝60nkt＝60271.7830028＝6.2510 大齒輪許用應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N2＝N1/u＝6.25510/3.24＝1.930510 查詢設(shè)計(jì)手冊得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限： 小齒輪為 大齒輪為 查詢設(shè)計(jì)手冊得到彎曲疲勞壽命系數(shù): K=0.860 K=0.930 ⑵設(shè)計(jì)計(jì)算 ①計(jì)算模數(shù) 對

63、比計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m，應(yīng)該大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=2mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按照接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=51.73來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，則 ②幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距： a===109.25 將中心距圓整為110 按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos 因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正. 計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑： d==51.53 d==166.97 計(jì)算齒輪寬度： B= 圓整的 4.5 低速級齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴材料：低速級小

64、齒輪材料選擇45鋼調(diào)質(zhì)，齒輪表面硬度為小齒輪350HBS 取小齒齒數(shù)為=30即可 速級大齒輪選擇用45鋼正火，齒輪表面硬度為大齒輪 240HBS z=2.3330=69.90 圓整取z=70.0即可. ⑵齒輪精度 按照GB/T10095－1998，選擇7級精度，齒根噴丸強(qiáng)化。 ⑶按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ①選擇K=1.6 ②查設(shè)計(jì)手冊可得選取區(qū)域系數(shù)Z=2.45 ③試選,由設(shè)計(jì)詢手冊查得 =0.83 ， =0.88 =0.83+0.88=1.71 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 N=60njL=60193.241(283008) =4.4510 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得接觸疲勞壽命

65、系數(shù) K=0.94 K= 0.97 查手冊可以得到： 按齒輪表面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限, 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 （2.）計(jì)算齒寬 b=d=165.710=65.710 （3）計(jì)算齒輪寬與齒輪高度之比 齒高 h=2.250m=2.2502.1420=5.4621 =65.71/5.4621=12.030 （4）計(jì)算縱向重合度為 （5）計(jì)算負(fù)載系數(shù)K K=1.120+0.18(1+0.6+0.2310b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.231065.71=1

66、.4231 使用系數(shù)K=1 同高速齒輪的設(shè)計(jì),查表選取各數(shù)值 =1.04 K=1.35 K=K=1.2 所以載荷系數(shù) K＝=11.041.21.4231=1.7760 （6）按照實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑為d=20 （7）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ①計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩＝143.3kNm ②確定齒數(shù)z 因?yàn)槭潜君X輪硬齒面，所以選取z＝30，z＝i z＝2.3330＝69.900 傳動比誤差計(jì)算 i＝u＝z/ z＝69.9/30＝2.3300 Δi＝0.032％5％，允許。 ③初步選取齒寬系數(shù) 按對稱布置，由表查得＝1 ④初選螺旋角 初步選定螺旋角＝12 ⑤載荷系數(shù)為K