悬浮均载行星齿轮减速器结构设计【7张CAD图纸】【优秀】

悬浮均载行星齿轮减速器结构设计

76页 33000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】

中期检查表.doc

中速太阳轮和高速行星架A1.dwg

中速级行星轮 A2.dwg

任务书.doc

优秀毕业设计.doc

低速级行星轮A2.dwg

审定表.doc

开题报告封皮.doc

悬浮均载行星齿轮减速器结构设计开题报告.doc

悬浮均载行星齿轮减速器结构设计说明书.doc

成绩评定表.doc

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毕业设计题目封皮.doc

答辩评分表.doc

花键和高速太阳A2.dwg

装配图 A0.dwg

评阅人评分表.doc

输出轴 A1.dwg

过程管理材料封皮.doc

高速级行星轮A2.dwg

摘  要

本设计的主要内容是工程牵引车悬浮均载行星减速器。本文介绍了行星齿轮减速器的研究背景，在参考大量工程牵引车辆的资料的基础上，根据牵引车底盘的传动布置方案，设计出一种适合牵引车功率和扭矩的三级悬浮均载行星轮减速器。在技术路线中，本设计分析了工程牵引车的传动方案，确定了行星齿轮传动结构形式，完成了基本参数的选择和几何尺寸的计算以及两个主要强度的验算。还对减速器其它零部件进行了端对端的设计与校核。在经济性方面，分析了减速器的选用条件，技术参数，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等。本设计突出优点是，将前一级与后一级行星传动的构件做成一体，不但减少支撑，简化了结构，而且显著增加了径向的悬浮与均载效果，增大了承载能力。在结构布置合理的情况下，其传动效率可达91-94%。

关键词：工程牵引车；行星齿轮；减速器；悬浮均载；传动比

ABSTRACT

  The primary content of this article is about planetary gear reducer with floating balance for engineering hauling Vehicles.This article is in the foundation of several engineering hauling Vehicles, which elaborated the chassis's transmission scheme of arrangement ,and is about to design one kind of third-level planetary gear reducer with suitable power and the torque for the project hauling Vehicles. In the roadmap of technology,we analysis the transmission programme of the project hauling vehicles,determined the structure of the planetary transmission,achieve thedecision of basic parameters,the calculation the computation of geometry size and the check of the two main strengths.we also degisn and check the other parts of the reducer with end to end.At the respect of economy , we analysis the optional condition of the reducer , the technical parameter, factor efficiency and so on.The measure, the transmission efficiency, the bearing capacity, the quality and the price should be compared with different type and variety to choose the most suitable reduction.The Superior advantage of the design is to make the former department and the next department joint integrative for one part , which not only reduces supporting and simplified structure , but also to be non-radial direction supporting with better floating balance and larger bearing capacity.If properly framed the transmission efficiency can go up to 91~94% .

Key words: Engineering hauling Vehicles；Planetary reducer；Floating balance；Gear ratio

目　　录

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论…………………………………………………………………………1          

1.1 概述 ………………………………………………………………………………1

1.2 发展历史和现状 …………………………………………………………………2

1.3 本课题研究的主要内容 …………………………………………………………3

1.4 未来发展方向……………………………………………………………………3

第2章 总体设计方案 …………………………………………………………………5

   2.1工程牵引车分类 …………………………………………………………………5

2.2总体方案选择……………………………………………………………………...5

2.3工程牵引车传动方案设计………………………………………………………..6

2.4工程牵引车底盘传动设计……………………………………………………… .8

2.5工程牵引车行驶速度估算……………………………………………………… 10

   2.6 本章小结………………………………………………………………………10    

第3章 行星齿轮机构传动设计 ……………………………………………………11

3.1 行星齿轮传动特点和原理……………………………………………………11

3.2 行星齿轮传动总体设计…………………………………………………………12

3.3 行星齿轮传动齿数确定条件……………………………………………………14

3.4 行星机构传动设计………………………………………………………………17

3.5 均载方法与均载装置……………………………………………………………23

3.6 本章小结…………………………………………………………………………24

第4章 减速器齿轮设计……………………………………………………………25

   4.1 减速器齿轮设计…………………………………………………………………25

4.2 高速级齿轮强度校核……………………………………………………………28

4.3 中速级齿轮强度校核……………………………………………………………36

4.4 低速级齿轮强度校核……………………………………………………………39

4.5 行星传动的承载能力……………………………………………………………42

4.6 行星轮系的传动效率……………………………………………………………43

4.7 本章小结…………………………………………………………………………45  

第5章 轴承设计………………………………………………………………………46

5.1 轴承设计…………………………………………………………………………46

5.2 轴承校核…………………………………………………………………………50

   5.3 本章小结…………………………………………………………………………51

第6章 轴、键和螺钉设计……………………………………………………………52

   6.1 输出轴的设计校核………………………………………………………………52

6.2 行星轮支承轴设计与校核………………………………………………………57

6.3 花键设计…………………………………………………………………………60

6.4 平键设计…………………………………………………………………………60

6.5 减速器螺钉选择…………………………………………………………………61    

6.6 本章小结…………………………………………………………………………62

第7章 行星架和箱体设计…………………………………………………………...63

7.1 行星架的设计……………………………………………………………………63

7.2 行星轮支撑结构与整体结构分析………………………………………………64

7.3 减速器机体结构的设计…………………………………………………………65

7.4 减速器的密封和润滑……………………………………………………………65

   7.5 本章小结…………………………………………………………………………67

第8章 经济效益分析………………………………………………………………..68

   8.1 方案分析……………………………………………………………………68

   8.2 减速器轴的工艺分析…………………………………………………………68

8.3 齿轮的工艺分析………………………………………………………………69

8.4 经济分析………………………………………………………………………69

   8.5 本章小结 ………………………………………………………………………..69

结论………………………………………………………………………………………70

参考文献 ………………………………………………………………………………71

致谢………………………………………………………………………………………72

第1章 绪  论

1.1 概述

   随着科学技术的飞速发展，机械和汽车工业都在软件和硬件方面有了长足的进步。设计也由概念化向基本的大众化和人性化发展。汽车的种类和应用更是随着行业的不同而千变万化。各种专用、工程车辆的广泛应用更是给工程的设计和制造乃至经济的快速发展提供了便利的条件。

   作为重要工程车辆之一的工程牵引车，它的的历史几乎与交通工具上采用机械动力一样历史悠久. 近年来的研究结果表明,牵引车在港口、铁道、矿山等部门得到了广泛的应用,冲击压路机以其良好的压实性能正逐渐被施工部门所接受，但该机型对牵引车的要求非常高，需要专门的牵引车进行牵引作业。国内目前牵引车大多采用坦克、装载机或其改进机型，牵引性能和工作性能不能很好地与冲击压路机相匹配，市场迫切需要一种适合牵引冲击压路机的牵引车。近年来通过引进技术，国内有些厂家采用了多挡位动力换挡变速箱配高效的三元件液力变矩器的传动方式，虽然可以使重载作业时的传动效率大幅度提高，表现为在相同行驶阻力下可提高行驶速度，或者在相同的行驶速度下可提高牵引力。

第2章 总体设计方案

2.1 工程牵引车

   在工程建设中，工程牵引车的基本任务是为防御车辆和火炮挖掘堑、修理和保养公路、准备河岸、抢救损坏车辆和设置或清理障碍。工程牵引车广泛用于国防工程建设、民用建筑、修建道路、修建机场、矿山开采、建造码头及农田改良中，适合城市市政工程建设。 工程牵引车属于工程机械，按不同的用途对工程牵引车分类，可把它分为：工程建设用牵引车、工程运输用牵引车、军事工程用牵引车。

2.2总体方案选择

   Q2NQY-1型工程牵引车参数，如表2.1所示。

表2.1 小型Q2NQY-1型工程牵引车参数

柴油机参数牵引车参数

额定功率60KW最大牵引力30KN

额定转速2200最大牵引质量180t

最大扭矩291N·m运行速度2.5km/h

自重6500kg

    Q2NQY- 1型牵引车采用双轴四轮驱动,双向无级调速,液压减速制动和液压常闭盘式制动等设计,具有结构紧凑、操作灵活,运行可靠等特点。

   综上所述，根据设计要求选择一种适合的车型进行设计。查阅NGW三级行星减速器的特点以及承载能力限制条件有

1、主动轴允许输入功率

按实际承载功率求计算输入功率，且应该小于额定输入功率，如表2.2。

   2、转速限制：转速n1500r/min

高速轴转速低于750 r/min时候，按750 r/min选许用转矩。

3、从动轴允许输出转矩限制

尖峰载荷不大于额定输出转矩的2.5倍。依据行星齿轮传动承载能力的极限分析，考虑到功率和转矩的限制，选择方案3比较合适，如表2.3。

表2.2 NGW行星减速器传动比和输入功率的关系          

公称传动比i主动轴允许输入功率  P1/KW

18023.6～47.1

20020.5～40.8

22418.4～36.7

25016.3～32.5

28014～28.5

31512.7～25.5

35511.8～23.6

40010.5～20.9

4509.7～20.4

表2.3 NGW行星减速器传动比和输出功率的关系

公称传动比i从动轴允许输出转矩  T2 /N·m

18049000～48880

20049010～48890

22449020～48920

25049030～48940

28049040～48960

31549060～48980

35549050～49000

40049060～49010

45049060～49020

2.3 工程牵引车传动方案的设计[21]

2.3.1 布置底盘传动方案

   由上节分析，选择方案三的工程牵引车性能参数来设计三级行星齿轮减速器。方案三参数如表2.4。查阅传动效率手册，已知各部分传动效率如下：

   变速箱：0.97

连轴器：0.99

工程车辆液力变矩器：0.7。

   行星传动的效率：一级：0.97～0.98，二级：0.94～0.96，三级：0.91～0.94。

结  论

本设计充分吸收了该型传动近期的设计资料，广泛采用了较先进的设计计算方法和新的国家标准。本设计力求简明、系统、实用，坚持理论与实际相结合、设计与计算相结合、一般传动与新型传动相结合。在结构布置合理的情况下，其传动效率可达91-94%。运动平稳、抗冲击和抗振动的能力较强。在发展方向上，一方面加速了多级行星减速器在车辆上的应用，另一方面逐步为电力等可再生能源驱动代替传统的正在枯竭的石油资源驱动的汽油、柴油发动机打下基础。

在承载方面，本设计采用前一级的行星架与后一级的太阳轮联成一体, 无径向支承, 呈悬浮状态, 减少支承、简化结构、减少联接环节, 并以行星架和太阳轮联合浮动, 以达到悬浮均载的最佳效果,又由于采用模数相同的几个行星轮，且均匀分布在中心轮的四周，因而能达到惯性力平衡。行星齿轮转动的缺点是：制造精度要求高，安装比较困难。但随着科学技术的发展，工艺水平的进步，其缺点是可以克服的。

通过对行星减速器的设计，着重从简化结构、提高功率入手。这种悬浮均载行星减速器在工程中有所应用。本构件在运动中能够适当地浮动，补偿制造误差所需的径向活动度。行星齿轮传动采用功率分流, 由数个行星轮承担载荷, 采用合理的内啮合传动。与定轴传动相比, 具有体积小、质量轻、承载能力大和效率高之优点。并应认真研究悬浮均载行星减速器的功率、传动比、可靠性、寿命等问题。在体积、重量等指标，行星齿轮减速器具有突出优点，所以在这方面我们更要进一步研究。加强行星齿轮减速器在工程机械中的应用。

本设计的缺点是制造工艺高。成本比较高，应用领域比较受限，属于高价位的产品，不适合普通车辆，主要可用于造价百万的专用工程车辆或者军事工程用大型航母、科学探索用宇宙飞船等高端科技领域以及国防军事工程设备配备使用。

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