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含6张CAD图带开题报告-独家

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轮胎式压路机传动系统和变速箱设计【含6张CAD图带开题报告-独家】.zip,含6张CAD图带开题报告-独家

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轮胎式压路机传动系统和变速箱设计开题报告一、选题依据（目的、意义、国内外研究现状、学术准备情况、研究思路及方法）1、目的、意义轮胎压路机是一种静作用压路机，它是由特制的充气轮胎对地面施以搓揉压实作用，能获得平整、致密的道路表面，致密的路面；上水的渗入，在多雨的南方和多雪的北方不会因水而引起路面的损坏。这种独特的压实作用是其他压实机械无法代替的。 1.施工效果好。 2.不会破坏已作业的路面。 3.适应性强、范围广。2、国内外研究现状轮胎压路机具有良好的柔性压实性能，在使压实对象获得较高表面质量的同时，并不破坏被压实的路面。轮胎压路机除了运用于沥青混凝土路面的平整作业外，也是修筑高等级公路和飞机跑道所必备的配套设备。随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大和施工工艺规范的日益严格，轮胎压路机市场形势正日益看好，越来越受到施工单位的青睐，尤其是大吨位轮胎压路机更是市场上的宠儿。 从国内外轮胎压路机的发展过程来看，轮胎压路机不论是从规格品种上，还是产销数量上都远远落后于振动压路机的增长速度，但轮胎压路机却因其特有的压实性能而成为压路机系列上不可缺少的重要分支。国际上著名的压实机械制造商都具有较强的轮胎压路机生产制造能力，如德国BOMAG公司在美国的一家工厂年产量就达到了500台左右，瑞典的DYNAPAC 公司在瑞典的产量为300台左右，而美国的INGERSOLL-RAND公司和CATERPILLAR公司在北美的年产量也分别达到了600台和300台。 在国内，轮胎压路机的发展起始于20世纪80年代初，当时能够生产轮胎压路机的只有徐州工程机械制造厂等少数几家，产品的吨位也很单一，以16t产品为主，产量也只有几十台。到了90年代初期，山东德州公路机械厂开始生产轮胎压路机，也以16t 产品为主，但产量只有几台。就我国的轮胎压路机技术水平而言，还处在仅能满足基本功能的低水平上，传动形式为机械式，无自动集中充气系统，悬挂形式为机械摇摆；目前国际上著名的工程机械生产厂家除日本酒井还有机械传动形式外，其它产品已全部为液压或液力传动。由于我国整体工业水平较低，地区发展也不平衡，机械传动式轮胎压路机以其价格低、便于维修等优点，在我国现阶段还有很大的市场。这几年轮胎压路机也和其它压路机产品一样，制造技术有了长足的进步，设计造型、整机动态结构分析技术、虚拟装配及制造技术也在产品开发过程中得到了应用，从而提高了轮胎压路机在各种条件下的适应性能，推动了整个轮胎压路机的技术发展。 随着工程机械的发展和用户要求的不断提高，除了具有高技术含量和稳定的可靠性外，其在外观造型、操作安全舒适、自动化等方面要求也越来越高。国内厂家对产品外观和操作系统人性化设计方面做了大量工作，流线形玻璃钢罩壳的应用，整体机架造型趋于美观，操作系统根据人机工程原理学进行设计并在驾驶室内配上空调，这些方面取得了明显进步，与国外差距逐步缩小。目前轮胎压路机市场正呈现出稳步增长的态势，尤其是大吨位轮胎压路机更成为用户的首选，轮胎压路机必将有着更加广阔的市场前景。但同时随着入世后关税的进一步下调，国外著名公司对国内市场的冲击也不可忽视，国内轮胎压路机制造厂家要想在未来的竞争中处于不败之地，必须进一步加大对轮胎压路机的研制力度，提高产品的可靠性和外观质量，以良好的价格性能比满足市场的需求，同时还应利用入世给我们带来的机遇积极扩大出口，从而增强我们的国际竞争力，为企业的进一步发展作出更大贡献3、学术准备情况（1）传动方案设计原则；（2）为简化结构、减小传动件尺寸，使传动系结构紧凑，并简化传动件的加工工艺，在满足传动要求的前提下，应尽可能减少传动轴和传动副的数量；（3）提高大功率或长期连续运转的工程机械的机械传动效率；（4）为使机器运转平稳，减少振动和噪声，应将具有减振作用或柔性传动的机构以及运动平稳性较好；（5）将变速箱和驱动桥分开，使布局空间灵活，便于调节和维修；4、本选题研究思路及方法（1）查阅资料，了解轮胎式压路机传动系统的基本原理和设计方法；（2）主要完成了总体传动方案设计论证；（3）对轴承、轴的选用的计算及校核；（4）绘制出轮胎式压路机变速箱装配图和零件图；（5）归纳总结出设计结果和加工结果；（6）撰写设计说明书；方法（1）通过分析研究相关的资料，拟定出可行的方案；（2）通过计算，网上查找相关的标准件，选择出需要用到标准件；（3）通过计算数据，借助计算机及软件设计出轮胎式压路机变速箱的零部件和整体的总装图；（4）利用现有手段分析设计的可靠性与使用行。二、论文结构框架1、论文提纲（1）了解轮胎压路机的原理和市场；（2）设计传动方案和计算传动比（3）设计传动系统和动力源（4）设计变速箱和驱动桥（5）整体校核和总结2、 参考文献1王闵.我国轮胎压路机产品的现状及分析.工程机械,第7期,P25-26. 2西安公路学院编著.压实与路面机械M.西安:西安科技出版社,1996,P98-120. 3王戈.压实机械M.北京:中国建筑工业出版社,1992,P48-56. 4交通部编.公路工程技术标准M.北京:人民交通出版社,1992,P365-382. 5陈立周等.机械优化设计M.北京:机械工业出版社.2006,P100-145. 6张九明.机械优化设计基础.山西:煤炭工业出版社,1990,P78-106. 7徐灏主编.机械设计手册(第3版).北京:机械工业出版社,1991,P114-135. 8李钊刚.二级圆柱齿轮减速器的优化设计.机械零部件设计,1992,P23-27. 9邱宣怀主编.机械设计.北京:高等教育出版社.2005,P219-232. 10中国机械工程学会,朱孝录主编.机械传动设计手册.北京:电子工业出版社,2007,P87-90. 11聂福全.YL25轮胎压路机传动系统故障分析.中国储备工程,2002,第12期,P28. 12尹继瑶.压路机机械传动系统的故障及排除.建筑机械化,2004,第2期,P49-51. 13王闵.XP260型轮胎压路机.工程机械.2001,第7期,P1-2. 14张娟、张玉峰、张寿.工程机械驱动桥常见故障分析.建筑机械化,2005,第4期,P50-52. 15聂福全.国内工程机械驱动桥技术现状及发展趋势.现代零部件,2007,第9期,P32-35. 16 ARShahin，PHMeckl，JDJones，and MAThrasher，Enhanced cooling of shape memory alloy wiresusing semiconductor“heat pump”modulesJJournal ofIntelligent M aterial Systems and Structures， 1994(5)17 Johan n BorensteinExperimental Results from Internal Odometry ErrorCorrection with the OmniMate Mobile RobotJIEEE Translations onRobotics and Automation199814(6)：96396918 FMariaAJimenezMultisensor fusion：An Antonornous Mobile RobotJJournal ofIntelligent and Robotic Systems199822(3)：12914118 Nichols TA, Bailey AC, Johnson CE, Grisso RD. A stress state transducer for soil. Transactions of the ASCE 1987;30(5):123741.19Peattie KR, Sparrow RW. The fundamental action of earth pressure cell. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 1954;2:14155. 292 T. Muro et al./Journal of Terramechanics 35 (1998) 265293.三、论文写作安排（1）2018-02-252018-03-10 查阅文献资料，确定毕业设计工作任务，撰写开题报告；（2）2018-03-112018-03-18 翻译外文文献，分析任务目标，确定总体传动方案；（3）2018-03-192018-04-15 减速箱重要零件设计计算、绘制设计草图；（4）2018-04-162018-05-06 完成中期检查；（5）2018-05-072018-05-30 装配图绘制及全部图纸并修改；（6）2018-05-312018-06-06 整理设计文档；撰写毕业论文；（7）2018-06-07结束 提交论文，准备毕业答辩。四、审核意见指导教师意见： 1、通过 2、完善后通过 3、未通过指导教师（签字） 年 月 日系部（专业）意见： 1、通过 2、完善后通过 3、未通过 负责人（签字） 年 月 日4 TheGraduationThesisDefense 毕业论文开题报告 XXXXX 轮胎式压路机传动系统和变速箱设计 轮胎式压路机传动系统设计 学校 XXXX院系 XXX专业班级 XXX指导老师 XXXX学生 XXX 轮胎式压路机图片 目录 一 目的 意义 二 国内外发展现状 三 论文结构框架 四 参考文献 五 论文写作时间安排 PPT模板下载 轮胎压路机是一种静作用压路机 它是由特制的充气轮胎对地面施以搓揉压实作用 能获得平整 致密的道路表面 致密的路面 上水的渗入 在多雨的南方和多雪的北方不会因水而引起路面的损坏 这种独特的压实作用是其他压实机械无法代替的 具体有以下目的和意义 1 施工效果好 2 不会破坏已作业的路面 3 适应性强 范围广 4 维修简单 方便 5 成本低 可利用率高 轮胎压路机具有良好的柔性压实性能 在使压实对象获得较高表面质量的同时 并不破坏被压实的路面 轮胎压路机除了运用于沥青混凝土路面的平整作业外 也是修筑高等级公路和飞机跑道所必备的配套设备 随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大和施工工艺规范的日益严格 轮胎压路机市场形势正日益看好 越来越受到施工单位的青睐 尤其是大吨位轮胎压路机更是市场上的宠儿 从国内外轮胎压路机的发展过程来看 轮胎压路机不论是从规格品种上 还是产销数量上都远远落后于振动压路机的增长速度 但轮胎压路机却因其特有的压实性能而成为压路机系列上不可缺少的重要分支 国际上著名的压实机械制造商都具有较强的轮胎压路机生产制造能力 如德国BOMAG公司在美国的一家工厂年产量就达到了500台左右 瑞典的DYNAPAC公司在瑞典的产量为300台左右 而美国的INGERSOLL RAND公司和CATERPILLAR公司在北美的年产量也分别达到了600台和300台 二 国内外发展现状 在国内 轮胎压路机的发展起始于20世纪80年代初 当时能够生产轮胎压路机的只有徐州工程机械制造厂等少数几家 产品的吨位也很单一 以16t产品为主 产量也只有几十台 到了90年代初期 山东德州公路机械厂开始生产轮胎压路机 也以16t产品为主 但产量只有几台 就我国的轮胎压路机技术水平而言 还处在仅能满足基本功能的低水平上 传动形式为机械式 无自动集中充气系统 悬挂形式为机械摇摆 目前国际上著名的工程机械生产厂家除日本酒井还有机械传动形式外 其它产品已全部为液压或液力传动 由于我国整体工业水平较低 地区发展也不平衡 机械传动式轮胎压路机以其价格低 便于维修等优点 在我国现阶段还有很大的市场 这几年轮胎压路机也和其它压路机产品一样 制造技术有了长足的进步 设计造型 整机动态结构分析技术 虚拟装配及制造技术也在产品开发过程中得到了应用 从而提高了轮胎压路机在各种条件下的适应性能 推动了整个轮胎压路机的技术发展 三 论文结构框架 1 研究的基本内容 1 查阅资料 了解轮胎式压路机传动系统的基本原理和设计方法 2 主要完成了总体传动方案设计论证 3 对轴承 轴的选用的计算及校核 4 绘制出轮胎式压路机变速箱装配图和零件图 5 归纳总结出设计结果和加工结果 6 撰写设计说明书 2 拟解决的主要问题 1 传动方案设计原则 2 为简化结构 减小传动件尺寸 使传动系结构紧凑 并简化传动件的加工工艺 在满足传动要求的前提下 应尽可能减少传动轴和传动副的数量 3 提高大功率或长期连续运转的工程机械的机械传动效率 4 为使机器运转平稳 减少振动和噪声 应将具有减振作用或柔性传动的机构以及运动平稳性较好 5 将变速箱和驱动桥分开 使布局空间灵活 便于调节和维修 RESEARCBACKGROUNDS 3 研究的步骤 1 查阅相关的资料 以及现有的研究2 拟定出具体传动方案3 绘制出方案草图4 变速箱零件 部件及机构的计算校核5 绘制轮胎式压路机变速箱的装配图6 用CAD绘制绘制零件图7 编写设计说明书 4 研究的方法 1 通过分析研究相关的资料 拟定出可行的方案 2 通过计算 网上查找相关的标准件 选择出需要用到标准件 3 通过计算数据 借助计算机及软件设计出轮胎式压路机变速箱的零部件和整体的总装图 4 利用现有手段分析设计的可靠性与使用行 四 本课题主要参考文献 1 王闵 我国轮胎压路机产品的现状及分析 工程机械 第7期 P25 26 2 西安公路学院编著 压实与路面机械 M 西安 西安科技出版社 1996 P98 120 3 王戈 压实机械 M 北京 中国建筑工业出版社 1992 P48 56 4 交通部编 公路工程技术标准 M 北京 人民交通出版社 1992 P365 382 5 陈立周等 机械优化设计 M 北京 机械工业出版社 2006 P100 145 6 张九明 机械优化设计基础 山西 煤炭工业出版社 1990 P78 106 7 徐灏主编 机械设计手册 第3版 北京 机械工业出版社 1991 P114 135 8 李钊刚 二级圆柱齿轮减速器的优化设计 机械零部件设计 1992 P23 27 9 邱宣怀主编 机械设计 北京 高等教育出版社 2005 P219 232 10 中国机械工程学会 朱孝录主编 机械传动设计手册 北京 电子工业出版社 2007 P87 90 11 聂福全 YL25轮胎压路机传动系统故障分析 中国储备工程 2002 第12期 P28 12 尹继瑶 压路机机械传动系统的故障及排除 建筑机械化 2004 第2期 P49 51 13 王闵 XP260型轮胎压路机 工程机械 2001 第7期 P1 2 14 张娟 张玉峰 张寿 工程机械驱动桥常见故障分析 建筑机械化 2005 第4期 P50 52 15 聂福全 国内工程机械驱动桥技术现状及发展趋势 现代零部件 2007 第9期 P32 35 16 A R Shahin P H Meckl J D Jones andM A Thrasher Enhancedcoolingofshapememoryalloywiresusingsemiconductor heatpump modules J JournalofIntelligentMaterialSystemsandStructures 1994 5 1 2018 02 25 2018 03 10查阅文献资料 确定毕业设计工作任务 撰写开题报告 2 2018 03 11 2018 03 18翻译外文文献 分析任务目标 确定总体传动方案 3 2018 03 19 2018 04 15减速箱重要零件设计计算 绘制设计草图 4 2018 04 16 2018 05 06完成中期检查 5 2018 05 07 2018 05 30装配图绘制及全部图纸并修改 6 2018 05 31 2018 06 06整理设计文档 撰写毕业论文 7 2018 06 07 结束提交论文 准备毕业答辩 五 论文写作时间安排 感谢各位老师的聆听和指导 轮胎式压路机传动系统和变速箱设计 导师 XXX 答辩人 XXX 现状及研究目标 选题背景及意义 研究方法及过程 论文总结及致谢 01 02 03 04 我的目录 压路机在工程机械中属于道路设备的范畴 广泛用于高等级公路 铁路 机场跑道 大坝 体育场等大型工程项目的填方压实作业 可以碾压沙性 半粘性及粘性土壤 路基稳定土及沥青混凝土路面层 使施工体具有足够的强度和稳定性及其抗腐蚀性 并且具有一定的载荷和抗侵蚀的能力 不会因材料的自重和环境影响等侵蚀 轮胎压路机具有非常好的柔性压实工作性能 在使压实对象获得较高表面硬度的同时 而且并不破坏被压实的骨料和结构 1 2设计目的意义 1 2 3 2 轮胎式压路机发展现状 随着工程机械的发展和使用者要求的不断提高 除了具有高技术含量和稳定的可靠性外 而且大家在外观造型 操作简单安全舒适 自动化和便于运输等方面要求也越来越高 大多数厂家对产品外观和操作系统人性化设计方面做了很多的文章 下了很大的功夫 现在设计出的最新流线形玻璃钢罩壳的应用 使整体机架外观造型更加美观合理 驾驶操作系统根据人体工程原理学进行设计并在驾驶室内配上空调和一些让人舒适的设计 这些方面取得了明显进步 正在与国外差距渐渐缩小 目前轮胎压路机市场正呈现出稳步增长的趋势 特别是大吨位轮胎压路机更是成为用户的首选产品 轮胎压路机肯定有更加美好的市场需求前景 但是国外高端公司对国内市场的冲击也非常大 国内轮胎压路机制造厂家要想在未来的竞争中处于主导地位拥有核心竞争力 必须进一步加大对轮胎压路机的设计和制造力度 提高产品的可靠性和外观质量 进而创新出更加符合用户的产品 以最好的性价比满足市场的需求 同时还应学习国外一些先进的技术 从而增强我们的产品竞争力 为我国轮胎式压路机的进一步发展作出更大贡献 3 设计任务和目标 产品外观和操作系统人性化设计 压路机传动方案设计 压路机传动系统设计及其传动齿轮参数设计 压路机减速箱设计 1 2 3 4 3 1 压路机外形设计 01 02 03 现在设计出的最新流线形玻璃钢罩壳的应用 使整体机架外观造型更加美观合理 驾驶操作系统根据人体工程原理学进行设计并在驾驶室内配上空调和一些让人舒适的设计 采用静态充气式轮胎 可以适应不同的环境和温度 随着经济的发展 现在工程对于大型重量的压路机需求量越来越大 所以配备大吨位的配重 3 2传动方案设计 方案一 采用机械传动形式 方案二 选用机械传动 这种压路机传动系统属于较典型的老式配置 传动流程方式是 发动机 主离合器 变速箱 侧传动 其主要特点是通过差速齿轮实现差速和通过制动器实现制动 其优点是 便捷 体积小 效率高 制造成本低 结构成熟 其缺点是 操作繁多 变速箱不但集各种功能于一体 而且结构复杂 这种传动系统增多换档同步器 将变速箱和驱动桥一体的结构分离 变成各自互不影响的部件 这个设计的变速箱是一个三速变速箱 选择这个箱体内不相同齿轮啮合 能够获得三种不同速度 其主要特点 1 把变速箱和驱动桥分离 使变速箱布局空间始终 便于调节和维修 2 增多同步换档器 让换档轻松柔和 手感好 3 简略了操纵 变速 倒顺手柄合二为一 自动差速 他的缺点 外载变化时会对传动系统有冲击的现象 综合两种传动方案特点 最终选择方案二 3 3传动系统速比 传动系统的速比分配分配总传动比时 要遵循各分传动比 前小后大 降速要慢和传动副 前多后少 的原则 可以使传动系前部大部分传动副的尺寸较小 结构紧凑 总速比计算总传动比等于传动系统中各机构和部件总成的各分传动比的乘积 i ne 60 2ra 速 103 2000 60 2 0 0515 3 14 6 5 103 59 708i ne 60 2ra 速 103 35 28i ne 60 2ra 速 103 20 43i退 ne 60 2ra v退 103 77 62 传动比 3 4传动系统组成 电动机是轮胎压路机的动力源和轮胎压路机的关键总成 选择D6114ZG39A柴油机 单击此处添加文本单击此处添加文本单击此处添加文本 单击此处添加文本单击此处添加文本单击此处添加文本 动力源 变速箱 传动轴 3 5动力源 D6114ZG39A柴油机 3 6变速箱选择 选择机械换挡变速箱传动 他基本具备前3后1共4个挡位 采用锁环式同步器换挡和接合套换挡 特点 具有换挡柔和平稳 结构紧凑 维修方便 噪声低 可靠性高 的特点 类型 特点 3 6 1变速箱工作原理图 3 6 2传动齿轮参数 1 转速n 2 输入功率P 3 输入转矩T 4 齿轮基本参数 齿轮材料为 高速级小齿轮选择45 钢调质 3 6 3轴承 联轴器 键选择 选择滚动轴承 因轴承同时会受有径向力和轴向力的作用 故选用单列角接触球轴承 参照工作的要求根据查表 选取标准精度级的单列角接触球轴承7010C型 一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度的要求 应该选用平键较好 具体尺寸见说明书 选择LT7弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 轴承 键 联轴器 3 6 4变速箱箱体 铸造 HT200 制成的减速器的箱体 他采纳了剖分式结构为了保证齿轮佳合质量 大端盖分机体采用配合 1 机体拥有十足的刚度在机体为加肋 外轮廓为长方形 增强了轴承座的刚度和硬度 2 需要思量到机体内零件的润滑以及密封散热 因为他的传动件速度小于12m s 需要采纳侵油润油 并且还要小心油搅得沉渣溅出来 齿顶到油池底面的长度H为40mm为了确保机盖与机座连接处是密封的 他们的联接凸缘处应该需要留出足够的宽度 联接的表面应该精细 表面粗糙度是 3 机体结构具有良好的工艺性 铸件壁厚度为10 圆角半径R 3 机体外型简单美观 拔模简单方便 汇报完毕 感谢各位老师的聆听 总结致谢 轮胎式压路机传动系统和变速箱设计摘要压路机在机械工程中属于道路设备的范围，广泛用于高级公路、铁路、机场、大坝、体育场等大型工程项目内容的填方压实作业，可以碾压沙性、半粘性及粘性土壤、路基稳定土及沥青混凝土路面层。使施工体具有足够的强度和稳定性，并能承受足够的载荷和抗侵蚀的能力，不会因为材料的自重和受环境影响等侵蚀。而轮胎式压路机在现在的市场上更加能够具有相当大的竞争优势，轮胎式压路机不会破坏已经施工的路面，轮胎压路机属超重型自行式静作用压路机，具有强大的静压力和优越的压实性能，适用于压实沥青路面、基础层、次基础层及填方工程，广泛用于各种交通道路、机场港口、大坝等大型工程的压实作业。轮胎压路机是一种静作用压路机，它是由特别制作的充气轮胎对地面施以搓揉压实作用，能获得平整而且致密的道路表面而且轮胎式压路机灵活性强，可移动性能比较好，适用范围广，在以后压路机械中具有很大的前景，本课题研究方向是主要对轮胎式压路机的传动系统与变速箱进行设计和计算，设计内容主要有选择传动轴和齿轮和确定参数以及对其进行校对。关键词：压路机；传动系统；变速箱AbstractThe road roller in mechanical engineering belongs to the range of highway equipment, and is widely used 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 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 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 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 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 transmission shaft and gear and to check the parameter and proofreaddd it.Keyword: Teerull; phivrku; kigukast.目录摘要IAbstractII第1章 绪论- 1 -1.1 对本课题的研究背景- 1 -1.2 国内外轮胎式压路机的发展现状- 1 -1.3 轮胎压路机的发展前景- 2 -1.4 设计目的和意义- 3 -第2章 传动方案及其设计参数的拟定- 5 -2.1 基本参数- 5 -2.2 压路机传动系统设计- 5 -2.2.1 传动方案设计准则- 5 -2.2.2 传动方案设计- 6 -第3章 传动系统设计- 8 -3.1 基本参数的确定- 8 -3.2 传动系统的速比分配- 9 -3.2.1 总速比计算- 10 -3.3 传动系统的构成- 12 -3.3.1 动力源- 12 -3.3.2 变速箱- 16 -第4章 减速箱设计计算- 19 -4.1 计算传动装置的运动和动力参数- 19 -4.2 高速级齿轮的设计- 20 -4.3 小齿轮设计计算- 21 -4.4齿轮强度校核- 22 -4.5 低速级齿轮设计计算- 24 -4.6 传动轴承和传动轴的设计- 27 -4.6.1 传动轴承的设计- 27 -4.6.2 从动轴的设计- 28 -4.6.3 键的设计和计算- 30 -4.7 箱体结构的设计- 31 -4.8 润滑密封设计- 34 -4.9 联轴器设计- 34 -总 结- 36 -参考文献- 37 -致 谢39IV第1章 绪论1.1 对本课题的研究背景 压路机在工程机械中属于道路设备的范畴，广泛用于高等级公路、铁路、机场跑道、大坝、体育场等大型工程项目的填方压实作业，可以碾压沙性、半粘性及粘性土壤、路基稳定土及沥青混凝土路面层。使施工体具有足够的强度和稳定性及其抗腐蚀性，并且具有一定的载荷和抗侵蚀的能力，不会因材料的自重和环境影响等侵蚀。1.2 国内外轮胎式压路机的发展现状轮胎式压路机具有很好的柔性压实性能，使压实施工体获得较高表面质量的同时，并不破坏被压实的施工体。轮胎压路机除了运用于沥青混凝土路面的平整作业外，也是修筑高等级公路和飞机跑道所必备的配套设备，在大型工程中是不可替代的机械。国家在发展的同时对于大型机械的需求是日益增长，随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大和施工工程工艺规范的慢慢严格，轮胎压路机的市场需求正在不断增强，越来越受到工程师和施工单位的的优先选择，尤其是大型压路机更是市场上的竞争最激烈产品之一。 从国内外轮胎压路机的发展史来看，轮胎压路机不管是从规格品种上，还是在产销数量上都远远落后于老式振动压路机的增长速度，但轮胎压路机却因其特殊的压实性能而成为压路机上不可缺少的重要组成部分。世界上著名的压实机械制造商都具有很强大的轮胎压路机设计和生产制造能力，如德国BOMAG公司在美国的一家工厂年产量就达到了500台左右，瑞典的DYNAPAC 公司在瑞典的产量为300台左右！在我国内，轮胎压路机的发展开始于20世纪70年代初期，当时能够生产这种压路机的只有徐州工程机械制造厂等少数几家工厂，产品的吨位也比较少，主要以16t压路机为主，产量也只有区区几十台。到了20世纪90年代初期，山东的德州公路机械厂开始生产轮胎压路机，最开始也以16t 产品为主，但产量也只有几台。就我国的轮胎压路机设计制造技术水平而言，还处在很低下的初级水平，传动形式也为机械式，没有自动集中充气系统，悬挂形式为机械臂摇摆；目前国际上著名的工程机械生产厂家除日本酒井还在使用机械传动形式外，其它产品已全部为液压传动或液力传动。因为我国整体重工业水平较低，各个地区之间发展也不平衡，机械传动式轮胎压路机以其价格低、便于维修操作简单等优点，目前在我国现阶段还是有很大的市场，但是我相信随着我国工业水平的提高，轮胎式压路机会占据很大的市场。随着工程机械的发展和使用者要求的不断提高，除了具有高技术含量和稳定的可靠性外，而且大家在外观造型、操作简单安全舒适、自动化和便于运输等方面要求也越来越高。大多数厂家对产品外观和操作系统人性化设计方面做了很多的文章，下了很大的功夫，现在设计出的最新流线形玻璃钢罩壳的应用，使整体机架外观造型更加美观合理，驾驶操作系统根据人体工程原理学进行设计并在驾驶室内配上空调和一些让人舒适的设计，这些方面取得了明显进步，正在与国外差距渐渐缩小。目前轮胎压路机市场正呈现出稳步增长的趋势，特别是大吨位轮胎压路机更是成为用户的首选产品，轮胎压路机肯定有更加美好的市场需求前景。但是国外高端公司对国内市场的冲击也非常大，国内轮胎压路机制造厂家要想在未来的竞争中处于主导地位拥有核心竞争力，必须进一步加大对轮胎压路机的设计和制造力度，提高产品的可靠性和外观质量，进而创新出更加符合用户的产品，以最好的性价比满足市场的需求，同时还应学习国外一些先进的技术，从而增强我们的产品竞争力，为我国轮胎式压路机的进一步发展作出更大贡献。1.3 轮胎压路机的发展前景轮胎压路机具有非常好的柔性压实工作性能，在使压实对象获得较高表面硬度的同时，而且并不破坏被压实的骨料和结构。轮胎压路机除了运用于沥青混凝土路面的平整作业和压实路基之外，同时也是修筑高等级公路和飞机场所必须要的配套大型压实设备。随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大和施工工程工艺规范的慢慢严格，轮胎压路机市场需求形势正在逐步上升，尤其是大型压路机越来越受到施工单位和设计师的首选！随着工程机械的发展和使用者要求的不断提高，除了具有高技术含量和稳定的可靠性外，而且大家在外观造型、操作简单安全舒适、自动化和便于运输等方面要求也越来越高。大多数厂家对产品外观和操作系统人性化设计方面做了很多的文章，下了很大的功夫，现在设计出的最新流线形玻璃钢罩壳的应用，使整体机架外观造型更加美观合理，驾驶操作系统根据人体工程原理学进行设计并在驾驶室内配上空调和一些让人舒适的设计，这些方面取得了明显进步，正在与国外差距渐渐缩小。目前轮胎压路机市场正呈现出稳步增长的趋势，特别是大吨位轮胎压路机更是成为用户的首选产品，轮胎压路机肯定有更加美好的市场需求前景。但是国外高端公司对国内市场的冲击也非常大，国内轮胎压路机制造厂家要想在未来的竞争中处于主导地位拥有核心竞争力，必须进一步加大对轮胎压路机的设计和制造力度，提高产品的可靠性和外观质量。图1-1 压路机整体结构图1.4 设计目的和意义轮胎压路机是一种静作用压路机，它是由特别制作的充气轮胎对地面施以搓揉压实作用，能获得平整而且致密的道路表面，地表水的渗入，在多雨的南方和多雪的北方不会因环境的变化引起路面的损坏和变形。这种独具特色的压实作用是其他压路机无法代替的。随着我国经济的迅速发展，使道路建设不断发展，特别是高等级公路的高速发展，不仅对道路交通通畅提出了更高的要求，道路负载、宽度，高速车流量大，对道路的质量尤其是路面平整质量提出了更高的要求，从而对适合的压路机的需求量不断增加，尤其是大吨位压路机，但是目前就徐州工厂仅有16t、20t和30t三种压路机机型，根本就满足不了市场对其的需求。为了使徐工集团轮胎压路机系列化，多元化，大型化，从而设计制造大型轮胎压路机，以满足市场对压路机的需求，加快我国工业的发展，为我国的现代化“四化”建设做出贡献。轮胎压路机属超重型自行式静作用压路机，具有强大的静压力和优越的压实性能，适用于压实沥青路面、基础层、次基础层及填方工程，广泛用于各种交通道路、机场港口、大坝等大型工程的压实作业。轮胎压路机是一种静作用压路机，它是由特别制作的充气轮胎对地面施以搓揉压实作用，能获得平整而且致密的道路表面，地表水的渗入，在多雨的南方和多雪的北方不会因环境的变化引起路面的损坏和变形。这种独具特色的压实作用是其他压路机无法代替的。具体有以下目的和意义：1. 施工效果好。2.不会破坏已作业的路面。3.适应性强、范围广。图1.2压路机实物图第2章 传动方案及其设计参数的拟定2.1 基本参数最小工作质量（kg） 15500最大工作质量（kg） 28000轴距（mm） 4840轮距（mm） 490前后轮重叠量（mm） 45爬坡能力 20%接地比压（kpa） 200-420最小的转弯半径（前轮外侧）（mm） 9000 前进档 6.5前进档 11前进档 19后 退 5发动机型号 D6114ZG39A功率（KW） 120转速（r/min） 20002.2 压路机传动系统设计（1）传动方案制定（2）传动系统设计2.2.1 传动方案设计准则传动系统设计的本质是在肯定传动系仲各部件的互相位置和有关尺寸以及连接方式。机械工程种类比较多，其传动系的结构和复杂程度也都不相同。就算是同一个传动方案，也可以因位传动结构和一些零部件的布置位置不同，使传动系的工作性能、零部件的尺寸、形状、加工工艺性和连接方式，甚至机械效率及整机性能等都不同。正因如此，为保证整机和传动系具有良好的技术性能、经济性能、工艺性能、质量性能，在进行传动系设计布置时，应该遵守下列准则：（1）为了提高大功率或者长时间连续运转的工程机械的机械传动效率，应该将其消耗功率较大的传动机构布置在传动前面部分（即靠近发动机），消耗功率比较小质量比较少一些的的传动机构布置在传动系的后部，这样才能减轻整机负荷。（2）为了简化结构、减小传动件尺寸以及体积，使传动系结构更加紧密连接，并且简化传动件加工工艺过程，在满足传动效率要求的条件下，应该尽量削减传动轴和传动副的数量；将传动能力小或者摩擦传动结构体布置在传动系的前面；将绝大部分传动副和制造精度高的高速级传动副布置在传动系的前部，称之为传动副“前多后少”。将制作精密度低的低速级传动副布置在传动系的末端，以减少振动和噪声；将变速传动机构分布在传动系前部，将更改运动形式的机构布置在传动系的末端与工作装置连接在一起，可以使前面的大部分传动件成为旋转运动。2.2.2 传动方案设计为了确保技术任务书提出的各项技术性能指标的制作，我参考了德国宝泰克公司的PR系列轮胎压路机、德国宝马公司的BW系列轮胎压路机及瑞典DYNAPAC公司的CP系列轮胎压路机的结构特点和技术性能，并结合我国目前的轮胎压路机的结构特点和技术性能设计了以下传动方案。借鉴以前传动系统设计的方法和经验，制定了两种传动方案：方案1：采用机械传动形式，这种压路机传动系统属于较典型的老式配置，传动流程方式是:发动机+主离合器+变速箱+侧传动,在这里变速箱是压路机行驶传动系统的主要部件,它具有四项性能,通过变速原件和系统实现变速,通过大、小伞齿轮实现方向转换，通过差速齿轮实现差速和通过制动器实现制动.其优点是：便捷，体积小、效率高，制造成本低、结构成熟。其缺点是：操作繁多，变速箱不但集各种功能于一体,而且结构复杂,其结构包括:变速机构、变速操纵机构、换向机构(倒顺离合器)、换向操纵机构、制动器。变速箱上的制动器包括行车制动与停车制动两项功能,制动不独立且操纵繁锁。此外,该变速箱后传动还比须配和有庞大的侧传动系统实现减速,不但给整机的设计配置带来很大的困难,而且侧传动的两对圆柱齿轮外露,转速低、负荷大。方案2：选用机械传动，增多换档同步器，将变速箱和驱动桥一体的结构分离，变成各自互不影响的部件。这个设计的变速箱是一个三速变速箱,选择这个箱体内不相同齿轮啮合,能够获得三种不同速度，可以使压路机获得三档不一样的运行速度;倒顺减速箱具备换向、减速和手制动三项功能;驱动桥可以兑现速度差、减速及行车过程制动停止;这样的传动方式把减速、换向、差速、制动等几种功能分布在三大主要件上,这样可以使整机在获得前进倒退各三种不同的行驶速度的同时,才能具备制动平稳,安全可靠,结构简单,通用性强的特点。他的优点主要点：（1）把变速箱和驱动桥分离，使变速箱布局空间始终，便于调节和维修。（2）增多同步换档器，让换档轻松柔和，手感好。(3)简略了操纵，变速、倒顺手柄合二为一，自动差速。他的缺点：外载变化时会对传动系统有冲击的现象。通过对上面两种方案对比分析认为：YL25轮胎压路机的作业工程内容是沥青路面的光滑度整合作业，外载荷变化非常小。（1）方案1采用液压传动力变矩器、动力换档变速箱造价高。已不能满足和符合顾客对操作舒适度的要求。通过以上的分析，确定采用方案2设计。图2.1传动系统原理图 第3章 传动系统设计3.1 基本参数的确定基本参数的确定应符合设计任务书的要求，并能满足轮胎压路机的性能要求和使用要求，也应满足有关标准的要求。表3.1所示为轮胎压路机传动系统的基本参数。表3.1 基本参数项目单位基本参数备注重量结构重量kg15000加铁（配重）7000一般情况不拆卸加水（配重）4500最大工作重量26000包括司机、随机备件等外形尺寸（lXbXh）mm4910X2845X3380带驾驶室轴距4840轮距490前后轮重叠量45碾压宽度2740最小离地间隙290加配重铁时最小转弯半径9000爬坡能力20重量分布轮压均匀速度前进速km/h6.5前进速11前进速19后退5轮胎型号11.00-20-16PR气压kPa400800外径（自由直径）mm1070内径508（20）宽度290轮胎布置个前5后63.2 传动系统的速比分配（1）将总传动比分配到传动系的各个传动装置总传动比等于传动系统中各机构和部件总成的各分传动比的乘积。如今一般工程机械的作业速度效率普遍都比较低，传动系很多都是降速传动。分配总传动比时，要走遵循各分传动比“前小后大”、降速要慢和传动副“前多后少”的原则，可以使传动系前部大部分传动副的尺寸较小，结构紧凑。（2）分配各档传动比总传动比分配后，应该统一按照传动系方案中各变速装置的形式和分得的传动比，确定各变速装置的速度挡数、传动轴和传动副的数量及布置方式，并分配各挡和各传动副的传动比。确定变速装置的挡数及各挡传动比时，一般应遵循以下原则：1.使机器在各种工况和载荷下都有所需的工作速度和作用力，并有尽可能高的生产率。2.充分利用发动机的功率，最好实现恒功率输出，以便充分利用发动机的功率。3.使发动机尽可能在高效率低油耗区工作，以便作业机械有较好的经济性。4.合理确定速度挡数。一般情况下，挡数越多，作业机械对工况和载荷的适应性越强，其生产率和发动机的功率利用率也越高。但是过多的挡数，这样会让变速装置的结构变得复杂，体积大，制造难度和成本也相应的有所增加，这样的话甚至会降低结构的合理性和先进性。机械式工程机械的正挡速度一般情况下不少于8挡，变速器的挡数大部分为4挡，并且采用分动器兼作副变速器，以扩大变速范围。载荷变化大、要求调速范围更宽的大功率工程机械，通常采用液力机械传动，以扩大速度变化范围，简化变速器和传动系的结构。5.工程机械的转速排列方式有等比级数排列、双重等比级数排列、等差级数排列以及根据经验和工艺要求，确定各挡速度的所谓无规则排列。分配各挡传动比时，应尽可能使各挡速度成等比级数排列。等比排列的转速，对机器生产率的影响在转速范围内都相同，尤其是在结构设计上容易实现。但等比排列用于挡数过多的变速器，会使高速挡速度梯度过大，或低速挡速度梯度过小，不易满足某些工程机械的工况需要，此时，可以采用双重等比排列。6.分配各挡传动比时，应尽量避免先升速、后降速、然后再升速的方案。先升后降再升会使升速小齿轮的线速度过高、噪声增大，从而要求更高的制造精度。而降速传动的大齿轮则因外径大而加大变速器的尺寸，同时使传动系结构复杂。7.齿轮副的降速传动比应小于4，升速传动比大于0.5。过大的降速比会使从动大齿轮齿数过多，尺寸过大；过小的升速比则使从动小齿轮齿数过少，转速高，齿面容易，磨损和疲劳破损。8.在条件许可的情况下，应尽可能采用较多的公用齿轮，以减少齿轮数量。即：前进速： 6.5 km/h前进速： 11 km/h前进速： 19 km/h后 退： 5 km/h3.2.1 总速比计算 i=ne602 ra/（速103） （3-1）i=ne602 ra/（速103）=35.28 （3-2）i=ne602 ra/（速103）=20.43 （3-3）i退= ne602 ra/（v退103）=77.62 （3-4）式中：ne柴油机转速，选用2000r Pm ra轮胎滚动半径，取51.5cm（1）速比分配传动系统主要由变速箱、倒顺减速箱、驱动桥三部分组成，各部分速比分配如下：（2）末级传动采用驱动桥，其速比：i桥=37/6=6.1667（3）减速箱i=7.41（4）变速箱前进速度： i1=4.594 i2=2.638 i3=1.554后退速比： i退=5.968校核总速比： i= i末i桥i1=7.416.16674.594=60.427 i= i末i桥i2=7.416.16672.638=34.699 i= i末i桥i3=7.416.16671.554=20.440 i退= i末i桥i退=7.416.16675.968=78.50校核行驶速度：V= ne602 ra/（i103）=20006020.5153.14/（60.4271000）=6.42 km/hV= ne602 ra/（i103）=20006020.5153.14/（34.6991000）=6.42 km/hV= ne602 ra/（i103）=20006020.5153.14/（20.4401000）=18.98 km/hV退= ne602 ra/（i退103）=20006020.5153.14/（78.501000）=4.94 km/h表3.2为各速比分配。表3.2 速比分配速比变速箱减速器传动驱动桥传动总速比一速 i14.5947.41616760.427二速 i22.63834.699三速 i31.55420.440后退速度i退5.96878.503.3 传动系统的构成结合上面的传动系统设计原则和传动方案的介绍，从而选定了下面的传动方式，这个传动系统的传动方式可以分为：发动机加上变速箱加上倒顺减速箱然后再加上驱动桥。这个技术的变速箱他是三速变速箱,选择箱体内不同齿轮啮合,能够获得三种不同速比这样可以让压路机获得三档不同的行驶速度;倒顺减速箱它具备换向、减速和手制动等这三项功能;驱动桥能够完成差速、减速及行车制动;此传动方式可以将减速、换向、差速、制动等这几个功能分布在三大主要件上。3.3.1 动力源电动机是轮胎压路机的动力源和轮胎压路机的关键总成。发动机的基本形式中第一是采用汽油机还是柴油机，然后是气缸的排列形式和柴油机的冷却方式。（1）工程机械最经常使用的是动力装置是柴油机、与汽油机相比、柴油机等。他们具备以下的几个优点：1）柴油机具有热效率高、油耗低、燃料经济性好等特点。柴油机价格十分的便宜，并且它的成本也很低。2）柴油机工作非常的可靠，并且它的耐久性也很好好，它也不需要点火系统，所以故障几率很低，所以它的使用寿命就很长。3）它的排气污染很低，不有损环境。（2）气缸排列形式的选取根据的气缸排列形式，发动机可以分为直列、V型布置。直列式发动机结构其实十分简单，并且工作可靠、成本低、实验维修方便的优点。发动机的宽动机排量比较大的时候，直列式发动机的缺点就凸显出来：缸径过大从而影响工作性能，再者缸数过多从而使发动机过长和过高，它的质量也就跟随着变大。V型发动机与直列式进行比较它的优点也有很多，比如：它的长度就明显缩短（25%30%），高度较低，重量可减轻20%30%；曲轴箱和曲轴的刚度增加，扭振特性有所改善；容易设计出尺寸紧凑的高转速和大功率发动机；通过缸数变化容易形成功率范围很大的发动机系列。对于空间受到限制的工程机械，由于V型发动机的长度短，有利于总体布置。（3）发动机冷却方式的选取根据冷却的方式，发动机可以分为水冷式和风冷式。水冷发动机冷却性能十分的均匀可靠。并且散热好、气缸变形小、缸盖、活塞等主要零件的热负荷很低，所以可靠性十分好；可以很好的适应大功率发动机的需求；发动机增压后利于采取措施（如加大水箱、增加泵量）并且加大它的散热；减少噪音；驾驶内供暖问题容易解决。但是气温对冷却性能有很大的影响，所以需要考虑避免高温天气的出现而引起发动机过热的问题。风冷发动机的冷却系统就显得十分简单，它维修方面便利；在针对于沙漠、缺水地区和炎热、酷寒地区的使用的功能十分好，根本不会发生发动机过冷和冻结等问题；并且能够省去消耗铜材的水箱。但是对于大缸径的风冷发动机的冷却就显得不够均匀；热负荷高的缸盖等有关零件，不及水冷式的可靠性；它的噪声大、油耗也很高。功率越大的发动机，它的压路机的动力性能就越好。但是如果功率太大，发动机的功率利用率就会下降，燃料经济性也就跟着降低。压路机的发动机功率应该确保压路机在最困难条件下也可以正常运转。它的最困难条件是：在最高的上坡路基上滚压松散的碎石物料。 （3-5）式中：P各种工作状况下的阻力，N； 传动系统的效率0.743； V相应各工作状况的压路机速度，m/s。压路机驱动轮上的圆周力即牵引力必须大于或等于工作时的总阻力，即。压路机在最艰难条件下工作时产生以下阻力：运行阻力；上坡阻力；压路机在上坡压实工作中的阻力：即 （3-6）压路机运行阻力： （3-7）公式中：f压路机滚动阻力系数，取f=0.1；G压路机整体质量，G=26000kg；直圆柱齿轮的传动效率，取8级精度；n1圆柱形齿轮的啮合对数；锥圆锥齿轮的传动效率，一般取8级精度；n2圆锥齿轮的啮合对数；滚滚动轴承工作效率；n3滚动轴承个数；链传动链条传动效率；n4链条传动的对数。转向阻力：参考王戈等编著的压实机械一书公式: （3-8）式中：转向轮上分配载荷； K附加阻力系数，K取0.18。其中: 所以: （3-9）阻力矩：转向功率N2：式中：M 原地转向阻力力矩（Nm）；A 倍数，偏转轮转向A=2；t完成一次全程转向的时间，一般45s，取t=4s。压路机在上坡压实工况时消耗的功率最大，为:综上所述，选用性能优良的东风C系列D6114ZG增压发动机，这个机油耗222g/kWh。它具备良好的使用经济性；并且它采取J83涡轮增压器，可以在海拔2000m高度上能够正常工作，也可以满足不同地区、不同工况的使用需求，具备比较强的适应性。这个发动机不仅具备轻型机简洁、紧凑的优点而且还具备重型机承受高负荷、坚固耐用的特点，它的排放量低、噪音小，燃油排放量仅仅为欧1，达到世界最严格的标准。柴油机功率115kW，功率后备系数高达151，功率储备大。它的体积小、质量轻、动力充足、功率范围大、油耗量小，操作简便轻便安全可靠。其额定功率105000W、转速2000r/min。该发动机适应环境性强，耐高温耐严寒，可在-12以下很轻易就能起动；增压器装置能够使它在海拔3500m左右的高原地带运行并且功率没有任何影响。表3.3为柴油机的主要工作参数。 表3.3 D6114ZG39A柴油机技术性能1气缸数量 （个）62气缸半径 （mm）573活塞行程 （mm）1354标定总功率 （Ps）1155转速 （rPm）20006燃油消耗率 （g/psh）2227机油消耗率 （g/psh）28扭矩（不带附件） （kgf.m）61.29最大力扭矩时转速 （rPm）1500160010曲轴转向逆时针11机器启动方式24V电压启动12机器冷却方式水冷13最大空转速 （rPm）220014外形尺寸（长宽高） （mm）15净质量 （kg）6403.3.2 变速箱传统的设计方式为给出的条件出发依照经验和理论计算,用试凑的方法来明确主要参数,然后进行强度、刚度等方面的核对,这个办法不能保证得到最好的设计方案。在设计的时候,我们需要采纳优秀的设计方案,这样可以满足大机型(22吨)压路机的发动机功率(P=115kW)输入为准。在满足强度条件情况下,它的体积最小来达到结构紧凑、质量最小的目标。按照压路机行驶的特殊性和挡位的要求前提下,模仿操纵方便、全液压振动压路机变速箱结构紧凑成功的经验。选择机械换挡变速箱传动，他基本具备前3后1共4个挡位，采用锁环式同步器换挡和接合套换挡，具有换挡柔和平稳、结构紧凑、维修方便、噪声低、可靠性高、的特点。具体设计步骤以下几个方面： 主传动比和变速器一档速比在一定之后，变速器除一档和直接档之外的各档速比可以看作为优化的设计变量，他可以表现为：X= x1 x2 xmT= ig2 ig3 ign-1T (最高档为直接档时)X= x1 x2 xmT= ig2 ig3 ign-2 ignT (次高档为直接档时)式中: n为变速器的档位数; m为传动比优化的设计变量个数，m=n- 2目标函数:变速器速比优化的目标函数公式采用驱动功率极限发挥率，它反映了发动机输出的最大功率在驱动轮上得到充发挥的极限程度，它的其定义如式下面公式所示。优化时取的最大值。与汽车驱动力损失率相比，驱动功率最大极限发挥率,考虑了各档使用率的不同，进而能够反映出不同实际情况使用条件对速比的要求。(1)上式右边分母所代表的面积表示各种车速下发动机的最大功率Pemax;全部传到了驱动轮上的理想状况，则分子代表驱动力功率实际的极限。(2)用v。表示车速，vmin为一档时，发动机最大扭矩点所对应发动机转速下的车速km/h; vmax为汽车的最高车速km/h。式中:i0为主传动比;Ti为第i档工作时传动系的传动效率;vi1,vi2为第i档对应的车速积分上、下限，为图I中该档驱动轮最大功率一车速曲线与相邻档曲线的交点(没有交点时取相邻两个档位中较低一档的最高车速)对应的车速(例外的是第一档的积分下限和最高档的积分上限分别为Vmin和Vmax); rr为驱动轮的滚动半径。根据上面的设计,设计时要使变速箱的体积达到最小,这也就是本次优化设计时追求的目标函数,它可以导致变速箱的中心距最小,进而使体积最小又因中心距。 即： （3-10）小齿轮不发生根部切割的最小齿数不能超过17：动力传动时的齿轮模数应该大于2.0mm齿面的接触强度和齿根的弯曲强度必须要符合要求，如下:公式中,输入功率P= 140kW,输入转速n= 2200r/min , 根据机器变速的需要,齿轮选择渐开线直齿圆柱齿轮,选择材料为20CrMnTi,淬硬、精制动力负载载系数用惩罚函数法求解得齿轮中心距最小值: 综合上面设计的已知条件求得如表3.4中的各参数:表3.4 各齿轮基本参数第一对齿轮 第二对齿轮第三对齿轮模数（m）齿数（z）变位系数（x）模数（m）齿数（z）变位系数（x）模数（m）齿数（z）变位系数（x）42705280.065190.1547320.04400.05变速箱设计过程中的注意点: （1）由图表可知, 为变位齿轮,当变位齿轮与相挂时,必须空转才能从输出轴3 输出3 档速度;当变速齿轮在中位时与啮合,同理可得 也须空转,输出轴3 能输出2 档速度;当变速轮与相挂时, 此时相当于介轮, 上的动力通过传递给与之相连的变速齿轮, 再通过与它啮合的花键从轴3上把1 档速度输出;由于与输出轴3 需要相对转动,因此在它们之间安装耐磨、耐热的铜合金材料的铜套是最符合的。这个位置相对其他位置是较紧凑,思考到这个铜套加工时不只是内、外圈直径需要分别选择间隙、过盈配合及同轴度的需求,并且需要开导油槽,让箱体内的油可以通过导油槽润滑铜套，避开因为磨擦变得温度升高烧坏铜套。（2）轴承的配置因为结构特殊，所以输出轴的一面径向安装受到制约,输出轴的一面需要支撑选择的滚针轴承,其他的地方使用一般滚动轴承就行。（3）整个箱体和排档箱的设计在箱体上的制作为主。,在同一面的轴上的孔和安装输入、输出轴的孔加工时一定在同轴度要求的前提下,箱体上端面与排档箱的盖子上一定要按上销轴定位,这样方便调整档位。（4）为了预防漏油，进、出口要使用进口迷宫式油封来进行封住,箱体和轴端端盖上流到油槽当中然后就形成流畅的油路。结合上面的描述,这个设计出来的变速箱的输入端与主离合器相互连接在一起，,输出的一面要通过万向节与倒顺减速箱相互连接，这样,通过拨叉的方式从而实现换档。第4章 减速箱设计计算减速箱是压路机工作时传动系统的最主要部件, 因此,应该用优化设计理论,在满足强度性能要求的条件下,使减速箱结构达到最紧凑,设计的流程步骤如下，它行进时的速比为3.24,向后退时的速比为2.29,所以它不但具有转换方向作用外,也具有减速的作用,它的速度输入端通过万向节与变速箱连接,输出一端通过万向节与驱动桥连接,而另一端装有减速制动器。这种制动器采用双蹄内涨式,减速制动时平稳而且安全可靠。设计步骤看下面：由上面计算可得速比分配可知，减速器的传动比为：7.41。根据展开式布置，考虑润滑条件，为了让两级大齿轮直径差不多，查图得到高速级传动比为3.24，则2.29。4.1 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速 1460/2.3634.78r/min 634.78/3.24195.92r/min /195.92/2.29=85.55 r/min=85.55 r/min（2）各轴输入功率3.400.963.26kW 23.260.980.953.04kW 23.040.980.952.83kW 24=2.830.980.992.75kW则各轴的输出功率：0.98=3.260.98=3.19 kW0.98=3.040.98=2.98 kW0.98=2.830.98=2.77kW0.98=2.750.98=2.70 kW（3）各轴输入转矩 = Nm （4-1）电动机轴的输出转矩=9550 =95503.40/1460=22.24Nm所以: （4-2）=49.113.240.960.98=149.68Nm4.2 高速级齿轮的设计（1）齿轮材料，热处理及精度综合考虑减速器的功率及工作安装的限制条件，因此大小齿轮都选择硬齿面渐开线斜齿轮。 材料：高速级小齿轮选择45#钢调质，齿面硬度为小齿轮350HBS，选取小齿齿数=24.高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBS。取Z=78. 齿轮精确度按照GB/T100951998，选择7级精度，齿根要进行喷丸强化。（）.初步设计齿轮传动的主要尺寸按照齿面接触强度进行设计确定各个参数的数值:试选=1.6查机械设计手册可知，选取区域系数 Z=2.433 则由机械设计手册查得，计算应力值环数N=60nj （4-3） =60626.091（283008）=1.442510h查设计手册可得：K=0.9300 K=0.9600齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:许用接触应力 （4-4）4.3 小齿轮设计计算（1）小齿轮的分度圆直径d=（2）计算圆周速度（3）计算齿宽b和模数没计算齿宽bb=49.53mm计算摸数m初选螺旋角=14=（4）计算齿宽与高之比齿高 h=2.25 =2.252.00=4.50 = =11.01（5）计算纵向重合度=0.318=1.903（6）计算载荷系数K使用系数=1根据,7级精度, 查设计手册得动载系数K=1.07,由设计手册得K的计算公式: K= +0.2310b =1.12+0.18(1+0.61) 1+0.231049.53=1.42K=1.35 K=1.2 故载荷系数: KKA KV KK （4-5） =11.071.21.42=1.82（7）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d=d=49.53=51.73（8）计算模数=（9）齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式得： （4-6）4.4齿轮强度校核确定公式内各计算数值小齿轮传递的转矩48.6kNm确定齿数z因为是硬齿面，故取z24，zi z3.242477.76传动比误差 iuz/ z78/243.25i0.0325，允许！计算当量齿数Zv1z1/cos24/ cos1426.27Zv2z2/cos78/ cos1485.43初始选择齿宽系数为按照对称布置，查表得1初始选择螺旋角初始选定螺旋角 14负载系数K KK K K K=11.071.21.351.73 （4-7）检查提取齿形系数Y和许用应力校正系数Y查询设计手册得到:齿轮齿形系数 Y2.592 Y2.211应力校正系数 Y1.596 Y1.774重合度系数Y端面重合度近似为1.88-3.2（）1.883.2（1/241/78）cos141.655 arctg（tg/cos）arctg（tg20/cos14） 20.64690barctg(tgcos)14.07609计算齿轮的大小 安全系数由设计手册可查得S1.250工作寿命基本为两班制，一般为8年，基本上每年工作300天小齿轮许用应力循环次数 N160nkt60271.78300286.2510大齿轮许用应力循环次数N2N1/u6.25510/3.241.930510查询设计手册得到弯曲疲劳强度极限：小齿轮为 大齿轮为查询设计手册得到弯曲疲劳寿命系数:K=0.860 K=0.930设计计算计算模数对比计算结果，由齿轮接触面接触疲劳强度计算的法面模数m，应该大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按照接触疲劳强度算得的分度圆直径d=51.73来计算应有的齿数，则 几何尺寸计算计算中心距： a=109.25将中心距圆整为110按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos因值改变不多,故参数,等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径：d=51.53d=166.97计算齿轮宽度：B=圆整的 4.5 低速级齿轮设计计算材料：低速级小齿轮材料选择45钢调质，齿轮表面硬度为小齿轮350HBS 取小齿齿数为=30即可速级大齿轮选择用45钢正火，齿轮表面硬度为大齿轮 240HBS z=2.3330=69.90 圆整取z=70.0即可.齿轮精度按照GB/T100951998，选择7级精度，齿根喷丸强化。按齿面接触强度设计选择K=1.6查设计手册可得选取区域系数Z=2.45试选,由设计询手册查得=0.83 ， =0.88 =0.83+0.88=1.71应力循环次数为N=60njL=60193.241(283008)=4.4510根据机械设计手册查得接触疲劳寿命系数K=0.94 K= 0.97查手册可以得到：按齿轮表面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限为（2.）计算齿宽b=d=165.710=65.710（3）计算齿轮宽与齿轮高度之比齿高 h=2.250m=2.2502.1420=5.4621 =65.71/5.4621=12.030（4）计算纵向重合度为（5）计算负载系数KK=1.120+0.18(1+0.6+0.2310b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.231065.71=1.4231使用系数K=1 同高速齿轮的设计,查表选取各数值=1.04 K=1.35 K=K=1.2所以载荷系数K=11.041.21.4231=1.7760（6）按照实际载荷系数校正所算的分度圆直径为d=20（7）按齿根弯曲强度设计数据计算小齿轮的转矩143.3kNm确定齿数z因为是本齿轮硬齿面，所以选取z30，zi z2.333069.900传动比误差计算iuz/ z69.9/302.3300i0.0325，允许。初步选取齿宽系数按对称布置，由表查得1初选螺旋角初步选定螺旋角12载荷系数为K KK K K K=11.0401.201.351.6848 （4-8）当量齿数zz/cos30/ cos1232.0560zz/cos70/ cos1274.7970根据设计手册查询得齿形系数Y和应力修正系数Y 螺旋角系数Y轴向重合度为 2.030 （4-9）Y10.797计算大小齿轮的弯曲疲劳极限。查设计手册可得齿轮弯曲疲劳强度极限为 查询设计手册可以得弯曲疲劳寿命系数K=0.900 K=0.930 S=1.40大齿轮的数值相对较大,选用大齿轮的尺寸设计计算可以得到.对比其计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=3mm但是为了同时要满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度计算得的分度圆直径为d=72.910来计算应有的齿数.圆整后取 齿轮设计参数详情附表：1. 各个轴转速n(r/min)(r/min)(r/min)(r/min)626.09193.2484.3884.382. 各轴输入功率 P（kw）（kw）（kw）(kw)3.26 3.042.832.753. 各轴输入转矩 T(kNm)(kNm)(kNm) (kNm)49.79151.770326.980307.5204.6 传动轴承和传动轴的设计4.6.1 传动轴承的设计计算输出轴上的输出功率P，转速，转矩P=2.830KW n=84.380r/minT=326.980Nm（2）初步确定轴的最小直径为先初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据设计手册取输出轴的最小直径根据图形可知是安装联轴器处的直径,要使所选的轴与联轴器相吻合。因此需要同时选取联轴器的型号。查询设计手册可以得到，选择由上可得，计算转矩小于联轴器公称转矩,故查询查机械设计手册：选择LT7弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径（3）由轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度使其满足半联轴器的要求的轴向定位要求,-轴段右端将会制出一轴肩,所以取-的直径;左端面用轴端的挡圈定位,按照轴端直径选取挡圈直径半联轴器与相啮合，保证让轴端挡圈只压在半联轴器上而不能压在轴端上, 所以-的长度应该比其略短一些,选取初选滚动轴承.因轴承同时会受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作的要求并根据，选取标准精度级的单列角接触球轴承7010C型.如下图：DB轴承代号45851958.873.27209AC45851960.570.27209B451002566.080.07309B50801659.270.97010C50801659.270.97010AC50902062.477.77210C4.6.2 从动轴的设计 （1）针对选取的单向角接触球轴承其尺寸为,;而 。（2）右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.由手册上查得7010C型轴承定位轴肩高度22mm。（3）选取安装齿轮处的轴段;已知齿轮的宽度为75mm,此轴段应略短于轮毂宽度,故取12。齿轮的左端采用的是轴肩定位,轴肩高3.5,选取14.则轴环宽度,取b=8mm. （4）轴承端盖的总宽度为20mm.根据轴承端盖的装拆和便于对轴承添加润滑脂的要求,选择端盖的外端面与半联轴器右端面之间的距离 ,故然取.（5）选取齿轮距箱体内壁的距离a=16,两圆柱齿轮之间的长度为c=20.00mm考虑到后续箱体的铸造误差,所以在确定滚动轴承位置时,应该距离箱体内壁一小段距离 s,取s=8.0mm,所以已知滚动轴承宽度T=16.0mm,高速齿轮的轮毂长为L=50.00mm,即以上设计,已经初步确定了轴的各端直径和长度的数据.（6）计算轴上的载荷 根据轴结构图作出轴的计算简易图, 再确定顶轴承的支点位置时,查询机械设计手册20-149表20.6-7可知.针对7010C型的角接触球轴承,a=16.70mm。（7）按照弯曲扭转合成应力校核轴的强度依据下面公式可得前面我们已经选取了轴材料为45钢，调质处理。 此轴合理安全可以操作。（8）精确校核轴的疲劳强度截面左侧。抗弯曲系数 W=0.1=0.1=12500抗扭转系数 =0.1=0.4=25000轴的材料选择为45钢，需要调质处理。由设计手册查询得到： 2.00 =1.310轴性系数为如下：K=1+=1.82K=1+（-1）=1.26所以 综合系数为： K=2.8 K=1.62碳素钢的特性系数为 选0.10 即它是安全的.轴的截面右侧校对抗弯曲系数 W=0.1=0.1=12500.00抗扭系数为=0.2=0.2=25000.00轴截面左侧的弯曲力矩M为 M=133560轴的截面上的弯曲应力： 截面上的扭转应力如下：即 由以上数据可得，综合系数为：K=2.80 K=1.620碳素钢的特性系数为： 所以轴是安全的.4.6.3 键的设计和计算 （1）首先选择键联接的类型和尺寸一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度的要求，应该选用平键较好.根据 d=55 d=65查手册取： 键宽 b=16 h=10 =36 b=20 h=12 =50（2）校和键联接的强度为在资料手册查询可得 工作长度为 36-16=20.050.0-20.0=30.0（3）键与轮毂键槽的接触高度K=0.5 h=5.0 K=0.5 h=6.0两者都合适。取键标记为：键2： 1636 A GB/T1096-1979键3： 2050 A GB/T1096-19794.7 箱体结构的设计铸造（HT200）制成的减速器的箱体，他采纳了剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用基孔制配合.（1.） 机体拥有十足的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座的刚度和硬度。（2.） 需要思量到机体内零件的润滑以及密封散热。因为他的传动件速度小于12m/s，需要采纳侵油润油，并且还要小心油搅得沉渣溅出来，齿顶到油池底面的长度H为40mm为了确保机盖与机座连接处是密封的，他们的联接凸缘处应该需要留出足够的宽度，联接的表面应该精细，表面粗糙度是1.25。 （3.）机体结构具有良好的工艺性.铸件壁厚度为10，圆角半径R=3。机体外型简单美观，拔模简单方便.（4） 附件设计 视孔盖和窥视孔在机盖最上部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的工作位置，并具有足够的空间可以看到，以便于能够伸入到机体内部进行操作，机体上开窥视孔与凸缘一体，有便于机械加工出支承盖板的表面并加强密封，盖板用M6固定。 油螺塞：放油的孔位在油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，让其方便放油，放油孔先用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应该凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。油标：油标位放在便于观察减速器油液面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.减速器机体结构尺寸如下：F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.名称符号计算公式结果 箱座壁厚10箱盖壁厚9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25 地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目查手册6 轴承旁联接螺栓直径M12机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8，至外机壁距离查机械设计手册342218，至凸缘边缘距离查机械设计手册2816外机壁至轴承座端面距离=+（812）50大齿轮顶圆与内机壁距离1.215齿轮端面与内机壁距离10机盖，机座肋厚9 8.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）4.8 润滑密封设计对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于半径，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。油的深度为H+h，H=30 h=34，所以H+h=30+34=64。其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，粗糙度 应密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，国150mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。4.9 联轴器设计（1）类型选择.为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联轴器.（2）载荷计算.查设计手册查得,选取所以转矩 （4-10）因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以查找机械设计手册选择LT7型弹性套柱销联轴器它的公称转矩是500Nm（3）驱动桥轮式工程机械驱动桥一般情况下都是以减速器、差速器和轮边减速器组成。驱动桥设计必须满足下面的几项条件：主减速器和轮边减速器的传动比分配合理、公平，需要保证作业机械能够有足够的离地间隙（一般应大于400mm），并且能够获得最好的动力性和经济性。如果左面、右面驱动轮与地面的附着系数不相对等的时候，可以让工程机械发出充足的牵引力；如果左面、右面动轮转速不相对等的时候，可以使扭矩连续地传递到车轮上。在每个零部件在具有足够的使用寿命的前提条件下，应该尽量重量轻，体积小，结构简单，传动效率高，制造容易，维修保养方便。驱动桥关键是用于轮胎驱动工程机械和履带驱动工程机械的传动系统。驱动桥根据它的功能属性可以分为刚性驱动桥、转向驱动桥、贯通式驱动桥；根据按照终减速器和制动器安装地方还可分为普通式、集中式和综合式。轮胎驱动工程机械驱动桥由桥壳、主传动、差速器、终减速器和制动器等诸多部件组合组成。主传动和差速器是由螺旋和直齿圆锥齿轮，最后减速器采用行星齿轮传动，制动方式大多数采纳钳盘式制动器。为了能够提高工程机械的越野性能，很多的减速器并且装有差速锁。在工程机械产品下，它没有可以独立的驱动桥，但在同变速器联成一体的后桥，它包括主传动、制动器、转向离合器和终传动等几个部件。主传动是螺旋圆锥齿轮对，