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文档简介

- 1 -(目 录) 一、综合法设计行星齿轮式变速箱传动方案21、已知条件22、传动数方案数23、根据方程式数计算方程组数(传动方案数)24、计算旋转构件数25、给旋转构件命名26、用构件名称组合方程式27、绘制变速箱传动示意图48、绘制传动简图、计算循环功率9二、齿轮传动设计131、齿轮模数和齿圈分度圆直径确定132、齿圈和太阳轮齿数计算133、齿轮传动安装条件校核144、相邻条件15三、绘制综合转速平面图,分析构件的转速并确定换档离合器位置171、已知条件172、构件转速平面图绘制173、构件转速分析194、换档离合器的位置确定21四、参考资料21- 2 -行星齿轮式变速器传动方案设计说明书()一综合设计行星齿轮式变速箱传动方案1.已知条件:变 速 箱 传 动 比 输入转速 输入转矩1i2i3iRi( r/min)in( N .M)iM2.75 1.43 1.00 2.53 1650 850根据传动比不等于 1 的传动比数目计算可列出的方程数计算公式: = = =1032nC352.传动方案数: 根据方程数计算方程组数(传动方案数)计算公式: = =120nC32103.计算旋转构件数:计算公式: 523nm式中: 不等于 1 的传动比数;2输入、输出构件数。4.给旋转构件命名:输入构件用符号“ ”表示,输出构件用符号“ ”表示,其它旋转构件i O用传动比的下脚标表示。5.列方程:1列原始方程式按已知的 n=3 个非直接挡传动比值, 根据列方程式参照的普遍公 式: 写出下列三个原始方程式:0)1(boi nin053.247.21Roii nn2列派生方程式现已知 n=3,根据已经求得的需要的方程数 ,尚需写出 7 个派生10C运动方程,派生方程应写出最简单的形式;即方程中的转速系数绝对值应小于1,其余的系数按东西大小排列。现将新的方程组(含原是方程式和派生运动方程式)列表如下:- 3 -运动方程式 构件布置形式 派生方法 075.1.2nnoi1.75 Oi1原始方程 (1)43.2oi0.43 i2原始方程 (2)05.-.2nRoi n2.53 Ri原始方程 (3)9.10.2i0.90 1i2(1) , (2)削去 on(4)084.n1Ri n0.84 Ri(1) , (3)削去 o(5)5.2-36.2Ri3.36 2(2) , (3)削去 on(6)07.40.n12no3.07 1O( 1) , (2)削去 i(7)2.3.11R2.02 R( 1) , (3)削去 in(8)0.94.n2ORn4.41 O2( 2) , (3)削去 i(9).1-.02R0.49 12R( 4) , (5)削去 in(10)其中 为特性系数,第(1) (2) (3)为原始方程,第(4)到(10)为派生方程。方程式(2) (4) (5) (10)的 值均太小,故在行星变速传动的传动方案中选用这些方程式。而这些方程式(1) (3) (7) (6) (8) (9)代表行星排是比较适合选用的。可从这 5 个方程中 n=3 个方程式中的不同组合;即可得不同的传动方案。根据选择 n 个方程式的一般原则: 每个方程组中都必须含有所有的旋转构件“i, o, 1, 2, R ”。 所选的 n 个方程的特性系数 应相互接近,便于计算。 所选的 n 个方程式都应该是独立的;其中任意一个方程式不应是同一组合中的另两个方程式导出的。 n 个方程式中,所选的特性系数 的范围为 1.3 4.5根据上述原则可在上表中选取(1) , (3) , (6) , (7) , (8) , (9)方程式组合成方程- 4 -组。6.绘制变速箱传动示意图(1)1 o i o i 1 i 1 oo R R R R o R o Ri i 2 i 2 i 2 i i 此方案可行 因无法进行输入输出,删除此方案 因无法进行输入输出,删除此方 案(2)1 o o o o 1 o 1 oo R 1 R 1 o 1 o Ri i 2 i 2 i 2 i i 此方案可行 因无法进行输入输出,删除此方案 因无法进行输入输出,删除此方案(3)1 o R o 1 R R 1 oo R o R o o o o Ri i 1 i i i 1 i i 因无 2 档位,删除此方案 因无 2 档位,删除此方案 因无 2 档位,删除此方案(4)1 o R o 1 R R 1 oo R o R o o o o Ri i 2 i i 2 2 i i - 5 - 方案可取 方因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(5)1 i o i 1 o o 1 io R 1 R o 1 1 o Ri 2 2 2 i 2 2 i 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(6)1 i R i 1 R R 1 io R o R o o o o Ri 2 1 2 i 1 1 i 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(7)1 i R i 1 R R 1 io R o R o o o o Ri 2 2 2 i 2 2 i 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(8)1 o R o 1 R R 1 oo 1 o 1 o o o o 1i 2 1 2 i 1 1 i 2 - 6 - 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(9)1 o R o 1 R R 1 oo 1 o 1 o o o o 1i 2 1 2 i 1 1 i 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(10)1 R R R 1 R R 1 Ro o o o o o o o oi 1 2 1 i 2 2 i 1 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(11)o i o i o o o o iR R 1 R R 1 1 R Ri 2 2 2 i 2 2 1 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 方案可取(12)o i R i o R o R iR R o R R o R o Ri 2 1 2 i 1 i 1 2 - 7 - 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除此方案 因无法进行输入输出,删除此方案(13)o i R i o R o R iR R o R R o R o Ri 2 2 2 i 2 i 2 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(14)o o R o o R R o oR 1 o 1 R o o R 1i 2 1 2 i 1 1 i 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(15)o o R o o R R o oR 1 o 1 R o o R 1i 2 2 2 i 2 i 2 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(16)o R R R o R R o RR o o o R o o R oi 1 2 1 i 2 2 i 1 - 8 - 方案可行 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(17)i o R o i R R i oR 1 o 1 R o o R 12 2 1 2 2 1 1 2 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(18)i o R o i R R i oR 1 o 1 R o o R 12 2 2 2 2 2 2 2 2 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(19)i R R R i R R i RR o o o R o o R o2 1 2 1 2 2 2 2 1 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案 因无法进行输入输出,删除方案(20)o R R R o R R o R1 o o o 1 o o 1 o2 1 2 1 2 2 2 2 1 - 9 - 无输入,此方案删除 无输入,此方案删除 无输入,此方案删除7.根据以上示意图绘制传动简图,计算循环功率方案()2T1TRT3.36 2.53 2.35 方案()1TR2T2.35 2.53 3.07 - 10 -方案()1T2TR2.35 2.53 4.21 方案()RT1T22.53 2.02 4.21 比较以上各方案,方案和方案连接简单,支撑较好而且轴- 11 -套较少。所以其绘制功率流线图,计算循环功率。方案1) T1 制动时只有参与转动。2) T2 制动时.参与传动。写出各构件的转速方程如下: 解得min/165003.28-nri Roii 01.23468noR3) 计算各构件的转矩由于 ,所以43.2i 5.128043.12iOM4) 对第排列转矩方程如下:求得5.1203.3qjtoM93.16524.8033tjqM5) 对第排列方程: 求得 098.436.16jj jqt 9.16524.07j7tq6) 根据以上计算绘出功率流线图2T- 12 -由功率流线图可以看,此传动方案中有循环功率,循环功率的大小 wnMPit k01.839564.803循 环7)当 TR 制动时中间排行星排参与传力。方案1) T1 制动时只有第三排参与转动。2) T2 制动时第二、三排参与传动。3) 写出此时各构件的转速方程如下:解得min/16500.23.2rni Rioi min/43.26915rnoR计算各构件的转矩由于 ,所以43.2i 5.12602iMi对第排列转矩方程如下:求得5.1203.3qjtoM93.16524.8033tjqM对第排列方程:求得056.23.177jj jqtM9.165247.77tjqM- 13 -根据以上计算绘出功率流线图如图所示RT2T由功率流线图可以看,此传动方案中有循环功率,循环功率的大小 wnMPit k46.195047.627循 环4) TR 制动时排均传力。结果:通过对两种方案在不同构件制动时的转速转矩以及循环功率的计算发现方案和方案在 T2 制动时各构件都有循环功率。而且都不能借助其他的行星排直接实现传动比。而方案在 TR 制动时RT和1传动结构方案比方案结构复杂,通过比较,方案更合理,故选其作为做后续计算依据。二.齿轮结构设计1. 齿轮模数和齿圈分度圆直径确定根据变速箱的输入转速和转矩,初选齿轮模数 m=4,齿圈分度圆直径初选 360mm。2. 齿圈和太阳轮齿数计算齿圈的齿数为- 14 -90436mdZq由 可得tqZqt所以 ,取 Zt6=27;78.263.9064t t,取 =365.3q4tZ3q,取 Zq1=51;42.17.9014t q由 ,计算得:2tqXZ3179066tqX25233tqxZ01911tqX3. 齿轮传动安装条件校核(1)同心条件的校核由于方案三个行星排均满足 条件,所以同心条件满足。2tqXZ(2)确定每个行星排的行星轮个数及其布置形式,并根据同心条件计算行星轮齿数查相关资料了解到行星传动一般选择 3 个行星轮,故此处选 3 个行星轮均匀布置。(3)装配条件校核 - 15 -装配条件的公式为: ,其中 n 为行星排上的行星轮个数,在NnZqt这里 n=3;装配条件校核如下:第排: 392706nZqt第排: 453qt第排: 71901nZqt计算结果均为整数,故装配条件可得到满足。4. 相邻条件为保证行星轮在传动时步干涉并较少搅油损失,相邻的两个行星轮的齿顶间的间隙应该大于 58mm,即满足 )( 852sinxDA142/)0(42/)(m637/1tx1336t6ZA80247136xxxxZD)85(1602314210sin )85(712436sin23366xxxDA经计算发现三个相邻的行星轮齿顶尖的间隙满足要求- 16 -5. 将行星传动的参数列表如下:名称 m Zq Zt Zx排 3.36 27 31排 2.53 36 27排 1.754 36051 206. 传动比误差校核:在设计中由于各种因素的制约传动比往往不能与理想值完全相同,所以必须对传动比误差进行校核,一般将传动比控制在 3%5%之内。现对传动比误差进行校核如下:第排 3.27906tqZ实第排 5.3tq实第排 76.1901tqZ实列实际传动方程:(11)067.23.2Rinn(12)50oi(13).1oi由方程(12)可以得到 50.2实Ri由方程(13)可以得到 761实方程(11)联立(12)消去 得方Rn- 17 -程 可以算得 =3.0930093.0.2in i2实误差校核2 档 %512.903.2 i实R 档 6.5.4-Ri实1 档 %53.07.21 i实由校核结果看,方案满足传动比条件三、绘制综合转速平面图,分析构件的转速并确定换档离合器位置()1、已知条件(1)、各档传动比 (此处的传动比为齿轮齿数确定之后的实际传动比)=2.76 =3.0930 3.1 =2.501i实 i2实 iR实(2)、制动件转速方程式: = (1)bn1iio(3)、行星轮转速方程式: = (2)xA式中: 、 、 分别表示制动构件、输出构件和行星轮的bno转速; 任意一档的传动比; A常数。i2、构件转速平面图绘制(1)、建立平面坐标系以 、 为纵坐标, 为横坐标。bnxon(2)、绘制输入、输出构件的转速线1) 输入构件转速线:把输入构件的转速设为 1,即把它作为衡量其它构件转速大小的单位,其它构件的转速用 的倍数来表示。in- 18 -2) 输出构件转速线:该线是过原点和点(1 1)与横坐标轴成 的045直线。3) 绘制各制动件转速线把 =1 代入式( 1)得 =1; 把 =1 代入式(1)得 = ,由此可onbnbnoni1知:各制动件转速线是过点(1 1)和点( 0)的直线。i对制动构件 T1: 36.07.21实i对制动构件 T2: .2实i对制动构件 TR: 4.05.1实Ri4)、绘制各行星轮转速线把 代入式(2)得 ,由此可知:各行星轮转速线过点(1 1on0xn0) 。再根据已知条件确定行星轮转速线的另一点坐标后绘制行星轮转速线。行星轮转速计算公式为: (14)xqjqxtjtx Znn)()(当 T2 制动时, , ,将 代入方程(14)得06tn5.021实io 06t。所以 T2 制动时 转速线过7.)()(6 xqjqxtjtx Zn 6X(0.32,1.77)点和(1,0)点。当 T1 制动时, , ,将 代入方程(14)01qn63.07.21实io 01qn得 。所以 T2 制动时 转速线过94.)()(1 xqjqxtjtx Zn 1X- 19 -(0.36,-0.94)点和(1,0)点。当 TR 制动时, , ,将 代入方程03jn4.05.21实Roi 03jn(14) 。所以 TR 制动时 转速线过(-)()(xqjqxtjtxRZn RX0.4,-1)点和(1,0)点。根据以上坐标点画出综合转速平面简图(详细图见附页) 。3、构件转速分析(1)、分析并确定哪一个档位工作时,哪一个制动构件的转速最大?答:1 档工作时,TR 制动件转速最大;- 20 -2 档工作时,TR 制动件转速最大;R 档工作时,T2 制动件转速最大;(2)、分析并确定哪一个档位工作时哪一个行星排的行星轮转速最高?答:1 档工作时,第排行星轮转速最高;2 档工作时,第排行星轮转速最高;R 档工作时,第排行星轮转速最高;(3)、分析并说明构件转速的大小与传动比数值的大小有无关系、与不同的传动方案有无关系?答:因为各制动件转速线是过(1,1) ( ,0)两点的直线,由i1此得出结论:构件转

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