轮式挖掘机离合器及变速箱设计说明书说明书

第 I 页 目 录 摘要 . . .V关 键词 . . .V前言 . . .第一章 变 速箱的功用、要求和 类 型 . . . 11.1 变 速箱的功用 . . . 11.2 对变 速箱的要求 . . . 11.3 变 速箱的 类 型 . . . 1第二章 变 速箱的 传动 方案 . . . 22.1 变 速箱 类 型 选择 及 传动 方案 设计 . . . 32.1.1 类 型 选择 . . . 32.1.2 倒档的形式及布置方案 . . . 32.2 传动简图 方案 设计 的一般原 则 . . . 52.3 变 速箱操 纵 机构方案分析 . . . 52.3.1 变 速箱操 纵 机构的功用 . . . 52.3.2 变 速箱操 纵 机构 应该满 足如下要求 . . . 62.3.3 操 纵 机构 组 成 . . . 62.4 变 速箱 传动 方案的 设计 . . . 62.4.1 整体 总 布置 . . . 62.4.2 驾驶员 的使用 习惯 . . . 62.4.3 提高平均 传动 效率 . . . 72.4.4 改善 齿轮 受 载 状况 . . . 72.4.5 传动 方案 . . . 7第三章 变 速箱 设计计 算 . . . 103.1 变 速箱主要参数的 选择 . . . 10第 II 页 3.1.1 发动 机参数 选择 . . . 103.1.2 档位数的确定 . . . 103.1.3 各档位 传动 比的确定 . . . 103.1.4 轴 的直径 . . . 113.1.5 中心矩 A. . . 123.1.6 齿轮 参数 选择 . . . 123.1.7 齿轮 的 强 度校核 . . . 193.2 变 速箱 轴 的 设计计 算 . . . 243.2.1 轴 的功用及 设计 要求 . . . 243.2.2 轴 尺寸初 选 . . . 243.2.3 轴 的 结 构形状 . . . 253.2.4 轴 的受力分析 . . . 263.2.5 轴 的校核 . . . 263.2.6 第一 轴 的 强 度与 刚 度校核 . . . 273.2.7 第二 轴 的 强 度与 刚 度校核 . . . 283.2.8 轴 上花 键 的 设计计 算 . . . 303.3 变 速箱 轴 承的 选择 . . . 313.3.1 几种 轴 承的特点 . . . 313.3.2 类 型的 选择 . . . 323.4 啮 合套的 设计 . . . 33第四章 变 速箱的拆装 顺 序 . . . 354.1 变 速箱的装配 顺 序 . . .354.2 变 速箱的拆卸 . . . 364.3 变 速箱 总 成装配 应 注意的 问题 . . . 36第五章 离合器分析 . . . 375.1 离合器的基本 组 成和分 类 . . . 37第 III 页 5.2 离合器的功用 . . . 375.3 汽 车 离合器 设计 的基本要求 . . . 37第六章 摩擦离合器基本 结 构尺寸、参数的 选择 . . . 386.1 摩擦片外径及其它尺寸的确定 . . 386.1.1 摩擦片外径 D . . .386.1.2 摩擦片内径 d . . . 396.1.3 摩擦片厚度 h . . .406.1.4 校核离合器所 选 尺寸 . . . 40第七章 离合器零件的 结 构 选 型及 设计计 算 . . . 417.1 从 动盘总 成 . . . 417.1.1 从 动 片 . . . 427.1.2 从 动盘毂 . . . 427.2 压盘 和离合器盖 . . . 447.2.1 压盘设计 . . . 447.2.2 离合器盖 设计 . . . 467.3 离合器分离装置的 设计 . . . 477.3.1 分离杆 . . . 477.3.2 分离 轴 承及分离套筒 . . . 497.4 圆 柱螺旋 弹 簧 设计 . . . 507.4.1 结 构 设计 要点 . . . 507.4.2 弹 簧的材料及 许 用 应 力 . . . 507.4.3 弹 簧的 计 算 . . 517.4.4 离合器的操 纵 机构 . . 54结论 . . . 56参考文献 . . . 56第 IV 页 致 谢 . . . 57第 V 页 轮 式挖掘机离合器及 变 速箱 设计 摘要 ：本次 设计 是在 对轮 式挖掘机的离合器及 变 速箱 进 行分析与研究的基 础 上 ， 通 过对 离合器及 变 速箱的工作原理、性能参数、构造及制造工 艺进 行分析与 对 比 ， 设计 出更好更能 满 足 现 今工程生 产 需要的 轮 式挖掘机的离合器及 变 速箱。根据 轮 式挖掘机的使用特点及要求本次 设计 采用了和普通汽 车类 似的离合器及 变 速箱 ， 目的是借用 标 准汽 车 的零部件，降低制造成本， 维 修也更方便。然后在 设计 的 过 程中 对变 速箱的档位数与 传动 比、档位的布置、 换 档方式以及离合器的从 动盘 、 压盘 、分离装置等 进 行了 结 构的 优 化 设计 ，在 满 足使用要求的前提下尽量地 简 化 了机械 结 构，从而在降低了成本的同 时 ，降低了挖掘机操 纵员的工作 强 度， 还满 足了 对轮 式挖掘机工作效率、安全性、 稳 定性及成本等的要求。关 键词 ： 轮 式挖掘机 变 速箱 离合器 从 动盘 。 Abstract: This design is on the clutch and gearbox wheeled excavator research and analysis on the basis of clutch, through the working principle, and the gearbox performance parameters, structure and the manufacturing process analysis and comparison, more can satisfy the design better production need now engineering wheeled excavator clutch and transmission. According to the use of wheeled excavator characteristics and requirements of this design USES a and ordinary cars similar clutch and transmission, the purpose is to borrow standard components, reduce automobile manufacturing costs, repair more convenient also. Then in design process on the number and transmission ratio of gear transmission, gear arrangement, shift way and clutch platen, pressure plate, separation device etc optimization design of the structure in the precondition of contented use simplified mechanical structure as possible, in order to reduce the costs at the same time, reduced the excavator working strength, manipulating member of still satisfied wheeled excavator working efficiency, safety, stability and cost requirements. Keywords: wheeled excavator Gearbox clutch platen. 前言 轮 式挖掘机是以 轮 胎作 为 行走部件的挖掘机械， 简 称 轮 挖。 轮 挖行走速度快 ， 第 VI 页 不 损 坏路面，能 远 距离自行 转场 及可快速更 换 多种作 业 装置。国外 轮 挖的最高行 走速度大多 为 25 40km/h ，国 产 的大多 为 25 40km/h ， 贵 州詹阳 动力生 产 的高 速 轮 挖 JYL200C 行走速度甚至达到了 51km/h ，而履 带 式的行走速度仅为 3 5km/h 。 虽 然 轮 挖工作效率不如同等 级 的履挖，但与履挖昂 贵 的转 移 费 相比， 频 繁 转场时轮 挖更具 经济优势 。正是以其机 动 、灵活、高效的 鲜明特点， 轮 挖在市 政 维护 工程、公路交通建 设 及快速 抢 修等物料挖掘、搬运等方面得到了广泛运用。 据 统计 ，在西方 发 达国家 轮 挖需求量 约 占挖掘机需求 总 量的 12 强 ，有的 甚至达到 70 80 ， 应 用十分广泛。而我国的 轮 挖 仅为 3左右，故从世界范 围 看， 轮 挖在我国的 应 用有待挖掘。可以 说 ，在未来几年 继续扩大内需， 扩 大基 础 建 设发 展 战 略，城市及小城 镇 建 设发 展 战 略的大 环 境决定了我国 轮 挖市 场 的广 阔 前景。 国外 轮 挖生 产 企 业较 多且品种 齐 全，如日立、小松、利勃海 尔 、卡特彼勒 、 沃 尔 沃、 JCB 、 现 代等。 这 些公司的 产 品基本体 现 了当今世界 轮 式挖掘机技 术发 展的最高水平，且很多著名公司都 拥 有其 专 有关 键 技 术 及元器件，国 产轮 挖在品 牌、品种上可 选择 性都 较 少， 这 与国外 “百家争 鸣 ”的 现 象形成 鲜 明 对比。近年 来， 虽 然国 产轮 挖在 产 量、品种和技 术 水平等方面都有了一定的 发 展，比如詹阳 动 力重工开 发 生 产 的高速 轮 挖填 补了国 产 空白、 实现 了行 驶 速度的重大突破甚至 比国外同 类 机型还 要略高一筹，但 发 展 规 模仍然很小，技 术 性能和工作可靠性还 不能 满 足国内市 场 的需要， 严 重缺乏关 键 技 术 。 总 之国 产轮挖与国外的相比相差 较远 ，其 发 展任重而道 远 。 正是因 为 如此， 对轮 式挖掘机的离合器及 变 速箱等关 键 部件的研究与分析 对 提高我国 轮 挖整体水平是有很大意 义 的。 第 1 页 第一章 变 速箱的功用、要求和 类 型 现 代 轮 式挖掘机采用的 动 力装置主要是活塞式内燃机，其转 矩和 转 速 变 化范 围较 小，不能适 应 挖掘机在各种条件下阻力 变 化的要求，因此在 传动 系中，采用 了可以改 变转 速比和 传动转 矩比的装置，即 变 速箱 1。 变 速箱不但可以 扩 大 发动 机 传 到 驱动车轮 上的 转 矩和 转 速的 变 化范 围 ，以适 应 挖掘机在各种条件下行走的 需要，而且能在保持 发动 机 转动 方向不 变 的情况下， 实现 倒退，还 能利用空 挡暂 时 地切断 发动 机与 传动 系 统 的 动 力 传递 ，使 发动 机 处 于怠速运转 状 态 。 1.1 变 速箱的功用 （ 1）改 变传动 比， 扩 大 驱动轮转 矩和 转 速的 变 化范 围 ，以适 应经 常 变 化的行 驶 条件，如起步、加速、上坡等，同 时 使 发动 机在有利的工况下工作； （ 2）在 发动 机旋 转 方向不 变 的前提下，使挖掘机能倒退行驶 ； （ 3）可切断 传给 行走装置的 动 力（即所 谓 挂空档 ） ，能使 发动 机 动 力不 传给 行走装置，在 发动 机运 转 的情况下，机械能 长 期停 车 、便于 发动 机起 动 好有利于 停 车 的安全。 1.2 对变 速箱的要求 （ 1）具有足 够 的档位和合适的 传动 比，以 满 足使用要求，使机械能在合适的 牵 引力和速度下工作，具有良好的 牵 引性和燃油 经济 性以及高的生 产 率。 （ 2） 变 速箱 应 工作可靠、使用寿命 长 、 传动 效率高、 结 构和制造 简单 、拆修 方便。 （ 3） 换 档 应轻 便，不 许 出 现 同 时 挂两个档，自 动 脱档和跳档等 现 象。 1.3 变 速箱的 类 型： （ 1）按操 纵 方式分 1. 人力 换 档 第 2 页 2.动 力 换 档 (2) 按 轮 系型式来分 1. 定 轴 式 变 速箱 变 速箱中所有 齿轮 都有固定的回 转轴线 。定 轴 式 变 速箱 换档方式可能有两种 型式：人力 换 档和 动 力 换 档。 2. 行星式 变 速箱 变 速箱中有些 齿轮 的 轴线 在空 间 旋 转 。有旋 转轴线 的 齿轮叫做行星 轮 ，它在 空 间 有两个运 动 ：自 转 和公 转 。因此我 们 叫这类变 速箱 为 行星 齿轮变 速箱。行星 变 速箱只有 动 力 换 档一种方式。 第二章 变 速箱的 传动 方案 设计 一个新的 变 速箱，大致要 经历 下述程序。 1. 明确 设计 要求。由机械 类 型，使用要求以及制造厂的情况，确定所 设计变 速箱的 结 构型式。 由机械的使用要求， 经总 体 计 算后确定其档位数和各档 传动 比。 由机械 总 体布置的要求，确定所 设计变 速箱的外形尺寸允许 范 围 ，其 输 入 轴 和 输 出 轴 的相 对 位置和两 轴 之 间 的距离。 2. 草 拟变 速箱 传动简图 方案。 3. 确定 变 速箱的主要参数和配 齿计 算。参考同 类 型 变 速箱和经验统计资 料 ， 确定 变 速箱主要参数，包括中心距 A， 齿轮 模数 M ， 齿宽 b 和斜 齿轮 的螺旋角 ；根据 变 速箱的 传动 比 选 配齿轮 ，确定各档 齿轮 的 齿 数。 4.主要零部件 强 度和寿命 计 算，确定其参数和尺寸大小。包括 传动 零件 齿轮 、 轴 和 轴 承的 计 算；操 纵 元件 内核桃、 换 档离合器和制 动 器的 计 算。 5.进 行整体机构 设计 ， 绘总 装配 图 。 6.进 行各零件 结 构 设计 ， 绘 零件 图 。 第 3 页 2.1 变 速箱 类 型 选择 及 传动 方案 设计 2.1.1 类 型 选择 （ 1） 换 档方式 换 档方式可分 为 ，滑 动齿轮换 档和 啮 合套 换 档。 1）滑 动齿轮换 档， 优 点是 结 构 简单 ，零件少、制造方便、传动 效率高。缺 点是不能采用斜 齿 、 换 档困 难 、 拨动齿轮换 档所需操 纵 力大，且移 动 距离 较长 （ 齿宽 ） ， 进 入 啮 合只是一、两个 齿 ， 换 档 时 冲 击 只是一、两个 齿 来承受， 齿轮 既 是 传动齿轮 又是接合 齿 ， 齿轮 易 损 坏，不能采用斜 齿 。 2） 啮 合套 换 档， 优 点是 拨动啮 合套省力且移 动 距离小， 换档操作 轻 便；接 合 时 整圈 齿进 入 啮 合，且接合 齿 在直径小、 圆周速度低 处结 合，可减少冲 击 ；可 采用斜 齿 ，以提高 变 速箱工作的平 稳 性和使其 结 构 紧 凑。确定是 结 构复 杂 些； 齿 轮 常 啮 合，未挂上档的 齿轮 有相 对 空 转损 失，故 传动 效率稍低。 由于 轮 式挖掘机只是在行走 时 用到 变 速箱， 对传动 效率没有要求，所以 选 用 啮 合套 换 档。 （ 2）按 传动简图 方案分 1）非 组 成式 变 速箱（或称 单级变 速箱） ， 这 种 变 速箱 为 两个自由度，只要 结 合一个接合元件（ 啮 合套） ，就能得到一个档位。2） 组 成式 变 速箱（或称串 联变 速箱） 。需要 结 合两个（或两个以上）接合元 件，才能得到一个档位。 按 组 成方法又可以分： 1） 轴 向串 联 。 2）横向串 联 。 2.1.2 倒档的形式及布置方案 倒档使用率不高，常采用直 齿 滑 动齿轮 方案 换 入倒档。 为实现传动 有些利用 在前 进 档的 传动 路 线 中，加入一个中 间传动齿轮 的方案，也有利用两个 联 体 齿轮 的方案。 第 4 页 图 2.1 常 见 的倒档 结 构方案有以下几种 2： 方案 1（如 图 2.1a ）所示） 在前 进 档的 传动 路 线 中，加入一个 传动 ，使 结 构 简单 ，但齿轮处 于正 负 交替 对 称 变 化的弯曲 应 力状 态 下工作。此方案广泛用于 轿车 和 轻 型 货车 的四档全同步 器式 变 速箱中。 方案 2（如 图 2.1b ）所示） 此方案的 优 点是可以利用中 间轴 上一档 齿轮 ，因而 缩 短了中 间轴 的 长 度，但 换 档 时 两 对齿轮 必 须 同 时啮 合，致使 换 档困 难 。某些 轻 型 货车四档 变 速箱采用此 方案。 方案 3（如 图 2.1c ）所示） 此方案能 获 得 较 大的倒档 传动 比，突出的缺点是 换档程序不合理。 方案 4（如 图 2.1d ）所示） 此方案 针对 前者的缺点作了修改，因而 经 常在 货车变 速箱中使用。 方案 5（如 图 2.1e ）所示） 第 5 页 此方案中，将中 间轴 上一档和倒档 齿轮 做成一体其 齿 体、宽 加大，因而 缩 短 了一些 长 度。 方案 6（如 图 2.1f ）所示） 此方案中，采用了全部 齿轮 副均 为 常 啮 合 齿轮 ，换 档方便。 方案 7（如 图 2.1g ）所示） 为 了充分利用空 间 ， 缩 短 变 速箱 轴 向 长 度，有些 货车 采用此方案，其缺点是 一档和倒档得各用一根 变 速箱 拨 叉 轴 ，使 变速箱上盖中的操 纵 机构复 杂 一些，一 般 3、 4、 5、 6、 7 五种方案用于五档 变 速箱。 考 虑 到 设计 的是 轮 式挖掘机的 变 速箱的 设计 ， 变 速箱的 换档并不像 货车 或 轿 车 那 样频 繁 对换 档接合元件的要求也就不会太高，本次 设计 采用 啮 合套 换 入倒档 换 档方式。其 优 点是： 结构 简单 ，直 齿轮 加工要求不太高，无 轴 向力，成本低 。 但 换 档时 容易 发 生冲 击 ， 产 生噪声大寿命短。 2.2 传动简图 方案 设计 的一般原 则 1. 尽量 缩 短 传动 路 线 ，即减少从 输 入 轴 至 输 出 轴传动齿轮啮合 对 数，提高 传 动 效率。 2. 采用公用 轴 减少 轴 数。 3. 采用公用 齿轮 ，减少 齿轮 数目，使 齿轮 即作 为 前 进 档 传动齿轮 ，又作 为 后 退档 传动齿轮 。 4.轴 的位置， 输 入 轴 和 输 出 轴 的位置往往有 总 体布置确定。 5.齿轮 在 轴 上的布置， 为 减少州的 变 形，用 应 将受力大的 齿轮 布置在靠近 轴 承 处 。 6. 重复利用 结 构空 间 ， 为 了减少 变 速箱的 轴 向 长 度，常常采用重叠 轴 向空 间 的方法。 2.3 变 速箱操 纵 机构方案分析 2.3.1 变 速箱操 纵 机构的功用 根据使用条件的需要， 驾驶员 利用 变 速箱的操 纵 机构完成 选 档和 实现换档或 第 6 页 退到空档的工作。 2.3.2 变 速箱操 纵 机构 应该满 足如下要求： （ 1） 换 档 时 只能挂入一个档位； （ 2） 换 档后 应 使 齿轮 在全 齿长上 啮 合； （ 3）防止自 动 脱档或自 动 挂档； （ 4）防止 误 挂倒档； （ 5） 换 档 轻 便。 2.3.3 操 纵 机构 组 成 机械式 变 速箱的操 纵 机构一般是由 变 速杆、 拨 快、 拨 叉、变 速 轴 及互 锁 、 自 锁 和倒档 锁 装置等主要件 组 成。 依靠 驾驶员 手力完成 选 档、 换 档或退档到空档工作，称 为手 动换 档 变 速箱。 本次 设计 采用的是直接操 纵 手 动换 档 变速箱。 2.4 变 速箱 传动 方案的 设计 各 齿轮 副的相 对 安排位置， 对 于整个 变 速箱的 结 构布置有很大的影响。各档 位置的安排， 应 考 虑 以下四个方面的要求： 2.4.1 整体 总 布置 根据整机的 总 布置， 对变 速箱 输 入 轴 与 输 出 轴 的相 对 位置和 变 速箱的 轮 廓形 状以及 换 档机构提出要求。 2.4.2 驾驶员 的使用 习惯 人 们习惯 于按档的高低 顺 序，由左到右或由右到左排列来换 档，如下 图 a 和 c。 值 得注意的是倒档， 虽 然它是平常 换 档序列之外的一个特殊档位，然而却 是决定序列 组 合方案的重要 环节 。例如在四档 变 速箱中采用的基本序列 组 合方案 有三种， 见图 2.2 。其中 b 和 c 是倒档与序列不 结 合的方案，即挂档 时 ，需先 换 第 7 页 位再挂倒档。倒档与序列 结 合与不 结 合两者比 较 ，前者在 结 构上可省去一个 拨 叉 和一根 变 速滑杆，后者如布置适当， 则 可使变 速箱的 轴 向 长 度 缩 短。 图 2.2根据以上的要求，本次 设计 的档位布置方案采用方案 C。 2.4.3 提高平均 传动 效率 为 提高平均 传动 效率，在三 轴 式 变 速箱中，普遍采用具有直接档的 传动 方案 ， 并尽可能地将使用 时间 最多的档位 实际 成直接档。 2.4.4 改善 齿轮 受 载 状况 各档 齿轮 在 变 速箱中的位置安排， 应 考 虑齿轮 的受 载 状况。承受 载 荷大的低 档 齿轮 ，一般安置在离 轴 承 较 近的地方，以减小 轴 的 变 形，使 齿轮 的重叠系数不 致下降 过 多。 变 速箱 齿轮 主要是因接触 应 力 过 高而造成表面点 蚀损 坏，因此将高 档 齿轮 安排在离两支承 较远处较 好。 该处 因 轴 的 变 形而引起 齿轮 的偏 转角 较 小 ， 故 齿轮 的偏 载 也小。 2.4.5 传动 方案 方案一： 第 8 页 方案二： 第 9 页 方案三： 方案一： 该 方案 为 两 轴 式 变 速箱， 输 入 轴 和 输 出 轴 在同一直 线 ，两 轴 式 变 速器有 结 构 简单 、 轮 廓尺寸小、布置方便、中 间挡 位传动 效率高和噪声低等 优 点。两 轴 式 变 速器不能 设 置直接 挡 ，一 挡 速比不可能 设计 得很大。 此方案适用于 发动 机 前置的 轿车 ， 虽 然径向尺寸会比 较 大但是能很大程度地 缩 小 轴 向尺寸，所以适合 轿车这样 底 盘 比 较 低的 车 型。 方案二： 该 方案是中 间轴 式 变 速箱 发动 机 动 力 经 中 间轴传递 到输 出 轴 ，且倒档 轴 和前 进 档 轴 共 轴 ，所以适用于倒档档位数和前 进 档档位数相近的机械。但是由于 采用了 啮 合套 换 档，如果档位数 过 多的 时 候会使得 轴 向尺寸 较大。 方案三：此方案也属于中 间轴 式 变 速箱，与方案二不同的是前进 档直接 经 一 对齿 轮传动输 出，倒档 齿轮 和前 进 档的 齿轮 可以共用所以可以省掉很多成本。 综 合以上分析，本次 设计 采用方案三的 设计 方式，因 为轮 式挖掘机的档位数不多 ， 传动 比也 较 小，并采用的是 啮 合套 换 档，所以方案三的方案是最 优 的既可以减小 第 10 页 整体尺寸而且 还 减少了制造成本。 其 传动 路 线 ： 1 档： 输 入 轴 啮 合套 910输 出 2 档： 输 入 轴 啮 合套 78 输出 3 档： 输 入 轴 啮 合套 56 输出 4 档： 输 入 轴 啮 合套 34输 出 倒档： 输 入 轴 1211 啮 合套 128 输 出 第三章 变 速箱 设计计 算 3.1 变 速箱主要参数的 选择 3.1.1 发动 机参数 选择 考 虑 到 设计 的需要，由于 设计 的 轮 式挖掘机参考其他挖掘机公司 产 品，挖掘 机的吨位数 为 6 吨，所以 发动 机功率 选择 60kW 、转 速 为 2200r/min 、最大扭矩 为 214N.m。 3.1.2 档位数的确定 根据 请进 档数的不同， 变 速箱有三、四、五档几种，就 动力而言档位数多 ， 增加了 发动 机 发挥 最大功率的机会，档位数多少 还 影响到档与档之 间 的 传动 比比 值 ，比 值过 大会造成 换 档困 难 。一般 认为 比 值 不宜大于 1.7 1.8 ，因此如最大 传动 比与最小 传动 比之比 值 愈大档位数也 应 愈多。本次 设计 的是 轮 式挖掘机 对 档 位的要求并不高，且行 驶 速度不高，参考市面上 轮 式挖掘机，决定采用四个前 进 档和一个倒档的 设计 。 3.1.3 各档位 传动 比的确定 （ 1）首先确定 轮 式挖掘机的最高行走速度和最低行走速度， 轮 式挖掘机的行 / min第 11 页 走速度一般都不高，大多在 20 40kW/h 之 间 ，有些可以达到 60kW/h 。 鉴 于本次 设计 的需要 选择轮 式挖掘机的最高行走速度 为 32kW/h ，最低行走速度 为 6kW/h 。 既 满 足了公路档 时 的 较 高行走速度又能保 证 在路面情况不好 时 行走的 稳 定性。 （ 2） 轮 胎直径的 选择 ，直径大 时 能使挖掘机的地 盘 增高且行走速度增加，但 是由于地 盘 增高后挖掘机的行走及工作 时 的 稳定性必然会降低。 轮 胎直径小 时 又 恰恰相反，此 时 通 过 性有不会太好。 综 合 这 些因素以及国家 标 准 轮 胎的 规 格决定 选择轮 胎的半径 为 0.42m 。 （ 3）各档 传动 比的确定 i = 0 377r n / v （ 31）max minr 轮 胎半径 =0.42mn 发动 机 转 速 2200r/minv 挖掘机行走速度imax = 0 377 0 42 2200 6 = 58 058i = 0 377r n / vmin maximin = 0 377 0 42 2200 32 = 10 8858传动 比比 值 = i max i = 58 058 10 8858 = 5 33传动 比比 值 在 5 6 之 间 ， 设计值 合理。41 = q = 5 3362q = 1 747q 值 在 1.7 1.8 之 间满 足要求。根据 设计经验选择轮边 减速速比 为 20 ，因此各档 传动 比 为 :i1i=i / 20 = 58 058 ?20 = 2 9029max= i / 20 =10 8858 ?20 = 0 544 4 mini = i / q = 2 9029 1 747 = 1 66162 1i = i / q = 1 6616 1 747 = 0 95113 23.1.4 轴 的直径 第一 轴 花 键 部分直径 d(mm) 初 选 1 3第 12 页 d = K 3 Te max （ 32）式中： K 经验 系数， K 4.0 4.6，取 K 4.6； T max e 发动 机最大 转 矩（ Nm） ； 3 d = 4 6 214 = 27 5mmd=27.5mm ， 取 d 30mm。 3.1.5 中心矩 A 对 于中 间轴 式 变 速器，是将中 间轴 与第二 轴 之 间 的距离称 为变 速器中心距 A 初 选 中心矩 A 时 ，可根据 经验 公式 计 算 A = K 3 T i (33)aK ae max 1 中心距系数：gK =8.69.6, 取 9.6；ai1g 变 速器一档 传动 比； 变 速器 传动 效率：取 96；g Te max 发动 机的最大 输 出 转 矩， 单 位 为 （ Nm ） ；3 A = 9 6 214 2 9 0 96 = 80 78mm3.1.6 齿轮 参数 选择 （ 1）模数的 选择 影响 齿轮 模数 选 取的因素很多，如 齿轮强 度、 质 量、噪声、工 艺 要求等。 选 取 齿轮 模数 时 一般遵循的原 则 是：合理减少模数，增加 齿宽 会使噪声降低； 为 了 减 轻变 速器的 质 量， 应 增加模数，同 时 减小 齿宽 ；从工 艺 方面考 虑 ，各档 齿轮应 选 用同一种模数，而从 齿轮强 度方面考 虑 ，各档 齿轮应该 有不同的模数 3。 对轮 式挖掘机，减 轻质 量比减小噪声更重要，故 齿轮应选 用大些的模数。 初 选 模数 时 ，可参考同 类 型汽 车 的 齿轮 模数确定；也可以根据 经验 公式确 定，即：m = K3 T / 10 = ? 214/ 10 = 2 78 高档 齿轮 K=1 （ 34） n e max第 13 页m = 0 7 ?3 T i / 10 = 0 7 ?3 214 ?2 9 ?0 96 / 10 = 2 73 一档 齿轮 （ 35） e max 1 g式中： m n为 斜 齿轮 法向模数；m 为 直 齿轮 模数；T 发动 机最大扭矩； T=214 N? me max e maxi 1 变 速器一档 传动 比； 变 速器 传动 效率：取 g g 96； 该设计选 用同一模数 进 行，故斜 齿轮 法向模数取 mn=3 ；直 齿轮 模数取 m =3（ 2） 压 力角 的 选择 压 力角 较 小 时 ，重合度 较 大， 传动 平 稳 ，噪声 较 低； 压 力角 较 大 时 ，可提 高 轮齿 的抗弯 强 度和表面接触 强 度。 对 于 轿车 ， 为 提高重合度以降低噪声， 应 采 用 14.5?15 ， 16 ， 16.5 等小些的 压 力角； 对轮 式挖掘机（与 货车 相同） ， 为 提高 齿轮 的承 载 能力， 应选 用 22.5 或 25 等大些的 压 力。 实际 上，因国家 规 定的 标 准 压 力角 为 20 ，所以 变 速器 齿轮 普遍采用的 压 力角 为 20 。 （ 3）螺旋角 选 取斜 齿轮 的螺旋角， 应 注意到它 对齿轮 工作噪声， 轮齿的 强 度和 轴 向力 有影响。在 齿轮选 取大的螺旋角 时 ， 齿轮啮 合重合度增加，工作平 稳 ，噪声降低 。 随着 增大， 齿 的 强 度也相应 提高，不 过 ，当螺旋角大于 30 时 ，抗弯 强 度急 剧 下降，会使 轴 向力及 轴 承 载 荷 过 大。 轮 式挖掘机的与 货车变 速箱斜 齿 螺旋角 的 选择 范 围 相同： 18 26 。初 选 = = =0 = = 20 。 1,2 3,4 5,6 7,8 9,10（ 4） 齿宽 b齿宽 的 选择 ， 应 注意到 齿宽对变 速器的 轴 向尺寸、 齿轮 工作平 稳 行、 齿强 度和 齿轮 工作 时 受力的均匀程度 4。通常根据模数 m （ 直 齿 ： b = K m , Km n ）来 选择齿宽 ：为齿宽 系数，取 4.5 8.0c斜 齿 ： b = K m ，cK 取 为 6.0 8.5 ； c n c小 齿轮 的 齿宽 在 计