【车辆工程类】装载机驱动桥设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】【毕业论文说明书】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共46页)
编号：708680
类型：共享资源
大小：1.09MB
格式：RAR
上传时间：2016-07-28
上传人：机****
IP属地：浙江
65
积分
- 关 键 词：
-
车辆
工程
装载
驱动
设计
全套
cad
图纸
毕业论文
原创
资料
说明书
仿单
- 资源描述：
-
【车辆工程类】装载机驱动桥设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】【毕业论文说明书】,车辆,工程,装载,驱动,设计,全套,cad,图纸,毕业论文,原创,资料,说明书,仿单
- 内容简介：
-
I 摘 要 本次设计内容为装载机驱动桥设计，大致分为主传动的设计，差速器的设计，轮边减速器设计，半轴的设计四大部分。其中主传动锥齿轮采用 35 螺旋锥齿轮，这种类型的齿轮的基本参数和几何参数的计算是本次设计的重点所在。将齿轮的几个基本参数，如齿数，模数，从动齿轮的分度圆直径等确定以后，用大量的公式可计算出齿轮的所有几何参数，进而进行齿轮的受力分析和强度校核。了解了差速器，半轴和最终传动的结构和工作原理以后，结合设计要求，合理选择它们的形式及尺寸。本次设计差速器齿轮选用直齿圆锥齿轮，半轴采用全浮式 ，最终传动采用 单行星排减速形式。 关键词 装载机，驱动桥，设计 he of 5 of of is of of in as of so a of to of a of in of a 录 摘 要 . I 1 主减速器设计 . 1 螺旋锥齿轮的设计计算 . 1 齿数的选择 . 1 从动锥齿轮节圆直径 . 1 螺旋锥齿轮的强度 校核 . 8 齿轮材料的选择 . 8 锥齿轮的强度校核 . 8 2 差速器设计 . 15 圆锥直齿轮差速器基本参数的选择 . 15 差速器球面直径的确定 . 15 差速器齿轮系数的选择 . 16 差速器直齿锥齿轮强度计算 . 18 齿轮材料的选取 . 18 齿轮强度校核计算 . 18 行星齿轮轴直径 确定 . 19 3 半轴设计 . 20 半轴计算扭矩 确定 . 20 半轴杆部直径的选择 . 20 半轴强度验算 . 20 4 轮边减速器设计 . 21 行星排行星轮数目和齿轮齿数的确定 . 21 行星轮数目的选择 . 21 行星排各齿轮齿数的确定 . 22 同心条件校核 . 22 装配条件的校核 . 23 相邻条件的校核 . 23 齿轮变位 . 23 太阳轮行星轮传动变位系数计算（ . 24 行星轮与齿圈传动变位系数计算（ . 25 齿轮的几何尺寸 . 26 齿轮的校核 . 28 齿轮材料的选择 . 28 接触疲劳强度计算 . 28 弯曲疲劳强度校核 . 29 行 星传动的结构设计 . 30 太阳轮的结构设计 . 30 星轮结构设计 . 30 星轮轴的结构设计 . 30 轴承的选择 . 31 5 花键、螺栓、轴承的选择与校核 . 32 花键的选择及其强度校核 . 32 主传动中差速器半轴齿轮花键的选择 . 32 轮边减速器半轴与太阳轮处花键的选择 . 34 主传动输入法兰处花键的选择与校核 . 34 验算 轮边减速器行星架、轮辋、轮毂联接所用螺栓的强度 . 35 从动锥齿轮与差速器壳联接螺栓校核 . 35 作用在主传动锥齿轮上的力 . 37 轴承的初选及支承反力的确定 . 37 轴承寿命的计算 . 38 总 结 . 40 参 考 文 献 . 41 致 谢 . 42 装载机驱动桥设计 1 1 主 减速 器设计 主 减速 器的功用是改变传力方向，并将变速箱输出轴的转矩降低，扭矩增大。本次设计的装载机驱动桥采用单级主传动形式，主传动齿轮采用 35螺旋锥齿轮，这种齿轮的特点是：它的齿形是圆弧齿，工作时不是全齿长突然啮合，而是逐渐地从一端连续平稳地转向另一 端，因此运转比较平稳，减小了噪音，并且由于螺旋角的关系重合系数增大，在传动过程中至少有两对以上的齿同时啮合，相应的增大了齿轮的负荷能力，增长了齿轮的使用寿命，螺旋锥齿轮的最小齿数可以减少到 6个，因而与直齿锥齿轮相比可以实现较大的传动比。 螺旋锥齿轮的设计计算 齿数的选择 选择齿数时应使相啮合的齿轮齿数没有公约数，以便使齿轮在使用过程中各齿能相互交替啮合，起到自动研磨作用，为了得到理想的齿面接触，小齿轮的齿数应尽量选用奇数，大小齿轮的齿数和应不小于 40。 根据以上选择齿数的要求，参考吉 林大学诸文农主编底盘设计第 233 页表 6合本次设计 主减速比0i=取主动小锥齿轮齿数 61 z ，所以从动大锥齿轮齿数 37012 从动锥齿轮节圆直径 (1) 螺旋锥齿轮计算载荷的确定 按发动机与液力变矩器共同输出扭矩最大变速箱一档时从 动大锥齿轮上的最大扭矩计算： 02式中：2N M n PM e 95500知 i； 75.3 n n=2； 85.32 m 变速箱的效率取 减速器效率取 。计算得 92.0m。 5 7 02 此时主动小锥齿轮的转矩可由以下公式计算： 5 5 7 30021 按驱动轮附着扭矩来确定从动大锥齿轮的最大扭矩，即： 2式中： 平地面） 65.0边传动比），i 由本次设计任务书可知：车辆工作质量为 120定载重量为 40以 160可求出： 计算中取以上两种计算方法中较小值作为从动直齿轮的最大扭矩，此扭矩在实际使用中并不是持续扭矩，仅在强度计算时用它来验算最大应力。 所以该处的计算转矩取： 按常用受载扭矩来确定从动锥齿轮上的载荷 轮式装载机作业工况非常复杂，要确定各种使用工况下的载荷 大小及其循环次数是困难的，只能用假定的当量载荷或平均载荷作为计算载荷。对轮式装载机驱动桥主传动器从动齿轮推荐用下式确定计算转矩： s 式中： f f= f=i 装载机驱动桥设计 3 n ,取 所以 i 主动小锥齿轮上的常用受载扭矩为： (2) 从动锥齿轮分度圆直径 2d 的确定 根据从动锥齿轮上的最大扭矩，按经验公式粗略计算从动锥齿轮的分度圆直径： 3 m Kd d 式中： 2d cm 61.0取 厘米 所以得： 3 4 4 3 m a 考虑到从动锥齿轮的分度圆直径对驱动桥尺寸和差速器的安装有直接的影响，参考国内外现有同类机型相关尺寸，最终确定从动锥齿轮分度圆直径962 。 (3) 齿轮端面模数由式 83729622 (见现代机械传动手册 12368 为了知道所选模数是否合适需用下式校对： 3m 式中： ： 833 m a 所以所选齿轮端面模数 合适。 装载机驱动桥设计 4 由此可算出大小齿轮的准确分度圆直径： 86811 9 637822 (4) 法向压力角的选择 螺旋锥齿轮的标准压力角是 2030，选择标准压力角有易于选择制造齿轮的刀具，降低生产成本。 (5) 螺旋角m的选择 螺旋角m指该齿轮节锥齿轮线上某一点的切线与该切点的节锥母线之间的夹角，螺旋角越大锥齿轮传动越平稳，噪音越小，但轴承寿命缩短，因此在轮式装载机上常用 35m(6) 齿面宽 增加齿面宽理论上似乎可以提高齿轮的强度及使用寿命，但实际上齿面宽过大会使齿轮小端延长而导致齿 面变窄，势必减小切削刀尖的顶面宽及其棱边的圆角半径。这样一方面使齿根圆角半径过小，另一方面也降低了刀具的使用寿命。此外由于安装误差及热处理变形等影响会使齿轮的负荷易于集中小端而导致轮齿折断。 齿面过小同样也会降低轮齿的强度和寿命。通常推荐螺旋锥齿轮传动大齿轮的齿面宽为： 02 31式中：0锥齿轮传动的节锥距 s 222210 所以： 2 b 不应超过端面模数 0倍即： 0810102 所以取 02 取小锥齿轮 的齿面宽和大锥齿轮的相同即：小锥齿轮齿面宽 021 (7) 螺旋方向的选择 在螺旋齿轮传动中，齿的螺旋方向和轴的旋转方向决定了锥齿轮传动时轴向力方向，由于轴承中存在间隙，故设计时应使齿轮轴向力的方向能将大小锥齿轮相互推开，以保证必要的齿侧间隙，防止轮齿卡住，加速齿面磨损，甚至引起轮齿折断。 根据上述要求，选择主动锥齿轮为左旋，从动锥齿轮为右旋。 装载机驱动桥设计 5 (8) 齿高参数的选择 轮式装载机主传动器的螺旋锥齿轮采用短齿制和高度修正，这样可以消除 小锥齿轮可能发生的根切现象，提高轮齿的强度。高度修正的实质是小锥齿轮采用正移距，此时小锥齿轮齿顶高增大，而大锥齿轮采用负移距，并使其齿顶高减低。小锥齿轮齿顶高的增高值与大锥齿轮齿顶高的减低值是相等的。 从机械设计手册可查得： 螺旋锥齿轮的齿顶高系数 c ； 径向变位系数 =i= 所以螺旋锥齿轮齿顶高为： 齿根高 ： 顶隙： 0 齿全高： 0 有效齿高（工作齿高）： 7 9) 齿侧间隙齿侧间隙是指轮齿啮合时，非工作齿面间的最短法向距离。齿侧间隙过小不能形成理想的润滑状态，会出现表面摩擦，加速磨损，甚至卡死现象；齿侧间隙过大易造成冲击，增大噪声。 参考底盘设计吉林工业大学 诸文农编 24P 页表 6取齿侧间隙为： (10) 理论弧齿厚 螺旋锥齿轮除采用高度变位修正来增加小齿轮强度外，还采用切向变位修正使一对相啮合的轮齿强度接近相等。 切向变位修正指的是使小齿轮的齿厚增加（ 是切向变位系数，查机械设计手册可知 ） 大小锥齿轮大端面分度圆的理论弧齿厚度 01S 和 02S 可按下式计算： 装载机驱动桥设计 6 co st co st (11) 分锥角（分度圆锥角） 小锥齿轮分锥角： ct ct 锥齿轮分锥角： 2 (12) 节锥距a 96s (13) 齿根角f小锥齿轮齿根角： r c t a na r c t a n 11 h 大锥齿轮齿根角： r c t a na r c t a n 22 h (14) 顶锥角和k根锥角 r (15) 小锥齿轮根锥角： 大锥齿轮根锥角： 小锥齿轮顶锥角： 大锥齿轮顶锥角： 此次设计的 35 螺旋锥齿轮几何尺寸详见表 1 表 主传动器螺旋锥齿轮几何尺寸 序号 名称 公式代号 数值 1 齿数 1z 37 2 端面模数 8 载机驱动桥设计 7 3 分度圆直径 1d 296 压力角 有效齿高 全齿高 21 侧隙 顶隙 C 齿顶高 0 齿根高 1 分锥角 1 2 节锥距 3 齿面宽 1b 50 4 齿根角 1ff5 顶锥角 1kk6 根锥角 1rr 7 大端齿顶圆直 径 1111 co ae 222 c o ae 8 螺 旋角 m35 19 螺旋方向 小锥齿轮左旋，大锥齿轮右旋 20 周节 1 理论弧齿厚 2S 载机驱动桥设计 8 螺旋锥齿轮的强度校核 齿轮材料的选择 齿轮材料的种类有很多，通常有 45 钢、 3035402001220 齿轮材料的选择原则： （ 1） 齿轮材料必须满足工作条件的要求。 （ 2） 应考虑齿轮尺寸的大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺。 （ 3） 正火碳钢不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。 （ 4） 合金钢常用于制作高速重载并在冲击载荷下工作的 齿轮。 （ 5） 金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的误差应保持为 30 50更多。 根据以上原则选小 轮材料为 20碳后淬 1001 501 齿面硬度 56 62 选取大齿轮材料为 20质 0802 852 齿面硬度 56 62 锥齿轮的强度校核 （ 1） 轮齿的弯曲强度计算 其齿根弯曲应力可用以下公式计算： 10 式中：uP 2 M f 7 92 *D 4 7s * 2 装载机驱动桥设计 9 0锥齿轮副运转的平稳性有关。可取 K； 齿轮精度及节圆线速度有关。当轮齿接触良好节距与同心度精度高时可取 K； 映了材料性质的不均匀性与轮齿尺寸热处理等因素有关。因为 时，所以 7 05.1z 合考虑了齿形系数，载荷作用点位置，轮齿间的载荷分配，有效齿宽，应力集中系数及惯性系数等。查工程机械底盘构造与设计30得： 01 ; 弯曲许用应力 . 即： （ 2） 轮齿齿面的接触强度计算 轮齿齿面的接触强度可按 下式计算： 110 1 式中： c 43 2121 厘米公斤 P 28365 0 0.1材料选择适当，渗碳层深度与硬度符合要求时，可取 0.110 1.1表面光洁度，表面处理等有关，对精度较高的齿轮取 0.11d 虑到轮齿啮合面的相对曲率半径，载荷作用点位置，轮齿间的载荷分配，有效齿宽及惯性系数等。查工程机械底盘构造与设计319124.0 又因为许用接触应力为： M p 3 0/3 5 0 0 0 2 厘米公斤 （工程机械底盘构造与设计 139P ） 所以齿轮的接触强度满足要求。 （ 3） 锥齿轮传动的当量齿轮参数计算 锥齿轮原始几何参数： 齿形压力角 3020 ； 齿数 81z , 372 z ， 齿数比 分锥角 ， ； 齿宽 021 ； 大端分度圆直径 81 ,2 296d 中点分度圆直径 ； 71 ， 472 ； 中点螺旋角 35m， 中点模数 齿宽系数 R 为 1/4 到 1/3，常取 以点法向模数 s ； 齿顶高 ， ； 表 锥齿轮的当量圆柱齿轮参数 名称 代号 计算公式 结果 装载机驱动桥设计 11 中点端面当量圆柱齿轮参数 当量齿数 vZ 数比 2分度圆直径 v 1 m 12v2 i d 4 . 2 2 5 1 5 9 . 9 2 7 中心距 v 1 v 21a ( d d )2 圆直径 v a v ad d 2 h d 量齿轮端面压力角 vt a r c t a 3 . 9 5 7 基圆直径 v b v v td d c o s a 060 基圆螺旋角 vb v b 端面基圆齿距 v b m v tP m c o s a 啮合线长度 2 2 2v a v a 1 v b 1 v a 2 v b 2v v d d d d )2a s i n a 端面重合度 v a v a b n m v tg g c o sP m c o s a 纵向重合度 v s i v 装载机驱动桥设计 12 续表 锥齿轮的当量圆柱齿轮参数 总重合度 v 22v v a v v 齿中部接触线长度 对于 v 1 v 齿中部接触线的投影长度 b m b m v bl l c o s 点法面当量直齿圆柱齿轮参数 齿数 v b o s c o s c o s z 度圆直径 2v n v v b v n n md d / c o s z m v n 2d 2 2 9 9 . 0 6 2 中心距 v n v n 1 v n 21a ( d d )2 圆直径 v a n v n ad d 2 h v a n 2d 1 6 4 2 . 3 0 2 基圆直径 v b n v nd d c o s v b n 2d 1 5 3 6 . 2 8 3 啮合线长度 2 2 2 2v a n v a n 1 v b n 1 v a n v b n 2 d d d d )2a s i n a 9 . 6 0 9 法面重合度 2v a n v a v b/ c o s （ 4） 轮齿齿面接触疲劳强度计算 正交（ 90 ）锥齿轮齿面接触疲劳强度校核可按下式 计算： 12111 （机械设计手册 18116P） 式中： H 1用下公式计算： 装载机驱动桥设计 13 6 5 5647 8 8 9 8 022111机械设计1930K 。 KK 械设计手册18116.1，所以 械设计手册18216得 由公式2以： o o s 用下式计算： 2222211211 11t a 式中 21由下表求出： 表 向重合度2F 0 2 12 v 10 v 2 12 1v v 由上表可求出： F F 所以： 机械设计手册 4816P 可知 2/ 9 载机驱动桥设计 14 8.0 当 2， 1 1， 12121 因为 材料的接触疲劳许用应力为： M p 3 7 2/1 4 0 0 0 2 厘米公斤 (工程机械底盘构造与设计 319P) 所以 齿轮的接触疲劳应力满足要求。 （ 5） 锥齿轮齿根弯曲疲劳强度校核计算 锥齿轮齿根弯曲疲劳强度校核可按下式进 行，大小轮分别计算： 式中： K ， K ， 2 6 5 52111 b 021 据法面当量直齿圆柱齿轮齿数 得 为 1v，所以 Y 以用下式计算： 装载机驱动桥设计 15 050 2 查装载机 可知，对于主减速锥齿轮其抗弯疲劳许用应力 55 所以 1 2 满足设计要求。 2 差速器设计 轮式机械的两侧驱动轮不能固定在一根整轴上，因为轮式工程机械在行驶过程中，为了避免车轮在滚动方向产生滑动，经常要求左右两侧的驱动轮以不同的角速度旋转。若左右驱动轮用一根刚性轴驱动，必然会产生边滚动边滑动，即产生了驱动轮 的滑磨现象。由于滑磨将增加轮胎的磨损，增加转向阻力，同时也增加功率损耗。 为了使车轮相对路面的滑磨尽可能的减小，在同一驱动桥的左右两侧驱动轮由两根半轴分别驱动，因此，在驱动桥中安装了差速器，两根半轴由主传动通过差速器驱动。 现在轮式装载机上多采用直齿螺旋锥齿轮差速器，差速器的外壳安装在主传动器的从动锥齿轮上，确定差速器尺寸时应考虑到其与从动锥齿轮尺寸之间的互相影响。本次设计中采用对称式圆锥齿轮差速器的形式，差速器的大小通常以差速器的球面半径来表征，球面半径代表了差速器齿轮的节锥距，因此它表征了差速器的强度。 圆锥直齿轮差速器基本参数的选择 差速器球面直径的确定 差速器球面直径可以根据经验公式来确定： 3 式中： K K=载机驱动桥设计 16 斤毫米）按从动大锥齿轮上的最大扭矩计算。 毫米公斤 1 1 3 4 4
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号