金盼锋毕业论文-tyq4190型汽车轮边减速器的设计(编辑修改稿)

金盼锋毕业论文-tyq4190型汽车轮边减速器的设计(编辑修改稿)内容摘要：

.....XXXIV 其他花键的选择 ...................................................................................................... XXXV 齿圈毂与内齿圈啮合处花键的选择 ................................................................. XXXV 齿圈毂和桥壳总成 ......................................................................................... XXXV 7UG 建模 ............................................................................................................................. XXXV UG简介 .................................................................................................................. XXXV UG模型示图 ..........................................................................................................XXXVI 8 行星轮加工工艺设计 .................................................................................................. XXXVIII 选择毛坯尺寸 ...................................................................................................... XXXVIII 拟定工艺路线 ........................................................................................................ XXXIX 定位基准的选择 ........................................................................................... XXXIX 加工阶段的划分 ........................................................................................... XXXIX 确定工艺路线 .............................................................................................. XXXIX 结论 ....................................................................................................................................... XLII 参考文献 ...............................................................................................................................XLIII 致 谢 .................................................................................................................................XLIV II 引 言 轮边减速器在国内外都已发展多年，目前技术已经比较成熟，但国内的研究与国外的先进国家相比仍有一段差距。 本文设计的轮边减速器采用技术较为成熟的行星齿轮传动结构，与普通齿轮传动相比他有很多优点，如可以减小体积和重量，并且可以达到较高的变比。 本文根据 已给出的部分参数，设计了模数为 5 的一级行星齿轮减速器。 计算了其参数，并且对太阳轮和内齿圈的齿面和齿根分别进行了强度校核。 并且设计了连接件，如花键，螺栓等。 并且用 UG建立了三维实体模型，并组装成装配图，以察看其配合程度。 II 1 绪论 轮边减速器是传动系统中的最后一级，所受到的扭矩最大，所以其强度和结构合理与否对于整个传动系统有很大的影响。 轮边减速器的设计受到很多条件的限制，如安装尺寸条件和传动方向等，因此在设计轮边减速器时要综合考虑各种约束条件。 一般 轮边减速器有普通直齿和行星齿轮传动两种结构形式，但由于普通直齿传动有很多不可避免的缺点已经很少使用。 如速比的限制，安装尺寸的限制，传动方向的限制等，因此本文中所设计的轮边减速器采用的是行星齿轮传动。 轮边减速器文献综述 国内外载货汽车的驱动桥为了实现更好的降速增扭的作用，一般采用双级减速器，在双级式主减速器中，若第二级减速器齿轮有两幅，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，称为轮边减速器，在重型载货汽车上该装置广泛采用行星齿轮传动，轮边减速器是载货汽车传动系中最后一级减速增扭装置。 行星减速器与普通 齿轮减速器相比，具有重量轻、体积小和传动比大的优点。 轮边减速器设置在车轮的轮毂内，使得整个驱动桥结构更加紧凑，同时降低主减速器、半轴、差速器的负荷，减小传动部件的结构尺寸，保证后桥具有足够的离地间隙，提高了车辆的通过性能以及降低整车装备质量 [1]。 轮边减速器分类及工作原理 轮边减速器的分类 通过传动将动力机的速度降低，使之满足执行系统的需求的传动装置称为减速器。 减速器是变速器的一种，还有增速器。 由一系列相互啮合的齿轮所组成的齿轮传动系统称为轮系，它是一种变速装置，在传动系统中实 现定传动比变速或者有级变传动比变速，即在输入轴与输出轴之间获得预期的传动比大小和转向关系。 根据轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置关系是否固定，可将轮系分为定轴轮系和周转轮系。 本文将要设计的轮边减速器是行星齿轮传动，它属于周转轮系。 当轮系运动时，至少有一个齿轮的轴线是绕其它定轴齿轮的轴线转动的轮系称为周转轮系。 周转轮系由行星轮，行星架，中心轮（太阳轮）三个基本部件构成。 周转轮系按其自由度的数目可以分为两种基本类型： 差动轮系，具有两个自由度的周转轮系。 在三个基本构件中，必须给定两个构件的运动，才 能求出第三个构件的运动。 行星轮系，即具有一个自由度的周转轮系。 三个基本部件中，任意一个固定，在任意一个作为输入，剩下的作为输出件。 行星齿轮减速器安结构可分为如下三种： 2K－ H， 3K， K－ H－ V（ K－中心轮， H－行星架， V－输出轴） 2K－ H型传动方式简便，采用较普遍，零配件采购也更方便。 因此在本轮边减速器的设计中也II 采用 2K－ H 型。 2K－ H 型传动中，有正号机构和符号机构之分，且他还可分为更多种的形式。 如：NGW， NW， WW， NN， ZUWGW。 他们的传动比范围和传动效率，以及传动功率范围都有很大的不同。 根 据本次要设计的轮边减速器的传动比为大约 ，而 NGW型最佳传动比为 3～ 9[2]，因此选用 NGW 型行星齿轮传动系统。 NGW 型是动力传动中应用最多，传动功率最大的一种行星传动。 他由内外啮合和共用行星轮组成，它的结构简单，轴向尺寸小，工艺性好，效率高，虽然传动比比较小，但可通过多级串联组成传动比大的轮系。 本设计中所需传动比较小，因此不用串联，只需要一级就足够。 行星齿轮传动的主要特点是体积小，承载能力大，工作平稳；但大功率高速行星齿轮传动结构较复杂，要求制造精度高。 行星齿轮传动中有些类型效率高，但传动比不大。 另一些类型则传动比可以很大，但效率较低，用它们作减速器时，其效率随传动比的增大而减小；作增速器时则有可能产生自锁。 行星齿轮传动应用广泛，并可与无级变速器、液力耦合器和液力变矩器等联合使用，进一步扩大使用范围。 行星轮作为减速器可以安置在轮边，则称为轮边减速器。 轮边减速器一般分为普通圆柱齿轮减速器和行星齿轮减速器，由于普通齿轮减速器有很多不可避免的缺陷，因此采用较少。 有的轮边减速器设置在车轮的轮毂内，使得整个驱动桥结构更加紧凑，同时降低主减速器，半轴，差速器的负荷，减小传动部件的结构尺寸，保证后桥具有足够 的离地间隙。 同时提高了车辆的通过性能以及降低了整车的装备质量。 工作原理 图 11汽车轮边减速器结构图 1半轴套管； 2齿圈座； 3内齿圈； 4行星齿轮； 5行星架； 6行星齿轮轴； 7太阳轮； 8锁紧螺母； 9螺栓； 10螺钉； 11轮毂； 12半轴； 13制动器 根据我们选择的 NGW 型轮边减速器简单介绍一下其工作原理。 轮边减速器主要是由太阳轮、行星轮、齿圈和行星轮架组成，一般其主动件太阳轮与半轴相连，II 被动件行星轮架与车轮相连，齿圈与桥壳相接，采用轮边减速器是为了提高汽车的 驱动力，以满足或修正整个传动系统力的匹配。 目前采用的轮边减速器，就是为满足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置。 从发动机经离合器、变速器和分动器把动力传递到前、后桥的主减速器，再从主减速器的输出端传递到轮边减速器及车轮，以驱动汽车行驶。 在这一过程中，轮边减速器的工作原理就是把主减速器传递的转速和扭矩经过其降速增扭后，再传递到驱动车轮，以便使车轮在地面附着力的反作用下，产生较大驱动力。 从而减少了轮边减速器前面各个零件的受力。 如图 11 所示：太阳轮 7 通过花键与半轴 12相连接，并随半轴转动。 齿圈 3与齿圈座 2 用螺钉10 连接，而齿圈座 2被锁紧螺母 8固定在半轴套管 l上不能转动。 在中心齿轮 7和齿圈 3之间装有三个行星齿轮 4，行星齿轮通过圆锥滚子轴承和 6 支撑在行星架 5 上。 行星架 5 用螺栓 9 与轮毂 1l相连。 差速器的动力从半轴 12 经中心齿轮 行星齿轮 行星架 5 转给轮毂而驱动车轮旋转 [3]。 国内外发展现状和发展前景 国内外现状 我国早在南北朝时代，祖冲之就发明了有行星齿轮的差动式指南针，因此我国行星齿轮传动的应用比欧美各国早一千多年。 但是随着时代的发展，我国渐渐落后于西方发达国家 ，目前已经有了很大的差距，但是我们正在努力发展，自主创新 [4]。 现在已经有许多专家，学者及工程技术人员做了相关的研究。 但是与国外先进的技术相比还是有很大的差距。 我国自主研发的减速器大都是中小功率的，以齿轮传动、蜗杆传动为主，并且存在产品质量不过关，功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低，可靠性低，使用寿命不够长，且新产品研发周期长等很多缺陷。 因此，如何改进设计方法，提高设计质量是装载机行业发展的关键因素之一。 目前我国新颁布了 NGW－ L 型（ JB179976）、 NGWZ 型（ JB372284）、 NGWS 型（ JB372384）和 NGWL型（ JB342484）四个行星齿轮减速器标准。 并且组织了专业化成批生产，在国内进行了推广应用。 自中国加入 WTO后，我国的汽车行业迅猛发展，车用减速器也随着时代的脚步逐渐成长成熟起来。 进年来轮边减速器部分也不断踊跃出很多新的很有创意的设计，虽然这些设计离最终成型使用还有一些差距，但是，足见我们在创新设计上，已经迈出了一大步。 但是相比于国外先进的技术，我们还有待于进一步的提高，增加自主创新的能力。 目前我国所使用的减速机主要是从德国，英美进口的，自主研发的减速机一 般很少在大型矿用车上使用 [4]。 发展趋势 目前随着电子技术的发展，非公用车已向着智能化，无人化发展。 越来越多的电控系统以及液压系统被运用到矿用车上来，使得矿用车的操作越来越简易方便，产量也更大。 例如卡特彼勒系列非公用车就有很多人性化的辅助系统。 如：全自动的缓行制动，发动机的转速由电控单元根据传感器和节气阀所给出的数据自动调节。 变速器也有自动档，可以自动改变车速。 在机械硬件方面卡特彼勒也可以称得上业界内的航母，他的机械部分设计简便，人性化，强度高，使用寿命长，且维修方便。 II 目前行星齿轮都向着 大功率，大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 课题背景及开展研究 的意 义 课题背景 本文是根据 TYQ4190 型汽车已知参数和工作环境等已知条件所设计的轮边减速器。 减速器任务就是在满足传动速比，传动效率和传动强度的条件下，设计出结构简单，效率高，成本低，易加工，工艺性好的传动机构。 主要工作任务就是根据已知条件选择齿轮副的齿数和模数，并校核其齿轮副的齿面接触强度和齿根弯曲强度。 同时还要设计其连接件和其他的一些零配件，如连接用的花键，和支撑用的轴和轴承等。 还要考虑到固定用的挡圈和 连接螺。