发布时间 : 星期二 文章金盼锋毕业论文-TYQ4190型汽车轮边减速器的设计更新完毕开始阅读ef217b51ba68a98271fe910ef12d2af90342a868
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1-1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7、行星齿轮4、行星架5转给轮毂而驱动车轮旋转[3]。
1.1.2国内外发展现状和发展前景
1.1.2.1 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（JB1799-76）、NGW-Z型（JB3722-84）、NGW-S型（JB3723-84）和NGW-L型（JB3424-84）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]。
1.1.2.2 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。
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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。
1.2课题背景及开展研究的意义
1.2.1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栓等。在设计的同时，还要考虑其装配条件，如装配顺序，装配基准和公差等。当然，还要了解一下目前我国的轮边减速器发展状况，已考虑其细节问题，可以达到与市场结合。
根据陕西同力重工有限公司的市场调查表明我国非公用车的工作环境普遍为车辆行驶路面工程道路，路面松软，硬实度差，道路阻力大，道路附着系数小。且运营环境的空气质量也很差，扬尘浓度很高，对作业工人的身体伤害很大，还有就是承载运输量大，作业强度高[5]。
纵观国内减速器的发展现状，我们在保持行业的可持续发展，技术创新的同时，应当看我我们存在的问题。要采取积极地应对方案力争在较短时间内能有所进展。目前，我国该行业存在的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次、缺乏有国际影响力的产品品牌、行业整体散、乱情况依然较为严重。因此，我国的发展之路仍是任重道远。
1.2.2研究的意义
传动系统通常由变速装置，起停和换向装置，制动装置及安全保护装置等基本部分组成。变速装置是传动系统中很重要的组成部分，它的设计的好坏直接关系到传动效率，燃油消耗率，汽车的使用寿命，甚至能否启动。而轮边减速器是传动系统的最后一部分，它起到了减速增扭和改变传动方向的作用，直接将动力传输到轮胎上，因此轮边减速器的设计也至关重要。尤其是大型非公用车，由于空间限制，必须将更多的传动比分配到驱动桥上，因此轮边减速器可以大大的改善整车的结构和性能。
一般说来，轮边减速器的设计应该满足以下要求：
保证汽车在各种使用工况下对速比的变化要求，这一速度变化应从零到最高车速。在发动机旋转方向不变的情况下，可获得倒档行驶。汽车在转弯的时候，能差速，保证转弯正常。
保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。为了使变速器，分动器，传动轴等总成不致因承受过大扭矩而使它们尺寸过大，重量过重，应将其传动比以尽可能的比率分配给驱动桥，采用较大的传动比，使其达到所需要的减速要求[22]。 轮边减速器设计的主要任务是：
从各方面考虑，选择合适的尺寸，提出整体设计方案。
各零部件合理布置，对其强度，刚度，寿命进行校核，使其结构合理，性能优良。 满足传动比条件，同心条件，装配条件和邻接条件。
II
对于两级或多级定轴齿轮传动减速器，传动比分配的原则如下: 使各级齿轮传动的承载能力相接近
使各级齿轮传动中的大齿轮浸油深度大致相等，以实现油池润滑 使减速器获得最小外形尺寸和重量
轮边减速器作为传动系的最后一个环节,他承载着最大的扭矩,他的强度和结构合理与否直接影响着整车的性能,因此轮边减速器的设计至关重要。我所设计的轮边减速器结构简单,体积小巧,质量轻便,使用和更换都很方便,对于提高整车的速比,减轻质量,较小燃油消耗率等方面都起了很大的作用。
1.3主要研究内容
本课题主要根据TYQ4190车辆结构及性能要求，完成轮边减速器的设计； 设计内容主要包括：
轮边减速器结构形式的选择： 轮边减速器齿轮基本参数的选择； 轮边减速器主要尺寸的计算；
轮边减速器主要配合及紧固件设计； 绘制轮边减速器三维模型。
2齿轮传动的参数设计计算
2.1已知条件
轴距3400mm；整备质量:7000kg；总质量：19000kg；最高车速：98km/h.； 最大爬坡度：30%；发动机最大功率：196/2200kw/rpm； 最大扭矩/转速：1100/1300-1600Nm/rpm； 轮胎尺寸
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规格 新胎充气后 断面宽度 外直径 1125 1135 轮胎最大使用尺寸 断面宽度 337 外直径 一般花纹 加深花纹 1125 1135 一般花纹 加深花纹 12.00R20 315 轮辋8.5-20：中心孔直径：281 螺孔直径：16 螺孔对称直径：335
2.2设计计算
2.2.1分配传动比
主减速比对于主减速器的结构形式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。i0的选择应在汽车总体设计时和传动系统总传动比it一起由整车动力计算来确定。可利用发动机在不同i0下的功率平衡图来研究i0对汽车动力性的影响。通过优化设计，对发动机与传动系统参数作最佳匹配的方法来选择i0值，可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。
所选择的i0值应能保证汽车能达到设计要求的最高车速vamax，在给定发动机最大功率及其np的情况下，。这时i0值应按下式来确定：
i0?0.377式中rr------车轮的滚动半径，m;
igh-----变速器的最高档传动比。 将已知的汽车参数带入得到
rnipvamaxigh
普通双级主减速器的第一级的减速比i01比第二级的减速比i02稍小些，通常i02/i01=1.4-2.0，轮边减
速器作为双级主减速器的第二级，参考同类车型并考虑尽量发挥轮边减速器的优点，选取较大的轮边减速比。所以在分配减速比时选择如下：
i0?1.5 iLB?3.15
2.2.2选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图
行星轮式减速器类型很多，按其基本构件代号可分为2Z-X、3Z和Z-X-F三大类(其中Z—中心轮)。其他各种复杂的周转轮系，大抵可以看成这三类轮系的联合货组合机构。按传动机构中齿轮的啮合方式、又可分为许多传动形式，如NGW型、 NW型、 NN型、WW型、ZUWGW型、 NGWN型、 N型等（其中N—内啮合，W—外啮合，G—公用齿轮，ZU—锥齿轮）。其传动类型与传动特点如表2-1[2]。
表2-1传动类型与传动特点
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