ZF自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)【獨(dú)家課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含3張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】

ZF自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)

摘要：汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高、扭矩較小、轉(zhuǎn)速與扭矩變化范圍有限等特點(diǎn)，需要自動(dòng)變速器改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)外界環(huán)境的變化自動(dòng)切換到與之相匹配的檔位，因而得到廣泛使用。近些年來，自動(dòng)變速器的發(fā)展?fàn)顟B(tài)呈現(xiàn)出多檔位化的特點(diǎn)，自動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)換擋的關(guān)鍵部件是行星傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜，同時(shí)由于相關(guān)專利限制，對(duì)于自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)與分析的研究具有重要的工程實(shí)際價(jià)值。

設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容如下:

對(duì)自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)的介紹，對(duì)自動(dòng)變速器中行星齒輪機(jī)構(gòu)不同的組合方式進(jìn)行分類與整理，總結(jié)出構(gòu)造自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)的一些規(guī)則。

并且在行星排特性方程基礎(chǔ)之上，提出了如何優(yōu)選行星傳動(dòng)換擋方案

對(duì)東風(fēng)六速自動(dòng)變速器行星排的方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理利用已經(jīng)開發(fā)的軟件完成了六速自動(dòng)變速器行星排行星齒輪機(jī)構(gòu)、控制元件方案、換擋方案的設(shè)計(jì)。

對(duì)六速自動(dòng)變速器行星排強(qiáng)度進(jìn)行合理分析，齒輪靜態(tài)安全系數(shù)能夠得出結(jié)果，并且對(duì)行星排強(qiáng)度的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證;對(duì)設(shè)計(jì)的六速自動(dòng)變速器行星排嚙合特性進(jìn)行分析，得到各齒輪副嚙合印痕，驗(yàn)證行星排幾何修形量設(shè)計(jì)的合理性;并且詳細(xì)認(rèn)真剖析了六速自動(dòng)變速器行星排的傳動(dòng)效率和疲勞壽命。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；變速器；行星齒輪傳動(dòng)；行星排

ZF automatic transmission planetary row design

Abstract：In the automotive powertrain system, due to the engine have high speed, low torque,small  range  of  speed  and  torque  characteristics,  the  automotive  need  automatictransmission speed up and slow down,  according to the changes in the externalenvironment automatic switches to the matched shift, which are widely used. In order toimprove  the  performance  of  automatic  transmission,  which  has  multiple  shiftdevelopment trend,  planetary transmission  as  automatic transmission  key parts  isbecoming more and more complex, thus identiing a reliable, practical and systematicapproach to planetary transmission configuration,  design,  and analysis  have greatpractical value.

The main contents of the paper are as follows:

 Introduces the structure and working principle of automatic transmission,Through sorting different combinations of planetary gear, gain the rules of constructplanetary gear in automatic transmission

Coding the planetary transmission  of  automatic transmission,  established planetary transmission mathematics model, propose a method through design structure matrix and control matrix completed planetary transmission design.

Completed six-speed automatic transmission ratio design, using the structure matrix design module, and shift plan optimization module completed six-speed automatictrans mission conceptual design. 

Analysis  six-speed automatic transmission strength,  get gear static safety, validation the rationality of planet gear strength design. Analysis six-speed automatictransmission  meshing  characteristics, get the gear meshing prints,validation therationality of planet gear geometry  modification. Analysis  six-speed automatictransmission efficiency, fatigue life.

By connecting them in proper way , the transmission of five forward speed and one backward speed can be obtained . The vehicle auto transmission adpoting this derailleur is simple and concise in structure , multiple in grade of speed governing ,high in transmission efficiency ,smooth in gear shifting , and good in controlability.

Keywords：mechanical engineering , transmission , epicycle gear transmission , planet-row .

目  錄

摘要I

AbstractⅡ

1 緒論 1

1.1 變速器的分類 1

1.1.1 手動(dòng)變速器（MT） 1

1.1.2 自動(dòng)變速器（AT） 1

1.1.3 手動(dòng)—自動(dòng)變速器（AMT） 2

1.1.4 無級(jí)變速器 2

1.2 本論文的主要工作內(nèi)容 3

2 整體方案的研究與確定 4

2.1行星齒輪變速器的原理和功用 4

2.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 4

2.3 換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 5

2.4 基本工作原理 5

3 行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 8

4 行星排的設(shè)計(jì) 10

4.1 K1行星排的設(shè)計(jì) 11

4.1.1 齒數(shù)選擇 11

4.1.2 材料選擇及熱處理方法： 11

4.1.3齒輪2-3按接觸強(qiáng)度計(jì)算： 11

4.1.4 K1傳動(dòng)系主要尺寸： 11

4.1.5驗(yàn)算強(qiáng)度 12

4.1.6 齒輪抗彎強(qiáng)度校核 13

4.2 K2行星排的設(shè)計(jì) 13

4.2.1 齒數(shù)選擇： 13

4.2.2 材料選擇及熱處理方式： 13

4.2.3 a—c齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算 13

4.2.4驗(yàn)算相互接觸時(shí)的強(qiáng)度的值： 14

4.2.5 齒輪抗彎強(qiáng)度校核 15

4.3 K3行星排的設(shè)計(jì) 16

4.4星型結(jié)構(gòu)中三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16

4.4.1太陽輪的結(jié)構(gòu)： 16

4.4.2行星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： 16

5 軸和軸承的設(shè)計(jì) 18

5.1 軸的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) 18

5.2 軸承校核 21

6 主要零件的工藝設(shè)計(jì) 22

6.1太陽輪和行星輪的加工工藝 22

6.1.1工藝過程： 22

6.1.2 關(guān)鍵工序分析： 22

6.2 內(nèi)齒圈加工工藝 22

6.2.1 工藝工程： 22

6.2.2 工藝分析： 22

7 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

7.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

7.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

8 結(jié)論 26

參考文獻(xiàn) 27

致  謝 28

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I 摘要 ：汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高、扭矩較小、轉(zhuǎn)速與扭矩變化范圍有限等特點(diǎn)，需要自動(dòng)變速器改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)外界環(huán)境的變化自動(dòng)切換到與之相匹配的檔位，因而得到廣泛使用。 近些年來， 自動(dòng)變速器 的 發(fā)展 狀態(tài)呈現(xiàn)出多檔位化的特點(diǎn) ，自動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)換擋的關(guān)鍵部件 是行星傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜， 同時(shí)由于相關(guān)專利限制， 對(duì)于 自動(dòng)變速器行星 排 設(shè)計(jì)與分析 的 研究具有重要的工程實(shí)際價(jià)值。 設(shè)計(jì) 的主要研究?jī)?nèi)容如下 : 對(duì)自動(dòng)變速器 的 結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行 詳細(xì)的 介紹， 對(duì) 自動(dòng)變速器中行星齒輪機(jī)構(gòu)不同的 組合方式 進(jìn)行分類與整理 ， 總結(jié)出 構(gòu)造自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)的 一些 規(guī)則。 并且在 行星排特性方程 基礎(chǔ)之上 ，提出 了如何優(yōu)選 行星傳動(dòng)換擋方案 對(duì)東風(fēng)六速自動(dòng)變速器行星 排 的方案 進(jìn)行 優(yōu)化 設(shè)計(jì)， 合理利用已經(jīng) 開發(fā) 的 軟件完成 了六速自動(dòng)變速器行星 排 行星齒輪機(jī)構(gòu)、控制元件方案、換擋方案的設(shè)計(jì) 。 對(duì)六速自動(dòng)變速器行星 排 強(qiáng)度進(jìn)行 合理 分析 ， 齒輪靜態(tài)安全系數(shù) 能夠得出結(jié)果 ， 并且對(duì) 行星排強(qiáng)度 的 設(shè)計(jì) 進(jìn)行驗(yàn)證 ;對(duì)設(shè)計(jì)的六速自動(dòng)變速器行星 排 嚙合特性進(jìn)行分析，得到各齒輪副嚙合印痕，驗(yàn)證行星排幾何修形量設(shè)計(jì)的合理性 ;并且 詳細(xì)認(rèn)真 剖析了 六速自動(dòng)變速器行星 排 的 傳動(dòng)效率 和 疲勞壽命。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械工程；變速器；行星齒輪傳動(dòng)；行星排 F In to up to in to In a to of as of of of in a of of By in of be is in in of in in in 錄 摘要 .................................................................................................................................... .. .................................................................................................................................................Ⅱ 目錄 .................................................................................................................................................Ⅲ 1 緒論 ................................................................................................................................................ 1 速器的分類 ............................................................................................................................. 1 動(dòng)變速器（ ................................................................................................................ 1 動(dòng)變速器（ ................................................................................................................ 1 動(dòng) — 自動(dòng)變速器（ ................................................................................................. 2 級(jí)變速器 .............................................................................................................................. 2 論文的主要工作內(nèi)容 ............................................................................................................. 3 2 整體方案的研究與確定 ................................................................................................................ 4 ................................................................................................. 4 星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 ................................................................................................................. 4 檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 ................................................................................................................. 5 本工作原理 ............................................................................................................................. 5 3 行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 .................................................................................................... 8 4 行星排的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................. 10 1行星排的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 11 數(shù)選擇 ................................................................................................................................ 11 料選擇及熱處理方法： .................................................................................................... 11 輪 2接觸強(qiáng)度計(jì)算： ................................................................................................. 11 1 傳動(dòng)系主要尺寸： .......................................................................................................... 11 算強(qiáng)度 ................................................................................................................................ 12 輪抗彎強(qiáng)度校核 ................................................................................................................ 13 2行星排的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 13 數(shù)選擇： ............................................................................................................................ 13 材料選擇及熱處理方式： .................................................................................................... 13 a— c 齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算 ........................................................................................... 13 算相互接觸時(shí)的強(qiáng)度的值 ： ............................................................................................ 14 輪抗彎強(qiáng)度校核 ................................................................................................................ 15 3行星排的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 16 ................................................................................................... 16 陽輪的結(jié)構(gòu)： .................................................................................................................... 16 星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： .................................................................................................... 16 5 軸和軸承的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................... 18 的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) ....................................................................................................................... 18 承校核 ................................................................................................................................... 21 6 主要零件的工藝設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 22 ................................................................................................... 22 藝過程： ............................................................................................................................ 22 鍵工序分析： .................................................................................................................... 22 齒圈加工工藝 ....................................................................................................................... 22 藝工程： ............................................................................................................................ 22 藝分析： ............................................................................................................................ 22 7 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................................................................................................. 24 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 24 滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 24 8 結(jié)論 .............................................................................................................................................. 26 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 27 致 謝 ............................................................................................................................................... 28 1 1 緒論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是 動(dòng)變速器行星排的畢業(yè)設(shè)計(jì)，行星排的設(shè)計(jì)其實(shí)就是變速器設(shè)計(jì)。常見的有 手動(dòng) 和 自動(dòng)變速器 ，以及 手動(dòng) /自動(dòng)變速器 和 最新發(fā)明的 無級(jí)變速器。 速器的分類 動(dòng)變速器（ 手動(dòng)變速器 [1]（ 。在 自動(dòng)變速器出現(xiàn)之前 ， 所有的汽車 使用的 變速器 都是手動(dòng)的，其工作原理是通過各個(gè) 不同的齒輪 密切 配合 進(jìn)而 達(dá)到變速 的目的。大多數(shù)手動(dòng)擋的汽車都有 四擋或五擋 ，駕駛者 需要雙腳踩下離合，然后通過手對(duì)變速桿進(jìn)行撥動(dòng)，這時(shí)齒輪 嚙合 的 位置 會(huì)發(fā)生改變，帶動(dòng) 傳動(dòng)比發(fā)生改變，最終可以改變速度。為了換擋方便，這種類型的汽車一般都會(huì)帶有同步器，還可以達(dá)到降低噪音的效果。通常來說， 個(gè) 擋位 ，其中 包括 4 個(gè)前進(jìn)擋 和 1 個(gè)倒擋， 也 有 變速器是 6 擋位（見圖 手動(dòng)變速器與自動(dòng)變速器 優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 ： 優(yōu)點(diǎn)： 首先駕駛愛好者通過自己控制手動(dòng)變速器，可以獲得更多操控的愉悅感； 引擎煞車的效能 更 強(qiáng) ； 另外，手動(dòng)擋的汽車，在維修保養(yǎng)成本時(shí)更低，也相對(duì)省油，更實(shí)惠；而且如果 駕駛者 的 技術(shù) 很 好 ， 在加速 和 超車時(shí) ， 因?yàn)閭鬏斝氏鄬?duì)較高的原因 ，手動(dòng) 擋 的汽車 速度更快。 缺點(diǎn)： 在 開車時(shí) ， 手動(dòng) 擋 的汽車 需要不斷換擋，所以必須反復(fù) 控制離合器 ，顯然手動(dòng)擋操作更加復(fù)雜 麻煩。 尤其是 新手 司機(jī)開車時(shí)很容易熄火，上坡困難，并且操作有誤的話，還會(huì)弄壞 引擎跟變速箱。 動(dòng)變速器 [2]（ 自動(dòng)變速器（ 。自動(dòng)檔相對(duì)手動(dòng)擋操作更為簡(jiǎn)單，為了使 自動(dòng)變速器 變速，需要 根據(jù) 腳 踏板 的 高低以及 車速 的 大小，變換 行星齒輪機(jī)構(gòu) 。 自動(dòng)變速器 能夠自動(dòng)變速的原因是因?yàn)樵?自動(dòng)變速器中 有大大小小的 離合器，根據(jù)車速 不斷的 變化 ，不同的 離合器 可以 自動(dòng)分離或合閉， 最終實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)變速的 目標(biāo) 。 自動(dòng)變速器 的汽車在中檔車市場(chǎng)中所占比重很大，因?yàn)轳{駛 自動(dòng)變速器 的汽車，操控比較簡(jiǎn)單，駕駛較為輕松，可以很好的享受駕駛的樂趣。眾所周知，我國(guó)各大城市的 2 圖 檔變速器檔位 堵車現(xiàn)象是極為嚴(yán)重的，起步停步次數(shù)很多， 如果 駕駛 手動(dòng)變速器 的汽車 ， 就需要不斷 地掛檔摘檔， 相當(dāng)麻煩。但是如果使用自動(dòng)變速，反復(fù)換擋的問題便迎刃而解。對(duì)語自動(dòng)變速器汽車的普及，主要的問題還是路況，良好的路況可以完美展 自動(dòng)檔汽車的優(yōu) 點(diǎn) 。 動(dòng) — 自動(dòng)變速器（ 一種是享受駕駛快感的手動(dòng)擋，另一種是便利簡(jiǎn)單的自動(dòng)擋。這類汽車技術(shù)含量較高，配置全面，但是價(jià)格也很親民。均價(jià)差不多 10 萬左右，相當(dāng)實(shí)惠。 級(jí)變速器 [4] 近年來，隨著駕車用戶對(duì)汽車性能要求的提高，汽車產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，變速器的發(fā)展更是日新月異。荷蘭 先發(fā)明無級(jí)變速器，這是時(shí)代進(jìn)步人類創(chuàng)新的成果， 在任何轉(zhuǎn)速下 ，無級(jí)變速 都 可以 自動(dòng) 調(diào)整到 合適的傳動(dòng)比。 它 不是 用齒輪 來進(jìn)行 變速 ， 而是用兩個(gè)滑輪和一個(gè)鋼變速 。 這種創(chuàng)新的變速方法可以隨意 變化 傳動(dòng)比 ， 駕駛者完全不會(huì)有 突跳 的換擋 感覺 ， 而且 油門反應(yīng) 更快 、油耗 更低 。 3 論文的主要工作內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是 依據(jù) 東風(fēng)康明斯 動(dòng)機(jī) 展開 的，設(shè)計(jì)中所采用的相關(guān)數(shù)據(jù) 都 來源于此種車型。 東風(fēng)康明斯 動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)： 1） 發(fā)動(dòng)機(jī) 表 動(dòng)機(jī)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 工作轉(zhuǎn)速范圍 最大功率 /對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速 最大轉(zhuǎn)矩 /對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速 東風(fēng)康明斯0075100550100） 傳動(dòng)系傳動(dòng)比 表 位參數(shù) 1擋 2擋 3擋 4擋 5擋 6擋 分動(dòng)器 車橋主減速器 ） 傳動(dòng)軸材料 表 動(dòng)抽參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸 中后橋輸出軸 前橋輸入軸 中橋半軸 40000） 前后橋扭矩比 1: 5） 液力變矩器的變矩系數(shù) ） 驅(qū)動(dòng)形式 6） 總質(zhì)量 20噸 4 圖 風(fēng)康明斯卡車 5 2 整體方案的研究與確定 星齒輪變速器的原理和功用 五前一倒三行星排傳動(dòng)系統(tǒng) ，也稱為 行星齒輪變速器 。其結(jié)構(gòu)包括 行星齒輪和換檔操縱 兩個(gè) 機(jī)構(gòu)。換檔操縱實(shí)現(xiàn)檔位的變換。 星齒輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 行星齒輪機(jī)構(gòu)的類型：如 圖 排行星齒輪機(jī)構(gòu) 本 設(shè)計(jì) 中 采用 的是 三行星排 ，原因是 相比于 單排行星齒輪機(jī)構(gòu) ， 多排行星齒輪機(jī)構(gòu)（如圖 可以 得到 相對(duì) 更多的檔位。 因?yàn)樵S 多行星齒輪 在同時(shí) 工作， 并 且利用內(nèi)嚙合 的 方式，由于采用常嚙合傳動(dòng) ，可以不間斷 的提供動(dòng)力，所以在大小功率相同時(shí)，如果使用 行星齒輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)作 變速機(jī)構(gòu)，變速器的重量 以及尺寸會(huì)明顯 減少， 同時(shí)可以 實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)。 檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介 [7] 離合器（如圖 制動(dòng)器、和單向離合器 共同構(gòu)成 行星齒輪的換檔 機(jī)構(gòu)。 因?yàn)樵S 多行星齒輪 在同時(shí) 工作， 并 且利用內(nèi)嚙合 的 方式，由于采用常嚙合傳動(dòng) ，可以 不間斷 的提供動(dòng)力，所以在大小功率相同時(shí)，如果使用 行星齒輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)作 變速機(jī)構(gòu)，變速器的重量 以及尺寸會(huì)明顯 減少， 同時(shí)可以 實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)。 本工作原理 行星齒輪變速器 的不同檔位是通過結(jié)合 行星齒輪與操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu) 完成的 ，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩相同 時(shí) ，輸出 的 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 會(huì)因?yàn)?行星齒輪變速器檔位 的變換而 有所不同 。（如圖 6 圖 離合器 圖 理簡(jiǎn)圖 圖 理實(shí)物圖 7 圖 排行星齒輪機(jī)構(gòu) 8 3 行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 確定行星齒輪變速器傳動(dòng)比方案 ,如圖 示， 確定 總方案 前 仔細(xì) 分析 每個(gè) 傳動(dòng)比方案。 圖 動(dòng)比方案 傳動(dòng)比計(jì)算 9 311?Z 182?Z 293?Z 204?Z 235?Z 666?Z 607?Z 158?Z 309?Z 圖 計(jì)簡(jiǎn)圖 表 能表： 擋次 換擋執(zhí)行元件狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比 Φ1 Φ2 Φ3 Φ4 Φ5 1 O O O O O O O O O O 1 O O O 0 注： 擋次 1 的傳動(dòng)比： 46461 ? ， 111 446464 11H ?????， 21272279797 11H ??????故 )(1(794624 ????? 979 2 ? 擋次 2的傳動(dòng)比： 31311 ? ， 131131313 11H ?????7979 2 ? ， 272279797 11H ?????故 )(1(793123 ????? 的傳 動(dòng)比： 31311 ? ，131131313 11H ????? 10 161314646 ????? 2126272929797nn ???????? 聯(lián)立，得 3 15 0 91 20 0202 0123 ????的傳動(dòng)比： 7979 2 ? ， 2 ?????? H 擋次 5 的傳動(dòng)比： 即 00.1?i 倒擋 傳動(dòng)比： 6414646 ??? ， 2621262 19797 ??????? ，所以97126 ( 974624 ?????? 的傳動(dòng)比： 太陽輪、齒圈、行星架都不制動(dòng) 且 不 互相鎖定 時(shí) ， 它們彼此 都可以 自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 若 0?擋 ，此時(shí)， 輸入軸 轉(zhuǎn)動(dòng)不一定帶動(dòng)輸出軸 ，行星齒輪 便 不 會(huì)將 動(dòng)力 傳遍輸出軸 。 11 4 行星排的設(shè)計(jì) 1 行星排的設(shè)計(jì) 數(shù)選擇： 311?Z 182?Z 293?Z 07.2?i 料選擇及熱處理方法： 1. 齒輪 3 與 齒 輪 2：用 20滲 碳 后 淬 火 58— 62300? ， 00? 2. 齒輪 1： 35質(zhì)， 250— 280 齒輪 2接觸強(qiáng)度計(jì)算： 3 23)1(483 ??? ?? （ 4— 1） (1) 齒輪副配對(duì)材料對(duì)傳動(dòng)尺寸的影響系數(shù) 按表 2 1?E? (2) 計(jì)算 ?? (3) 按 K= K=4) 3 ???????? (5) 計(jì)算齒寬系數(shù))1(23 ?? ，因 75.0?d? ，取 6.0?d? 。 故 ? （ 6）計(jì)算 1 1 7 01 3 0 l i m ???? ? （ 7）初定中心距： 7 5 8 4 8 3 3 20 ??? ?????? （ 8）計(jì)算模數(shù)： 9 652)1(23' 0 ??? ???? uZ 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=3 9）中心距 918(232 32 ?????? ）（1 傳動(dòng)系主要尺寸： 1) 太陽輪 3的主要尺寸： 729333 ???? 12 ??? ?? 2) 行星輪 2的主要尺寸： 418322 ???? 3) 齒輪 1 的主要尺寸： 4 933133111 ?? ???? 算強(qiáng)度 (1) 圓柱齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式： ???? ???? 0（ 4— 2） 0H? ——— 計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值 ?????? ???（ 4— 3） （ 2）計(jì)算 F t 566087 3 ???? (3) 確定公式中的參數(shù)： 3 ??? H 7100060 )( 333 ??? ????? ?? ?? 由 K ； 得： K ； 查得： （ 4）確定參數(shù) ?Z ?Z 查得： Z ? Z Z （ 5）計(jì)算 H? 在 公式中 代入各數(shù)值 ，得： 又 170p ?? 故合格。 13 輪抗彎強(qiáng)度校核 （ 1）齒根應(yīng)力計(jì)算公式 [11]： ???? ???? 0 （ 4— 4） 式中： 0F? —— 齒根應(yīng)力的基本值 ?? ??? Y , Y , Y 代入公式得： 6 3 0 M P 0 M P 99.0 l i m ???? ? （ 2）驗(yàn)算： ， 故合格。 2 行星排的設(shè)計(jì) 數(shù)選擇： 3.4?i 20a?Z 23? 66b?Z 取 4?料選擇及熱處理方式： (1) 太陽輪與行星輪： 20碳后淬火 58— 62300? ， 00? （ 2）內(nèi)齒圈： 35質(zhì)， 250— 280 a— c 齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算 按（ 3— 1）公式：3 2 1)1(48 3 ?? ?? （ 1）影響系數(shù) E? 按表 2?E? （ 2） ?? （ 3） K=，取 K= 4） T 01 ?? ????? ?? （ 5）計(jì)算齒寬系數(shù)： (2 ?????? ?， 式中取 5.0?d? （ 6）計(jì)算 MP l i m ???? ?? （ 7）初定中心距： 14 7 04 6 8 3 320 ???????? （ 8）計(jì)算模數(shù) m am a 0 802)1(2' 0 ??? ????取標(biāo)準(zhǔn)值 ? （ 9）中心距： 6)2320(24)(2 ?????? (10) 太陽輪 0204 ???? ???? ? （ 11）行星輪 2234 ???? 5)540(5 ????? (12) 內(nèi)齒圈 64664 ???? 0?? 算相互接觸時(shí)的強(qiáng)度的值 ： （ 1）圓柱齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式為 （ 2）計(jì)算 F a 1 ????（ 3）確定參數(shù)： ?? 0100060 )( ?????? ?? ?? 由 K ； K 表 10得 區(qū)域系數(shù) Z ， ? ， 重合度系數(shù) Z 1??Z （ 4）代入公式 得 120?? 。 又 170?? 故合格。 15 輪抗彎強(qiáng)度校核 （ 1）齒根應(yīng)力計(jì)算公式為 對(duì)稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力 作用于 行星輪 c， 并且 行星輪 c 承載能力 相對(duì) 較低， 所以 應(yīng)該 按 照 該齒輪計(jì)算。 由 Y , Y , Y 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式 得 （ 2）驗(yàn)算： M l i m ???? ?? 故合格。 7. 齒輪強(qiáng)度的校核 為什么不再進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)算，是因?yàn)樵O(shè)計(jì)中的 輪 的 傳動(dòng) 是 內(nèi)嚙合齒輪， 所以它的 承 受 能力 范圍 高于外嚙合 的 傳動(dòng)。 3 行星排的設(shè)計(jì) 我們參照 模數(shù) m=4 607?Z 158?Z 309?Z ， 故： 4 060477 ???? ， 015488 ???? 2 0??? 9 ?? ， 5)560(8 ??? 097 ?? 8 小于 17， 變位 之后 。其變位系數(shù) 517 ???x。 型結(jié)構(gòu)中三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 陽輪的結(jié)構(gòu)： 倘若太陽輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候 ， 這時(shí)我們就要在上面的懸臂安裝一個(gè)簡(jiǎn)支或者另一個(gè)懸臂 。 但是在這次設(shè)計(jì)的時(shí)候 ， 因?yàn)?太陽輪尺寸 不能太大也不能太小 ， 于是 齒輪軸 就這樣誕生了 （如圖 16 圖 輪軸 星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： 在傳統(tǒng)的行星傳動(dòng)系統(tǒng)中行星輪和行星架式非常重要的零件，因而他的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜 [14]。 行星架的構(gòu)造其實(shí)有很多種，其中最常見的是 第一種 雙臂整體式、 第二種 雙臂分離式和 最后一種是 單臂式。 雙臂整體式行星 架的原理圖如圖所示，這個(gè)結(jié)構(gòu)的剛性非常不錯(cuò) （如圖 雙臂分離式行星 架的原理圖如圖所示，這個(gè)結(jié)構(gòu)的剛性就相對(duì)較差了 （如圖 單臂式行星架 的原理圖如圖所示 結(jié)構(gòu) 較為 簡(jiǎn)單， 相對(duì)于前兩個(gè)行星架，這個(gè)架構(gòu)的軸向尺寸就小很多了，安裝起來也方便很多，其結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。這個(gè)架構(gòu)的軸 （如圖 17 圖 雙臂整體式行星架 圖 雙臂分離式行星架 圖 單臂式行星架 18 5 軸和軸承的設(shè)計(jì) 的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) 已知： 00? （ 1）根據(jù)表 9取 45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）的 ][r? 及 0A ，取 5][ ?? ， 1100 ?A （ 2）圓周力 F a 2 1 96 187960 502 0 002 0 001 ?? ??????徑向力 r 799320t a a n 01 ???? ? （ 3） 我們按照強(qiáng)度條件計(jì)算的話，這時(shí)我們需要依據(jù)的是一根軸的受力情況 ： 0991 1 0 3300 ???? 軸 需要 可增 大 5%，之所以這樣，那是因?yàn)殒I連接著軸與連軸 即 m i n ???? （ 4） 為了校對(duì)軸的強(qiáng)度系數(shù)，我們需要按照彎曲的的扭合成理論 1) 水平支反力： A 112196121 ?????FF 46694 2112 1 96 12 ?????垂直支反力： A 83799322 ?????FF 1179931 ?????2） 計(jì)算彎矩 水平彎矩： ?????? 2 4 9 2 8 411 ?????? 垂直彎矩： ?????? 1 1 7 3 7 7 2 8 411 ?????? 3) 求合成彎矩 19 ?????? 22 12 11 ?????? 22 22 22 4) 求扭矩 T ?????????? 955298960 ? 02 5）求合成彎扭矩 因?yàn)樵谶@個(gè)軸的方向上是單一方向工作的， 因此 我們?cè)趹?yīng)力上應(yīng)該考慮脈動(dòng)和彎曲轉(zhuǎn)矩的影響 ，取 ，則 ??????? 431899)( 22212 1 ? ??? 1 8 3 56222 22 ）（ ? 6） 校對(duì)軸的強(qiáng)度的同時(shí)我們依據(jù)的理論是彎扭合成強(qiáng)度 校核剖面 M P 87 3 ??????根據(jù)表 9得 45號(hào)鋼的 1 ???，故合格。 7）應(yīng)力圖見圖 45) 軸的剛度校核： 階梯軸 ????? zi 4 11073.5?m)(444 ????????? ?取 m)( 0?? ，故合格。 （ 6）軸的設(shè)計(jì)如圖 420 圖 4的應(yīng)力圖 圖 4軸的設(shè)計(jì)圖 [17] 21 承校核 已知： ， 000? ， ，初選 6310型軸承。 這時(shí) ， 由表 9e=值法求得）。 由表 9載荷系數(shù) 2.1?。 所以 ???????? 驗(yàn)算軸承壽命： h 7 1 7 1) 9 86 1 8 0 0(96060 10)(6010 366 ???? ?按這樣算下來每天可以工作七小時(shí)到八個(gè)小時(shí)，每年需要工作 300 天計(jì)算的吧，這個(gè)軸承可以使用三年。 22 6 主要零件的工藝設(shè)計(jì) 陽輪和行星輪的加工工藝 藝過程： 這個(gè)工藝是一個(gè)很復(fù)雜的流程，需要經(jīng)過多道手續(xù)，第一步 鍛造 ， 然后 退火 ，進(jìn)而用粗車 進(jìn)行 預(yù)備熱處理（ 這就是所謂的 正火） ，第二部 半精車 進(jìn)行 粗滾齒 工藝 ， 倒角 工藝也是必要的， 第三步 熱處理 ，進(jìn)行 噴丸 ，將 磨內(nèi)孔及基準(zhǔn)端面 磨平 ，第四步 精滾齒 再把齒輪進(jìn)行 磨齒 ，最后 檢查鉗 和 倒棱 。 鍵工序分析： （ 1）滾齒及磨齒余量 如果太陽輪需要提高效率，磨砂齒輪的時(shí)候，一定要做早齒輪刀進(jìn)行精加工。 （ 2）噴丸 因?yàn)?抗彎疲勞強(qiáng)度 的原因， 硬齒面的承載能力 會(huì)有所限制 ， 所以必須 提高抗彎疲勞 的強(qiáng)度。 如何 提高抗彎疲勞 的強(qiáng)度？有兩種方法，一種方法是 噴丸處理 齒輪 ，使齒根圓角處的 表面 形成 較 為強(qiáng)大 的殘余壓應(yīng)力，另一 種方法是 壓平碾實(shí)加工刀痕 和 熱處理表面， 當(dāng)我們采用以上兩種方法時(shí)，這樣就可以增加使用壽命，使齒輪更不易彎曲 。 齒圈加工工藝 藝工程： 這是一道經(jīng)歷過七個(gè)重要流程第一步 鍛造 ， 第二步 退火 ， 第三步 粗車 ， 第四步