180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　全日制普通本科生畢業(yè)論文</p><p>　　180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì)</p><p>　　The Design on the Overall Walking Device and Reducer of the 180 Hydraulic Excavator</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b>&l

2、t;/p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師及職稱： </b></p><p><b>　　學(xué) 部： </b></p><p>

3、;　　提交日期：2012年5月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞1</b></p><p><b>　　1 前言 2</b></p><p

4、>　　第一章 緒論2</p><p>　　1.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用2</p><p>　　1.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型3</p><p>　　1.2.1 液壓挖掘機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)3</p><p>　　1.4 課題設(shè)計(jì)的目的和意義4</p><p>　　1.5 本設(shè)計(jì)

5、所要完成的主要任務(wù)4</p><p>　　第二章 減速器的方案設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 減速器的功用及分類5</p><p>　　2.2 減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定 6</p><p>　　2.2.1 減速器方案的選擇7</p><p>　　2.2.2 行星減速器傳動(dòng)方案的選定8&

6、lt;/p><p>　　2.2.3 減速器傳動(dòng)比的分配8</p><p>　　2.2.4 傳動(dòng)比公式推導(dǎo)8</p><p>　　2.3 行星減速器齒輪配齒與計(jì)算9</p><p>　　2.3.1 行星排齒輪的配齒9</p><p>　　2.3.2 行星齒輪模數(shù)計(jì)算與確定10</p><

7、;p>　　2.4 嚙合參數(shù)計(jì)算11</p><p>　　2.5 變位系數(shù)選取12</p><p>　　2.6 各行星齒輪幾何尺寸計(jì)算13</p><p>　　2.6.1 第Ⅰ排行星齒輪的幾何尺寸13</p><p>　　2.6.2 第Ⅱ排行星輪的幾何尺寸16</p><p>　　2.7 各

8、行星齒輪強(qiáng)度校核19</p><p>　　2.7.1 太陽(yáng)輪和行星輪接觸疲勞強(qiáng)度校核19</p><p>　　2.7.2 太陽(yáng)輪和行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核21</p><p>　　2.7.3 內(nèi)齒輪材料選擇22</p><p>　　第三章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)

9、計(jì)算23</p><p>　　3.2 傳遞連接24</p><p>　　3.3 軸承選用與校核與其他附件說明24</p><p>　　3.3.1 軸承選用與校核24</p><p>　　3.3.2 其他附件說明26</p><p>　　第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié)26</p><p&g

10、t;<b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　附 錄28</b></p><p>　　180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 生： 周 江</p><p>

11、;<b>　　指導(dǎo)老師： 魏剛</b></p><p>　　(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128)</p><p>　　摘 要：本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：行星減速器及零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零件強(qiáng)度校核；繪制零、部件圖和總裝配圖，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：方案設(shè)計(jì)中提出多種方案，從可靠性、可實(shí)現(xiàn)性、綜合性能等進(jìn)行方案比較，選擇方案。技術(shù)設(shè)計(jì)

12、中應(yīng)考慮總體配置合理、安全；選材、加工方法和技術(shù)條件可行；制圖正確、標(biāo)注齊全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。充分注意整機(jī)各子系統(tǒng)之間的相關(guān)性，力求整機(jī)性能的一致性和最優(yōu)化性。 關(guān)鍵詞：液壓挖掘機(jī)；行星減速器；強(qiáng)度校核</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Author:Zhou Jiang</p><p>　　Tutor:

13、Wei Gang</p><p>　　(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)</p><p>　　Abstract:The design of the main features are: design in a variety of programme

14、s, from the reliability, can be realized, such as comprehensive performance programme, the options. Technical design should be considered in the overall allocation of reasonable safety; selection, processing methods and

15、technical conditions feasible; correct mapping, tagging complete with national standards.full attention to the relationship between the various subsystems, to the consistency and performance optimizatio</p><p&

16、gt;<b>　　前言</b></p><p>　　液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反映了一個(gè)國(guó)家施工機(jī)械化的水平。</p><p>　　液壓挖掘機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是提供動(dòng)力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤?/p>

17、能傳送給油缸、馬達(dá)等，再傳動(dòng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對(duì)車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤是組成整體的主要部分，行走機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能，因此著力研究液壓挖掘機(jī)的底盤具有十分重要的意義。</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>

18、　　1.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用</p><p>　　液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切割刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。</p><p>　　液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都

19、有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。</p><p>　　在建筑工程中，可用來挖掘基坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場(chǎng)地等。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。</p><p>　　在水利中，可用來開挖水庫(kù)、運(yùn)河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。</p><p>　　在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘

20、土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝。</p><p>　　在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道溝等。</p><p>　　在露天采礦場(chǎng)上，可用來剝離表土、采掘礦石或煤，也可用來進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。</p><p>　　在軍事工程中，可用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。</p><p>　　所

21、以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)容量為1.0 的液壓挖掘機(jī)挖掘Ⅰ~Ⅳ級(jí)土壤時(shí)。每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于300~400和工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。</p><p>　　1.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型<

22、;/p><p>　　1.2.1 液壓挖掘機(jī)的基本類型及主要特點(diǎn)</p><p>　　液壓挖掘機(jī)的種類繁多，可以從不同角度對(duì)其來寫進(jìn)行劃分。</p><p>　　根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)傳動(dòng)來寫劃分</p><p>　　根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)是否全部采用液壓傳動(dòng)，分為全液壓傳動(dòng)和非全液壓（或稱半液壓）傳動(dòng)兩種。如圖1.1和圖1.2所示為某小型和中型

23、液壓挖掘機(jī)。</p><p>　　圖1.1 小型全液壓挖掘機(jī) 圖1.2 中型全液壓挖掘機(jī)</p><p>　　Figure 1.1 small hydraulic excavator Figure 1.2 medium full hydraulic excavator</p><p>　?。?）根據(jù)行

24、走機(jī)構(gòu)的類型劃分</p><p>　　根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的不同，液壓挖掘機(jī)可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式和拖式。</p><p><b>　　根據(jù)工作裝置劃分</b></p><p>　　根據(jù)工作裝置結(jié)構(gòu)不同，可分為鉸鏈?zhǔn)胶蜕炜s臂式挖掘機(jī)，鉸鏈?zhǔn)焦ぷ餮b置應(yīng)用較為普遍。 這種挖掘機(jī)的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)來完成作業(yè)。伸縮臂式挖掘機(jī)的動(dòng)臂由主臂

25、及伸縮臂組成，伸縮臂可在主臂內(nèi)伸縮，還可以變幅。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進(jìn)行平整和清理作業(yè)，尤其是休整溝坡。</p><p>　　1.3 課題設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　液壓挖掘機(jī)在工業(yè)與民用建筑、道路建設(shè)、農(nóng)田水力、油田礦山、市政工程、機(jī)場(chǎng)港口等部門土石方施工中，占有重要位置。并反映了這些部門施工機(jī)械化水平。該課題結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。對(duì)履

26、帶式液壓挖掘機(jī)底盤作較深入的分析研究。根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，完成挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體及減速器設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們進(jìn)一步鞏固、加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化；培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、獨(dú)立工作和綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)分析與解決實(shí)際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)我們獨(dú)立獲取新知識(shí)的能力；培養(yǎng)我們?cè)诜桨冈O(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、文字表達(dá)、文獻(xiàn)查閱、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工具書使用等方面的基本工作實(shí)踐能

27、力；使我們樹立具有符合國(guó)情和生產(chǎn)實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、勇于創(chuàng)新、善于與他人合作的工作作風(fēng)。</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)所要完成的主要任務(wù)</p><p>　　1.減速器的功用及分類；</p><p>　　2.減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定；</p><p>　　3.行星減速器齒輪配

28、齒與計(jì)算；</p><p>　　4.減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；</p><p>　　5.軸承選用與校核與其他附件說明；</p><p>　　6.所有零、部件設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制零、部件圖。</p><p>　　第二章 減速器的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　180型液壓挖掘機(jī)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。減速器是應(yīng)用于原動(dòng)

29、機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)裝置。減速器的主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，以便帶動(dòng)大扭矩的機(jī)械。由于其結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代工程機(jī)器中應(yīng)用很廣。</p><p>　　2.1 減速器的功用及分類</p><p>　　減速器的作用有以下幾點(diǎn)：</p><p>　?、?增扭減速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增大扭矩；</p>

30、<p>　　② 變扭變速，工程機(jī)械作業(yè)時(shí)，牽引阻力變化范圍大，而內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的變化范圍不大，即使用液力機(jī)械式傳動(dòng)，采用了液力變矩器也不能滿足要求，因此必須通過變換變速箱排檔以改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，改變工程機(jī)械的牽引力和運(yùn)行速度，以適應(yīng)阻力的變化；</p><p>　?、?實(shí)現(xiàn)空檔，以利于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)在不熄火的情況下停車。</p><p>　　減速器的分類按其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特

31、點(diǎn)可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、行星齒輪減速器四大類。下面對(duì)以上四種減速器的特點(diǎn)及用途作簡(jiǎn)要說明：</p><p>　?、?圓柱齒輪減速器：當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器，大于8時(shí)，最好選用兩級(jí)（i=8~40）和兩級(jí)以上（i>40）的減速器。兩級(jí)和兩級(jí)以上的圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置型式有展開式、分流式和同軸式等到數(shù)種。它是</p><p>　　圖2.

32、1圓柱齒輪減速器</p><p>　　Figure 2.1 cylindrical gear reducer</p><p>　　所有減速器中應(yīng)用最廣的，它傳遞功率的范圍可從很小至40000KW，圓周速度也可以從很低至60~70m/s，有的甚至于高達(dá)140m/s。其結(jié)構(gòu)如圖2.1示。</p><p>　　② 圓錐齒輪減速器：它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。

33、因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，且由于圓錐齒輪的精加工比較困難，允許的圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器那么廣。其結(jié)構(gòu)如圖2.2示。</p><p>　　③ 蝸桿減速器：主要用于傳動(dòng)比較大（i>10）的場(chǎng)合。當(dāng)傳動(dòng)比較大時(shí)，其傳動(dòng)結(jié)</p><p>　　圖2.2 圓錐齒輪減速器 圖2.3蝸桿減速器<

34、/p><p>　　Figure 2.2 tapered gear reducer Figure 2.3 worm reducer</p><p>　　構(gòu)緊湊，輪廓尺寸小。由于蝸桿傳動(dòng)效率較低，所以蝸桿減速器不宜在長(zhǎng)期連續(xù)使用的動(dòng)力傳遞中應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同的形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式，在嚙合

35、處能得到良好的潤(rùn)滑和冷卻。但蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，為避免攪油太甚， 發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。其結(jié)構(gòu)如圖2.3示。 </p><p>　?、?行星減速器：行星減速器的最大特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比范圍廣，其 圖2.4 行星減速器</p><p>　　傳動(dòng)效率可從10w到5000

36、0kw，體積和重量比普通齒輪減速器、蝸桿減速器小得多。其結(jié)構(gòu)如圖2.4示。 </p><p>　　2.2 減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定 </p><p>　　2.2.1 減速器方案的選擇</p><p>　　行星齒輪減速器與普通齒輪減速器相比，前者具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，已成為世

37、界各國(guó)機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)。行星齒輪減速器的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　?、?體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率大、承載能力高；</p><p>　?、?傳動(dòng)效率高，工作可靠。行星齒輪傳動(dòng)由于采用了對(duì)稱的分流傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使作用中心輪和行星架等主要軸承上的作用力互相平衡，有利于提高傳動(dòng)效率；</p><p>　?、蹅鲃?dòng)比大。適當(dāng)選擇傳動(dòng)類型和齒輪數(shù)，便可利用少數(shù)幾個(gè)

38、齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比；</p><p>　　④運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)能力強(qiáng)。由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可以使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相互平衡；</p><p>　　因此，綜合考慮四種減速器的各特點(diǎn)和適用范圍，本次設(shè)計(jì)選用減速器為行星齒輪減速器。 </p><p>　　2.2.2 行星減速器傳動(dòng)方案的選定</p>&

39、lt;p>　　行星減速器的傳動(dòng)形式有很多種，以下對(duì)最為典型的三種傳動(dòng)形式作簡(jiǎn)要說明：</p><p>　　高速馬達(dá)和定軸行星混合式行走減速機(jī)構(gòu)</p><p>　　此種傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用定量的柱塞式、葉片式或齒輪式高速液壓馬達(dá)，行走液壓系統(tǒng)壓力一般采用中壓，而馬達(dá)的轉(zhuǎn)速較高，最高時(shí)可以達(dá)到3000r/min。所以要求齒輪減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比也比較大。這種傳動(dòng)方式的部件通用化程度比較高，便于

40、安裝、使用和維修，但是軸向和徑向尺寸均較大，對(duì)中小型液壓挖掘機(jī)的最小軸距和最小離地間隙都有一定的限制。</p><p>　　低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)和一級(jí)定軸齒輪減速機(jī)構(gòu)</p><p>　　一級(jí)定軸齒輪減速器安裝在履帶架上，大齒輪和驅(qū)動(dòng)輪裝在同一軸上，小齒輪和行走馬達(dá)裝在同一軸上。這種方案的缺點(diǎn)是馬達(dá)的徑向尺寸大，低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的成本較高，使用壽命也低于高速馬達(dá)，在中小型液壓挖掘機(jī)上的使用也愛到了

41、限制。</p><p>　　斜盤式軸向柱塞馬達(dá)和雙行星排減速機(jī)構(gòu)</p><p>　　此機(jī)構(gòu)析液壓系統(tǒng)壓力可以高達(dá)300MPa以上，馬達(dá)轉(zhuǎn)速一般在2200 r/min以內(nèi)，雙行星排具有較大的傳動(dòng)比，省去了定軸齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于專業(yè)化批量生產(chǎn)。其中共齒圈式雙行星排的結(jié)構(gòu)有以下幾種，如圖2.5。</p><p>　　比較上述三種典型方案：a圖為齒圈輸出帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪

42、，輸出穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較緊湊，布局合理，同時(shí)也能獲得較大的圖為行星架輸出，傳動(dòng)比、效率也較高；b圖齒圈固定，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。因此本設(shè)計(jì)選擇a圖結(jié)構(gòu)為減速器的傳動(dòng)方案。</p><p>　?。╝）軸固定行星減速器 （b）齒圈固定行星減速器</p><p>　　圖2.5 行星減速器</p><p>　　Figure 2.5 a planetary red

43、ucer</p><p>　　2.2.3 減速器傳動(dòng)比的分配    由于單級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比最大不超過10，當(dāng)總傳動(dòng)比要求超過此值時(shí)，應(yīng)采用二級(jí)或多級(jí)減速器。此時(shí)就應(yīng)考慮各級(jí)傳動(dòng)比的合理分配問題，否則將影響到減速器外形尺寸的大小、承載能力能否充分發(fā)揮等。根據(jù)使用要求的不同，可按下列原則分配傳動(dòng)比： (1)使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近于相等； (2)使減速器的外廓

44、尺寸和質(zhì)量最??； (3)使傳動(dòng)具有最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； (4)使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等。</p><p>　　2.2.4 傳動(dòng)比公式推導(dǎo)</p><p>　　對(duì)于a圖的傳動(dòng)公式推導(dǎo)如下：運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：</p><p><b>　　（2.1）</b></p><p><b>　?。?.2

45、）</b></p><p>　　式中：為對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；</p><p>　　為對(duì)應(yīng)的齒輪圈轉(zhuǎn)速；</p><p>　　為對(duì)應(yīng)的行星架轉(zhuǎn)速。</p><p>　　為特性參數(shù)，為對(duì)應(yīng)的齒圈與太陽(yáng)輪齒數(shù)之比（下同）</p><p><b>　　連接方程為：</b></p>

46、<p><b>　　0</b></p><p>　　將連接方程代入運(yùn)動(dòng)方程，解得傳動(dòng)比i為：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　?。?.16）</b></p><p><b>　　=</b></p&g

47、t;<p><b>　　7156.32</b></p><p>　　所以太陽(yáng)輪接觸應(yīng)力和之配對(duì)的行星輪的接觸應(yīng)力為：</p><p><b>　　（2.17）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　1321.5Mpa

48、</b></p><p>　?、?許用接觸應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　本挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)工作時(shí)間為10年，每年按照365天計(jì)算，每天工作8小時(shí)，則工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N為：</p><p>　　N=60n （2.18）</p><p>　　=6014701103658</p&g

49、t;<p><b>　　2.6次</b></p><p>　　式中： n為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速，按照液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速計(jì)算：</p><p>　　j齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)：</p><p>　　為總工作時(shí)間，以小時(shí)計(jì)算。</p><p>　　由圖10-和圖10-查取壽命系數(shù)得：==0.9，取接觸疲勞強(qiáng)度安

50、全系數(shù)=1，彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)=1.3，查圖10-和圖10-取齒輪的接觸疲勞極限=1500，彎曲疲勞強(qiáng)度極限=750。則太陽(yáng)輪的許用接觸應(yīng)力[]為：</p><p>　　[]= （2.19）</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1350</b>

51、;</p><p>　　經(jīng)計(jì)算與太陽(yáng)輪配對(duì)的行星輪，由圖10-和圖10-查取壽命系數(shù)得；==0.94.則由（4.19）式計(jì)算得其許用接觸應(yīng)力[]=1410顯然[]>[]，故以[]值代入計(jì)算。由上述計(jì)算得：因?yàn)?<[]，故滿足接觸疲勞強(qiáng)度要求。</p><p>　　2.7.2 太陽(yáng)輪和行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核</p><p>　　根據(jù)（1）中計(jì)算查取結(jié)果，

52、太陽(yáng)輪的許用彎曲強(qiáng)度[]為：</p><p>　　[]= （2.20）</p><p>　　由式（4.20）得與太陽(yáng)輪配對(duì)的行星輪的許用彎曲強(qiáng)度[]為：</p><p><b>　　[]=</b></p><p>　　由圖14-1-查取太陽(yáng)輪齒形系數(shù)=2.57，行星輪

53、齒形系數(shù)=3.3。由圖14-1-查取太陽(yáng)輪應(yīng)力修正系數(shù)=1.63 ，行星輪應(yīng)力修正系數(shù)=1.46，它們的計(jì)算載荷由公式：</p><p><b>　　（2.21）</b></p><p>　　得=2.7，取行星齒輪寬為36。經(jīng)計(jì)算123.95，112.56，因?yàn)?gt;，所以將后者代入計(jì)算。下面將彎曲強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)：</p><p><b&

54、gt;　?。?.22）</b></p><p><b>　　對(duì)于太陽(yáng)輪：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　84.01</b></p><p>　　滿足彎曲強(qiáng)度條件。對(duì)于行星輪：</p><p>&l

55、t;b>　　=</b></p><p><b>　　107.34</b></p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p>　　2.7.3 內(nèi)齒輪材料選擇</p><p>　　下面根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算來確定內(nèi)齒輪材料，取最小安全系數(shù)=1由公式：</p>

56、;<p><b>　　(2.23)</b></p><p>　　式中：為節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查圖14-1-取=2.51；</p><p>　　為彈性系數(shù)，查表14-1-取彈性系數(shù)=189.8；</p><p>　　為重合度系數(shù)，查圖14-1-取=0.82；</p><p>　　為螺旋角系數(shù)，查圖14-1-取1；&

57、lt;/p><p>　　為接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，查圖14-1-取=0.9；</p><p>　　為潤(rùn)滑劑系數(shù)，查圖14-1-取=1；</p><p>　　為速度系數(shù)，查圖14-1-取=0.96；</p><p>　　為粗糙度系數(shù)，查圖14-1-取=0.95；</p><p>　　為工作硬化系數(shù)，查圖14-1-取=1.2；

58、</p><p>　　為尺寸系數(shù)，查圖14-1-取=0.8；</p><p><b>　　為齒圈分度圓直徑。</b></p><p>　　內(nèi)齒圈所傳遞的扭矩為：</p><p>　　= （2.24）</p><p><b>　　

59、=</b></p><p><b>　　7785.12</b></p><p>　　式中為驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩，則其所傳遞的載荷為：</p><p><b>　?。?.25）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b&

60、gt;　　39923.69N</b></p><p>　　齒數(shù)比u=81/342.364，取齒寬b=44mm。將上述參數(shù)代入（4.23）式計(jì)算得416.80。根據(jù)，選用42Mo，調(diào)質(zhì)硬度209269HB。一般其彎曲強(qiáng)度皆可滿足設(shè)計(jì)要求，這里不再校核。</p><p>　　與第Ⅰ行星排校核計(jì)算一樣，對(duì)于第Ⅱ排的各齒輪接觸疲勞和彎曲疲勞強(qiáng)度校核，經(jīng)檢驗(yàn)，其均滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。<

61、;/p><p>　　第三章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于太陽(yáng)輪Ｉ的尺寸較小，從強(qiáng)度方面考慮將其做成齒輪軸形式，材料為200CrMnTi。經(jīng)力學(xué)分析，該軸只在扭轉(zhuǎn)情況下工作，故按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估計(jì)軸頸：</p><p><b>　　（3.1）</b></

62、p><p>　　式中：為系數(shù)值，查表15-取=100（范圍：98100.7)；</p><p>　　為軸傳遞功率，KW（取液壓馬達(dá)輸出功率）；</p><p><b>　　為軸的轉(zhuǎn)速。</b></p><p>　　將上述已知參數(shù)帶入（3.1）式計(jì)算得35.93，考慮到其將由花鍵套與制動(dòng)器輸出軸連接，故取軸頸=40，由公式：&

63、lt;/p><p><b>　　(3.2)</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=36.51</b></p><p>　　式中：為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；</p><p>　　為該軸所傳遞的扭矩，取太陽(yáng)輪輸入力矩值；</p&

64、gt;<p>　　為軸的抗扭截面系數(shù)。</p><p>　　顯然<[]=4552,滿足要求。該軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)件附件其零件圖。</p><p><b>　　3.2 傳遞連接</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用雙壁整體式行星架，行星架Ｉ與太陽(yáng)輪采用漸開線花鍵連接。齒圈和殼體采用螺釘固定鏈接。動(dòng)力傳遞過程為：動(dòng)力經(jīng)由液壓馬達(dá)傳

65、到制動(dòng)器。制動(dòng)器輸出軸與齒輪軸采用漸開線花鍵套連接，齒輪軸另一端由鋼球頂住，防止其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸向穿動(dòng)，動(dòng)力由制動(dòng)器傳遞給齒輪軸。太陽(yáng)輪Ｉ將動(dòng)力傳給行星輪Ｉ，在此動(dòng)力分流：一部分直接通過和齒圈嚙合將動(dòng)力傳遞給齒圈然后由齒圈和殼體等傳給驅(qū)動(dòng)輪；另一部分動(dòng)力則由行星架Ｉ傳遞給太陽(yáng)輪。太陽(yáng)輪和行星輪嚙合傳動(dòng)，動(dòng)力經(jīng)由此到達(dá)齒圈再通過殼體到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪。</p><p>　　另外幾處的連接：行星架和齒圈支架的連接采用漸開線花鍵連接

66、；齒圈支架和制動(dòng)器的連接采用螺釘連接；殼體與制動(dòng)器和液壓馬達(dá)的連接采用滾動(dòng)軸承連接和浮動(dòng)油封密封；殼體與驅(qū)動(dòng)輪采用螺栓連接；太陽(yáng)輪與滾針軸承連接，滾針軸承套在齒輪軸上從而齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)并不直接影響太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　3.3 軸承選用與校核與其他附件說明</p><p>　　3.3.1 軸承選用與校核</p><p>　　行星輪Ｉ用軸承、銷套和螺栓連接在

67、行星架Ｉ上，根據(jù)載荷性質(zhì)查表5-選用圓錐滾子軸承30205，其基本動(dòng)載荷=32.2.下面進(jìn)行其強(qiáng)度校核：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　式中：為當(dāng)量動(dòng)載荷；</p><p>　　為溫度系數(shù)，取=1；</p><p>　　為計(jì)算指數(shù)，對(duì)于滾子軸承=；</p><p&

68、gt;<b>　　為軸承的轉(zhuǎn)速；</b></p><p>　　為軸承預(yù)期使用壽命。</p><p>　　下面對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算選?。?lt;/p><p>　　①由于是直齒圓齒輪嚙合傳動(dòng)，軸承裝在銷套上面。故其受的軸向載荷較小，忽略計(jì)算，根據(jù)表13-查取載荷系數(shù)=1.5，則當(dāng)量動(dòng)載荷為：</p><p><b>　　

69、（3.4）</b></p><p>　　式中根據(jù)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)徑向力進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中：為嚙合角，經(jīng)第四章計(jì)算知=。</p><p>　　由前章（3.16）式知圓周力=7156.32，所以=2604.69，軸向力=0。X、Y分別為徑向和軸向動(dòng)載

70、荷系數(shù)，由表13-查取X =1,Y =0。從而 =1.52604.69=3907.035。</p><p>　?、谳S承的轉(zhuǎn)速近似取行星輪Ｉ的轉(zhuǎn)速</p><p>　　= （3.6）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=568.

71、52r/min</p><p>　?、郯凑涨罢?.7.1，=103658=29200,將得到的已知參數(shù)帶入（3.3）式：</p><p><b>　　31.00KN</b></p><p>　　，故滿足設(shè)計(jì)要求。按照相同的方法，第二排行星輪處的軸承選用圓錐滾子軸承30206，經(jīng)檢驗(yàn)滿足要求。</p><p>　　3.3.

72、2 其他附件說明</p><p>　　減速器的潤(rùn)滑采用飛濺潤(rùn)滑，為防止漏油，在所需處設(shè)置的密封圈或者擋油環(huán)。在裝配所需要防止零部件穿動(dòng)處設(shè)置套筒或者墊板。減速器具體結(jié)構(gòu)見附錄其裝配圖和各零件圖.</p><p>　　第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié)</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于市場(chǎng)產(chǎn)品180型液壓挖掘機(jī)的主要部件的研發(fā)、設(shè)計(jì)過程。通過參觀實(shí)習(xí)了解產(chǎn)品特性，對(duì)液壓挖掘機(jī)的

73、減速器的計(jì)、研究，是一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益探索、學(xué)習(xí)。對(duì)設(shè)計(jì)全文總結(jié)如下：</p><p>　　（1）以液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)為例分析了其在工程機(jī)械中的地位和其在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。并闡述了國(guó)外同行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和液壓挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)以及在我國(guó)高校開展本科課題研究的重要意義。</p><p>　?。?）從總體方案設(shè)計(jì)入手，系統(tǒng)分析比較了幾種工作裝置、傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走

74、方式及動(dòng)力裝置進(jìn)行了初步闡述和選擇。</p><p>　?。?）通過主要參數(shù)計(jì)算，確定了液壓挖掘機(jī)在作業(yè)過程中所需的動(dòng)力，得出了與工況相適應(yīng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。</p><p>　　（4）本設(shè)計(jì)主要闡述了行走減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，從減速器型式的選擇到各零部件的設(shè)計(jì)校核。有效地解決了行星齒輪的配齒問題，另外在齒輪設(shè)計(jì)過程中采用了高度變位設(shè)計(jì)，使得齒輪的齒數(shù)大大減少并避免了加工過程中少齒數(shù)所帶來的根切

75、問題。使減速器在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合承載能力大和內(nèi)齒圈的可容體積，從而有效縮小了其外廓尺寸，使其體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載能力大。通過此，不僅在理論上深化了認(rèn)識(shí)，同時(shí)也從一定程度上提高了解決問題的能力。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的行走減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)采用了斜盤式軸向柱塞馬達(dá)和三行星輪雙行星排共齒圈式結(jié)構(gòu)具有一定的新穎性，它的特點(diǎn)是：這種機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)壓力可高達(dá)以上，馬達(dá)轉(zhuǎn)速一般在2200r/min以

76、內(nèi)，雙行星排具有較大的傳動(dòng)性，省去了定軸齒輪的傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于專業(yè)化批量生產(chǎn)。有利于更進(jìn)一步研究高性能的減速器，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。朝著現(xiàn)代工程機(jī)械的發(fā)展方向大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，設(shè)計(jì)制造更多高性能的產(chǎn)品才能提高我國(guó)該行業(yè)在世界同行的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，這是我國(guó)工程技術(shù)人員義不容辭的責(zé)任。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

77、<p>　　[1]張光裕，等.工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985</p><p>　　[2]王建.工程機(jī)械構(gòu)造[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996</p><p>　　[3]唐經(jīng)世.工程機(jī)械[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996</p><p>　　[4]饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p>

78、;<p>　　[5]孔德文，趙克利，徐寧生，等液壓挖掘機(jī)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[6]諸文農(nóng).履帶推土機(jī)結(jié)構(gòu)裕設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[7]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 第四版第3卷,北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.10-14114-427</p><p>　　[8]濮良貴，紀(jì)明剛.

79、機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2000</p><p>　　[9]工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)[M].鎮(zhèn)江：鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院出版</p><p>　　[10]席偉光，楊光，李波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].第一版，北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　[11]楊瑞成，丁旭，等.機(jī)械工程材料[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2004</p>&l

80、t;p>　　[12]吳慶鳴.工程機(jī)械設(shè)計(jì)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2006</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　彈指一揮間，大學(xué)四年已經(jīng)接近了尾聲。四年的艱苦跋涉，兩個(gè)月的精心準(zhǔn)備，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于到了劃句號(hào)的時(shí)候，心頭照例該如釋重負(fù)，但設(shè)計(jì)過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之不去。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程并不輕松：各種壓力的時(shí)時(shí)襲擾，

81、知識(shí)積累的尚欠火候，致使我一次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮力敲打鍵盤。第一次花費(fèi)如此長(zhǎng)的時(shí)間和如此多的精力，完成一套設(shè)計(jì)，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，是值得我一生慢慢品嘗的。在這里需要的感謝的人很多，是他們讓我這大學(xué)四年從知識(shí)到人格上有了一個(gè)全新的改變。</p><p>　　感謝我的指導(dǎo)老師，夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，離不開他的悉心指導(dǎo)，他對(duì)我的設(shè)計(jì)從確定題目、修改直到完成，給予了我許多的指點(diǎn)

82、和幫助。感謝他在繁忙的工作之余，擠出時(shí)間對(duì)設(shè)計(jì)提出精辟的修改意見。在此，向老師致以最誠(chéng)摯的謝意。</p><p>　　我也要感謝大學(xué)所有教育過我的老師！你們傳授給我的專業(yè)知識(shí)是我不斷成長(zhǎng)的源泉，也是完成本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。</p><p>　　最后，我明白，正是在大學(xué)那溫潤(rùn)寬厚的胸懷上，我成長(zhǎng)起來的，我心我思永系長(zhǎng)大。</p><p>　　再次對(duì)所有關(guān)心、幫助我的人說一聲