180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì)-行走裝置設(shè)計(jì)

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? ?? 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容和要求（宋體五號(hào)，行間距單倍行距） 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)容和國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。對(duì)履帶式液壓挖掘機(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。 ? 基本要求：180型液壓挖掘機(jī)底盤總體方案設(shè)計(jì)；繪制裝配草圖和總裝配圖；動(dòng)力源選擇及有關(guān)參數(shù)的確定；行走裝置牽引力的計(jì)算；傳動(dòng)方式比較與選擇、傳動(dòng)方案的確定及傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)；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；張緊裝置、行走架和四輪一帶的選型設(shè)計(jì)；繪制零、部件圖和總裝配圖，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 ? ? 需要提交的（電子）文稿： ?????? 1、了解國內(nèi)外挖掘機(jī)機(jī)的發(fā)展情況，確定設(shè)計(jì)其減速器的研究意義； ????? 2、撰寫不少于1.5萬字設(shè)計(jì)說明書，提交草稿、正稿、正稿電子文檔各一份。要求計(jì)算合理、數(shù)據(jù)可靠，格式按湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）的規(guī)定； ???? 3、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容包括：①課題的目的和意義；②研究的主要內(nèi)容；③整體方案的確定；④數(shù)據(jù)分析及結(jié)果討論；⑤參考文獻(xiàn)；⑥鳴謝。 ? 注：此表如不夠填寫，可另加附頁。 主要參考資料（具體格式以規(guī)范化要求規(guī)定為準(zhǔn)） [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 [2]王建.工程機(jī)械構(gòu)造[M].北京：中國鐵道出版社，1996 [3]唐經(jīng)世.工程機(jī)械[M].北京：中國鐵道出版社，1996 [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 [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 [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 [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 [8]濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2000 [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 [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 [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 [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 ????????????????????????? ? 工作進(jìn)度安排（宋體五號(hào)，行間距固定值22磅） 起止日期 主要工作內(nèi)容 2011．9．10前 選?? 題 2011．9．10-9．15 下達(dá)任務(wù)書 2011．9．16-2011．9．30 開?? 題 2011．10．1-2012．4．15 設(shè)??? 計(jì) 2012．4.16-4．20 中期考核 2012．4．16-4．30 完善與總結(jié)課題 2012．4．30前 提交正稿與預(yù)審 2012．5．1-5．25 答辯與修改 要求完成日期：20 12 年 5 月? 5 日???????? 指導(dǎo)教師簽名：??????????????????? ? 接受任務(wù)日期：20 11? 年 9 月 21 日；????? 學(xué)生本人簽名：??????????????????? ? 注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。? 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題論證審批表 學(xué)生姓名 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師及職稱 開題時(shí)間 2011年 9 月 25 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等）（宋體五號(hào)，行間距單倍行距。） 一．研究意義：隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，工程機(jī)械在各行各業(yè)中得到了很好的運(yùn)用。然而，在不同的環(huán)境下，對(duì)挖掘機(jī)等工程機(jī)械的大小、性能的要求有所不同，各種性能參數(shù)決定其工作環(huán)境。工程機(jī)械在國民生產(chǎn)中有著很重要的位置，它在很大程度上取代了原始的、落后的生產(chǎn)工具，它在現(xiàn)今中國和全世界的飛速發(fā)展的今天功不可沒。 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)橐簤耗軅魉徒o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。 二．國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：國外的最早雛形，于16世紀(jì)在意大利威尼斯用于運(yùn)河的疏浚工作，模擬人的掘土動(dòng)作；以蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的“動(dòng)力鏟”則誕生于19世紀(jì)(1836年)。國外大型液壓挖掘機(jī)的開發(fā)大約從上世紀(jì)70年代開始。如日本日立建機(jī)公司在19721976年間開發(fā)的UH12型正鏟大型液壓挖掘機(jī)，其斗容量為2.2,工作重量36t；UH20型斗容量3.2，工作重量50t；UH30型斗容量4.4，工作重量75t。1979年，日立建機(jī)成功開發(fā)了UH50型正鏟超大型液壓挖掘機(jī)，斗容量達(dá)8.2，工作重量175t。經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前超大型液壓挖掘機(jī)的最大工作重量已突破900t級(jí)，鏟斗斗容達(dá)50。由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、運(yùn)動(dòng)靈活及易于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，超大型液壓挖掘機(jī)已形成逐步代替鋼索機(jī)械式或電動(dòng)式挖掘機(jī)(俗稱電鏟)的趨勢(shì)。 國內(nèi)挖掘機(jī)研發(fā)起步比國外晚，技術(shù)相對(duì)不夠完善。目前，國內(nèi)挖掘機(jī)主要停留在中小型的開發(fā)上，大型及超大型液壓挖掘機(jī)超過60t級(jí)的極少。四川邦立重機(jī)有限責(zé)任公司是我國較早開發(fā)大型和超大型液壓挖掘機(jī)的企業(yè)，近幾年，該公司相繼成功開發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的65t級(jí)、75t級(jí)、100t級(jí)、125t級(jí)和185t級(jí)礦用型和土方型大型和超大型液壓挖掘機(jī)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。 三．主要參考文獻(xiàn)： [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 [2]王建.工程機(jī)械構(gòu)造[M].北京：中國鐵道出版社，1996 [3]唐經(jīng)世.工程機(jī)械[M].北京：中國鐵道出版社，1996 [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 [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 [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 [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 [8]濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2000 [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 [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 [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 [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 [13]郁錄平.工程機(jī)械底盤設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2004 [14]吳永平，姚懷新.工程機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2005 [15]成大先，王德夫，姬奎生，等.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè) 第2卷[M].第一版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 該研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）（宋體五號(hào)，行間距單倍行距） 研究內(nèi)容：對(duì)履帶式液壓挖掘機(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)踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產(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)。 研究方法與步驟：1.減速器的功用及分類； 2.減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定； 3.行星減速器齒輪配齒與計(jì)算； 4.減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 5.軸承選用與校核與其他附件說明； 6.所有零、部件設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制零、部件圖。 預(yù)期成果根據(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)踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產(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)。 時(shí)間進(jìn)程安排（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）（宋體五號(hào)，行間距單倍行距） 起止日期 主要工作內(nèi)容 2011.9.10前 選題 2011.9.0 ——2011.9.15 下達(dá)任務(wù)書 201.9.16 ——2011.9.30 開題 2011.10.1 ——2012.4.15 設(shè)計(jì) 2012.4.16 ——2012.4.20 中期考核 2012.4.16 ——2012.4.30 完善與總結(jié)課題 2012.4.30前 提交正稿與預(yù)審 2012.5.1 ——2012.5.25 答辯與修改 開題論證小組意見 組長簽名： 2011 年 9 月 25 日 專業(yè)委員會(huì)意見 專業(yè)教研室主任簽名： 2011 年 9 月 26 日 注：此表意見欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。專業(yè)名稱必須是全稱，例如“會(huì)計(jì)學(xué)專業(yè)”，班序號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字“1”、“2”標(biāo)注。此表如不夠填寫，可另加頁。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄 學(xué) 部：??? 理工學(xué)部??? ??????????????????????????????????????????????????記錄人：???????????????????????????????? 學(xué)生姓名 周江 學(xué)??? 號(hào) 200841914504 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 2008級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)(5)班 指導(dǎo)教師姓名 魏剛 指導(dǎo)教師職稱 講師 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì) 答辯小組質(zhì)疑 學(xué)生答辯簡要記錄 ? 答辯小組 成員簽名 ? ? ? ? ? ? ? ? 答辯地點(diǎn)： ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????答辯日期： 2012 年 月 日 注：記錄、簽名欄必須用黑色筆手工填寫。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生 畢業(yè)論文誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 前言 2 第一章 緒論 2 1.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 2 1.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型 3 1.2.1 液壓挖掘機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn) 3 1.4 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 4 1.5 本設(shè)計(jì)所要完成的主要任務(wù) 4 第二章 減速器的方案設(shè)計(jì) 5 2.1 減速器的功用及分類 5 2.2 減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定 6 2.2.1 減速器方案的選擇 7 2.2.2 行星減速器傳動(dòng)方案的選定 8 2.2.3 減速器傳動(dòng)比的分配 8 2.2.4 傳動(dòng)比公式推導(dǎo) 8 2.3 行星減速器齒輪配齒與計(jì)算 9 2.3.1 行星排齒輪的配齒 9 2.3.2 行星齒輪模數(shù)計(jì)算與確定 10 2.4 嚙合參數(shù)計(jì)算 11 2.5 變位系數(shù)選取 12 2.6 各行星齒輪幾何尺寸計(jì)算 13 2.6.1 第Ⅰ排行星齒輪的幾何尺寸 13 2.6.2 第Ⅱ排行星輪的幾何尺寸 16 2.7 各行星齒輪強(qiáng)度校核 19 2.7.1 太陽輪和行星輪接觸疲勞強(qiáng)度校核 19 2.7.2 太陽輪和行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核 21 2.7.3 內(nèi)齒輪材料選擇 22 第三章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 3.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 3.2 傳遞連接 24 3.3 軸承選用與校核與其他附件說明 24 3.3.1 軸承選用與校核 24 3.3.2 其他附件說明 26 第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 27 附 錄 28 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 全日制普通本科生畢業(yè)論文 180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì) The Design on the Overall Walking Device and Reducer of the 180 Hydraulic Excavator 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 指導(dǎo)老師及職稱： 學(xué) 部： 湖南·長沙 提交日期：2012年5月 目 錄 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前言 2 第一章 緒論 2 1.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 2 1.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型 3 1.2.1 液壓挖掘機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn) 3 1.4 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 4 1.5 本設(shè)計(jì)所要完成的主要任務(wù) 4 第二章 減速器的方案設(shè)計(jì) 5 2.1 減速器的功用及分類 5 2.2 減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定 6 2.2.1 減速器方案的選擇 7 2.2.2 行星減速器傳動(dòng)方案的選定 8 2.2.3 減速器傳動(dòng)比的分配 8 2.2.4 傳動(dòng)比公式推導(dǎo) 8 2.3 行星減速器齒輪配齒與計(jì)算 9 2.3.1 行星排齒輪的配齒 9 2.3.2 行星齒輪模數(shù)計(jì)算與確定 10 2.4 嚙合參數(shù)計(jì)算 11 2.5 變位系數(shù)選取 12 2.6 各行星齒輪幾何尺寸計(jì)算 13 2.6.1 第Ⅰ排行星齒輪的幾何尺寸 13 2.6.2 第Ⅱ排行星輪的幾何尺寸 16 2.7 各行星齒輪強(qiáng)度校核 19 2.7.1 太陽輪和行星輪接觸疲勞強(qiáng)度校核 19 2.7.2 太陽輪和行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核 21 2.7.3 內(nèi)齒輪材料選擇 22 第三章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 3.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 3.2 傳遞連接 24 3.3 軸承選用與校核與其他附件說明 24 3.3.1 軸承選用與校核 24 3.3.2 其他附件說明 26 第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 27 附 錄 28 32 180型液壓挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 周 江 指導(dǎo)老師： 魏剛 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 410128) 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)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 Abstract Author:Zhou Jiang Tutor:Wei Gang (Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract:The design of the main features are: design in a variety of programmes, 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 technical conditions feasible; correct mapping, tagging complete with national standards.full attention to the relationship between the various subsystems, to the consistency and performance optimization of. KeyWords: Planetary reducer,Tensioning device. 前言 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)國家施工機(jī)械化的水平。 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)橐簤耗軅魉徒o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。 第一章 緒論 1.1 液壓挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 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。 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。 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)。 在水利中，可用來開挖水庫、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。 在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝。 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。 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)。 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。 所以，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)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。 1.2 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型 1.2.1 液壓挖掘機(jī)的基本類型及主要特點(diǎn) 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。 （1） 根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)傳動(dòng)來寫劃分 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液壓挖掘機(jī)。 圖1.1 小型全液壓挖掘機(jī) 圖1.2 中型全液壓挖掘機(jī) Figure 1.1 small hydraulic excavator Figure 1.2 medium full hydraulic excavator （2）根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的類型劃分 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。 （3） 根據(jù)工作裝置劃分 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。 1.3 課題設(shè)計(jì)的目的和意義 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)容和國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展。對(duì)履帶式液壓挖掘機(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)踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產(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)。 1.4 本設(shè)計(jì)所要完成的主要任務(wù) 1.減速器的功用及分類； 2.減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定； 3.行星減速器齒輪配齒與計(jì)算； 4.減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 5.軸承選用與校核與其他附件說明； 6.所有零、部件設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制零、部件圖。 第二章 減速器的方案設(shè)計(jì) 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)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)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代工程機(jī)器中應(yīng)用很廣。 2.1 減速器的功用及分類 減速器的作用有以下幾點(diǎn)： ① 增扭減速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增大扭矩； 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； ③ 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。 減速器的分類按其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(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)及用途作簡要說明： ① 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 圖2.1圓柱齒輪減速器 Figure 2.1 cylindrical gear reducer 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。 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。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。 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) 圖2.2 圓錐齒輪減速器 圖2.3蝸桿減速器 Figure 2.2 tapered gear reducer Figure 2.3 worm reducer 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，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻。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。 ④ 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 傳動(dòng)效率可從10w到50000kw，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。 2.2 減速器方案的選擇及傳動(dòng)方案的確定 2.2.1 減速器方案的選擇 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)，已成為世界各國機(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： ① 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率大、承載能力高； ② 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； ③傳動(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)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比； 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； 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。 2.2.2 行星減速器傳動(dòng)方案的選定 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)形式作簡要說明： ① 高速馬達(dá)和定軸行星混合式行走減速機(jī)構(gòu) 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。 ② 低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)和一級(jí)定軸齒輪減速機(jī)構(gòu) 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)上的使用也愛到了限制。 ③ 斜盤式軸向柱塞馬達(dá)和雙行星排減速機(jī)構(gòu) 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。 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，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。 （a）軸固定行星減速器 （b）齒圈固定行星減速器 圖2.5 行星減速器 Figure 2.5 a planetary reducer 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。 2.2.4 傳動(dòng)比公式推導(dǎo) 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： （2.1） （2.2） 式中：為對(duì)應(yīng)的太陽輪轉(zhuǎn)速； 為對(duì)應(yīng)的齒輪圈轉(zhuǎn)速； 為對(duì)應(yīng)的行星架轉(zhuǎn)速。 為特性參數(shù)，為對(duì)應(yīng)的齒圈與太陽輪齒數(shù)之比（下同） 連接方程為： 0 將連接方程代入運(yùn)動(dòng)方程，解得傳動(dòng)比i為： （2.3） 其中負(fù)號(hào)表示，太陽輪輸入與齒圈的輸出轉(zhuǎn)向方向相反。 2.3 行星減速器齒輪配齒與計(jì)算 2.3.1 行星排齒輪的配齒 行星排的正確嚙合和傳動(dòng)，應(yīng)滿足四個(gè)配齒條件，即是傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件以及相鄰條件。 根據(jù)已知的傳動(dòng)比范圍=3344，由表14-5-取行星輪數(shù)目C=3，查表3-配齒，可得如下可行傳動(dòng)比方案： ① =38.998 ② =38.64 ③ =33.982 ④ =41.625 ⑤ =43.62 ⑥ =38.64 該設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比選擇①方案，配齒結(jié)果如下表2.1所示： 表2.1 雙行星排各齒輪齒數(shù) Table 2.1 dual planetary row number the gears 排數(shù) 太陽輪A齒數(shù) 行星輪C齒數(shù) 齒圈B齒數(shù) 行星輪數(shù)目 第Ⅰ行星排 12 33 78 3 第Ⅱ行星排 18 30 78 3 2.3.2 行星齒輪模數(shù)計(jì)算與確定 按照接觸強(qiáng)度初步計(jì)算A-C傳動(dòng)的中心距和模數(shù)，根據(jù)第三章的參數(shù)每條履帶的牽引力為7.2噸，，則驅(qū)動(dòng)輪的扭矩,為： = （2.4） =7.29.8331 23355.36 式中：為單條履帶的行走牽引力（噸）； 為驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓半徑（mm）。 則太陽輪的輸入轉(zhuǎn)矩為： = （2.5） = 665.43 式中： 為太陽輪的輸入轉(zhuǎn)矩； i 為總傳動(dòng)比； 為傳動(dòng)系統(tǒng)的效率（取0.850.9）。 齒數(shù)比u2.75，查表14-5-選取太陽輪和行星輪的材料為20CrMnTi，滲碳淬火處理，齒面硬度分別為6062HRC和5658HRC，查表14-1-得=1500和=340，太陽輪和行星輪的加工精度為6級(jí)。內(nèi)齒輪采用42CrMo，調(diào)質(zhì)硬度207269HB，查表14-1-得=780和=260，內(nèi)齒輪的加工精度為7級(jí)。根據(jù)公式得許用接觸應(yīng)力： = (2.6) = 1363.64 根據(jù)表14-1-選取齒寬系數(shù)=0.6，載荷系數(shù)K由文獻(xiàn)資料[7]推薦值K=1.22，取K=1.5，查表14-1-取系數(shù)值為483，則初步中心距為： = (2.7) = 124.57 mm 下面由中心距初步估算模數(shù)m得： m = (2.8) = 5.5 查表14-1-取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列值：m =5（m的含義下同）。 2.4 嚙合參數(shù)計(jì)算 第Ⅰ行星排的中心距。 太陽輪和行星輪： = （2.9） = = 112.5 mm 行星輪 和內(nèi)齒輪： = （2.10） = =112.5 mm 因?yàn)?，所以，此行星排不需要角度變位。 第Ⅱ行星排的中心距。 太陽輪和行星輪： = （2.11） = = 120 mm 行星輪 和內(nèi)齒輪： = （2.12） = =120 mm 因?yàn)?，所以，此行星排不需要角度變位。 據(jù)以上條件知，=12<17，為了防止發(fā)生根切，所以該行星輪必須進(jìn)行高度變位。 2.5 變位系數(shù)選取 在行星齒輪傳動(dòng)中，采用高度變位（=+ =0）的主要目的在于可以避免根切，減小機(jī)構(gòu)的尺寸和質(zhì)量；還可以改善齒輪副的磨損情況以及提高其承載能力，保持其標(biāo)準(zhǔn)中心距不變。一般嚙合齒輪副中的小齒輪采用正變位（>0）。 根據(jù)齒數(shù)總和=+=12+33=45,齒數(shù)比u=2.75，查圖13-1-，取=0.42，所以=0.42。其中行星輪和內(nèi)齒圈為負(fù)變位，太陽輪為正變位，下面將各齒輪的變位系數(shù)列于表2.2 表2.2 各齒輪變位系數(shù) Table 4.2 each gear shift coefficient 齒輪 太陽輪A 行星輪C 內(nèi)齒圈B 變位系數(shù) 0.42 -0.42 -0.42 2.6 各行星齒輪幾何尺寸計(jì)算 2.6.1 第Ⅰ排行星齒輪的幾何尺寸 （1）太陽輪幾何尺寸 為了直觀方便，現(xiàn)將太陽輪各尺寸計(jì)算列于下表2.3。為了表述簡潔，以下幾個(gè)齒輪的幾何尺寸計(jì)算表中與前面重復(fù)出現(xiàn)的參數(shù)將不再贅述其意義。 表2.3 第Ⅰ排行星排太陽輪幾何尺寸 Table 2.3 the first Ⅰ row planets round the sun row geometry size 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 分度圓直徑 60 齒頂高 式中：為齒頂高系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=1 7.1 齒根高 式中：為齒頂隙系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=0.25 4.15 齒全高 11.25 齒頂圓直徑 74.2 齒根圓直徑 51.7 節(jié)圓直徑 式中：表示第Ⅰ排中行星輪齒數(shù)，中心距 60 基圓直徑 式中：為分度圓壓力角，取標(biāo)準(zhǔn)值 56.38 齒頂圓壓力角 表2.3（續(xù)） 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 重合度 對(duì)于直齒輪縱向重合度=0，總重合度 式中：為行星輪的齒頂圓壓力角，見表4.4計(jì)算 1.46 （2）行星輪幾何尺寸 表2.4為行星輪的幾何尺寸設(shè)計(jì) 表2.4 第Ⅰ排行星輪幾何尺寸 Table 2.4 the first Ⅰ row of the planet round geometry size 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（按照外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果 /mm 分度圓直徑 165 齒頂高 式中：為齒頂高系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=1 2.9 齒根高 式中：為齒頂隙系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=0.25 8.35 齒全高 11.25 齒頂圓直徑 170.8 齒根圓直徑 148.3 節(jié)圓直徑 165 表2.4（續(xù)） 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（按照外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果 /mm 基圓直徑 式中：為分度圓壓力角，取標(biāo)準(zhǔn)值 155 齒頂圓壓力角 重合度 = 1.46 （3）內(nèi)齒圈幾何尺寸計(jì)算 表2.5為內(nèi)齒圈的幾何尺寸計(jì)算過程： 表2.5 第Ⅰ行星排內(nèi)齒圈幾何尺寸 Table 2.5 the first Ⅰ planet gear geometry size within the circle line 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（內(nèi)嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 分度圓直徑 390 齒頂高 式中：為齒頂高系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=1 是為了避免過渡曲線干涉而將齒頂高系數(shù)的量。此處=0.195。 6.12 齒根高 4.15 齒全高 10.27 齒頂圓直徑 377.76 齒根圓直徑 398.3 表2.5（續(xù)） 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（內(nèi)嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 節(jié)圓直徑 390 基圓直徑 式中：為分度圓壓力角，取標(biāo)準(zhǔn)值 366.48 齒頂圓壓力角 重合度 對(duì)于直齒輪縱向重合度=0，總重合度 式中：為行星輪的齒頂圓壓力角，見表2.4計(jì)算 2.02 2.6.2 第Ⅱ排行星輪的幾何尺寸 第Ⅱ排行星齒輪的模數(shù)，變位系數(shù)等都與第Ⅰ行星排的相同。下面將其計(jì)算過程列于表2.6和表2.7中。 （1） 太陽輪幾何尺寸 為了直觀方便，現(xiàn)將太陽輪各尺寸計(jì)算列于下表2.6。為了表述簡潔，以下幾個(gè)齒輪的幾何尺寸計(jì)算表中與前面重復(fù)出現(xiàn)的參數(shù)將不再贅述其意義。 表2.6 第Ⅱ排行星排太陽輪幾何尺寸 Table 2.6 the first Ⅱ row planets round the sun row geometry size 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 分度圓直徑 90 齒頂高 式中：為齒頂高系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=1 7.1 表2.6（續(xù)） 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 齒根高 式中：為齒頂隙系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=0.25 4.15 齒全高 11.25 齒頂圓直徑 104.2 齒根圓直徑 81.7 節(jié)圓直徑 式中：表示第Ⅱ排中行星輪齒數(shù)，中心距 90 基圓直徑 式中：為分度圓壓力角，取標(biāo)準(zhǔn)值 84.57 齒頂圓壓力角 重合度 對(duì)于直齒輪縱向重合度=0，總重合度 式中：為第Ⅱ排中行星輪的齒頂圓壓力角，見表2.7計(jì)算 1.53 （2）行星輪幾何尺寸計(jì)算 表2.7為行星輪的幾何尺寸計(jì)算過程： 表2.7 第Ⅱ排行星輪幾何尺寸 Table 2.7 the first Ⅱ row of the planet round geometry size 項(xiàng)目 代號(hào) 直齒輪（按照外嚙合）計(jì)算公式及說明 計(jì)算結(jié)果/mm 分度圓直徑 150 齒頂高 式中：為齒頂高系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=1 2.9 齒根高 式中：為齒頂隙系數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=0.25 8.35 齒全高 11.25 齒頂圓直徑 155.8 齒根圓直徑 133.3 節(jié)圓直徑 150 基圓直徑 式中：為分度圓壓力角，取標(biāo)準(zhǔn)值 140.95 齒頂圓壓力角 重合度 = 1.53 （3）內(nèi)齒圈幾何尺寸計(jì)算 由于第Ⅱ排行星排中內(nèi)齒圈的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)等參數(shù)與第Ⅰ排行星排中相同，所以其幾何尺寸也相同，此處便不作贅述。 2.7 各行星齒輪強(qiáng)度校核 2.7.1 太陽輪和行星輪接觸疲勞強(qiáng)度校核 經(jīng)過前面計(jì)算，太陽輪齒寬系數(shù)0.6， 則太陽輪齒寬為b==0.660=36，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，取=46mm。 下面計(jì)算查取其他校核用參數(shù)； ① 查表14-1-取彈性系數(shù)=189.8。 ② 確定和所以用的圓周速度用相對(duì)于行星架的圓周速度： （2.13） 式中：為太陽輪的轉(zhuǎn)速，為了方便計(jì)算初步用馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速來計(jì)算； 為特性參數(shù)，見前面部分計(jì)算。 將上述已知參數(shù)代入式（2.13）計(jì)算得4.15。 ③查表10-確定使用系數(shù)=2.00；查圖10-取動(dòng)載系數(shù)=1.04；查表10- 取齒間載荷分配系數(shù)=1.1，查表10-利用直插法齒向載荷分配系數(shù)==1.182，則計(jì)算載荷系數(shù)為： （2.14） =1.041.11.182 2.7 ④太陽輪傳遞的載荷的計(jì)算 太陽輪輸入轉(zhuǎn)矩為=665.56，根據(jù)公式有太陽輪所傳遞的扭矩為： （2.15） = 244.04 式中：為行星齒輪傳動(dòng)載荷不均勻系數(shù)，由表14-5-查取， 則太陽輪傳遞的載荷為： （2.16） = 7156.32 所以太陽輪接觸應(yīng)力和之配對(duì)的行星輪的接觸應(yīng)力為： （2.17） = 1321.5Mpa ⑤ 許用接觸應(yīng)力計(jì)算 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： N=60n （2.18） =6014701103658 2.6次 式中： n為太陽輪轉(zhuǎn)速，按照液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速計(jì)算： j齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)： 為總工作時(shí)間，以小時(shí)計(jì)算。 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。則太陽輪的許用接觸應(yīng)力[]為： []= （2.19） = =1350 經(jīng)計(jì)算與太陽輪配對(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。 2.7.2 太陽輪和行星輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核 根據(jù)（1）中計(jì)算查取結(jié)果，太陽輪的許用彎曲強(qiáng)度[]為： []= （2.20） 由式（4.20）得與太陽輪配對(duì)的行星輪的許用彎曲強(qiáng)度[]為： []= 由圖14-1-查取太陽輪齒形系數(shù)=2.57，行星輪齒形系數(shù)=3.3。由圖14-1-查取太陽輪應(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： （2.21） 得=2.7，取行星齒輪寬為36。經(jīng)計(jì)算123.95，112.56，因?yàn)?，所以將后者代入計(jì)算。下面將彎曲強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)： （2.22） 對(duì)于太陽輪： = 84.01 滿足彎曲強(qiáng)度條件。對(duì)于行星輪： = 107.34 滿足強(qiáng)度要求。 2.7.3 內(nèi)齒輪材料選擇 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： (2.23) 式中：為節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查圖14-1-取=2.51； 為彈性系數(shù)，查表14-1-取彈性系數(shù)=189.8； 為重合度系數(shù)，查圖14-1-取=0.82； 為螺旋角系數(shù)，查圖14-1-取1； 為接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，查圖14-1-取=0.9； 為潤滑劑系數(shù)，查圖14-1-取=1； 為速度系數(shù)，查圖14-1-取=0.96； 為粗糙度系數(shù)，查圖14-1-取=0.95； 為工作硬化系數(shù)，查圖14-1-取=1.2； 為尺寸系數(shù)，查圖14-1-取=0.8； 為齒圈分度圓直徑。 內(nèi)齒圈所傳遞的扭矩為： = （2.24） = 7785.12 式中為驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩，則其所傳遞的載荷為： （2.25） = 39923.69N 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。 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。 第三章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于太陽輪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： （3.1） 式中：為系數(shù)值，查表15-取=100（范圍：98100.7)； 為軸傳遞功率，KW（取液壓馬達(dá)輸出功率）； 為軸的轉(zhuǎn)速。 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： (3.2) = =36.51 式中：為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力； 為該軸所傳遞的扭矩，取太陽輪輸入力矩值； 為軸的抗扭截面系數(shù)。 顯然<[]=4552,滿足要求。該軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)件附件其零件圖。 3.2 傳遞連接 本設(shè)計(jì)采用雙壁整體式行星架，行星架Ｉ與太陽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傳遞給太陽輪。太陽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。 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；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)并不直接影響太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.3 軸承選用與校核與其他附件說明 3.3.1 軸承選用與校核 行星輪Ｉ用軸承、銷套和螺栓連接在行星架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： （3.3） 式中：為當(dāng)量動(dòng)載荷； 為溫度系數(shù)，取=1； 為計(jì)算指數(shù)，對(duì)于滾子軸承=； 為軸承的轉(zhuǎn)速； 為軸承預(yù)期使用壽命。 下面對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算選取： 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： （3.4） 式中根據(jù)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)徑向力進(jìn)行計(jì)算： （3.5） 式中：為嚙合角，經(jīng)第四章計(jì)算知=。 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)載荷系數(shù)，由表13-查取X =1,Y =0。從而 =1.52604.69=3907.035。 ②軸承的轉(zhuǎn)速近似取行星輪Ｉ的轉(zhuǎn)速 = （3.6） = =568.52r/min ③按照前章4.7.1，=103658=29200,將得到的已知參數(shù)帶入（3.3）式： 31.00KN ，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。 3.3.2 其他附件說明 減速器的潤滑采用飛濺潤滑，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. 第四章 設(shè)計(jì)工作總結(jié) 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： （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家現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。并闡述了國外同行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和液壓挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)以及在我國高校開展本科課題研究的重要意義。 （2）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)、行走方式及動(dòng)力裝置進(jìn)行了初步闡述和選擇。 （3）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)。 （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。 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)品競爭力。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)品才能提高我國該行業(yè)在世界同行的技術(shù)水平和競爭力，進(jìn)而我國現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，這是我國工程技術(shù)人員義不容辭的責(zé)任。 參考文獻(xiàn) [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 [2]王建.工程機(jī)械構(gòu)造[M].北京：中國鐵道出版社，1996 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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)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，向老師致以最誠摯的謝意。 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)是我不斷成長的源泉，也是完成本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 最后，我明白，正是在大學(xué)那溫潤寬厚的胸懷上，我成長起來的，我心我思永系長大。 再次對(duì)所有關(guān)心、幫助我的人說一聲“謝謝”。 附 錄 設(shè)計(jì)圖紙及代號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅 底盤 01-00-00 A0 行星減速器 01-01-00 A1 張緊裝置 01-02-00 A1 驅(qū)動(dòng)輪 01-03-00 A2 太陽輪1 01-01-01 A3 太陽輪2 01-01-02 A3 行星架1 01-01-03 A2 齒圈 01-01-04 A2 行星齒輪2 01-01-05 A3 行星架2 01-01-06 A2 齒圈支架 01-01-07 A3 端蓋 01-01-08 A2 殼體 01-01-09 A2 彈簧 01-02-01 A3 導(dǎo)向輪 01-02-02 A2