外文翻译---行星齿轮变速箱的设计研究

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附录 A

英文资料

Research on Design of Planetary Gearbox

Nanjing Artillery College RaoZhenggang

[Abstract]The design and calculations of planetary gearbox are detailedly discussed in this thesis.The calculations of structure

parameters,transmissionratio,torque of each shaft,braketorque,lockingmoment,and transmission power are explained here.Hence,this paper is of much importance to the design of planetary gearbox of caterpillar vehicle,tank,artillery and engineering mechanics.

Key words: Planetary gearbox Structure parameter Torque Power

c)Clutch L locks internal gear rign b and swiveling jib H(see figure 3,c)

When clutch L combines gear ring b and swiveling jib H into one

whole,n b=n H.Then torque T A of input shaft A can transmit through two ways:one is to transmit to output shaft B through central gear a,planet gear g and swiveling jib H;the other is to B by central gear a,planet gear g,internal gear ring b and clutch L.At this moment,T A=T a,T B=-T A and locking moment T L is equal to the torque of internal gear ring T b,T L=T b.According to formula (4-3),the locking moment T L is

T L=T b=pT a(4-11)

From the formula above,when central gear a inputs and swiveling jib H outputs,the locking moment T L of the first scheme is the lowest and the size is smaller.So as to 2K-H(A) planetary gearbox,the first scheme is more reasonable.

(1)Suppose internal gear ring b inputs,swiveling jib H outputs(see figure

4),T A=T b,T B=T H;Let us discuss the locking moment T1 of friction clutch of three different locking pattern.

a)Clutch L locks intermal gear ring b and centra gear a(see figure 4,a),that is

n a=n b=n H;then the planet bar becomes a whole and rotates.So

T B=-T A,T1=T a.According to formula (4-2),T L is:

(4-12)

So,

b)Clutch L locks central gear a and swiveling jib H(see figure 4,b),that is n H=n a and T L=T a.So T L is

So,

(4-13)

c)Clutch L locks internal gear ring b and swiveling jib H(see figure 4,c),that is n H=n b and T L=T b.Since the clutch L links input shaft A and output shaft B,locking moment T L is equal to the torque transmitted by shaft A,namely T L=T b=T A.So the locking moment T L is

T L=T A

From the formula above,when internal gear ring inputs and swiveling jib outputs,locking moment T L of the first scheme is the lowest.So it is the best to adopt the first locking scheme.

After T L is calculated,the necessary control units can be adopted to obtain the friction clutch with smaller size.But,infact,the best locking scheme can't be always realized due to difficulty instructrualdistribution.Under this situation,the locking scheme should be adopted to get more compact structure of clutch and smaller size of the gearbox.

5Calculation of efficiency of planetary gearbox

As to multi-degree planetary geabox,the ratio of output power P B and input power P A is called the transmission efficiency of planetary https://www.360docs.net/doc/553734425.html,ly,

(5-1)

Where,T A、n A—torque and rotational speed of input shaft A;

T B、n B—torque and rotational speed of output shaft B.

Ratio n A/n B=i p is kinematics transmission ratio;ratio-T B/T A=i p~is dynamics

transmission ratio.Since T B has contains the friction loss of planetary

gearbox,puttingip and i p~into formula(5-1),we can get the famous M.A.Kpe-Йюec formula:

(5-2)

So the efficiency of each step of multi-degree planetary g earbox ηp is equal to the ratio of its dynamics transmission ratio i p~and kinematics transmission ratio i p.

As it is said above,its kinematics transmission ratio i p is function of characteristic parameter p of planet bar,that is:

i p=f(p1、p2、…p n)(5-3)

According to the relation of power equation,p is equal to i p multiplying (ηH)x then the function of p is obtained:

(5-4)

Where,ηH—transmission efficiency of planet bar in relative motion.As to 2K-H(A) planet bar,ηH=ηH ag×ηH gb=0.97×0.99=0.96

The equation of index x j is

(5-5)

j=1,2,…,n

The mathematical meaning of sign is symbol.

Index x j=1,its symbol is decided by (5-5);if the value of sign is more than 0,sign is “+”,and xj=+1;otherwise,xj=-1。

6Sample of the design of planetary gearbox

Suppose the transmission sketch of planetary gearbox of one certain caterpillar truck is shown as figure 5.Its degerrs of freedom is w=3,the number of steps is

n d=4(three forwarding steps and one reverse step).Try to calculate (1) number of control units m,number of planet bars k and number of basic components

n0;(2)transmission ratio i p of each step;(3)torque T,brake moment T2 and locking moment T L of each component;(4)transmission defficiencyηp of each step.

Solution:(1)Calculation of the numbers of control units m,planet bars k and basic components n0.

When degree of freedom w=3,the number of control components m can be calculated through formula (2-6,a),that is

Put n d=4 into the formula above,

m2-m-8=0

I t can be obtained from the equation that:m≈3.4;Because C2m>m>W,the number of control units is::m=W+1=4

Then the number of friction clutches L can be got according to formula(2-8)

L=W-1=3-1=2

The number of brakes Z can be calculated throu-gh(2-9)

Z=m-L=4-2=2

The number of planet bars k is obtained by(2-12)

k=n d-(W-1)=4-(3-1)=2

Finally,the number of basic motive components n0 can be calculated through formula(1-3).

n0=W+k=3+2=5

It is shown on figure 5 that its basic components are A、B、1、2 and 3.

(2)Transmission ratio i p of each step

The module m of the gear in two planet bars of the said planetary gearbox is the same and m=4mm.The characteristic parameters are p1=p2=3.105.Because p1=Z b1/Z a1 and p2=Z b2/Z a2and normally the number of teeth of central gear a Z a>17.we suppose Z a1=Z a2=19.Then the number of teeth of internal gear ring b is:

Z b1=p1z a1=3.105 19=59

Z b2=p2z a2=3.105 19=59

The number of teeth of planet gear Zg is

The same as above,,Z g2=20

Since the planetary gearbox has three forward steps and one reverse step,each step can be reached by combining two control components.The method to combine the control units is shown in table 6-1.

The transmission ratios of each step of the planetary gearbox is calculated as

followes:

The transmission ratio of the first step(direct step):

The first step of planetary gearbox is obtained by locking two friction clutches L1 and L2.They combine central gear a1,a2 internal gear ring b2 and output shaft B into a whole,then two planet bars X1 and X2 can rotate as one body.There is no relative motion among each unit,that is n A=n H1=n b1=n a1=n a2=n H2=n b2=n B,then the transmission ratio is

i=i AB=i H1b2=1

The transmission ratio of the second step:

The second step of planetary gearbox is obtained by locking brake Z2 and Clutch L2.The twoplanet bars participate in work.After input from input shaft A,the transmission power P distributed through swiveling jib in two ways:one is through gear g1,a1,a2 and clutch L2 to output shaft B;the other is through gear g1,b1,swiveling jib H2,gear g2,a2 and clutch L2 to output shaft B.Now it is known that brake Z2 is locked,that is n b2=0.

According to the kinematics equation of planet bar(3-1),the transmission ratio of the second step can be calculated.It is:

Then through the connecting relations among units,it can be got that:n a1=n a2和n b1=n b2.From the equation above,the transmission ratio of the second step is:

The transmission ratio of the third step:

The third step of the planetary gearbox is obtained by locking brake Z1 and clutch L2.At this moment there is only one planet bar working.Transmission power P is input from shaft A,then passes swiveling jib H,gear g1,a1 and a2,clutch L2 and reaches output shaft B.Now it is known that brake Z1 is locked,that is n b1=0.Then through the connecting relation,it can be got that n a1=n a2.Also through the kinematics equation of planet x1(3-1):

n a1-(1+p1)n H1=0

And the transmission ratio of the third step i3 is:

The transmission ratio of the reverse step:

The reverse step of planetary gearbox is obtained by locking brake Z1 and clutch L1.There are two planet bars participating in work.Transmission power P is input form shaft A,passes through swiveling jib H1,gear g1,a1 and a2,g2,b2,clutch L1and reaches output shaft B.Now it is known that brake Z1 is locked,that is n b1=n H2=0,and planet bar x2 becomes semi-planet gear transmission(fixed-shaft transmission).So the transmission ratio of the reverse step i-1 should be calculated as:

Where,

Then i-1 is:

(3)Calcuations of touqueT,locking moment T L and brake moment T Z of each unit

Now suppose the torque of input shaft T A of the plantary gearbox is known,that is T A can be obtined through formula(4-1).Since the torque T,locking moment T L and brake moment T Z are different at each step,they should be calculated spearately according to their force bearing situation.

At the first step,i1=1(direct step).At this moment,clutch L1 and L2 lock the central gear a2,internal gear b2 and output shaft B.Transmission ratio P transmits from input shaft A,thuough clutch L1 and L2,then reaches output shaft B.Because T B=-T A here.the locking moment T L1 and T L2 should be calculated depending on output shaft B.That is locking moment T L1=T b2,T L2=T a2.So T B=T a2,and locking moment T L2 is:

T L2=T a2=T B=-T A

Accordign to formula(4-3),T b2=p2T a2

So,the locking moment T L1 is:

T L1=p2T a2=-p2T A=-3.105T A

Since the brakes Z1 and Z2 are not locked,T Z1=T Z2=0。

At the second step,i2=0.4278,At this time,brake Z2 locks internal gear b2 and

clutch L2 locks central gear a2 and output shaft B.Since T H1=T A,T L2=T B=-i2T A,locking moment T L2 is

T L2=T B=-i2T A=-0.4278T A

Since T a2=T a1,according to formulas(4—2) and (4—3):

And since brake moment T Z2=T b2,

T Z2=T b2=-0.7564T A

At the third step,the transmission ratio i3=0.2463.Brake Z1 locks internal gear b1 while clutch L2 locks central gear a2 and output shaft B.So T H1=T A,T L2=T a2=T a1=T B。According to formula(4-2):

T A,So the locking moment is:

Since T Z1=T b1,according to formula(4-2) and (4-3):

,and the brake moment is:

At reverse step:i-1=-0.7564.At this time,brake Z1 locks internal gear b1 while clutch L1 locks internal gear b2 and output shaft B.So T H1=T A,T L1=T b2 and T Z1=T b1。The same as above:

So the locking moment is

And the brake moment is

That is

(4)Calculation of transmission efficiency of each step

According to the formula(5-2),the transmission efficiency can be calculated.That is the claculation equation is

The transmission efficiency of the first step(direct step)

Since there isn't relative motions among the units,the kinematics transmission ratio is

i p=i1=1

The dynamics transmission ratio is

So the transmission efficiency of the first step is(the friction loss is ignored):η1=1 The transmission efficiency of the second step:At the second step,the kinematics transmission ratio is

And its dynamics transmission ratio is:

(a) The symbol of the coefficient is decided as:

Put ηH and p1、p2 into equation (a),then

So the transmission efficiency of the second step can be obtained through formula(5-2):

The transmission efficiency of the third step:

At the third step,the kinematics transmission ratio is

And its dynamics transmission ratio is:

The symbol of x1 is deceded as:

Then the kinematics transmission ratio is:

So the transmission efficiency of the third step is:

The transmission efficiency of the reverse step:

At the reverse step the kinematics transmission ratio is

And its dynamics transmission ratio is:

(c)

The symbol of x1 and x2 is decided as:

=Sign[-0.7564]=-1

Then the kinematics transmission ratio is:

So the transmission efficiency of the reverse step is:

After the calculations of the structural parameters,transmissionratio,moment and transmission efficiency of each step,we can draw several concluusions:

(a)The characteristic parameters of two planet bars x1 and X2 are

p1=p2=3.105,which are within the reasonable range p=1.6~5.

(b)Since the input unit of this planetary gearbox is swveling jib H1,the transmission ratio of each step is less than 1(excluding the driect step).It means the second,third and the reverse steps of the gearbox all have the effect of acceleration.

(c)The transmission efficiency of each step of the planetary gearbox is

high.Aftercomparison,it shows η1>η2>η3>η-1;And η2=0.9736 is close to

η3=0.9696.The transmission efficiency η-1=0.9307,which is the lowest.However,in caterpillar trunks,the chance to use the reverse step is the least.So all values of transmission efficiency are reasonable.

附录B

中文翻译

行星齿轮变速箱的设计研究

饶振纲

[摘要]本文较详细地讨论了行星齿轮变速箱的设计计算。文中阐述了行星齿轮变速箱的结构参数计算,各档的传动比计算,各构件的转矩、制动转矩和闭锁转矩计算,以及各档的传动效率计算。同时,还附有具体的设计计算示例。因此,本文对于履带车辆、坦克、自行火炮和工程机械等的行星齿轮变速箱的设计计算均具有较重要的指导意义。

关键词:行星齿轮变速箱结构参数转矩功率

c) 离合器L将内齿圈b与转臂H闭锁(见图3,c)

当离合器L使内齿圈b与转臂H结合成一体时,即有n

b =n

H

。此时,输入轴A

的转矩T

A

可从两条路径传递:一路是经过中心轮a、行星轮g和转臂H传到输出轴B;另一路是经过中心轮a、行星轮g、内齿圈b和离合器L传到输出轴B。此

时,转矩T

A =T

a

,T

B

=-T

A

。而离合器的闭锁力矩T

L

等于内齿圈b的转矩T

b

,即T

L

=T

b

据公式(4-3)可得闭锁力矩T

L

的计算公式为

T L =T

b

=pT

a

(4-11)

由上式可见,当中心轮a输入,转臂H输出时,第一闭锁方案(图3,a)的闭锁力矩T

L

为最小,且使其具有较小的结构尺寸。所以,对于2K-H(A)型行星排选取第一闭锁方案较合理。

(2)若内齿圈b输入,转臂H输出(见图4),即T

A =T

b

、T

B

=T

H

;讨论在下列三

种不同的2闭锁方式下,其摩擦离合器的闭锁力矩T

L

的计算公式。

a) 离合器L将内齿圈b与中心轮a闭锁(见图4,a),即有n

a =n

b

=n

H

;故该行

星排变成为一个整体旋转,则可得:输出轴转矩T

B =-T

A

。而闭锁力矩T

L

=T

a

,据公

式(4-2)可得T

L

的计算公式为:

所以

(4-12)

b) 离合器L将中心轮a与转臂H闭锁(见图4,b),即有n

H =n

a

和闭锁力矩T

L

=T

a

仿上,按公式(4-3)可得闭锁力矩T

L

的计算公式为

所以,

(4-13)

c) 离合器L将内齿圈b与转臂H闭锁(见图4,c),即有n

H =n

b

和T

L

=T

b

。由于

离合器L将输入轴A和输出轴B相连接,所以,闭锁力矩T

L

应等于输入轴A所

传递的转矩T

A ,即有T

L

=T

b

=T

A

。则得得闭锁力矩T

L

的计算公式为

T

L

=T

A

(4-14)

由上式可见,当内齿圈b输入,转臂H输出时,第一闭锁方案的闭锁力矩

T

L

为最小值,故应选取第一闭锁方案最为有利。

为了获得较小尺寸的摩擦离合器,利用以上各式求得所承受的闭锁力矩T

L 后,便能够合理地选取所需的控制元件。但是,实际上由于结构布置上的困难,欲使最有利的行星排构件闭锁,并不是都能实现的。在此情况下,则应当从离合器的结构紧凑和行星齿轮变速箱外形尺寸较小的观点出发选取最合适的闭锁方案。

5 行星齿轮变速箱的效率计算

对于多级行星齿轮变速箱,其输出功率P

B 与输入功率P

A

的比值,则称为该

行星变速箱的传动效率;即得:

(5-1)

式中,T

A 、n

A

—输入轴A的转矩和转速;

T B 、n

B

—输出轴B的转矩和转速。

其中,比值n

A /n

B

=i

p

为其运动学传动比;比值-T

B

/T

A

=

p

为其动力学传动比。因为

转矩T

B 考虑了行星齿轮变速箱的摩擦损失。将i

p

p

代入式(5-1),则得到著名

的克列依涅斯(M.A.Kpe-Йюec)公式:

(5-2)

由此可知,多级行星齿轮变速箱各档的传动效率η

p

等于其动力学传动比与其运

动学传动比i

p

之比值。

如前所述,其运动学传动比i

p

都是行星排特性参数p的函数,即

i p =f(p

1

、p

2

、…p

n

) (5-3)

根据相对运动的功率方程式的关系,行星变速箱的动力学传动比

p

应等于运

动学传动比i

p

关系式中的每个特性参数p值上乘以(ηH)X,则可得其动力学传动

p

的函数式为:

(5-4)

式中,ηH—在相对运动中,行星排的传动效率,对于2K-H(A)型行星排,且有:ηH=ηH ag×ηH gb=0.97×0.99=0.96

指数X

j

的计算公式为:

(5-5)

j=1,2,…,n

sign的数学含义是表示符号。

指数X

j

=1,其符号取决于公式(5-5);若sign的值大于零,则“sign”为正

号“+”,则得X

j =+1;否则,即得X

j

=-1。

6 行星齿轮变速箱的设计计算示例

已知某军用履带车辆传动装置的行星齿轮变速箱的传动简图如图5所示。其自由度数W=3,档位数n

d

=4(三个前进档和一个倒档)。试计算:(1)该行星变速

箱所需的控制元件数m、行星排数k和基本构件数n

0;(2)各个档位的传动比i

p

(3)各构件的转矩T、制动力矩T

Z 和闭锁力矩T

L

;(4)各个档位的传动效率η

p

图5 履带车辆传动装置

Fig.5 The caterpilar vehicle transmission

的计算。

解:(1) 控制元件数m、行星排数k和基本构件数n

当自由度数w=3时,其控制元件数m可按公式(2-6,a)计算,即

因n

=4代入上式,则得:

d

m2-m-8=0

由上述方程可求解得:m≈3.4;又因C2

>m>W,则可得控制元件数为:m=W+1=4

m

按式(2-8)可求得其摩擦离合器数L为

L=W-1=3-1=2

再按式(2-9)可得其制动器数Z为

Z=m-L=4-2=2

按公式(2-12)可得其行星排数k为

k=n

-(W-1)=4-(3-1)=2

d

最后,可按其结构公式(1-3)求得其运动基本构件数n

=W+k=3+2=5

n

由图5中可见,其运动基本构件为A、B、1、2和3共五个基本构件。

计算

(2)各档位的传动比i

p

上述行星齿轮变速箱的两个行星排中的各齿轮的模数m相同,且知,m=4mm,

两个行星排的特性参数为p

1=p

2

=3.105。因p

1

=Z

b1

/Z

a1

和p

2

=Z

b2

/Z

a2

;一般,中心轮

a的齿数Z

a >17。现选取:Z

a1

=Z

a2

=19,则得内齿圈b的齿数为:

Z

b1

=p

1

z

a1

=3.105×19=59

Z

b2

=p

2

z

a2

=3.105×19=59

其行星轮的齿数Z

g

仿上,Z

g2

=20

由于该行星齿轮变速箱具有三个前进档和一个倒档,每结合两个控制元件便可获得一个档位。其各档位结合控制元件的组合方法如表6-1所示。

表6-1 某行星变速箱各档位结合控制元件的组合方法

Table 6-1 Combining method of control wnitsof one planetary gearbox

现计算上述行星齿轮变速器各档的传动比如下:

一档(直接档)的传动比:

该行星齿轮变速箱的一档是将两个摩擦离合器L

1、L

2

都闭锁起来而得到的。

它们将中心轮a

1、a

2

和内齿圈b

2

,以及输出轴B结合成为一体,从而使得两个行

星排X

1、X

2

连成为一个整体旋转;其各构件之间均没有相对运动,即转速

n A =n

H1

=n

b1

=n

a1

=n

a2

=n

H2

=n

b2

=n

B

。则得其传动比为:

i=i

AB

=i

H1b2

=1

二档的传动比:

该行星齿轮变速箱的二档是将制动器Z

2

制动和离合器L

2

闭锁而得到的;其

两个行星排均参与工作。传递功率P从输入轴A输入后,经转臂H

1

通过两路分

流:一路经齿轮g

1、a

1

和a

2

,离合器L

2

传到输出轴B;另一路经齿轮g

1

、b

1

,转

臂H

2,齿轮g

2

、a

2

和离合器L

2

传到输出轴B。现已知:制动器Z

2

被制动,即转速

n

b2

=0。

据行星排的运动学方程式(3-1)可求得二档的传动比i

2

值。即得:

再由构件之间的连接关系可求得:n a1=n a2和n b1=n H2。由上式经整理后可求得其二档的传动比为:

三档的传动比:

该行星齿轮变速箱的三档是将特制动器Z 1制动和离合器L 2闭锁而得到的;此时只有第一个行星排X 1参与工作。传递功率P 从输入轴A ,经转臂H 1、齿轮g 1、a 1和a 2,离合器L 2传到输出轴B 。现已知:制动器Z 1被制动,即转速n b1=0。再由连接关系得:n a1=n a2。据行星排x 1的运动学方程式(3-1)得:

n a1-(1+p 1)n H1=0

则可求得其三档的传动比i 3为:

倒档的传动比:

该行星齿轮变速箱的倒档是将制动器Z 1制动和离合器L 1闭锁而得到的;其两个行星排均参与工作。传递功率P 从输入轴A ,经转臂H 1,齿轮g 1、齿轮a 1和a 2、g 2、b 2,再经离合器L 1传到输出轴B 。现已知:制动器Z 1被制动,即转速n b1=n H2=0,行星排x 2变成为准行星齿轮传动(定轴齿轮传动)。因此,其倒档的传动比i -1应按下列关系式求得:

式中, 则可得其倒档的传动比i -1为:

(3) 各构件的转矩T、闭锁力矩T

L 和制动力矩T

Z

的计算

现假设该行星齿轮变速箱输入轴的转矩T

A 为已知,即T

A

可由电动机的额定

功率P和转速n

1按公式(4-1)求得。由于各构件的转矩T、闭锁力矩T

L

和制动力

矩T

Z

在各个档位都是不一样的。所以,它们应按各个档位的受力情况分别计算。

在第一档位时,其传动比i

1=1(直接档),此时离合器L

1

和L

2

将中心轮a

2

内齿轮b

2与输出轴B闭锁。输入功率P从输入轴A,经离合器L

1

和L

2

传到输出

轴B。因为,在此考虑到T

B =-T

A

,故离合器的闭锁力矩T

L1

和T

L2

应从输出轴B方

面来确定。即有闭锁力矩T

L1=T

b2

,T

L2

=T

a2

。因转矩T

B

=T

a2

,所以,闭锁力矩T

L2

为:

T

L2

=T

a2

=T

B

=-T

A

按公式(4-3)可得转矩T

b2=p

2

T

a2

所以,闭锁力矩T

L1

T L1=p

2

T

a2

=-p

2

T

A

=-3.105T

A

因制动器Z

1和Z

2

均未制动,故其制动力矩为T

Z1

=T

Z2

=0。

在第二档位时,其传动比i

2=0.4278。此时,制动器Z

2

将内齿轮b

2

制动,离

合器L

2将中心轮a

2

与输出轴B闭锁。因为,T

H1

=T

A

,T

L2

=T

B

=-i

2

T

A

。所以,闭锁力

矩T

L2

T L2=T

B

=-i

2

T

A

=-0.4278T

A

因T

a2-T

a1

,按公式(4—2)和(4—3)可得:

因制动力矩T

Z2=T

b2

,所以,

T

Z2

=T

b2

=-0.7564T

A

第三档位时,其传动比i

3=0.2436。此时,制动器Z

1

将内齿轮b

1

制动,离合

器L

2将中心轮a

2

与输出轴B闭锁。因此可得:T

H1

=T

A

,T

L2

=T

a2

=T

a1

=T

B

。由公式(4—

2)得:。所以,其闭锁力矩为:

因制动力矩T

Z1=T

b1

,由公式(4-2)和(4-3)可得:

,所以,其制动力矩为:

在倒档传动时,其传动比i

-1=-0.7564。此时,制动器Z

1

将内齿圈b

1

制动,

离合器L

1将内齿轮b

2

与输出轴B闭锁。因此可得:T

H1

=T

A

,T

L1

=T

b2

和T

Z1

=T

b1

。仿上,

可得:

所以,其闭锁力矩为:

仿上,可得其制动力矩为

即得:

(4) 各档位的传动效率计算

按照前苏联学者M.A.克列依涅斯提出的公式(5-2)可计算各档的传动效率。即传动效率的计算公式为:

一档(直接档)的传动效率:

在一档时,由于各构件间均没有相对运动,故其运动学传动比为:

i p =i

1

=1

其动力学传动比为:

所以,其一档的传动效率(忽略轴承的摩擦功率损失)为:η

1

=1 二档的传动效率:在二档时,其运动学传动比为:

其动力学传动比为:

(a)

先确定系数x

1、x

2

的符号:

农用三轮车变速箱设计

农用三轮车变速箱的设计 设计者:000000 指导教师:00000 (工学院机制) 摘要在汽车传动系中,变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速,目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下使汽车获得不同的牵引力和速度,同时使发动机在最有利的工况围工作。主要由变速传动机构和操纵机构组成,近年来,变速器设计有向自动操纵方向发展的趋势。变速箱设计包括:(一)变速箱总体尺寸和参数的确定(二)变速箱齿轮零件的设计计算(三)变速箱轴、轴等零件的设计计算(四)同步器的设计选择。 本次毕业设计的是农用三轮车的变速箱,主要是参照7Y-975A2型多功能农用三轮车变速箱结构设计。通过已知选定的参数,计算选择设计过程中需要的装配图和零件图各个参数。然后根据这些参数绘制零件图和总装配图。在设计过程中对传统的设计方法、步骤以及设计的技巧做适当的改进,以达到创新的目的。 关键词:变速器传动比圆柱直齿轮 1 引言本人毕业设计的题目是农用三轮车变速箱设计,这也是一次对本科毕业生所学专业知识、思维、创新以及动手能力的最系统的一次综合测试。 农用三轮运输车是我国农村市场的一种价廉适用的新型运输工具,特别是农用三轮车经济实惠,一机多用,深受广大农民兄弟的欢迎,多年来蓬勃发展,方兴未艾! “春风”牌7Y-975A2型多功能农用三轮车为方向把操纵乘坐式,皮带传动,连体后桥,3+1档变速,配用S1100单杠柴油机为动力,使1h功率达到12.1kw车架为矩形截面焊管整体框架式,前后悬架分别为简式液压件震器和双端滑板式弹簧,前后轮胎规格分别为4.50-14(条形) 6.50-16(人字形)。设计紧跟近年来农用运输车生产先进技术,真正

行星齿轮减速器设计DOC

1 引言 行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史,很早就有了应用。然而,自20世纪60年代以来,我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面,还是在试制和应用实践方面,均取得了较大的成就,并获得了许多的研究成果。近20多年来,尤其是我国改革开放以来,随着我国科学技术水平的进步和发展,我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术,经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化,与时俱进,开拓创新地努力奋进,使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1] 。 2 设计背景 试为某水泥机械装置设计所需配用的行星齿轮减速器,已知该行星齿轮减速器的要求输入功率为 1 740KW p =,输入转速11000rpm n = ,传动比为35.5p i =,允许传动 比偏差0.1P i ?=,每天要求工作16小时,要求寿命为2年;且要求该行星齿轮减速器传动结构紧凑,外廓尺寸较小和传动效率高。 3 设计计算 3.1选取行星齿轮减速器的传动类型和传动简图 根据上述设计要求可知,该行星齿轮减速器传递功率高、传动比较大、工作环境恶劣等特点。故采用双级行星齿轮传动。2X-A 型结构简单,制造方便,适用于任何工况下的大小功率的传动。选用由两个2X-A 型行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理,名义传动比可分为17.1p i =,25p i =进行传动。传动简图如图1所示:

图1 3.2 配齿计算 根据2X-A 型行星齿轮传动比 p i 的值和按其配齿计算公式,可得第一级传动的内 齿轮1b ,行星齿轮1c 的齿数。现考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸,故选取第一级中心齿轮1a 数为17和行星齿轮数为3p n =。根据内齿轮()11 1 1 b a p i z z =- ()17.1117103.7103b z =-=≈ 对内齿轮齿数进行圆整后,此时实际的P 值与给定的P 值稍有变化,但是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为 i =1+=7.0588 其传动比误差i ?= ip i ip -= 7.17.0588 7.1 -=5℅ 根据同心条件可求得行星齿轮c1的齿数为 ()1 11243c b a z z z =-= 所求得的1ZC 适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到其安装条件为: 11 2 za zb += C =40 ()整数

NGW型行星齿轮减速器——行星轮的设计DOC

目录 一.绪论 (3) 1.引言 (3) 2.本文的主要内容 (3) 二.拟定传动方案及相关参数 (4) 1.机构简图的确定 (4) 2.齿形与精度 (4) 3.齿轮材料及其性能 (5) 三.设计计算 (5) 1.配齿数 (5) 2.初步计算齿轮主要参数 (6) (1)按齿面接触强度计算太阳轮分度圆直径 (6) (2)按弯曲强度初算模数 (7) 3.几何尺寸计算 (8) 4.重合度计算 (9) 5.啮合效率计算 (10) 四.行星轮的的强度计算及强度校核 (11) 1.强度计算 (11) 2.疲劳强度校核 (15) 1.外啮合 (15) 2.内啮合 (19) 3.安全系数校核 (20)

五.零件图及装配图 (24) 六.参考文献 (25)

一.绪论 1.引言 渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动,这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷,以使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等,因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置。 渐开线行星齿轮减速器所用的行星齿轮传动类型很多,按传动机构中齿轮的啮合方式分为:NGW、NW、NN、NGWN、ZU飞VGW、W.W等,其中的字母表示:N—内啮合,W—外啮合,G—内外啮合公用行星齿轮,ZU—锥齿轮。 NGW型行星齿轮传动机构的主要特点有: 重量轻、体积小。在相同条件下比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速机重量减速轻1/2以上,体积缩小1/2—1/3; 传动效率高; 传动功率范围大,可由小于1千瓦到上万千瓦,且功率越大优点越突出,经济效益越高; 装配型式多样,适用性广,运转平稳,噪音小; 外齿轮为6级精度,内齿轮为7级精度,使用寿命一般均在十年以上。 因此NGW型渐开线行星齿轮传动已成为传动中应用最多、传递功率最大的一种行星齿轮传动。 2.本文的主要内容 NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时,带动太阳轮回转,再带动行星轮转动,由于内齿圈固定不动,便驱动行星架作输出运动,行星轮在行星架上既作自转又作公转,以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成,

机械设计课程设计变速箱的设计

目录 一、前言 (2) 二、课程设计任务书说明书 (3) 三、电动机的选择 (4) 四、传动零件设计计算 (6) 一、带的确定 (6) 二、齿轮的设计 (8) 三、轴的结构设计及计算 (13) 五、箱体的结构及其附件设计 (20) 六、密封件,润滑剂及润滑方式的选择 (23) 七、心得体会 (23) 八、参考文献 (24)

一、前言 机械设计课程设计是机械设计课程中重要的综合性与实践性教学环节,是培养学生动手能力的重要方法,设置课程设计的基本目的为: 1综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识,分析和解决机械设计问题,进一步巩固、加深和拓展所学的知识。 2 通过设计实践逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意识,熟悉 和掌握机设 的一般规律,培养分析问题和解决问题的能力。 3 通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关资料,进行全面的机械设计基本技能的训练。 机械设计课程设计的题目常选择通用机械的传动装置,例如以齿轮减速器为主体的机械传动装置的设计等,设计内容包括:传动装置的总体设计;传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择;装配图零件图的设计;编写设计计算说明书。 机械设计课程设计是在教师指导下由学生独立完成的,是对我们学生进行的第一次较为全面的设计训练。学生应明确设计任务,掌握设计进度,认真设计。每个阶段完成后要认真检查,提倡独立思考,有错误要认真修改,精益求精。 课程设计进程的各阶段是相互联系的,设计时,零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的,还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求,由于影响零、部件结构尺寸的因素很多,随着设计的进展,考虑的问题会更全面、合理,故后阶段设计要对前阶段设计中不合理机构尺寸进行必要的修改。所以,课程设计要边计算、边绘图,反复修改,设计和绘图交替进行。 在设计中贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、降低成本、缩短设计周期,是机械设计应遵循的重要原则之一,也是设计质量的一项评价指标。 学习和善于利用长期以来所积累的宝贵经验设计经验和资料,可以加快设计进程,避免不必要的重复劳动,是提高设计质量的重要保证,也是创新的基础。然而,任何一项设计任务均可能有多种决策方案,应从具体情况出发,认真分析,既要合理吸取,又不可盲目的照搬、照抄。

EQ140变速箱二轴三档齿轮工艺、刀具及夹具设计

优秀设计 摘要 机械制造业的发展,依赖于机械制造的先进技术,以及市场的占有率。因此如何改进加工工艺、提高加工精度、减少加工工时、创造性利用工装设备、节约成本,提高产品的先进性和使用性,提高产品的市场竞争力,将是我们设计过程中的核心问题。本文主要针对传统的双联滑移齿轮加工工艺路线进行研究和设计。其中包括传统的齿轮加工刀具、工装设备以及内孔加工夹具的改进性设计,以提高EQ140变速箱二轴三档齿轮加工效率和加工质量。 关键词:齿轮加工;节圆夹具;插齿刀;滚刀

ABSTRACT The development of machine manufacturing industry, the dependence is at the machine manufacturing of forerunner technique, and the share of market. How therefore the improvement process a craft, exaltation process accuracy, decrease process man-hour, create sex exploitation work to equip have, economy cost, exaltation product of forerunner and usage, exaltation product of market competition ability, will be us design core problem within process. This time design main aim at tradition of the double be allied slippery move wheel gear to process craft route to carry on research and design. The wheel gear which include a tradition among them process the knife, work equip to have and inside the bore process tongs of improvement design, and improve manufacturing quality and efficient of tow axis, three gears of EQ140 truck’s gear-box. Keywords: Gear processing; Festival round; jig Slotting tool; Hob

3Z型行星齿轮减速器设计

1.绪论 1.1课题研究的背景和意义 “十一五”期间我国将按照国家储备与企业储备相结合,以国家储备为主的方针,统一规划,分批建设国家战略石油储备基地。为了快速建立起我国独立的石油储备基地,根据我国国情石油储备形式以大型工业油罐为主。 在使用大型油罐进行原油储备的过程中,遇到最关键的问题就是油泥的问题,储运重未经提炼制的原油重平均约含2.2%的油泥,即对一个10万立方的储罐来说,灌满原油后其中约有2200立方的油泥成点在油罐底部。如不及时清除,再次加入原油是油泥将继续累积在一起,形成硬块,为油罐的检查及清洗增加困难。而且数量如此巨大的油泥存在于油罐底部,不经减小油罐的有效储存空间,降低储存周期寿命,造成进出阀的阻塞,而且较厚的油泥层使浮顶灌的浮顶不能不下降到底而引起浮顶倾斜,对储油安全造成威胁。因此大型原油储罐在建立时就必须增设油泥防止和消除系统,以增加油罐的储油效率,提高储油安全性,减小清灌难度。 大型原油储罐灌底油泥的防止和消除方法主要是在灌内增加油泥的混合搅拌系统,使油泥破碎细化,便于通过管线输出,我们选用了旋转喷射搅拌器。但是,其喷嘴口径相对于大型储罐的直径而言是很小的,喷嘴固定是射流束的搅拌范围是有限的,于是,在旋转喷射器入口处设置轴流涡轮,考循环油泵加压后的原油流动带动轴流涡轮高速旋转,旋转的涡轮通过主轴带动结构上完全隔绝的传动箱内一系列的减速传动使喷嘴缓慢旋转,而且通过传动箱内有关参数的选择来调节喷嘴旋转的速度,是从喷嘴喷出的射流也随之缓慢旋转,射流可打击到油罐底周向任一位置的油泥,实现彻底清除油泥,不留死角的功能。 可见,旋转喷射器中减速箱是工业油罐底油泥旋转喷射混合系统中重要的一部分。高速旋转的涡轮带动喷水嘴低速的转动,中间需要一个传动比很大的减速器连接。 1.2行星齿轮减速器研究现状及发展动态 行星齿轮传动与普通定州齿轮传动相比较,具有质量小,体积小,传动比大,承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点,这些已经被我过越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动种均有效地利用了功率分流性和输入,输出地同轴性以及合理的采用了内啮合,才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速,大功率而且可用于低速,大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速,增速和变速传动,运动的合成和分解,以及其特殊的应用中:

行星齿轮变速箱课程设计讲解

《工程机械底盘设计》课程设计 行星齿轮式变速箱传动方案设计任务书 2006级工程机械专业 设计起止时间:2009年12月24日~2010年1月4日 指 导 教 师: 侯 红 娟 一.设计任务 综合法设计行星齿轮式变速箱传动方案 二.设计内容 1.行星齿轮式变速箱传动方案设计; 2.齿轮传动设计; 3.绘制综合速度平面图,并分析构件的转速和转矩,确定换挡离合器的安装位置。 三.设计参数 四.设计要求 1.《工程机械底盘设计课程设计计算说明书》须打印或用学校统一印制的课程设计专用稿纸抄写;设计计算说明书要求层次分明,字迹工整,语句通顺,公式运 用恰当,计算结果准确,传动方案实用。 2.综合速度平面图要求用AutoCAD 绘制或用坐标纸绘制。 3.计算过程不能省略,计算过程中的小数点后面保留两位。 4.按时独立完成设计任务,严禁相互抄袭。 5.在完成课程设计期间,必须遵守学院的各项规章制度。 五.设计进度 第一周完成"设计内容"中的第1、2项,第二周完成"设计内容"中的第三项和整理《设计计算说明书》。 六.设计成果 《工程机械底盘设计课程设计计算说明书》一份。 《工程机械底盘设计课程设计计算说明书》装订顺序: 封面—任务书—目录—说明书—封底。 变速箱传动比 输入转速 输入转矩 1 i 2 i 3 i R i n (r/min) M (N.m ) 3.21 1.86 1.00 2.87 2010 995

目录 一、综合法设计行星齿轮式变速箱传动方案 (3) 1、已知条件 (3) 2、根据不等于1的传动比数目计算可列出的方程式数 (3) 3、根据方程式数计算方程组数(传动方案数) (3) 4、计算旋转构件数 (3) 5、给旋转构件命名 (3) 6、用构件名称组合方程式 (3) 7、绘制变速箱传动示意图 (5) 8、绘制传动简图、计算循环功率 (9) 二、齿轮传动设计 (12) 1、齿轮模数和齿圈分度圆直径确定 (12) 2、齿圈和太阳轮齿数计算 (12) 3、齿轮传动安装条件校核 (12) 三、绘制综合转速平面图,分析构件的转速并确定换档离合器位置 (14) 1、已知条件 (14) 2、构件转速平面图绘制 (14) 3、构件转速分析 (17) 4、换档离合器的位置确定 (18) 四、参考资料 (18)

变速箱输出轴设计说明书

变速箱输出轴设计说明书 手动五档变速箱,参考同类变速箱得最大转矩为294N ·m 。初取轴的材料为40Cr ,算取轴的最小直径: d ≥ T n [τ]3 d--最小直径。 T--最大力矩 n —转速 d ≥ 294 2000?523 =14.1mm 按照轴的用途绘制轴肩和阶梯轴,得到零件图。 从左向右传动比齿轮依次为1,同步器,1.424,2.186,同步器,3.767,同步器,6.15,倒档齿轮。

5 变速器轴的设计与校核 5.1 变速器轴的结构和尺寸 5.1.1轴的结构 第一轴通常和齿轮做成一体,前端大都支撑在飞轮内腔的轴承上,其轴颈根据前轴承内径确定。该轴承不承受轴向力,轴的轴向定位一般由后轴承用卡环和轴承盖实现。第一轴长度由离合器的轴向尺寸确定,而花键尺寸应与离合器从动盘毂的内花键统一考虑。第一轴如图5–1所示:

中间轴分为旋转轴式和固定轴式。本设计采用的是旋转轴式传动方案。由于一档和倒档齿轮较小,通常和中间轴做成一体,而高档齿轮则分别用键固定在轴上,以便磨损后更换。其结构如下图所示: 5.1.2轴的尺寸 变速器轴的确定和尺寸,主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺[7]要求而定。在草图设计时,由齿轮、换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度。而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定,也可由下列经验第二轴和中间轴: d=(0.4~0.5)A,mm (5–1)

第一轴: 3emax 6.4-4T d )( ,mm (5–2) 式中T e max —发动机的最大扭矩,Nm 为保证设计的合理性,轴的强度与刚度应有一定的协调关系。因此,轴的直径d 与轴的长度L 的关系可按下式选取: 第一轴和中间轴: d/L=0.16~0.18; 第二轴: d/L=0.18~0.21 5.2 轴的校核 由变速器结构布置考虑到加工和装配而确定的轴的尺寸,一般来说强度是足够的,仅对其危险断面进行验算即可。对于本设计的变速器来说,在设计的过程中,轴的强度和刚度[8] 都留有一定的余量,所以,在进行校核时只需要校核一档处即可;因为车辆在行进的过程中,一档所传动的扭矩最大,即轴所承受的扭矩也最大。由于第二轴结构比较复杂,故作为重点的校核对象。下面对第一轴和第二轴进行校核。 5.2.1第一轴的强度和刚度校核 因为第一轴在运转的过程中,所受的弯矩很小,可以忽略,可以认为其只受扭矩。此种情况下,轴的扭矩强度条件公式为

变速器课程设计

目录 一、机械式变速器的概述及其方案的确定 (2) 1、变速器的功用和要求 (2) 2、变速器传动方案及简图 (2) 3、倒档的布置方案 (3) 二、变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (4) 1、变速器的主要参数选择 (4) 2、齿轮参数 (5) 3、各档传动比及其齿轮齿数的确定 (6) 4、轮的受力和强度校核 (8) 三、轴和轴承的设计与校核 (12) 1、轴的工艺要求 (12) 2、轴的设计 (12) 3、轴的校核 (13) 4、轴承的选择和校核 (17)

一.机械式变速器的概述及其方案的确定 (一)变速器的功用和要求 变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求,改变发动机的扭矩和转速,使汽车具有适合的牵引力和速度,并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离,变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时,还应有功率输出装置。 对变速器的主要要求是: 1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时,根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求,选择合理的变速器档数及传动比,来满足这一要求。 2.工作可靠,操纵轻便。汽车在行驶过程中,变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度,提高行驶安全性,操纵轻便的要求日益显得重要,这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。 3.重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材,采用合理的热处理,设计合适的齿形,提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。 4.传动效率高。为减小齿轮的啮合损失,应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量,采用适当的润滑油都可以提高传动效率。 噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数,提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。 (二)变速器传动方案及简图 下图a所示方案,除一,倒档用直齿滑动齿轮换档外,其余各档为常啮合齿轮传动。下图b、c、d所示方案的各前进档,均用常啮合齿轮传动;下图d 所示方案中的倒档和超速档安装在位于变速器后部的副箱体内,这样布置除可以提高轴的刚度,减少齿轮磨损和降低工作噪声外,还可以在不需要超速档的条件下,很容易形成一个只有四个前进档的变速器。

行星齿轮减速器原理

行星齿轮减速器原理 一、新型NGW行星齿轮减速器 1、本系列产品是按照国家专业标准JB / T6502–93设计生产的; 2、初次选择本产品时,请详细进行选型计算,或向本公司咨询; 3、公司积累了多年行星减速器制造技术,自主设计和制造了多品种、重载非标行星传动齿轮箱。 二、NGW A行星齿轮减速器 1、本系列产品参照国家专业标准JB1799生产并经优化改进; 2、改进型A系列产品,行星轮磨齿6级精度,内齿轮插齿7级精度,整机经改型设计,太阳轮也可采用磨齿工艺,使得整机性能接近新型NGW行星齿轮减速器;

3、运用了多项新型NGW行星齿轮减速器的先进技术和工艺。 三、NGW - S行星齿轮减速器 1、本系列产品是NGW A行星齿轮减速器的派生产品,高速级 采用弧齿锥齿轮传动,使输入、输出成90o角,方便用户联接, 并可派生多种类似产品; 2、优化的弧齿锥齿轮传动,大大降低了减速器的噪声,整机性 能有大幅提高,与行星传动形成完全搭配; 3、运用了多项新型NGW行星齿轮减速器的先进技术和工艺。 四、NGW –LA 立式行星齿轮减速机 1、同轴线和电动机一体化组合,结构紧凑,安装尺寸可以与摆 线减速机相同;且多种工艺保证了高转速下的低噪声要求;更可 特殊设计,多组合,满足各行业的特殊需要;单级小传动比特性; 2、硬齿面行星传动,高精度和高承载能力,效率高达99%; 3、是TLC、LC、NGW L等立式齿轮减速机的理想替代产品。 行星齿轮减速器原理及其与一般减速机有什么不同来源:中国物资采购网时间:2009年11月16日8时50分【大中小】摘要:通电后,棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用,带动轮轴转动。安在小艇上,电动机发展趋势用320个丹尼尔电池供电,1838年小艇在易北河上首次航行,时速只有2.2公里,与此同时,美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的。。 行星齿轮减速器原理一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。 行星齿轮减速器原理是一种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器,将马达的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构。■减速机的作用1)降速同时提高输出扭矩,扭矩输出比例按电机输出乘减速比,但要注意不能超出减速机额定扭矩。

行星齿轮变速器传动方案的设计方法研究

文章编号:1004-2539(2007)01-0050-03 行星齿轮变速器传动方案的设计方法研究 (成都大学工业制造学院, 四川成都 610106)  段钦华 摘要 行星齿轮变速器的设计是一件复杂而困难的工作,本文对由两个单排2K -H 型差动轮系构成的复合轮系进行了分析,从中找出几个符合变速器传动比范围的轮系,并配以制动器,构成传动方案简图,将这些简图和对应的传动比公式及传动比变化范围列入表中。设计时,只需根据变速器所需的传动比数值,从表中选出适合的方案简图进行组合,就可得到行星变速器的总体传动方案简图和机构简图,同时,联立求解由表中查得的传动比公式,各轮系齿轮的齿数也能迅速计算出来。 关键词 行星齿轮变速器 差动轮系 传动方案 机构简图 传动比 引言 行星齿轮变速器由几个单排2K -H 型周转轮系和若干换档元件(制动器、离合器等)组成[1~2]。但如果不借鉴现有设计,一般科技人员很难设计出机构简图,并确定各轮齿数[3]。本文提出一种简便易行的、用行星排简图进行组合的设计方法。并举例说明二自由度和三自由度行星齿轮变速器的组合设计及齿数计算方法 。 图1 单行星排和行星排简图 1 理论基础 图1a 为单排2K -H 型差动轮系(单行星排),可 用图1b 所示简图表示,黑圆点表示基本构件,a 为太阳轮、b 为齿圈、H 为转臂。3个基本构件的转速应满足下式[1] i H ab =n a -n H n b -n H =-z b z a =-k (1)式中,齿数比k =z b /z a ,又称为特性系数[1],为缩小结构尺寸和保证安装,通常取k =4/3~4[1]。 由(n a -n H )/(n b -n H )=-k 可得下式 n a +kn b -(1+k )n H =0 (2)将式(2)两端同乘以1/n b 、1/n H 后可得i bH =(1+k )/(k +i ab ) (3)i aH =k (1-i bH )+1 (4) 式(3)~式(4)反映3个基本构件之间的速比关系,用来推导行星传动的传动比式十分简便[4]。 两个单行星排通过两个基本构件联接,有12种固联方案[2],图1的c ~e 为其中3种。每种固联方案改变输入、输出构件及制动构件,又可得4个或8个双排传动方案,推导出每个方案的传动比式,并代入k 值,再根据传动比数值,容易从中挑选出适合作变速器的传动方案。 图1e 中,转臂H 1与H 2、轮b 1与a 2固联,轮a 1 为输入构件,H 2为输出构件。现以此传动简图为例,介绍其传动比式推导方法。 当制动器B 2松开,B 1结合时,轮系1为行星轮系,其传动比式为 i a 1H 2=i a 1H 1b 1=1-i a 1b 1H 1=1+k 1当B 1松开,B 2结合时,轮系1被轮系2封闭,构成封闭式轮系,其传动比式推导如下 (1)由固联关系得,n b 1=n a 2、n H 1=n H 2,即 i b 1H 1=i a 2H 2b 2=1-i a 2b 2H 2=1+k 2(5) (2)按式(4)对行星排1可写出下式i a 1H 1=k 1(1-i b 1H 1)+1 (3)将式(5)代入上式,可得传动比式i a 1H 2=i a 1H 1=1-k 1k 2 若给定k =2~3(使结构紧凑),以前进挡i =0.6~10和倒挡i =-2~-10为限,经筛选,有15个双排传动方案适合作变速器。 表1仅列出其中5个双排和4个单排传动方案简图,供设计者进行组合设计及齿数计算。 5 机械传动 2007年

变速器的设计计算

变速器的设计计算 一 确定变速器的主要参数 一、各挡传动比的确定 不同类型的变速器,其挡位数也不尽相同,本设计为五挡变速器。传动比为已知:i 1=6.02,i 2=3.57, i 3=2.14,i 4=1.35,i 5=1.00, i R =5.49. 二、中心距A 的选取 初选中心距A 时,可根据下述经验公式初选: A=K 式中,A 为变速器中心距(mm);A K 为中心距系数,货车:A K =8.6-9.6;emax T 为发动机最大转矩(emax T =165 N ·m );1i 为变速器一挡传动比(i 1 =6.02);g η为变速 器传动效率,取96%。本设计中,取A K =9.0。 将数值代入公式,算得A=88.5849mm ,故初取A=89mm 。 三、变速器的轴向尺寸 影响变速器壳体轴向尺寸的因素有挡数、换挡机构形式以及齿轮形式。设计时可根据中心距A 的尺寸参照下列经验关系初选: 五挡货车变速器壳体轴向尺寸:(2.7~3.0) A=239.18mm ~265.75mm 。 选用壳体轴向尺寸为260mm 。 四、齿轮参数 (1)齿轮模数 变速器齿轮模数:货车最大总质量在1.8~14.0t 的货车为2.0~3.5mm 。齿轮模数由齿轮的弯曲疲劳强度或最大载荷下的静强度所决定。当增大尺宽而减小模数时将降低变速器的噪声,增大模数并减小尺宽和中心距将减小变速器的质量。 对于斜齿轮 m n =K m 3max e T 式中 m n ——齿轮模数 mm

K m ——为模数系数,一般K m =0.28~0.37。本设计中取K m =0.35。 将数值代入计算得 m n =1.919 mm,取m n =2。 对于直齿轮 m=K 1 m 3 1 T ? 式中 m——一挡齿轮模数 mm K 1 m ——一挡齿轮模数系数,一般K 1 m =0.28~0.37。本设计中取 K 1 m =0.30 T 1——一挡输出转矩,T 1 =T max e *i 1 i 1 ——一挡传动比 当数值代入计算得m=2.993 mm,取m=3 参考国标(GB1357-87)规定的第一系列模数: 一档和倒挡的模数: m=3mm; 二,三,四,五挡的模数:m n =2mm; (2)压力角α 齿轮压力角较小时,重合度较大并降低了轮齿刚度,为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷,使传动平稳,有利于降低噪声;压力角增大时,可提高齿轮的抗弯强度和表面接触强度。本设计中采用标准压力角α=20°。 (3)螺旋角β 选取斜齿轮的螺旋角,应该注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。选用大些的螺旋角时,会使齿轮啮合的重合度增加,因而工作平稳,噪声降低,齿轮的强度也相应提高。因此从提高低挡齿轮的抗弯强度出发,β不宜过大,以15°~25°为宜;而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼,应选用较大的螺旋角。 螺旋方向的选择:斜齿轮传递转矩时,要产生轴向力并作用在轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮的轴向力相互抵消,以减少轴荷,提高寿命。为此,中间轴上的全部齿轮一律采用右旋,而一、二轴上的斜齿轮取左旋,其轴向力经轴承盖由壳体承受。 为使工艺简便,中间轴轴向力不大时,可将螺旋角仅取为三种。

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4.4 变速箱齿轮设计方法 4.4.1 变速箱齿轮的设计准则: 由于汽车变速箱各档齿轮的工作情况是不相同的,所以按齿轮受力、转速、噪声要求等情况,应该将它们分为高档工作区和低档工作区两大类。齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数等都应该按这两个工作区进行不同的选择。 高档工作区:通常是指三、四、五档齿轮,它们在这个区内的工作特点是行车利用率较高,因为它们是汽车的经济性档位。在高档工作区内的齿轮转速都比较高,因此容易产生较大的噪声,特别是增速传动,但是它们的受力却很小,强度应力值都比较低,所以强度裕量较大,即使削弱一些小齿轮的强度,齿轮匹配寿命也在适用的范围内。因此,在高档工作区内齿轮的主要设计要求是降低噪声和保证其传动平稳,而强度只是第二位的因素。 低档工作区:通常是指一、二、倒档齿轮,它们在这个区内的工作特点是行车利用率低,工作时间短,而且它们的转速比较低,因此由于转速而产生的噪声比较小。但是它们所传递的力矩却比较大,轮齿的应力值比较高。所以低档区齿轮的主要设计要求是提高强度,而降低噪声却是次要的。 在高档工作区,通过选用较小的模数、较小的压力角、较大的螺旋角、较小的正角度变位系数和较大的齿顶高系数。通过控制滑动比的噪声指标和控制摩擦力的噪声指标以及合理选用总重合度系数、合理分配端面重合度和轴向重合度,以满足现代变速箱的设计要求,达到降低噪声、传动平稳的最佳效果。而在低档工作区,通过选用较大的模数、较大的压力角、较小的螺旋角、较大的正角度变位系数和较小的齿顶高系数,来增大低档齿轮的弯曲强度,以满足汽车变速箱低档齿轮的低速大扭矩的强度要求。以下将具体阐述怎样合理选择这些设计参数。 4.4.2 变速箱各档齿轮基本参数的选择: 1 合理选用模数: 模数是齿轮的一个重要基本参数,模数越大,齿厚也就越大,齿轮的弯曲强度也越大,它的承载能力也就越大。反之模数越小,齿厚就会变薄,齿轮的弯曲强度也就越小。对于低速档的齿轮,由于转速低、扭矩大,齿轮的弯曲应力比较大,所以需选用较大的模数,以保证其强度要求。而高速档齿轮,由于转速高、扭矩小,齿轮的弯曲应力比较小,所以在保证齿轮弯曲强度的前提下,一般选用较小的模数,这样就可以增加齿轮的齿数,以得到较大的重合度,从而达到降低噪声的目的。 在现代变速箱设计中,各档齿轮模数的选择是不同的。例如,某变速箱一档齿轮到五档齿轮的模数分别是:3.5;3;2.75;2.5;2;从而改变了过去模数相同或模数拉不开的状况。 2合理选用压力角:

关于汽车变速箱齿轮设计的思考

关于汽车变速箱齿轮设计的思考 发表时间:2016-06-08T15:47:47.167Z 来源:《基层建设》2016年4期作者:薛蕊 [导读] 随着改革开放的步伐,汽车在人们的社会生活中担任的作用越来越多,曾经是奢侈品的汽车也越来越普及。 韶能集团韶关宏大齿轮有限公司广东韶关 512029 摘要:随着改革开放的步伐,汽车在人们的社会生活中担任的作用越来越多,曾经是奢侈品的汽车也越来越普及,而人们对生活质量的高要求也迫使汽车制造行业不仅要满足汽车最基本的行驶功能,同时也要提高汽车的舒适性,而噪音便是影响客户舒适性的最主要原因之一。通过研究发现,汽车的噪音大多是变速箱引起的,而变速箱的噪音产生于齿轮的啮合。本文通过对汽车变速箱齿轮设计进行一些研究,以期找出能够合理降低汽车变速箱噪声的方法。 关键词:汽车变速箱;噪音来源;齿轮修形方法 引言 随着汽车市场的发展,作为汽车制造中重要的底盘部件,齿轮变速箱的需求也在日益扩大中,与传统的传送系统相比,加入了变速箱的传动系统更加能够满足现代人的驾车需求,让汽车在不同路况下都能进行有利行驶,改变汽车的传动比,使汽车能够进行倒退行驶与长时间切断动力的传输。同时齿轮变速箱能够改变驱动轮上扭矩和行驶速度,使汽车在一定范围内切换更加灵活,例如汽车可以在高速路上所需速度和市区所限速度之间自由切换。 一、对变速箱的齿轮噪音的思考 虽然齿轮变速箱对汽车制造业来说是一个不可缺少的部件,但是齿轮变速箱的出现同样给设计者带来了一些困扰,其中噪音问题是设计者一直希望改善的问题。 1.1噪音来源 从前文我们可以发现汽车噪音的出现大部分是由于变速箱噪音,而变速箱噪声又是如何形成的呢?一般我们认为变速箱噪音是因为齿轮在传送过程中,轮齿的弹性、制造或者一些装配误差导致之后的啮合冲击,造成一定的振动,而振动产生声音并通过汽车内部零件传至汽车箱体,再加上轮齿在啮合的时候总会产生一些声响,这些可以看做是齿轮表面产生的噪音,在另一方面,由于冲击产生的振动并不是仅仅影响了齿轮变速箱也影响了齿轮系统的其他部分,内部与外部的噪音最后形成共鸣噪音,使得汽车噪音成为汽车购买者进行考察的一个重点关注问题。与一般的机械系统相比,齿轮系统产生振动噪音的内部源头有有3个:啮合刚度激励、传动的误差激励以及轮齿的啮合冲击激励。要研究如何改善汽车的噪音问题自然要从这几方面着手。 1.2降低噪音的措施 1.2.1提高齿轮的精度等级 在进行汽车的传动系统设计时,设计者往往将经济效益置于首位,这就导致低精度齿轮频繁出现在汽车的传动系统设计中,但从美国齿轮制造协会的研究数据可以看出,高精度等级的齿轮才会产生更少的噪音,所以设计者需要在条件允许的情况下选择更高精度的齿轮从而减少噪音。 1.2.2减小齿距和压力角,降低轮齿的运转速度 小的齿剧与大齿剧相比,有更多的轮齿同时接触,这就使得单个齿轮之间的挠曲减少,从而提高了传送精度,降低了噪音,较小的压力角也是同样的原理。根据研究表明,轮齿运转速度的增加会使得噪音的等级增加,这就告知设计者需要减少轮齿的运转速度从而降低噪音的等级程度。 1.2.3尽可能采用圆筒形齿轮箱体 就目前市场上我们所能看到的齿轮箱体,一般是圆筒形,通过研究我们发现在其他条件一致的情况下,圆筒形箱体更加能够减少由于振动产生的噪音。 1.2.4尽量减少误差 在制造过程中齿轮会出现许多误差,而这些误差往往是导致传动噪音的一个重要原因,只有误差小,尽可能精确的齿轮才能够达到减少噪音的效果。 1.2.5装配时注意同心度 只要通过人手进行装配的部件总会出现一些误差或者出现一些问题,比如说如果装配人员在进行装配时没有注意到同心度的问题就会导致轴的旋转不平衡,从而导致噪音的加剧问题,严重影响传送系统的精度问题。 1.2.6加强系统指标检定工作 在装配前零件进行检定之后并不能保证装配后的系统精确度,当然噪音也是其中一项很容易受到影响的项目,所以在装配之后对系统进行检定是极为关键的一项工作。 1.2.7安装过程中注意调整几何精度 如果在安装过程中几何精度没有达到一定的标准就会导致整个传送系统产生共振,从而导致噪音的产生,所以在进行安装的过程中应该注意改善安装的工艺,保证最后的安装达到一定的标准,从而保证楚论变速箱的噪音处于正常指标范围。 通过对建造措施的研究,我们不难发现齿轮误差对于齿轮噪音的影响是最为重要的,采用高精度的齿轮又会影响到生产成本的增加,所以要改善汽车变速箱齿轮喜欢懂得噪音最为合理的方法就是对齿轮进行修形设计。 二、齿轮修形处理办法 2.1渐开线齿轮轮廓修形理论与方法 我们从单侧来观察齿轮在实际啮合过程中是如何运作的,我们可以看出在齿轮变速箱进行运作时,单齿与双齿实际上处于不断交替啮合的过程中,这也就导致每一个轮齿所受到的载荷也是一直在改变的,再加上单齿与双齿的切换时间很短,这就导致轮齿很容易产生严重

行星齿轮变速器设计

行星齿轮变速器设计 行星齿轮机构、换挡执行机构 1、结构和类型 结构:太阳轮、齿圈、行星架和若干行星齿轮 类型:1)按齿轮的啮合方式 内啮合式、外啮合式 2)按行星齿轮的排数 单排、多排 3)按照太阳轮和齿圈之间的行星齿轮组数 单行星齿轮式、双行星齿轮式 2、行星齿轮机构变速原理 运动方程式:0)1(321=+-+n n n αα 1n :太阳轮转速;2n :齿圈转速;3n :行星架转速; 1Z :太阳轮齿数;2Z :齿圈齿数; (3Z =1Z +2Z ) 目前车辆中三自由度行星变速器主要有4类,即辛普森式、拉维娜式、CR-CR 式及Willson 式。 (一)辛普森结构 这是以发明者Simpson 工程师命名的结构,如图1所示,其结构特点是由两个完全相同此轮参数的行星排组成。优点:齿轮种类少、加工量小、工艺性好、成本低;以齿圈输入、输出,强度高,传递功率大;无功率循环,效率高;组成的元件转速低,换挡平稳;虽然是三自由度的变速器, 每次换挡需操纵两个执行机构,但因安排合理,实际仅需更换一个执行机构(图1表)。我国的774CA (图1b )、通用公司的C THM 125、日产B N 713均是这种机构。 以国产774CA 为例,求各挡的传动比: 其686221====s R z z ααα;输入转速i n ,输出转速o n ;求i i : 第一排:1S n +1R n α1)1(C n α+-=0 第二排:0)1(222=+-+C R S n n n αα 从辅助构件知:1S n =2S n ,o R C n n n ==22;从执行机构知:0,21==C R i n n n ,连解并消去s n ,则: 45.211=++==αα αo i n n i 同理可解出:45.12=i 1C 与2C 均接合,使13=i ,则从表中可以看出: 1. 此变速器倒档通过2C 换联了主动件,故属于换联主动件的三自由度;

少齿差行星齿轮减速器的设计本科毕业设计

本科毕业设计(论文) 少齿差行星齿轮减速器的设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

CM6132机械系统设计课程设计_精密车床主轴箱及变速箱系统设计

目录 绪论 (1) 1.概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3.运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)

3.5齿轮齿数的估算 (20) 3.6主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I轴的设计 (42) 5.2.2 II轴的设计 (42) 5.2.3 III轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)

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