綜合法設計行星齒輪式變速箱傳動方案設計書

1 綜合法設計行星齒輪式變速箱傳動方案設計書 一 設計任務 綜合法設計行星齒輪式變速箱傳動方案 二 設計內容 分析構件的轉速和轉矩，確定換擋離合器的安裝位置。 三 設計參數(shù) 四 設計要求 1.工程機械底盤設計課程設計計算說明書須打印或用學校統(tǒng)一印制的課程設計專用稿紙抄寫；設計計算說明書要求層次分明，字跡工整，語句通順，公式運 用恰當，計算結果準確，傳動方案實用。 制或用坐標紙繪制。 算過程中的小數(shù)點后面保留兩位。 禁相互抄襲。 須遵守學院的各項規(guī)章制度。 五 設計進度 第一周完成設計內容中的第 1、 2 項，第二周完成設計內容中的第三項和整理設計計算說明書。 六 設計成果 工程機械底盤設計課程設計計算說明書一份。 工程機械底盤設計課程設計計算說明書裝訂順序： 封面 任務書 目錄 說明書 封底。 變速箱傳動比 輸入轉速 輸入轉矩 1i 2i 3i n（ r/M （ 750 875 2 目 錄 一、綜合法設計行星齒輪式變速箱傳動方案 3 1、 已知條件 3 2、根據(jù)不等于 1 的傳動比數(shù)目計算可列出的方程式數(shù) 3 3、根據(jù)方程式數(shù)計算方程組數(shù)（傳動方案數(shù)） 3 4、計算旋轉構件數(shù) 3 5、給旋轉構件命名 3 6、用構件名稱組合方程式 3 7、繪制變速箱傳動示意圖 5 8、 繪制傳動簡圖、計算循環(huán)功率 9 二、齒輪傳動設計 12 1、齒輪模數(shù)和齒圈分度圓直徑確定 12 2、齒圈和太陽輪齒數(shù)計算 12 3、齒輪傳動安裝條件校核 12 三、繪制綜合轉速平面圖，分析構件的轉速并確定換檔離合器位置 14 1、已知條件 14 2、構件轉速平面圖繪制 14 3、構件轉速分析 17 4、換檔離合器的位置確定 18 四、參考資料 18 行星齒輪式變速箱傳動方案設計說明書 一綜合法設計行星齒輪式變速箱傳動方案 3 的傳動比數(shù)目計算可列出的方程數(shù) 計算公式： 32323C= 35C=10 根據(jù)方程數(shù)計算方程組數(shù)（傳動方案數(shù)）計算公式： 310C=120 計算公式： m=n+2=3+2=5 式中： n 不等于 1 的傳動比數(shù)； 輸入構件用符號 i表示，輸出構件用符號 o表示，其它旋轉構件用傳動比的下腳標表示。 (1)按已知的 n=3 個非直接檔傳動比值，根據(jù)特性方程式寫出下列三個原始方程式 ： 現(xiàn)已知 n=3，根據(jù)已經(jīng)求得的需要的方程數(shù) C=10，尚需寫出 7 個派生運動方程，派生方程應寫成最簡單的形式；即方程中的轉速系數(shù)絕對值應小 于 1，其余的系數(shù)按東西大小次序排列。現(xiàn)將新的運動方程組（含原始運動方程式和派生運動方程式）列表如下 運動方程式 構件布置形式 派生方法 變速箱傳動比 輸入轉速 輸入轉矩 1i 2i 3i n（ r/M （ 750 875 4 nn （ 1） 8 2 n 2 nn 原始方程 （ 2） 原始方程 （ 3） 2 （ 1），（ 2）削去 （ 4） Ri （ 1），（ 3）削去 （ 5） Ri 2i （ 2），（ 3）削去 （ 6） 2 nn o 2O （ 1），（ 2）削去 （ 7） 1 （ 1），（ 3）削去 （ 8） OR （ 2），（ 3）削去 （ 9） 2 2R （ 4），（ 5）削去 （ 10） 其中 為特性系 數(shù)，第 (1) (2) (3)方程為原始方程，第 (4)至 (10)為派生方程。 方程式 （ 4）、（ 5）、（ 10） 的 值均太小， (9) 的 值均太大，故在行星變速傳動的傳動方案中不宜選用這些方程式（行星排）。而方程式 （ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 6）、（ 7）、（ 8)代表的行星排是較適宜選用的?？蓮倪@ 6 個方程中選擇 n=3 個方程式的不同組合；即可得不同的傳動方案。 根據(jù)選擇 n 個方程式的一般原則： 每個方程組中都必須含有所有的旋轉構件 i、 o、 1、 2、 R。 所選的 n 個方程的特性系數(shù) 應相互接近，且便于計算。 所選擇的 n 個方程式都應該是獨立的；其中任一個方程式不應是同一組合中的另兩個方程式導出的 n 個方程式中，所選特性系數(shù) 的范圍為 根據(jù)上述原則可在上表中選?。?1）、（ 2）、（ 3）、（ 6）、（ 7）、（ 8)方程式組合成方程組。 136 5 1 o i 1 i o i 1 o o R R o R R R o R i i 2 i 2 i 2 i i 1 3 6 1 6 3 6 3 1 137 1 o o o o 1 o 1 o o R 1 R 1 o 1 o R i i 2 i 2 i 2 i i 1 3 7 3 7 1 7 1 3 138 R 1 0 R 0 1 1 R o 0 0 R 0 R 0 0 0 R 1 i i 1 i i i 1 i 8 1 3 8 3 1 1 8 3 13 2 i 1 0 1 0 i 0 i 1 0 0 R 0 R 0 R 0 0 2 i i i i 2 i 2 i 2 1 3 1 3 2 3 2 1 367 i O o i o 0 0 i o R R 1 R 1 R R R 1 2 i 2 2 2 i i 2 2 6 3 7 6 7 3 3 6 7 368 R 0 i 0 i R i R 0 0 R R R R 0 R 0 R 1 i 2 i 2 1 2 1 i 8 3 6 3 6 8 6 8 3 36 2 6 i o i 0 i i i i 0 0 R R R R 0 R 0 R 2 i 2 i 2 2 2 2 i 2 3 6 3 6 2 6 2 3 678 i R 0 R i 0 i 0 R R 0 1 0 R 1 R 1 0 2 1 2 1 2 2 2 2 1 6 8 7 8 6 7 6 7 8 67 2 i 0 i 0 0 i i i i 0 R 1 0 1 R 0 R 0 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6 7 2 7 6 2 6 2 7 671 i 0 1 0 1 i 0 i 1 0 R 1 0 0 R 1 R 0 1 2 2 i i 2 2 2 i 2 6 7 1 1 6 7 6 1 7 （十一） 78 2 0 i R i 0 1 i R 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 7 2 8 2 7 8 2 8 7 （十二） 781 0 R 1 R 0 1 R 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 7 2 1 i 1 2 i 1 i 2 7 8 1 8 7 1 8 1 7 （十三） 783 0 R 0 R 0 0 R 0 0 1 0 R 0 1 R 0 R 1 2 1 i 1 2 i 1 i 2 7 8 3 8 7 3 8 3 7 （十四） 821 i R 1 R i 1 i 1 R 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 i 1 2 i 2 i 1 2 8 1 8 2 1 2 1 8 （十五） 8 23 i 0 R 0 R i R i 0 0 R 0 R 0 0 0 0 R 2 i 1 i 1 2 1 2 i 2 3 8 3 8 2 8 2 3 （十六） 8 2 6 i i R i R i R i i R 0 0 0 0 R 0 R 0 2 2 1 2 1 2 1 2 2 6 2 8 2 8 6 8 6 2 （十七） 168 R i 1 i R 1 i 1 R 0 R 0 R 0 0 R 0 0 1 2 i 2 1 i 2 i 1 8 6 1 6 8 1 6 1 8 （十八） 16 2 i 1 i 1 i i i i 1 R 0 0 0 0 R 0 R 0 8 2 i 2 i 2 2 2 2 i 6 1 2 1 2 6 2 6 1 （十九） 17 2 0 1 i 1 i 0 i 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 2 i 2 i 2 2 2 2 i 7 1 2 1 2 7 2 7 1 （二十） 37 2 0 0 i 0 0 i 0 i 0 1 R 0 R 1 0 1 0 R 2 i 2 i 2 2 2 2 i 7 3 2 3 7 2 7 2 3 算循環(huán)功率 方案 方案 1T 2T 9 方案 方案 10 比較以上各個方案，方案、方案連接簡單、支撐較好且軸套較少。故選其繪制功率流線圖、計算循環(huán)功率。 方案 1) 與轉動。 2) .參與傳動。 寫出各構件的轉速方程如下： m i n/ 4 5 4 53）計算各構件的轉矩 由于 i ， 所以 5 68 7 第排列轉矩方程如下： 5 第排列方程： 11 9 7163666 求得據(jù)以上計算繪出功率流線圖 2T 由功率流線圖可以看，此傳動方案中有循環(huán)功率，循環(huán)功率的大小 it 循環(huán) 7）當 參與傳力。 方案 1) 2) 排參與傳動。 3) 寫出此時各構件的轉速方程如下： 20i n/1 7 5 0003 . 2 m rn 計算各構件的 轉矩 由于 i ， 所以 5 68 7 2 對第排列轉矩方程如下： 列方程 ： 求得 2T 由功率流線圖可以看，此傳動方 案中有循環(huán)功率，循環(huán)功率的大小 it 循環(huán) 4) 動時排均傳力。 結果：通過對兩種方案在不同構件制動時的轉速轉矩以及循環(huán)功率的計算發(fā)現(xiàn)方案和方案在 且 方案在 動時傳動結構方案比方案結構復雜，通過比較，方案更合理，故選其作為做后 13 續(xù)計算依據(jù)。 二 計 1. 齒輪模數(shù)和齒圈分度圓直徑確定 根據(jù)變速箱的輸入轉速和轉矩，初選齒輪模數(shù) m=4，齒圈分度圓直徑初選 360 2. 齒圈和太陽輪齒數(shù)計算 齒圈的齒數(shù)為 904360 可得 Z 所以 9 790664t 取 0; 4529033 取 336 取 1; 由2 ， 計算得： 302 30902 666 272 36902 333 202 51902 111 3. 齒輪傳動安裝條件校核 14 （ 1）同心條件的校核 由于方案三個行星排均滿足2 條件，所以同心條件滿足。 （ 2）確定每個行星排的行星輪個數(shù)及其布置形式，并根據(jù)同心條件計算行星輪齒數(shù)。 查相關資料了解到行星傳動一般選擇 3 個行星輪，故此處選 3 個 行星輪均勻布置。 （ 3）裝配條件校核 裝配條件的公式為： ，其中 這里 n=3; 裝配條件校核如下 : 第排： 403 309066 第排： 423 369033 第排： 473 519011 計算結果均為整數(shù)， 故裝配條件可得到滿足。 4. 相鄰條件 為保證行星輪在傳動時步干涉并較少攪油損失，相鄰的兩個行星輪的齒頂間的間隙應該大于 5 8滿足 ）（ 852s 15 1422/)5120(42/)(3627(42/)(3030(42/)(802041 0 82741 2 0304113366)85(162802314222120s i 5(1101082312622120s i 5(891202312022120s i 5. 將行星傳動的參數(shù)列表如下： 名稱 m t 排 360 30 30 排 6 27 排 1 20 6. 傳動比誤差校核： 在設計中由于各種因素的制約傳動比往往不能與理想值完全相同，所以必須對傳動比誤差進行校核，一般將傳動比控制在 3% 5%之內?，F(xiàn)對傳動比誤差進行 校核如下： 第排 33090666 16 第排 排 實際傳動方程： Ri 11） 12） oi 13） 由方程（ 12）可以得到 由方程（ 13）可以得到 實11）聯(lián)立（ 12）消去 方程 差校核 2 檔 %5% R 檔 5%i 1 檔 %5%7621111 i 由校核結果看，方案滿足傳動比條件 三、繪制 綜合轉速平面圖，分析構件的轉速并確定換檔離合器位置 1、已知條件 (1)、各檔傳動比 (此處的傳動比為齒輪齒數(shù)確定之后的實際傳動比 ) 1 17 (2)、制動件轉速方程式： 11 i o（ 1） (3)、行星輪轉速方程式： （ 2） 式中： 分別表示制動構件、輸出構件和行星輪的轉速； i 任意一檔的傳動比； A 常數(shù)。 2、構件轉速平面圖繪制 (1)、建立平面坐標系 以 縱坐標， 橫坐標。 (2)、繪制輸入、輸出構件的轉速線 1) 輸入構件轉速線：把輸入構件的轉速設為 1，即把它作為衡量其它構件轉速大小的單位，其它構件的轉速用 倍數(shù)來表示。 2) 輸出構件轉速線：該線是 過原點和點（ 1 1）與橫坐標軸成 045 的直線。 3) 繪制各制動件轉速線 把 1 代入式（ 1）得 1； 把 1 代入式（ 1）得 由此可知：各制動件轉速線是過點（ 1 , 1）和點（ ,0）的直線。 對 制動構件 實2： 實R： 實繪制各行星輪轉速線 把 12）得 0由此可知：各行星輪轉速線過點（ 1 0）。i 1 18 再根據(jù)已知條件確定行星輪轉速 線的另一點坐標后繪制行星輪轉速線。 行星輪轉速計算公式為：()( （ 14） 當 06實in o ，將 06 入方程（ 14）得 )(6 所以 X 轉速線過（ 和（ 1， 0）點。 當 動時， 01實in o ，將 01入方程（ 14）得 )(1 所以 動時 1X 轉速線過（ 和（ 1， 0）點。 當 動時， 03 實Ro 03 14）)( 以 動時 速線過（ 和（ 1， 0）點。 根據(jù)以上坐標點畫出綜合轉速平面簡圖（詳細圖見附頁）。 3、構件轉速分析 (1)、分析并確定哪一個檔位工作時，哪一個制動構件的轉速最大？ 答： 1檔工作時， 2檔工作時， (2)、分析并確定哪一個檔位工作時哪一個行星排的行星輪轉速最高 ? 19 答： 1 檔工作時， 第排行星輪轉速最高 ; 2檔工作時，第排行星輪轉速最高 ; 排行星輪轉速最高 ; (3)、分析并說明構件轉速的大小與傳動比數(shù)值的大小有無關系、與不同的傳動方案有無關系？ 答：因為各制動件轉速線是過（ 1， 1）（i 1， 0）兩點的直線，由此得出結論：構件轉速的大小與傳動比數(shù)值的大小有無、與不同的傳動方案無關。 (4)、分析并說明行星輪