YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄 1.前言 1 1.1 我輪胎壓路機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2 課題簡(jiǎn)介 2 1.3 小結(jié) 4 2.傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 5 2.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)原則 5 2.2 三 種傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 5 2.3 新技術(shù)應(yīng)用 6 2.4 小結(jié) 6 3.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 3.1 基本參數(shù)的確定 7 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的速比分配 7 3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 9 3.4 小結(jié) 23 4.傳動(dòng)系統(tǒng)的常見故障及排除方法 33 4.1 主離合器的故障及排除方法 33 4.2 變速箱的常見故障及排除方法 34 4.3 驅(qū)動(dòng)橋的常見故障及排除方法 35 4.4 小結(jié) 36 結(jié) 論 37 后 記 38 參 考 文 獻(xiàn) 49 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1 前言 1.1 我國(guó)輪胎壓路機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景 輪胎壓路機(jī)具有良好的柔性壓實(shí)性能，在使壓實(shí)對(duì)象獲得較高表面質(zhì)量的同時(shí)，并不破壞被壓實(shí)的骨料。輪胎壓路機(jī)除了運(yùn)用于瀝青混凝土路面的平整作業(yè)外，也是修筑高等級(jí)公路和飛機(jī)跑道所必備的配套設(shè)備。隨著 國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資力度的不斷加大和施工工藝規(guī)范的日益嚴(yán)格，輪胎壓路機(jī)市場(chǎng)形勢(shì)正日益看好，越來越受到施工單位的青睞，尤其是大噸位輪胎壓路機(jī)更是市場(chǎng)上的寵兒。 從國(guó)內(nèi)外輪胎壓路機(jī)的發(fā)展過程來看，輪胎壓路機(jī)不論是從規(guī)格品種上，還是產(chǎn)銷數(shù)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于振動(dòng)壓路機(jī)的增長(zhǎng)速度，但輪胎壓路機(jī)卻因其特有的壓實(shí)性能而成為壓路機(jī)系列上不可缺少的重要分支。國(guó)際上著名的壓實(shí)機(jī)械制造商都具有較強(qiáng)的輪胎壓路機(jī)生產(chǎn)制造能力，如德國(guó) BOMAG公司在美國(guó)的一家工廠年產(chǎn)量就達(dá)到了 500臺(tái)左右，瑞典的DYNAPAC 公司在瑞典的產(chǎn)量為 300臺(tái)左右，而美國(guó)的 INGERSOLL-RAND公司和 CATERPILLAR公司在北美的年產(chǎn)量也分別達(dá)到了 600臺(tái)和 300臺(tái)。 在國(guó)內(nèi)，輪胎壓路機(jī)的發(fā)展起始于 20世紀(jì) 80年代初，當(dāng)時(shí)能夠生產(chǎn)輪胎壓路機(jī)的只有徐州工程機(jī)械制造廠等少數(shù)幾家，產(chǎn)品的噸位也很單一，以 16t產(chǎn)品為主，產(chǎn)量也只有幾十臺(tái)。到了 90年代初期，山東德州公路機(jī)械廠開始生產(chǎn)輪胎壓路機(jī)，也以 16t 產(chǎn)品為主，但產(chǎn)量只有幾臺(tái)。 90年代末，洛陽建筑機(jī)械廠等企業(yè)開始進(jìn)行輪胎壓路機(jī)的生產(chǎn)和銷售。表 1所示為國(guó)內(nèi)外輪胎壓路機(jī)主要廠商及主要產(chǎn)品型號(hào) 2 。 表 1 國(guó)內(nèi)外輪胎壓路機(jī)主要廠商及主要產(chǎn)品型號(hào) 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠商 主要產(chǎn)品型號(hào) BOMAG BW11RH、 BW24R DYNAPAC CP132、 CP221、 CP271 INGERSOLL-RAND PT125R CATERPILLR PS-105B、 PS-200B、 PS-300B、PF-300B、 PF-360B 徐州工程機(jī)械制造廠 YL16C、 YL20C、 XP160、 XP200、 XP260（ YL25）、 XP300 一拖洛陽建筑機(jī)械有限公司 YL16G、 YL25 山東德州公路機(jī)械廠 YL16/20C 廈工集團(tuán)三明重型機(jī)器有限公司 YL20、 YL26 就我國(guó)的輪胎壓路機(jī)技術(shù)水平而言，還處在僅能滿足基本功能的低水平上，傳動(dòng)形式為機(jī)械式，無自動(dòng)集中充氣系統(tǒng)，懸掛形式為機(jī)械搖擺；目前國(guó)際上著名的工程機(jī)械生產(chǎn)廠家除日本酒井還有機(jī)械傳動(dòng)形式外，其它產(chǎn)品已全部為液壓或液力傳動(dòng)。由于我國(guó)整體工業(yè)水平較低，地區(qū)發(fā)展也不平衡，機(jī)械傳動(dòng)式輪胎壓路機(jī)以其價(jià)格低、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)現(xiàn)階段還有很大的市場(chǎng)。表 2所示為國(guó)內(nèi)外大噸位輪胎壓路機(jī)產(chǎn)品的性能參數(shù)和部分結(jié)構(gòu)形式對(duì)比 4 。 表 2 國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)對(duì)比 主要技術(shù)參數(shù) 生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品型號(hào) PROTEC PR24 BOMAG BW24R DYNAPC CP271 徐工 XP260 洛建 YL25 最小工作質(zhì)量（ kg） 12500 13500 12400 14500 1600 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 最大工作質(zhì)量（ kg） 24000 24000 27000 26000 24000 軸距（ mm） 3870 3465 - 3840 3630 輪距（ mm） - - - 490 3630 理論爬坡能力 （ %） 40 39 - 20 20 自動(dòng)集中充氣 有 有 有 無 無 搖擺形式 機(jī)械 液壓懸 浮 機(jī)械 機(jī)械 機(jī)械 傳動(dòng)形式 液壓 液壓 液力 機(jī)械 機(jī)械 最小轉(zhuǎn)彎半徑（ mm） 4270（內(nèi)） - - 9000（外） 9000（外） 工作速度（ km/h） 0-8 0-20 0-5.8 0-12.8 0-25 0-23 前進(jìn)：6、 9.8、16 后退： 6 前進(jìn)：7.8、3.5、13.2、23 后退：3.5 前后輪重疊量（ mm） 67 50 42 50 50 最小離地間隙（ mm） 270 - - 290 - 壓實(shí)寬度（ mm） 1923 1986 2350 2750 2790 接地比壓（ kPa） - - 301-67 250-40 200-40 發(fā)動(dòng)機(jī)功率（ kW） 90 82 74 115 100 這幾年輪胎壓路機(jī)也和其它壓路機(jī)產(chǎn)品一樣，制造技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，設(shè)計(jì)造型、整機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析技術(shù)、虛擬裝配及制造技術(shù)也在產(chǎn)品開發(fā)過程中得到了應(yīng)用，從而提高了輪胎壓路機(jī)在各種條件下的適應(yīng)性能，推動(dòng)了整個(gè)輪胎壓路機(jī)的技術(shù)發(fā)展。 隨著工程機(jī)械的發(fā)展和用戶要求的不斷提高，除了具有高技術(shù)含量和穩(wěn)定的 可靠性外，其在外觀造型、操作安全舒適、自動(dòng)化等方面要求也越來越高。國(guó)內(nèi)廠家對(duì)產(chǎn)品外觀和操作系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)方面做了大量工作，流線形玻璃鋼罩殼的應(yīng)用，整體機(jī)架造型趨于美觀，操作系統(tǒng)根據(jù)人機(jī)工程原理學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)并在駕駛室內(nèi)配上空調(diào)，這些方面取得了明顯進(jìn)步，與國(guó)外差距逐步縮小。 縱觀國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)，目前輪胎壓路機(jī)市場(chǎng)正呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，尤其是大噸位輪胎壓路機(jī)更成為用戶的首選，輪胎壓路機(jī)必將有著更加廣闊的市場(chǎng)前景。但同時(shí)隨著入世后關(guān)稅的進(jìn)一步下調(diào)，國(guó)外著名公司對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的沖擊也不可忽視，國(guó)內(nèi)輪胎壓路機(jī)制造廠家要想在未 來的競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地，必須進(jìn)一步加大對(duì)輪胎壓路機(jī)的研制力度，提高產(chǎn)品的可靠性和外觀質(zhì)量，以良好的價(jià)格性能比滿足市場(chǎng)的需求，同時(shí)還應(yīng)利用入世給我們帶來的機(jī)遇積極擴(kuò)大出口，從而增強(qiáng)我們的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。 1.2 課題簡(jiǎn)介 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 1.2.1 設(shè)計(jì)目的和意義 輪胎壓路機(jī)是一種靜作用壓路機(jī)，它是由特制的充氣輪胎對(duì)地面施以搓揉壓實(shí)作用，能獲得平整、致密的道路表面，致密的路面；上水的滲入，在多雨的南方和多雪的北方不會(huì)因水而引起路面的損壞。這種獨(dú)特的壓實(shí)作用是其他壓實(shí)機(jī)械無法代替的。 隨著國(guó)民 經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使公路建設(shè)不斷發(fā)展，特別是高等級(jí)公路的高速發(fā)展，不僅對(duì)道路交通提出了更高的要求，道路重載、高速車流量大，對(duì)道路的質(zhì)量尤其是路面質(zhì)量提出了更高的要求，從而對(duì)壓路機(jī)的需求量不斷增加，尤其是大噸位壓路機(jī)，而目前徐工集團(tuán)僅有 16t、 20t 和 30t 三種機(jī)型，滿足不了市場(chǎng)需求。為使徐工集團(tuán)輪胎壓路機(jī)系列化，從而設(shè)計(jì)開發(fā) YL25 型輪胎壓路機(jī)，以滿足市場(chǎng)需求，加快國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為我國(guó)的“四化”建設(shè)做出貢獻(xiàn)。 YL25 型輪胎壓路機(jī)屬超重型自行式靜作用壓路機(jī)，具有強(qiáng)大的靜壓力和優(yōu)越的壓實(shí)性能，適用于壓實(shí)瀝青路面 、基礎(chǔ)層、次基礎(chǔ)層及填方工程，廣泛用于各種交通道路、機(jī)場(chǎng)港口、大壩等大型工程的壓實(shí)作業(yè)。該機(jī)是一種動(dòng)力換檔自行式重型靜作用壓路機(jī)，它以獨(dú)特的充氣輪船對(duì)輔層材料施以壓實(shí)作用。不但靜作用時(shí)間長(zhǎng)，而且有揉壓作用。 1.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）設(shè)計(jì)依據(jù)： JG /T5023 1992輪胎壓路機(jī)技術(shù)條件、 JG/T74 1999輪胎壓路機(jī)型式、基本參數(shù)與尺寸。 （ 2）基本參數(shù)及主要技術(shù)性能指標(biāo) 最小工作質(zhì)量（ kg） 14500 最大工作質(zhì)量（ kg） 26000 軸距（ mm） 3840 輪距（ mm） 490 前后輪重疊量（ mm） 45 爬坡能力 20% 接地比壓（ kpa） 200-420 最小轉(zhuǎn)彎半徑（前輪外側(cè)）（ mm） 9000 工作速度（ km/h） 前進(jìn)檔 6.5 前進(jìn)檔 11 前進(jìn)檔 19 后退 5 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) D6114ZG39A 功率（ KW） 115 轉(zhuǎn)速（ r/min） 2000 （ 3）成本預(yù)算及市場(chǎng)分析 YL25 型輪胎壓路機(jī)結(jié)構(gòu)重量 14t，成本 4.2 萬元，加工及管理費(fèi)用約 5 萬元，外配套件成本 8 萬元， 7t鐵配重 1.3 萬元，銷售費(fèi)用 2萬元，估計(jì)生產(chǎn)成本 20萬元，銷售價(jià)格32萬元。 1.2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及步驟 （ 1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) （ 2）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1）基本 參數(shù)確定 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2）傳動(dòng)系統(tǒng)的速比分配 3）傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 （ 3）傳動(dòng)系統(tǒng)的故障及排除方法 1.3 小結(jié) 本節(jié)中，我們簡(jiǎn)述了 YL25 輪胎壓路機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，課題來源，技術(shù)任務(wù)書以及課題研究的主要內(nèi)容及方法，其中包括方案設(shè)計(jì)和零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是本課題中的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)一定的參數(shù)計(jì)算，性能設(shè)計(jì)，在以下章節(jié)中會(huì)逐一討論。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)原則 傳動(dòng)系布置的實(shí)質(zhì)是確定傳動(dòng)系仲各部件的相互位置、相關(guān)尺寸和連接 方式。工程機(jī)械種類繁多，其傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度都各不相同。即使同一傳動(dòng)方案，也可以因傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和零部件的布置形式不同，使傳動(dòng)系的工作性能、零部件的尺寸、形狀、加工工藝性和連接方式，甚至機(jī)械效率及整機(jī)性能等，都有差異。因此，為保證整機(jī)和傳動(dòng)系具有優(yōu)良的技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能、工藝性能、進(jìn)行傳動(dòng)系布置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： （ 1）為提高大功率或長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工程機(jī)械的機(jī)械傳動(dòng)效率，應(yīng)將消耗功率較大的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置在傳動(dòng)的前部（即靠近發(fā)動(dòng)機(jī)），消耗功率較小的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置在傳動(dòng)系的后部， （ 2）為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小傳動(dòng)件尺寸， 使傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)緊湊，并簡(jiǎn)化傳動(dòng)件的加工工藝，在滿足傳動(dòng)要求的前提下，應(yīng)盡可能減少傳動(dòng)軸和傳動(dòng)副的數(shù)量；將傳動(dòng)能力小或摩擦傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置在傳動(dòng)系的前方；將大多數(shù)傳動(dòng)副和制造精度高的高速級(jí)傳動(dòng)副布置在傳動(dòng)系的前部，即傳動(dòng)副“前多后少”。將制造精度低的低速級(jí)傳動(dòng)副布置在傳動(dòng)系的末端，以減小振動(dòng)和噪聲；將變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置在傳動(dòng)系前部，將改變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)布置在傳動(dòng)系的末端與工作裝置相連接，以使前面的大部分傳動(dòng)件為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （ 3）為使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少振動(dòng)和噪聲，應(yīng)將具有減振作用或柔性傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較好、動(dòng)載 荷小的傳動(dòng)件，布置在傳動(dòng)系的前部；而將沖擊振動(dòng)較大的機(jī)構(gòu)布置在傳動(dòng)的后部。 2.2 三種傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 為了確保技術(shù)任務(wù)書提出的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)的實(shí)施，參考了德國(guó)寶泰克公司的 PR系列輪胎壓路機(jī)、德國(guó)寶馬公司的 BW 系列輪胎壓路機(jī)及瑞典 DYNAPAC 公司的 CP 系列輪胎壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)性能，并結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的輪胎壓路機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)性能制定了傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 5 6 。 借鑒前有傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了三種傳動(dòng)方案： 方案 1：采 用機(jī)械傳動(dòng)，這種 壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)屬于較典型的老式配置，傳動(dòng)方式是 :發(fā)動(dòng)機(jī) +主離合器 +變速箱 +側(cè)傳動(dòng) ,這里的變速箱是壓路機(jī)行駛傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件 ,它具備四項(xiàng)功能 ,通過變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速 ,通過大、小傘齒輪實(shí)現(xiàn)換向 ,通過差速齒輪實(shí)現(xiàn)差速和通過制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)制動(dòng) .其優(yōu)點(diǎn)是：體積小、 體積小、效率高，制造成本低、結(jié)構(gòu)成熟。其缺點(diǎn)是：操作笨重， 變速箱不但集各種功能于一體 ,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,其結(jié)構(gòu)包括 :變速機(jī)構(gòu)、變速操縱機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu) (倒順離合器 )、換向操縱機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器。變速箱上的制動(dòng)器包括行車制動(dòng)與停車制動(dòng)兩項(xiàng)功能 ,制動(dòng)不獨(dú)立且操縱 繁鎖。此外 ,該變速箱后傳動(dòng)還須配有龐大的側(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)減速 ,不但給整機(jī)的設(shè)計(jì)配置帶來很大的困難 ,而且側(cè)傳動(dòng)的兩對(duì)圓柱齒輪外露 ,轉(zhuǎn)速低、負(fù)荷大。 方案 2： 采用液力變矩器，動(dòng)力換檔變速箱、帶自動(dòng)差速裝置的驅(qū)動(dòng)橋等。 該傳動(dòng)系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：（ 1）液力變矩器傳遞動(dòng)力的介質(zhì)是液體，它能吸收外力造成的振動(dòng)和沖擊，即當(dāng)外載荷突然增大時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)減速增大牽引力來克服外載荷的變化；當(dāng)外載荷減小時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)又能自動(dòng)減小牽引力，從而避免了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)受到?jīng)_擊。（ 2）液力變矩器使啟動(dòng)和變速平穩(wěn)，無沖擊，減少對(duì)壓實(shí)路面的剪 切沖擊，提高路面的壓實(shí)質(zhì)量。其缺點(diǎn)是：（ 1）成本 略高于機(jī)械傳動(dòng)，機(jī)械效率偏低。（ 2）系統(tǒng)不成熟、維修困難。 方案 3：采用機(jī)械傳動(dòng)，增加換檔同步器，將變速箱和驅(qū)動(dòng)橋一體的結(jié)構(gòu)分開，形成各自獨(dú)立的部件。 該技術(shù)的變速箱是一個(gè)三速變速箱 ,選擇箱體內(nèi)不同齒輪嚙合 ,可以得到徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 三種不同速比 ,從而使壓路機(jī)獲得三檔不同的行駛速度 ；倒順減速箱具有換向、減速和手制動(dòng)三項(xiàng)功能 ；驅(qū)動(dòng)橋?qū)崿F(xiàn)差速、減速及行車制動(dòng) ；這種傳動(dòng)方式把減速、換向、差速、制動(dòng)等幾種功能分散在三大主要件上 ,從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)在獲得前進(jìn)倒退各三種不同的行駛速度的同時(shí) ,具有制 動(dòng)平穩(wěn) ,安全可靠 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)主要是： （ 1）將變速箱和驅(qū)動(dòng)橋分開，使布局空間靈活，便于調(diào)節(jié)和維修。（ 2） 增加同步換檔器，使換檔輕松柔和，手感好。 (3)簡(jiǎn)化了操縱，變速、倒順手柄合二為一，自動(dòng)差速。其缺點(diǎn)：外載變化對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有沖擊現(xiàn)象。 通過對(duì)以上三種方案對(duì)比分析認(rèn)為： YL25 輪胎壓路機(jī)的主要作業(yè)對(duì)象是瀝青路面的光整作業(yè)，外載荷變化較小。（ 1）方案 1采用液力變矩器、動(dòng)力換檔變速箱造價(jià)高。 (2)方案 2已不能滿足用戶對(duì)操作舒適性的要求。 鑒于以上分析，確定采用方案 3。 2.3 新技術(shù)應(yīng)用 （ 1） 采用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，可在海拔 2000m 高度正常工作。 （ 2）排放達(dá)歐 I標(biāo)準(zhǔn)，符合國(guó)際環(huán)保要求。 （ 3）采用同步換檔變速箱，減輕司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高操作舒適性。 （ 4）前輪機(jī)械搖擺，使路面壓實(shí)均勻，延長(zhǎng)道路使用壽命。 （ 5）氣頂油增壓蹄式制動(dòng)，制動(dòng)力矩大，確保人機(jī)安全。 （ 6）雙向駕駛雙向操縱，提高壓路機(jī)的壓邊性能，改善駕駛員的視野。 （ 7）鏈輪張緊同步機(jī)構(gòu)，使調(diào)節(jié)得心應(yīng)手。 （ 8）膜片式彈簧制動(dòng)器，使停車制動(dòng)安全可靠。 （ 9）氣路安全互鎖功能，確保整機(jī)安全運(yùn)行。 （ 10）電動(dòng)水泵向輪胎表面噴灑潤(rùn)滑劑，使被壓實(shí)的材 料不粘附在輪胎表面上，提高路面平整度，提高壓實(shí)質(zhì)量。 （ 11）接地比壓調(diào)節(jié)范圍大，滿足不同工況壓實(shí)要求。 2.4 小結(jié) 本節(jié)討論的是 YL25 輪胎壓路機(jī)的方案設(shè)計(jì)，其中包括傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)以及新技術(shù)應(yīng)用。傳動(dòng)方案中提出了三種方案，并進(jìn)行了比較，最終確定了采用機(jī)械傳動(dòng)，增加換檔同步器，將變速箱和驅(qū)動(dòng)橋一體的結(jié)構(gòu)分開，形成各自獨(dú)立的部件的方案。新技術(shù)的應(yīng)用，使本設(shè)計(jì)更適合現(xiàn)代化要求。徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 基本參數(shù)的確定 基本參數(shù)的確定應(yīng)符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，并能滿足輪胎壓路機(jī)的性能要求和使用要求，也應(yīng)滿足有 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。表 3 所示為 YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù) 1 。 表 3 基本參數(shù) 項(xiàng)目 單位 基本參數(shù) 備注 重量 結(jié)構(gòu)重量 kg 14200 加鐵（配重） 7000 一般情況不拆卸 加水（配重） 4500 最大工作重量 26000 包括司機(jī)、隨機(jī)備件等 外形尺寸（ lXbXh） mm 4910X2845X3380 帶駕駛室 軸距 3840 輪距 490 前后輪重疊量 45 碾壓寬度 2740 最小離地間隙 290 加配重鐵時(shí) 最小轉(zhuǎn)彎半徑 9000 爬坡能力 20 重量分布 輪壓均勻 速度 前進(jìn)速 km/h 6.5 前進(jìn)速 11 前進(jìn)速 19 后退 5 輪胎 型號(hào) 11.00-20-16PR 氣壓 kPa 400 800 外徑（自由直徑） mm 1070 內(nèi)徑 508（ 20） 寬度 290 輪胎布置 個(gè) 前 5 后 6 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的速比分配 7 （ 1） 將總傳動(dòng)比分配給傳 動(dòng)系的各傳動(dòng)裝置 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 總傳動(dòng)比等于傳動(dòng)系中各機(jī)構(gòu)和部件總成的各分傳動(dòng)比之積。一般工程機(jī)械的作業(yè)速度較低，傳動(dòng)系多數(shù)是降速傳動(dòng)。分配總傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)遵循各分傳動(dòng)比“前小后大”、降速要慢和傳動(dòng)副“前多后少”的原則，以使傳動(dòng)系前部多數(shù)傳動(dòng)副的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 2）分配各檔傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比分配后，應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)系方案中各變速裝置的形式和分得的傳動(dòng)比，確定各變速裝置的速度擋數(shù)、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)副的數(shù)量及布置方式，并分配各擋和各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。確定變速裝置的擋數(shù)及各擋傳動(dòng)比時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則： 1)使機(jī)器在各種工況和載荷下 都有所需的工作速度和作用力，并有盡可能高的生產(chǎn)率。 2）充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，最好實(shí)現(xiàn)恒功率輸出，以便充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 3)使發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能在高效率低油耗區(qū)工作，以便作業(yè)機(jī)械有較好的經(jīng)濟(jì)性。 4)合理確定速度擋數(shù)。一般情況下，擋數(shù)越多，作業(yè)機(jī)械對(duì)工況和載荷的適應(yīng)性越強(qiáng)，其生產(chǎn)率和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率也越高。但擋數(shù)過多，會(huì)使變速裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，制造難度和成本也相應(yīng)提高，有時(shí)甚至?xí)档徒Y(jié)構(gòu)的合理性和先進(jìn)性。機(jī)械式工程機(jī)械的正擋速度一般不大于 8擋，其中變速器的擋數(shù)大多數(shù)為 4擋，并采用分動(dòng)器兼作副變速器，以擴(kuò)大變速范圍。載荷變化大、要求調(diào)速范圍更寬的大功率工程機(jī)械，通常采用液力機(jī)械傳動(dòng)，以擴(kuò)大速度變化范圍，簡(jiǎn)化變速器和傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)。 5)工程機(jī)械的轉(zhuǎn)速排列方式有等比級(jí)數(shù)排列、雙重等比級(jí)數(shù)排列、等差級(jí)數(shù)排列以及根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工藝要求，確定各擋速度的所謂無規(guī)則排列。分配各擋傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)盡可能使各擋速度成等比級(jí)數(shù)排列。等比排列的轉(zhuǎn)速，對(duì)機(jī)器生產(chǎn)率的影響在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都相同，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上容易實(shí)現(xiàn)。但等比排列用于擋數(shù)過多的變速器，會(huì)使高速擋速度梯度過大，或低速擋速度梯度過小，不易滿足某些工程機(jī)械的工況需要，此時(shí)，可以 采用雙重等比排列。 6)分配各擋傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)盡量避免先升速、后降速、然后再升速的方案。先升后降再升會(huì)使升速小齒輪的線速度過高、噪聲增大，從而要求更高的制造精度。而降速傳動(dòng)的大齒輪則因外徑大而加大變速器的尺寸，同時(shí)使傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 7)齒輪副的降速傳動(dòng)比應(yīng)小于 4，升速傳動(dòng)比大于 0.5。過大的降速比會(huì)使從動(dòng)大齒輪齒數(shù)過多，尺寸過大；過小的升速比則使從動(dòng)小齒輪齒數(shù)過少，轉(zhuǎn)速高，齒面容易，磨損和疲勞破損。 8)在條件許可的情況下，應(yīng)盡可能采用較多的公用齒輪，以減少齒輪數(shù)量。 根據(jù)表 1知道行駛速度分三檔，即： 前進(jìn)速： 6.5 km/h 前進(jìn)速： 11 km/h 前進(jìn)速： 19 km/h 后退： 5 km/h 3.2.1 總速比計(jì)算 11 i =ne 60 2 ra /（速 103） =2000 60 2 0.0515 3.14/（ 6.5 103） =59.708 i =ne 60 2 ra /（速 103） =35.28 i =ne 60 2 ra /（速 103） =20.43 i 退 = ne 60 2 ra /（ v 退 103） =77.62 式中： ne 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，選用 2000r Pm ra 輪胎滾動(dòng)半徑，取 0.515m 3.2.2 速比分配 傳動(dòng)系統(tǒng)主要由變速箱、倒順減速箱、驅(qū)動(dòng)橋三部分組成，各部分速比分配如下： （ 1）末級(jí)傳動(dòng)采用驅(qū)動(dòng)橋，其速比： 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 i 橋 =37/6=6.1667 （ 2）減速箱 i=7.41 （ 3）變速箱 前進(jìn)速度： i1=4.594 i2=2.638 i3=1.554 后退速度： i 退 =5.968 校核總速比： i = i 末 i 橋 i1=7.41 6.1667 4.594=60.427 i = i 末 i 橋 i2=7.41 6.1667 2.638=34.699 i = i 末 i 橋 i3=7.41 6.1667 1.554=20.440 i 退 = i 末 i 橋 i 退 =7.41 6.1667 5.968=78.50 校核行駛速度： V = ne 60 2 ra /（ i 103） =2000 60 2 0.515 3.14/（ 60.427 1000） =6.42 km/h V = ne 60 2 ra /（ i 103） =2000 60 2 0.515 3.14/（ 34.699 1000） =6.42 km/h V = ne 60 2 ra /（ i 103） =2000 60 2 0.515 3.14/（ 20.440 1000） =18.98 km/h V 退 = ne 60 2 ra /（ i 退 103） =2000 60 2 0.515 3.14/（ 78.50 1000） =4.94 km/h 表 5 所示為各速比分配。 表 5 速比分配 速比 變速箱 減速器傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng) 總速比 一速 i1 4.594 7.41 6 167 60.427 二速 i2 2.638 34.699 三速 i3 1.554 20.440 后退速度 i 退 5.968 78.50 3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 根據(jù)上述的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則以及傳動(dòng)方案，確定了以下的傳動(dòng)方式，該傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式為：發(fā)動(dòng)機(jī) +變速箱 +倒順減速箱 +驅(qū)動(dòng)橋。該技術(shù)的變速箱是一個(gè)三速變速箱 ,選擇箱體內(nèi)不同齒輪嚙合 ,可以得到三種不同速比 ,從而使壓路機(jī)獲得三檔不同的行 駛速度 ；倒順減速箱具有換向、減速和手制動(dòng)三項(xiàng)功能 ；驅(qū)動(dòng)橋?qū)崿F(xiàn)差速、減速及行車制動(dòng) ；這種傳動(dòng)方式把減速、換向、差速、制動(dòng)等幾種功能分散在三大主要件上 ,從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)在獲得徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 前進(jìn)倒退各三種不同的行駛速度的同時(shí)具有制動(dòng)平穩(wěn) ,安全可靠 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。以下是對(duì)四大件的設(shè)計(jì)及配置進(jìn)行闡述。傳動(dòng)系統(tǒng)圖見圖 1: 1-發(fā)動(dòng) 機(jī) 2-變 速箱 3-減速 箱 4-驅(qū) 動(dòng)橋 圖 1 傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖 3.3.1柴油機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)是輪胎壓路機(jī)的動(dòng)力源，是輪胎壓路機(jī)的關(guān)鍵總成。在發(fā)動(dòng)機(jī)基本形式中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī)，其次是氣缸的排列形式和柴油機(jī)的冷卻方式 。 （ 1）工程機(jī)械選用柴油機(jī) 工程機(jī)械最常用的動(dòng)力裝置是柴油機(jī)，與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1) 柴油機(jī)熱效率高、油耗低、燃料經(jīng)濟(jì)性好。柴油機(jī)價(jià)格便宜，成本較低。 2) 柴油機(jī)工作可靠，耐久性好，無需點(diǎn)火系統(tǒng)，故障少，使用壽命長(zhǎng)。 3) 排氣污染較低。 4) 防火安全性好。 （ 2）氣缸排列形式的選擇 按氣缸排列形式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有直列、 V 型布置之分。 直列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低，實(shí)驗(yàn)維修方便，發(fā)動(dòng)機(jī)的寬度小，布置起來較靈活，因而在中、小型工程機(jī)械上得到廣泛的應(yīng)用。但是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排量較大時(shí)，直列式發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)就比較突 出：不是缸徑過大影響工作性能，就是缸數(shù)過多，使發(fā)動(dòng)機(jī)過長(zhǎng)和過高，質(zhì)量也大。 V型發(fā)動(dòng)機(jī)與直列式相比有不少優(yōu)點(diǎn)：長(zhǎng)度顯著縮短（ 25% 30%），高度較低，重量可減輕 20% 30%；曲軸箱和曲軸的剛度增加，扭振特性有所改善；容易設(shè)計(jì)出尺寸緊湊的高轉(zhuǎn)速和大功率發(fā)動(dòng)機(jī)；通過缸數(shù)變化容易形成功率范圍很大的發(fā)動(dòng)機(jī)系列。對(duì)于空間受到限制的工程機(jī)械，由于 V型發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度短，有利于總體布置。 （ 3）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式的選擇 按冷卻方式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有水冷式和風(fēng)冷式之分。 水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻性能均勻可靠，散熱好，氣缸變形小，缸蓋、 活塞等主要零件的熱負(fù)荷較低，可靠性好；能很好的適應(yīng)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的要求；發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后也易于采取措施（如加大水箱、增加泵量）加強(qiáng)散熱；噪聲小；駕駛內(nèi)供暖易解決。但其冷卻性能受氣溫影響顯著，應(yīng)考慮避免高溫天氣出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過熱的問題。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修方便；對(duì)于在沙漠和缺水地區(qū)及炎熱、酷寒地區(qū)使用的適應(yīng)性好，不會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)過冷和凍結(jié)等故障；還可以省去消耗銅材的水箱。但大缸徑的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻不夠均勻；缸蓋等有關(guān)零件的熱負(fù)荷高，可靠性不及水冷式的；噪聲大，油耗較高。 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大，其壓路機(jī)的動(dòng)力性能越 好。但若功率過大，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率就降低，燃料經(jīng)濟(jì)性下降。 壓路機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)保證壓路機(jī)在最困難條件下能正常工作。這種最困難條件是：在最大上坡的路基上滾壓松散的碎石物料。 所需發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為 33 ： VPN 277.0 式中： P 各種工況下的阻力， N； 傳動(dòng)系統(tǒng)的效率 0.743； V 相應(yīng)各工況的壓路機(jī)速度， m/s。 壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)輪上的圓周力即牽引力必須大于或等于工作時(shí)的總阻力，即 WT 。 壓路機(jī)在最困難條件下工作時(shí)產(chǎn)生以下阻力：運(yùn)行阻力 1W ；上坡阻力 2W ； 壓路機(jī)在上坡壓實(shí)工作中的阻力 W ： 21 WWW 壓路機(jī)運(yùn)行阻力 1W ： Ng fGW 2 5 0 1 13.11c o s2 6 0 0 01.081.9c o s1 式中： f 壓路機(jī)滾動(dòng)阻力系數(shù)，取 f=0.1； G 壓路機(jī)質(zhì)量， G=26000kg； 道路坡度，根據(jù)交通部公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各種公路的坡度最大值為 11%，即 =arctan0.11=6.28；本壓路機(jī)設(shè)計(jì)的理論爬坡度為 20%，即 =arctan0.2=11.3； 上坡阻力 2W ： NgGW 5 0 0 2 13.11s in2 6 0 0 081.9s in2 壓路機(jī)在上坡壓實(shí)工作中的阻力 W ： NWWW 7 5 0 3 15 0 0 2 12 5 0 1 121 壓路機(jī)在上坡壓實(shí)工況時(shí)的功率 1N ： kWN 51743.010336001035.67 5 0 3 1277.01 式中 : V 壓路機(jī)工作速度， V=6.5km/h； 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率。 743.096.099.094.097.0 4254321 nnnn 鏈滾錐直 （效率由設(shè)計(jì)手冊(cè)查找確定） 直 圓柱齒輪的傳動(dòng)效率，取 8 級(jí)精度； n1 圓柱齒輪的嚙合對(duì)數(shù)； 錐 圓錐齒輪的傳動(dòng)效率，取 8 級(jí)精度； n2 圓錐齒輪的嚙合對(duì)數(shù)； 滾 滾動(dòng)軸承效率； n3 滾動(dòng)軸 承數(shù)量； 鏈 鏈條傳動(dòng)效率； n4 鏈條傳動(dòng)對(duì)數(shù)。 轉(zhuǎn)向阻力（彎道阻力） 2P ： 根據(jù)王戈等編著的壓實(shí)機(jī)械一書公式 6 : KGP 22 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 式中：2G 轉(zhuǎn)向輪上分配載荷； K 附加阻力系數(shù)， K取 0.18。 其中 : NG 1 1 5 9 3 611581.92 6 0 0 02 所以 : NfGP 2 0 8 6 918.01 1 5 9 3 622 阻力矩2M： NmrM d 10748515.020869P 22 式中：dr為輪胎滾動(dòng)半徑 0.515mm。 轉(zhuǎn)向功率 N2： kWAtMN 64.11042 611.01 0 7 4 72102 3322 式中： M 原地轉(zhuǎn)向阻力矩（ N m）； 壓路機(jī)轉(zhuǎn)向角， ra d611.01803535 ； A 倍數(shù)，偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向 A=2； t 完成一次全程轉(zhuǎn)向 的時(shí)間，一般 4 5s，取 t=4s。 壓路機(jī)在上坡壓實(shí)工況時(shí)消耗的功率最大，為 N : kWNNN 64.5264.15121 綜上所述，選用性能優(yōu)良的東風(fēng) C系列 D6114ZG增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，該機(jī)油耗 222g/kW h。具有良好的使用經(jīng)濟(jì)性；采用 J83渦輪增壓器，能在海拔 2000m高度正常工作，能滿足不同地區(qū)、不同工況的使用要求，有較強(qiáng)的適應(yīng)性。該機(jī)既具有輕型機(jī)簡(jiǎn)潔、緊湊的特點(diǎn)又具有重型機(jī)承受高負(fù)荷、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)，且排放低，噪聲小，燃油排放達(dá)到世界最嚴(yán)格的歐1標(biāo)準(zhǔn) 。柴油機(jī)功率 115kW，功率后備系數(shù)高達(dá) 1 51，功率儲(chǔ)備大 。 其體積小、質(zhì)量輕、動(dòng)力足、功率大、油耗小，操作輕便可靠。其額定功率 105kW、轉(zhuǎn)速 2000r/min。該發(fā)動(dòng)機(jī)適用性強(qiáng)，耐熱耐寒，可在 -12以下輕易起動(dòng)；增壓器裝置使它在海拔 3000m左右的高原地帶運(yùn)行功率不降低。表 4所示為柴油機(jī)的主要參數(shù)。 表 4 D6114ZG39A 柴油機(jī)技術(shù)性能 1 氣缸數(shù) （個(gè)） 6 2 氣缸直徑 （ mm） 114 3 活塞行程 （ mm） 135 4 標(biāo)定總功率 （ Ps） 115 5 轉(zhuǎn)速 （ rPm） 2000 6 燃油消耗率 （ g/psh） 222 7 機(jī)油消耗率 （ g/psh） 2 8 扭矩（不帶附件） （ kgf.m） 61.2 9 最大扭矩時(shí)轉(zhuǎn)速 （ rPm） 1400 1600 10 曲軸轉(zhuǎn)向（面對(duì)飛輪端） 逆時(shí)針 11 啟動(dòng)方式 24V 電啟動(dòng) 12 冷卻方式 水冷 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 13 最高空轉(zhuǎn)速 （ rPm） 2200 14 外形尺寸（長(zhǎng)寬高） （ mm） 15 凈質(zhì)量 （ kg） 640 3.3.2變速箱的理論設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是從給定的條件出發(fā) ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算 ,用試湊的方法確定主要參數(shù) ,然后進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等方面的校核 ,如不合格 ,則對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行修改后 ,再重復(fù)上述過程 ,直至滿足各項(xiàng)要求為止 ,顯然 ,這種方法不能保證得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)時(shí) ,我們采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 ,以滿足大機(jī)型 (22噸 )壓路機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率 (P=115kW)輸入為準(zhǔn) ,計(jì) 算強(qiáng)度 ,在滿足強(qiáng)度條件下 ,使其體積最小 ,以達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量最小的目的。根據(jù)壓路機(jī)行駛的特殊性及擋位的要求 ,借鑒全液壓振動(dòng)壓路機(jī)變速箱結(jié)構(gòu)緊湊、操縱方便的成功經(jīng)驗(yàn)。 選用機(jī)械換擋變速箱傳動(dòng)，具有前 3后 1共 4個(gè)擋位，采用接合套換擋和鎖環(huán)式同步器換擋，具有換擋柔和平穩(wěn)、噪聲低、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便的特點(diǎn)。 我們采用如圖 1所示的變速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 : 圖 2 變速箱傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 設(shè)計(jì)步驟如下： 主傳動(dòng)比和變速器一檔速比確定以后，變速器除一檔和直 接檔之外的各檔速比即為優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量，可表示為 : X= x1 x2 x mT= ig2 ig3 i gn-1T (最高檔為直接檔時(shí) ) X= x1 x2 x mT= ig2 ig3 i gn-2 ignT (次高檔為直接檔時(shí) ) 式中 : n 為變速器的檔位數(shù) ； m 為傳動(dòng)比優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量個(gè)數(shù)， m=n- 2 目標(biāo)函數(shù) : 變速器速比優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)采用驅(qū)動(dòng)功率極限發(fā)揮率 limdP ，它反映了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大功率 Pemax 在驅(qū)動(dòng)輪上得到發(fā)揮的極限程度，其定義如式 (3)所示。優(yōu)化時(shí)取 limdP 的最大值。與汽車驅(qū)動(dòng)力損失率相比，驅(qū)動(dòng)功率極限發(fā)揮率 limdP ,考慮了各檔使用率的不同，從而能夠反映不同實(shí)際使用條件對(duì)速比的要求。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 m i nm a xm a x1m i nm a xm a xl i m VVPAwWVVPPeniiied 對(duì)上式中各變量作如下說明 : (1)上式右邊分母所代表的面積表示各種車速下發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率 Pemax；全部傳到了驅(qū)動(dòng)輪上的理想狀況，而分子則代表驅(qū)動(dòng)功率實(shí)際的可能極限。 (2)用 v。表示車速， vmin為一檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速下的車速 km/h； vmax為汽車的最高車速 km/h。 avveemTei dVnTPA i 1211 30000m a x rgae riiVn 12.0 0 式中 :i0為主傳動(dòng)比 ； Ti為第 i 檔工作時(shí)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率 ；vi1,vi2為第 i 檔對(duì)應(yīng)的車速積分上、下限，為圖 I 中該檔驅(qū)動(dòng)輪最大功率一車速曲線與相鄰檔曲線的交點(diǎn) (沒有交點(diǎn)時(shí)取相鄰兩個(gè)檔位中較低一檔的最高車速 )對(duì)應(yīng)的車速 (例外的是第一檔的積分下限和最高檔的積分上限分別為 Vmin 和 Vmax)； rr為驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑。 (3) wi是第 i檔的利用率系數(shù)?？紤] 了汽車各檔利用率 ui的不同，并在對(duì)大量變速器的速比進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)采用式 (6)反映 wi和 ui的關(guān)系時(shí)可得到較好的速比優(yōu)化結(jié)果 : nuuW ii m inln1 式中： minu 為nuuu , 21中的最小值。 （ 4） w 為所有iw的均值，即： ni iwnw 11 約束條件： （ 1）反映相鄰檔位間速比大小關(guān)系的約束 條件 : 01 jj gg ii 1,2,1 nj （ 2）防止動(dòng)力傳遞中斷的約束條件 : 0/ m a x1 jj gegT inin 1,2,1 nj 式中 : nT為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 (r/min)； nemax為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 (r/min) 齒輪參數(shù)的優(yōu)化 : 從圖 2中可看出 ,它可輸出三檔速度 ,直接輸出為 III檔 ,速比為3i,當(dāng) 4z 與3z嚙合時(shí)輸出 II檔速度 ,速比為 2i ,當(dāng) 4z 與6z相掛時(shí)輸出檔速度 ,速比 1i ；在這里模數(shù) 1m 、 2m 、3m ,齒數(shù) 1z 、 2z 、3z 、 4z 、5z 、6z及齒寬 b 等都是設(shè)計(jì)變量 ,可由于總傳動(dòng)比 1i 、 2i 給定 , 1z 、 2z 屬于公共齒 輪 ；我們可以先定 1m 、 1z 、gi 、 1b 為設(shè)計(jì)變量 ,表示為 : x = 1x 、2x 、 3x 、 4x T =1m 、 1z 、 gi 、 1b T 這里 gi =12zz31 。 上面提到 ,設(shè)計(jì)時(shí)要使該變速箱的體積最小 ,這就是本優(yōu)化設(shè)計(jì)問題追求的目標(biāo)函數(shù) ,它可歸結(jié)為使變 速箱的中心距最小 ,又因中心距 a 2 21 zzm 寫成： a= m in)1(1121 gizm 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 即： min )1()(32121 xxxxf 小齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)不超過 1711 ： 017)( 21 xxg 動(dòng)力傳動(dòng)的齒輪模數(shù)應(yīng)大于 2mm 02)( 12 xxg 齒寬系數(shù)應(yīng)滿足 4.19.0 db 09.0)( 21 43 xx xxg 04.1)( 21 44 xx xxg 齒面的接觸強(qiáng)度和齒根的彎曲強(qiáng)度必須滿足 : 0110845.6 1163131 TKizm gnH 010845.61)( 116 332313 TKxxxxg nH 01)1(3 213111 1 zmiTKYg 即： 0)1(31)( 2231311 14 xxxTK Yxg 其中 ,輸入功率 P= 140kW,輸入轉(zhuǎn)速 n= 2200r/min , mNT 68.60722200 6014010001 根據(jù)變速的需要 ,齒輪為漸開線直齒圓柱齒輪 ,材料為 20CrMnTi,淬硬、精制 齒輪的許用接觸應(yīng)力 2730 mmNH 齒輪的許用彎曲應(yīng)力 2535 mmN 齒寬系數(shù) = 214111 xxxzmb 動(dòng)力載荷系數(shù) 53.21 K 用懲罰函數(shù)法求得中心距最小值 : 148)( xf 綜合各已知條件求得如表 5中的各參數(shù) : 表 5 各齒輪基本參數(shù) 第一對(duì)齒輪 第二對(duì)齒輪 第三對(duì)齒輪 模數(shù)（ m） 齒數(shù)（ z） 變位系數(shù)（ x） 模數(shù)（ m） 齒數(shù)（ z） 變位系數(shù)（ x） 模數(shù)（ m） 齒數(shù)（ z） 變位系數(shù)（ x） 4 27 0 5 28 0.06 5 19 0.15 47 31 0.04 40 0.05 變速箱設(shè)計(jì)過程中的注意點(diǎn) : （ 1）由圖 1可知 , 4z 為變位齒輪 ,當(dāng)變速齒輪 4z 與 1z 相掛時(shí) , 6z 必須 空轉(zhuǎn) ,才能從輸出軸 3 輸出 3 檔速度 3v ；當(dāng)變速齒輪在中位時(shí)與 3z 嚙合 ,同樣 ,6z 也須空轉(zhuǎn) ,輸出軸 3 能輸出2 檔速度 2v ；當(dāng)變速齒輪與 6z 相掛時(shí) ,6z 相當(dāng)于介輪 , 5z 上的動(dòng)力通過 6z 傳遞給與之相連徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 的變速齒輪 4z , 4z 再通過與之嚙合的花鍵從軸 3上把 1 檔速度 1v 輸出 ；由于 6z 與輸出軸 3 要相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) ,所以在它們之間安裝耐熱、耐磨的銅合金材料的銅套最為合適 ,而此處的位置相對(duì)較緊湊 ,考慮此銅套加工時(shí)不但內(nèi)、外圈直徑要分別選用間隙、過盈配合及同軸度要求 ,而且還須開導(dǎo)油槽 ,使箱體內(nèi)的油能通過此導(dǎo)油槽潤(rùn)滑銅套而避免由于 磨擦使此溫度太高而燒壞銅套。 （ 2）軸承的配置 由于結(jié)構(gòu)的特殊性 ,輸出軸一端徑向安裝受限制 ,故輸出軸一端支撐選用滾針軸承 ,其余采用一般滾動(dòng)軸承。 （ 3）箱體及排檔箱的設(shè)計(jì) 在箱體上 ,同一軸上的孔及安裝輸入、輸出軸的孔加工時(shí)必須要有同軸度要求 ,箱體上端面與排檔箱的蓋子要有銷軸定位 ,以便調(diào)整檔位。 （ 4）防止漏油措施進(jìn)、出口采用進(jìn)口迷宮式油封 ,箱體和軸端端蓋上開回油槽 ,形成順暢油路。 綜合上述 ,設(shè)計(jì)出的變速箱的輸入端與主離合器相連 ,輸出端通過萬向節(jié)與倒順減速箱相連 ,通過撥叉 ,實(shí)現(xiàn)換檔。 3.3.2 減速箱 11 減速箱是壓路機(jī)行駛傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件 , 同樣 ,應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論 ,在滿足強(qiáng)度要求條件下 ,使其結(jié)構(gòu)達(dá)到最緊湊 ,設(shè)計(jì)步驟如下。其前進(jìn)時(shí)的速比為 3.24,后退時(shí)的速比為2.29,因此它除了具有換向作用外 ,也具有減速的功能 ,它的輸入端通過萬向節(jié)與變速箱連接 ,輸出的一端通過萬向節(jié)與驅(qū)動(dòng)橋連接 ,另一端裝有制動(dòng)器。該制動(dòng)器采用雙蹄內(nèi)漲式 ,制動(dòng)平穩(wěn)可靠。 設(shè)計(jì)步驟如下： 由上述速比分配可知，減速器傳動(dòng)比為： i 7.41。 根據(jù)展開式布置，考慮 潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，查圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為1i 3.24，則 2i 2.29。 一、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： （ 1）各軸轉(zhuǎn)速 n 0/inm 1440/2.3 626.09r/min n1/ in 626.09/3.24 193.24r/min n n/ 2i 193.24/2.29=84.38 r/min n=n=84.38 r/min （ 2）各軸輸入功率 Pdp 1 3.40 0.96 3.26kW Pp 23 3.26 0.98 0.95 3.04kW PP 23 3.04 0.98 0.95 2.83kW PP 2 4=2.83 0.98 0.99 2.75kW 則各軸的輸出功率： P P 0.98=3.26 0.98=3.19 kW P P 0.98=3.04 0.98=2.98 kW P P 0.98=2.83 0.98=2.77kW P P 0.98=2.75 0.98=2.70 kW （ 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 1T = dT 0i 1 Nm 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 dT =9550mdnP =9550 3.40/1440=22.55 Nm 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 所以 : TdT0i1 =22.55 2.3 0.96=49.79 Nm TT1i12=49.79 3.24 0.96 0.98=151.77 Nm TT2i23=151.77 2.29 0.98 0.95=326.98Nm T=T34=326.98 0.95 0.99=307.52 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩： TT 0.98=49.79 0.98=48.79 Nm T T 0.98=151.77 0.98=148.73 Nm T T 0.98=326.98 0.98=320.44Nm T T 0.98=307.52 0.98=301.37 Nm 二、齒輪的設(shè)計(jì) ： （一）高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.齒輪材料，熱處理及精度 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪。 材料：高速級(jí)小齒輪選用 45#鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280HBS 取小齒齒數(shù)1Z =24. 高速級(jí)大齒輪選用 45#鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240HBS。 Z2 =1i Z1 =3.2424=77.76，取 Z2 =78. 齒輪精度 按 GB/T10095 1998，選擇 7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。 .初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2131 )(12HEHdtt ZZuuTKd 確定各參數(shù)的值 : 試選tK=1.6 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.433 78.01 82.02 則 6.182.078.0 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) N1 =60n1 jhL =60 626.09 1（ 2 8 300 8） =1.4425 109 h N2 = =4.45 108 h #(3.25 為齒數(shù)比 ,即 3.25=12ZZ) 查設(shè)計(jì)手冊(cè) 可 得： K1=0.93 K2=0.96 齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,應(yīng)用202P公式 10-12 得 : H 1 =SK HHN 1lim1=0.93 550=511.5 MPa H 2 =SK HHN 2lim2=0.96 450=432 MPa 許用接觸應(yīng)力 M P aHHH 75.4712/)4325.511(2/)( 21 查設(shè)計(jì)手冊(cè)查得： EZ =189.8MPa d =1 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 T=95.5 105 11/nP=95.5 105 3.19/626.09 =4.86 104 N.m 3.設(shè)計(jì)計(jì)算 小齒 輪的分度圓直徑 dt1 2131 )(12HEHdtt ZZuuTKd = mm53.49)75.4718.189433.2(25.324.46.111086.46.12 243 計(jì)算圓周速度 100060 11nd t sm /62.1100060 09.62653.4914.3 計(jì)算齒寬 b和模數(shù)ntm 計(jì)算齒寬 b b=td d1=49.53mm 計(jì) 算摸數(shù) mn 初選螺旋角 =14 ntm= mmZd t 00.22414c o s53.49c o s11 計(jì)算齒寬與高之比 hb 齒高 h=2.25 ntm=2.25 2.00=4.50mm hb = 5.453.49 =11.01 計(jì)算縱向重合度 =0.3181d 14ta n241318.0ta n =1.903 計(jì)算載荷系數(shù) K 使用系數(shù) AK =1 根據(jù) smv /62.1 ,7 級(jí)精度 , 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得 動(dòng)載系數(shù) KV=1.07, 由設(shè)計(jì)手冊(cè)得 KH的計(jì)算公式 : KH= )6.01(18.012.1 2d 2d+0.23 103 b =1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.23 103 49.53=1.42 KF=1.35 KH=FK=1.2 故載荷系數(shù) : K K K KH KH =1 1.07 1.2 1.42=1.82 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 d1 =dt1 tKK/3 =49.536.182.13 =51.73mm 計(jì)算模數(shù) nm nm = mmZd 09.224 14c o s73.51c o s11 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 4.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式得： nm )(c o s212213FSFadYYZYKT 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 48.6kNm 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z 24， z i z 3.24 24 77.76 傳動(dòng)比誤差 i u z / z 78/24 3.25 i 0.032 5，允許。 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) z z /cos 24/ cos3 14 26.27 z z /cos 78/ cos3 14 85.43 初選齒寬系數(shù) 按對(duì)稱布置，由表查得 1 初選螺旋角 初定螺旋角 14 載荷系數(shù) K K K K K K =1 1.07 1.2 1.35 1.73 查取 齒形系數(shù) Y 和應(yīng)力校正系數(shù) Y 查設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 : 齒形系數(shù) Y 2.592 Y 2.211 應(yīng)力校正系數(shù) Y 1.596 Y 1.774 重合度系數(shù) Y 端面重合度近似為 1.88-3.2（2111 ZZ ） cos 1.88 3.2（ 1/24 1/78） cos14 1.655 arctg（ tg /cos ） arctg（ tg20 /cos14 ） 20.64690 14.07609 因?yàn)?/cos ，則重合度系數(shù)為 Y 0.25+0.75 cos / 0.673 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 09.2 14sin53.49 o 1.825, Y 1 0.78 計(jì)算大小齒輪的 FSFFY 安全系數(shù)由手冊(cè)查得 S 1.25 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 工作壽命兩班制， 8 年，每年工作 300 天 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 60nkt 60 271.47 1 8 300 2 8 6.255 10 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N2 N1/u 6.255 10 /3.24 1.9305 10 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ： 小齒輪aFF MP5001 大齒輪aFF MP3802 查手冊(cè) 得彎曲疲勞壽命系數(shù) : K1FN=0.86 K2FN=0.93 取彎 曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 F1= 14.3 0 74.1 5 0 086.011 SK FFFN F2= 43.2524.1 38093.022 SK FFFN 01347.014.307 596.1592.2111 FSF FY 0 1 5 5 4.043.252 774.1211.2222 FSF FY 設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算模數(shù) mmmmm n 26.1655.1241 01554.014c o s78.01086.473.12 2 243 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按 GB/T1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 mn=2mm 但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1 =51.73mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) .于是由 : z1=nm 14cos73.51 =25.097 取 z1 =25 那么 z2 =3.24 25=81 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距： a=cos2)( 21 nmzz = 14cos2 2)8125( =109.25mm 將中心距圓整為 110mm 按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos 01.1425.1092 2)8125(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改變不多 ,故參數(shù),k,hZ等不必修正 . 計(jì)算大 .小齒輪的 分度圓直徑： d1 =01.14cos 225cos1 nmz =51.53mm d2 =01.14cos 281cos2 nmz =166.97mm 計(jì)算齒輪寬度： B= mmmmd 53.5153.5111 圓整的 502 B 551 B 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 （二）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 材料：低速級(jí)小齒輪選用 45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280HBS 取小齒齒數(shù)1Z=30 速級(jí)大齒輪選用 45 鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240HBS z2=2.33 30=69.9 圓整取 z2=70. 齒輪精度 按 GB/T10095 1998，選擇 7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 Kt=1.6 查手冊(cè)，選取區(qū)域系數(shù) ZH=2.45 試選 o12 ,由手冊(cè)查得 1=0.83 2=0.88 =0.83+0.88=1.71 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 =60 n2 j Ln=60 193.24 1 (2 8 300 8) =4.45 108 N2 = 33.2 1045.481iN1.91 108 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得接觸疲勞壽命系數(shù) K1HN=0.94 K2HN= 0.97 查手冊(cè)可得： 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim , 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5501lim 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,則接觸疲勞許用 應(yīng)力 H 1 =SK HHN 1lim1= 5641 60094.0 MPa H 2 =SK HHN 2lim2=0.98 550/1=517MPa 2 )( 2lim1lim HHH 540.5MPa 由手冊(cè)查得材料的彈性影響系數(shù) ZE =189.8MPa 選取齒寬系數(shù) 1d T=95.5 105 22 /nP =95.5 105 2.90/193.24 =14.33 104 N.m 3 242131 )5.5408.18945.2(33.233.371.111033.146.12)(12 HEHdtt ZZuuTKd =65.71mm 2.計(jì)算圓周速度 100060 24.19371.65100060 21 nd t 0.665 sm/ 3.計(jì)算齒寬 b= d dt1 =1 65.71=65.71mm 4.計(jì)算齒 寬與齒高之比 hb 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 模數(shù) mnt= mmZd t 142.23012c o s71.65c o s11 齒高 h=2.25 mnt=2.25 2.142=5.4621mm hb =65.71/5.4621=12.03 5.計(jì)算縱向重合度 028.212t a n30318.0t a n318.0 1 zd 6.計(jì)算載荷系數(shù) K KH=1.12+0.18(1+0.6 22)dd +0.23 10 3 b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23 10 3 65.71=1.4231 使用系數(shù) KA=1 同高速齒輪的設(shè)計(jì) ,查表選取各數(shù)值 vK=1.04 KF=1.35 KH=KF=1.2 故載荷系數(shù) KHHvA KKKK =1 1.04 1.2 1.4231=1.776 7.按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 d1 =dt1 tKK3 =65.71 mm91.723.1776.13 計(jì)算模數(shù) mmzdmn 3772.23012c o s91.72c o s11 8.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) mc o s212213FSFdYYZYKT 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 143.3kNm （ 2） 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z 30， z i z 2.33 30 69.9 傳動(dòng)比誤差 i u z / z 69.9/30 2.33 i 0.032 5，允許。 （ 3） 初選齒寬系數(shù) 按對(duì)稱布置，由表查得 1 （ 4） 初選螺旋角 初定螺旋角 12 （ 5） 載荷系數(shù) K K K K K K =1 1.04 1.2 1.35 1.6848 （ 6） 當(dāng)量齒數(shù) z z /cos 30/ cos3 12 32.056 z z /cos 70/ cos3 12 74.797 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得齒形系數(shù) Y 和應(yīng)力修 正系數(shù) Y 232.2,491.2 21 FF YY 751.1,636.1 21 SS YY 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 （ 7） 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 2.03 Y 1 0.797 （ 8） 計(jì)算大小齒輪的 FSFFY 查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 aFE MP5001 aFE MP3802 查手冊(cè)可得彎曲疲勞壽命系數(shù) K1FN=0.90 K2FN=0.93 S=1.4 F1=aFEFN MPSK 43.3214.1 50090.011 F 2 =aFFFN MPSK 43.2524.1 38093.022 計(jì)算大小齒輪的 FSaFaFY,并加以比較 0 1 2 6 8.043.321 636.1491.2111 FSaFa FY 0 1 5 4 8.043.252 751.1232.2222 FSaFa FY 大齒輪的數(shù)值大 ,選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 . 計(jì)算模數(shù) mmmmm n 5472.171.1301 01548.012c o s797.010433.16848.12 2 253 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按 GB/T1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 mn=3mm 但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1 =72.91mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) . z1=nm 12cos91.72 =27.77 取 z1 =30 z2 =2.33 30=69.9 取 z2 =70 初算主要尺寸 計(jì)算中心距 a=cos2)( 21 nmzz = 12cos2 2)7030( =102.234mm 將中心距圓整為 103 mm 修正螺旋角 =arccos 86.131032 2)7030(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改變不多 ,故參數(shù) ,k, hZ 等不必修正。 分度圓直徑： d1 =12cos 230cos1 nmz =61.34mm 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 d2=12cos 270cos2 nmz =143.12 mm 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 91.7291.7211 圓整后取 mmB 751 mmB 802 齒輪各設(shè)計(jì)參數(shù)附表： 1. 各軸轉(zhuǎn)速 n (r/min) (r/min) (r/min) n(r/min) 626.09 193.24 84.38 84.38 2. 各軸輸入功率 P （ kw） （ kw） （ kw） P (kw) 3.26 3.04 2.83 2.75 3. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T (kNm) (kNm) (kNm) T (kNm) 49.79 151.77 326.98 307.52 三、傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)： 1.傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 求輸出軸上的功率 P3，轉(zhuǎn)速3n，轉(zhuǎn)矩3T P3=2.83KW 3n=84.38r/min 3T=326.98N m 求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 2d =143.21 mm ， 而 Ft= 232dT N16.43481021.143 35.3112 3 Fr = Ft Noon 06.1 6 3 086.13c o s 20t a n16.4 3 4 8c o st a n Fa= Fttan =4348.16 0.246734=1072.84N 圓周力 Ft，徑向力 Fr 及軸向力 Fa的方向如圖示 : 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑 ,選取軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè) 取 112oA mmnPAd o 7 6 3.35333m in 輸出軸的最小直徑顯然 是安裝聯(lián)軸器處的直徑 d ,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合 ,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得，選取 5.1aK mNTKT aca 0275.46735.3115.13 因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 ,所以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 11222 ： 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 選取 LT7 型 彈 性 套 柱 銷 聯(lián) 軸 器 其 公 稱 轉(zhuǎn) 矩 為 500Nm, 半 聯(lián) 軸 器 的 孔 徑mmLmmLmmdmmd84.112.40,4011 與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度故取 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足半 聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求 , -軸段右端需要制出一軸肩 ,故取-的直徑 mmd 47；左端用軸端擋圈定位 ,按軸端直徑取擋圈直徑 mmD 50 半聯(lián)軸器與 軸配合的輪轂孔長(zhǎng)度 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上 , 故 -的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些 ,現(xiàn)取 mml 82 初步選擇滾動(dòng)軸承 .因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用單列角接觸球軸承 .參照工作要求并根據(jù) mmd 47,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列角接觸球軸承 7010C 型 . d D B 2d 2D 軸承代號(hào) 45 85 19 58.8 73.2 7209AC 45 85 19 60.5 70.2 7209B 45 100 25 66.0 80.0 7309B 50 80 16 59.2 70.9 7010C 50 80 16 59.2 70.9 7010AC 50 90 20 62.4 77.7 7210C 2.從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 對(duì)于選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的 mmmmmmBDd 168050 ,故mmdd 50 ；而 mml 16 。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位 .由手冊(cè)上查得 7010C 型軸承定位軸肩高度57,5.3,07.0 因此取 dmmhdh mm。 取安裝齒輪處的軸段 mmd 58；齒輪的右端與左軸承 之間采用套筒定位 .已知齒輪 轂 的寬度為 75mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度 ,故取mml 72 。齒輪的左端采用軸肩定位 ,軸肩高 3.5,取 mmd 65 .軸環(huán)寬度 hb 4.1 ,取 b=8mm. 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定 ) .根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間 的距離mml 30 ,故取 mml 50 . 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm ,兩圓柱齒輪間的距離 c=20mm .考慮到箱體的鑄造誤差 ,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí) ,應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取 s=8mm ,已知滾動(dòng)軸承寬度T=16mm , 高速齒輪輪轂長(zhǎng) L=50mm ,則 mmmmasTl 43)316816()7275( mmmmllacsLl62)8241620850( mmNLFM NVV 2.928738.114809211 mmNLFM NVV 8.499168.60821322 mmNMMM VH 1 9 6 2 5 5928731 7 2 8 8 9 222 121 mmNM 1799512 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)度 . 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 5.求軸上的載荷 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 , 確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí) ,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)20-149 表 20.6-7. 對(duì)于 7010C 型的角接觸球軸承 ,a=16.7mm,因此 ,做為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 . mmmmmmLL 6.1758.608.11432 NFLL LF tNH 15066.175 8.6016.43483231 NFLL LF tNH 2 8 4 36.175 8.11416.4 3 4 83222 NLLDFLFFarNV 80923231 NFFF NVrNV 821809163022 mmNLFM NVV 2.928738.114809211 mmNLFM NVV 8.499168.60821322 mmNMMM VH 1 9 6 2 5 5928731 7 2 8 8 9 222 121 mmNM 1799512 6.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核 軸的強(qiáng)度 根據(jù) ca=WTM 2321 )( = 82.102 7 4 6 51.0)35.3111(1 9 6 2 5 5 22 前已選軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查表 15-1 得 1 =60MPa ca 1 此軸合理安全。 7.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 截面 A, , ,B 只受扭矩作用 。所以 A B 無需校核 .從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看 ,截面和處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重 ,從受載來看 ,截面 C 上的應(yīng)力最大 .截面的應(yīng)力集中的影響和截面的相近 ,但是截面不受扭矩作用 ,同時(shí)軸徑也較大 ,故不必做強(qiáng)度校核 .截面 C上雖然應(yīng)力最大 ,但是應(yīng)力集中不大 ,而且這里的直徑最大 ,故 C 截面也不必做強(qiáng)度校核 ,截面和顯然更加不必要做強(qiáng)度校核 .由第 3 章的附錄可知 ,鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而 ,該軸只需膠合截面左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可 . 截面左側(cè)。 抗彎系數(shù) W=0.1 3d = 0.1 350 =12500 抗扭系數(shù) Tw =0.2 3d =0.2 350 =25000 截面的右側(cè)的彎矩 M 為 mmNMM 1 4 4 6 0 98.60 168.601 截面上的扭矩 3T 為 3T =311.35 mN 截面上的彎曲應(yīng)力 WMb M Pa57.1112500144609 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 T=TWT3 = MP a45.122500 03113 50 軸的材料為 45 鋼。調(diào)質(zhì)處理。 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得： aB MP640 aMP2751 aMPT 1551 因 dr 04.0500.2 dD 16.15058 經(jīng)插入后得 2.0 T =1.31 軸性系數(shù)為 82.0q q =0.85 K=1+ )1( q=1.82 K=1+q（ T -1） =1.26 所以 67.0 82.0 92.0 綜合系數(shù)為： K=2.8 K=1.62 碳鋼的特性系數(shù) 2.01.0 取 0.1 1.005.0 取 0.05 安全系數(shù)caS S= maaK 125.13 S mtak 113.71 caS 5.1022 SSSS S=1.5 所以它是安全的 . 截面右側(cè) 抗彎系數(shù) W=0.1 3d = 0.1 350 =12500 抗扭系數(shù) Tw =0.2 3d =0.2 350 =25000 截面左側(cè)的彎矩 M為 M=133560 截面上的扭矩3T為 3T=295 截面上的彎曲應(yīng)力 WMb 68.1012500133560 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T =TWT3 = 80.1125000294930 K = 8.211 K K= 62.111 K 所以 67.0 82.0 92.0 綜合系數(shù)為： K =2.8 K=1.62 碳鋼的特性系數(shù) 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 2.01.0 取 0.1 1.005.0 取 0.05 安全系數(shù)caS S= maaK 125.13 S mtak 113.71 caS 5.1022 SSSS S=1.5 所以它是安全的 . 四、鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算： 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般 8 級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵 . 根據(jù) d2=55 d3=65 查手冊(cè)取： 鍵寬 b2 =16 h2 =10 2L =36 b3=20 h3=12 3L=50 校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 查手冊(cè)得 p=110MPa 工作長(zhǎng)度 222 bLl 36-16=20 333 bLl 50-20=30 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 K2=0.5 h2 =5 K3=0.5 h3=6 由上式得： 222322102dlKTp 20.5255205100053.1432 p 333333102dlKTp 22.5365306100035.3112 p 兩者都合適。 取鍵標(biāo)記為： 鍵 2： 16 36 A GB/T1096-1979 鍵 3： 20 50 A GB/T1096-1979 五、 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（ HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用67isH配合 . 1. 機(jī)體有足夠的剛 度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 因其傳動(dòng)件速度小于 12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 為 40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 6.3 。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 . 鑄件壁厚為 10，圓角半徑為 R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便 . 4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操 作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 M6緊固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出 . D 通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上 安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡 . E 蓋螺釘： 啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。 釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋 . F 位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度 . G 吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體 . 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 箱座壁厚 83025.0 a 10 箱蓋壁厚 1 8302.01 a 9 箱蓋凸緣厚度 1b 11 5.1 b 12 箱座凸緣厚度 b 5.1b 15 箱座底凸緣厚度 2b 5.22 b 25 地腳螺釘直徑 fd 12036.0 ad f M24 地腳螺釘數(shù)目 n 查手冊(cè) 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d fdd 72.01 M12 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 2d 2d=（ 0.50.6）fd M10 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 軸承端蓋螺釘直徑 3d 3d =（ 0.40.5） fd 10 視孔蓋螺釘直徑 4d 4d =（ 0.30.4） fd 8 定位銷直徑 d d =（ 0.70.8） 2d 8 fd，1d，2d至外機(jī)壁距離 1C 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 34 22 18 fd，2d至凸緣邊緣距離 2C 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 28 16 外機(jī)壁至軸承座端面距離 1l 1l=1C+2C+（ 812） 50 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 1 1 1.2 15 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2 2 10 機(jī)蓋，機(jī)座 肋厚 mm,1 85.0,85.0 11 mm 1m 9 m 8.5 軸承端蓋外徑 2D DD 2 +（ 55.5） 3d 120（ 1軸） 125（ 2軸） 150（ 3 軸） 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 S 2DS 120（ 1軸） 125（ 2軸） 150（ 3 軸） 六、潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器， 因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 5(1 . 5 2 ) 1 0 . / m i nm m r ，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用 SH0357-92 中的 50 號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度 。油的深度為 H+1h ， H=30 1h =34，所以 H+1h =30+34=64。 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，粗糙度 應(yīng)密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，國(guó) 150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。 七、聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 1.類型選擇 . 為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 . 2.載荷計(jì)算 . 公稱轉(zhuǎn)矩： T=9550 np9550 6.7564.2333.5 查設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 ,選取 5.1aK 所以轉(zhuǎn)矩 mNTKT aca 0275.46735.3115.13 因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 ,所以 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 11222 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 選取 LT7 型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為 500Nm 3.3.3驅(qū)動(dòng)橋 輪式工程機(jī)械驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器和輪邊減速器組成。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)必須滿足下述要求： （ 1）主減速器與輪邊減速器的傳動(dòng)比分配合理，以保證作業(yè)機(jī)械有足夠的離地間隙（一般應(yīng)大于 400mm） ，并獲得最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 （ 2）當(dāng)左、右驅(qū)動(dòng)輪與地面的附 著系數(shù)不等時(shí)，能使工程機(jī)械發(fā)出充足的牽引力；當(dāng)左、右動(dòng)輪轉(zhuǎn)速不等時(shí)，能將扭矩連續(xù)地傳遞到車輪上。 （ 3）各零部件在具有足夠的使用壽命的前提下，應(yīng)盡可能重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，制造容易，維修保養(yǎng)方便。 驅(qū)動(dòng)橋主要用于輪胎驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械和履帶驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)橋按照其功能可以分為剛性驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋、貫通式驅(qū)動(dòng)橋；按照終減速器和制動(dòng)器安裝位置又可分為普通式、集中式和綜合式。輪胎驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械驅(qū)動(dòng)橋由橋殼、主傳動(dòng)、差速器、終減速器和制動(dòng)器等部件組成。主傳動(dòng)和差速器采用螺旋和直齒圓錐齒輪，終減 速器采用行星齒輪傳動(dòng)，制動(dòng)方式多采用鉗盤式制動(dòng)器。為提高工程機(jī)械的越野性能，許多減速器還裝有差速鎖。對(duì)于履帶推土機(jī)等履帶驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械產(chǎn)品，沒有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)橋，但是有同變速器聯(lián)成一體的后橋，其中包括主傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器、制動(dòng)器和終傳動(dòng)部件。主傳動(dòng)為螺旋圓錐齒輪對(duì)，轉(zhuǎn)向離合器系濕式多片離合器，制動(dòng)器為多片或帶式制動(dòng)器；終傳動(dòng)為二級(jí)圓柱齒輪外嚙合對(duì)或者一級(jí)圓柱齒輪外嚙合和一級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的混合方式。 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)為大模數(shù)大速比輪胎壓路機(jī)專用橋，動(dòng)力輸出采用比例扭矩放大器，自動(dòng)差速，自動(dòng)調(diào)節(jié)扭矩，扭矩后備系數(shù)大，能滿足 各種復(fù)雜工況的需求。離合器采用目前重型汽車上廣泛使用的結(jié)構(gòu)合理、性能先進(jìn)的斯太爾離合器，該離合器采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理。傳遞扭矩 1475N m，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在： (a)分離杠桿通過分離環(huán)傳遞動(dòng)力，從而保證了分離杠桿的同步性，使分離可靠、徹底。 (b)從動(dòng)盤具有三級(jí)緩沖機(jī)構(gòu)，避免了接合、分離的沖擊，提高了其使用的可靠性和壽命。 目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)輪胎式驅(qū)動(dòng)橋的廠家較多，品種和規(guī)格也較全，其性能和質(zhì)量基本上能夠滿足國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械的使用要求，表 4所示為國(guó)內(nèi)輪胎式工程機(jī)械產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)橋生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品規(guī)格、型號(hào)。 表 4 國(guó)內(nèi)輪胎式工程機(jī)械產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)橋型號(hào) 生產(chǎn)企業(yè) 規(guī)格型號(hào) 輸出力矩 /Nm 橋荷 /t 制動(dòng)器種類 江西分宜 PR18、 PR35、PR50、 PR75、 PR90、 PR105 15 300 16 800 35 000、 50 000 75 000、 80 000 105 000 7 8、14.5、 19 23、 27、 30 鉗盤式和濕式多片 工程機(jī)械驅(qū)動(dòng)橋廠 ZL20A、 ZL30A ZL50B - - 鉗盤式 青海齒輪廠 ZL50、 KLD85Z CAT950B - - 鉗盤式 山東肥城車橋 ZL15 19.381 7.5 鉗盤式 從表中可以看出國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋多采用蹄式或盤式等干式制動(dòng)器，盤式制動(dòng)器又分為鉗盤式和全盤式兩種類型。與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)橋齒輪傳動(dòng)裝置技術(shù)水平仍相對(duì)較低，不足之處主要有兩個(gè)方面：一是齒輪、軸類、殼體等零件材料與制造工藝與國(guó)外產(chǎn)品相比存在一定差距，存在整體重量與體積較大，使用壽命短等缺陷；二是技術(shù)性能相對(duì)落徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 后，普遍沒有采用自鎖式防滑差速器和濕式制動(dòng)器等先進(jìn)裝置。 驅(qū)動(dòng)橋的輸入端通過萬向節(jié)與倒順箱的輸出端相連 ,輸出端則驅(qū)動(dòng)輪子行進(jìn) ,配套驅(qū)動(dòng)橋時(shí) ,以驅(qū)動(dòng)輪 打滑時(shí)，后輪的輸入扭矩為最大。所以選配表中所示的江西分宜的驅(qū)動(dòng)橋 PR75，其額定輸入扭矩 2940Nm, 滿足設(shè)計(jì)要求 ,此驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)配有盤式制動(dòng)器 ,通過油加力泵增壓后的壓力油推動(dòng)盤式制動(dòng)器的活塞 ,使制動(dòng)片壓向制動(dòng)盤而達(dá)到制動(dòng)減速的目的。整個(gè)行車制動(dòng)具有省力、平穩(wěn) ,安全可靠 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,維修方便 ,排污沾水復(fù)原性能好的特點(diǎn) . 通過上述對(duì)三種結(jié)構(gòu)的分析后，我們可以看出： （ 1）自制變速箱、倒順減速箱的齒輪都采用漸開線圓柱齒輪傳動(dòng) ,它的特點(diǎn)是對(duì)中心距敏感性小 ,即互換性好 ,裝配維修方便 ,還可以進(jìn)行變位切削及各種修緣 ,從而提 高傳動(dòng)質(zhì)量 ； 試車結(jié)果表明如此配置的壓路機(jī)傳動(dòng)速度高 ,傳動(dòng)功率大 ,傳動(dòng)效率高。（ 2）按大機(jī)型的大功率設(shè)計(jì)出的變速箱、倒順減速箱 , 配置小機(jī)型時(shí)只要更換小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)即可 ,整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)通用性強(qiáng) ；末端采用驅(qū)動(dòng)橋 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,對(duì)整機(jī)的設(shè)計(jì)配置極為方便 ；自行設(shè)計(jì)的兩箱 ,性能可靠 ,整機(jī)性價(jià)比好。 此種配制的壓路機(jī) ,近兩年銷售良好 ,為企業(yè)開拓了市場(chǎng)。 3.4 小結(jié) 本節(jié)中，我們簡(jiǎn)述了傳動(dòng)系統(tǒng)零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟及方法，其中包括變速箱、減速箱、驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，變速箱采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)更加合理，滿足設(shè)計(jì)要求。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的故障及排除 YL25 輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括主離合器、變速箱和驅(qū)動(dòng)橋，常見故障的診斷與排除方法如下所述。 4.1 主離合器常見故障及排除方法 YL25 輪胎壓路機(jī)的離合器是干式單片常接合式，由踏板，離合器總、分泵，離合器殼、壓盤等部件組成。離合器置于飛輪內(nèi)。為保證正常使用，首先要把離合器踏板調(diào)整到適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)范圍，否則壓盤會(huì)不斷發(fā)生分離作用，使動(dòng)力傳遞受阻，或者是不易切斷動(dòng)力。通常踏板的活動(dòng)范圍以 35mm 為宜，分離杠桿和分離軸承的間隙為 1 3mm， 即可保證離合器的正常使用。離合器不允許處于半結(jié)合狀態(tài)，否則飛輪、摩擦片、壓盤會(huì)因滑動(dòng)摩擦而發(fā)熱，進(jìn)而變形和磨損，導(dǎo)致打滑。慣性滑行時(shí)變速桿應(yīng)置于空檔位置。行駛中必須輕放離合器踏板，突然急速放開離合器踏板，各傳動(dòng)系統(tǒng)易受到?jīng)_擊，縮短零件和輪胎的壽命。 離合器常見故障及維修辦法如下： 1. 打滑 （ 1）檢查離合器是否完全結(jié)合，結(jié)合之前踏板及其聯(lián)桿是否已碰上其它部件。若發(fā)生碰撞，可調(diào)整踏板活動(dòng)范圍及分泵推桿的位置，使其與其它部件在離合器結(jié)合前不發(fā)生碰撞。 （ 2）檢查油路、氣路，若不暢通，立即清除其中的雜質(zhì)。 （ 3）檢查摩擦片表面，有油污必須清除干凈。 （ 4）應(yīng)及時(shí)更換磨損的摩擦片。 （ 5）離合器壓簧失效應(yīng)及時(shí)更換。 2. 不易脫開 （ 1）查看離合器踏板是否活動(dòng)范圍過大，造成踏板踩到底而脫不開，可調(diào)整踏板活動(dòng)間隙解決。 （ 2）新車或新?lián)Q摩擦片磨合一段時(shí)間即可。 （ 3）檢查分泵推桿行程，調(diào)整到適當(dāng)位置。推桿行程過小會(huì)造成離合器動(dòng)作不到位而不易脫開。 （ 4）檢驗(yàn)油路、氣路是否暢通。 （ 5）更換儲(chǔ)油桶內(nèi)的油后要打開排氣管，放出主離合器總泵及助力器內(nèi)的氣體。 3.抖動(dòng) （ 1）調(diào)整分離杠桿內(nèi)端高度至一定高度的平面上。 （ 2）磨 削飛輪和壓板的工作面，使之符合技術(shù)要求。 （ 3）調(diào)整或更換彈簧。 （ 4）更換從動(dòng)盤。 （ 5）重新更換摩擦片。 4. 出現(xiàn)雜音 （ 1）離合器結(jié)合時(shí)出現(xiàn)的雜音主要是摩擦片破裂或漲大，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱不同心等原因造成，應(yīng)及時(shí)維修和更換。 （ 2）離合器分離時(shí)出現(xiàn)雜音的主要原因是分離軸承損壞或過緊，分離杠桿調(diào)整不當(dāng)，飛輪內(nèi)軸承磨損或太緊造成，應(yīng)及時(shí)維修和更換。 4.2 變速器的常見故障及排除 齒輪式有級(jí)變速器的常見故障有下列幾種，其排除方法見表 10。 1.跳擋 壓路機(jī)在某一擋位行使時(shí)，變速桿有自動(dòng)跳擋的現(xiàn)象，此稱跳 擋或脫檔。 2.亂擋 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 亂擋是在主離合器技術(shù)狀況正常時(shí)發(fā)生換擋困難，如變速桿不能掛入所需要的擋位，或掛入擋位后而不能退回空擋，還有的能同時(shí)掛上兩個(gè)擋位。 3.發(fā)響 當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變速器周圍發(fā)出有規(guī)律的撞擊聲或均勻的噪聲，若將主離合器脫開聲響即消失，說明此聲響是來自變速器內(nèi)的。 4.漏油 一般變速器的漏油部位可以循跡發(fā)現(xiàn)，多在軸伸、壓蓋的密封表面及放油螺塞處，個(gè)別情況是由箱殼裂紋所引起。 5.過熱 當(dāng)變速器工作一段時(shí)間后，用手觸摸箱殼，若有無法忍受的燙手感覺，稱為過熱。手摸軸承部位，熱量能忍受但不能長(zhǎng)時(shí) 間停留仍視為正常，但若不能忍受則為軸承裝配過緊產(chǎn)生的。 10 變速器常見故障及排除方法 故障 故障原因 排除方法 變速器跳擋 1.變速滑軌槽、鎖銷和定位剛球磨損，或定位球彈簧太軟、折斷 2.變速器的齒輪軸線不平行，輪齒磨損過大 3.變速叉彎曲變形或工作面磨損 4.齒輪嚙合時(shí)接觸面積不足 5.軸承松曠 1.更換滑軌、鎖銷、定位剛球和定位剛球彈簧 2.檢查變速器殼是否變形，輪齒磨損過甚應(yīng)更新 3.校正變速叉，焊修工作面 4檢查變速叉是否彎曲和固定位置是否符合要求，變速軌的鎖定位置是否符合要求 5.調(diào)整 軸承或更新 變速器亂擋 1.變速桿球頭定位銷松曠，損壞或變速桿球頭磨損過大 2.變速桿下端的工作面或變速叉滑軌上的槽磨損過大 3.變速叉滑軌互鎖銷釘磨損過大，失去互鎖作用 1.更換定位銷，焊修變速桿球偷或更換變速桿 2.焊修變速桿下端工作面和滑軌槽，更換變速桿和滑軌 3.更換互鎖銷釘 變速器發(fā)響 可分有規(guī)律撞擊聲和均勻的噪生兩種，前者多為變速器齒輪有個(gè)別輪齒破碎而引起的，后者主要是由于： 1.齒輪間隙增大或齒輪損壞 2.由于齒輪的誤差或剛性的變化產(chǎn)生撞擊聲 3.花鍵軸過度磨損 4.軸承磨損 5.潤(rùn)滑油過 少或過稀 1.更換齒輪對(duì) 2.更換齒輪對(duì) 3.焊修花鍵軸或更換新軸 4.更換軸承 5.加注潤(rùn)滑油至規(guī)定的油面，或更換合適黏度的潤(rùn)滑油 變速器漏油 1.油封磨損、硬化或失去彈性 2.與油封相配合的變速器軸1.更換油封 2.焊修變速器軸 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 頸磨損 3.變速器殼有裂紋 4.襯墊破損或接縫不嚴(yán)密 5.油面過高 3.更換變速器殼 4.更換襯墊 5.放出多余的油 變速器溫度過高 1. 1.油量不足 2. 2.潤(rùn)滑油品質(zhì)不符號(hào)要求 3. 3.軸承過緊 1. 1.加注潤(rùn)滑油至標(biāo)準(zhǔn)高度 2. 2.更換潤(rùn)滑 油 3. 3.調(diào)整軸承間隙 YL25 輪胎壓路機(jī)的變速箱使用時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)： 1.變速時(shí)必須把離合器完全脫開。 2.變速箱的潤(rùn)滑油容量適度，過多易泄漏，過少則造成軸承和齒輪磨損，一般為 14l。 3.潤(rùn)滑油每 60小時(shí)檢查一次，并及時(shí)補(bǔ)充。 4.換油時(shí)應(yīng)取下變速桿，放油時(shí)擰下排油堵，并最好在熱狀態(tài)時(shí)放。 4.3 驅(qū)動(dòng)橋的常見故障及排除方法 驅(qū)動(dòng)橋 的常見故障與排除方法見表 11。 驅(qū)動(dòng)橋主要由主傳動(dòng)錐齒輪、差速器、半軸和行星減速器等組成，是壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的最后一級(jí)總成部件，它擔(dān)負(fù)了壓路機(jī)行走驅(qū)動(dòng)的最繁重 工作。由于制造、裝配和使用不當(dāng)以及零部件的正常磨損，都有可能損壞完好的技術(shù)狀況。驅(qū)動(dòng)橋的常見故障有下列幾種： 1.異響 壓路機(jī)在行使過程中，驅(qū)動(dòng)橋部位發(fā)出異常響聲，尤其是在急劇改變速度時(shí)聽的比較清楚。 2.漏油 漏油主要在橋的輸入軸頸、密封襯墊及放油螺塞處。 3.過熱 驅(qū)動(dòng)橋的過度發(fā)熱也是以手觸摸不可忍來判斷的，最主要的來源是錐齒輪傳動(dòng)的摩擦及錐度軸承的過緊，以及有限的潤(rùn)滑油。 表 11 驅(qū)動(dòng)橋常見故障及排除方法 故障 故障原因 排除方法 驅(qū)動(dòng)橋異響 1.齒輪、軸承等零件的過度磨損和損壞 2.主、從動(dòng)錐 齒輪嚙合不良 3.主、從動(dòng)錐齒輪軸承間隙調(diào)整不當(dāng) 4.輪齒打壞或軸承損壞 5.潤(rùn)滑油不足 1.更換齒輪或軸承 2.調(diào)整主、從動(dòng)錐齒輪的嚙合間隙和嚙合印痕 3.調(diào)整主、從動(dòng)錐齒輪軸承間隙 4.更換齒輪或軸承 5.加潤(rùn)滑油至標(biāo)準(zhǔn)油面 驅(qū)動(dòng)橋后橋漏油 1.潤(rùn)滑油過多 2.油封磨損、老化、失去彈性、或裝置不當(dāng)和損壞 3.與油封相配合的軸頸磨損 4.襯墊損壞或螺栓松動(dòng) 5.通氣塞堵塞 1.放出過量潤(rùn)滑油 2.更換油封 3焊修軸頸并加工至標(biāo)準(zhǔn)尺寸 4.更換襯墊，將螺栓擰緊 清洗通氣塞使之暢通 驅(qū)動(dòng)橋后橋過熱 1.潤(rùn)滑油不足 2.齒輪嚙合間隙太小 3.軸承調(diào)整過緊 1.加注足夠潤(rùn)滑油 2.調(diào)整齒輪的嚙合間隙 3.調(diào)整軸承至標(biāo)準(zhǔn)間隙 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 4.4 小結(jié) 本節(jié)中，我們討論了主離合器、變速器、減速箱的故障及排除方法，這三個(gè)部件是傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，了解了它們的故障及排除方法就可以更好的保證傳動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而使得 YL25型輪胎壓路機(jī)能完成三進(jìn)一退的技術(shù)要求。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 結(jié)論 YL25 輪胎壓路機(jī)設(shè)計(jì)是源于徐工集團(tuán)，本課題是 YL25 輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中包括 方案設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中簡(jiǎn)述了 YL25 輪胎壓路機(jī)的課題來源，技術(shù)任務(wù)書以及課題研究的主要內(nèi)容及方法，包括了方案設(shè)計(jì)，方案設(shè)計(jì)中包括傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)以及新技術(shù)應(yīng)用。傳動(dòng)方案中首先提出了三種方案，逐一進(jìn)行了比較，最終確定了采用機(jī)械傳動(dòng)，增加換檔同步器，將變速箱和驅(qū)動(dòng)橋一體的結(jié)構(gòu)分開，形成各自獨(dú)立的部件的方案。新技術(shù)的應(yīng)用，使本設(shè)計(jì)更適合現(xiàn)代化要求。 本課題中重點(diǎn)是傳動(dòng)系統(tǒng)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括 基本參數(shù)確定、變速箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)、減速箱的設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)橋的選擇，最終確定了 YL25 輪胎壓路機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的組成，完成了 YL25 型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 徐州師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) YL25型輪胎壓路機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 后記 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活的最后一課，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)自己平時(shí)積累的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并搜集了大量相關(guān)的參考文獻(xiàn)，為此課題設(shè)計(jì)方案的擬訂以及繪制草圖打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，最終形成了一套完整的設(shè)計(jì)思路。 眾所周知，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)