I行星齿轮减速器设计摘要轮边行星减速器在挖掘机等重型汽车中作为驱动动力传递与控制信息传递的重要一环，起着举足轻重的作用。它与液压马达组成挖掘机车轮动力装置，将液压马达所提供的动力及挖掘机所提供的控制信息完整地在车轮上表现出来。首先，通过阅读相关参考书，确定相关传动方案，根据参考书上的算法，确定相关齿轮的齿数以及齿顶高，分度圆，齿根圆，随后进行齿轮的校核。进行轴的设计与校核，确定轴的最小直径，进行标准件的选择。其次，进行运用AutoCAD进行二维装配图以及相关零件的绘制。在最后，运用UG进行三维建模和仿真，模拟出行星齿轮减速器的运动，达到设计的目的。关键词：轮边行星减速器；齿轮；设计；三维建模IIAstractPicktowheeledgeplanetaryreducerplaysanimportantroleindrivingpowertransmissionandcontrolinformationtransmissioninheavyvehiclessuchasexcavators.Itandthehydraulicmotorconstitutetheexcavatorwheelpowerdevice，thehydraulicmotorprovidesthepowerandthecontrolinformationprovidedbytheexcavatorcompleteexpressiononthewheel，comparedwiththepreviousdriveaxleandcentraltransmissionismoreconvenientandsimple，heend,UGwasusedforthree-dimensionalmodelingandsimulationtosimulatethemovementofplanetarygearreducertoachievethepurposeofdesign.Keywords:wheeledgeplanetaryreducer;gear;design;3dmodelIII目录1.绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11.1选题的依据和意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11.2国内外研究概况及发展趋势………………………………………………22.减速器的初步方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42.1已知条件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42.2设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42.2.1选取行星轮传动的传动类型和传动简图„„„„„„„„„„„„„42.2.2行星轮传动的配齿计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„52.3确定行星轮数目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„63.齿轮的计算与校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.1初步计算齿轮的主要参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.2I级齿轮强度验算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„93.3II级齿轮强度验算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„133.4本章小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„174.减速器结构设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„184.1输入轴的结构设计与计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„184.2连接轴轴的结构设计与计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„194.3输出轴的设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„204.4键连接强度、轴的强度计算………………………………………………………214.4.1输出轴上的键连接强度计算……………………………………………224.4.2轴强度计算………………………………………………………………234.4润滑和密封„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„224.5相关附件的设计与选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„235仿真设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„245.1零件三维仿真设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„245.1.1使用UGNX10.0绘制齿轮轴的三维模型„„„„„„„„„„„„255.1.2绘制一级行星架的三维模型„„„„„„„„„„„„„„„„„„26IV5.1.3一级系统行星轮的三维模型的绘制„„„„„„„„„„„„„„„275.1.4内齿圈的尺寸设计和三维模型的绘制„„„„„„„„„„„„„„275.2装配仿真设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 5.3 运动仿真设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„32 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„34 附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„35 附录A„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„35 附录B„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 1 1 绪论 1.1 选题的依据和意义 在电动轮矿用汽车、载重量较大的卡车、越野汽车或大型货车上，因为当动力传动 比较大，行驶在不平坦的路面上时，通常需要在主齿轮减速器中生产第二个减速器的两 个齿轮，这两个减压套件被称为轮端杆驱动轮。 重型卡车，工程机械，大型军用拖拉机和大型客车都要求很大的功率输出。然而， 由于低传输速度，所有电力传输系统的总传输速率在低速时较大。主要是因为齿轮箱、 传动轴，变速箱和其他机构的大尺寸和质量较重，所有动力传动系统的传动比合理的分 配给驱动轴。这对重型和大型车辆的设计传动比提出了更高的要求。例如，越野车要求 它可以在坏的道路和没有道路路段轻松通过。也就是说，越野车辆需要在满载情况下以 平均速度顺利的通过复杂的路面和无道路区域。因此，减速器在整个汽车系统中占据着 举足轻重的地位。 NGW 轮式装载机：一般而言,典型的两级NGW 型轮减速器主要是太阳齿轮输入的第一 个阶段,第一阶段有三个行星齿轮,第一阶段是固定的环形齿轮、行星架的第一个阶段是 太阳齿轮输出到第二个阶段,第二阶段有3 - 5 个行星齿轮,固定齿圈、第二阶段和第二 阶段行星架输出到外部车轮。 NGW 型轮边减速器的特点主要有：1、占用空间小、质量相对比较小、在同等的境况 下，比相对一般的渐开线圆柱齿轮减速器重量轻 以上，占用空间体积小 。 2、传动工作率相对较高:单级行星齿轮减速机达 ;两级行星齿轮减速机达 ;三级行星齿轮减速机 。 3、传动功率范围大:可以从小于 ，甚至更大。 4、传动范围大: 5.适应性强和耐用。主要部件由经过经过渗碳，淬火或氮化处理后，由优质合金钢 制成行星衰减设备，具有运行稳定，低噪音，使用寿命可达 10 年以上。NGW 型轮边减 速器的电动轮自卸车主要有4x2 驱动190t 和290t 等。 通用电气生产的电动车轮以可靠性高而闻名。它是一个世界著名品牌。目前已广泛 应用于国内外的电动轮采矿车中。1960 年代初，美国通用电气公司开始提供用于挖掘车 辆的电动轮系统。目前，通用电气公司的电动轮矿车已达4500 辆，已在全球30 多个国 2 家投入使用。当有效载荷为100-250t 时，多采用NW 齿轮系统。当有效载荷为250-450t 时，在轮辋上使用NGW 轮系较为普遍。尽管单级NGW 传输速率的比率很小，但是可以将 NGW 串联连接以创建具有大传动比的传输速率的齿轮系统，从而避免了单级传动比过小 的缺点。目前国内外使用的齿轮减速器大多是两级或行星齿轮减速器。 目前有 130、170、190、220、240、300、400t 型家用电动轮自卸车。在轮边传动 系统的设计中，有些人使用类似于外国汽车的轮驱动系统，而有些人则使用独立的轮驱 动系统。如今，自主设计的车轮减速器主要用于二级减速器。但是，由于中国市场对大 型卡车和特大型卡车的需求增加，因此根据汽车国内市场的需求设计了新的车轮边行星 减速装置。 1.2 国内外研究概况及发展趋势 日本、德国、英国、美国、俄罗斯等世界工业化国家高度重视行星齿轮的应用、研 究和制造，在性能方面进行优化结构、传动功率，扭矩和速度等传动结构，这些都是最 前沿的研究内容。封闭式行星传动、行星传动和微型行星传动等新的行星传动技术正在 不断开发，并开始投入到了现代化机械传动设备应用中。行星传动在我国已经发展到了 成熟化阶段。但是，直到 1960 年代，中国才开始对行星齿轮进行投入研究，并进行大 量的推广应用，对其进行深入的系统研究和进行大量的试验生产。在理论设计基础上， 试验生产制造和应用推广方面已经取得了巨大的进步，同时也获得了了许多专利和研究 成果。 在二十一世纪初期，特别是中国改革开放以来，随着中国科学技术的进步和发展， 我国在引入国际上对的许多发达工业国家的先进技术和大量的先进设备及机械装置，我 国科学家和高技术人才在前人的基础上进行学习和研究，开发出适合我国国情的行星齿 轮机构，同时，我国行星传动技术展览会也得到了快速的扩展，并且不断创新和发展， 达到了国际标准。如今，我国许多机械设计师已经开始研究，分析和应用上述新型行星 齿轮传动技术，并期待更大的突破。 根据有关资料，相信目前行星齿轮传动技术的发展方向如下： （1）现如今，国际上已经存在50 多种设计系列的行星齿轮驱动器，同时也开发了许多 新的产品，例如行星减速、差速器和行星传动变速器等。 （2）材料方面进行渗碳和热处理，普遍应用于硬齿轮和行星齿轮的生产中，提高齿轮 的生产精度，其精度一般可以达到6 级。 3 （3）大功率行星齿轮机构普遍被用于高速运转和传动中，尤其是这些高速涡轮机和大