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自卸车轮边减速器设计.doc

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更新时间：2014-09-24
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自卸车轮边减速器设计
摘　　要
根据自卸车上提供的参数以及其要求，设计轮边减速器。该车自重23吨，总重55吨，载重32吨。驱动形式是4×2，要求轮边减速器的速比为4.47。由于其工作环境较差，且其载重量大，对其结构的强度要求较高。首先按照经验估算一下齿轮副的齿数，然后按照扭矩特性和轮齿的弯曲强度公式计算出齿轮副的模数。计算出基础参数以后就可以根据该参数设计齿轮副的其它尺寸和参数。对该齿轮副进行效率检验，强度校核。
作为传动系统的最后一级，轮边减速器承受着最大的扭矩，因此齿轮副的强度是否满足要求至关重要。本文中运用辅助软件对齿轮副进行强度检验。
一是利用有限元分析软件。ANSYS是一款很实用的有限元分析软件，利用该软件可以很好的模拟齿轮的受力状况。可以将齿轮模型简化，将其完全约束，然后施加三个成一百二十度的对称载荷，以检测其受力状态。通过有限元的分析，可以很清楚的看到齿轮各点的受力状态，并且可以察看到危险的面或点，一般危险点在齿根部分，从应力大小可以判断齿轮是否会发生失效。
二是利用PROE自带的结构分析功能，该软件也可以很方便的模拟，仿真齿轮的受力状态，其功能与ANSYS相似。操作起来也比较简单。
将这两种校核结果相比较，得知本文中所设计的齿轮副是满足强度要求的，且其其它方面，如传动速比，传动效率和安装条件等都符合要求。
最后还使用了matlab遗传算法对齿轮结构进行优化，和本文设计的减速器进行比较，结果相近，说明本文中设计的结构是较合理的。
结论：通过计算，建模，有限元分析等过程，得知，本文中设计的轮边减速器符合传动效率，强度等要求，通过优化，得知结构较合理

Designing the wheel-side planetary reducer of theSGA3550

Abstract
In this article,it introduces the designing of the wheel-side planetary reducer.According to the harsh working environment and the large loads,we choose NGW planetary reducer.This kind of structure is simple, efficient transmission, lower cost and easy to manufacture.
According to the given parameters,choose the best gear numbers and the m..Principle is that make sure the size of the structure is as small as possible. Calculated all parts of the structure’s size, and then check it’s strength.Design the structure forms of the bearings and the spline.
After the completion of mechanical design,we have to establish the main parts of the three-dimensional model with PROE software.While establishing the three-dimensional of the gears,we can ignore the unimportant conditions ,so that we can get a easy and simple model.As the sun gear and the planetary gear bears a large force,so, we can focus on them.
Use the pro/mechanism to analyze the structure’s bearing condition,and compare the result with the ANSYS conclusion.
At last ,we have to import the model into the ANSYS and go on to the next phase of finite element analysis. In finite element analysis, we can choose a different mesh, to compare their results.

目录
摘　　要 1
Abstract 2
引　　言 1
1绪论 2
1.1轮边减速器文献综述 2
1.1.1本课题国内外发展现状及前景 3
1.2课题背景及开展研究的意义 4
1.2.1课题背景 4
1.2.2研究的意义 6
1.3研究内容、主要方法 7
1.3.1研究内容 7
1.3.2技术要求 7
1.4本章小结 7
2齿轮传动的参数设计计算 8
2.1已知条件 8
2.2设计计算 8
2.2.1选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图 8
2.2.2配齿计算 9
2.2.3初步计算齿轮的主要参数 9
2.3本章总结 16
3验算和效率的计算 17
3.1.装配条件的验算 17
3.1.1邻接条件 17
3.1.2同心条件 17
3.1.3安装条件 18
3.2传动效率的计算 18
3.3本章小结 20
4行星齿轮的强度校核 21
4.1行星齿轮传动的受力分析 21
4.2 a-c齿轮副强度的校核 22
4.2.1齿面接触强度的校核计算 22
4.2.3齿根弯曲强度的校核 27
4.3b-a齿轮副的校核 31
4.3.1齿面接触强度的校核计算 31
4.3.2齿根弯曲强度的校核计算 33
4.4本章小结 34
5轴承载荷和寿命的校核 35
5.1承载轴承的选用 35
5.2行星轮轴轴承的校核 35
5.3本章小结 36
6花键的选择和计算 37
6.1主动轴花键的选择及强度计算 37
6.1.1花键副齿数与模数的确定 37
6.1.2花键副的强度计算 37
6.2.其他花键的选择 38
6.2.1齿圈毂与内齿圈啮合处花键的选择 38
6.2.2齿圈毂和桥壳总成 38
6.3本章小结 38
7 PROE建模 39
7.1 PROE/ENGINEER简介 39
7.1.1 PROE/ENGINEER建模过程 39
7.2PROE/mechanica中的结构分析 44
7.3本章小结 45
8有限元分析 46
8.1. ANSYS有限元分析软件的介绍 46
8.1.1 ANSYS有限元分析的过程 46
8.2本章小结 51
9.MATLAB遗传算法优化 52
9.1惩罚函数法 52
9.2优化程序 52
9.3本章小结 54
结　　论 55
参考文献 56
附录A 外文原文 58
附录B 外文译文 58
致　　谢 86
...

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