机械5

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 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/mecha
nica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