变速齿轮软件

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阿森2020.02.17回答变速齿轮包括普通外啮合变速齿轮、普通内啮合变速齿轮及行星变速齿轮。行星变速齿轮在轮式工程机械轮边减速器中的行星变速齿轮机构，因其具有结构紧凑、载荷容量大、传动效率高、齿间负荷小、结构刚度好且传动平稳等优点，而广泛应用于各式重型机械的终传动中。在设计过程中，既要保证传递发动机或地面传来的全部扭矩，同时又要保证其结构设计最优，并且进一步节约材料，降低成本，提高机械效率；因而利用数学模型，借助计算机进行优选，在装配和工艺不变的条件下，使其体积最小是具有潜力的选择。行星齿轮机构1、基本结构行星齿轮机构有很多类型，其中最简单的行星齿轮机构是由1个太阳轮、1个齿圈、1个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的，称为1个行星排，如图1所示。行星齿轮结构行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线，行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和齿圈啮合。当行星齿轮机构运转时，空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转，另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转，就像天上行星的运动那样，兼有自转和公转2种运动状态，在行星排中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称为行星排的3个基本元件。行星齿轮机构作为变速机构，有多个行星齿轮同时传递动力，而且常采用内啮合式，充分利用了齿圈中部的空间，故与普通齿轮变速机构相比，在传递同样功率的条件下，可以大大减小变速机构的尺寸和质量，并可实现同向、同轴减速传动；另外，由于采用常啮合传动，动力不间断，加速性好，且运行可靠。2、变速原理由于单排行星齿轮机构有2个自由度，因此它没有固定的传动比，不能直接用于变速传动。为了组成具有一定传动比的传动机构，必须将太阳轮、齿圈和行星架这3个基本元件中的一个加以固定(即使其转速为0，也称为制动)，或使其运动受到一定的约束(即让该构件以某一固定的转速旋转)，或将某2个基本元件互相连接在一起(即两者转速相同)，使行星排变为只有1个自由度的机构，获得确定的传动比。行星齿轮机构的传动示意，如图2所示。设太阳轮的齿数为zt，行星齿轮的齿数为zx，齿圈齿数为zq，太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为nt、nq、nj，并设齿圈与太阳轮的齿数比为u，即行星齿轮机构的传动示意u=zq/zt，（1）则上式行星齿轮机构的一般运动规律可表达为nt+αnq-(1+α)nj=0（2）由式(1)可知，在太阳轮、齿圈和行星架3个基本元件中，可任选2个分别作为主动件和从动件，而使另一个元件固定不动(使该元件转速为零)或使其运动受一定约束(使该元件的转速为某一定值)，则整个轮系即以一定的传动比传递动力。不同的连接和固定方案可得到不同的传动比，3个基本元件的不同组合可有6种不同的组合方案，加上直接挡传动和空挡，共有8种组合，相应能获得5种不同的传动比。[1]变速齿轮的加工工艺锻造是变速齿轮加工的一种重要方法。变速齿轮锻件是汽车中的一种重要零件，产品质量要求高、形状复杂。从产品外形分析可知，它属于双端带法兰的盲孔锻件，必须采用两个分型面，才能从模具型腔中取出锻件。变速齿轮锻件图的设计应考虑如下一些问题：（1）确定分模面位置锻件分模位置合适与否，关系到锻件成形、锻件出模、材料利用率等一系列问题。确定分模面位置最基本原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同，以及锻件容易从锻模型腔中取出，并要求获得镦粗挤压充填成二形的良好效果，同时考虑到开模时锻件留在下模。因此，按该变速齿轮的复杂形状，锻件分模面的选择应有两个分模面，即凸、凹模水平分模面和左右两半凹模垂直分模面。（2）余量及公差变速齿轮两端法兰是作为加工齿轮的毛坯，应在径向及上下两个端面都必须加放余量。在与花键轴相对应的内孔直径上，也需加放余量。余量及公差查阅资料。（3）冲孔连皮根据零件的中心内孔直径尺寸，可以挤锻成形，但必须在孔内保留一层连皮，然后在切边压力机上冲除。连皮厚度应适当，若过于薄，锻件容易发生锻不足和要求较大的打击力，从而导致型腔凸出部分加速磨损或打塌；若连皮太厚，虽然有助于克服上述现象，但是冲除连皮困难，使锻件形状走样，而且浪费金属。所以在设计内孔的锻件时，必须按资料正确及合理选用连皮厚度。（4）模锻斜度它的功用是使锻件成形后能从型腔内顺利取出，但是加上变速齿轮锻件图模锻斜度后会增加金属损耗及机械加工工时，因此应尽量选用最小的模锻斜度。变形齿轮锻件两端法兰处于左右两半凹模内，已能顺利脱模，可不必设置斜度。在中心内孔轴向高度上，必须设置斜度，易使凸模退出。脱模斜度数据按资料查取。（5）圆角半径锻件尖角处的圆角半径直接影响着挤锻时的金属流动、型腔充满、挤锻力、模具磨损、锻件切削加工量和锻件转角处流线切断等。按变速齿轮零件的尺寸查资料得相应的圆角半径。根据以上所得的数据，绘制出变速齿轮锻件图，如图所示。[2]齿轮结构设计需注意的几个问题由于齿轮具有质量、弹性以及加工误差，所以在啮合传动过程中不可避免地存在着反转误差，这种误差是非线性的，而且处于速度控制环之外，影响着位置控制环的稳定性，所以，在设计齿轮传动的结构时，要注意以下几个问题：1、要有一定的齿轮加工精度。2、齿轮的转动惯量要尽可能地小。为使驱动装置具有良好的动态特性，设计时要选择刚度大，比重小的齿轮材料。通过齿形加工，转动惯量会更小。3、由于齿轮的转动惯量值与其直径的四次方成正比，所以，齿轮直径应尽可能地小，尤其是直接安装在电机轴上的齿轮。为了减少转动惯量，可将大齿轮轮幅挖空，以减少齿轮的质量，4、对于传动比设计，除满足机器装置速度方面的要求外，还要使其达到最佳值，以使负载和惯量方面得到合理地匹配。这对提高系统的精度、效率及动态响应都是重要的5、为了减少转动惯量，提高负载能力，适当地增加降速齿轮传动级数是必要的,但传动级数不可过多，一般不要超过两级。否则，将导致传动链的精度、刚度及效率都将下降，机械时间常数将变大，这对系统的性能是不利的。