1、太原科技大學本科畢業設計說明書EXB300液壓挖掘機行走驅動及液壓回路設計The Design on the Overall Waking Device and Reducer of the EXB300 Hydraulic Excavator 學 院（系）： 機械工程學院 專 業： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 學 號： 指 導 教 師： 評 閱 教 師： 完 成 日 期： 2013.6.13 太原科技大學Taiyuan University of Science and Technology摘 要 隨著人類社會的不斷進步，科學技術的高速發展，工程機械在各行業中得到了很好的運用。

2、然而，在不同的環境下對挖掘機等工程機械的大小、性能的要求有所不同，各種性能參數決定其工作環境。工程機械在國民生產中有著很重要的位置，它在很大程度上取代了原始的、落后的生產工具，他在現今中國和世界的飛速發展的今天功不可沒。本次設計的主要內容是：EXB300型液壓挖掘機行走驅動裝置及液壓回路，繪制裝配圖和液壓回路圖。動力選擇及有關參數確定：馬達參數確定，部件設計計算，主要零件校核，液壓回路設計，編寫說明書。本設計的主要特點是：方案設計中從可靠性、可實現性、綜合性能等進行方案比較，選擇方案。技術設計中應考慮總體配置合理、安全；選材加工方法和技術條件可行；制圖正確、標注齊全符合國家標準。充分注意整機各

3、子系統之間相關性，力求整機性能的一致性和優化性。關鍵詞：履帶式;液壓挖掘機;行走減速器;液壓回路The Design on the Overall Waking Device and Reducer of the EXB300 Hydraulic Excavator Abstract With the continuous progress of human society,the rapid development of science and technology,engineering machinery in all walks of life have been in good us

4、e.However,in different circumstance,excavators and other construction machinery on the size,performance requirements are different,various performance parameters to determine their working environment.Construction machinery in the national production in a very important position,it largely replaced

5、the original,backword production tools,in present-day China and the rapid development of the world.The design for the main elements:EXB300 hydraulic excavator drives and hydraulic circuits, assembly drawing and hydraulic circuit diagram. Power options and related parameters: motor parameter determin

6、ation, component design calculations, checking the main parts, hydraulic circuit design. Written instructions. The design for the main features are:design in a variety of programme,from the reliability,can be realized,such as comprehensive performance programme,the options, Technical design should b

7、e considered in the overall allocation of reasonable safety; selection,processing methods and technical conditions feasible;correct mapping, tagging complete with national standards. Key Words:Crawler, Hydraulic excavators, Walking reducer, Hydraulic circuit. 太原科技大學畢業設計（論文）任務書（由指導教師填寫發給學生）學院（直屬系）： 機

8、械工程學院 時間：13年 2 月 26 日學 生 姓 名張文來指 導 教 師史青錄設計（論文）題目EXB300液壓挖掘機行走驅動及液壓回路設計主要研究內容1. 確定行走驅動裝置機械結構方案及液壓系統方案；2. 確定行走馬達、行走減速機構及行走液壓回路的主要結構參數；3. 計算行走阻力距、驅動力矩并對整機各行走工況進行牽引性能及運動分析；4. 設計行走減速機構及行走液壓系統；5. 選擇典型危險工況對行走驅動機構主要零部件進行強度校核；6. 繪制行走減速機構裝配圖、零部件結構圖及行走液壓回路圖；7. 完成說明書；8. 翻譯3000字以上的相關外文文獻。研究方法1.在教師指導下獨立承擔相關設計內容；

9、2.通過查閱和分析近年來國內外相關文獻及技術資料，參考現有機型進行方案選型并確定主要結構參數；3.通過所學專業知識進行結構設計；4.可借助于CAD方法繪制工程圖紙并完成設計說明書。主要技術指標(或研究目標)1. 行走速度：低速檔03.3Km/h，高速檔05.5Km/h無級變速；2. 最大牽引力：270KN；3. 停車制動器要求采用濕式盤式制動器；4. 行走液壓回路需具備防止超速溜坡功能； 要求按時全面完成規定設計內容；步驟詳實可信、方案正確、結構合理可行、工藝性好；所繪的裝配圖內容完整，符合國家標準及行業規范，達到工程使用要求；對所翻譯的外文文獻要求內容完整、表達準確、文字通順。主要參考文獻1

10、. 同濟大學主編.單斗液壓挖掘機.北京：中國建筑工業出版社，1986，12 2. 同濟大學劉希平主編.工程機械構造圖冊.北京：機械工業出版社，1987，123. 張玉川主編.進口液壓挖掘機國產化改造M.成都：西南交通大學出版社1999,34. 成大先主編.機械設計手冊M.北京：化學工業出版社，1987年報2月5. 顏榮慶等編著.現代工程機械液壓與夜里系統M.北京:人民交通出版社，2001年4月說明：一式兩份，一份裝訂入學生畢業設計（論文）內，一份交學院（直屬系）。目 錄摘 要I引言- 1 -第一章 確定行走驅動裝置機械方案- 5 -1.1減速器的功用及分類- 5 -1.1.1減速器的作用有以下

11、幾點- 5 -1.1.2減速器的分類- 5 -1.2行星減速器傳動方案的選定- 8 -第二章 確定行走馬達參數并進行工況分析- 10 -2.1馬達參數確定- 10 -2.1.1驅動輪直徑確定- 10 -2.1.2確定馬達輸出轉矩- 11 -2.1.3確定行走液壓馬達的最高轉速- 12 -2.2對整機個行走工況進行牽引性能及運動分析- 14 -2.2.1牽引性能- 14 -2.2.2工況校核- 15 -第三章 行走減速機構設計及主要零部件設計及校核- 17 -3.1減速器傳動比的分配- 17 -3.1.1齒輪參數確定- 18 -3.1.2嚙合參數計算- 19 -3.1.3各行星齒輪幾何尺寸計算-

12、 20 -3.2主要部件校核- 23 -3.2.1齒輪校核- 23 -3.2.2確定軸的直徑并校核- 34 -第四章 確定行走驅動液壓系統方案- 37 -4.1挖掘機液壓系統的設計要求- 37 -4.2液壓圖運行原理- 38 -第五章 設計心得- 40 -參考文獻- 41 -附錄- 42 - 引言 本課題的目的和意義 液壓挖掘機是一種周期作業的土石方施工機械，在交通運輸、民用建筑、礦山開采和市政工程等場所得到廣泛應用，是各種土石方工程中非常常用的一種重要工程機械。主要用于建筑工程中拆除和開挖地基，水利工程中開挖坑槽和疏通河道，道路建設中道路平整和巖石破碎市政建設中鋪設管道和破碎路面。現在一些新

13、型挖掘機可以水下作業。由于施工環境有時比較惡劣對挖掘機的技術性能要求比較高，所以液壓挖掘機的科技含量比較高是工程機械中最重要的產品之一?？梢哉f液壓挖掘機的制造技術水平和生產能力反映了一個國家的工程機械的整體水平，不夸張的說也能反映這個國家的裝備制造業水平。 該課題結合機械設計專業的教學內容和國內外液壓挖掘機的應用發展，對履帶式液壓挖掘機行走減速部分作較為深入的分析研究。根據設計依據及要求，完成挖掘機行走減速機構設計，液壓回路設計，進一步掌握挖掘機的設計方法和步驟。通過畢業設計，使我們進一步鞏固、加深對所學的基礎理論、基本技能和專業知識的掌握，使之系統化、綜合化；培養我們獨立思考、獨立工作和綜合

14、運用已學知識分析與解決實際問題的能力，尤其注重培養我們獨立獲取新知識的能力；培養我們在方案設計、設計計算、工程繪圖、文字表達、文獻查閱、計算機應用及工具書的使用等方面的基本工作實踐能力；使我們樹立具有符合國情和生產實際的正確設計思想和觀點，樹立嚴謹、負責、實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、勇于創新、善于與他人合作的工作作風。 國內外液壓挖掘機的發展情況 國內液壓挖掘機的發展和現狀 我國的挖掘機生產起步比較晚，從1954年撫順挖掘機廠生產第一臺斗容量為1m的機械式單斗挖掘機至今，大體上經歷了測繪仿制、自主研制開發和發展提高等三個階段。 新中國成立初期，以測繪仿制前蘇聯20世紀3040年代的機械式單斗

15、挖掘機為主，開始了中國的挖掘機生產歷史。由于當時國家經濟建設的需要，先后建立挖掘機生產廠。1967年開始，中國自主研制液壓挖掘機。早期開發成功的產品主要有上海建筑機械廠的WYl00型、貴陽礦山機器廠的W4-60型、合肥礦山機器廠的WY60型挖掘機等。隨后又出現了長江挖掘機廠的WYl60型和杭州重型機械廠的WY250型挖掘機等。它們為中國液壓挖掘機行業的形成和發展邁出了極其重要的一步。 到20世紀80年代末，中國挖掘機生產廠已有30多家，生產機型達40余種。中、小型液壓挖掘機已形成系列，斗容有0.12.5 立方米等12個等級、20多種型號，還生產0.5-4.立方米以及大型礦用10立方米、12立方

16、米機械傳動單斗挖掘機，1立方米隧道挖掘機，4立方米長臂挖掘機，1000立方米/h的排土機等，還開發了斗容量0.25立方米的船用液壓挖掘機，斗容量0.4立方米、0.6立方米、0.8m的水陸兩用挖掘機等。但總的來說，中國挖掘機生產的批量小、分散，生產工藝及產品質量等與國際先進水平相比，有很大的差距。 改革開放以來，積極引進、消化、吸收國外先進技術，以促進中國挖掘機行業的發展。其中貴陽礦山機器廠、上海建筑機械廠、合肥礦山機器廠、長江挖掘機廠等分別引進德國利勃海爾公司的液壓挖掘機制造技術。稍后幾年，杭州重型機械廠引進德國德瑪克公司的H55和H85型液壓挖掘機生產技術，北京建筑機械廠引進德國奧加凱公司的

17、液壓挖掘機制造技術。與此同時，還有山東推土機總廠(其挖掘機生產基地改名為山重建機有限公司，包括STRONG和JCM兩個品牌)、黃河工程機械廠、江西長林機械廠、山東臨沂工程機械廠等聯合引進了日本小松制作所PC型液壓挖掘機的制造技術。這些廠通過數年引進技術的消化、吸收、移植，使國產液壓挖掘機產品性能指標全面提高到20世紀80年代的國際水平，產量也逐年提高。由于國內對液壓挖掘機需求量的不斷增加且多樣化，在國有大、中型企業產品結構的調整，牽動了一些其他機械行業的制造廠加入液壓挖掘機行業。 中國單斗液壓挖掘機應向全液壓方向發展；應著手研究、運用電液控制技術，以實現液壓挖掘機操縱的自動化。 國外液壓挖掘機

18、的發展和現狀 工業發達國家的挖掘機生產較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量3.5-40m3單斗液壓挖掘機的主要生產國，從20世紀80年代開始生產特大型挖掘機。從20世紀后期開始，國際上挖掘機的生產向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發展。1)開發多品種、多功能、高質量及高效率的挖掘機。為滿足市政建設和農田建設的需要，國外發展了斗容量在0.25m3以下的微型挖掘機，最小的斗容量僅在0.01m3。另外，數量最的的中、小型挖掘機趨向于一機多能，配備了多種工作裝置除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空

19、作業架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時，發展專門用途的特種挖掘機，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機等。2)迅速發展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區或水下作業采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合，實現了挖掘機作業操縱的完全自動化。所有這一切，挖掘機的全液壓化為其奠定了基礎和創造了良好的前提。3)重視采用新技術、新工藝、新結構，加快標準化、系列化、通用化發展速度。德國公司挖掘機裝有新型的發動機轉速調節裝置，使挖掘機按最適合其作業要

20、求的速度來工作；美國公司全自動控制液壓系統，可自動調節流量，避免了驅動功率的浪費。還安裝了CAPS(計算機輔助功率系統)，提高挖掘機的作業功率，更好地發揮液壓系統的功能；日本公司挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助功率控制系統，利用精控模式選擇系統，減少燃油、發動機功率和液壓功率的消耗，并處長了零部件的使用壽命；還有其他公司的具有合流特性油泵調節系統，使油泵具有最大的工作效率；挖掘機智能型控制系統，即使無經驗的駕駛員也能進行復雜的作業操作；等等。4)更新設計理論，提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論，以替代傳統的無限壽命設計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力

21、學、有限元法、優化設計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術、疲勞強度分析方法等先進技術應用于液壓挖掘機的強度研究方面，促進了產品的優質高效率和競爭力。美國提出了考核動強度的動態設計分析方法，并創立了預測產品失效和更新的的理論。日本制定了液壓挖掘機構件的強度評定程序，研制了可靠性住處處理系統。在上述基礎理論的指導下，借助于大量試驗，縮短了新產品的研究周期，加速了液壓挖掘機更新換代的進程，并提高其可靠性和耐久性。5)加強對駕駛員的勞動保護，改善駕駛員的勞動條件。液壓挖掘機采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室，安裝可調節的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。6)進一步改進液壓系統。中、小型液壓

22、挖掘機的液壓系統有向變量系統轉變的明顯趨勢。因為變量系統在油泵工作過程中，壓力減小時和增大流量來襝，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經常性地充分利用油泵的最大功率。當外阻力增大時則減少流量(降低速度)，使挖掘力成倍增長率加;采用三回路液壓系統。產生三個互不成影響的獨立工作運動。實現與回轉達機械的功率匹配。將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路第二個獨立的快速成運動。此外，液壓技術在挖掘機上普遍使用，為電子技術、自動控制技術在挖掘機的應用與推廣創造了條件。7)迅速拓展電子化、自動化技術在挖掘機上的應用。20世紀70年代，為了節省能源消耗和減少對環境的污染，使挖掘機的操作輕便

23、和安全作業，降低挖掘機口音，改善駕駛員工作條件，逐步在挖掘上應用電子和自動控制技術。隨著對挖掘機的工作效率、節能環保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機電一體化在挖掘機上的應用，并使其各種性能有了質的飛躍。20世紀80年代，以微電子技術為核心的高新技術，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應用，推動了電子控制技術在挖掘機上應用和推廣，并已成為挖掘機現代化的重要標志，亦即目前先進的挖掘機上設有發動機自動怠速及油門控制系統、功率優化系統、工作模式控制系統、監控系統等電控系統。 發展趨勢 工業發達國家的液壓挖掘機生成較早，產品線齊全，技術成熟。美國德國和日本是液

24、壓挖掘機的主要生產國，具有較高的市場占有率。從20世紀后期開始，國際上液壓挖掘機的生產從產品規格上看，在穩定和完善主力機型的基礎上向大型化、微型化、方向發展；從功能上看，在滿足基本功能的基礎上，向多功能化、專業化方向發展；從產品性能上看，向高效節能化、自動化、信息化、智能化的方向發展。 設計任務設計題目：EXB300液壓挖掘機行走驅動裝置及液壓回路設計主要研究內容：（1）確定行走驅動裝置機械結構方案及液壓系統方案；（2）確定行走馬達、行走減速機構及行走液壓回路的主要參數；（3）計算行走阻力矩、驅動力矩并對整機各行走工況進行牽引性能及運動分析；（4）設計行走減速機構及行走液壓系統；（5）選擇典型

25、危險工況對行走驅動機構主要零部件進行強度校核；（6）繪制行走減速機構裝配圖、零部件結構圖及行走液壓回路圖；（7）完成說明書；（8）翻譯3000字以上的外文文獻；第一章 確定行走驅動裝置機械方案液壓挖掘機減速機構的設計是本次設計的一個重要環節。減速器是應用于原動機和工作機之間的獨立傳動裝置。減速器的主要功能是將低轉速、增大扭矩，以便帶動大扭矩的機械。由于其結構緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產，故在現代工程機器中應用很廣。1.1減速器的功用及分類1.1.1減速器的作用有以下幾點（1）增扭減速，降低發動機轉速，增大扭矩；（2）變扭變速，工程機械作業時，牽引力變化范圍大，而

26、內燃機的轉速和扭矩的變化范圍不大，即使用液力機械傳動，采用了液力變矩器也不能滿足要求，因此必須通過變換變速箱排檔以改變傳動系傳動比改變工程機械的牽引力和運行速度，以適應阻力變化；（3）實現空擋，以利于發動機啟動和發動機在不熄火的情況下停車；1.1.2減速器的分類按其傳動結構特點可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿蝸輪減速器、行星齒輪減速器四大類。下面對以上四種減速器的特點及用途作簡要說明：（1）圓柱齒輪減速器：當傳動比在8以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器，大于8時，最好采用兩級（i=840）和兩級以上（i40）的減速器。兩級和兩級以上的圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式

27、等數種。它是所有減速器中應用最廣的，它傳遞功率范圍可從很小至40000KW，圓周速度也可以從很低到6070m/s，有的甚至高達140m/s。其結構如圖1.1所示： 圖1.1（2）圓錐齒輪減速器：它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。因為圓錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，且由于圓錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應用不如圓柱齒輪減速器那樣廣。其結構如圖1.2所示： 圖1.2（3）蝸桿減速器：主要用于傳動比較大的場合。當傳動比較大時，其傳動結構緊湊，輪廓尺寸小。由于蝸桿傳動效率低，所以蝸桿傳動減速器不宜在長期連續使用的動力傳遞中應用，其結構主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種

28、形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時最好采用蝸桿在下的形式，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為避免攪油太甚，發熱過多，最好采用蝸桿在上的形式。其結構如圖4.3所示： 圖1.3（4）行星減速器：行星減速器最大的特點是傳動效率高，傳動比范圍廣，其傳動功率可從10W到50000KW，體積和重量比普通齒輪減速器、蝸桿減速器小得多。其結構如圖1.4所示： 圖1.4 行星齒輪減速器與普通齒輪減速器相比，前者具有許多突出優點，已成為世界各國機械傳動發展重點。行星齒輪減速器的主要特點如下：1）體積小、重量輕、結構緊湊、傳遞功率大、承載能力高；2）傳動效率高，工作可靠。行星齒輪傳動由于

29、采用了對稱分流傳動結構，使作用中心輪和行星架等主要軸承上的作用力互相平衡，有利于提高傳動效率；3）傳動比大，適當選擇傳動類型和齒輪數，便可利用少數幾個齒輪而獲得很大的傳動比；4）運動平穩、抗沖擊和振動能力強。由于采用了數個結構相同的行星齒輪，均勻的分布于中心輪的周圍，本次設計選用減速器為行星齒輪減速器。因此，綜合考慮四種減速器的特點和適用范圍，本次設計選用減速器為行星齒輪減速器。1.2行星減速器傳動方案的選定 行星減速器的船東興市有很多種，以下對最為典型的三種傳動形式作簡要說明: （1）高速馬達和定軸行星齒輪混合式行走減速機構 此種傳動系統一般采用定量柱塞式、葉片式或齒輪式高速液壓馬達，行走液

30、壓系統壓力一般采用中壓，而馬達轉速較高，最高時可達3000r/min。所以要求齒輪減速機構的傳動比也較大。這種傳動方式的部件通用化程度比較高，便于安裝、使用和維修，但是軸向和徑向尺寸均較大，對中小型液壓挖掘機的最小軸距和最小離地間隙都有一定的限制。 （2）低速大轉矩馬達和一級定軸齒輪減速機構 一級定軸齒輪減速器安裝在履帶架上，大齒輪和驅動輪裝在同一軸上，小齒輪和行走馬達裝在同一軸上。這種方案的缺點是馬達徑向尺寸大，低速大轉矩馬達的成本較高，使用壽命低于高速馬達，在中小型液壓挖掘機上的使用也受到限制。 （3）斜盤式軸向柱塞馬達和雙行星排減速機構 此機構液壓系統壓力可以達到300mpa以上，馬達轉

31、速一般在2200r/min以內，雙行星排具有較大的傳動比，省去了定軸齒輪傳動，結構緊湊，適合于專業化批量生產。其中共齒圈式雙行星排的結構有以下幾種比較上述三重點性方案：a圖為齒圈輸出帶動驅動輪，輸出穩定，結構也比較緊湊，布局合理，同時也能獲得較大的傳動比，效率也高。b圖齒圈固定，這種方案結構設計較為復雜。因此本設計選擇a圖結構為減速器的傳動方案。 圖1.5 第二章 確定行走馬達參數并進行工況分析2.1馬達參數確定2.1.1驅動輪直徑確定 在本次設計中按照標注選定法、理論分析計算法等方法得出的參數值不可能都是完全切合的。通常在設計開始時一些參數還不能利用以上方法完全確定，因此在本設計中有的參數采

32、用了經驗公式法進行計算。（1） 履帶帶長： （2-1） 式中：為尺寸系數（1.25-1.5），本設計?。?.35 為整機重量，本設計中=30噸（2）驅動輪與導向輪軸向中心距： （2-2） 式中：為尺寸系數（1.0-1.2）取1.13（3） 驅動輪分度圓直徑約為: （2-3） 驅動輪分度圓直徑取2.1.2確定馬達輸出轉矩 （2-4） 式中： 根據同等條件挖掘機選 取 取 履帶傳動機構取 行走阻力按經驗公式。一般取，據有關文獻LIEBHERR公司生產挖掘機其值在之間。CATERPILLAR公司挖掘機取左右。這里取。 （2-5） 經驗取 2.1.3確定行走液壓馬達的最高轉速 （2-6） 式中： 最大

33、行駛速度 驅動輪節圓直徑 （2-7） （2-8） 式中： 工作液壓泵的最大輸出流量，設計任務書 工作液壓泵至液壓馬達的容積效率取 液壓馬大容積效率取 液壓馬達最高轉速 式中： 液壓馬達所需最大輸出轉矩NM 液壓馬達進出口壓力差 取 液壓馬達的機械效率 取根據以上數據選取馬達排量： 最高轉速： 公稱壓力：最大扭矩：1273NM 最大允許流量 尖峰壓力：液壓泵流量 馬達最低轉速 挖掘機行駛速度 （2-9） 減速器最大傳動比 （2-10） 單邊理論驅動力 （2-11） 要求最大驅動力 單邊驅動達2.2對整機個行走工況進行牽引性能及運動分析2.2.1牽引性能（2）驅動輪單邊驅動力矩 由公式 （2-12

34、） 履帶傳動機構?。?）單側履帶牽引力 由公式 可得2.2.2工況校核（1）最大行走速度校核根據最大行走速度確定驅動輪最大轉速 馬達最高轉速下確定驅動輪轉速 由上校核能達到最高轉速。（2）原地轉向能力校核 （2-13） 式中：履帶地面轉向阻力 履帶內阻力 取 取 經校核能轉向（3）爬坡能力校核 （2-14）式中：運行阻力 （2-15） 取 取 坡度阻力 （2-16） 履帶內阻力 （2-17） 爬坡阻力 附著力 第三章 行走減速機構設計及主要零部件設計及校核3.1減速器傳動比的分配 由于單級齒輪減速器的傳動比最大不超過10，當總傳動比要求超過此值時，應采用二級或多級減速器。此時就應該考慮各級傳動

35、比的合理分配問題，否則將影響到減速器外形尺寸大小，承載能力能否充分發揮等。根據使用要求的不同，可按以下原則分配傳動比：（1）使各級傳動的承載能力接近相等（2）使減速器的外輪廓尺寸和質量最?。?）使傳動具有最小的轉動慣量（4）使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等傳動比公式推導對于圖1.5a的傳動公式推導如下：運動學方程為： （3-1） （3-2）式中：為對應的太陽輪轉速 為對應的齒圈轉速 為對應的行星架轉速 為參數特性，對應的齒圈與太陽輪齒數之比連接方程： = 將連接方程代入運動方程，解得傳動比為： （3-3）其中負號表示太陽輪輸入與齒圈輸出轉向方向相反。3.1.1齒輪參數確定（1）行星齒輪配齒

36、計算 行星排的正確嚙合和傳動，應滿足四個配齒條件，即傳動比條件、同心條件、裝配條件以及相鄰條件。 根據已知的傳動比范圍，取行星齒輪數目為三個，經多次驗算配齒如下 第一排（ ） 第二排（ ） （2）行星齒輪模數計算與確定按齒根彎曲強度初算齒輪模數齒輪模數初算公式為： （3-4） 式中： 算式系數，對于直齒輪傳動取12.1，對于斜齒輪傳動取11.5. 使用系數見表6-7，取1.75 綜合系數見表6-5，取2 計算彎曲強度的行星齒輪間載荷分布不均勻系數， 見公式 （3-5） 計算接觸強度的行星輪載荷分布不均勻系數，見第七章第三節表， 取齒輪精度為級 小齒輪齒形系數，見圖，取，正變位 齒輪副中小齒輪齒

37、數， 試驗齒輪彎曲疲勞極限，按圖選取，且選取 較小值，取 齒輪齒上承受轉矩，三個行星輪，所以 模數取3.1.2嚙合參數計算 第一行星排中心距 太陽輪和行星輪 （3-6） 行星輪和內齒輪 因為兩對齒輪中心距相等，所以，此行星排不需要角變位。第二行星排中心距太陽輪和行星輪 行星輪和內齒輪 因為兩對齒輪中心距相等，所以，此行星排不需要角變位。 3.1.3各行星齒輪幾何尺寸計算小齒輪齒數，為防止根切小齒輪正變位，行星輪負變位，齒圈正變位。（1）第一排行星齒輪幾何尺寸太陽輪幾何尺寸 齒數項目 公式 結果分度圓直徑 = 齒頂高 = 齒根高 = 齒全高 =+ 齒頂圓直徑 = 齒根圓直徑 基圓直徑 壓力角取標

38、準 行星輪尺寸 齒數項目 公式 結果分度圓直徑 齒頂高 = 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒圈尺寸 齒數項目 公式 結果分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 （2）第二排行星齒輪幾何尺寸 太陽輪幾何尺寸 齒數 項目 公式 結果分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 行星輪幾何尺寸 齒數 項目 公式同上 結果 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒圈幾何尺寸 齒數 項目 公式同上 結果分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 3.2主要部件校核3.2.1齒輪校核1.小太陽輪校核（滲碳淬火鋼20CrMnTi）(1)接觸強度校核 1)齒面接觸應力在行星齒輪傳動的嚙合齒輪副中，其齒面接觸應力可按下式計算： （3-7） （3-8） （3-9） 式中： 使用系數，見表，取 動載系數，圖選轉速 取 計算接觸強度的齒向載荷分