雙級(jí)主減速器

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1、摘要 汽車(chē)主減速器是驅(qū)動(dòng)橋最重要的組成部分， 其功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)來(lái)說(shuō)， 主減速器還有改變動(dòng)力傳輸方向的作用。 與國(guó)外相比， 我國(guó)的車(chē)用減速器開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上、 制造工藝上， 還是在成本控制上都存 在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨(dú)立開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后。 目前比較突出的問(wèn)題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低， 企業(yè)管理方式較為粗放， 相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次， 缺乏有國(guó)際影響力的產(chǎn) 品品牌， 行業(yè)整體散亂情況依然嚴(yán)重。 本課題設(shè)計(jì)的是中型客車(chē)雙級(jí)減速器， 它

2、 由兩對(duì)齒輪副組成， i 0 較大，可以增大離地間隙，提高了汽車(chē)的通過(guò)性，本文首 先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù)； 然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)， 確定 出總體設(shè)計(jì)方案； 最后對(duì)主， 從動(dòng)錐齒輪的強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了 壽命校核。 本文采用雙曲面錐齒輪作為中型客車(chē)的主減速器， 希望這能作為一個(gè) 課題繼續(xù)研究下去。 總體來(lái)說(shuō)，車(chē)用減速器發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)是向著六高、二低、二化方向發(fā)展， 即高承載能力、 高齒面硬度、 高精度、高速度、高可靠性、 高傳動(dòng)效率，低噪聲、 低成本，標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。 關(guān)鍵字： 中型客車(chē) 驅(qū)動(dòng)橋 雙級(jí)減速橋 雙曲面錐齒輪 I 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)

3、 Abstract The automobile main gear box is the driving axle most important constituent, its fun cti on is the motor torque which tran smits the rotary tran smissi on device tran smits for actuates the wheel, is in the automobile power tran smissi on reduces the rotati onal speed, to in crease the

4、 torque the major comp onent. The automobile which vertical sets to the engine, the main gear box also has the cha nge power tran smissi on direct ion function. With overseas compares, our country's Che Yong reduction gear developme nt desig n, no matter tech ni cally, in fabricati on tech no logy h

5、as not the small disparity in the cost control, particularly the gear technique of manufacture lacks the in depe ndent developme nt andinno vati on ability, the tech no logical means is backward. At prese nt the quite prominent questi on is, professi on whole new product development ability is weak,

6、 the craft innovation and the managementlevel are low, the bus in ess man ageme nt way is more exte nsive, perspective's product still for the low scale, deficie nt had the intern atio nal in flue nce product brand, the professi on whole scattered in disorder situation is still serious. This topic i

7、s designed two-stage reducer medium-sized passenger car, which formed by the two pairs of gears, i0 greater ground cleara nce can be in creased to improve the car's pass ing ability, this paper identify the main components of the structure type and the main design parameters ; and then refer to a si

8、milar drive axle of the structure, determine the overall desig n scheme; Fin ally, the driv ing and drive n bevel gears and check the stre ngth of the life of the support ing beari ngs checked. In this paper, double-curved bevel gear reducer asthe main medium-sized passe nger car,hop ing that this w

9、ill be pursued as a topic. Gen erally speak ing, thevehicle is turns toward six high, two low, two directi ons with the reduction gear trend of development and the characteristic to develop, n amely high beari ng capacity, high tooth face degree of hard ness, high accuracyhigh velocity, redundant r

10、eliability, high transmission efficiency, low noise, low cost, sta ndardizati on, diversificati on. Keywords: two-stage medium-sized passe ngercar axle hypoid bevel gear reducer Bridge II 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 目錄 摘要 I Abstract n 第一章緒論一 .3 1.1 引言 3 1.2國(guó)內(nèi)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋主減速器發(fā)展現(xiàn)狀 3

11、 1.3本設(shè)計(jì)基本參數(shù) 5 第二章 雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 6 2.1雙級(jí)主減速器的齒輪類型 6 2.1.1 螺旋錐齒輪傳動(dòng) 7 2.1.2 雙曲面齒輪傳動(dòng) 8 2.1.3 圓柱齒輪傳動(dòng) 10 2.1.4蝸桿傳動(dòng) 1.1 2.2主減速器的減速形式 12 1?■?■■■■■ t???t??■ ■ ■ HI M ■ ■■?■■?■■?■■?■ ■ ■ MIM ■ Bl ■ ■ ■??■!■??■?[■■■■!■ 2.2.1雙級(jí)主減速器的目的 12 ... 2.2.2雙級(jí)主減速器傳動(dòng)形式 12 2

12、.2.3雙級(jí)主減速器布置形式 13.… 2.2.4雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)… 15 第三章 雙級(jí)主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 17.. 3.1主動(dòng)錐齒輪的支承 . .1.7. 3.2從動(dòng)錐齒輪的支承 1.8... 3.3關(guān)于軸承的預(yù)緊 19.. 第四章 雙級(jí)主減速器齒輪載荷計(jì)算 —20. 4.1主減速比io的確定 20 4.2轉(zhuǎn)矩Tee的計(jì)算 20 4.3轉(zhuǎn)矩Tes計(jì)算 21 4.4平均轉(zhuǎn)矩 Tef計(jì)算 22 4.5轉(zhuǎn)矩Tz計(jì)算 22. 第五章 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 24 5.1第一級(jí)雙曲面錐齒輪主要參

13、數(shù)選擇 .24 5.1 . 1從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑 D2和端面模數(shù)m 24 5.1 . 2主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2 24 5.1 . 3雙曲面齒輪副偏移距 E 25 5.1 . 4中點(diǎn)螺旋角B 25 5.1 . 5齒輪法向壓力角的選擇 25 5.1 . 6銑刀盤(pán)名義直徑2rd的選擇 25 5.1 . 7主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算 26 5.2主減速器第一級(jí)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 27 5.2 . 1單位齒長(zhǎng)上的圓周力 27…… 5.2 . 2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 28 5.2 . 3輪齒接觸強(qiáng)度計(jì)算

14、29…… 5.2 . 4主減速器的潤(rùn)滑 29 5.3第二級(jí)斜圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 30 .... 5.3 . 1選定精度等級(jí)、材料、齒輪及螺旋角 30…… 5.3 . 2按齒輪接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 30…… 5.3 . 3按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 32 5.3 . 4幾何尺寸計(jì)算 33… 5.3 . 5第二級(jí)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 34.… 第六章軸承的設(shè)計(jì)及校核 35 6.1第一級(jí)齒輪軸承的計(jì)算 . . . 一. . 3.5. 6.1 . 1雙曲面錐齒輪齒面上的作用力 35…… 6.1 . 2雙曲面錐齒輪軸承載荷 36

15、 6.2雙曲面軸承型號(hào)的校核 .38... 第七章軸的設(shè)計(jì)及校核一 41… 7.1主減速器第二級(jí)減速斜齒圓柱齒輪載荷 41.. 7.1 . 1第二級(jí)減速斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的圓周力 41 7.1 . 2第二級(jí)減速斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的軸向力 41 7.1 . 3第二級(jí)減速斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的徑向力 41 7.2主減速器中間軸校核 41 7.3主減速器主動(dòng)錐齒輪軸校核 42. 第八章 鍵的設(shè)計(jì)與校核一 44 8.1主動(dòng)錐齒輪花鍵的設(shè)計(jì) 44. 第九章總結(jié)與致謝 47 第一章緒論 1.1引言 本課題是

16、設(shè)計(jì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器， 故本說(shuō)明書(shū)將以“驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減 速器設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋以及雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)的重大總成，承載著汽車(chē)的滿載簧荷重及地面經(jīng)車(chē)輪、車(chē) 架及承載式車(chē)身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、 縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷； 驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩， 橋殼還承受著反作用力矩。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋結(jié) 構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有重要影響外， 也對(duì)汽車(chē)的行駛性 能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。 汽車(chē)主減速器是驅(qū)動(dòng)橋最重要的組成部分， 故稱之為主減速器是由于它的減 速比是傳動(dòng)系統(tǒng)中最大的，起到

17、主要的降速增距作用，其功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要 部件。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，主減速器還有改變動(dòng)力傳輸方向的作用。 汽車(chē) 正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在2000?3000r/min左右，這樣高的轉(zhuǎn)速直接傳 到驅(qū)動(dòng)輪上，汽車(chē)將達(dá)到幾百公里的時(shí)速，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來(lái)降 低下來(lái)，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比則需要很大， 齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也 就是說(shuō)變速箱的尺寸會(huì)加大。另外，轉(zhuǎn)速下降，扭矩必然增加，也加大了變速箱 與變速箱后一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)荷。 所以，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器 之前設(shè)置一個(gè)主減速器，可以使主減

18、速器前面的傳動(dòng)部件，如變速箱、分動(dòng)器、 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等傳遞的扭矩減小，同時(shí)也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量， 而且操控 靈敏省力。根據(jù)汽車(chē)分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/3730.1-2001 )，車(chē)輛分為商用車(chē)和乘用車(chē)， 車(chē)輛總質(zhì)量〉13T的商用車(chē)為重型汽車(chē)。對(duì)一些載質(zhì)量較大的載貨汽車(chē)和公共汽 車(chē)來(lái)說(shuō)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和使用條件，要求主減速器具有較大的傳動(dòng)比時(shí)， 需要 用兩組減速齒輪實(shí)現(xiàn)兩次減速增扭的雙級(jí)主減速器。 1.2國(guó)內(nèi)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋主減速器發(fā)展現(xiàn)狀 目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，尤其是中國(guó)加入 WTO以后，中國(guó)的汽車(chē)工 業(yè)迎來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，汽車(chē)工業(yè)將發(fā)生深刻的改變，中國(guó)汽車(chē)也將從封閉走 向開(kāi)放，國(guó)外一些

19、先進(jìn)的汽車(chē)?yán)砟?，也將?huì)源源不段的輸入到中國(guó)汽車(chē)行業(yè)中來(lái)， 中國(guó)汽車(chē)工業(yè)逐漸成為世界汽車(chē)整體市場(chǎng)的一個(gè)重要組成部分。 汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展 帶動(dòng)了零部件及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為汽車(chē)關(guān)鍵零部件之一的車(chē)橋系統(tǒng)也得到相 應(yīng)的發(fā)展，各生產(chǎn)廠家基本上形成了專業(yè)化、系列化、批量化生產(chǎn)的局面。國(guó)際 間的技術(shù)合作交流，還有激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不僅使得車(chē)橋的整體質(zhì)量提高了， 還使 得各專業(yè)生產(chǎn)廠家增加車(chē)橋其附件的技術(shù)含量， 所以，車(chē)橋系統(tǒng)中的減速器也隨 著整車(chē)的發(fā)展不斷成長(zhǎng)和成熟起來(lái)。 隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展和國(guó)家環(huán)保法規(guī)的完善， 環(huán)保、舒適、快捷成為客車(chē)和貨車(chē)市場(chǎng)的主旋律。 對(duì)整車(chē)主要總成之一

20、的驅(qū)動(dòng)橋 而言，小速比、大扭矩、傳動(dòng)效率高、成本低逐漸成為客車(chē)和貨車(chē)主減速器技術(shù) 的發(fā)展趨勢(shì)。 產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)卡車(chē)市場(chǎng)用戶主要以承載能力強(qiáng)、 齒輪疲勞壽命高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、 易維護(hù)等特點(diǎn)的產(chǎn)品為首選。目前己開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，如作為陜汽重卡黃金產(chǎn)業(yè)鏈的 重要一環(huán)，漢德車(chē)橋是國(guó)內(nèi)最大的斯太爾橋生產(chǎn)基地， 也是國(guó)內(nèi)主要的重型車(chē)橋 生產(chǎn)企業(yè)之一。自20世紀(jì)80年代獨(dú) 家引進(jìn)奧地利斯太爾橋生產(chǎn)技術(shù)以來(lái)，漢 德車(chē)橋緊跟行業(yè)發(fā)展步伐，2004年與德國(guó)MAN公司開(kāi)展技術(shù)合作的485單級(jí)減 速驅(qū)動(dòng)橋，一汽集團(tuán)和東風(fēng)公司的 13噸級(jí)系列車(chē)橋?yàn)榇淼闹鳒p速器技術(shù)，都 是在有效吸收國(guó)外同類產(chǎn)品新技術(shù)的基礎(chǔ)上， 針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需

21、求開(kāi)發(fā)出來(lái)的高性 能、高可靠性、高品質(zhì)的車(chē)橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國(guó)內(nèi)車(chē)用減速器發(fā)展的 方向。通過(guò)整合和平臺(tái)化開(kāi)發(fā)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形成了 457、460、480、500等眾 多成型穩(wěn)定產(chǎn)品，并被用戶廣泛認(rèn)可和使用。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上， CAD CAE CAM等計(jì) 算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及 AUTO CADUG SolidWorks、PR/E等設(shè)計(jì)軟件先后應(yīng)用于 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗(yàn)分析等也 被采用;齒輪設(shè)計(jì)也初步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編程的電算化。新一代減速器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的 突出特點(diǎn)是：不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計(jì)上完全遵從模塊化設(shè)計(jì)原則， 產(chǎn)品配套實(shí)現(xiàn)車(chē)型的平臺(tái)化，

22、造型和結(jié)構(gòu)更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適 應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應(yīng)對(duì)頻繁的車(chē)型換代和產(chǎn)品系列化的特點(diǎn)，這些都對(duì) 基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出愈來(lái)愈高的配套要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上不斷地進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和 持續(xù)改進(jìn)，以滿足快速多變的市場(chǎng)需求。 與國(guó)外相比，我國(guó)的車(chē)用減速器開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上、 制造工藝上，還是 在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨(dú)立開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新能 力，技術(shù)手段落后（國(guó)外己實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程化、電算化）。目前比較突出的問(wèn)題是， 行業(yè)整體新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放， 相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國(guó)際影響力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情 況依然嚴(yán)重

23、。這需要我們加快技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快 與國(guó)際先進(jìn)水平接軌，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的高檔車(chē)用減速器總成， 由仿制到 創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)水平的差距。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)廠家，如重汽集團(tuán)、福田汽車(chē)、江淮汽車(chē)等通過(guò)與國(guó)外卡車(chē)巨頭，如沃爾沃、通用、五 十鈴、現(xiàn)代、奔馳、雷諾等進(jìn)行合資合作，在車(chē)橋減速器的開(kāi)發(fā)上取得了顯著的 進(jìn)步。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車(chē)集團(tuán)也正在開(kāi)展合作項(xiàng)目， 希望早日實(shí)與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新突破。 總體來(lái)說(shuō)，車(chē)用減速器發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)是向著六高、二低、二化方向發(fā)展， 即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可

24、靠性、高傳動(dòng)效率，低噪聲、 低成本，標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用。從發(fā) 動(dòng)機(jī)的大馬力、低轉(zhuǎn)速的發(fā)展趨勢(shì)以及商用車(chē)的最高車(chē)速的提升來(lái)看， 公路用車(chē) 橋減速器應(yīng)該向小速比方向發(fā)展：在最大輸出扭矩相同時(shí)齒輪的使用壽命要求更 高（齒輪疲勞壽命平均可達(dá)50萬(wàn)次以上）;在額定軸荷相同時(shí)，車(chē)橋的超載能力更 強(qiáng)；主減速器齒輪使用壽命更長(zhǎng)、噪音更低、強(qiáng)度更大，潤(rùn)滑密封性能更好；整體 剛性好，速比范圍寬。 1.3本設(shè)計(jì)基本參數(shù) 設(shè)計(jì)的車(chē)型：中型客車(chē) 參考車(chē)型：哈爾濱牌 HKC6978AH中型團(tuán)體客車(chē) 外型尺寸（長(zhǎng) 漢寬漢高）：9680沢2480漢3000 后輪距：1800mm

25、 總質(zhì)量：G = 11648kg 滿載時(shí)后橋總質(zhì)量：6989kg , 2 = 68492.2 N =118 kw np = 3000 r/min Temax = 431 N2 m Vamax = 79.7 km/h ig = 7.31 =1 0= 6.94 9.00-20 rr = 0.489(m) 軸荷分配系數(shù)：后橋0.6 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)注額定功率： 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩： 最高車(chē)速： 變速器前進(jìn)檔最大速比： 驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目： n 主減速比： i 輪胎類型與規(guī)格：子午線胎 車(chē)輪滾動(dòng)半徑： 第二章雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、

26、 增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少 的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減速器還利用錐齒輪 傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車(chē)在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有 一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速 器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩 減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。 驅(qū)動(dòng)橋中主減速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： a） 所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 b） 外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪 音小。 c） 在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)

27、效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。 d） 在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車(chē)平順性。 e） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 2.1雙級(jí)主減速器的齒輪類型 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。 按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲 面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒 輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。 7 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 2.1.1螺旋錐齒輪傳動(dòng) 圖2.1 — 1螺旋錐齒輪傳動(dòng) 螺旋錐齒輪傳動(dòng)（圖2.1-1）的主、

28、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不 同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。 另外，由于輪齒端 面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合， 所以它工作平穩(wěn)、能承受較大 的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。但是在工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍 有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副 的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。為了減少驅(qū) 動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。 因?yàn)? 螺旋錐齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象， 致使齒輪強(qiáng)度大大 降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺

29、旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主 減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。 8 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 9 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 2.1.2雙曲面齒輪傳動(dòng) 圖2.1 — 2 雙曲面齒輪傳動(dòng) # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 雙曲面齒輪傳動(dòng)（圖2.1 — 2a）的主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直而不相交，主 動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一距離 E,此距離稱為偏移距。由于偏 移距E的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角'i大于從動(dòng)齒輪螺旋角12 （圖5—4）。根據(jù)嚙 合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比 (2

30、-1) Fi cos 細(xì) F2 cos 1'2 圖2.1 — 2b雙曲面齒輪副受力情況 式中,F 1> F2分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；B 1、B 2分別為主、從動(dòng)齒輪的螺旋 角。 螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開(kāi)圖上的齒線任意一點(diǎn) A的切線TT與該點(diǎn) 和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角。在齒面寬中點(diǎn) 處的螺旋角稱為中點(diǎn)螺旋角 (圖 2.1 — 2b)。通常不特殊說(shuō)明，則螺旋角系指中點(diǎn)螺旋角。 雙曲面齒輪傳動(dòng)比為 0s (2-2) F2r2 r2 cos l'2 F1 r1 r1 cos | \ 式中，i0s為雙曲面齒輪傳動(dòng)比；r,、r2分別為主、從動(dòng)齒輪平均分度圓半徑。 螺旋

31、錐齒輪傳動(dòng)比i0L為 ioL = — (2-3) ri 令K =cos %s生，則ios=Ki°L。由于B i>4，所以系數(shù)K>1, 一般為1.25? 1.50。 這說(shuō)明： (1) 當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)， 雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng) 比。 (2) 當(dāng)傳動(dòng)比一定，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐 齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。 (3) 當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺 旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。 另外，雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 在工作過(guò)程中，

32、雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)， 而且還 有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)?？v向滑動(dòng)可改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn) 轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 (2) 由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的 二大于從動(dòng)齒輪的 訂， 這樣同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的 彎曲強(qiáng)度提高約30%。 (3) 雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角都較大， 所以相嚙合輪齒的當(dāng) 量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。 (4) 雙曲面主動(dòng)齒輪的變'-1大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選 用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。 (5) 雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪較

33、大， 加工時(shí)所需刀盤(pán)刀頂距較大，因而切 削刃壽命較長(zhǎng)。 (6) 雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪中心上方， 便于實(shí)現(xiàn)多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫 通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。布置在從動(dòng)齒輪中心下方可降低萬(wàn)向傳動(dòng)軸的高度， 有利于降低轎車(chē)車(chē)身高度，并可減小車(chē)身地板中部凸起通道的高度。 但是，雙曲面齒輪傳動(dòng)也存在如下缺點(diǎn)： (1) 沿齒長(zhǎng)的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加， 降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳 動(dòng)效率約為96%，螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)效率約為 99%。 (2) 齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死， 即抗膠 合能力較低。 (3) 雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 (

34、4) 雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑 油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。 由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。 一般情況下，當(dāng)要求傳動(dòng)比大于4.5而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪 傳動(dòng)更合理。這是因?yàn)槿绻３种鲃?dòng)齒輪軸徑不變， 則雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比螺 旋錐齒輪小。當(dāng)傳動(dòng)比小于2時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪顯得 過(guò)大，占據(jù)了過(guò)多空間，從而減小離地間隙，影響汽車(chē)的通過(guò)性，這時(shí)可選用螺 旋錐齒輪傳動(dòng)，因?yàn)楹笳呔哂休^大的差速器可利用空間。 對(duì)于中等傳動(dòng)比，兩種 齒傳動(dòng)均可米用。 2.1.3圓柱齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪

35、傳動(dòng)(圖2.1 — 3a) 一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置 前驅(qū)動(dòng)的轎 車(chē)驅(qū)動(dòng)橋(圖2.1 — 3b)和雙級(jí)主減速器貫通式驅(qū)動(dòng)橋。 圖2.1 — 3b發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置前驅(qū)動(dòng)轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 2.1.4蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)（圖2.1 — 4）傳動(dòng)與錐齒輪傳動(dòng)相比有如下優(yōu)點(diǎn)： io = 6 ?14) o 1）在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下， 可得到較大的傳動(dòng)比（ 2） 在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無(wú)噪聲。 3） 便于汽車(chē)的總布置及貫通式多橋驅(qū)動(dòng)的布置。 4） 能傳遞大的載荷，使用壽命長(zhǎng)。 5） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，調(diào)整容易。 但是由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青

36、銅制作， 故成本較高；另外，傳動(dòng)效 率較低（n v0.96）。齒圈要求用高質(zhì)量錫青銅制造，成本高。 蝸桿傳動(dòng)主要用于生產(chǎn)批量不大的個(gè)別重型多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和具有高轉(zhuǎn)速發(fā) 動(dòng)機(jī)的大客車(chē)上。 2.2主減速器的減速形式 主減速器的減速形式可分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速、單雙級(jí)貫通、 單雙級(jí)減 速配以輪邊減速等，本課題主要是分析雙級(jí)主減速器的減速形式。 2.2.1雙級(jí)主減速器的目的 對(duì)一些載質(zhì)量較大的載貨汽車(chē)和公共汽車(chē)， 越野車(chē)來(lái)說(shuō)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和 使用條件，要求主減速器具有較大的傳動(dòng)比，由一對(duì)錐形齒輪構(gòu)成的單級(jí)主減速 器已不能保證足夠的離地間隙，這時(shí)則需要用兩對(duì)減速齒輪降速增矩的雙

37、級(jí)主減 速器。 2.2.2雙級(jí)主減速器傳動(dòng)形式 整體式雙級(jí)主減速器主要有三種結(jié)構(gòu)方案： a）第一級(jí)螺旋齒輪或雙曲面齒輪、第二級(jí)圓柱齒輪 （圖2.2 — 2a） a) 圖 22 — 2a b）第一級(jí)行星齒輪、第二級(jí)螺旋或雙曲面齒輪 （圖2.2 — 2b） c）第一級(jí)圓柱、第二級(jí)螺旋或雙曲面齒輪（圖2.2 — 2c） c) 圖 2.2 — 2c 2.2.3雙級(jí)主減速器布置形式 a）縱向水平布置：使總成的垂向輪廓尺寸減小，從而降低汽車(chē)的質(zhì)心高度，但 使縱向尺寸增加，用在長(zhǎng)軸距汽車(chē)上可適當(dāng)減小傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，但不利于短軸距汽 車(chē)的總布置，會(huì)使傳動(dòng)軸過(guò)短，導(dǎo)致

38、萬(wàn)向傳動(dòng)軸夾角加大 （圖2.2 — 3a）。 nfc-i 16 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 不利 b）垂向布置：使驅(qū)動(dòng)橋縱向尺寸減小，可減小萬(wàn)向傳動(dòng)軸夾角，但由于主減速 器殼固定在橋殼的上方，不僅使垂向輪廓尺寸增大，而且降低了橋殼剛度， 于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。 （圖22 — 3b） # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) c ）斜向布置：有利傳動(dòng)軸布置和提高橋殼剛度（圖 2.2 — 3c） # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 224雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu) 圖2.2

39、— 4所示的雙級(jí)主減速器仿真圖。第一級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)，第二級(jí)為圓柱斜 齒輪傳動(dòng)。第一級(jí)從動(dòng)錐齒輪16加熱后套在中間軸14的凸緣上并用鉚釘鉚緊。 第二級(jí)主動(dòng)圓柱齒輪與中間軸制成一體。 中間軸兩端通過(guò)錐形軸承支承在主減速 器殼上，由于其右端靠近從動(dòng)錐齒輪受力大， 故該端的軸承大于左端的軸承。圓 柱從動(dòng)齒輪夾在兩半差速器殼之間，用螺栓與差速器殼緊固在一起。 圖2.2 — 4雙級(jí)主減速器仿真圖 1-第二級(jí)從動(dòng)齒輪；2-差速器殼；3-調(diào)整螺母；4、15-軸承蓋；5-第二級(jí)主動(dòng)齒 輪； & 7、8、13-調(diào)整墊片；9-第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪軸；10-軸承座；11-第一級(jí)主動(dòng)錐 齒輪；12-主減速器

40、殼；14-中間軸；16-第一級(jí)從動(dòng)錐齒輪；17-后蓋 雙級(jí)主減速器主要有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn): (1) 第一級(jí)為圓錐齒輪傳動(dòng)，其調(diào)整裝置與單級(jí)主減速器類同。 (2) 第二級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng)。圓柱齒輪多采用斜齒或人字齒，傳力干穩(wěn)。人字齒 輪傳動(dòng)消除斜齒輪產(chǎn)生軸向力的缺點(diǎn)。 (3) 由于雙級(jí)減速，減小了從動(dòng)錐齒輪的尺寸，其背面一般不需要止推裝置。 (4) 主動(dòng)錐齒輪后方的空間小，常為懸臂式支承。 (5) 因有中間軸，故多了一套調(diào)整裝置。但第二級(jí)圓柱齒輪的軸向移動(dòng)只能調(diào)整 齒的嚙合長(zhǎng)度，使嚙合副互相對(duì)正，不能調(diào)整嚙合印痕和間隙。 (6) 雙級(jí)主減速器的減速比為兩對(duì)齒輪副減速比的乘積。 設(shè)第一級(jí)的減

41、速比為i 第二級(jí)的減速比為i02，則雙級(jí)主減速器的總傳動(dòng)比i。= ioi . i02。 主減速器也需要調(diào)整，調(diào)整方法參考東風(fēng)EQ1090E主減速器的調(diào)整，第一級(jí)主動(dòng) 錐齒輪軸承預(yù)緊度用軸肩前面調(diào)整墊片 8調(diào)整；軸向位置用調(diào)整墊片7移動(dòng)軸承 座10來(lái)調(diào)整；中間軸軸承預(yù)緊度及從動(dòng)錐齒輪的軸向位置利用軸兩端軸承蓋處 的墊片6和13調(diào)整；墊片厚度增減--調(diào)整預(yù)緊度；墊片等量地從一邊調(diào)到另一 邊--調(diào)整從動(dòng)錐齒輪的軸向位置。 由于一般中重型載貨汽車(chē)和大型客車(chē)， 越野車(chē)需要較大的傳動(dòng)比，增大離地 間隙，提高汽車(chē)通過(guò)性，所以本設(shè)計(jì)采用縱向水平布置的第一級(jí)螺旋齒輪、 第二 級(jí)圓柱齒輪的雙級(jí)主減速器。 1

42、8 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 第三章 雙級(jí)主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況， 才能使它們很好地 工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼 體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 3.1主動(dòng)錐齒輪的支承 主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。 懸臂式支承結(jié)構(gòu)（圖3.1 — a）的特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸， 其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長(zhǎng)度倪和增加兩支承間的距離 b,以 改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外， 使作用在齒輪上離開(kāi)錐頂?shù)妮S 向力

43、由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。 為了盡可能地增 加支承剛度，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度a,且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70% 還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸 a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸 承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。 靠近齒輪的支承軸承有時(shí)也采用圓柱滾子 軸承，這時(shí)另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。 支承剛度 除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及 軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。 懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車(chē)、輕型貨車(chē) 的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。 圖 3.1

44、 — a 跨置式支承結(jié)構(gòu)（圖3.1 — b）的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承， 這樣 可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載 能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐滾子軸 承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可減小傳動(dòng) 軸夾角，有利于整車(chē)布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸 承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、 從動(dòng)齒輪之間的空間很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布 置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承， 并且內(nèi)

45、外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。 它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易 損壞的一個(gè)軸承。 a b 圖 3.1 — b 在本設(shè)計(jì)中，由于載荷量超過(guò) 2噸，故采用跨置式 3.2從動(dòng)錐齒輪的支承 從動(dòng)錐齒輪的支承（圖3.2 — 1），其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離 及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動(dòng)錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承 剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面 的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性， c+d應(yīng)不小于從動(dòng) 錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡 量使尺寸c等

46、于或大于尺寸do 、 i \ F ■ 1  圖 3.2 — 1 在具有大的主傳動(dòng)比和徑向尺寸較大的從動(dòng)錐齒輪的主減速器中， 為了限制 從動(dòng)錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動(dòng)錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承 （圖3.2 — 2a）。輔助支承與從動(dòng)錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許 極限時(shí)能制止從動(dòng)錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動(dòng)齒輪受載變形或移動(dòng)的許用偏移量 如圖3.2 — 2b所示 a) b) 圖3.2 — 2a從動(dòng)錐齒輪輔助支承 圖3.2 — 2b主、從動(dòng)錐齒輪的許用偏移量 3.3關(guān)于軸承的預(yù)緊 （一） 目的： （1）加強(qiáng)剛度 （2

47、）消除安裝出現(xiàn)的軸向間隙及磨合期間隙增大，預(yù)緊力用摩擦力矩來(lái) 衡量1?3N?m （二） 錐齒輪嚙合的調(diào)整 檢驗(yàn)：齒面接觸區(qū)、噪聲、齒輪大端齒側(cè)間隙（0.1?0.35mn） （三） 潤(rùn)滑 加油孔 放油孔 通氣塞 第四章雙級(jí)主減速器齒輪載荷計(jì)算 主減速比io、驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)， 應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。汽車(chē)主減速器錐齒輪的切齒法有格里森和奧里康兩 種方法，我們按照格里森齒制錐齒輪計(jì)算載荷。 4.1主減速比io的確定 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、 輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔 位時(shí)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i o

48、的選擇應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和 傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比i 一起由整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌琲o下的功率平衡 來(lái)研究i o對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹 配的方法來(lái)選擇io值，可使汽車(chē)獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車(chē)、長(zhǎng)途公共汽車(chē)尤其是競(jìng)賽車(chē)來(lái)說(shuō)，在給定發(fā) 動(dòng)機(jī)最大功率Pamax及其轉(zhuǎn)速"p的情況下，所選擇的i。值應(yīng)能保證這些汽車(chē)有盡 可能高的最高車(chē)速Vamax。這時(shí)i 0值應(yīng)按下式來(lái)確定： io=o.377 V am ax I gh (4-1 ) 22 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 式中Pr ——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑， r

49、r = 0.527m igh 變速器量高檔傳動(dòng)比，igh = 1 根據(jù)所選定的主減速比io值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙 級(jí)等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車(chē)總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 (4-2) 把 nn= 3000r/n， Vamax = 79.7km/h， rr = 0.489m, i gh = 1，代入 計(jì)算出 0.489 X 3000 i o= 0.377 = 6.94 79 .7 1 由于主傳動(dòng)比較大，又要保證合適的離地間隙，因此采用雙級(jí)主減速器 4.2轉(zhuǎn)矩Tce的計(jì)算 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tce Kd

50、Temax Sfi。 # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) (4-3) 式中：Kd ――由于結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般的載貨 23 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) Kd = 1.0 , 汽車(chē)，礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車(chē)取 當(dāng)性能系數(shù)fp>0時(shí)可取Kd = 2.0 ; 、「， mag 當(dāng) 0.195 —- >16 T emax 、“ mag 當(dāng) 0.195 16 T emax (4-4) 1 ■ m ag I ——16 - 0.195 —— I 100 I T emax 丿 fp 0 ma ――汽車(chē)滿

51、載時(shí)的總質(zhì)量在此取 11648Kg ; 十「、, 11648 X9 8 所以 0.195 = 51.65 > 16 431 1 二 fp = 16 - 51.65 = -0.36 V 0 即 Kd = 1.0 100 Temax 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩， 431 N m ； K——液力變矩器變矩系數(shù)，K = 1 ; J ――變速器一檔傳動(dòng)比，h = 7.31 ; if 分動(dòng)器傳動(dòng)比； if = 1 i。一一主減速器傳動(dòng)比，i。= 6.94 ; ——發(fā)動(dòng)機(jī)到主減速器從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)效率，在此取 0.9 ; n——該汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1; 由以上各參數(shù)可求

52、Tce Tce 1 431 7.31 6.94 0.9 =19678.71 N 24 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 4.3轉(zhuǎn)矩Tcs計(jì)算 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tcs CS G?m2 m (4-5) 式中 G2 ――汽車(chē)滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，預(yù)設(shè)后橋所承載 68492.2N的負(fù)荷； m2 汽車(chē)最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于貨車(chē) ：m2 : 1.1? 1.2； 「一一輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用車(chē)，取 「二 0.85 ； rr

53、――車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號(hào)為子午線胎 9.00-20，滾動(dòng)半 徑為 0.489m； LB ， i LB ――分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車(chē)輪之間的傳動(dòng) 效率和傳動(dòng)比， lb 取0.92， Ilb為主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)比，取 3.1331. 68492 .2 1 .187 0.85 0.489 Tcs = =11723.88 N m 0.92 3.133 4.4平均轉(zhuǎn)矩Tcf計(jì)算 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒的 Tcf F r Tcf= J (4-6) im mn 式中Ft――為日常汽車(chē)行駛平均牽引力，F(xiàn)t

54、二Ttgigi°n t/rr，《汽車(chē)?yán)碚摗稰3； rr ――車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號(hào)為子午線胎 9.00-20，滾動(dòng)半 徑為 0.489m； im ――主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)比，取 3.133 ; m――為主減速器主動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)效率，取 92% n——該汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1; 12791 .96 0.489 Tcf = = 2170.19 N m 3.133 0.92 1 4.5轉(zhuǎn)矩Tz計(jì)算 按其計(jì)算最大應(yīng)力與同類汽車(chē)相比較，可以作為選擇齒輪主要參數(shù)的依據(jù)。 當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc取前面兩種計(jì)算中的較小值，即 Tc= m

55、in[：,%$] = 11723.88 N m ; (4-7 ) 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 26 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 27 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) Tz Tc G (4-8) 11723.88 =1987.44 N m 6.94 85 % 式中，Tz 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩; io 主傳動(dòng)比，為6.94 ； G ――主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率，雙曲面齒輪取 85% # 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 第五章主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 對(duì)于普通的雙級(jí)主減速器來(lái)說(shuō)，

56、由于第一級(jí)的減速比 i 01比第二級(jí)的i 02小些(通常 i 02/i 01常1.4?2.0 ),這時(shí)第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù) 乙可選的較大，約在 5?15范圍內(nèi)。第 二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)和可選在 68± 10的范圍內(nèi)。 在本設(shè)計(jì)中，第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) Z1 = 14，從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) Z2= 31,傳動(dòng)比為im = Z1/Z2 = 2.21428 ;第二級(jí)的傳動(dòng)比為 3.1333，主動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù) 乙=15，從動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù) Z2= 47 0 5.1第一級(jí)雙曲面錐齒輪主要參數(shù)選擇 5.1 . 1從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)m d2可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 D 2 =

57、K D23、Tc (5-1 ) 且 mt = d2/ Z2 m=Km3Tc (5-2) KD2——直徑系數(shù)，一般取13.0?16.0 Tc 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N m，為T(mén)ce和Tcs中的較小者 Km―― 模數(shù)系數(shù)，取0.3?0.4，選0.4 所以 D2 =( 13.0 ?16.0 ) 11723.88 =(295.3 ?363.5 ) mm 初選 D2 = 310mm 貝U mt = d2 / Z2 = 310 = 10mm 31 m = 9.08 取 m = 10 0 5.1 . 2主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2 錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命， 反而會(huì)導(dǎo)

58、致因錐齒輪輪齒小 端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小， 這樣不但會(huì)減小了齒根圓 角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時(shí)有位置偏差 或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端， 會(huì)引起輪齒 小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過(guò)窄， 輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。 對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬b2，推薦不大于節(jié)錐A2的0.3倍，即b2 _ 0.3A2，而 且b2應(yīng)滿足b2遼10mt，對(duì)于汽車(chē)主減速器雙曲面錐齒輪推薦采用： b2 = 0.155 D 2 =0.1553 310=48.05 mm 在此取 50mm

59、 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都 超出一些，通常小齒輪的齒面加大 10%較為合適，在此取b1 =55mm 5.1 . 3雙曲面齒輪副偏移距E 對(duì)于中、重型貨車(chē)、越野車(chē)和大客車(chē)， E<( 0.10?0.12 ) D2且EW 20%主 傳動(dòng)比越大，則E也應(yīng)越大。本設(shè)計(jì)取 E=35mm 5.1 . 4中點(diǎn)螺旋角1 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受 的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向， 這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪 選擇為左旋，從錐頂看為

60、逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí) 針，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。 主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值用下式計(jì)算： B 1=25o+5o (Z2/Z1) +90o(E/d2) (5-3) 代入數(shù)據(jù)算得B 1 =46.23。通過(guò)雙曲面錐齒輪幾何尺寸計(jì)算用表計(jì)算 B 1取45 ° 平均中點(diǎn)螺旋角B在35o40o間選取，通過(guò)雙曲面錐齒輪幾何尺寸計(jì)算用表計(jì)算 取 B =35.58 o 故 B 2 =31.82o，B 1 =45o 5.1 . 5齒輪法向壓力角的選擇 加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度， 減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)， 但對(duì)于尺寸 小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端

61、面重疊系數(shù)下 降，對(duì)于雙曲面齒輪，由于其主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不等， 因此應(yīng)按平 均壓力角考慮，載貨汽車(chē)選用22o30‘的平均壓力角，中型客車(chē)選用 22.5o平均壓 力角。 5.1 . 6銑刀盤(pán)名義直徑2rd的選擇 刀盤(pán)名義直徑 9-4查表選取rd =152.400mm《汽車(chē)設(shè)計(jì)》(清華大學(xué)出版社)。 5.1 . 7主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算 主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算見(jiàn)表 2-1參考《汽車(chē)設(shè)計(jì)》（清華大學(xué)出 版社）表9-12，在此僅列出生產(chǎn)圖紙上需要的參數(shù)。 表2-1 序號(hào) 項(xiàng)目 名稱 數(shù)值 1 小齒輪齒數(shù) Z1 14 2 大齒輪齒數(shù)

62、Z2 31 4 大齒輪齒面寬 F 50 5 小齒輪軸線偏移距 E 35 6 大齒輪分度圓直徑 d2 310 7 刀盤(pán)名義半徑 rd 152.4 36 小齒輪節(jié)錐角 r1 27.789 42 小齒輪中點(diǎn)螺旋角 3 1 45 44 大齒輪中點(diǎn)螺旋角 3 31.82 48 大齒輪節(jié)錐角 r2 61.764 71 大齒輪節(jié)錐角頂點(diǎn)到小齒輪節(jié)錐軸線 的距離 Z -0.612 73 大齒輪節(jié)錐距 AO 175.936 89 大齒輪齒頂角 0 2 1.167 91 大齒輪齒根角 S 2 5.697 93

63、大齒輪齒頂咼 h2' 2.912 94 大齒輪齒根高 h2'' 16.817 95 徑向間隙 C 2.254 96 大齒輪齒全冋 h 19.729 97 大齒輪齒工作高 hg 14.563 98 大齒輪面錐角 r 02 62.931 101 大齒輪根錐角 r R2 56.067 105 大齒輪外圓直徑 d°2 312.75 107 大齒輪外緣至小齒輪軸線的距離 X02 81.28 110 大齒輪面錐頂點(diǎn)至小齒輪軸線的距離 Z0 0.659 111 大齒輪根錐頂點(diǎn)至小齒輪軸線的距離 乙 1.667 117 小

64、齒輪面錐角 r 01 32.62  121 小齒輪面錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線的距離 G 2.63 131 小齒輪外緣至大齒輪軸線的距離 Br 147.712 133 小齒輪輪齒前緣至大齒輪軸線的距離 B1 111.185 135 小齒輪的外圓直徑 d°1 192.435 141 小齒輪根錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線的距離 G 3.791 143 小齒輪根錐角 r R1 26.451 146 最小齒側(cè)間隙允許值 Bmin 0.216 147 最大齒側(cè)間隙允許值 Bmax 0.295 5.2主減速器第一級(jí)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 5.2

65、.1單位齒長(zhǎng)上的圓周力 在汽車(chē)主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單 位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算，即 p p N / mm (5-4) b 2 式中： P 作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Temax和最大附著力矩G ^Tr兩 種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N; b2 ――從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取 50mm. 3 T e max jg <10 N /mm (5-5) 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： d 1 b2 2 式中：Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 431N E ； ig ――變速器的傳動(dòng)比，ig =6.94 ; d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直

66、徑，在此取 140mm. 按上式 3 431 6.94 10 P = = 854 .61 140 50 2 N / mm 根據(jù)《汽車(chē)設(shè)計(jì)》 表5-1許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力［p］ 汽車(chē)懇卜、J 戶=丁, i?*?W* ? F G± * TV 純胎與地囿的 1 n U fl S&3 321 &91 0+ B5 1429 2SO O盛5 仝共汽車(chē) 982 0, 85 華引W 536 250 0- G5 在現(xiàn)代汽車(chē)的設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高， 單位齒長(zhǎng)上 的圓周力有時(shí)提高許用數(shù)據(jù)的 20%-25%經(jīng)驗(yàn)算以上數(shù)據(jù)都在許用范圍內(nèi)。上 述方法計(jì)算用的許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力［p］都為982/mmi 5.2 . 2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 雙曲面齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式為： (5-6) Z w=2MK10 3 K vms bZJ 式中：Z w—彎曲應(yīng)力，N /mml; M —所討論的齒輪上的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N.m,對(duì)于從動(dòng)齒輪，M=11723.88 N.m