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摘 要 汽 車 正 常 行 駛 時(shí) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 通 常 在 2000 至 3000r min 左 右 如 果 將 這 么 高 的 轉(zhuǎn) 速 只 靠 變 速 箱 來 降 低 下 來 那 么 變 速 箱 內(nèi) 齒 輪 副 的 傳 動(dòng) 比 則 需 很 大 而 齒 輪 副 的 傳 動(dòng) 比 越 大 兩 齒 輪 的 半 徑 比 也 越 大 換 句 話 說 也 就 是 變 速 箱 的 尺 寸 會(huì) 越 大 另 外 轉(zhuǎn) 速 下 降 而 扭 矩 必 然 增 加 也 就 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 主 減 速 器 的 存 在 有 兩 個(gè) 作 用 第 一 是 改 變 動(dòng) 力 傳 輸 的 方 向 第 二 是 作 為 變 速 器 的 延 伸 為 各 個(gè) 檔 位 提 供 一 個(gè) 共 同 的 傳 動(dòng) 比 變 速 器 的 輸 出 是 一 個(gè) 繞 縱 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 力 矩 而 車 輪 必 須 繞 車 輛 的 橫 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 這 就 需 要 有 一 個(gè) 裝 置 來 改 變 動(dòng) 力 的 傳 輸 方 向 之 所 以 叫 主 減 速 器 就 是 因 為 不 管 變 速 器 在 什 么 檔 位 上 這 個(gè) 裝 置 的 傳 動(dòng) 比 都 是 總 傳 動(dòng) 比 的 一 個(gè) 因 子 有 了 這 個(gè) 傳 動(dòng) 比 可 以 有 效 的 降 低 對(duì) 變 速 器 的 減 速 能 力 的 要 求 這 樣 設(shè) 計(jì) 的 好 處 是 可 以 有 效 減 小 變 速 器 的 尺 寸 使 車 輛 的 總 布 置 更 加 合 理 汽 車 主 減 速 器 最 主 要 的 作 用 就 是 減 速 增 扭 我 們 知 道 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 輸 出 功 率 是 一 定 的 根 據(jù) 功 率 的 計(jì) 算 公 式 W M v 功 率 扭 矩 速 度 當(dāng) 通 過 主 減 速 器 將 傳 動(dòng) 速 度 降 下 來 以 后 能 獲 得 比 較 高 的 輸 出 扭 矩 從 而 得 到 較 大 的 驅(qū) 動(dòng) 力 此 外 汽 車 主 減 速 器 還 有 改 變 動(dòng) 力 輸 出 方 向 實(shí) 現(xiàn) 左 右 車 輪 差 速 或 中 后 橋 的 差 速 功 能 關(guān) 鍵 字 傳 動(dòng) 系 驅(qū) 動(dòng) 軸 主 減 速 器 Abstract 2 Normal driving of the car the engine speed is usually around 2000 to 3000r min if such a high speed alone gearbox to reduce down then the gearbox Gears gear than you need and the drive gear pairratio increases the radius of the two gears is greater in other words is the gearbox size larger In addition the speed decreases torque bound to increase will increase the transmission load of a gearbox and gearbox transmission Therefore prior to the diversion of power to the left and right driving wheel differential to set up a main gear box The existence of the main gear box has two roles the first is to change the direction of power transmission and the second is as an extension of the transmission to provide a common transmission ratio for each gear A transmission output is around the longitudinal axis of rotation of the torque the wheels have to go around the horizontal axis rotation of the vehicle which requires a device to change the direction of the transmission of power Is called a main gear box because regardless of transmission the gear transmission ratio of this device are the total transmission ratio of a factor With this transmission ratio can effectively reduce the ability to slow down transmission the benefits of this design can effectively reduce the size of the transmission so that the general arrangement of the vehicle a more reasonable Auto main gear box of the most important role is to slow the increase in twist We know that the engine output power is certain to get a relatively high output torque larger driving force In addition the automotive main gear box to change the direction of power output left and right wheel differential or rear axle differential features Keywords transmission system drive shaft main reducer 目錄 1 緒論 5 1 1 驅(qū)動(dòng)橋簡介 5 1 2 主減速器設(shè)計(jì)的基本要求 5 2 單級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 6 2 1 主減速器的的結(jié)構(gòu)形式 6 2 1 1 主減速器齒輪的類型 6 2 1 2 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法 7 2 1 3 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法 7 2 1 4 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 8 2 1 5 主減速器的減速型式 8 2 2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 10 2 2 1 主減速比 0i的確定 10 2 2 2 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 11 2 3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 13 2 3 1 齒數(shù)的選擇 13 2 3 2 節(jié)圓直徑的選擇 13 2 3 3 齒輪端面模數(shù)的選擇 14 2 3 4 齒面寬的選擇 14 2 3 5 雙曲面齒輪的偏移距 E 15 2 3 6 螺旋錐齒輪螺旋方向 15 2 3 7 螺旋角的選擇 16 2 3 8 齒輪法向壓力角的選擇 18 2 4 螺旋錐齒輪幾何尺寸計(jì)算 18 2 5 主減速器螺旋錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 21 2 5 1 計(jì)算圓周力 21 2 5 2 輪齒彎曲強(qiáng)度 23 2 5 3 輪齒接觸強(qiáng)度 25 2 6 錐齒輪的材料及熱處理 27 3 主減速器齒輪的材料及熱處理 29 4 主減速器的潤滑 30 4 總 結(jié) 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 5 1 緒論 1 1 驅(qū)動(dòng)橋簡介 驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的重要組成部分 它位于傳動(dòng)系的末端 一般由主減速器 差速器 車輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成 其功用是 將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 矩通過主減速器 差速器 半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪 實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速 增大轉(zhuǎn)矩 通過 主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向 通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速的作用 保證內(nèi) 外車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向 承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力 縱向力和橫向力 以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等 驅(qū)動(dòng)橋分?jǐn)嚅_式和非斷開式兩類 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 為了提高汽車行駛平順性和通 過性 有些轎車和越野車全部或部分驅(qū)動(dòng)輪采用獨(dú)立懸架 即將兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分別用 彈性懸架與車架相聯(lián)系 兩輪可彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架上下跳動(dòng) 于此相應(yīng) 主減速 殼固定在車架上 驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)制成分段并通過鉸鏈連接 這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng) 橋 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接 由于半軸套管與主減速 器殼是剛性連成一體的 因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng) 故稱這種驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榉菙嚅_式驅(qū)動(dòng)橋 亦稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋 1 2 主減速器設(shè)計(jì)的基本要求 主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速 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 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)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 以改善汽車平順性 e 結(jié)構(gòu)簡單 加工工藝性好 制造容易 拆裝 調(diào)整方便 6 2 單級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 2 1 主減速器的的結(jié)構(gòu)形式 2 1 1 主減速器齒輪的類型 在現(xiàn)代汽車驅(qū)動(dòng)橋上 主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪 在 雙級(jí)主減速器中 通常還要加一對(duì)圓柱齒輪 多采用斜齒圓柱齒輪 或一組行星齒輪 在輪邊減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)或行星齒輪傳動(dòng) 在 某些公共汽車 無軌電車和超重型汽車的主減速器上 有時(shí)也采用蝸輪傳動(dòng) 螺旋錐齒輪其主 從動(dòng)齒輪軸線相交于一點(diǎn) 交角可以是任意的 但在絕大多數(shù) 的汽車驅(qū)動(dòng)橋上 主減速齒輪副都是采用 90 交角的布置 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 因此 螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷 加之其輪齒不 是在齒的全長上同時(shí)嚙合 面是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另 端 使得其 工作平穩(wěn) 即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 噪聲和振動(dòng)也是很小的 雙曲面齒輪其主 從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉 其空間交叉角也都是采用 90 主動(dòng)齒輪軸相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸有向上或向下的偏移 稱為上偏置或下偏置 這個(gè) 偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距 當(dāng)偏移距大到一定程度時(shí) 可使一個(gè)齒輪軸從另一 個(gè)齒輪軸旁通過 這樣就能在每個(gè)齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承 這對(duì)于增強(qiáng)支承 剛度 保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處 雙曲面齒輪的偏移距使得其主 動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角 因此 雙曲面?zhèn)鲃?dòng)齒輪副的法向模數(shù)或法向 周節(jié)雖相等 但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的 主動(dòng)齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于 從動(dòng)齒輪的 這一情況就使得雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動(dòng)的 主動(dòng)齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度 其增大的程度與偏移距的大小有關(guān) 另 外 由于雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大 所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率 半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大 從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低 隨偏移 距的不同 雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較 負(fù)荷可提高至 175 雙曲 面主動(dòng)齒輪的螺旋角較大 則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少 所以可選用較少的齒數(shù) 這有利于大傳動(dòng)比傳動(dòng) 當(dāng)要求傳動(dòng)比大而輪廓尺寸又有限時(shí) 采用雙曲面齒輪更為 合理 因?yàn)槿绻３謨煞N傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑一樣 則雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑比螺旋 錐齒輪的要小 這對(duì)于主減速比 i0 4 5 的傳動(dòng)有其優(yōu)越性 當(dāng)傳動(dòng)比小于 2 時(shí) 雙曲 7 面主動(dòng)齒輪相對(duì)于螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪就顯得過大 這時(shí)選用螺旋錐齒輪更合理 因 為后者具有較大的差速器可利用空間 2 1 2 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法 在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下 主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法 對(duì)其支承剛度影響很大 這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一 現(xiàn)在汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式有以下兩種 懸臂式 齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上 為了增強(qiáng)支承剛度 應(yīng)使兩軸承支承中心間的距離齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長度大兩倍以上 同時(shí)比齒輪節(jié) 圓直徑的 70 還大 并使齒輪軸徑大于等于懸臂長 當(dāng)采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承時(shí) 為了減小懸臂長度和增大支承間的距離 應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi) 而大 端朝外 以縮短跨距 從而增強(qiáng)支承剛度 騎馬式 齒輪前 后兩端的軸頸均以軸承支承 故又稱兩端支承式 騎馬式支承使支承剛 度大為增加 使齒輪在載荷作用下的變形大為減小 約減小到懸臂式支承的 1 30 以 下 而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1 5 1 7 齒輪承載能力較懸 臂式可提高 10 左右 裝載質(zhì)量為 2t 以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用騎馬式支承 但是騎馬式支 承增加了導(dǎo)向軸承支座 是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本提高 轎車和裝載質(zhì)量小于 2t 的 貨車 常采用結(jié)構(gòu)簡單 質(zhì)量較小 成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu) 2 1 3 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承剛度依軸承的型式 支承間的距離和載荷在支承之間 的分布而定 為了增加支承剛度 支承間的距離應(yīng)盡可能縮小 兩端支承多采用圓錐 滾子軸承 安裝時(shí)應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi) 小端相背朝外 為了防止從 動(dòng)齒輪在軸向載荷作用下的偏移 圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊 由于從動(dòng)錐齒輪軸承是裝 在差速器殼上 尺寸較大 足以保證剛度 球面圓錐滾子軸承具有自動(dòng)調(diào)位的性能 對(duì)軸的歪斜的敏感性較小 這一點(diǎn)當(dāng)主減速器從動(dòng)齒輪軸承的尺寸大時(shí)極為重要 向 心推力軸承不 8 需要調(diào)整 但僅見于某些小排量轎車的主減速器中 只有當(dāng)采用直齒或人字齒圓 柱齒輪時(shí) 由于無軸向力 雙級(jí)主減速器的從動(dòng)齒輪才可以安裝在向心球軸承上 轎車和輕型載貨汽車主減速從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高 的緊配合固定在差建界殼的突緣上 這種方法對(duì)增強(qiáng)剛性效果較好 中型和重型汽車 主減速從動(dòng)錐齒輪多采用有幅式結(jié)構(gòu)并有螺栓或鉚釘與差速器殼突緣連結(jié) 2 1 4 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 支撐主減速器齒輪的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙 磨合期間該間 隙的增大及增強(qiáng)支承剛度 預(yù)緊力的大小與安裝形式 載荷大小 軸承剛度特性及使 用轉(zhuǎn)速有關(guān) 主動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整 可通過精選兩軸承內(nèi)圈間的套筒長度 調(diào)整墊圈 厚度 軸承與軸肩之間的調(diào)整墊片等方法進(jìn)行 近年來采用波形套筒調(diào)整軸承預(yù)緊度 極為方便 波形套筒安裝在兩軸承內(nèi)圈間或軸承與軸肩間 2 1 5 主減速器的減速型式 主減速器的減速型式分為單級(jí)減速 雙級(jí)減速 雙速減速 單級(jí)貫通 雙級(jí)貫通 主減速及輪邊減速等 單級(jí)主減速器 由于單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單 質(zhì)量小 尺寸緊湊及制造成本 低廉的優(yōu)點(diǎn) 廣泛用在主減速比 7 6 的各種中 小型汽車上 單級(jí)主減速器都是采0i 用一對(duì)螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪 也有采用蝸輪傳動(dòng)的 雙級(jí)主減速器 由兩級(jí)齒輪減速器組成 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 質(zhì)量加大 制造成本也顯著 增加 因此僅用于主減速比較大 7 6 12 且采用單級(jí)減速不能滿足既定的主減速比0i 和離地間隙要求的重型汽車上 以往在某些中型載貨汽車上雖有采用 但在新設(shè)計(jì)的 現(xiàn)代中型載貨汽車上已很少見 這是由于隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高 車輛整備質(zhì)量的減 小以及路面狀況的改善 中等以下噸位的載貨汽車往具有更高車速的方向發(fā)展 因而 需采用較小主減速比的緣故 雙速主減速器 對(duì)于載荷及道路狀況變化大 使用條件非常復(fù)雜的重型載貨汽車 來說 要想選擇一種主減速比來使汽車在滿載甚至牽引井爬陡坡或通過壞路面時(shí)具有 足夠的動(dòng)力性 而在平直而良好的硬路面上單車空載行駛時(shí)又有較高的車速和滿意的 娥料經(jīng)濟(jì)性 是非常困難的 為了解決這一矛盾 提高汽車對(duì)各種使用條件的適應(yīng)性 9 有的重型汽車采用具有兩種減速比并可根據(jù)行駛條件來選擇檔位的雙速主減速器 它 與變速器各檔相配合 就可得到兩倍于變速器的檔位 顯然 它比僅僅在變速器中設(shè) 置超速檔 即僅僅改變傳動(dòng)比而不增加檔位數(shù) 更為有利 當(dāng)然 用雙速主減速器代 替半衰期的超速檔 會(huì)加大驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量 提高制造成本 并要增設(shè)較復(fù)雜的操縱裝 置 因此它有時(shí)被多檔變速器所代替 單級(jí)貫通式主減速器 單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上 其優(yōu) 點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單 主減速器的質(zhì)量較小 尺寸緊湊 并可使中 后橋的大部分零件 尤 其是使橋殼 半軸等主要零件具有互換性 它又分為雙曲面齒輪式和蝸輪式兩種結(jié)構(gòu) 型式 雙曲面齒輪式單級(jí)貫通式主減速器 是利用了雙曲面齒輪傳動(dòng)主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)于從 動(dòng)齒輪軸線的偏移 將一根貫通軸穿過中橋井通向后橋 但這種結(jié)構(gòu)受主動(dòng)齒輪最少 齒數(shù)和偏移距大小的限制 而且主動(dòng)齒輪的工藝性差 通常主動(dòng)齒輪的最小齒數(shù)是 8 因此主減速比的最大值只能在 5 左右 故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋 當(dāng)用于大 型汽車時(shí)刷需增設(shè)輪邊減速器或加大分動(dòng)器傳動(dòng)比 蝸輪傳動(dòng)為布置貫通橋帶來極大方便 且其工作平滑無聲 在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情 況下也可得到大的傳動(dòng)比 適于各種噸位貫通橋的布置和汽車的總體布置 但由于需 用青銅等有色金屬為材料而未得到推廣 雙級(jí)貫通式主減速器 用于主減速比 5 的中 重型汽車的貫通橋 它又有錐齒0i 輪 圓柱齒輪式和圓柱齒輪錐齒輪式兩種結(jié)構(gòu)型式 錐齒輪 圓柱齒輪雙級(jí)貫通式主減速器的特點(diǎn)是有較大的總主減速比 因兩級(jí)減速 的減速比均大于 1 但結(jié)構(gòu)的高度尺寸大 特別是主動(dòng)錐齒輪的工藝性差 而從動(dòng)錐 齒輪又需要采用懸臂式安置 支承剛度差 拆裝也不方便 與錐齒輪 圓柱齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器相比 圓柱齒輪 錐齒輪式雙級(jí)貫通 式主減速器的結(jié)構(gòu)緊湊 高度尺寸減小 但其第一級(jí)的斜齒圓柱齒輪副的減速比較小 有時(shí)甚至等于 1 為此 有些汽車在采用這種結(jié)構(gòu)布置的同時(shí) 為了加大驅(qū)動(dòng)橋的總減 速比而增設(shè)輪邊減速器 而另一些汽車則將從動(dòng)錐齒輪的內(nèi)孔做成齒圈并裝入一組行 星齒輪減速機(jī)構(gòu) 以增大主減速比 單級(jí) 或雙級(jí) 主減速器附輪邊減速器 礦山 水利及其他大型工程等所用的重型汽 車 工程和軍事上用的重型牽引越野汽車及大型公共汽車等 要求有高的動(dòng)力性 而 10 車速則可相對(duì)較低 因此其傳動(dòng)系的低檔總傳動(dòng)比都很大 在設(shè)計(jì)上述重型汽車 大 型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋時(shí) 為了使變速器 分動(dòng)器 傳動(dòng)軸等總成不致因承受過大轉(zhuǎn)矩 而使它們的尺寸及質(zhì)量過大 應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動(dòng)橋 這就導(dǎo)致了一些重型汽車 大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋的主減速比往往要求很大 當(dāng)其值 大于 12 時(shí) 則需采用單級(jí) 或雙級(jí) 主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式 將驅(qū)動(dòng)橋的 一部分減速比分配給安裝在輪轂中間或近旁的輪邊減速器 這樣以來 不僅使驅(qū)動(dòng)橋 中間部分主減速器的輪廓尺寸減小 加大了離地間隙 并可得到大的驅(qū)動(dòng)橋減速比 其 值往往在 左右 而且半軸 差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件的尺寸也可減小 26 1 但輪邊減速器在一個(gè)橋上就需要兩套 使驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本提高 因此只有當(dāng) 驅(qū)動(dòng)橋的減速比大于 12 時(shí) 才推薦采用 按齒輪及其布置型式 輪邊減速器有行星齒輪式及普通圓柱齒輪式兩種類型 2 2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速比 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0i 汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定 2 2 1 主減速比 的確定0i 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)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)0i 系的總傳動(dòng)比 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定 可利用在不同 下的功率平衡田來研究Ti 0i 對(duì)汽車動(dòng)力性的影響 通過優(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0i 選擇 值 可使汽車獲得最佳的動(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 長途公共汽車尤其是競賽車來說 在給定發(fā)動(dòng)機(jī) 最大功率 及其轉(zhuǎn)速 的情況下 所選擇的 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高maxePpn0i 的最高車速 這時(shí) 值應(yīng)按下式來確定 v0i 1 1 0maxrpghivi 式中 車輪的滾動(dòng)半徑 m r 11 變速器量高檔傳動(dòng)比 ghi 則 02306 73 01 根據(jù)所選定的主減速比 值 就可基本上確定主減速器的減速型式為單級(jí) 螺旋0i 錐齒輪傳動(dòng) 不需要輪邊齒輪 2 2 2 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 通常通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩 種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩 的較小者 作為載貨汽車和越j(luò)eTj 野汽車在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷 即 2 2 max0 jeTLtiKn 2 3 2rjLBGi 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)量大轉(zhuǎn)矩 maxeTN 由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比 Li 上述傳動(dòng)部分的效率 取 T 0 9T 超載系數(shù) 對(duì)于一般乘用車 載貨汽車 礦用汽車和越野汽車以及0K 液 力傳動(dòng)的各類汽車取 01 該車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目 n 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷 N 對(duì)后橋來說還應(yīng)2G 考慮到汽車加速時(shí)的負(fù)荷增大量 輪胎對(duì)路面的附著系數(shù) 對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車 取 對(duì)越野汽車取 對(duì)于安裝專門的肪滑寬輪胎的高級(jí)轎車取0 85 1 0 12 車輪的滾動(dòng)半徑 m r 12 分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和 LBi 減速 比 例如輪邊減速器等 綜上所述 13 704 9 1jeT 65Nm 3 82 09 8095jm 4 5 上面求得的計(jì)算載荷 是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩 不能用它作為疲勞損壞 的依據(jù) 對(duì)于公路車輛來說 使用條件較非公路車輛穩(wěn)定 其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所 謂平均比牽引力的值來確定的 即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 為mN 2 4 aTrjmHRPLBGffin 式中 汽車滿載總重 N a 所牽引的掛車滿載總重 N 但僅用于牽引車 T 道路滾動(dòng)阻力系數(shù) 計(jì)算時(shí)轎車取 載貨汽車取 Rf 0 1 5Rf 越野汽車取 0 15 20 2 35 汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù) 通常 轎車取 載貨汽車Hf 0 8 和城市公共汽車取 長途公共汽車取 越野汽車取 590 6 19 3 汽車或汽車列車的性能系數(shù) Pf 6 2 5 max0 1 6 TeGf 當(dāng) 時(shí) 取 式中 計(jì)算為負(fù)時(shí) 取 0 值max0 195 Te 0Pf Pf 439 8 2 316 0Pf 式中 等見 3 式下說明 max LBreinT 13 則 3 14359 8 20 1 052 8 9jmT 6 7N 2 3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 2 3 1 齒數(shù)的選擇 對(duì)于單級(jí)主減速器 當(dāng) 較大時(shí) 則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒數(shù)取值小些 以得到0i 滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙 當(dāng) 6 時(shí) 的最小值可取為 5 但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲1z 勞強(qiáng)度 最好大于 5 當(dāng) 較小 如 時(shí) 引可取為 但這時(shí)常常會(huì)因1z0i03 5i 7 12 主 從動(dòng)齒輪齒數(shù)太多 尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙 為了磨合均勻 主 從動(dòng)齒輪的齒數(shù) 之間應(yīng)避免有公約數(shù) 為了得到理想的齒面重疊系數(shù) 其1z2 齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不少于 40 對(duì)于轎車應(yīng)不少于 50 依據(jù)以上理論 可取 1z 239z 表 2 1 汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 2 傳動(dòng)比 z 2 z1 z1 推薦 z1 允許范圍 1 50 1 75 14 12 16 1 75 2 00 13 11 15 2 00 2 50 11 10 13 2 50 3 00 10 9 11 3 00 3 50 10 9 11 3 50 4 00 10 9 11 4 00 4 50 9 8 10 4 5 5 0 8 7 9 5 00 6 00 7 6 8 6 00 7 50 6 5 7 7 50 10 00 5 5 6 2 3 2 節(jié)圓直徑的選擇 可根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩中取較小值按經(jīng)驗(yàn)公式選出 2 2 6 23djKT 14 式中 從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑 mm 2d 直徑系數(shù) 取 2K13 6K 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jTmN 則 32148 95107 2d 2 3 3 齒輪端面模數(shù)的選擇 選定后 可按式 算出從動(dòng)錐齒輪大端端面模數(shù) 并用下式校核 2 2 mdz 5 2 7 3jKT 式中 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 j N 模數(shù)系數(shù) 取 m0 3 4m 則 2 dz 107 9 5 校核 3 3mjKT 0 48 9 27 表 2 2 錐齒輪模數(shù) 6 mm 0 1 0 12 0 15 0 2 0 25 0 3 0 35 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 1 125 1 25 1 375 1 5 1 75 2 2 25 2 5 2 75 3 3 25 3 5 3 75 4 4 5 5 5 5 6 6 5 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50 經(jīng)查表得 2 7m 2 3 4 齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐齒輪從動(dòng)齒輪齒面寬 F mm 推薦為 1 2 8 220 15Fd 15 0 157 2x 6m 主動(dòng)齒輪的齒面寬為 6 2 9 012 F 16 8 m 式中 從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 mm 2d 2 3 5 雙曲面齒輪的偏移距 E 轎車 輕型客車和輕型載貨汽車主減速器的 值 不應(yīng)超過從動(dòng)齒輪節(jié)錐距 的E0A 40 接近于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 的 20 而載貨汽車 越野汽車和公共汽車等重負(fù)荷2d 傳動(dòng) 則不應(yīng)超過從動(dòng)齒輪節(jié)錐距 的 20 或取 E 值為 d 的 且一般E0A10 2 不超過 12 傳動(dòng)比愈大則正也應(yīng)愈大 大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng) 偏移距 可達(dá)E 從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 的 20 30 但當(dāng) 大干 的 20 時(shí) 應(yīng)檢查是否存在根切 2d2 2 3 6 螺旋錐齒輪螺旋方向 分為 左旋 與 右旋 兩種 對(duì)著齒面看去 如果輪齒的彎曲方向從其小端至大端為 順時(shí)針走向時(shí) 則稱為右旋齒 反時(shí)針時(shí)則稱為左旋齒 主 從動(dòng)齒輪的螺旋方向是 不同的 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪在傳動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的軸向力 其方向決定于齒輪的螺旋方 向和旋轉(zhuǎn)方向 判斷齒輪的旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針時(shí) 要向齒輪的背面看去 而判斷軸向力的方向時(shí) 可以用手勢(shì)法則 左旋齒輪的軸向力的方向用左手法則判斷 右旋齒輪的軸向力的方向用右手法則判斷 判斷時(shí)伸直拇指的指向?yàn)檩S向力的方向 而其他手指握起來后的旋向就是齒輪旋轉(zhuǎn)的方向 16 圖 2 1 3 齒輪旋轉(zhuǎn)的方向 2 3 7 螺旋角的選擇 螺旋角是在節(jié)錐表面的展開圖上定義的 節(jié)錐齒線 節(jié)錐表而與齒廓表面的交線 上 任一點(diǎn)的螺旋角 是該點(diǎn)處的切線和節(jié)錐頂點(diǎn)與該點(diǎn)的連線之間的夾角 螺旋錐齒輪 與雙曲面齒輪的螺旋角沿節(jié)錐齒線是變化的 齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為齒輪的中點(diǎn) 螺旋角或名義螺旋角 螺旋錐齒輪傳動(dòng)主 從動(dòng)齒輪的中點(diǎn)螺旋角或名義螺旋角是相 等的 而雙曲面齒輪傳動(dòng) 由于有了偏移距而使主 從動(dòng)齒輪的名義螺旋角不等 且 主動(dòng)齒輪的大 而從動(dòng)齒輪的小 選擇齒乾的螺旋角時(shí) 應(yīng)考慮到它對(duì)齒面 或縱向 重 疊系數(shù) 輪齒強(qiáng)度和軸向力的大小有影響 螺旋角應(yīng)足夠大以使重疊系數(shù)不小于 1 25 因重疊系數(shù)愈大傳動(dòng)就愈平穩(wěn)噪聲就愈低 對(duì)轎車應(yīng) 1 5 1 8 當(dāng) 2 0 時(shí)可得 到很好的結(jié)果 螺旋角過大時(shí)會(huì)引起軸向力亦過大 因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?汽車 主減速器錐齒輪的螺旋角多在 轎車選擇較大的值來保證有較大的重疊系數(shù) 0354 貨車通常取較小的值來防止軸向力過大 格里森 制推薦用下式 近似地預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值 1 2 11 00211259zEd 式中 主動(dòng)齒輪名義螺旋角的預(yù)選值 主 從動(dòng)齒輪齒數(shù)12 z 從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑 mmd 螺旋錐齒輪取 E0E 所以 6 01316 825972 047 17 預(yù)選 后尚需用刀號(hào)來加以校正 首先要求出近似刀號(hào) 1 3 2 12 12sin0 近 似 刀 號(hào) 式中 主 從動(dòng)輪的齒根角 以 分 表示 12 表 2 3 螺旋錐齒輪的齒高參數(shù) 1 經(jīng)查表得 1 640H 21 8 0 27aK 把數(shù)據(jù)帶入表 2 5 相關(guān)公式可求得 451ghm5 027hm 13 4 27 2 8 015 m 075m 069A 17 2 268 那么可求得 12 8 近 似 刀 號(hào) 對(duì)于螺旋錐齒輪 所得螺旋角名義值還需按照選用的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)進(jìn)行反算 最終得 到的螺旋角名義值 與預(yù)選值 之差不超過 5 1 1 18 按近似刀號(hào)選取與其最接近的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào) 計(jì)有 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 20 5 然后按選定的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)反算螺旋角 1 2 13 120arcsin 標(biāo) 準(zhǔn) 刀 號(hào) 根據(jù)近似刀號(hào)可選取 12 5 標(biāo) 準(zhǔn) 刀 號(hào) 把數(shù)據(jù)代入式 2 13 得 046 由于 即最終可取 為主動(dòng)齒輪的螺旋角15 046 2 3 8 齒輪法向壓力角的選擇 格里森制規(guī)定轎車主減速器螺旋錐齒輪選用 14 30 或 16 的法向壓力角 載貨汽 車和重型汽車則應(yīng)分別選用 20 22 30 的法向壓力角 銑刀盤名義直徑 2 dr的選擇 刀盤名義直徑可按從動(dòng)齒輪分度圓直徑 2d直接按表 3 選取 表 2 4 螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪名義刀盤半徑的選擇 4 由于 2d為 107 20mm 故查表 3 選擇 dr 57 150mm 19 2 4 螺旋錐齒輪幾何尺寸計(jì)算 表 2 5 格里森制螺旋錐齒輪幾何尺寸計(jì)算用表 2 mm 序 號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算范例 注 釋 1 1z11 小齒輪齒數(shù) 1z應(yīng)不少于 6 用半展成法加工時(shí) 按下表選定 2z 12 2 5 3 4 5 6 8min 17 15 13 8 7 6 2 2z39 齒數(shù) 2z由 1及主減速比 0i確定 但 1z和 2之間應(yīng) 避免公約數(shù) 對(duì)轎車 1z 2應(yīng)在 50 60 范圍內(nèi) 而載貨汽車一般要求 40 3 m2 75 端面模數(shù) sm可由 2 zds 進(jìn)行計(jì)算 4 2b16 6 從動(dòng)齒輪面寬 2b 0 155 同時(shí) b 10m 5 20 法向壓力角 轎車 14 30 或 16 貨車 20 重 型汽車 22 30 6 mHhg1 4 51 齒工作高 gh 其中 1H見表 5 表 6 7 25 027 齒全高 h 8 90 軸交角 9 1mzd 30 25 小齒輪分度圓直徑 10 21arctn 15 75 小齒輪節(jié)錐角 11 1290 74 25 大齒輪節(jié)錐角 12 10sindA55 69 節(jié)錐距 序 計(jì)算公式 計(jì)算范例 注 釋 20 號(hào) 13 mt146 3 8 48 周節(jié) 14 Kha 20 74 大齒輪齒頂高 2h 15 g 1 23 77 小齒輪齒頂高 1 16 1 1 257 小齒輪齒根高 17 22h 4 827 大齒輪齒根高 18 gc 0 517 徑向間隙 19 011artnA 1 32 小齒輪齒根角 20 022rcth 4 48 大齒輪齒根角 21 210 17 07 小齒輪面錐角 22 279 13 大齒輪面錐角 23 11 R14 43 小齒輪根錐角 24 22 69 77 大齒輪根錐角 25 110cos hd 37 51 小齒輪外緣直徑 26 22 107 60 大齒輪外緣直徑 27 101sin hx 14 11 小齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 28 2102id 52 89 大齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 29 mSsk 22 13 大齒輪理論弧齒厚 2s 其中 kS查表 2 6 21 序 號(hào) 計(jì)算公式 計(jì)算范例 注 釋 30 21st 6 35 小齒輪理論弧齒厚 2s 31 B 0 76 齒側(cè)間隙 B 32 46 06 螺旋角 33 螺旋方向 主動(dòng)齒輪右旋 從動(dòng)齒輪左旋 34 旋轉(zhuǎn)方向 主動(dòng)齒輪順時(shí) 針 從動(dòng)齒輪 逆時(shí)針 表 2 6 螺旋錐齒輪的大齒輪理論弧齒后 6 kS 表 2 7 格里森 制圓錐齒輪推薦齒側(cè)間隙 3 B 22 2 5 主減速器螺旋錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷 過載折斷 齒面點(diǎn)蝕及剝落 齒面膠合 齒 面磨損等 2 5 1 計(jì)算圓周力 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算圓周力有 4 2 14 max3102egTipdF 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 axe Nm 變速器傳動(dòng)比 通常取 I 檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算 gi 主動(dòng)齒輪分度圓直徑 mm 對(duì)螺旋齒輪有 1d 1d mz 則 34 902 87256PNm 按最大附著力矩計(jì)算圓周力有 2 2 15 3210rGpdF 式中 滿載下驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷 N 2 輪胎與地面的附著系數(shù) 按表 10 查得 23 輪胎的滾動(dòng)半徑 m r 主減速器從動(dòng)齒輪分度圓半徑 mm 2d 則 314063 85 019260 77pNm 許用的單位齒長圓周力 見表 2 8 p 表 2 8 許用單位齒長上的圓周力 1 max3120egTidb 參數(shù) 類別 檔 檔 檔 3210rGpdb 輪胎與地面 的附著系數(shù) 轎車 893 536 321 893 0 85 載貨汽 車 1429 250 1429 0 85 公交車 982 214 0 85 牽引汽 車 536 250 0 65 注 在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中 由于材料及加工工藝等制造質(zhì)量的提高 計(jì)算所得的 值允許高出表中數(shù)據(jù)P 20 25 2 5 2 輪齒彎曲強(qiáng)度 錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力 N mm 2 為 w 1 2 16 0321jsmwvTkFzJ 式中 錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力 Mpa 所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 從動(dòng)齒輪按 min 和 計(jì)jTN cTcse cfT 算 主動(dòng)齒輪按 和 計(jì)算 一般由于從動(dòng)齒輪受力較主動(dòng)齒輪大 常zTf 只校核從動(dòng)齒輪 過載系數(shù) 一般取 1 0k 尺寸系數(shù) 它反映了材料性質(zhì)的不均勻性 與齒輪尺寸及熱處理等因s 24 素有關(guān) 當(dāng) 1 6mm 時(shí) m0 25 4 skm 齒面載荷分配系數(shù) 跨置式結(jié)構(gòu) 1 0 1 1 懸臂式結(jié)構(gòu) mk 1 10 1 25 質(zhì)量系數(shù) 當(dāng)輪齒接觸良好 齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí) 1 0 vk vk 所計(jì)算的齒輪齒面寬 mm F 所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù) 取法見圖 10 圖 13 J3221048 9510 76 4w Nm 32210 710 5694w 8 上述按 或 計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力 不超過 700MPa 按 或 計(jì)算的疲勞彎cTz cfTzf 曲應(yīng)力 不應(yīng)超過 210MPa 破壞的循環(huán)次數(shù) 次 f 610 圖 2 2 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 壓力角為 20 軸交角為 90 的螺旋錐齒輪 J 25 圖 2 3 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 壓力角為 22 30 軸交角為 90 的螺旋錐齒輪 J 2 5 3 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為 1 2 17 1max032psfjvCTkdFJ 式中 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力 j Mp 主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 N m zT 主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 mm 1d 取 和 的較小值 mm 通常取從動(dòng)齒輪的 b2 2bsk 尺寸系數(shù) 它考慮了齒輪尺寸對(duì)淬透性的影響 通常取 1 0 齒面品質(zhì)系數(shù) 它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì) 如鍍f 26 銅 磷化處理等 對(duì)于制造精確的齒輪 取 1 0 fk 綜合彈性系數(shù) 針對(duì)鋼齒輪取 232 6N mm pC12 齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù) 取法見 J 見式 2 17 的說明 0kmv 主 從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的 按 計(jì)算的最大接觸應(yīng)力 不應(yīng)超過zT 2800MPa 按 計(jì)算的疲勞接觸應(yīng)力 不應(yīng)超過 1750MPa 破壞的循環(huán)次數(shù) zfTf 次 610 則 323 154 0 71062j 8 Mpa 圖 2 4 接觸強(qiáng)度計(jì)算用綜合系數(shù) 平均壓力角為 19 的雙曲面齒輪 J 27 圖 2 5 接觸強(qiáng)度計(jì)算用綜合系數(shù) 平均壓力角為 22 30 的雙曲面齒輪 J 圖 2 6 接觸強(qiáng)度計(jì)算用綜合系數(shù) 壓力角為 20 軸交角為 90 的螺旋齒輪 J 2 6 錐齒輪的材料及熱處理 汽車主減速器錐齒輪的工作條件非常惡劣 與傳動(dòng)系其它齒輪相比較 具有載荷 大 作用時(shí)間長 變化多 有沖擊等特點(diǎn) 其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷 齒 28 面疲勞點(diǎn)蝕 剝落 磨損和擦傷等 它是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié) 錐齒輪材料及熱處 理應(yīng)滿足如下要求 1 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度 齒面具有高的硬度以保證有高的 耐磨性 2 輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷 避免在沖擊載荷下齒根折斷 3 鍛造性能 切削加工性能及熱處理性能良好 熱處理后變形小或變形規(guī)律易控 制 4 選擇合金材料時(shí) 盡量少用我國礦藏量少的元素的合金鋼 如鎳 鉻等 而 選用含錳 釩 硼 鈦 鉬 硅等元素的合金鋼 汽車主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造 主要有 20CrMnTi 20MnVB 20Mn2TiB 20CrMnMo 22CrNiMo 和 l 6SiMn2WMoV 等 經(jīng) 過滲碳 淬火 回火后 輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到 58 64HRC 而心部硬度較低 當(dāng)端面 模數(shù) 8 時(shí)為 29 45HRC 當(dāng)端面模數(shù) 8 時(shí)為 32 45HRC 對(duì)滲碳層有如下規(guī)mm 定 當(dāng)端面模數(shù) 5 時(shí) 厚度為 0 9 1 3mm 5 8 時(shí) 厚度為 1 0 1 4mm 8 時(shí) 厚度為 1 2 1 6mmm 為改善新齒輪的磨合 防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損 擦傷 膠合或咬死 錐齒輪在熱處理及精加工后 作厚度為 0 005 0 020mm 的磷化處理或鍍銅 鍍錫處理 對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理 可提高 25 的齒輪壽命 對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪 可進(jìn)行 滲硫處理以提高耐磨性 滲硫后摩擦因數(shù)可顯著降低 即使?jié)櫥瑮l件較差 也能防止 齒面擦傷 咬死和膠合 29 3 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重 與傳動(dòng)系其他齒輪比較 它具有載荷大 作用時(shí)間長 載荷變化多 帶沖擊等特點(diǎn) 其損壞形式主要有齒板彎曲折斷 齒面疲 勞點(diǎn)蝕 剝落 磨損和擦傷等 據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求 1 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性 故齒表 面應(yīng)有高的硬度 2 輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷 避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷 3 鋼材的鍛造 切削與熱處理等加工性能良好 熱處理變形小或變形規(guī)律性易 控制 以提高產(chǎn)品質(zhì)量 減少制造成本并降低廢品率 4 選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國的情況 例如 為了節(jié)約鎳 鉻等我 國發(fā)展了以錳 釩 硼 鈦 鉬 硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng) 汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造 常用的 鋼號(hào)有 20CrMnTi 22CrMnMo 20CrNiMo 20MnVB 和 20Mn2TiB 用滲碳合金鋼制造齒輪 經(jīng)滲碳 淬火 回火后 輪齒表面硬度可高達(dá) HRC58 64 而芯部硬度較低 當(dāng)端面模數(shù) m 8 時(shí)為 當(dāng) m5 8 時(shí) 0 9 13 為 m 8 時(shí) 為 4 1 01 2 6 由于新齒輪潤滑不良 為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合 咬死或擦傷 防止早 期磨損 圓錐齒輪與雙曲面齒輪副 或僅大齒輪 在熱處理及精加工 如磨齒或配對(duì)研磨 后均予以厚度為 的磷化處理或鍍銅 鍍錫 這種表面鍍層不應(yīng)用0 5 10 2m 于補(bǔ)償零件的公差尺寸 也不能代替潤滑 對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25 對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪 為了提高 其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理 滲硫處理時(shí)的溫度低 故不會(huì)引起齒輪變形 滲硫后摩擦 系數(shù)可顯著降低 故即使?jié)櫥瑮l件較差 也會(huì)防止齒輪咬死 膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生 4 主減速器的潤滑 主減速器及差速器的齒輪 軸承以及其他摩擦表面均需潤滑 其中尤其應(yīng)注意主 減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤滑 因?yàn)槠錆櫠虏荒芸繚櫥偷娘w濺來實(shí)現(xiàn) 為此 通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽 將飛 濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤滑油收集起來再經(jīng)過進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處 由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用 使?jié)櫥陀蓤A錐浪子的小端通向大端 并經(jīng)前軸 承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中 使?jié)櫥偷玫窖h(huán) 這樣不但可使軸承 得到良好的潤滑 散熱和清洗 而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞 為了保證有足夠 的潤滑油能流進(jìn)差速 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油 應(yīng)在主 減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞 后者應(yīng)避開油濺所及之處 加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方 便之處 抽孔位置也決定了油面位置低處 但也應(yīng)考慮到汽車在通過障礙時(shí)放油塞不 易被撞掉 31 總 結(jié) 短短的三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對(duì)大學(xué)四年的機(jī)械知識(shí)的整體總結(jié) 也是理論與 實(shí)踐的結(jié)合 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們收益非淺 這次設(shè)計(jì) 主要是對(duì)乘用車主減速器 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中 我學(xué)到了許多新的知識(shí) 我深刻的認(rèn)識(shí)到 要想 成為一名合格技術(shù)人員只掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 我們應(yīng)該具有更加淵博的 知識(shí) 首先從主減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及齒輪零件的選用 再定軸承的選型及其組配形式 在以上設(shè)計(jì)中 對(duì)零件的材料 對(duì)軸承 對(duì)裝配方法等等知識(shí)點(diǎn)溫習(xí)和學(xué)習(xí) 使 以前學(xué)習(xí)的理論知識(shí)能夠應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中去 更加深了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解 對(duì)實(shí)際加工中的一些問題有了進(jìn)一步的了解 并在設(shè)計(jì)中考慮和避免這些問題的發(fā)生 沒有具體的了解 經(jīng)常會(huì)有無從下手的感覺 碰到問題只有去問老師和看相關(guān)書 籍 確實(shí)雖然完成了大概模型 有許多地方還是不是完全吃透的 這需要在以后的工 作學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加深學(xué)習(xí) 期間我得到了許多教師的大力幫助 本次設(shè)計(jì)算基本符合 設(shè)計(jì)要求 在此 我表示由衷地感謝 32 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)很快已經(jīng)結(jié)束了 在這段時(shí)間里 不僅僅感覺到的是忙碌 還有忙碌后 作完一件令自己心動(dòng)的東西時(shí)的那種無聲的喜悅 在寫致謝信的這個(gè)時(shí)候心里想有一些說出的東西 想想自己在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)的種 種困難 在老師同學(xué)的用心幫助下也一一解決了 說句實(shí)話 憑自己的能力要作完畢 業(yè)設(shè)計(jì)是有些太困難了 但是在你的身邊總有一些人會(huì)給你帶來驚喜 自己的能力畢 竟有限 在面對(duì)別人無私幫助的時(shí)候我的內(nèi)心十分感激 帶自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師會(huì)有 問必答 有難必解 雖然接觸不是很多 但有些東西是用心感覺的 還有好多老師在 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給于我一些幫助 我非常的感激 當(dāng)然還有我身邊的那些同學(xué) 在我 有疑惑的時(shí)候總是不厭其煩的給我解釋清楚 在我設(shè)計(jì)的時(shí)候 因?yàn)槲乙郧皬臎]接觸 過的東西 一開始很是迷茫 我的好幾位同學(xué)都在這時(shí)候一邊忙自己的事 一邊還要 在我有疑惑的時(shí)候?yàn)槲規(guī)兔Ψ治?共同解決 最終自己終于完成了乘用車主減速器這 一部分的畢設(shè)要求 現(xiàn)在想起來 有時(shí)候最能讓自己感動(dòng)的事就發(fā)生在自己的身邊 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅給我?guī)砹酥R(shí)上的收獲 在做人方面也教會(huì)了我許多許多 在對(duì)待事情方面 尤其是有選擇的時(shí)候自己該放棄什么 該抓住什么 什么是該自己 作的 什么時(shí)候做 我明白了好多 在此 我對(duì)給我?guī)椭睦蠋?同學(xué)至以誠摯的謝意和由衷的感激 感謝您們對(duì)我 的幫助 和教會(huì)我那些人生的道理 在論文即將完成之際 我的心情無法平靜 從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成 有多少可敬的師長 同學(xué) 朋友給了我無言的幫助 在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意 33 1 參考文獻(xiàn) 1 劉惟信主編 汽車設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 2001 2 劉濤主編 汽車設(shè)計(jì) 北京大學(xué)出版社 2008 1 3 成大先主編 機(jī)械制設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本 軸承 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 4 4 王望予主編 汽車設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 8 5 王國權(quán) 龔國慶主編 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 11 6 楊可主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 2008 8 7 王望予 汽車設(shè)計(jì) 第 4 版 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 137 168 8 劉惟信 汽車設(shè)計(jì) M 清華大學(xué)出版社 2001 292 299 9 劉海江 于信匯 沈斌編著 汽車齒輪 M 同濟(jì)大學(xué)出版社 1997 68 90 10 顧柏良等譯 BOSCH 汽車工程手冊(cè) M 北京理工大學(xué)出版社 2004 10 22 11 劉惟信編著 汽車設(shè)計(jì)叢書 驅(qū)動(dòng)橋 M 清華大學(xué)出版社 2004 89 120 12 陳家瑞 汽車構(gòu)造 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 160 190 13 Jerry Kinsey The Advantages of an Electronically Controlled Limited Slip Differential J Copyright 2004 SAE international 210 240 14 汽車工程手冊(cè) 編輯委員會(huì) 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