雙級(jí)主減速器

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1、汽車驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 摘 要 汽車主減速器是驅(qū)動(dòng)橋最重要的組成部分，其功用是將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，是汽車傳動(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)縱置的汽車來說，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)的車用減速器開發(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)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(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)的是中型客車雙級(jí)減

2、速器，它由兩對(duì)齒輪副組成，i0較大，可以增大離地間隙，提高了汽車的通過性，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。 總體來說，車用減速器發(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 驅(qū)動(dòng)橋 雙級(jí)減速橋 雙曲面錐齒輪

3、 Abstract The automobile main gear box is the driving axle most important constituent, its function is the motor torque which transmits the rotary transmission device transmits for actuates the wheel, is in the automobile power transmission reduces the rotational speed, to increase the torqu

4、e the major component. The automobile which vertical sets to the engine, the main gear box also has the change power transmission direction function. With overseas compares, our country's Che Yong reduction gear development design, no matter technically, in fabrication technology, has not the small

5、disparity in the cost control, particularly the gear technique of manufacture lacks the independent development and innovation ability, the technological means is backward. At present the quite prominent question is, profession whole new product development ability is weak, the craft innovation and

6、the management level are low, the business management way is more extensive, perspective's product still for the low scale, deficient had the international influence product brand, the profession whole scattered in disorder situation is still serious. This topic is designed two-stage reducer medium-

7、sized passenger car, which formed by the two pairs of gears, i0 greater ground clearance can be increased to improve the car's passing ability, this paper identify the main components of the structure type and the main design parameters ; and then refer to a similar drive axle of the structure, dete

8、rmine the overall design scheme; Finally, the driving and driven bevel gears and check the strength of the life of the supporting bearings checked. In this paper, double-curved bevel gear reducer as the main medium-sized passenger car, hoping that this will be pursued as a topic. Generally speaking

9、, the vehicle is turns toward six high, two low, two directions with the reduction gear trend of development and the characteristic to develop, namely high bearing capacity, high tooth face degree of hardness, high accuracy, high velocity, redundant reliability, high transmission efficiency, low noi

10、se, low cost, standardization, diversification. Keywords: two-stage medium-sized passenger car axle hypoid bevel gear reducer Bridge 48 目 錄 摘要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第一章 緒論

11、 3 1.1 引言 3 1.2 國(guó)內(nèi)汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器發(fā)展現(xiàn)狀 3 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

12、 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) 11 2

13、.2 主減速器的減速形式 12 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 2.2.3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

14、輪的支承方案 17 3.1 主動(dòng)錐齒輪的支承 17 3.2 從動(dòng)錐齒輪的支承 18 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i0的確定

15、 20 4.2 轉(zhuǎn)矩Tce的計(jì)算 20 4.3 轉(zhuǎn)矩Tcs計(jì)算 21 4.4平均轉(zhuǎn)矩Tcf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

16、 24 5.1第一級(jí)雙曲面錐齒輪主要參數(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β 25 5.1．5齒輪法向

17、壓力角的選擇 25 5.1．6銑刀盤名義直徑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

18、 28 5.2．3輪齒接觸強(qiáng)度計(jì)算 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

19、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 35 6.1．1雙曲面錐齒輪齒面上的作用力

20、 35 6.1．2雙曲面錐齒輪軸承載荷 36 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 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

21、 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 44 8.1主動(dòng)錐齒輪花鍵的設(shè)計(jì)

22、 44 第九章 總結(jié)與致謝 47 第一章 緒論 1.1 引言 本課題是設(shè)計(jì)汽車驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)主減速器，故本說明書將以“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。 汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(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。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的

23、可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。 汽車主減速器是驅(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，起到主要的降速增距作用，其功用是將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，是汽車傳動(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)縱置的汽車來說，主減速器還有改變動(dòng)力傳輸方向的作用。汽車正常行駛時(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)速只靠變速箱來降低下來，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

24、也相應(yīng)加大，也就是說變速箱的尺寸會(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，可以使主減速器前面的傳動(dòng)部件，如變速箱、分動(dòng)器、萬向傳動(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)汽車分類標(biāo)準(zhǔn)（GB/3730.1-2001），車輛分為商用車和乘用車，車輛總質(zhì)量＞13T的商用車為重型汽車。對(duì)一些載質(zhì)量較大的載貨汽車和公共汽車來說，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)汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器

25、發(fā)展現(xiàn)狀 目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是中國(guó)加入WTO以后，中國(guó)的汽車工業(yè)迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，汽車工業(yè)將發(fā)生深刻的改變，中國(guó)汽車也將從封閉走向開放，國(guó)外一些先進(jìn)的汽車?yán)砟?，也將?huì)源源不段的輸入到中國(guó)汽車行業(yè)中來，中國(guó)汽車工業(yè)逐漸成為世界汽車整體市場(chǎng)的一個(gè)重要組成部分。汽車工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了零部件及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,作為汽車關(guān)鍵零部件之一的車橋系統(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)廠家增加車橋其附件的技術(shù)含量，所以，車橋系統(tǒng)中的減速器也隨著整車的發(fā)展不斷成長(zhǎng)和成熟起

26、來。 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、快捷成為客車和貨車市場(chǎng)的主旋律。對(duì)整車主要總成之一的驅(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和貨車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)卡車市場(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，漢德車橋緊跟行業(yè)發(fā)展步伐，2004年與德國(guó) MAN 公司開展技術(shù)合作的485單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋，

27、一汽集團(tuán)和東風(fēng)公司的13噸級(jí)系列車橋?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)需求開發(fā)出來的高性能、高可靠性、高品質(zhì)的車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國(guó)內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過整合和平臺(tái)化開發(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)開發(fā)上，CAD、CAE、CAM等計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及AUTO CAD、UG、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)開發(fā)的突出特點(diǎn)是

28、: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)車型的平臺(tái)化，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)的車用減速器開發(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)。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(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)

29、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。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，開發(fā)設(shè)計(jì)適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的高檔車用減速器總成，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，國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家，如重汽集團(tuán)、福田汽車、江淮汽車等通過與國(guó)外卡車巨頭，如沃爾沃、通用、五十鈴、現(xiàn)代、奔馳、雷諾等進(jìn)行合資合作，在車橋減速器的開發(fā)上取得了顯著的進(jìn)步。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展合作項(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)開發(fā)的新突破。 總體來說，車用減速器發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)是向著六高、二低、二化方向發(fā)

30、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，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)以及商用車的最高車速的提升來看，公路用車橋減速器應(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)50萬次以上);在額定軸荷相同時(shí)，車橋的超載能力更強(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)的車型：中型客車 參考車型：哈爾濱牌HKC6978AHT中型團(tuán)體客車 外型尺寸（長(zhǎng)寬高）： 968024803

31、000 后輪距：1800mm 總質(zhì)量：Gn ＝ 11648kg 軸荷分配系數(shù)：后橋0.6 滿載時(shí)后橋總質(zhì)量：6989kg , ＝68492.2 N 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)注額定功率： ＝118 kw 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速： ＝3000 r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩： ＝431 N·m 最高車速： ＝79.7 km/h 變速器前進(jìn)檔最大速比： ＝7.31 驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目： n＝1 主減速比： i0＝6.94 輪胎類

32、型與規(guī)格：子午線胎9.00-20 車輪滾動(dòng)半徑： ＝0.489(m) 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)

33、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(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

34、。 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、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)槁菪F齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)

35、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，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。 2.1.2 雙曲面齒輪傳動(dòng) 圖2.1—2 雙曲面齒輪傳動(dòng) 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)齒輪螺旋角大于從動(dòng)齒輪螺旋角(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 (2-1) 圖2.1—2b雙曲面齒

36、輪副受力情況 式中,F1、F2分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；β1、β2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)。通常不特殊說明，則螺旋角系指中點(diǎn)螺旋角。 雙曲面齒輪傳動(dòng)比為 (2-2) 式中，為雙曲面齒輪傳動(dòng)比；、分別為主、從動(dòng)齒輪平均分度圓半徑。 螺旋錐齒輪傳動(dòng)比為 (2-3) 令，則。由于>，

37、所以系數(shù)K>1，一般為1.25～1.50。 這說明： （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)在工作過程中，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程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 （2)由于存在

38、偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的大于從動(dòng)齒輪的，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)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤刀頂距較大，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向傳動(dòng)軸的

39、高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車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。 （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

40、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)齒輪顯得過大，占據(jù)了過多空間，從而減小離地間隙，影響汽車的通過性，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)均可采用。 2.1.3 圓柱齒輪傳動(dòng) 圖2.1—3 圓柱齒輪傳動(dòng) 圓柱齒輪傳動(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)轎車驅(qū)動(dòng)橋 2.1.4 蝸桿

41、傳動(dòng) 圖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)： 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(＝6～14)。 2)在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲。 3)便于汽車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)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動(dòng)效率較低（η＜0.96)。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)汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的大客車上。 2.2 主減速器的減速形式

42、 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)量較大的載貨汽車和公共汽車，越野車來說，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) 圖2.2—2a b)第一級(jí)行星齒輪、第二級(jí)螺旋或雙曲

43、面齒輪(圖2.2—2b) 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) 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，從而降低汽車的質(zhì)心高度，但使縱向尺寸增加，用在長(zhǎng)軸距汽車上可適當(dāng)減小傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，但不利于短軸距汽車的總布置，會(huì)使傳動(dòng)軸過短，導(dǎo)致萬向傳動(dòng)軸夾角加大(圖2.2—3a)。 圖2.2—3a b）垂向布置：使驅(qū)動(dòng)橋縱向尺寸減小，可減小萬向傳動(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，不利于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。（圖

44、2.2—3b） 圖2.2—3b c）斜向布置：有利傳動(dòng)軸布置和提高橋殼剛度（圖2.2—3c） 圖2.2—3c 2.2.4雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu) 圖2.2—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

45、螺母；4、15-軸承蓋；5-第二級(jí)主動(dòng)齒輪； 6、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)

46、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)的減速比為、第二級(jí)的減速比為，則雙級(jí)主減速器的總傳動(dòng)比＝.。 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和大型客車，越野車需要較大的傳動(dòng)比，增

47、大離地間隙，提高汽車通過性，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。 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

48、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錐頂?shù)妮S向力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?？拷X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

49、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、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。 圖3.1—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

50、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)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。 圖3.1—b 在本設(shè)計(jì)中，由于載荷量超過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

51、使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。 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。 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）消除安裝出現(xiàn)的軸向間隙及磨合期

52、間隙增大，預(yù)緊力用摩擦力矩來衡量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（0.1～0.35mm） （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、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)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。汽車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)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i0的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比

53、i一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定?？衫迷诓煌琲0下的功率平衡來研究i0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選擇i0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(zhǎng)途公共汽車尤其是競(jìng)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i值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速。這時(shí)i值應(yīng)按下式來確定： （4-1） 式中——車輪的滾動(dòng)半徑， ＝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i0值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)

54、等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 把nn＝3000r/n，＝79.7km/h，r＝0.489m，igh ＝1，代入 （4-2） 計(jì)算出 i0＝＝6.94 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 （4-3） 式中：——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)于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車?。?.0，當(dāng)

55、性能系數(shù)>0時(shí)可?。?.0； （4-4） ——汽車滿載時(shí)的總質(zhì)量在此取11648 ； 所以 ＝51.65＞16 ∴ ＝ ＝-0.36＜0 即＝1.0 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩， 431； ——液力變矩器變矩系數(shù)，＝1； ——變速器一檔傳動(dòng)比，＝7.31； ——分動(dòng)器傳動(dòng)比； ＝1 ——主減速器傳動(dòng)比，＝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； ——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取1； 由以上各參數(shù)可求 ＝＝19678.71 4.3 轉(zhuǎn)矩計(jì)算 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩

56、確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ＝ （4-5） 式中 ——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，預(yù)設(shè)后橋所承載 68492.2N的負(fù)荷; ——汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于貨車: 1.1～1.2; ——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，?。?.85； ——車輪的滾動(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； ，——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，取0.92， 為主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳

57、動(dòng)比，取3.1331. ＝＝11723.88 4.4平均轉(zhuǎn)矩Tcf計(jì)算 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒的Tcf TCF＝ （4-6） 式中 Ft——為日常汽車行駛平均牽引力，F(xiàn)t＝Ttgigi0ηt/,《汽車?yán)碚摗稰3； ——車輪的滾動(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； ——主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比，取3.133； m——為主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率，取92%； ——該汽車的驅(qū)動(dòng)

58、橋數(shù)目在此取1； TCF ＝＝2170.19 4.5轉(zhuǎn)矩Tz計(jì)算 按其計(jì)算最大應(yīng)力與同類汽車相比較，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＝min[,]＝11723.88; （4-7） 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （4-8） ＝＝1987.44 式中 ，——主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； ——主傳動(dòng)比，為6.94； ——主、從動(dòng)錐齒

59、輪間的傳動(dòng)效率，雙曲面齒輪取85%。 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)主減速器來說，由于第一級(jí)的減速比i01比第二級(jí)的i02小些（通常i02/i011.4～2.0），這時(shí)第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)z1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i01＝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)z1=15，從動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)z

60、2＝47。 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 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 （5-1）且 ＝/ ms= （5-2） ——直徑系數(shù)，一般取13.0～16.0 ——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，為和中的較小者 Km—— 模數(shù)系數(shù)，取0.3～0.4，選0.4 所以 ＝（13.0～16.0）＝（295.3～363.5） 初選＝310 則＝/＝＝10 ms = 9.08 取ms = 10

61、。 5.1．2主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，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)引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過窄，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，推薦不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應(yīng)滿足，對(duì)于汽車主減速器雙曲面錐齒輪推薦采用： =0.155×310=

62、48.05 在此取50 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=55 5.1．3雙曲面齒輪副偏移距E 對(duì)于中、重型貨車、越野車和大客車，E≤（0.10～0.12）D2且E≤20%A2，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 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

63、因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(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)汽車前進(jìn)。 主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值用下式計(jì)算： β1’=25o+5o（Z2/Z1）+90o（E/d2） （5-3） 代入數(shù)據(jù)算得β1′=46.23o通過雙曲面錐齒輪幾何尺寸計(jì)算用表計(jì)算β1’取 45° 平均中點(diǎn)螺旋角β在35o40o間選取，通過雙曲面錐齒輪幾何尺寸計(jì)算用表計(jì)算取β=35.58o 故β2′=31.82o，β1′=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

64、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小，并使齒輪的端面重疊系數(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，載貨汽車選用22o30′的平均壓力角，中型客車選用22.5o平均壓力角。 5.1．6銑刀盤名義直徑2rd的選擇 刀盤名義直徑9-4查表選取rd =152.400mm《汽車設(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)算見表2-1 參考《汽車設(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

65、 名稱 數(shù)值 1 小齒輪齒數(shù) Z1 14 2 大齒輪齒數(shù) 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 β1 45 44 大齒輪中點(diǎn)螺旋角 β 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 A0 175.936 89 大齒輪齒頂角 θ2 1.

66、167 91 大齒輪齒根角 δ2 5.697 93 大齒輪齒頂高 h2’ 2.912 94 大齒輪齒根高 h2’’ 16.817 95 徑向間隙 C 2.254 96 大齒輪齒全高 h 19.729 97 大齒輪齒工作高 hg 14.563 98 大齒輪面錐角 r02 62.931 101 大齒輪根錐角 rR2 56.067 105 大齒輪外圓直徑 d02 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 Zr 1.667 117 小齒輪面錐角 r01 32.62 121 小齒輪面錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線的距離 G0 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 d01 192.435 141 小齒輪根錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線