下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 摘 要 本設(shè)計(jì)是重型卡車(chē)主減速器及差速器的設(shè)計(jì)。主減速器設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)給定的基本參數(shù)計(jì)算出主減速比，根據(jù)計(jì)算得到的主減速比選取主減速器類(lèi)型為雙級(jí)主減速器；與單級(jí)主減速器相比，在保證離地間隙相同時(shí)還得到很大的傳動(dòng)比，并且還擁有結(jié)構(gòu)緊湊，噪聲小，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。差速器根據(jù)主減速器的設(shè)計(jì)和以往的經(jīng)驗(yàn)借鑒選取為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性能平穩(wěn)、制造方便的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：雙級(jí)主減速器和對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器各個(gè)零件參數(shù)的設(shè)計(jì)和校核過(guò)程。主減速器結(jié)構(gòu)的選擇、主、從動(dòng)錐齒輪的設(shè)計(jì)、軸承的校核 ；差速器結(jié)構(gòu)的選擇、行星齒輪、半軸齒輪的設(shè)計(jì)和校核 。 關(guān)鍵詞： 重型載貨汽車(chē)；雙級(jí)主減速器；差速器；齒輪；校核 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 ABSTRACT This design is designs a structure to the truck to be reasonable, work related reliable two-stage main gear box. This two-stage main gear box is composed of two level of gear reductions. Compares with the single stage main gear box, when the guarantee ground clearance is the same may obtain the very great velocity ratio, and also has the structure to be compact, the noise is small, service life long and so on merits. This article elaborated the two-stage main gear box each components parameter computation and the selection process, and through computation examination. The design mainly includes: Main gear box structure choice, host, driven bevel gears design, bearings examination. The main reducer in the transmission lines used to reduce vehicle speed, increased the torque , it is less dependent on the bevel of more gear drive of less bevel gear . Purchase of the longitudinal engine automobiles, the main bevel gear reducer also used to change the driving force for the direction of transmission. Key words: Truck； Two-stage Main Reduction Gear； compensating gear； Gear； Check下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 目 錄 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 緒論 . 1 1.1 概述 . 3 1.2 主減 速器及差速器的結(jié)構(gòu)形勢(shì)分析 . 4 1.2.1 主減速器的減速形式與齒輪類(lèi)型 . 4 1.2.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 . 5 1.2.3 差速器的結(jié)構(gòu)形式 . 6 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 7 第 2 章 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 7 2.1 主減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 . 7 2.2 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 . 9 2.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 . 12 2.4 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 . 13 2.4.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 . 13 2.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核 . 14 2.5 二級(jí)圓柱齒輪模數(shù)的確定 . 17 2.6 雙級(jí)主減速器的圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇 . 18 2.7 齒輪的校核 . 19 2.8 本章小結(jié) . 20 第 3 章 軸承的選擇和校核 . 21 3.1 主減速器齒輪上作用力的計(jì)算 . 21 3.2 軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 24 3.3 主減速器齒輪軸承的校核 . 25 3.4 本章小結(jié) . 28 第 4 章 軸的設(shè)計(jì) . 28 4.1 主動(dòng)圓錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 28 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 4.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 29 4.3 主動(dòng)錐齒輪軸的校核 . 30 4.4 中間軸的校核 . 32 4.5 本章小結(jié) . 34 第 5 章 差速器的設(shè)計(jì) . 35 5.1 差速器的結(jié)構(gòu)形式及選擇 . 35 5.2 差速器齒輪基本參數(shù)選擇 . 35 5.3 差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 . 38 5.4 本章小結(jié) . 38 結(jié)論 . 39 致謝 . 40 參考文獻(xiàn) . 41 附錄 . 42 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 1 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 2 第 1 章 緒 論 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 3 1.1 概述 1、 主減速器及差速器的概述 汽車(chē)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(lái)降低下來(lái)，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(shuō)，也就是變速箱的尺寸會(huì)越大。 主減速器是汽車(chē)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(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 1。 對(duì)于 載貨汽車(chē) 來(lái)說(shuō)，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車(chē)和客車(chē)，以及輕型商用車(chē)都要大得多，以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而主減速器在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。 隨著目前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲，汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對(duì)乘用車(chē)，對(duì)于重型載貨汽車(chē)，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車(chē)生 產(chǎn)商來(lái)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶，因?yàn)橹匦洼d貨汽車(chē)所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)都是大功率，大轉(zhuǎn)矩的，裝載質(zhì)量在十噸以上的載貨汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率在 140KW 以上，最大轉(zhuǎn)矩也在 700N m以上，百公里油耗是一般都在 34L 左右。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。 主減速器是汽車(chē)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)于重型卡車(chē)來(lái)說(shuō)，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車(chē) 、 客車(chē)，以及輕 型商用車(chē)都要大得多，以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而主減速器在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。 因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的傳動(dòng)系便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計(jì)新型的主減速器已成為了新的課題。 根據(jù)汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車(chē)輪、道路以及他們之間的相互關(guān)系表明：汽車(chē)在行駛過(guò)程中左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的形成往往是由差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)的車(chē)輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。在左右車(chē)輪行程不等的情況下，如果采用一根整 體的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪軸將動(dòng)力傳給左右車(chē)輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車(chē)輪產(chǎn)生滑移或滑轉(zhuǎn)。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 4 為了消除由于左右車(chē)輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車(chē)左右驅(qū)動(dòng)輪間都裝由差速器，后者保證了汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。 同樣情況也發(fā)生在多驅(qū)動(dòng)橋中，前、后驅(qū)動(dòng)橋之間，中、后驅(qū)動(dòng)橋之間等會(huì)因車(chē)輪滾動(dòng)半徑不同而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)橋間的功率循環(huán)，從而使傳動(dòng)系的載荷增大，損傷其零件，增加輪胎的磨損和燃料的消耗等，因此一些多驅(qū)動(dòng) 橋的汽車(chē)上也裝了軸間差速器。 差速器的結(jié)構(gòu)型使選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車(chē)的類(lèi)型及其使用條件出嘎，以滿足該型汽車(chē)在給定的使用條件下的使用性能要求。 2、 主減速器及差速器設(shè)計(jì)的要求 驅(qū)動(dòng)橋中主減速器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求 1： 1、 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。 2、 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。 3、 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)。 4、 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。 5、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工 工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 驅(qū)動(dòng)橋中差速器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足： 1、所選擇的差速器在能保證工作性能的要求下，盡量的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 2、與主減速器配合時(shí)結(jié)構(gòu)要緊湊。 1.2 主減速器及差速器的結(jié)構(gòu)形勢(shì)分析 1.2.1 主減速器的減速形式與齒輪類(lèi)型 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。 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。減速型式的選擇與汽車(chē)的使用類(lèi)型及使用條件有關(guān)有時(shí)也與制造廠已有的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于動(dòng)力性、經(jīng)經(jīng)濟(jì)性 等整車(chē)能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置型式等。 根據(jù)主減速器的使用目的和要求的不同，其結(jié)構(gòu)形式也有很大差異。按主減速器所處的位置可分為中央主減速器和輪邊減速器，按參加減速傳動(dòng)的齒輪副可分為單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器。按主減速器速比的變化可分為單速主減速器和雙速主減速器兩種。 單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車(chē)和一般輕、中型載貨汽車(chē)。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車(chē)上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車(chē)輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。 由于 本 設(shè)計(jì)是重型 卡 車(chē)主減速器， 由于它的主傳動(dòng)比比較大，故 選用二級(jí)主減速下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 5 器。 現(xiàn)代汽車(chē)的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。 螺旋錐齒輪傳動(dòng)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。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。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，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，兩種齒輪傳動(dòng)均可采用。圓柱齒輪傳動(dòng)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)橋和雙級(jí)主減速器貫通式驅(qū)動(dòng)橋。 本設(shè)計(jì)的雙級(jí)主減速器第一級(jí)選取螺 旋錐齒輪，第二級(jí)選取圓柱齒輪。 1.2.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 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元素之一。 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騎馬式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用懸臂式支承結(jié)構(gòu)（如圖 1.1（ a） 所示）。 2、 從動(dòng)錐齒輪的支承 1 調(diào)整墊片 2 調(diào)整墊圈 （ a）懸臂式支承 （ b）騎馬式支承 圖 1.1 主動(dòng)錐齒輪的支承型式 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 6 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 離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心間的距離 c和 d（如圖 1.2）之比例而定。為了增強(qiáng)支承剛度，支承間的距離應(yīng)盡量縮小。但為了使從動(dòng)錐齒輪背面的支承突緣有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)筋及增強(qiáng)支承的穩(wěn)定性，距離 c+d應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪節(jié)園直徑的 70 .兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向超內(nèi)朝內(nèi)，而小端相背朝外。為了使載荷能盡量均勻分在兩個(gè)軸承上，并且讓出位置來(lái)加強(qiáng)從動(dòng)齒輪連接突緣的剛性，應(yīng)盡量使尺寸 c 等于或大于 d。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。 圖 1.2 從動(dòng)錐齒輪的支承 型式 1.2.3 差速器的結(jié)構(gòu)形式 差速器的結(jié)構(gòu)形式由多種，主要分為普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器和防滑差速器。其中，防滑式差速器右分為自鎖式和強(qiáng)制鎖止式。 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼、 2 個(gè)半軸齒輪， 4 個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車(chē)上也很可靠等有點(diǎn)，最廣泛地用在轎車(chē)、客車(chē)和各種公路用載貨汽車(chē)上。有些越野車(chē)也采用了這種結(jié)構(gòu)。 由于差速器殼是 裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器殼的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 7 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：雙級(jí)主減速器和對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器各個(gè)零件參數(shù)的設(shè)計(jì)和校核過(guò)程。主減速器結(jié)構(gòu)的選擇、主、從動(dòng)錐齒輪的設(shè)計(jì)、軸承的校核；差速器結(jié)構(gòu)的選擇、行星齒輪、半軸齒輪的設(shè)計(jì)和校核 。 第 2 章 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 主減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 1、 輪胎滾動(dòng)半徑的確定 基本參數(shù)如下表 2.1： 表 2.1 基本參數(shù)表 名稱 代號(hào) 參數(shù) 驅(qū)動(dòng)形式 42 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 8 裝載質(zhì)量 t 10 總質(zhì)量 t 17.26 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 kw 及轉(zhuǎn)速 r min maxeP - pn 154.56-3000 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 N.m 及轉(zhuǎn)速 r min maxeT - Tn 800-1300 輪胎型號(hào) 11.00-20-16 變速器傳動(dòng)比gigli7.034 ghi1.0 最高車(chē)速 km h maxav 70 由上表可知載貨汽車(chē)的輪胎型號(hào)為 11.0-20-16，查表可知 rd =1085mm R=F rd /2PIm （ 2.1） 根據(jù)輪胎型號(hào)已知為斜交輪胎 F 取 2.99， PI 取 3.1415926，求得： R=0.516m 2、 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(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。0i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 Ti 一起由整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。可利用在不同0i下的功率平衡圖來(lái)研究0i對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性的影響。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0i可使汽車(chē)獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性 2。 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 Pmaxe及其轉(zhuǎn)速pn的情況下，所選擇的0i值應(yīng)能保證這些汽車(chē)有盡可能高的最高車(chē)速maxav。這時(shí)0i值應(yīng)按下式來(lái)確定： ghapr iv nrim a x0 377.0=8.337 （ 2.2） 式中 r 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑； ghi 變速器最高檔傳動(dòng)比； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 9 maxav 最高車(chē)速； pn 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。 對(duì)于其他汽車(chē)來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而最高車(chē)速稍有下降，0i一般選得比上式求得的大 10% 25%.0i范圍 （ 9.170 10.421） 初取0i=10. 因?yàn)?7.60i 12， 因此選用雙級(jí)主減速器 。 3、 雙級(jí)主減速器傳動(dòng)比分配 一般情況下第二級(jí)減速比02i與第一級(jí)減速比01i之比值（02i/01i）約在 1.4 2.0 范圍內(nèi)，而且趨于采用較大的值，以減小從動(dòng)錐齒輪的半徑及負(fù)荷并適應(yīng)當(dāng)增多主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)，使后者的軸徑適當(dāng)增大以提高其支承剛度 67；這樣也可降低從動(dòng)圓柱齒輪以前 各零件的負(fù)荷從而可適當(dāng)減小其尺寸及質(zhì)量，所以 02i/01i在這里取 2.0.得：01i= 0.20i 2.236， 02i =010ii = 236.210 =4.472。 2.2 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 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(chē)輪 打滑時(shí)兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（jeT、jT）的最小者，作為載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)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 jeT=TTle KiT 0m ax/n （ 2.3） jT=LBLBri rG 2 （ 2.4） 式中 maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， mN TLi 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， TLi =0i 1i=2.2 7.034； T 上述傳動(dòng)部分的效率，取 T =0.9； 0K 超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車(chē)、礦用汽車(chē)和越野車(chē)以及液力傳動(dòng)的各類(lèi) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 10 汽車(chē)取0K=1； n 該車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目， 2G 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， N；對(duì)后橋來(lái)說(shuō)應(yīng)該考慮到汽車(chē)加速時(shí)的負(fù)荷增大； 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(chē)，取 =0.85，對(duì)于越野汽車(chē)取 =1.0，對(duì)于安裝專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē)取 =1.25； r 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 ， m； LBLB i, 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)效率和減速比（例如輪邊減速器等），在這里取 1LB ， 1LBi 。 由表 2.1 中可知，把maxeT=800(N m )代入式 （ 2.3） 得： jeT=TTLe KiT 0m a x/n jeT=800 mN 2.2 7.034 0.9/1 jeT=11141.856( mN ) （ 2.5） 各類(lèi)汽車(chē)軸荷分配范圍如下表： 表 2.2 驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量分配系數(shù) 車(chē)型 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 轎車(chē) 前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng) 56%66% 34%44% 47%60% 40%53% 前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 50%55% 45%50% 45%50% 50%55% 后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 42%59% 41%50% 40%45% 55%60% 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 11 貨車(chē) 4 2 后輪單胎 50%59% 41%50% 32%40% 60%68% 4 2 后輪雙胎，長(zhǎng)頭、短頭車(chē) 44%49% 51%55% 27%30% 70%73% 4 2 后輪雙胎，平頭車(chē) 49%54% 46%51% 32%35% 65%68% 6 4 后輪雙胎 31%37% 63%69% 19%24% 76%81% 本文設(shè)計(jì)車(chē)型為 4 2 后輪雙胎，滿載時(shí)前軸的負(fù)荷在 32% 35%，取 34%；后軸為 65% 68%，取 66%。該 車(chē)滿載時(shí)的總質(zhì)量為 G =17.26t ，則可求得前后軸的軸荷 1G和 2G 1G =0.34 G =0.34 17.26t =5.868t （ 2.6） 2G =0.66 G =0.66 17.26t =11.391t （ 2.7） 把已知值代入式（ 2.4），可得 jT=LBLBri rG 2 jT=11 5 1 6.085.08.9103 9 1.113 mNjT=48960.918( mN ) （ 2.8） 取 )(m in 較小者、 jjej TTT，即 minjT11141.856 ( mN )為強(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。 對(duì)于公路車(chē)輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路 車(chē)倆穩(wěn)定 ，其正常持 轉(zhuǎn) 矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來(lái)確定的，即主加速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 jmT= )()(PHRLBLB rTa fffnirGG （ 2.9） 式中：aG 汽 車(chē)滿載總重 ； TG 所牽引的掛車(chē)滿載總重， N，僅用于牽引車(chē)取 TG =0； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 12 Rf 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)， 載貨汽車(chē)的系數(shù)在 0.015 0.020；初選Rf=0.015； Hf 汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。貨車(chē) 和城市公共汽車(chē) 通常取0.05 0.09，可初取Hf=0.05； Pf 汽車(chē)性能系數(shù) )(1 9 5.0161 0 01m a xeTaP T GGf （ 2.10） 當(dāng) m ax)(195.0eTaT GG =32.9816 時(shí)，取 Pf =0。 r ， LBi ， LB ， n ， maxeT 等見(jiàn)式（ 2.3）（ 2.4）下的說(shuō)明。 把上面的已知數(shù)代入式（ 2.9）可得： jmT= )()(PHRLBLB rTa fffnirGG =5673.22（ mN ） （ 2.11） 主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： 48.506401iT je mN 2.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 1、 齒數(shù)的選擇 對(duì)于普通 雙 級(jí)主減速器， 由于第一級(jí)減速比01i比第二級(jí)的02i小一些（通常0.24.1/ 0201 ii ），這時(shí)第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù) 1z 可選得較大些，約在 9 15 范圍內(nèi)。第二級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)齒數(shù)和可選在 68 10 的范圍內(nèi)。在這里我們選擇 1z =15。則0112 izz =15 236.2 33.54 取 .332 z ，修正第一級(jí)的傳動(dòng)比1201 zzi =2.2；106843 zz 。取 68。 472.43402 zzi ，所以 133 z ， 554 z ，修正 2.43402 zzi 2、 節(jié)圓直徑的選擇 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（見(jiàn)式 2.3， 式 2.4 中 取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 13 32 2 jd TKd （ 2.12） 式中：2dK 直徑系數(shù)，取2dK=13 16； jT 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ， mN ，取jT，jeT中 較小的 ，第一級(jí)所承受的轉(zhuǎn)矩： jT=11141.856（ mN ） （ 2.13） 把式（ 2.13）代進(jìn)式（ 2.12）中得到 354.2902 d 357.359mm ； 取2d=330mm。 3、 齒輪端面模數(shù)的選擇 根據(jù)公式22 / zdmt 可 算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)， 10tm mm。 4、 齒面寬的選擇 汽車(chē)主減速器螺旋錐 齒輪齒 面寬度為 ： F=0.155 2d =51.15mm 。 5、 螺旋錐齒輪螺旋方向 螺旋錐齒輪在傳動(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。 一般情況下主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢(shì) 3。 6、 螺旋角的選擇 螺旋角 35 。 7、 齒輪法向壓力角的選擇 根據(jù)格里森規(guī)定載貨汽車(chē)和重型汽車(chē)則應(yīng)分別選用 20 、 22 03 的法向壓力角。則在這里選擇的壓力角為 20 。 2.4 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 2.4.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的 幾何尺寸的計(jì)算 表 2.3 雙級(jí) 主減速器一級(jí)齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 14 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z15 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z33 3 端面模數(shù) m mm10 4 齒面寬 2155.0 dF mm15.51 5 齒工作高 mHhg 1 mm17 6 齒全高 mHh 2 mm88.18 7 法向壓力角 20 - 8 軸交角 90 - 9 節(jié)圓直徑 2211 ； mzdmzd mmdmmd33015021 10 螺旋角 35 11 螺旋方向 主動(dòng)齒輪左旋；從動(dòng)齒輪右旋 - 12 驅(qū)動(dòng)齒輪 小齒輪 - 13 旋轉(zhuǎn)方向 從齒輪背面看，主動(dòng)齒輪順時(shí)針，從動(dòng)齒輪為逆時(shí)針 - 2.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核 1、 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 ： FPp（ 2.14） 式中： p 單位齒長(zhǎng)上的圓周力， N/mm； P 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩maxeT和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； F 從動(dòng)齒輪齒寬，及 F = 15.51b mm 。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 15 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： FdiTp ge21013m a x =1466.84 mN （ 2.15） 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) ： FdrGp r210232 =5801.22 mN （ 2.16） 式中： 2G 后輪承載的重量，單位 N ； 輪胎與地面的附著系數(shù)，查 劉惟信版汽車(chē)設(shè)計(jì)表 9-13， =0.85； r 輪胎的滾動(dòng)半徑， m ； 2d 從動(dòng)輪的直徑， mm 。 在現(xiàn)代汽車(chē)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，計(jì)算所得的 p 值有時(shí)高出標(biāo)準(zhǔn)值 10 25。（ 1571 mN/ 1756 mN/ ）由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，計(jì)算轉(zhuǎn)矩 1466.84 mN 在允許范圍內(nèi)，因此校核成功。 2、 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì) 算 汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 )/( 2mmNw為JmzFKKKKTvmSjw 203102 （ 2.17） 式中：0K 超載系數(shù) 1.0； sK 尺寸系數(shù) （ 6.1m 時(shí) sK= 44.25m =0.792） ； mK 載荷分配系數(shù)，當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承型式時(shí)， mK 1.10 1.25；取mK=1.1； vK 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取 1； m 端面模數(shù)， mm 。 m =10mm ； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 16 F 齒面寬度， mm ； z 齒輪齒數(shù)； T 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩， mN ；主動(dòng)錐齒輪2.2jeTT J 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù) 。 小齒輪系數(shù) 1J0.235，大齒輪系數(shù) 2J0.27；把這些已知數(shù)代入式（ 2.17）可得： 12031 102 JmzFK KKKTvmSw = 2 3 5.0101515.511 1.17 9 2.00.148.5 0 6 4102 23 =489.415 2mmN 22032 102 JmzFK KKKTvmSw = 27.0103315.511 1.17 9 2.00.18 5 6.1 1 1 4 1102 23 =425.972 2mmN 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交 變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。 按jej TT ,中最小的計(jì)算時(shí)，汽車(chē)主減速器齒輪的許 用 應(yīng)力 為 700aMP。 根 據(jù)上 面計(jì) 算出 來(lái)的21, ww 分別為 474.30 2mmN（ 474.30aMP）、 586.48 2mmN （ 586.48aMP），它們都小于 700aMP，所以校核成功。 3、 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力j（ MPa）為： JFKKKKKTdCvfmsjpj 3011102 （ 2.18） 式中：pC 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 232.6 mmN /21 ； 0K，mK，vK 見(jiàn)式（ 2.17）下的說(shuō)明，即0K=1，mK=1.1，vK=1； sK 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取 1； fK 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的 齒輪可取 1； jT1 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； J 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 如下圖 所示 ，可查的 11.0J 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 17 圖 2.1 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 將已知帶入式（ 2.18）可得： JFKKKKKTdCvfmsjpje 3011102 =1506.232 11.015.5111011.11148.50 642 3 =2182.177aMP主、從動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力是相同的汽車(chē)主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力為：當(dāng)按式（ 2.3），（ 2.4）中較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 2800aMP，je小于 2800aMP，所以校核成功。 2.5 二級(jí)圓柱齒輪模數(shù)的確定 1、 材料的選擇及許用應(yīng)力的確定 齒輪所采用的鋼為 20CrMnTi號(hào)鋼，用 滲碳淬火處理，齒面硬度為 56 62HRC，aHLim MP1500，aFE MP8609 查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 5-28。 斜齒圓柱齒輪的螺旋角 可選擇在 16 20這里取 =16，法向壓力角 = 20 。 由1202 zzi =4.472， 21 zz =68 10 =58 78 取 21 zz =68 得 1z =13， 2z =55，修正傳動(dòng)比 2.4135502 i，其二級(jí)從 動(dòng) 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩 mNT 816.212702.448.50642 。取 1,25.1 HF SS ；取 8.189,5.2 EH ZZ 查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 5-25得： M P aMPS aFFEFF 68825.1860 21 MPaMPS aHH L imHH 1 5 0 011 5 0 021 2、 齒輪的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 18 2FSaFanF YYYYb d mKT （ 2.19） 式中： K 載荷系數(shù)，齒輪按 8 級(jí)精度制造取 3.1K ； T 所計(jì)算齒輪受的轉(zhuǎn)矩； b 齒寬； d 計(jì)算齒輪的分度圓直徑； nm 模數(shù)； FaY 齒型系數(shù)，由當(dāng)量齒數(shù)31 coszzv =16cos133=15，32 coszzv = 6216cos553 可得1FaY=2.91； 24.22 FaY查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 5-6 得 ； SaY 應(yīng)力修正系數(shù)， 可得1SaY=1.53， 75.12 SaY查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 5-6 得 。 Y 取 0.6查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 5-39 得 因 0 0 6 4 7.06 8 853.191.2 1 11 FSaFa YY 0 0 5 6 9.06 8 875.124.2 2 22 FSaFa YY 故應(yīng)對(duì)小齒 輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算： 法向模數(shù) 3 2111211 c o s2 YYYYZKTmFSaFadn 式中：d 齒寬系數(shù)，d=0.8。 = c o s112.388.121 zz=1.55 Y=0.25+0.75/=0.733 把已知數(shù)代入上式得： nm= 3 223 16c o s733.06.068853.191.2158.010816.212704.12 =9.54mm 由 馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 5-1 取 10nm mm。 2.6 雙級(jí)主減速器的圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇 正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸見(jiàn)表 2.4。 表 2.4 正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 19 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 齒頂高 ah ah=nan mh ，其中 1anh頂隙 c c = nn mc ，其中 25.0nc 齒根高 fh fh = ah +c = nm25.1 齒高 h h = ah + fh = nm25.2 分度圓直徑 d d =coszmn 頂圓直徑 ad ad =d +2ah =d +2 nm 根圓直徑 fd fd =d - fh2 =d - nm5.2 中心距 a a =2 21 dd =cos2)( 21 zzmn ah=nan mh =10 mm ， c =nn mc =2.5 mm ，fh=ah+ c =1.25nm=12.5 mm ，h = ah + fh =2.25 nm =2.25mm ， 1dcos 1zmn =135.24mm ， cos 22zmd n 572.16 mm ，aa hdd 211 =155.24mm ，2ad=ahd 22 =592.16mm ， 1 0 .2 415.211 nf mdd mm，mmmdd nf 16.5 4 75.222 ， 齒寬 24.1 5 58.01db d 124.2mm ，為了安全把齒寬可取盡量大些，在這里取 mmb 140 。 2.7 齒輪的校核 1、 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 主、從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度，把上面已知數(shù)據(jù)代入式（ 2.19）得 ： aSaFanF MPYYYYmbdKT 733.06.053.191.21024212704.122 3111 11 615.954aF MP688 aSaFanF MPYYYYmbdKT 733.06.075.124.21016.59214010816.212704.122 3222 11 123.855aMP aF MP688 齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足要求。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 20 2、 齒面接觸 強(qiáng)度校核 122 HHEH uubdKTZZZZ =1500 aMP （ 2.20） 式中：EZ 材料彈性系數(shù)，EZ=2.5； HZ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，HZ=189.8； Z 螺旋角系數(shù)，Z= cos =0.98； Z 接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)； )1(34Z =0.6 u 齒數(shù)比， u主從 zz=4.2； 主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： uubdKTZZZZHEH122111 = 98.06.08.1 8 95.2aMP2.412.424212 704.1223 =1173.83aMP aH MP1500 主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度符合要求。 從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： uubdKTzZZZHEH122222 = 98.06.08.1 8 95.2aMP2.412.416.57214010816.212 704.1223 =352.74aMP aH MP1500 從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也符合要求。根據(jù)上面的校核，