李亞杰汽車機械基礎項目2

汽車機械傳動裝置認知任務2.3汽車后橋主減速器齒輪傳動分析汽車后橋主減速器【任務描述】齒輪傳動是一種嚙合傳動，是應用極為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式，它可以用于傳遞空間任意軸之間的運動和動力。在汽車傳動部分中，常用齒輪傳動來傳遞動力、改變轉(zhuǎn)速或方向。學習主減速器的工作原理，有利于學習汽車動力傳遞知識。1.齒輪傳動的組成與傳動比一、齒輪傳動的組成、傳動比與特點齒輪傳動由主動齒輪、從動齒輪直接嚙合傳動組成。汽車后橋齒輪主動齒輪從動齒輪齒輪傳動的傳動比：設主動齒輪的齒數(shù)為z1，轉(zhuǎn)速為n1；從動齒輪的齒數(shù)為z2，轉(zhuǎn)速為n2，則傳動比

i為：?需要專用設備和刀具制造齒輪，成本較高；優(yōu)點?傳動效率高，工作可靠性使用壽命長；?傳動比穩(wěn)定，傳動準確可靠；?適用功率、速度和尺寸范圍大；?結構緊湊，體積小。缺點?制造和安裝精度要求較高，精度低時噪聲和振動較大；?不適用于兩軸間距離較大的傳動；2.齒輪傳動的特點?沒有過載保護作用。?可用來傳遞空間任意兩軸之間的傳動；二、齒輪傳動的類型2.空間齒輪傳動（兩軸不平形）圓柱齒輪傳動相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動1.平面齒輪傳動（兩軸平形）（一）根據(jù)一對齒輪是否在同一平面運動分類外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條直齒斜齒弧齒（曲齒）直齒斜齒人字齒錐齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動蝸桿傳動1.開式齒輪傳動（二）根據(jù)齒輪的工作條件分類

齒輪傳動沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外邊。這種傳動不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速或低精度場合，如水泥攪拌機。2.半開式齒輪傳動

齒輪傳動有簡單的防護罩但不封閉，有時還把大齒輪的部分齒輪進入油池中。它的工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。卷揚機3.閉式齒輪傳動齒輪傳動裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴密的箱體內(nèi)，故密封條件好，且易于保證良好的潤滑，使用壽命長，多用于較重要的場合，如汽車變速箱齒輪、減速器齒輪。（一）漸開線直齒圓柱齒輪傳動1.漸開線的形成及性質(zhì)三、常用的齒輪傳動漸開線的性質(zhì)：①

發(fā)生線長度等于它所對應的基圓弧長。②

漸開線上任意點的法線，必定與基圓相切。③

漸開線的形狀取決于基圓的大小。④

基圓內(nèi)無漸開線。2.漸開線齒廓的壓力角漸開線齒廓上某點的法線與速度方向線所夾的銳角αk稱為該點的壓力角。3.漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱（1）齒頂圓da：齒頂圓柱面與端平面的交線。（2）齒根圓df：齒根圓柱面與端平面的交線。（3）分度圓d：齒輪計算和加工基準的圓。（4）齒厚s：分度圓上輪齒兩側齒廓間的弧度稱為齒厚。（5）槽寬e：分度圓上齒槽兩側齒廓間的弧長。（6）齒距p：相鄰兩齒同側齒廓間的弧長。

p

＝s+e（7）齒頂高ha：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。

ha

＝（da-d）/2（8）齒根高hf：齒根圓與分度圓之間的徑向距離。

hf

＝（d-df）/2（9）齒高h：齒根圓與齒頂圓之間的徑向距離。

h

＝

ha+hf（1）齒數(shù)z（2）模數(shù)

m

分度圓直徑:令:

漸開線齒廓在分度圓上的壓力角—齒輪壓力角。m為標準值（3）壓力角標準壓力角=20°4.漸開線直齒圓柱齒輪主要參數(shù)分度圓周長:5.標準漸開線直齒圓柱齒輪的幾何尺寸當模數(shù)確定后，齒輪的齒頂高、齒根高和齒高可以表示為ha*：齒頂高系數(shù)，c*：頂隙系數(shù)，c：頂隙（mm）。式中：正常齒：ha*＝1.0，c*＝0.25；短齒：ha*＝0.8，c*＝0.3。按國家標準：標準齒輪（具有標準模數(shù)和標準壓力角的直齒圓柱齒輪）：標準中心距（兩齒輪輪心之間的距離）：齒頂圓直徑和齒根圓直徑計算公式為：例2-1已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距

a=160mm，齒數(shù)z1=20，z2=60，求模數(shù)和分度圓直徑。解：求得模數(shù)為再由公式

求得分度圓直徑為因為是標準直齒圓柱齒輪傳動，所以，由公式例2-2一對標準漸開線直齒圓柱齒輪，主動齒輪齒數(shù)z1=19，從動齒輪齒數(shù)z2=81，試計算傳動比。并判斷該齒輪傳動是減速增扭，還是增速減扭?因為傳動比即小齒輪帶大齒輪。所以，該齒輪傳動是減速增扭傳動。解：（二）斜齒圓柱齒輪傳動

螺旋角β越大，輪齒就越傾斜，傳動的平穩(wěn)性也越好。

螺旋角β：螺旋線的切線與軸線的夾角β稱為斜齒輪的螺旋角。它表示輪齒的傾斜程度。

接觸線是斜直線，逐漸接觸，逐漸脫開，傳動平穩(wěn)，沖擊和噪聲小。1.斜齒圓柱齒輪齒面的形成（二）斜齒圓柱齒輪傳動判斷旋向時，將齒輪軸線垂直放置，輪齒自右向左上升者為左旋，輪齒自左向右上升者為右旋。2.斜齒圓柱齒輪輪齒螺旋線方向的判定

從嚙合開始時起，接觸線長度由零逐漸增大，到某一位置后又逐漸減小，直至脫離嚙合。所以，斜齒輪嚙合是逐漸進入和逐漸退出的，且斜齒輪嚙合的時間比直齒輪長，故斜齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲小、承載能力強。（三）直齒圓柱齒輪與斜齒圓柱齒輪傳動的特點及應用錐齒輪傳動傳遞兩相交軸之間的運動和動力，常見軸交角為90,加工和安裝比較困難，一般用于輕載、低速場合。（四）錐齒輪傳動斜齒錐齒輪傳動弧齒錐齒輪傳動1.錐齒輪傳動的類型直齒錐齒輪傳動

直齒錐齒輪在汽車機械中廣泛應用于減速機構?；↓X錐齒輪應用于轎車驅(qū)動橋的主減速器和差速器中。2.錐齒輪傳動的特點及應用（五）蝸桿傳動1.蝸桿傳動的組成蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。通常蝸桿、蝸輪軸線在空間成直角交錯（90o），用以傳遞兩軸間的運動和動力。蝸桿蝸輪蝸桿蝸輪嚙合時是線接觸，而不是點接觸。2.蝸桿傳動的傳動比

蝸桿的頭數(shù)為z1，蝸輪的齒數(shù)為z2，則傳動比

i為：3.蝸桿傳動的特點①傳動比大，在動力傳動中，一般傳動比為8～100；在分度機構中，傳動比可達1000。②傳動平穩(wěn)，噪聲小，結構緊湊。③可以實現(xiàn)自鎖。當蝸桿導程角小于蝸桿蝸輪嚙合輪齒間的當量摩擦角時，傳動具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。④磨損較嚴重，因此蝸輪齒圈部分常用減摩性能好的有色金屬（如青銅）制造，成本較高。⑤傳動效率較低，故大功率連續(xù)傳動一般不用。圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐蝸桿傳動4.蝸桿傳動的類型單頭蝸桿多頭蝸桿

蝸桿的頭數(shù)一般取z1=1～4。當傳動比大于40或要求蝸桿自鎖時，常取

z1=1（單頭蝸桿）；當傳遞功率較大時，為提高傳動效率，常取

z1=2～4。蝸桿有單頭、雙頭和多頭多種形式。蝸桿頭數(shù)越多，加工精度越難保證。右旋蝸桿（1）蝸桿螺旋方向的判定蝸桿與斜齒圓柱齒輪一樣，也有左旋和右旋之分，如圖所示。判斷旋向時，將蝸桿軸線垂直放置，螺旋線左高右低為左旋，螺旋線左低右高為右旋。5.蝸桿傳動旋轉(zhuǎn)方向的判定左旋蝸桿（2）蝸輪旋轉(zhuǎn)方向的判定當已知蝸桿的螺旋方向和轉(zhuǎn)動方向時，可根據(jù)螺旋副的運動規(guī)律，用“左右手法則”來確定蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向。當蝸桿為右旋時，則用右手四指沿著蝸桿轉(zhuǎn)動方向彎曲，與大拇指所指方向相反的方向為蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向（即蝸輪上嚙合點的線速度方向），因此，蝸輪逆時針旋轉(zhuǎn)。當蝸桿為左旋時，則用左手按同樣的方法判定。四、齒輪傳動的失效形式齒輪在傳動過程中，在載荷的作用下，如果齒輪發(fā)生折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，則齒輪就失去了正常的工作能力，這種現(xiàn)象稱之為失效。齒輪傳動的失效主要是輪齒失效。（a）齒面點蝕（b）齒面磨損（c）齒面膠合（d）齒面塑性變形（e）輪齒折斷五、齒輪的結構

齒輪結構一般由輪緣、輪轂和輪輻三部分組成，其中輪緣的齒面、輪轂的內(nèi)孔是主要的功能面。齒輪軸實心式腹板式輪輻式當齒輪的齒根圓直徑與軸徑相差很小時，采用齒輪軸；當齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時，采用實心式結構；當齒輪的齒頂圓直徑da為200～500mm時，采用腹板式結構；當齒輪的齒頂圓直徑da>500mm時，采用輪輻式結構。螺旋傳動屬于典型的機械傳動方式，它是靠螺旋與螺紋牙面旋合實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動與直線運動轉(zhuǎn)換的機械傳動。螺旋千斤頂采用的就是螺旋傳動。螺旋傳動在汽車上的典型應用是汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器【知識拓展】1.螺旋傳動的組成螺旋傳動由螺桿1和螺母2組成。螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副，傳遞運動和動力的一種機械傳動。它可以把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動。

1—螺桿2—螺母★按用途不同分類

（1）傳力螺旋傳動（2）傳導螺旋傳動（3）調(diào)整螺旋傳動2.螺旋傳動的類型螺旋壓力機螺旋千斤頂（1）傳力螺旋傳動

傳力螺旋傳動以傳遞動力為主，可實現(xiàn)用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。如各種起重機、螺旋千斤頂、壓力裝置等。

傳力螺旋主要承受很大的軸向力，一般為間歇機構，每次工作時間較短，速度較低，通常具有自鎖能力。車床的進給螺旋

傳導螺旋傳動以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向力。如車床的進給螺旋。

傳導螺旋常需在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作。因此要求有較高的效率和精度，一般不要求自鎖。車床絲杠（2）傳導螺旋傳動調(diào)整螺旋

調(diào)整螺旋傳動用以調(diào)整、固定零件的相對位置，如帶傳導滑道裝置和擺架式定期張緊裝置中的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，一般在空載下調(diào)整?；朗綇埦o裝置擺架式張緊裝置（3）調(diào)整螺旋傳動★按摩擦性質(zhì)不同分類

虎鉗（1）滑動螺旋傳動a.滑動螺旋傳動的形式。

螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動，如虎鉗。螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動，螺旋千斤頂。螺旋千斤頂b.滑動螺旋傳動的特點。結構簡單，制造方便，承載能力強，將較小的回轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)變成較大的軸向力，降速傳動比大，能達到較高的傳動精度，工作平穩(wěn)，易于自鎖。摩擦損失大，傳動效率低，一般用于傳遞中、小功率。（2）滾動螺旋傳動a.滾動螺旋傳動的形式。在螺桿和螺母的螺旋面上加工出弧形螺旋槽，形成滾道，放入滾珠。當螺桿與螺母相對轉(zhuǎn)動時，滾珠沿滾道滾動，即為滾動螺旋傳動（滾珠絲杠傳動）。滾動螺旋傳動絲杠（螺桿）螺母滾珠滾珠循環(huán)裝置滾動螺旋傳動絲杠（螺桿）螺母滾珠滾珠循環(huán)裝置b.滾動螺旋傳動的特點。用滾動摩擦代替滑動摩擦，摩擦阻力小，傳動效率高90%以上，傳動精度高，具有傳動的可逆性（轉(zhuǎn)動變移動、移動變轉(zhuǎn)動），運動平穩(wěn)，壽命長。結構復雜，抗沖擊性能差，不宜傳遞大載荷。主要用于傳動要求精度高，受力不大的場合。序號汽車后橋主減速器齒輪傳動分析1齒輪傳動類型分析

汽車后橋主減速器采用的是

齒輪傳動。這種齒輪傳動中的齒輪副采用

角垂直布置方式，所以可以將動力的傳遞方向改變。

2主減速器的