【全套帶圖】黃河少帥自卸車雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)

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購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本設(shè)計(jì)是對(duì)載貨汽車設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、工作性可靠的雙級(jí)主減速器。此雙級(jí)主減速器是由兩級(jí)齒輪減速組成。與單級(jí)主減速器相比，在保證離地間隙相同時(shí)可得到很大的傳動(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)。本文論述了雙級(jí)主減速器各個(gè)零件參數(shù)的設(shè)計(jì)和校核過(guò)程。設(shè)計(jì)主要包括：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。 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。 關(guān)鍵詞 ： 載貨汽車；雙級(jí)主減速器；齒輪；校核；設(shè)計(jì) 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 is a to to be is of of is to be is so on s s in to it is of of of to of 紙 咨詢 14951605 目 錄 摘要 .................................................................. I ............................................................. 1 章 緒論 ......................................................... 1 述 ........................................................... 1 減速器的概述 ........................................... 1 減速器設(shè)計(jì)的要求 ....................................... 1 減速器的結(jié)構(gòu)方案分析 ......................................... 2 減速器的減速形式 ....................................... 2 減速器的齒輪類型 ....................................... 2 減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 ......................... 3 要涉及內(nèi)容及方案 ............................................. 4 第 2章 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ................................... 5 減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 ........................................... 5 胎外直徑的確定 ......................................... 5 減速比的確定 ........................................... 6 級(jí)主減速器傳動(dòng)比分配 ................................... 7 減速齒輪計(jì)算載荷的確定 ....................................... 8 減速器齒輪參數(shù)的選擇 ........................................ 10 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 .................... 12 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 ........................ 12 減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核 ............................ 13 .......................................... 17 .......................... 18 .................................................... 19 .................................... 20 ...................................................... 21 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 第 3章 軸承的選擇和校核 ........................................... 22 .................................. 22 ............................................ 24 ........................................ 26 ...................................................... 29 第 4章 軸的設(shè)計(jì) .................................................... 30 級(jí)主動(dòng)齒輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................... 30 間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................. 31 章小結(jié) ...................................................... 32 第 5章 軸的校核 .................................................... 33 動(dòng)錐齒輪軸的校核 ............................................ 33 .................................................. 35 ...................................................... 37 結(jié)論 ................................................................. 38 致謝 ................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................ 40 附錄 ................................................................. 41 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 1 第 1 章 緒 論 述 減速器的概述 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(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 來(lái)說(shuō)，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，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，對(duì)于重型載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車生產(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的發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率在 140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。 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。 減速器 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。 本設(shè)計(jì)主要研究雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)與工作原理，并對(duì)其主要零部件進(jìn)行了強(qiáng)度購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 2 校核。 減速器的結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)型式主要是根據(jù)其齒輪類型、主、從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異 [2]。 減速器的減速形式 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 [8]。 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)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。 由于 本文 設(shè)計(jì)的是重型汽車主減速器， 由于它的主傳動(dòng)比比較大，故 選用二級(jí)主減速器 [3][4]。 減速器的齒輪類型 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。按齒輪副結(jié)構(gòu)形式可分為圓柱齒輪式和圓錐齒輪式兩種。按齒型的不同，又分為螺旋錐齒輪和雙曲面錐齒輪。他們有著不同的特點(diǎn)： 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)以上的齒輪同時(shí)嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷。加之其齒輪不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平 穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，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)也很小。傳動(dòng)效率高，能達(dá)到 99%，生產(chǎn)成本也較低，不需要特殊的潤(rùn)滑，工作穩(wěn)定性能好 。但對(duì)嚙合精度很敏感。 雙曲面齒輪的特點(diǎn)是主、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。雙曲面齒輪傳動(dòng)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％ ， 齒面的接觸強(qiáng)度提高 ， 選用較少的齒數(shù) ， 有利于增加傳動(dòng)比 和 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 ，從而 得到更大的離地間隙，利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置 等優(yōu)點(diǎn) 。 但 雙曲面齒輪 加 工工藝要求比較高。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 3 本文設(shè)計(jì)的雙級(jí)主減速器第一級(jí)選取弧齒錐齒輪，第二級(jí)選取圓柱齒輪。 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)。 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 a） 所示）。 2、 從動(dòng)錐齒輪的支承 從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 示）。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 。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， 應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是 c 等于或大于 d 。 圖 動(dòng)錐齒輪 的支承 型式 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 動(dòng)錐齒輪的支承型式 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 4 要涉及內(nèi)容 及 方案 其主要 的內(nèi)容為有 ： 了達(dá)到增大離地間隙和柱減速器的功能要求，在這些內(nèi)容中最重要的是如何合理的分配好主減速比。在這個(gè)過(guò)程中，只有反復(fù)的通過(guò)計(jì)算，不斷調(diào)整一、二級(jí)的減速比。 主要方案：運(yùn)用齒輪傳動(dòng)原理，先用圓錐齒輪改變其轉(zhuǎn)矩的方向，并同時(shí)達(dá)到減速增扭的目的。讓后再通過(guò)圓柱齒輪副最終達(dá)到我們自己所需要的速度和扭矩。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 5 第 2 章 主減速器 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 胎外直徑的確定 載貨汽車的參數(shù)如下表 表 本 參數(shù)表 名稱 代號(hào) 參數(shù) 驅(qū)動(dòng)形式 4×2 裝載質(zhì)量／ t 質(zhì)量／ t 16 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率／ 轉(zhuǎn)速／ r／ 動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩／ 轉(zhuǎn)速／ r／ 700胎型號(hào) 速器傳動(dòng)比 高車速／ h 92 由上表可知載貨汽車的輪胎型號(hào)為 中 20 為輪 *名義尺寸 D、單位為英寸。 輪胎的 寬 B、單位也為英寸 。 b 為輪 *輪緣高度尺寸（單位 在這 里取 B（ 如下圖所示： 通常乘用車輪胎斷面寬高比 H/B 的兩位百分?jǐn)?shù)表示為系列數(shù)，例如 H/B 為 ，則分別稱其為 88， 82， 80， 70， 60， 50 系列，轎車多采用的其后三種系列。商用車輪胎的高寬比為：有內(nèi)胎的為 內(nèi)胎為 載貨汽車設(shè)計(jì)選用的輪胎是加深花紋的輪胎 [劉惟信版《汽車設(shè)計(jì)》表 2 型號(hào)為 查得輪胎 的外直徑為 ： 1100 （ ?購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 6 圖 輪胎的斷面圖 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。0i 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。可利用在不同0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0最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性 [5]。 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(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 選擇的0時(shí)0 iv a 式中 r —— 車輪的滾動(dòng)半徑 ,r =2單位 m ； 變速器最高檔傳動(dòng)比 ； 最高車速； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。 對(duì)于其他汽車來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而最高車速稍有下降，00%～ 25%，即按下式選擇： 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 7 0i=（ 式中 r —— 車輪的滾動(dòng)半徑， m； 變速器最高檔傳動(dòng)比； — 分動(dòng)器和加力器的最高檔傳動(dòng)比； — 輪邊減速器的傳動(dòng)比。 本設(shè)計(jì)中沒(méi)有分動(dòng)器和加力器，所以 1；也沒(méi)有輪邊減速器，所以 1。按以上兩式求得的0考慮到主、從動(dòng)主減速器齒輪可能有的齒數(shù)，將0式 （ 得，取功率儲(chǔ)備系數(shù)為 ： 0i= 把 r =500r/2km/h、 1、 1、入式（ ，算的0i=并與同類汽車比較也傳動(dòng)比也相差不大，最終確定0i=因?yàn)?以得采用雙級(jí)主減速器。 級(jí)主減速器傳動(dòng)比分配 一般情況下 第二級(jí)減速比022i/01i）約在 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 [6][7]；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。 在這里因?yàn)橹鳒p速比比較大，為了使得二級(jí)主減速器從動(dòng)齒輪的直徑小一些，可以取02i/01這里取 般，雙級(jí)主減速器第一主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù) 1z 多在 9～ 15 范圍內(nèi) [8]， 由于一般常規(guī)的載貨汽車 1z 最大可取到 11，為了提高主動(dòng)齒輪 的強(qiáng)度，我們?cè)谶@里取最大 1z =11， 則可算得：01i= ? 02i =010定總傳動(dòng)比得02010 = 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 8 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（最小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(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 ??? 0m ax/n （ ? ??? ?2（ 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， — 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 ， 0i 1i= T? —— 上述傳動(dòng)部分的效率，取 T? = 0K—— 超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野車以及液力傳動(dòng)的各類 汽車取0K=1； n —— 該車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目，在這里 n =1； 2G —— 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(lái)說(shuō)應(yīng)該考慮到汽車加速時(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，取 ? =對(duì)于越野汽車取 ? =對(duì)于安裝專門的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車取 ? = r —— 車輪的滾動(dòng)半徑， m； 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 1?， 1? 由表 2可知， 把00(N m? )代入式 （ 2得： ??? 0m a x/n 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 9 00 1/?? ) （ 各類汽車軸荷分配范圍如下圖 ： 表 驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量分配系數(shù) 車型 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 轎車 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% 貨車 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 44%~49% 51%~55% 27%~30% 70%~73% 4× 2后輪雙胎，平頭車 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) 車型為 4 2? 后輪雙胎，平頭車，滿載時(shí)前軸的負(fù)荷在 32%～ 35%，取 34%；后軸為 65%～ 68%，取 66%。該車滿載時(shí)的總質(zhì)量為 G =16t ，則可求得前后軸的軸荷 1G 1G =? =16t = （ 2G =G =16t = （ 把 式（ 式（ 值代入式（ ， 可得 ? ??? ?2購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 10 ?1 ???? mN?) （ 取 )(m ，即 ? )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)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路 車倆穩(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 )()(??????（ 式中： 汽車滿載總重 10? ×56800N ； 所牽引的掛車滿載總重 ， N， 僅用于牽引車取 0； — 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)， 載貨汽車的系數(shù)在 選 — 汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。貨車 和城市公共汽車 初取 — 汽車性能系數(shù) ])(1 9 0 01m a ??（ 當(dāng) m G ?=6 時(shí)，取 0。 r ， ， n ， 見(jiàn)式（ 的說(shuō)明。 把上面的已知數(shù)代入式（ 得： )()(??????=） （ 減速器齒輪參數(shù)的選擇 1、 齒數(shù)的選擇 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 11 對(duì)于普通 雙 級(jí)主減速器， 由于第一級(jí)減速比01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 =11。則0112 ?=11 ?? 302 ?z ，修正第一級(jí)的傳 動(dòng)比1201 =? 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式 2 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： 32 2 ?（ 式中：2 直徑系數(shù)，取23～ 16； 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， ，取?jT，小的 ，第一級(jí)所承受的轉(zhuǎn)矩： 2） （ 把式（ 進(jìn)式（ 得到 d ～ 初取 2d =300 3、 齒輪端面模數(shù)的選擇 當(dāng) 2d 選定后，可按式22 / 可 算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)， 10?tm 4、 齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋 錐 齒輪齒 面 寬 度推薦為 ： F=d =可初取 50 5、 螺旋錐齒輪螺旋方向 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) [2]。 6、 螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使 齒面重疊系數(shù) ? 大傳動(dòng)就 越平 穩(wěn)噪聲 就越低 。 螺旋角過(guò)大時(shí)會(huì) 引起軸向 力 亦過(guò)大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35° [9]。 7、 齒輪法向壓力角的選擇 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 12 根據(jù)格里森規(guī)定載貨汽車和重型汽車則應(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 。 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 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) 表 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 計(jì) 算 結(jié) 果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 11 2 從 動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 30 3 大端 模數(shù) 4 齒面寬 b 2b =505 工作齒高 ? ?6 全齒高 ? h = 法向壓力角 ? ? =20° 8 軸交角 ? ? =90° 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?12d =30010 節(jié)錐角 ?1?2? =90°- 1? 1? = ?2? =11 節(jié)錐距 11d =22d 12 周節(jié) t=m t=13 齒頂高 21 ? 2 1214 齒根高 1215 徑向間隙 c= c=購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 13 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 16 齒根角 01? = 2? = ?17 面錐角 2101 ??? ??；1202 ??? ??01?= ?02?= ?18 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R? =2R? =19 齒頂圓直徑 11101 c ? 02d = 222 01d =02d =20 節(jié)錐頂點(diǎn) 至 齒輪外緣距離 1121 s ak ? 212 22 221 理論弧齒厚 ?1s 2 1s = 2s =1022 齒側(cè)間隙 B =3 螺旋角 ? ? =35° 減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度 校核 在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后， 應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算： 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 ，如圖 示： 式中： p —— 單位齒長(zhǎng)上的圓周力， N/ P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最 大轉(zhuǎn)矩紙 咨詢 14951605 14 載荷工況進(jìn)行計(jì)算； F —— 從動(dòng)齒輪齒寬，及 F = 50?b 圖 動(dòng)錐齒輪受力圖 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： ??21013m a x = （ 最大附著力矩計(jì)算時(shí) ： r?????210232 ?=N （ 上式中： 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《汽車設(shè)計(jì)》 表 9? = r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑， m ； 2d —— 從動(dòng)輪的直徑， 可 得到載貨汽車一檔時(shí)的單位齒長(zhǎng)上的圓周力許p=1429 式（ 算出來(lái)的值小于許p，所以符合要求， 雖然附著力矩 產(chǎn)生的 p 很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 p 最大只有 1429 可知，校核 成功 。 2、 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 15 汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 )/( 2?????????203102? （ 式中：0K—— 超載系數(shù) 尺寸系數(shù) 載荷分配系數(shù)，當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承型式時(shí)， 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(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)， m =10 F —— 齒面寬度， z —— 齒輪齒數(shù)； T —— 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩， ； J—— 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見(jiàn)圖 圖 曲計(jì) 算用綜合系數(shù) J 由上圖可 查 得：小齒輪系數(shù) ?1J 齒輪系數(shù) ?2J 這些已知數(shù)代入式（ 得： 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 16 12031 102 ??? ??????? = 4 6102 23 ????? ????? =22032 102 ??? ??????? = 1 8 4 6102 23 ???? ????? =汽車驅(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T ,?中最小的計(jì)算時(shí)，汽車主減速器齒輪的許用應(yīng)力為 700按不超過(guò)材料強(qiáng)度極限的 75%）。根據(jù)上面計(jì)算出來(lái)的21, ?分別為 、 它們都小于700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?（ 為： ???????? 3011102? （ 式中： 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副 取 232.6 21 ； 0K，mK， 見(jiàn)式（ 2的說(shuō)明，即0K=1，.1，； 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； 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1； 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)，見(jiàn)圖 示 ，可查的 圖 觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 17 按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得： ???????? 3011102? =????????? = ???????? 3011102? =???????? =按式（ （ 較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 2800于 2800以校核成功；當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)平均輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 1750于 1750以校核成功。 二級(jí)齒輪模數(shù)的確定 1、 材料的選擇和應(yīng)力的確定 齒輪所采用的鋼為 20碳淬火處理，齒面硬度為 56～ 62，[9]。由于齒輪在汽車倒檔時(shí)工作的時(shí)間很少，并且一檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩比倒檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，所有我們可以認(rèn)為齒輪只是單向工作。 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 =21 =68 10? =58～ 78 取 21 =68 得 1z =17， 2z =51，修正傳動(dòng)比 ?i，其二級(jí)從動(dòng)齒輪所受的轉(zhuǎn)矩 8 3 4 32 ??? 。 取 1,? S [查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)表 11取 ? Z [查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)表 11： 0][][21 ?????? =680 i 5 0 011 5 0 0][][21 ??????? 2、 齒輪的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ][2? ?? =680 （ 式中： K —— 載 荷系數(shù)，齒輪按 8 級(jí)精度制造取 ； 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 18 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； 模數(shù)； 齒型系數(shù)，由當(dāng)量齒數(shù)?31 =?169，?32 = 5616?及 可得1 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)圖 11 應(yīng)力修正系數(shù)， 可得1仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)圖 11 因 0 0 6 7 2][ 1 11 ???Y ?﹥ 0 0 5 8 2 22 ???Y ?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 2 ???? 式中：d?—— 齒寬系數(shù)，d?=[查 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)（表 ]。 把已知數(shù)代入上式得： 3 2111211 c 2 ???? = 3 223 16c o ?????? =由 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)表 4 9?nm 0]。 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 3 表 常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 齒頂高 ah=，其中 1?c c =nn ，其中 25.0?ah+c =h h =ah+fh=紙 咨詢 14951605 19 分度圓直徑 d d =?頂圓直徑 d +d +2d d a a=2 21 = ? ??1 A = ? ??1 = A =316 =9c = nn = fh=ah+c =h =ah+?1d?158 ?? ?2 n 474na 11 ?? =1762 2 ? =492 ?? nf ， ?? nf ， 齒寬 ???? d? 為了安全把齒寬可取大些，在這里取 32? 。 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（ ： 111 11 ?????????? ? ?? ?222 11 ?????????? ? ?? ?齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足要求。 2、 齒面 接觸 強(qiáng)度 校核 ][122 ?? ???? =1500 （ 式中： — 材料彈性系數(shù)， — 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， ?Z—— 螺旋角系數(shù)，?Z= ? 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 20 u —— 齒數(shù)比， ? 主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： ?? ??=? ????? = ?? ?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： ?? ??=? ????? = ?? ?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，一級(jí)和二級(jí)減速齒輪都滿足要求，校核成功。 減速器齒輪的材料及熱處理 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： 1、 具有較高的疲勞彎曲強(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、 輪齒心部應(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)律易于控 制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率； 4、 選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國(guó)的情況。 汽車主減速器用的 螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造 ，齒輪所采用的鋼為 201]。 用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到 58～64心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù) m ＞ 8 時(shí)為 29～ 452]。 由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 21 期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度 磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)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，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫 度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，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 [11]。 章小結(jié) 本章通過(guò) 所給的參數(shù) 對(duì) 總傳動(dòng)比的確定，并通過(guò)自己所設(shè)計(jì)的載貨汽車的基本情況，參照現(xiàn)有的車型，合理分配一、二級(jí)的傳動(dòng)比。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)一級(jí)、二級(jí)嚙合齒輪的齒數(shù)和模數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇齒輪所用的材料，并通過(guò)強(qiáng)度校核公式對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校核。使得齒輪符合強(qiáng)度和剛度的要求，并得出符合要求的齒輪參數(shù)，同時(shí)對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)