[CAD圖紙全套]重型卡車(chē)主減速器及差速器的設(shè)計(jì)

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 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(chēng)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(chēng)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 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 述 . 3 減 速器及差速器的結(jié)構(gòu)形勢(shì)分析 . 4 減速器的減速形式與齒輪類(lèi)型 . 4 減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 . 5 速器的結(jié)構(gòu)形式 . 6 計(jì)內(nèi)容 . 7 第 2 章 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 7 減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 . 7 減速齒輪計(jì)算載荷的確定 . 9 減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 . 12 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 . 13 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 . 13 減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核 . 14 . 17 . 18 . 19 . 20 第 3 章 軸承的選擇和校核 . 21 . 21 . 24 . 25 . 28 第 4 章 軸的設(shè)計(jì) . 28 . 28 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 29 . 30 . 32 章小結(jié) . 34 第 5 章 差速器的設(shè)計(jì) . 35 速器的結(jié)構(gòu)形式及選擇 . 35 . 35 . 38 . 38 結(jié)論 . 39 致謝 . 40 參考文獻(xiàn) . 41 附錄 . 42 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 買(mǎi)文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒 論 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 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/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(huà)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(huà)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 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。 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)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(mǎn)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(mǎn)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(mǎn)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(mǎn)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。 減速器及差速器的結(jié)構(gòu)形勢(shì)分析 減速器的減速形式與齒輪類(lèi)型 為了滿(mǎn)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(chǎng)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(chēng)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)主減速黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(xiàn)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。 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 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 動(dòng)錐齒輪的支承型式 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 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+0 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 動(dòng)錐齒輪的支承 型式 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(chēng)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(chēng)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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 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(chēng)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) 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 表 本參數(shù)表 名稱(chēng) 代號(hào) 參數(shù) 驅(qū)動(dòng)形式 42 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 裝載質(zhì)量 t 10 總質(zhì)量 t 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 800胎型號(hào) 高車(chē)速 h 70 由上表可知載貨汽車(chē)的輪胎型號(hào)為 表可知 1085 R=F 2 （ 根據(jù)輪胎型號(hào)已知為斜交輪胎 F 取 得： R=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 一起由整車(chē)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02。 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 選擇的0時(shí)0 7 （ 式中 r 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑； 變速器最高檔傳動(dòng)比； 最高車(chē)速； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 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，00% 25% 初取0i=10. 因?yàn)?i 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 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/01：01i= 02i =010 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（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 0n （ 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(chē)、礦用汽車(chē)和越野車(chē)以及液力傳動(dòng)的各類(lèi) 汽車(chē)取0K=1； n 該車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2G 汽車(chē)滿(mǎn)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 =于越野汽車(chē)取 =于安裝專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē)取 = r 車(chē)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 可知，把00(N m )代入式 （ 得： 0n 00 ) （ 各類(lèi)汽車(chē)軸荷分配范圍如下表： 表 驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量分配系數(shù) 車(chē)型 空載 滿(mǎn)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% 貨車(chē) 4 2后輪單胎 50%59% 41%50% 32%40% 60%68% 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 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(mǎn)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(mǎn)載時(shí)的總質(zhì)量為 G =則可求得前后軸的軸荷 1G 1G = = （ 2G =G = （ 把已知值代入式（ 可得 21 mN) （ 取 )(m i n 較小者、 )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 )()(（ 式中： 汽 車(chē)滿(mǎn)載總重 ； 所牽引的掛車(chē)滿(mǎn)載總重， N，僅用于牽引車(chē)取 0； 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)， 載貨汽車(chē)的系數(shù)在 選 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 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) 初取 汽車(chē)性能系數(shù) )(001m a （ 當(dāng) 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： )()(=） （ 主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： iT 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010201 ，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 =15 z ，修正第一級(jí)的傳動(dòng)比1201 =06843 取 68。 以 133 z， 554 z ，修正 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 式 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 （ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 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： ） （ 把式（ 進(jìn)式（ 得到 d 取 2d =330 3、 齒輪端面模數(shù)的選擇 根據(jù)公式22 / 可 算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)， 10tm 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=d = 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 。 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)算 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 結(jié)果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 15 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 33 3 端面模數(shù) m 4 齒面寬 2155.0 5 齒工作高 1 6 齒全高 2 7 法向壓力角 20 - 8 軸交角 90 - 9 節(jié)圓直徑 2211 ; 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 - 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 ： 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 F 從動(dòng)齒輪齒寬，及 F = b 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 21013 （ 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) ： r210232 = （ 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 = r 輪胎的滾動(dòng)半徑， m ； 2d 從動(dòng)輪的直徑， 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 1756 ）由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，計(jì)算轉(zhuǎn)矩 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 )/( 2203102 （ 式中：0K 超載系數(shù) 尺寸系數(shù) （ 6.1m 時(shí) ； 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(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)， m =10 F 齒面寬度， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 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) 。 小齒輪系數(shù) 1J 齒輪系數(shù) 2J 這些已知數(shù)代入式（ 得： 12031 102 = 3 =22032 102 = 1 4 1102 23 =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T ,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 700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（ ： 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（ 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)， 如下圖 所示 ，可查的 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 將已知帶入式（ 得： 3011102 = 6 42 3 =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（ （ 較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 2800于 2800以校核成功。 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 20鋼，用 滲碳淬火處理，齒面硬度為 56 62，9 查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 5 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 =13， 2z =55，修正傳動(dòng)比 i，其二級(jí)從 動(dòng) 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩 1 7 42 。取 1, S ；取 , Z 查馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 5： M P 21 M P i 5001150021 2、 齒輪的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 2 （ 式中： K 載荷系數(shù)，齒輪按 8 級(jí)精度制造取 ； 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 =165，32 = 621653 可得1馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 5 ； 應(yīng)力修正系數(shù)， 可得1馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 5 。 Y 取 馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 5 因 006 2 1 11 Y 005 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= = c o Y=已知數(shù)代入上式得： 223 16c o 2 7 =由 馬秋生主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 5 10nm 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 表 常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 名稱(chēng) 代號(hào) 計(jì)算公式 齒頂高 ah=，其中 1c c = nn ，其中 25.0齒根高 c = 齒高 h h = 分度圓直徑 d d =頂圓直徑 d +2 d +2 根圓直徑 d - d - 中心距 a a =2 21 = 21 ah=10 c =nn =2.5 fh=c =2.5 h = 1d 2n aa 11 =2ad=2 = 1 0 nf mm， ， 齒寬 d 為了安全把齒寬可取盡量大些，在這里取 40 。 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(mǎn)足要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 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= 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， 主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： = 2 7 = 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： = 2 7 = 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(mǎn)足要求，校核成功。 章小結(jié) 本章通過(guò)所給的基本參數(shù)確定主減速器的總傳動(dòng)比，并通過(guò)以往的經(jīng)驗(yàn)，合理分配一、二級(jí)的傳動(dòng)比。運(yùn)用經(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，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校核，使齒輪符合強(qiáng)度和剛度的要求，能夠合理運(yùn)用在主減速器上。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 第 3 章 軸承的選擇和校核 減速器齒輪上作用力的計(jì)算 1、 錐齒輪齒面上的作用力 設(shè)計(jì)時(shí)，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步選定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承的壽命。影響軸承的主要外因是他的工作載荷及工作條件，因此在驗(yàn)算軸承壽命之前，應(yīng)先求出作用在齒輪