汽車主減速器設(shè)計說明書.

1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要汽車主減速器是汽車傳動中的最重要的部件之一。它能夠?qū)⑷f向傳動裝置產(chǎn)來的發(fā) 動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳給驅(qū)動車輪，以實現(xiàn)降速增扭。本次設(shè)計的是有關(guān) 十米高一級客車后橋主減速器設(shè)計總成。并要使其具有通過性。 本次設(shè)計的內(nèi)容包括有：方案選擇，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與改進(jìn)。齒輪與齒輪軸的設(shè)計與校核， 以及軸承的選用與校核。并且在設(shè)計過程中，描述了主減速器的組成和差速器的差速原 理和差速過程。方案確定主要依據(jù)原始設(shè)計參數(shù)，對比同類型的減速器及差速器，確定此輪的傳動 比，并對其中重要的齒輪進(jìn)行齒面接觸和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核。而對軸的設(shè)計過程 中著重齒輪的布置，并對其受最大載荷的危險截面進(jìn)行強(qiáng)度校核，軸承的選

2、用力求結(jié)構(gòu) 簡單且滿足要求。主減速器及差速器對提高汽車行駛平穩(wěn)性和其通過性有著獨特的作用，是汽車設(shè)計的重點之一。關(guān)鍵詞：主減速器；差速器；轉(zhuǎn)速；行星齒輪；傳動比I本科畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractAutomobil reducti on final drive is one of the best impossible parts in automobile geari ng. It can chang speed and driving tuist within a big scope .The problem of this desig n is ten meters passager

3、car reducti on fin ulnit ,it ' s properly in com mon use . The desig n of scheme, the better desig n and improveme nt of structure ,the desig n and calibratio n of gear and gear shiftes , and the select of beari ngs , and also the desig n explain the construction of differential action .The ting

4、 of the scheme desierment main deside. The drive ratio of gear , according to orginal desig n parameter and con strasti ng the same type reducti on final drive ang differe ntial assay . It realize pla net gear in the desig n of structure . It put to use alterati on better gears tran smissi on in the

5、 desig n of gear , and compare the root con tact tired stre ngth of some important gears and the face twirl tired strength . It eraphaize pay attention to the place of gears. Compare the stre ngth of the biggest load dan graes sect ion .It require structure simple and accord with dema nd in select o

6、f beari ngs .Key words : Reduct ion final , Differe ntial , Rotati onal speed ,Pla ntet gear , Drive ratio#本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要 IAbstract II目錄 III第1章緒論 1第2章主減速器的結(jié)構(gòu)形式 22.1主減速器的齒輪類型 22.2主減速器的減速形式 22.3主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 22.3.1主動錐齒輪的支承 22.3.2從動錐齒輪的支承 32.3.3主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 4第3章主減速器基本參數(shù)選擇與計算載荷的確定 53.1主減速器齒輪計算載荷的確定

7、 53.1.1按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大抵擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩Tee . 53.1.2按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tes 53.1.3按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩Tcf 63.2錐齒輪主要參數(shù)的選擇 63.2.1主、從動錐齒輪齒數(shù) 乙和Z 63.2.2從動錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)m 73.2.3主、從動錐齒輪齒面寬 b1和b2 73.2.4雙曲面齒輪副偏移距E 83.2.5中點螺旋角： 83.2.6螺旋方向 93.2.7法向壓力角a 10第4章 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算 114.1錐齒輪輪齒形狀的選擇 114.2錐齒輪的幾何尺寸計算 11i

8、ii本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第5章主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計算 145.1單位齒長圓周力 145.2輪齒彎曲強(qiáng)度 145.3輪齒接觸強(qiáng)度 16第6章主減速器錐齒輪軸承的載荷計算 186.1錐齒輪齒面上的作用力 186.1.1齒寬中點處的圓周力 186.1.2錐齒輪的軸向力和徑向力 186.2錐齒輪軸承的載荷計算 196.3錐齒輪軸承的壽命計算 206.3.1 A軸承的壽命計算 206.3.2 B軸承的壽命計算 206.3.3 C、D軸承的壽命計算 21第7章齒輪材料 22第8章對稱式圓錐行星齒輪差速器設(shè)計 238.1差速器齒輪主要參數(shù)選擇 238.1.1行星齒輪數(shù)n 238.1.2行星齒輪球面半徑 R

9、 238.1.3行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) 乙和乙 238.1.4行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 .248.1.5壓力角a 248.1.6行星齒輪軸直徑d及支承長度L 248.2差速器輪齒的幾何計算 258.3差速器齒輪強(qiáng)度計算 26第9章驅(qū)動橋半軸設(shè)計 269.1全浮式半軸計算 279.2半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 279.2.1全浮式半軸桿部直徑設(shè)計 279.2.2半軸桿部設(shè)計其他要求 279.3半軸的強(qiáng)度校核 289.3.1半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 289.3.2半軸花鍵的剪切應(yīng)力 289.3.3半軸花鍵的擠壓應(yīng)力 29結(jié)論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32V本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章緒論

10、驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩， 并將動力合理的分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直 立、縱向力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼。汽車的主減速器是汽車傳動系是汽車傳動戲中的重要部件之一，它能夠?qū)鲃友b置的扭矩傳給驅(qū)動車輪，事先降速以增大扭矩。本次設(shè)計的是主減速器總成。并要使其有一定的通過性。本次設(shè)計的內(nèi)容包括有： 方案選擇，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與改進(jìn)，齒輪與齒輪州的設(shè)計與校核，而且在設(shè)計過程中， 描繪了主減速器與差速器的組成以及差速器的原理和差速過程。方案的確定主要依據(jù)的是原始設(shè)計數(shù)據(jù)如齒輪的傳動比，對比

11、同類型的減速器及差速器做設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用行星齒輪和移位錐齒輪傳動，并對其中的重要齒輪進(jìn)行齒 面接觸和疲勞強(qiáng)度的校核；而軸的設(shè)計中著重與齒輪的布置。并對其中最大載荷的危險 截面進(jìn)行了強(qiáng)度的校核。軸承的選用力求結(jié)構(gòu)簡單且滿足要求。驅(qū)動橋是汽車最重要的系統(tǒng)之一，是為汽車傳輸和分配動力所設(shè)計的。通過本課題 設(shè)計，使我們對所學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識進(jìn)行一次全面的，系統(tǒng)的回顧和總結(jié)，提 高我們獨立思考能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。為減小驅(qū)動輪的外廓尺寸，目前主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪。實踐和理論分析 證明，螺旋錐齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)比直齒齒輪的最小齒數(shù)少。顯然采用螺旋錐齒 輪在同樣傳動比下，主減速

12、器的結(jié)構(gòu)就比較緊湊。此外，它還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲較小 等優(yōu)點。因而在汽車上曾獲得廣泛的應(yīng)用。近年來，雙曲面齒輪在廣泛應(yīng)用到轎車的基 礎(chǔ)上，愈來愈多的在輕、中型、重型貨車上得到采用。汽車在行駛過程中的使用條件是千變?nèi)f化的。為了擴(kuò)大汽車對這些不同使用條件的適應(yīng)范圍，在某些中型車輛上有時將主減速器做成雙速的，它既可以得到大的主減速比 又可得到所謂多檔高速，以提高汽車在不同使用條件下的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。1本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章主減速器的結(jié)構(gòu)形式2.1主減速器的齒輪類型主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。根據(jù)設(shè) 計要求采用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動。2.2主減速器的減速形式主減

13、根據(jù)減速形式特點不同，主減速器分類為單級主減速器、雙級主減速器、雙速 主減速器、貫通式主減速器和單、雙級減速配輪邊減速器。由于單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點，因而廣 泛應(yīng)用于主傳動比i 0< 7的汽車上。本設(shè)計要求的主減速器的傳動比為5.571: 1小于7,故采用單級主減速器。2.3主減速器主、從動錐齒輪的支承方案主減速器必須保證主、從齒輪有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的 正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、齒輪的裝配調(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有關(guān)。2.3.1主動錐齒輪的支承主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置

14、式支承兩種。本設(shè)計中的客車最大質(zhì)量為145O0Kg2噸，應(yīng)該采用跨置式支承。因為在所傳遞較大的轉(zhuǎn)矩的情況下懸臂式 支承難以滿足剛度的要求。#本科畢業(yè)設(shè)計（論文）（a）懸臂式支承（b）跨置式支承圖1主減速器錐齒輪的支承形式跨置式支承中的導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子軸承，并且其內(nèi)外圈可以分離，以利于拆 裝。圓錐滾子軸承采用背對背反裝，并且盡可能減小良軸承間的距離，增大支承軸徑， 適當(dāng)提高軸承的配合緊度。232從動錐齒輪的支承從動錐齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及載荷在軸承之間的分布比例 有關(guān)。從動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

15、使從動錐齒輪背面的差速器殼處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng) 筋，以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不小于從動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)盡量使尺寸 c等于或大于尺寸do圖2從動錐齒輪的支承方式在具有大主動傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中，為了限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承。輔助支承與 從動錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證當(dāng)偏移量達(dá)到允許極限，即與從動錐齒輪背面接觸 時，能夠制止從動錐齒輪繼續(xù)偏移。主、從動齒輪在載荷作用下的偏移量許用極限值， 如下圖所示。支撐面與從動錐齒輪背面間的安裝間隙應(yīng)不大于0.25mm+ 0,075m

16、niQ 25mm圖3在載荷作用下主減速器齒輪的容許極限便移量中型和重型汽車主減速器從動錐齒輪多采用有幅式結(jié)構(gòu)并有螺栓或者鉚釘與差速器 殼突緣連結(jié)。2.3.3主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整通常汽車以高檔行駛時，發(fā)動機(jī)的平均使用轉(zhuǎn)矩大約不超過其最大轉(zhuǎn)矩的70%因此主減速器軸承的預(yù)緊值可取為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的30%軸承預(yù)緊力的大小可以用軸承的摩擦力矩來檢驗，其值通常為1至4N.m大型、重型車取大值。在此取3N.m主動錐齒輪預(yù)緊度的調(diào)整，可通過精選兩軸承內(nèi)圈內(nèi)的套筒長度、 調(diào)整墊圈 厚度、軸承與軸肩之間的調(diào)整墊片等方法進(jìn)行。因主動錐齒輪采用跨置式支承，故調(diào)整 墊圈厚度較合適。在調(diào)整軸承

17、預(yù)緊度之后，還應(yīng)進(jìn)行主減速器齒輪的嚙合調(diào)整。因齒面 接觸區(qū)和齒側(cè)間隙的正確調(diào)整是保證齒輪正確嚙合、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、延長齒輪壽命的重要條 件。第3章 主減速器基本參數(shù)選擇與計算載荷的確定3.1主減速器齒輪計算載荷的確定在設(shè)計中采用格里森制齒輪計算載荷的三種確定方法3.1.1按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大抵擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩TeeTcekd Temax ki 1 i f i 0nn3.1)式中：fi - 性能系數(shù)，當(dāng)0195魚<16時，fiT emax,0.195Ga當(dāng)> 16時，取fi =0Temax其中ma為汽車滿載質(zhì)量，ma =14500Kg Temax =890N.m0.195

18、Ga=31.13>16 取 fi =0；人maxkd -猛接離合器所產(chǎn)生的動載系數(shù)，性能系數(shù)fi=0的汽車，Kd=1；i 1 -變速器一檔傳動比為6.333;i0 -主減速器傳動比為 5.571 ;-發(fā)動機(jī)到萬向傳動軸之間的傳動效率為0.9;k 液力變矩器系數(shù)，本設(shè)計中為手動變速器，故k=1 ；n計算驅(qū)動橋數(shù)，n=1；計算得：Tce =28260.20N.m3.1.2按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩TcsG2 m2rrLBiLB（3.2）式中：G2 汽車在滿載狀態(tài)下一個驅(qū)動橋上的靜載荷，本設(shè)計中后橋為驅(qū)動橋,G2=9500>9.8=93100N ；m2 汽車最大加速度時的后

19、軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取1.1 ；-輪胎與路面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，在良好 的混凝土或瀝青路上，取0.85;rr -車輪滾動半徑，輪胎規(guī)格為11R22.5, rr =0.493m；計算得：Tcs=41573.59N.m3.1.3按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩Tcf當(dāng)計算錐齒輪最大應(yīng)力時，計算轉(zhuǎn)矩 Tc應(yīng)取前兩種的較小值，即 Tc=mi n Tce,Tcs =Tce=28260.20N.m當(dāng)計算錐齒輪疲勞壽命時，Tc取Tcf主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩為Tz二=5636.37N.m i?GG為主、從動錐齒輪間的傳動效率，計算時對于雙曲面齒輪副，當(dāng)i0<6時，G取90%

20、 ；3.2錐齒輪主要參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動錐齒輪齒數(shù)Z和Z2、從動錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)m、主、從動錐齒輪齒面寬b1和b2、雙曲面齒輪副的偏移距 E、中點 螺旋角1、法向壓力角-等。3.2.1主、從動錐齒輪齒數(shù)Z1和Z2選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素：1）為了磨合均勻，乙和Z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。2） 為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動齒輪和應(yīng)不少于40 <3） 為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對于商用車，乙一般不小于64）主傳動比io較大時，乙盡量取得少些，以便得到滿意的離地間隙。5）對于不同的主傳動比，乙和Z2應(yīng)有適

21、宜的搭配。6）對于雙曲齒輪單級貫通式主減速器來說，通常主動齒輪的最小齒數(shù)為8根據(jù)上述，取 乙=8, Z2=iZ 1=44.568, Z2取 45。322從動錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)mi對于單級主減速器，增大尺寸D2會影響驅(qū)動驅(qū)動橋殼高度尺寸和離地間隙，減小D2影響到跨置式主動齒輪的前支承座得安裝空間和差速器的安裝。D2可根據(jù)經(jīng)驗公式初選，即D2=Kd23（3.4）式中：D2從動齒輪大端分度圓直徑（mm）;Kd2 -一 直徑系數(shù)，一般為13.015.3 ;Tc-從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（N.m） ,Tc=minTce, Tcs。計算得 D2=426.44mmm由下式計算，即mD/z2=11

22、(3.5)同時，m還應(yīng)滿足ms 二 Km3 Tc(3.6)式中ms-模數(shù)系數(shù)，取0.30.4計算得ms取值范圍為9.1412.18，ms=9.48符合要求。3.2.3主、從動錐齒輪齒面寬b1和b2錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝 變窄引起的切削刀頭頂面寬過窄及刀尖圓角過小。這樣，不但減小了齒根圓角半徑，加 大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處 理變形等原因，使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損7本科畢業(yè)設(shè)計(論文)傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。 但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降

23、低。對于從動錐齒輪齒面寬b2，推薦不大于其節(jié)錐距A的0.3倍，即b2<0.3A2=65.40mm，而且 b2應(yīng)滿足 b2<10ms=94.8mm，般也推薦 b2=0.155 D?。因此 b2=0.155 D2=0.155 x 426.44 66mnb1=1.1b2=72.06mm3.2.4雙曲面齒輪副偏移距EE值過大將使齒面縱向滑動過大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E值過小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動的特點。一般對于總質(zhì)量較大的商用車，E三(0.100.12)D2三42.64451.728mm且E三20% A2=43.60mm。另外，主傳動比越大，則E也應(yīng)越大， 但應(yīng)保證齒輪不發(fā)生根

24、切。在本設(shè)計中 E=45mm。雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和小偏移兩種。由從動齒輪的錐頂向其齒面看去， 并使主動齒輪處于右側(cè)，如果主動齒輪在從動齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動 齒輪中心線下方，則為下偏移。如果主動齒輪處于左側(cè)，則情況相反。本設(shè)計中采用如 圖所示的方案，主動錐齒輪相對從動錐齒輪呈下偏移布置。圖4雙曲面齒輪的偏移3.2.5中點螺旋角B螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端的螺旋角最小。且雙曲 面齒輪副的中點螺旋角是不相等的。選擇B時，應(yīng)考慮它對齒面重合度& F、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。B越大，則 £ F也越大，同時嚙合的齒數(shù)越多，傳動就越平

25、穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。 一般& F應(yīng)不小于1.25，在1.52.0時效果最好。但是B過大，會導(dǎo)致軸向力增大。汽車主減速器雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為35°40。商用車選用較小的B9本科畢業(yè)設(shè)計（論文）值以防止軸向力過大，通常取35°?！案窭锷敝讫X輪推薦用下式預(yù)選主動齒輪螺旋角的名義值：I乩=25° + 5。Z +9:zid2（3.7）式中：時-主動齒輪名義（中點）螺旋角的預(yù)選值；Zi、Z2主、從動齒輪齒數(shù)；d2 -從動齒輪的分度圓直徑；E-雙曲面齒輪副的偏移距。對于雙曲面齒輪，所得螺旋角名義值還需按照選用的標(biāo)準(zhǔn)刀號進(jìn)行反算，最終得到的螺旋角

26、名義值:i與預(yù)選值時之差不超過5°326螺旋方向從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方 向，判斷軸向力方向時，可以用手勢法則，左旋齒輪的軸向力的方向用左手法則判斷， 右旋齒輪用右手法則判斷；判斷時四指握起的旋向與齒輪旋轉(zhuǎn)方向相同，其拇指所指方 向則為軸向力的方向如圖7所示。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時，應(yīng)使主動齒輪的軸向力離開錐 頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞?？紤]到汽車發(fā)動機(jī)為順時針旋轉(zhuǎn)，采用圖 a中的布置：主動齒輪左旋，從動齒輪右 旋。主動錐齒輪從背面看為

27、順時針旋轉(zhuǎn)，從動錐齒輪從背面看為逆時針旋轉(zhuǎn)。圖5雙曲面齒輪的偏移和螺旋方向f嶄曲聲生曲譽(yù)繪技轉(zhuǎn)方向主功齒輪旋轉(zhuǎn)方陶 亠101丸丄動侗輪蜃耗方向鵡 A 權(quán)主M軒輪度科方聞I袖 :A !* f力圖6螺旋方向與軸向力327法向壓力角a法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但對于小 尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖寬度過小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對于 小負(fù)荷工作的齒輪，一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對于雙曲面齒輪, 從動齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是相同的，但主動齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的。選取平 均壓力角時，商用車為20°或22° 30&

28、#39;在此取a =22° 3011本科畢業(yè)設(shè)計(論文)第4章主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算4.1錐齒輪輪齒形狀的選擇這里提出二種輪齒形狀，即雙重收縮齒、標(biāo)準(zhǔn)收縮齒和傾根錐母線收縮齒。根據(jù)汽車設(shè)計中表 9-12 中公式(89)知:9 2=34.945138 ' , S 2=233.786407' , Tr=0.189821為正數(shù)，采用傾根錐母線收縮齒。(a)(b)(a)標(biāo)準(zhǔn)收縮齒(b)雙重收縮齒圖6標(biāo)準(zhǔn)收縮齒與雙重收縮齒4.2錐齒輪的幾何尺寸計算根據(jù)汽車設(shè)計中表9-12給出的圓弧齒雙曲面齒輪的幾何尺寸計算步驟。計算得錐齒輪的幾何尺寸如下：小齒輪齒數(shù)Z=8;大齒輪齒數(shù) Z

29、2=45 ;大齒輪齒面寬d=20.155D2=66mm；小齒輪軸線偏移距 E= (0.100.12) D2=45mm ;大齒輪大端分度圓直徑 D2=426.44mm ;刀盤名義半徑rd=266.700(根據(jù)表9-4選擇);13本科畢業(yè)設(shè)計（論文）大齒輪在齒面寬中點處的分度圓半徑Rm2=180.9461mm ;小齒輪在吃面寬中點處的分度圓半徑Rm1=39.4109mm ;小齒輪節(jié)錐角y=11° 40' 59小齒輪中點螺旋角 仿=46° 21 ' ;19大齒輪中點螺旋角 俊=32° 18' 28大齒輪節(jié)錐角 y=77° 58'

30、 52大齒輪節(jié)錐頂點到小齒輪軸線的距離=-0.8252mm ;在節(jié)面內(nèi)大齒輪齒面寬中點錐距 Am=184.9975mm ;大齒輪節(jié)錐距 A0=217.9941mm ;大齒輪在齒面寬中點處得齒頂高 hm2=1.8862mm ,齒根高h(yuǎn)m2=12.6247mm ;傾根錐母線收縮齒的大齒輪齒頂角%t=0.82 °傾根錐母線收縮齒的大齒輪齒根角濟(jì)=4.66 °大齒輪的齒頂高h(yuǎn)2' =2.3597mm大齒輪齒根高h(yuǎn)2 =15.3073mm徑向間隙C=1.9362mm ;大齒輪的齒全高h(yuǎn)=17.667mm ;大齒輪齒工作高h(yuǎn)g=15.7308mm ;大齒輪的面錐角 Y2=78&

31、#176; 48' 13大齒輪的根錐角 蟲2=73° 20' 12大齒輪外圓直徑d02=427.4226mm ;大齒輪外緣至小齒輪軸線的距離 X02=43.9105mm ;大齒輪面錐頂點至小齒輪軸線的距離Z0=-1.6086mm,（負(fù)號表示該面錐頂點在大齒 輪輪體與小齒輪軸線之間）；大齒輪根錐頂點至小齒輪軸線的距離ZR=1.6963mm ,（正號表示該根錐頂點越過小齒輪軸線）；小齒輪的面錐角暫廣代。1T 16小齒輪面錐頂點至大齒輪軸線的距離 G0=-1.9683mm ,（負(fù)號表示該面錐頂點在小齒輪輪體與大齒輪軸線之間）；小齒輪外緣至大齒輪軸線的距離 BR=208.69

32、32mm ;小齒輪輪齒前緣至大齒輪軸線的距離 B 1=138.4683mm ;小齒輪的外圓直徑 d01=120.7249mm ;小齒輪根錐頂點至小齒輪軸線的距離 =9.1434mm ,（正號表示該根錐頂點越過小齒 輪軸線）；小齒輪根錐角 ®=10° 52' 34在節(jié)平面內(nèi)大齒輪內(nèi)錐距 Aj=151.9941mm。15本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第5章 主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計算在選好主減速錐齒輪的主要參數(shù)后，可根據(jù)所選擇的齒形計算錐齒輪的幾何尺寸， 而后根據(jù)所確定的計算載荷進(jìn)行強(qiáng)度驗算，以保證錐齒輪有足夠的強(qiáng)度和壽命。輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過載折斷、齒面點蝕及剝落、

33、齒面膠合、齒面 磨損等。5.1單位齒長圓周力主減速器錐齒輪的表面耐磨性，常用輪齒上的單位齒長圓周力來估算，即5.1)式中，p為輪齒上的單位齒長圓周力（N/mrj）； F為作用在輪齒上的圓周力（N）； b2為從動齒輪的齒面寬（mm），b2=81.03mm。按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算P= 2kdTemaxkigin 10 3n D1b2(5.2)#本科畢業(yè)設(shè)計（論文）#本科畢業(yè)設(shè)計（論文）式中：Temax -發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m），Temax=890N.m ;變速器傳動比，常取一檔進(jìn)行計算，分別為6.333;D 主動錐齒輪中點分度圓直徑，D1=39.4109mm ;計算得：一檔時 p=1164.35N

34、.m <1.2p=1178.4N.mp有時高出表中數(shù)值的在現(xiàn)代汽車設(shè)計中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高,20% 25%。5.2輪齒彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為2Tck0kskm3w g s d 10kvm$b2 DJ w（5.3）式中：-錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力（MPa）;Tc 所計算齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（N.m）,對于從動齒輪：Tc=minTce,Tcs=28260.20N.m ,對于主動齒輪，Tc=Tz=5636.37N.mKo-過載系數(shù)，一般取1,即k0=1 ；K s -尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng) ms1.6mm寸，ks=（ms/2

35、5.4）0.25。本設(shè)計中 ms=9.48>1.6mm , 0 25ks=（ms/25.4） =0.7816 ;Km 齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)：km=1.01.1 , km取1;Kv-質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動精度高時，kv=1.0 ;b 所計算齒輪的齒面寬（mrj） ， b=72.6mm , b2=66mm ；D-所討論齒輪的大端分度圓直徑（mm , D1=120.02mm ,D2=426.44mm ;Jw-所計算齒輪的輪齒彎曲,根據(jù)圖7， Jw1 =0.28，Jw2=0.24計算得：ow1 =689.87MPa<斷=700MPaow2=380.94MPa<

36、; 砒=700MPa得出結(jié)論：主、從動錐齒輪的輪齒彎曲強(qiáng)度均符合強(qiáng)度要求。大齒輪彎曲計算用:樣老年*<5.3輪齒接觸強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為(5.4)52TzkokskmkfIQ3j DJkvbJj式中：-錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力（MPa）;Di-主動錐齒輪大端分度圓直徑（mm） , Di=120.0245mm ；b bi和b2中的較小值（mm）, b=66mm ；ks-尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對淬透性的影響，通常取 1.0 ；kf-齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅、磷化處理等），對于制造精確的齒輪，kf取1.0 ；Cp 綜合彈性系數(shù)，鋼對鋼齒輪：

37、Cp取232.6N2 /mm ;ko,km,kv與式（5-14）的相同；Jj-齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，Jj=0.1825根據(jù)圖8取值。計算得：G =l657.46MPa< j =2800MPa由于主、從動齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的。所以主、從動齒輪均符合彎曲強(qiáng)度要求。19本科畢業(yè)設(shè)計（論文）#本科畢業(yè)設(shè)計（論文）大齒輪齒斂可354045505560接觸計算用圖8接觸強(qiáng)度計算用綜合系數(shù) J孑繼sfieszm#第6章主減速器錐齒輪軸承的載荷計算6.1錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒 輪切線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于

38、齒輪軸線的徑向力。6.1.1齒寬中點處的圓周力齒寬中點處的圓周力F為Fi2TDmi(6.1)式中：T-作用在從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩，根據(jù)公式計算得1172.38N.m ；Dm2-從動齒輪齒寬中點處的分度圓直徑，Dm2=361.89mm由式（5-17）確定，即：Dm2=D2b2Sin y(6.2)式中：D2從動齒輪大端分度圓直徑；b2-從動齒輪輪齒寬;衛(wèi)從動齒輪節(jié)錐角。計算得：從動齒輪齒寬中點處的圓周力F1=29.76KN由式=可知，F(xiàn)2=36.44KN6.1.2錐齒輪的軸向力和徑向力主動錐齒輪的螺旋方向為右旋，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向為逆時針主動齒輪的軸向力Faz：Faz=（tan a sin 丫 +sin

39、 （329c64KN）=式中：丫為主動錐齒輪的面錐角，Y =16° 11 16a為輪齒驅(qū)動齒廓的法向壓力角，a =22° 3。軸向力為正值表明力的方向離開錐頂。21本科畢業(yè)設(shè)計(論文)#主動齒輪的徑向力FrzFrz= (tan a cossin B sin =10.58KN徑向力是正值表明力使該齒輪離開相嚙合齒輪。從動齒輪的軸向力Fac：Fac=(tan a sinsin B cos=l0)3KN式中：Y從動齒輪的根錐角，Y =73° 20' 12 從動齒輪的徑向力FrcFRc=(tan a cos 丫 +sin B2si72KN)徑向力是正值表明力使該齒

40、輪離開相嚙合齒輪6.2錐齒輪軸承的載荷計算#A#圖9主減速器軸承的布置尺寸在圖 a 中 a=132mm, b=78mm, c=54mm,在圖 b 中 a=322mm, b=172mm, c=150mm A軸承：Fr1= =21.96KNB軸承：Fr2=15.58KNC軸承：Fr3=21.92KND軸承：Fr4=18.78KN6.3錐齒輪軸承的壽命計算6.3.1 A軸承的壽命計算A軸承為圓柱滾子軸承采用 NU型23系列，代號為NU2309E，尺寸為45X100>36。 A軸承只承受徑向載荷，額定動載荷 Cr為102.85KN，所承受的當(dāng)量動載荷P1=XFr1 =21.96KN。對于無輪邊減

41、速器的驅(qū)動橋來說，從動輪（差速器）軸承的計算轉(zhuǎn)速n2為“2=式中：r輪胎滾動半徑，r=0.493mm ;V am汽車的平均行駛速度（KM/h）,對于公共汽車取3040KM/h。計算得 n2=188.84KM/h ,n 1= n2 X0=1052.03KM/h。在實際計算中，常以工作小時數(shù)表示軸承的額定壽命Lh=（）£106（6.3）式中：ft為溫度系數(shù)，取1.0 ；fp為載荷系數(shù)，取1.2。計算得 Lh=4018.75h。若大修里程定位100000公里，可計算出預(yù)期壽命即 Lh' =2857hLh=4018.75h > Lh' =2857故A軸承滿足壽命要求。6

42、.3.2 B軸承的壽命計算對于B軸承，在此并不是一個軸承，而是一對軸承，對于成對安裝的軸承組的計 算當(dāng)量載荷時徑向載荷系數(shù) X和軸向載荷系數(shù)丫值按雙列軸承選用，e值與單列軸承相 同。B軸承為圓錐滾子軸承采用 3000型13系列，代號為31314,尺寸為70X50X38&5。31314軸承的基本額定動載荷 Cr=193KN，由于采用成對軸承 刀Cr=1.7Cr=330.03KN。=1.90>e=0.4 則 X=0.4，Y=1.6P2=XFr2+YFaz=0.4 X5.58+1.6 2X.64=53.66KN根據(jù)公式（9-53）計算得Lh=3677.53h> Lh' =

43、2857h故B軸承滿足壽命要求。23本科畢業(yè)設(shè)計（論文）6.3.3 C、D軸承的壽命計算C、D 軸承為 32218U，尺寸為 90X160X42.6 40X34，額定動載荷 Cr=262KN 。Fd3=7.66KNFd4=6.57KN ,Fd3+ Fac=17.99KN> Fd4=6.57KN 軸有向右移動的趨勢；C、D軸承面對面正裝，軸承D受壓，軸承C放松；C、D 的派生軸向力分別 Fa3=Fd3=7.66KN Fa4=Fd3+Fac=17.99KN ; Fa3 Fr3=0.3495<e=0.42 p3=XF r3+YFa3=Fr3=21.92KN=0.9579>e=0.4

44、2 p4=0.4Fr4+1.43Fa4=33.24KN根據(jù)公式（9-53）計算的 C 軸承 Lh3=187640.34h> Lh' =2857hD 軸承 Lh4=468402.22h> Lh' =2857h故C、D軸承都滿足壽命要求。#本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第7章齒輪材料驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動系其他齒輪相比，具有載荷大、 作用時間長、變化多、有沖擊等特點，是傳動系中的薄弱環(huán)節(jié)。錐齒輪材料應(yīng)滿足如下 要求：1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的 耐磨性。2）輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折

45、斷。3）鍛造性能、可加工性及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。4）選擇合金材料時，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而是選用含錳、釩、硼、鈦、 鉬、硅等元素的合金鋼。汽車主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20Mn2TiB、20CrMnMo、22CrNiMo 和 l6SiMn2WMoV 等，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后， 輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到5864HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)m >8時為2945HRC， 當(dāng)端面模數(shù)mW8寸為3245HRC。對滲碳層有如下規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)mW5時，厚度為0.91.3mmm=58時，厚度為1.01.4mmm &

46、gt;8時，厚度為1.21.6mm為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐 齒輪在熱處理及精加工后，作厚度為 0.0050.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。 對齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。對于滑動速度高的齒輪可進(jìn)行滲硫 處理，以提高耐磨性。滲硫后摩擦因數(shù)可顯著降低，即使?jié)櫥瑮l件較差，也能防止齒面 擦傷、咬死和膠合。25本科畢業(yè)設(shè)計(論文)第8章對稱式圓錐行星齒輪差速器設(shè)計8.1差速器齒輪主要參數(shù)選擇8.1.1行星齒輪數(shù)n行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來選擇，在承載不大的情況下n可取兩個，反之應(yīng)取n=4。在本設(shè)計中n取4。.8.1.2行星齒輪球

47、面半徑Rb行星齒輪球面半徑Ro反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗公式來確定Rb=kb( 8.1)式中：kb-行星齒輪球面半徑系數(shù)，kb=2.53.0,對于有四個行星齒輪的乘用車和商用車取小值，kb=2.65 ;Td-差速器計算轉(zhuǎn)矩，Td= min：,匚=28260.20N.m ;計算得：Rb=kb=2.65=80.72mm。行星齒輪節(jié)錐距A0為A0=(0.980.99) Rb=79.50mm(8.2)8.1.3行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)Z1和Z2為了使輪齒有較高的強(qiáng)度，希望取較大的模數(shù)，但尺寸會增大，于是又要求行星齒輪的齒輪Z1應(yīng)取少些，但Z1 一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)Z2在

48、1425之間選用。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比Z1/ Z2在1.52.0范圍內(nèi)。同時為使四個行星齒輪能同時與兩個半軸齒輪嚙合，兩半軸齒輪的齒數(shù)和必須能被行星齒輪數(shù)整除，否 則差速齒輪不能裝配。根據(jù)上述要求：Z1取11,取Z2取22。本科畢業(yè)設(shè)計(論文)8.1.4行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角y和Y分別為Y =arcta n( z1/z2)Y=arcta n( z2/z1)(8.3)計算得：y=26° 33' 54Y=63° 26'。錐齒輪大端的端面模數(shù)m為m=sin Y=sin y(8.4)計算得

49、：m=6.46。算出模數(shù)后，齒輪大端節(jié)圓直徑即可由下式求得：行星齒輪大端節(jié)圓直徑：di= mZi=11 >6.46=71.06mm半軸齒輪大端節(jié)圓直徑：d2=mZ2=22£46=142.12mm8.1.5壓力角a汽車差速齒輪都采用壓力角為 22° 30'齒高系數(shù)為0.8的齒形。某些總質(zhì)量較大的商用車采用25°壓力角，以提高齒輪強(qiáng)度。在本設(shè)計中質(zhì)量較大，故采用25°的壓力角。8.1.6行星齒輪軸直徑d及支承長度L行星齒輪軸直徑d(mm)為d=To 103.1.1 “c nd(8.5)式中：T0-差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m), T0=28260

50、.20N.m ;n行星齒輪數(shù)，n=4 ;rd-行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x(mm ,約為半軸齒輪齒寬中點處平均 直徑的一半，即rd" 0.5Dd'=57mm (其中d2為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑， d2=115.29mm);創(chuàng)-支承面允許擠壓應(yīng)力取98MPa。計算得：d=31.28N.m。(行星齒輪軸直徑d與行星齒輪安裝孔 書相等) 行星齒輪在軸上的支承長度LL=1.1d=34.41mm(8.6)29本科畢業(yè)設(shè)計（論文）圖10差速器行星齒輪安裝孔直徑及其深度8.2差速器輪齒的幾何計算行星齒輪齒數(shù)Zi=11 ，半軸齒輪齒數(shù)Z2=22，模數(shù)m=6.46齒面寬 b2=(0.25

51、O.3O)A0=3Omm ;齒工作高 hg=1.6m=10.34mm;壓力角a =25 ,軸交角 工=90°節(jié)圓直徑 di=mZi=71.06mm ,d2=mZ2=142.12mm ;節(jié)錐角 y=26° 33' 54=63° 26' 5節(jié)錐距 A°=79.50mm ,周節(jié) t=3.1416m=20.29mm ;齒頂高 h1'=hg-h2=4.59mm, h? = 0.430+ m=3.38mm ;齒根高 =1.788mhi'=4.59mm , h?" =1.788imh2 =8.17mm ;徑向間隙 c=h- h

52、g=0.188m+0.051=1.27mm ;齒根角 q=arctan=3 ° 18' ,16二 arctan=5 ° 52' 3面錐角y1=Y|+>=32°25'57 y2=Y+為=66°44'21根錐角yi=y-D=23°15'58農(nóng)2=Y- $=57°34'2外圓直徑 d°i= d?+2 h，cos 丫 =83.51mm ; d°2= d?+2 hg'cos ?=145.14mm ;節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離 X01= - h1,sin i=67.95

53、mmX°2= h2si nY=32.51mm ; 齒側(cè)間隙B=0.25。8.3差速器齒輪強(qiáng)度計算差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那 樣經(jīng)常處于嚙合傳動狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪 打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運(yùn)動。因此，對于差速器齒輪，主要 應(yīng)進(jìn)彎曲強(qiáng)度計算。2Tc ks km103kvmpd2J n(8.7)式中：n為行星齒輪數(shù)，n=4 ；J為綜合系數(shù),計算得：cw=824.71MPa<C 吶=980MPa 當(dāng) To=min Tce，Tcs時ow=980MPa第9章驅(qū)動橋半軸設(shè)計9.1全浮式半軸計

54、算全浮式半軸計算載荷可按車輪附著力距計算，即Mm2'（9.1）式中：G2-驅(qū)動橋的最大靜載荷，G2=9500>9.8=93100N ;rr- 車輪滾動半徑，rr=0.493m ;m2 -負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，m2' =1.1&-附著系數(shù)，© =0.8;3計算得：M盲20195.25采0。9.2半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計9.2.1全浮式半軸桿部直徑設(shè)計全浮式半軸桿部直徑可按下式初步選取d=K3M ©（9.2）式中：d-半軸干部直徑（mm）；3M 廠-半軸計算轉(zhuǎn)矩（N.mm） , M =20195.25 10;k- 直徑系數(shù)，取0.2050.218 。計算得：d=55.8359.37mm，取 58mm。9.2.2半軸桿部設(shè)計其他要求1）半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的低徑，以便使半軸各部分基本達(dá)到等強(qiáng)度。2）半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓 角半徑，尤其是凸緣與桿部、花鍵與桿部的過渡部分，以減小應(yīng)力集中。3）當(dāng)桿部較粗而且外端凸緣也較大時，可采