（汽車行業(yè)）汽車主減速器的自動加工綜合設(shè)計

長：233寬：倆軸端距中心高：通過計算或從圖中量取三、工作內(nèi)容和要求：本設(shè)計建立了合理的動力分析模動機(jī)構(gòu)、支承、鍵、蝸桿及軸進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析。計算且校核主要零件的強(qiáng)度及其壽命，分析結(jié)果能夠見到各零件性能指標(biāo)均符合要求。利用CAD等軟件畫出主減速器的各零件圖選題的背景和意義：課題研究的主要內(nèi)容：指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，從摩擦的角度分析差速器內(nèi)摩擦力矩的組成，建立內(nèi)摩擦力矩的計算模型；主要研究（設(shè)計）方法論述：2.從設(shè)計觀點(diǎn)出發(fā)論述各項(xiàng)性能指標(biāo)和設(shè)計參數(shù)458五、指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽名：年月日六、系部意見： 1 1 2 2 2 3 3 3 5 5 7 13 15 16 17 19 21 24 25 26 271影響，它是驅(qū)動橋最重要的組成部分，其功用是將萬向傳動裝置傳動車輪，是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動制造工藝上，仍是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制新能力，技術(shù)手段落后。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔AutomotiveautomaticprocessingofthemainreducerintegrateddesAbstract:Reduceristhemaintransmissionlinestoreducevehiclespeed,increasedtoeofthemaincomponents,theperformanceofthevehiclehasadirectimpactonthetisthedriveaxleofthemostimportantcomponentoftheuniversalfunctioniststotransfertheenginetorquetothedrivewheels,intheautomotivepowertrainpeedandincreasethetorqueofthemaincomponents.Purchaseofmotorvehiclongitudinal,themainreduceralsochangedtheroleofthedirectionofpowertrn.Comparedwithforeigncountries,China'smotorreducerdesy,manufacturingprocesses,orintermsofcostcontrolarestillalargegap,inparticularlackofgearmanufacturingtechnologydevelopmentandinnovationcapacityofaninendent,backwardtechnology.Atpresent,themoreprominentproblemisthattheinduyasawholeweaknewproductdevelopment,processinnovationandmanagementoflevelofcorporategovernanceismoreextensive,aconsiderableproportionoftheprodsisstilllowlevel,thelackofinternationalinfluenceoftheproductbrand,industryasawescatteredisstillveryserio汽車主減速器是驅(qū)動橋最重要的組成部分，其功用是將萬向傳給驅(qū)動車輪，是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車來說，主減速器仍有改變動力傳輸方向的作用。汽車正常行駛時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在200至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳扭矩必然增加，也加大了變速箱和變速箱后壹級傳動機(jī)構(gòu)的傳動負(fù)驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置壹個主減速器，能夠使主減速器前面的傳動部件，如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，同時也減小了變速箱的改革開放以來，中國的汽車工業(yè)得到了長足發(fā)展，尤其是加入WTO以后，我國的汽車市場對外開發(fā)，汽車工業(yè)逐漸成為世界汽車整體市場的壹個重要組成部隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國家環(huán)保法規(guī)的的主旋律。對整車主要總成之壹的驅(qū)動橋而言，小速比、產(chǎn)品上，國內(nèi)卡車市場用戶主要以承載能力強(qiáng)、齒輪疲國外同類產(chǎn)品新技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對國內(nèi)市場需求開發(fā)出來的高性車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過現(xiàn)車型的平臺化，造型和結(jié)構(gòu)更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應(yīng)對頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點(diǎn)，這些都對基礎(chǔ)件產(chǎn)品提和國外相比，我國的車用減速器開發(fā)設(shè)計不論在技術(shù)上、制造工藝管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情況依然嚴(yán)重。這需要我們加快技術(shù)創(chuàng)新管理水平，加快和國際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計適應(yīng)中國國情的高制到創(chuàng)新，早日縮小且消除和世界先進(jìn)水平的差距。近幾年來，國雷諾等進(jìn)行合資合作，在車橋減速器的開發(fā)上取得了顯著的進(jìn)步。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、壹汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展合作項(xiàng)目，希望早日實(shí)和世計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用。從發(fā)動機(jī)的大馬力、低同時齒輪的使用壽命要求更高(齒輪疲勞壽命平均可達(dá)50萬次之上);在額定軸荷相同時，車橋的超載能力更強(qiáng);主減速器齒輪使用壽命更長、噪音更低、強(qiáng)度更大，潤滑密封性能更好;點(diǎn)重合的圓錐摩擦輪組成且作純滾動的摩擦輪傳動相同，其摩分類按齒線形狀錐齒輪傳動可分為直齒、斜齒和曲線齒錐齒輪傳應(yīng)用較廣。按輪齒倆端齒高變化情況（圖2-2）錐齒輪輪齒可分為以下4種：①等高齒的,②正常收縮齒的，頂錐頂點(diǎn)、節(jié)錐頂點(diǎn)和根錐頂點(diǎn)三者重合，直齒錐齒錐頂點(diǎn)皆不重合，而頂錐母線和相嚙合輪齒的根錐母線相平行。后倆種齒的齒根圓角較大，動平穩(wěn),噪聲小，承載能力強(qiáng)；最少齒數(shù)可到5,因而可獲得較大的傳動比(可達(dá)10)和的場合如汽車、機(jī)床的差速齒輪。曲線齒錐齒輪按齒線形狀分為弧齒錐錐齒輪：齒線是長幅外擺線的壹段AB，切齒時是連續(xù)回轉(zhuǎn)分齒，壹個齒輪只要壹道工序就經(jīng)磨削的零度錐齒輪的vm≤50米/秒。這種齒輪傳動可用于直接代替直齒圓錐齒輪傳動，就可實(shí)現(xiàn)交錯軸間的摩擦傳動。若沿直線Ⅲ-Ⅲ方向做出輪齒,這種齒輪就是雙曲面齒輪。因此，雙曲面齒輪的接觸線是直線。通常，實(shí)現(xiàn)傳動且不需要壹對整通常都用和雙曲面很接近的準(zhǔn)雙曲面齒輪來代替。這種齒合是漸進(jìn)接觸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好。倆輪的軸線偏置壹個距離，大小齒輪都齒接觸較好。準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動接觸區(qū)域較大，滑動速度較小，因而傳齒輪，需要使用專用的或高精度的機(jī)床和刀具，因而制造工藝復(fù)類型按輪齒和齒輪軸線的相對關(guān)系，圓柱齒輪傳齒輪齒條嚙合傳動，由壹個外齒輪和齒條組成，可將齒輪的轉(zhuǎn)動變?yōu)辇X嚙合特點(diǎn)由齒廓曲面形成過程可知，漸開線直齒圓線平行的直線，在嚙合過程中整個齒寬同時進(jìn)入和退出嚙合，輪齒上所或卸掉，故傳動平穩(wěn)性差，沖擊和噪聲大。漸開線斜齒圓柱齒輪嚙合時漸由短變長，以后又逐漸由長變短，直至脫離嚙合，輪齒上所受的力也部分齒寬為右螺旋齒，另壹部分為左螺旋齒。根據(jù)制造方法不同，左、刀槽和不帶退刀槽的倆種結(jié)構(gòu)。前者可在普通滾齒機(jī)上加工，后者需用齒輪除具有斜齒輪的長處外，由于其倆部分輪齒的左、右螺旋角大小相軸向力FX互相抵消；可是制造稍困難些。人字齒圓柱齒輪傳動常用于傳遞大功率、大轉(zhuǎn)矩的重型機(jī)械中，其螺旋角可比斜齒輪大些：β=15°~45°,常用30°左右。壹對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的正確嚙合條件是：倆齒輪分度圓上的壓力角相等，α1=α2=α;模數(shù)相等，m1=m2=m。斜齒輪除這倆個條件外，仍應(yīng)滿足：外嚙合時倆齒輪分度圓柱上的間隙系數(shù)c*。這5個參數(shù)除齒數(shù)Z外，均制訂有標(biāo)準(zhǔn)。模數(shù)m＝p/π,p為周節(jié)，齒輪的徑向尺寸都做成模數(shù)的倍數(shù)，故模數(shù)是計算齒輪尺寸的最主要參數(shù)。壓力角α通常指齒輪分漸開線斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和直齒圓柱齒輪基本相同，但斜壹般蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。蝸桿傳動的傳動比大，工作平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖。但壹般的蝸桿傳動效率較低，蝸輪常須用較貴的有色金屬（如青銅）制廓為直線。阿基米德蝸桿能夠在車床上用梯形車刀加工，所以制造度不高。在阿基米德圓柱蝸桿傳動中，蝸桿和蝸輪齒面的接觸線和很小，不易形成潤滑油膜，故承載能力較低。②弧齒圓柱蝸桿傳動是壹種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動。在這種傳動中，接要參數(shù)。通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面，稱為中間平蝸桿傳動的參數(shù)和幾何尺寸計算大致和齒輪傳動相同，且且通常標(biāo)準(zhǔn)壓力角α=20°。頭數(shù)越多效率越高；但頭數(shù)太多，如Z1＞4，分度誤差會增大，且不易加工。蝸輪的齒數(shù)在上式中引入q=Z1/tgλ,則可求得蝸桿的分度圓直徑為d1=qm。式中q稱為蝸桿特性系數(shù)。為了限制滾刀的數(shù)目，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了和每個模數(shù)搭配的q值。通常q=6～17。蝸輪分失效形式和計算準(zhǔn)則在蝸桿傳動中，蝸輪輪齒的失斷。但壹般蝸桿傳動效率較低，滑動速度較大，容易發(fā)熱等，故膠合和磨損破壞更為常見。為了避免膠合和減緩磨損，蝸桿傳動的材料必須具備減摩、耐磨和抗膠63)，然后經(jīng)過磨削或珩磨以提高傳動的承載能力。蝸輪多數(shù)用青銅制造，對低速不重要的傳動，有時也用黃銅或鑄鐵。為了防止膠合和減緩磨損，應(yīng)選擇良好的抗膠合添加劑的潤滑油。對于蝸桿傳動的膠合和磨損，仍沒有成熟的計力是引起齒面膠合和磨損的重要因素，因此仍以齒面接觸強(qiáng)度計算為蝸桿傳動的基本計算。但必要時應(yīng)驗(yàn)算蝸桿軸的強(qiáng)度和剛度。對閉式傳動仍應(yīng)進(jìn)行熱平衡計算蝸桿和蝸輪結(jié)構(gòu)壹般蝸桿和軸制成壹體，稱為蝸桿軸（圖2-11）。蝸輪的結(jié)構(gòu)型式（圖2-12）可分為3種形式。①整體式：用于鑄鐵和直徑很小的青銅蝸輪。②齒圈壓配式：輪轂為鑄鐵或鑄鋼，輪緣為青銅。③螺栓聯(lián)接式：輪緣和輪主減速器壹般用來改變傳動方向，降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，保證對壹些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級主減速器就必須增大，會影響驅(qū)動橋的離地間隙，所以采用倆次減速。為提高錐形齒輪副的嚙合平穩(wěn)性和強(qiáng)度，第壹級減速齒主動圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動從動圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，從而完成壹級減輪和從動圓錐齒輪同軸而壹起旋轉(zhuǎn)，且?guī)訌膭訄A柱齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行柱齒輪安裝于差速器外殼上，所以，當(dāng)從動圓柱齒輪轉(zhuǎn)動時，通過差減速器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量小，且可使中、后橋單級貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式倆種結(jié)構(gòu)式主減速器(圖2-13a)是利用雙曲面齒輪副軸線偏移的特點(diǎn)，將壹根貫通軸穿后橋?？墒沁@種結(jié)構(gòu)受主動齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而過增設(shè)輪邊減速器或加大分動器速比等方法來加大總減速比。蝸輪器(圖2-13b)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下可的貫通式驅(qū)動橋的布置。另外，它仍具有工作平滑無聲、便于汽車對于中、重型多橋驅(qū)動的汽車，由于主減速比較大，多采用雙級貫的組合方式不同，可分為錐齒輪壹圓柱齒輪式和圓柱齒輪壹錐齒輪式柱齒輪式雙級貫通式主減速器(圖2-14a)可得到較大的主減速比，可是結(jié)構(gòu)高度尺寸大，主動錐齒輪工藝性差，從動錐齒輪采用懸臂式支承，支承剛度差，拆錐齒輪式雙級貫通式主減速器(圖2-14b)的第壹級圓柱齒輪副具有減速和貫通的作用。有時曲面齒輪的偏移方式以及圓柱齒輪副在錐齒輪副前后的布置位置等因素來確定錐齒輪的螺旋方向，所選的螺旋方向應(yīng)使主、從動錐齒輪有相斥的軸向力。此結(jié)構(gòu)在設(shè)計某些重型汽車、礦山自卸車、越野車和大型公共汽車的驅(qū)比較大，為了使變速器、分動器、傳動軸等總成所受載荷盡量小，得較大。當(dāng)主減速比大于12時，壹般的整體式雙級主減速器難以達(dá)到得到較大的驅(qū)動橋總傳動比。另外，半軸、差速器及主減速器從動圓柱行星齒輪式輪邊減速器(圖2-15a)能夠能夠布置在輪轂之內(nèi)。作驅(qū)動齒輪的太陽輪連接半軸，內(nèi)星齒輪架驅(qū)動輪轂。行星齒輪壹般為3～5個均勻布置，使處于行星齒輪中間的太陽輪得到合輪12位于圖示位置時，輪邊減速器位于低擋；當(dāng)接合輪被專門的操縱機(jī)構(gòu)13移向外側(cè)且和側(cè)蓋15的花鍵孔內(nèi)齒相接合，使半軸直接驅(qū)動輪邊減速器殼普通外嚙合圓柱齒輪式輪邊減速器，根據(jù)主、從動齒輪相對位置和下置倆種形式。主動齒輪上置式輪邊減速器主要用于高通殼的離地間隙；主動齒輪下置式輪邊減速器(圖2-15c)主要用于城市公共汽車和大客車上，主減速器中必須保證主、從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能確嚙合，除和齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪使靠近齒輪的軸承的軸徑比另壹軸承的支承軸徑大些?？拷X輪的支承滾子軸承，這時另壹軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外，仍和軸承配合緊度有關(guān)。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高大端壹側(cè)軸頸上的倆個相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小度，使布置更緊湊，且可減小傳動軸夾角，有利于整車布置?？善鳉んw上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、從動齒輪之間的空間很小，致使主動齒輪的導(dǎo)向軸布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定例有關(guān)。從動錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承剛度，倆軸增強(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％。為了使載荷能盡量均在具有大的主傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承(圖3-1)。輔助支承和從動錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許極限時能制止從動錐齒其中：①、由[1]P223表9-5查得②、由[1]P223表9-6根據(jù)對斜齒輪傳動載荷較平穩(wěn)，查得K=1.2其中：④、模數(shù)：;：；；4、當(dāng)量彎矩：按扭合成應(yīng)力計算軸的強(qiáng)度。由軸的結(jié)構(gòu)簡圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處軸的危險截面。進(jìn)行計算時，只計算軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度，則其中：額定靜載荷為：4、因?yàn)槭乔蜉S承，取軸承壽命指數(shù)為：=變化多、有沖擊等特點(diǎn)。它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：4)選擇合金材料時，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而選用含錳、具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用高，表面硬化層以下的基底較軟，在為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨應(yīng)力噴