汽車主減速器的自動(dòng)加工綜合設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè) 班級(jí) 姓名 一、課題名稱：汽車主減速器的自動(dòng)加工綜合設(shè)計(jì) 二、主要技術(shù)指標(biāo)：1、性能規(guī)格尺寸 兩軸線中心距：700.08；中心高：800.1； 2、裝配尺寸 滾動(dòng)軸承：js6 K7 ； 齒輪與軸：32H7/h6； 銷聯(lián)接：4H7/ k6；鍵聯(lián)接：10N9/js9； 3、外形尺寸 長(zhǎng)：233 寬：兩軸端距中心 高：通過(guò)計(jì)算或從圖中量取 4、安裝尺寸 孔的定位尺寸：133和74 孔徑48 三、工作內(nèi)容和要求：本設(shè)計(jì)建立了合理的動(dòng)力分析模型，針對(duì)汽車主減速器中的齒輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支承、鍵、蝸桿及軸進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析。計(jì)算并校核主要零件的強(qiáng)度及其壽命，分析結(jié)果可以看到各零件性

2、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及裝配圖。四、主要參考文獻(xiàn)：1 黃勁枝 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7 2 林曉新 主編.工程制圖.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7 3 任金泉 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).西安:西安交通大學(xué)出版社,2002.12 4 吳宗澤 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京:高等教育出版社,2003.11 5 林穆義 張福生 主編 車輛底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)冶金工業(yè)出版社 2007年 6 馮晉祥 吾際璋 主編 自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)原理圖冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社 2004年 7濮良貴 紀(jì)名剛 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）高等教育出版社 2007年 學(xué) 生（簽名）

3、 年 月 日 指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日 系 主 任（簽名） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目汽車主減速器的自動(dòng)加工綜合設(shè)計(jì)一、 選題的背景和意義：近年來(lái)，公路運(yùn)輸行業(yè)迫于日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)壓力，要求更大的裝運(yùn)體積、更高的運(yùn)營(yíng)效率和更快的行車速度，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率要求急劇提高。然而，車裝制動(dòng)系統(tǒng)的功率卻由于多種因素的限制不能同步提高而達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求。汽車主減速器是驅(qū)動(dòng)橋最重要的組成部分，其功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車來(lái)說(shuō)，主減速器還有改變動(dòng)力傳輸方向的作用

4、。所以，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，可以使主減速器前面的傳動(dòng)部件，如變速箱、分動(dòng)器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等傳遞的扭矩減小，同時(shí)也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且操控靈敏省力。二、 課題研究的主要內(nèi)容：1.分析主減速器的結(jié)構(gòu)和功能；2.分析最常用的對(duì)稱式行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)、作用和工作原理，列舉主減速器傳動(dòng)性能的評(píng)價(jià)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(jì)算模型；分析差速器的轉(zhuǎn)矩分配性能，建立兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩分配關(guān)系，總結(jié)出差速器內(nèi)摩擦力矩隨主減速器輸入轉(zhuǎn)矩變化的規(guī)律。3.主減速器總體設(shè)計(jì)及部分零件圖，4.分析自動(dòng)加工的工作原理及自動(dòng)加工的過(guò)程

5、。三、 主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：1.本文主要運(yùn)用文字論述的方法主，同時(shí)理論與實(shí)踐相結(jié)合；2.從設(shè)計(jì)觀點(diǎn)出發(fā)論述各項(xiàng)性能指標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系；3.力求以多種多樣的形式詳盡的表述知識(shí)點(diǎn)。四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容2009.8.22009.8.4熟悉課題，明確任務(wù)要求，調(diào)研，收集資料，寫出開題報(bào)告。開始進(jìn)行外文翻譯2009.8.42009.8.5完善開題報(bào)告，并提交指導(dǎo)老師2009.8.62009.8.8擬寫“汽車主減速器的自動(dòng)加工綜合設(shè)計(jì)”的提綱，摘要和緒論2009.8.92009.8.12撰寫“汽車主減速器的設(shè)計(jì)步驟及過(guò)程、其自動(dòng)加工的程序及過(guò)程”2009.8

6、.132009.8.14完成論文的結(jié)論，感謝辭和參考文獻(xiàn)的編寫2009.8.15提交初步完成的畢業(yè)論文2009.8.162009.8.18在指導(dǎo)老師的幫助下進(jìn)行修改，進(jìn)一步完善初稿2009.8.192009.8.30翔實(shí)相關(guān)論點(diǎn)、論據(jù)，積極準(zhǔn)備畢業(yè)論文的答辯五、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日汽車主減速器的自動(dòng)加工綜合設(shè)計(jì)目錄摘 要1Abstract1第1章 緒論21.1引言21.2 國(guó)內(nèi)主減速器發(fā)展現(xiàn)狀2第2章 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析32.1 主減速器齒輪的類型分析32.1.1螺旋錐齒輪傳動(dòng)32.1.2 雙曲面齒輪傳動(dòng) 52.1.3 圓柱齒輪傳

7、動(dòng) 52.1.4 蝸桿傳動(dòng) 72.2主減速器的分級(jí) 112.2.1 單級(jí)主減速器112.2.2雙級(jí)主減速器112.2.3貫通式主減速器112.2.4單雙級(jí)減速配輪邊減速器13第3章 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案153.1 主動(dòng)錐齒輪的支承153.2 從動(dòng)錐齒輪的支承16第4章 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇16第5章 主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 175.1齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 175.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 185.3結(jié)論 19第6章 軸與滾動(dòng)軸承的強(qiáng)度計(jì)算196.1軸的強(qiáng)度計(jì)算196.2滾動(dòng)軸承的強(qiáng)度計(jì)算21第7章 錐齒輪的材料23第8章 零件的自動(dòng)加工24第9章 結(jié)論25感 謝 辭 26參考文獻(xiàn)

8、2729汽車主減速器的自動(dòng)加工綜合設(shè)計(jì)摘要: 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，其性能對(duì)整車質(zhì)量有著直接影響，它是驅(qū)動(dòng)橋最重要的組成部分，其功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車來(lái)說(shuō)，主減速器還有改變動(dòng)力傳輸方向的作用。與國(guó)外相比，我國(guó)的車用減速器開發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨(dú)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后。目前比較突出的問(wèn)題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國(guó)際影響

9、力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情況依然嚴(yán)重。關(guān)鍵詞：主減速器；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Automotive automatic processing of the main reducer integrated designAbstract: Reducer is the main transmission lines to reduce vehicle speed, increased torque of the main components, the performance of the vehicle has a direct impact on the quality, it is the driv

10、e axle of the most important component of the universal function is to drive mass to transfer the engine torque to the drive wheels, in the automotive power train to reduce speed and increase the torque of the main components. Purchase of motor vehicles for the longitudinal, the main reducer also ch

11、anged the role of the direction of power transmission. Compared with foreign countries, Chinas motor reducer design, whether in technology, manufacturing processes, or in terms of cost control are still a large gap, in particular the lack of gear manufacturing technology development and innovation c

12、apacity of an independent, backward technology. At present, the more prominent problem is that the industry as a whole weak new product development, process innovation and management of low level of corporate governance is more extensive, a considerable proportion of the products is still low level,

13、 the lack of international influence of the product brand, industry as a whole scattered is still very serious. Key words: final drive； Mechanical structure design1. 緒論1.1 引言汽車主減速器是驅(qū)動(dòng)橋最重要的組成部分，其功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車來(lái)說(shuō)，主減速器還有改變動(dòng)力傳輸方向的作用。汽車正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在200至3000r/m

14、in左右，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)比則需要很大，齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也就是說(shuō)變速箱的尺寸會(huì)加大。另外，轉(zhuǎn)速下降，扭矩必然增加，也加大了變速箱與變速箱后一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)荷。所以，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，可以使主減速器前面的傳動(dòng)部件，如變速箱、分動(dòng)器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等傳遞的扭矩減小，同時(shí)也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且操控靈敏省力。1.2 國(guó)內(nèi)主減速器發(fā)展現(xiàn)狀改革開放以來(lái)，中國(guó)的汽車工業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，尤其是加入WTO以后，我國(guó)的汽車市場(chǎng)對(duì)外開發(fā)，汽車工業(yè)逐漸成為世界汽車整體市場(chǎng)的一個(gè)重要組成部分。同樣，車用減速器也隨著整車的

15、發(fā)展不斷成長(zhǎng)和成熟起來(lái)。隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國(guó)家環(huán)保法規(guī)的完善，環(huán)保、舒適、快捷成為客車和貨車市場(chǎng)的主旋律。對(duì)整車主要總成之一的驅(qū)動(dòng)橋而言，小速比、大扭矩、傳動(dòng)效率高、成本低逐漸成為客車和貨車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)卡車市場(chǎng)用戶主要以承載能力強(qiáng)、齒輪疲勞壽命高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、易維護(hù)等特點(diǎn)的產(chǎn)品為首選。目前己開發(fā)的產(chǎn)品，如陜西漢德引進(jìn)德國(guó)撇N公司技術(shù)的485單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋，一汽集團(tuán)和東風(fēng)公司的13噸級(jí)系列車橋?yàn)榇淼闹鳒p速器技術(shù)，都是在有效吸收國(guó)外同類產(chǎn)品新技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求開發(fā)出來(lái)的高性能、高可靠性、高品質(zhì)的車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國(guó)內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過(guò)整

16、合和平臺(tái)化開發(fā)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形成了457、460、480、500等眾多成型穩(wěn)定產(chǎn)品，并被用戶廣泛認(rèn)可和使用。設(shè)計(jì)開發(fā)上，CAD、CAE、C胡等計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及AUT優(yōu)AD、UG16、CATIA、PR于E等設(shè)計(jì)軟件先后應(yīng)用于主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗(yàn)分析等也被采用;齒輪設(shè)計(jì)也初步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編程的電算化。新一代減速器設(shè)計(jì)開發(fā)的突出特點(diǎn)是:不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計(jì)上完全遵從模塊化設(shè)計(jì)原則，產(chǎn)品配套實(shí)現(xiàn)車型的平臺(tái)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(duì)頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點(diǎn)，這些都對(duì)基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出愈來(lái)愈高的

17、配套要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上不斷地進(jìn)行二次開發(fā)和持續(xù)改進(jìn)，以滿足快速多變的市場(chǎng)需求。與國(guó)外相比，我國(guó)的車用減速器開發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨(dú)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后(國(guó)外己實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程化、電算化)。目前比較突出的問(wèn)題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國(guó)際影響力的產(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、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快與國(guó)際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計(jì)適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的高檔車用減速器總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)

18、水平的差距。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家，如重汽集團(tuán)、福田汽車、江淮汽車等通過(guò)與國(guó)外卡車巨頭，如沃爾沃、通用、五十鈴、現(xiàn)代、奔馳、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)、一汽、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)與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)開發(fā)的新突破?？傮w來(lái)說(shuō)，車用主減速器發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)是向著六高、二低、二化方向發(fā)展，即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率，低噪聲、低成本，標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用。從發(fā)動(dòng)機(jī)的大馬力、低轉(zhuǎn)速的發(fā)展趨勢(shì)以及商用車的最高車速的提升來(lái)看，公路用車橋減速器應(yīng)該向

19、小速比方向發(fā)展:在最大輸出扭矩相同時(shí)齒輪的使用壽命要求更高(齒輪疲勞壽命平均可達(dá)50萬(wàn)次以上);在額定軸荷相同時(shí)，車橋的超載能力更強(qiáng);主減速器齒輪使用壽命更長(zhǎng)、噪音更低、強(qiáng)度更大，潤(rùn)滑密封性能更好;整體剛性好，速比范圍寬。2. 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析2.1 主減速器齒輪的類型分析2.1.1錐齒輪傳動(dòng)由一對(duì)錐齒輪組成的相交軸間的齒輪傳動(dòng)，又稱傘齒輪傳動(dòng)（圖2-1）。它的運(yùn)動(dòng)與一對(duì)頂點(diǎn)重合的圓錐摩擦輪組成并作純滾動(dòng)的摩擦輪傳動(dòng)相同，其摩擦錐即相當(dāng)于圓錐齒輪傳動(dòng)的節(jié)錐。節(jié)錐母線與軸線間的夾角 稱為節(jié)錐角。錐齒輪傳動(dòng)軸線間的夾角=1+2，可根據(jù)需要來(lái)決定,通常為90。傳動(dòng)比為 式中n、Z、d分別為轉(zhuǎn)速、

20、齒數(shù)和齒輪大端節(jié)圓直徑,腳標(biāo)1指小輪，2指大輪。 圖2-1 錐齒輪傳動(dòng)示意圖當(dāng)=90時(shí) 分類按齒線形狀錐齒輪傳動(dòng)可分為直齒、斜齒和曲線齒錐齒輪傳動(dòng)，其中直齒的和曲線齒的應(yīng)用較廣。按輪齒兩端齒高變化情況（圖2-2）錐齒輪輪齒可分為以下4種：等高齒的,從大端到小端齒高不變，常用于擺線齒錐齒輪，加工這種齒的刀具與機(jī)床的調(diào)整都比較簡(jiǎn)單；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，直齒錐齒輪中還用這種齒，但齒根圓角小，不利于齒根強(qiáng)度和切齒刀具的壽命；等頂隙收縮齒的,頂錐母線與相嚙合輪齒的根錐母線相平行,由大端到小端齒頂間隙相等；雙重收縮齒的，頂錐頂點(diǎn)、節(jié)錐頂點(diǎn)和根錐頂點(diǎn)皆不重合，而頂錐母線與相嚙

21、合輪齒的根錐母線相平行。后兩種齒的齒根圓角較大，在弧齒圓錐齒輪中常用。 圖2-2 齒高形式直齒錐齒輪傳動(dòng)這種傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性差，通常適用于平均節(jié)圓速度vm5米/秒,它的承載能力比較低,但制造比較方便，故應(yīng)用較廣。 曲線齒錐齒輪傳動(dòng)又稱螺旋錐齒輪傳動(dòng)，具有斜齒漸進(jìn)接觸的嚙合特點(diǎn),且重合度較大，故傳動(dòng)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(dòng)比(可達(dá)10)和較小的機(jī)構(gòu)尺寸。但是加工曲線齒圓錐齒輪的機(jī)床比較復(fù)雜。曲線齒圓錐齒輪傳動(dòng)通常用于vm5米/秒的場(chǎng)合,用經(jīng)過(guò)磨齒的齒輪,vm可大于40米/秒。這種傳動(dòng)應(yīng)用廣泛，尤其是高速重載的場(chǎng)合如汽車、機(jī)床的差速齒輪。曲線齒錐齒輪按齒線形狀分

22、為弧齒錐齒輪和擺線齒錐齒輪（圖2-3）?；↓X錐齒輪：齒線呈圓弧狀。這種齒輪最早是在格利森（Gleason）機(jī)床上加工的,故也叫格利森錐齒輪。因?yàn)辇X線呈圓弧，容易磨齒，可獲得高精度的齒輪。擺線齒圓錐齒輪：齒線是長(zhǎng)幅外擺線的一段AB，切齒時(shí)是連續(xù)回轉(zhuǎn)分齒，一個(gè)齒輪只要一道工序就可完成粗切和精切加工，生產(chǎn)率較高，但不易磨削，精度受到限制。 圖2-3 曲線齒錐齒輪的類型過(guò)齒寬中點(diǎn)作齒線的切線tt與節(jié)錐母線的夾角m稱為螺旋角。一般取m3540,最常用的是35。配對(duì)的齒輪螺旋角大小相等，而旋向相反。m=0的螺旋齒輪稱為零度錐齒輪。經(jīng)磨削的零度錐齒輪的vm50米/秒。這種齒輪傳動(dòng)可用于直接代替直齒圓錐齒輪傳

23、動(dòng)，而不必改變支承和箱體的結(jié)構(gòu)。2.1.2 雙曲面齒輪傳動(dòng)由兩個(gè)節(jié)曲面為雙曲面（雙曲線的回轉(zhuǎn)曲面）的齒輪組成的交錯(cuò)軸間的齒輪傳動(dòng)（見圖2-4）。兩交錯(cuò)軸-和-之間的最短垂直距離為O1O2,它等于兩雙曲體頸部半徑之和直線-通過(guò)O1O2線上的C點(diǎn)并垂直于O1O2，它與軸-和-間的夾角為 1和 2。當(dāng)直線-分別繞軸-和-回轉(zhuǎn)時(shí)，即得雙曲面體1和2，它們沿-接觸。如果雙曲面體1和 2間有足夠的摩擦力，就可實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)軸間的摩擦傳動(dòng)。若沿直線-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(dòng)并不需要一對(duì)整個(gè)的雙曲面體，而僅截取它的某一部分即可，如圖雙曲面齒輪傳動(dòng)原理中的

24、1和2， 1和2。雙曲面齒輪制造非常困難, 通圖2-4雙曲面齒輪傳動(dòng)常都用與雙曲面很接近的準(zhǔn)雙曲面齒輪來(lái)代替。這種齒輪的外形和弧齒錐齒輪很相象。其嚙合是漸進(jìn)接觸，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好。兩輪的軸線偏置一個(gè)距離，大小齒輪都易實(shí)現(xiàn)兩側(cè)支承，輪齒接觸較好。準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)接觸區(qū)域較大，滑動(dòng)速度較小，因而傳動(dòng)的效率比螺旋齒輪傳動(dòng)高，磨損較小。這類齒輪傳動(dòng)主要用于汽車后橋中。2.1.3 圓柱齒輪傳動(dòng)用于傳遞平行軸間動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種齒輪傳動(dòng)。圓柱齒輪傳動(dòng)的傳遞功率和速度適用范圍大，功率可從小于千分之一瓦到10萬(wàn)千瓦，速度可從極低到 300米秒。這種傳動(dòng)工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)效率高（可達(dá)0.99以上），結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)

25、維護(hù)簡(jiǎn)單。但加工某些精度很高的齒輪，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)雜，成本高；而低精度齒輪則常發(fā)生噪聲和振動(dòng)，無(wú)過(guò)載保護(hù)作用。類型 按輪齒與齒輪軸線的相對(duì)關(guān)系，圓柱齒輪傳動(dòng)可分為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)3種。按嚙合形式可分為:外嚙合齒輪傳動(dòng)，由兩個(gè)相嚙合的外齒輪組成，兩輪轉(zhuǎn)向相反；內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，由一個(gè)內(nèi)齒輪和一個(gè)外齒輪組成，兩輪轉(zhuǎn)向相同；齒輪齒條嚙合傳動(dòng)，由一個(gè)外齒輪和齒條組成，可將齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)辇X條的直線運(yùn)動(dòng)，而且外齒輪的節(jié)圓圓周速度等于齒條的移動(dòng)速度。齒廓形成 如圖2-5所示，平面S沿半徑為rb的基圓柱作純滾動(dòng)時(shí)，其上與基圓柱母線NN平行

26、的某一條直線KK的軌跡所形成的漸開線曲面即漸開線直齒圓柱齒輪的齒面。若直線KK與母線NN成一角度b，則所形成的軌跡為一漸開線螺旋面，即漸開線斜齒圓柱齒輪的齒面，b為基圓柱上的螺旋角。圖2-5 漸開線圓柱齒輪齒廓曲面的形成圖2-6 斜齒和人字齒圓柱齒輪的受力分析嚙合特點(diǎn) 由齒廓曲面形成過(guò)程可知，漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，齒廓曲面的接觸線是與軸線平行的直線，在嚙合過(guò)程中整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入和退出嚙合，輪齒上所受的力也是突然加上或卸掉，故傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊和噪聲大。漸開線斜齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，齒面的接觸線是逐漸由短變長(zhǎng)，以后又逐漸由長(zhǎng)變短，直至脫離嚙合，輪齒上所受的力也是逐漸由小到大，再由大到小，同時(shí)嚙合

27、的輪齒對(duì)數(shù)多，故傳動(dòng)較平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適用于高速和重載傳動(dòng)。但斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸向分力FX(圖2-6)，它由軸和軸承承擔(dān)。為減小傳動(dòng)時(shí)的軸向分力FX，螺旋角不宜過(guò)大，一般取分度圓柱上的螺旋角815。人字齒圓柱齒輪的一部分齒寬為右螺旋齒，另一部分為左螺旋齒。根據(jù)制造方法不同，左、右螺旋齒中間有帶退刀槽和不帶退刀槽的兩種結(jié)構(gòu)。前者可在普通滾齒機(jī)上加工，后者需用專用設(shè)備加工。人字齒輪除具有斜齒輪的長(zhǎng)處外，由于其兩部分輪齒的左、右螺旋角大小相等，方向相反，可使軸向力F X互相抵消；但是制造稍困難些。人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)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：1545，常用

28、30左右。一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的正確嚙合條件是：兩齒輪分度圓上的壓力角相等，1=2=；模數(shù)相等，m1=m2=m。斜齒輪除這兩個(gè)條件外，還應(yīng)滿足：外嚙合時(shí)兩齒輪分度圓柱上的螺旋角大小相等，方向相反，1-2；內(nèi)嚙合時(shí)，螺旋角大小相等，方向相同，12。主要參數(shù)和幾何尺寸 齒輪的幾何尺寸計(jì)算有模數(shù)制和徑節(jié)制兩種方法，中國(guó)使用模數(shù)制。漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)有:模數(shù)m、壓力角、齒數(shù)Z、齒頂高系數(shù)h奮和徑向間隙系數(shù)c*。這 5個(gè)參數(shù)除齒數(shù)Z外，均制訂有標(biāo)準(zhǔn)。模數(shù)mp，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(jì)算齒輪尺寸的最主要參數(shù)。壓力角 通常指齒輪分度圓上的壓力角，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定20，也

29、允許使用25壓力角。其他國(guó)家也有采用14.5、15和22.5等壓力角。齒輪的齒高取為模數(shù)的倍數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)齒輪中取齒頂高h(yuǎn)a=h奮m，齒根高h(yuǎn)f=ha+c=h奮m+cm。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定正常齒h奮=1，短齒h奮=0.8；c為徑向間隙，c=cm，其作用是為了避免一齒輪的齒頂與另一齒輪的齒底相碰和用以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定正常齒c=0.25，短齒c=0.3。漸開線斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)與直齒圓柱齒輪基本相同，但斜齒圓柱齒輪加工時(shí)，是沿齒向進(jìn)刀，故法面參數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值。端面參數(shù)與法面參數(shù)的關(guān)系相應(yīng)為腳標(biāo)t、n相應(yīng)表示端面和法面的參數(shù)。斜齒輪的齒數(shù)Z與法面齒形的當(dāng)量齒數(shù)Zn的關(guān)系為Zn=Z/cos3。漸開線外

30、嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要尺寸（圖2-7）為：分度圓直徑d=mZ；齒頂圓直徑da=d+2ha；齒根圓直徑df=d-2hf。結(jié)構(gòu)型式 齒頂圓直徑較小（da500毫米）時(shí)一般用鍛造齒輪，有實(shí)心和輻板式齒輪等型式。齒根圓直徑到鍵槽的距離小于22.5mn時(shí)，應(yīng)采用軸齒輪結(jié)構(gòu)。齒頂圓直徑較大(da400600毫米)時(shí)可采用鑄造齒輪、鑲?cè)X輪、焊接齒輪，甚至剖切齒 輪。剖切齒輪輪輻數(shù)和齒數(shù)應(yīng)為雙數(shù)，在齒間剖分。圖2-7 漸開線外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2.1.4 蝸桿傳動(dòng)由蝸桿與蝸輪互相嚙合組成的交錯(cuò)軸間的齒輪傳動(dòng)（圖2-8）。通常兩軸的交錯(cuò)角為90。一般蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，工

31、作平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)自鎖。但一般的蝸桿傳動(dòng)效率較低，蝸輪常須用較貴的有色金屬（如青銅）制造。蝸桿傳動(dòng)廣泛用于分度機(jī)構(gòu)和中小功率的傳動(dòng)系統(tǒng)。單級(jí)蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用 880。在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)中蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比可達(dá)300，用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá)到1500。圖2-8 蝸桿傳動(dòng)的類型類型 蝸桿傳動(dòng)有多種類型，如表2-1所示。表2-1 蝸桿傳動(dòng)的類型圓柱蝸桿傳動(dòng)是蝸桿分度曲面為圓柱面的蝸桿傳動(dòng)。其中常用的有阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)和圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)（圖2-9）。阿基米德蝸桿的端面齒廓為阿基米德螺旋線，其軸面齒廓為直線。阿基米德蝸桿可以在車床上用梯形車刀加工，所以制造簡(jiǎn)單，但難以磨削，故精度不

32、高。在阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿與蝸輪齒面的接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角很小，不易形成潤(rùn)滑油膜，故承載能力較低?；↓X圓柱蝸桿傳動(dòng)是一種蝸桿軸面(或法面)齒廓為凹圓弧和蝸輪齒廓為凸圓弧的蝸桿傳動(dòng)。在這種傳動(dòng)中，接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度之間的夾角較大，故易于形成潤(rùn)滑油膜，而且凸凹齒廓相嚙合，接觸線上齒廓當(dāng)量曲率半徑較大，接觸應(yīng)力較低，因而其承載能力和效率均較其他圓柱蝸桿傳動(dòng)為高。主要參數(shù) 各類圓柱蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)和幾何尺寸基本相同。圖2-10為阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的主圖2-9 圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要類型要參數(shù)。通過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面，稱為中間平面。在中間平面上，蝸桿的齒廓為直線，蝸輪的齒廓為

33、漸開線，蝸桿和蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒條和漸開線齒輪的嚙合。因此，蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算大致與齒輪傳動(dòng)相同，并且在設(shè)計(jì)和制造中皆以中間平面上的參數(shù)和尺寸為基準(zhǔn)。圖2-10 阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)蝸桿的軸向齒距pX應(yīng)與蝸輪的端面周節(jié)pt相等，因此蝸桿的軸向模數(shù)應(yīng)與蝸輪的端面模數(shù)相等，以m表示，m應(yīng)取為標(biāo)準(zhǔn)值。蝸桿的軸向壓力角應(yīng)等于蝸輪的端面壓力角，以表示，通常標(biāo)準(zhǔn)壓力角20。蝸桿相當(dāng)于螺旋，其螺旋線也分為左旋和右旋、單頭和多頭。通常蝸桿的頭數(shù)Z1=14，頭數(shù)越多效率越高；但頭數(shù)太多，如Z14，分度誤差會(huì)增大，且不易加工。蝸輪的齒數(shù)Z2=iZ1，i為蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比，i=n1/n2=Z2/

34、Z1。對(duì)于一般傳遞動(dòng)力的蝸桿傳動(dòng)，Z2=2780。當(dāng)Z227時(shí)，蝸輪齒易發(fā)生根切；而Z2太大時(shí)，可能導(dǎo)致蝸輪齒彎曲強(qiáng)度不夠。以d1表示蝸桿分度圓直徑，則蝸桿分度圓柱上的螺旋升角可按下式求出 在上式中引入q=Z1/tg，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)定了與每個(gè)模數(shù)搭配的q值。通常q=617。蝸輪分度圓直徑d2=Z2m。失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 在蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪輪齒的失效形式有點(diǎn)蝕、磨損、膠合和輪齒彎曲折斷。但一般蝸桿傳動(dòng)效率較低，滑動(dòng)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(dòng)的材料必須具備減摩、耐磨和抗

35、膠合的性能。一般蝸桿用碳鋼或合金鋼制成，螺旋表面應(yīng)經(jīng)熱處理（如淬火和滲碳），以便達(dá)到高的硬度(HRC4563)，然后經(jīng)過(guò)磨削或珩磨以提高傳動(dòng)的承載能力。蝸輪多數(shù)用青銅制造，對(duì)低速不重要的傳動(dòng)，有時(shí)也用黃銅或鑄鐵。為了防止膠合和減緩磨損，應(yīng)選擇良好的潤(rùn)滑方式，選用含有抗膠合添加劑的潤(rùn)滑油。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)的膠合和磨損，還沒(méi)有成熟的計(jì)算方法。齒面接觸應(yīng)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(jì)算為蝸桿傳動(dòng)的基本計(jì)算。此外，有時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算輪齒的彎曲強(qiáng)度。一般蝸桿齒不易損壞，故通常不必進(jìn)行齒的強(qiáng)度計(jì)算，但必要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算蝸桿軸的強(qiáng)度和剛度。對(duì)閉式傳動(dòng)還應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算。如果熱平衡計(jì)算不能滿足要求，

36、則在箱體外側(cè)加設(shè)散熱片或采用強(qiáng)制冷卻裝置。蝸桿和蝸輪結(jié)構(gòu) 一般蝸桿與軸制成一體，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。整體式：用于鑄鐵和直徑很小的青銅蝸輪。齒圈壓配式：輪轂為鑄鐵或鑄鋼，輪緣為青銅。螺栓聯(lián)接式：輪緣和輪轂采用鉸制孔，用螺栓聯(lián)接，這種結(jié)構(gòu)裝拆方便。圖2-11蝸桿的結(jié)構(gòu)形式圖2-12 渦輪的結(jié)構(gòu)形式2.2主減速器的分級(jí)主減速器一般用來(lái)改變傳動(dòng)方向，降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，保證汽車有足夠的驅(qū)動(dòng)力和適當(dāng)?shù)乃俣取Ｖ鳒p速器類型較多，有單級(jí)、雙級(jí)、雙速、輪邊減速器等。2.2.1 單級(jí)主減速器由一對(duì)減速齒輪實(shí)現(xiàn)減速的裝置，稱為單級(jí)減速器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，東風(fēng)B

37、Ql090型等輕、中型載重汽車上應(yīng)用廣泛。2.2.2雙級(jí)主減速器對(duì)一些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級(jí)主減速器傳動(dòng)，則從動(dòng)齒輪的直徑就必須增大，會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙，所以采用兩次減速。通常稱為雙級(jí)減速器。雙級(jí)減速器有兩組減速齒輪，實(shí)現(xiàn)兩次減速增扭。為提高錐形齒輪副的嚙合平穩(wěn)性和強(qiáng)度，第一級(jí)減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級(jí)齒輪副是斜齒圓柱齒輪。主動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)從動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，從而完成一級(jí)減速。第二級(jí)減速的主動(dòng)圓柱齒輪與從動(dòng)圓錐齒輪同軸而一起旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)從動(dòng)圓柱齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行第二級(jí)減速。因從動(dòng)圓柱齒輪安裝于差速器外殼上，所以，當(dāng)從動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)差速器和半軸即驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

38、2.2.3貫通式主減速器貫通式主減速器(圖2-13，圖2-14)根據(jù)其減速形式可分成單級(jí)和雙級(jí)兩種。單級(jí)貫通式主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量小，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性等優(yōu)點(diǎn)，主要用于輕型多橋驅(qū)動(dòng)的汽車上。根據(jù)減速齒輪形式不同，單級(jí)貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結(jié)構(gòu)。雙曲面齒輪式單級(jí)貫通式主減速器(圖2-13a)是利用雙曲面齒輪副軸線偏移的特點(diǎn)，將一根貫通軸穿過(guò)中橋并通向后橋。但是這種結(jié)構(gòu)受主動(dòng)齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而且主動(dòng)齒輪工藝性差，主減速比最大值僅在5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋上。當(dāng)用于大型汽車時(shí)，可通

39、過(guò)增設(shè)輪邊減速器或加大分動(dòng)器速比等方法來(lái)加大總減速比。蝸輪蝸桿式單級(jí)貫通式主減速器(圖2-13b)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下可得到較大的速比。它使用于各種噸位多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。另外，它還具有工作平滑無(wú)聲、便于汽車總布置的優(yōu)點(diǎn)。如蝸桿下置式布置方案被用于大客車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋中，可降低車廂地板高度。圖2-13 單級(jí)貫通式主減速器a)雙曲面齒輪式 b)蝸輪蝸桿式對(duì)于中、重型多橋驅(qū)動(dòng)的汽車，由于主減速比較大，多采用雙級(jí)貫通式主減速器。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可分為錐齒輪一圓柱齒輪式和圓柱齒輪一錐齒輪式兩種形式。錐齒輪一圓柱齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器(圖2-14a)可得到較大的主減速比，但是結(jié)

40、構(gòu)高度尺寸大，主動(dòng)錐齒輪工藝性差，從動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支承，支承剛度差，拆裝也不方便。圓柱齒輪一錐齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器(圖2-14b)的第一級(jí)圓柱齒輪副具有減速和貫通的作用。有時(shí)僅用作貫通用將其速比設(shè)計(jì)為1。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)中、后橋錐齒輪的布置、旋轉(zhuǎn)方向、雙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(lái)確定錐齒輪的螺旋方向，所選的螺旋方向應(yīng)使主、從動(dòng)錐齒輪有相斥的軸向力。此結(jié)構(gòu)與前者相比， 結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，有利于降低車廂地板及整車質(zhì)心高。圖2-14 雙級(jí)貫通式主減速器a)錐齒輪一圓柱齒輪式 b)圓柱齒輪一錐齒輪式1-貫通軸 2-軸間差速器2.2.4單雙級(jí)減速配輪邊減

41、速器在設(shè)計(jì)某些重型汽車、礦山自卸車、越野車和大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，由于傳動(dòng)系總傳動(dòng)比較大，為了使變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸等總成所受載荷盡量小，往往將驅(qū)動(dòng)橋的速比分配得較大。當(dāng)主減速比大于12時(shí)，一般的整體式雙級(jí)主減速器難以達(dá)到要求，此時(shí)常采用輪邊減速器(圖2-15)。這樣，不僅使驅(qū)動(dòng)橋的中間尺寸減小，保證了足夠的離地間隙，而且可得到較大的驅(qū)動(dòng)橋總傳動(dòng)比。另外，半軸、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件由于所受載荷大為減小，使它們的尺寸可以減小。但是由于每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪旁均設(shè)一輪邊減速器，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，布置輪轂、軸承、車輪和制動(dòng)器較困難。 圖2-15 輪邊減速器a)圓柱行星齒輪式 b)圓錐行星齒輪式

42、 c)普通外嚙合圓柱齒輪式1-輪輞 2-環(huán)齒輪架 3-環(huán)齒輪 4-行星齒輪 5-行星齒輪架 6-行星齒輪軸 7-太陽(yáng)輪8-鎖緊螺母 9、10-螺栓 11-輪轂 12-接合輪 13-操縱機(jī)構(gòu) 14-外圓錐齒輪 15-側(cè)蓋圓柱行星齒輪式輪邊減速器(圖2-15a)可以在較小的輪廓尺寸條件下獲得較大的傳動(dòng)比，且可以布置在輪轂之內(nèi)。作驅(qū)動(dòng)齒輪的太陽(yáng)輪連接半軸，內(nèi)齒圈由花鍵連接在半軸套管上，行星齒輪架驅(qū)動(dòng)輪轂。行星齒輪一般為35個(gè)均勻布置，使處于行星齒輪中間的太陽(yáng)輪得到自動(dòng)定心。圓錐行星齒輪式輪邊減速器(圖2-15b)裝于輪轂的外側(cè)，具有兩個(gè)輪邊減速比。當(dāng)換擋用接合輪12位于圖示位置時(shí)，輪邊減速器位于低擋

43、；當(dāng)接合輪被專門的操縱機(jī)構(gòu)13移向外側(cè)并與側(cè)蓋15的花鍵孔內(nèi)齒相接合，使半軸直接驅(qū)動(dòng)輪邊減速器殼及輪轂時(shí)，輪邊減速器位于高擋。普通外嚙合圓柱齒輪式輪邊減速器，根據(jù)主、從動(dòng)齒輪相對(duì)位置的不同，可分為主動(dòng)齒輪上置和下置兩種形式。主動(dòng)齒輪上置式輪邊減速器主要用于高通過(guò)性的越野汽車上，可提高橋殼的離地間隙；主動(dòng)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，可降低車身地板高度和汽車質(zhì)心高度，提高了行駛穩(wěn)定性，方便了乘客上、下車。3. 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案主減速器中必須保證主、從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及

44、軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。3.1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跨置式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu)(圖3-1a)的特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長(zhǎng)度倪和增加兩支承間的距離b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。靠近齒輪

45、的支承軸承有時(shí)也采用圓柱滾子軸承，這時(shí)另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。圖3-1 主減速器錐齒輪的支承形式a)主動(dòng)錐齒輪懸臂式 b)主動(dòng)錐齒輪跨置式 c)從動(dòng)錐齒輪跨置式支承結(jié)構(gòu)(圖3-1b)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，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于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐滾子軸

46、承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(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(dòng)齒輪之間的空間很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個(gè)軸承。在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。3.2從動(dòng)錐齒輪的支承從動(dòng)錐齒輪的支承(圖3-1c)，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。

47、從動(dòng)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，c+d應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主傳動(dòng)比和徑向尺寸較大的從動(dòng)錐齒輪的主減速器中，為了限制從動(dòng)錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動(dòng)錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承(圖3-1)。輔助支承與從動(dòng)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(shí)能制止從動(dòng)錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動(dòng)齒輪受載變形或移動(dòng)的許用偏移量如圖3-3所示。圖3-2 從動(dòng)錐齒輪輔助

48、支承 圖3-3主從動(dòng)錐齒輪的許用偏移量4. 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z、從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑d和端面模數(shù)m主、從動(dòng)錐齒輪齒寬b、中點(diǎn)螺旋角、中心距a等。選出如表4-1幾種齒輪表4-1 齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)z11881485齒頂d19.667136.33340.354219.646齒根圓d12.917129.58329.104208.396齒寬b295644齒全高h(yuǎn)3.3753.3755.6255.625中心距a7575125125模數(shù)m1.51.52.52.5螺旋8634863486348634旋向左旋右旋左旋右旋分度圓d16.6671

49、33.33335.354214.6465主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算5.1齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算由1P236齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式9-29其中：、由1P223表9-5查得、由1P223表9-6根據(jù)對(duì)斜齒輪傳動(dòng)載荷較平穩(wěn)，查得K=1.2、齒數(shù)比u=、因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)轉(zhuǎn)矩為，所以、齒寬b= 、中心距a= 、由1P226式9-22及圖9-25（b）查得： 故齒面接觸疲勞強(qiáng)度不夠。5.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算由1P236齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式9-31得： 其中：、由1P226表9-6根據(jù)對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，故取：K=1.2因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)轉(zhuǎn)矩為，所以、齒寬： 齒輪3：；齒輪4：=44mm、模數(shù)：、齒數(shù)：齒輪3：z=

50、14；齒輪4：z=85由1P225圖9-24查得： ； 根據(jù)齒輪材料為45正火處理查1P227圖9-26（b）得，并把代入由1P227查得的許用彎曲應(yīng)力公式9-23得： 故齒輪3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。 故齒輪4齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。故齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。5.3結(jié)論低速級(jí)大齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度不夠；齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。6 軸與滾動(dòng)軸承的強(qiáng)度計(jì)算6.1軸的強(qiáng)度計(jì)算1、軸：圓周力Ft =徑向力Fr =軸向力 2、各力方向判斷如下圖：3、支座反力分析：（1）定跨距測(cè)得：；（2）水平反力：（3）垂直反力：4、當(dāng)量彎矩：（1）水平彎矩：（2）垂直面彎距：（3）合成彎矩：當(dāng)轉(zhuǎn)

51、矩T=300000N；取得：當(dāng)量彎矩： 5、計(jì)算強(qiáng)度：按扭合成應(yīng)力計(jì)算軸的強(qiáng)度。由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只計(jì)算軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度，則由1P339得軸的強(qiáng)度計(jì)算公式12-3 其中：因?yàn)檩S的直徑為d=45mm的實(shí)心圓軸，故取 因?yàn)檩S的材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處理查1P330取軸的許用彎曲應(yīng)力為：=60Mpa 6、結(jié)論： 故軸強(qiáng)度足夠、安全。6.2滾動(dòng)軸承的計(jì)算1、根據(jù)軸承型號(hào)6208查4P383表8-23取軸承基本額定動(dòng)載荷為：C=29500N；基本額定靜載荷為：因?yàn)椋?根據(jù)的值查1P298表10-10,利用差值法求得e=0.184

52、; X=0.56 ; Y=2.3622、由1P298表10-10查得X=0.56 ; Y=2.362 根據(jù)軸承受中等沖擊查1P298表10-9取軸承載荷系數(shù)為: 3、由1P298表10-10查得X=1 ; Y=0 根據(jù)軸承受中等沖擊查1P298表10-9取軸承載荷系數(shù)為:4、因?yàn)槭乔蜉S承，取軸承壽命指數(shù)為： 由1P297軸承壽命公式10-2a得： = 故軸承使用壽命足夠、合格。7. 錐齒輪的材料驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。它是傳動(dòng)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

53、具有高的硬度以保證有高的耐磨性。2)輪齒芯部應(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斷。3)鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。4)選擇合金材料時(shí)，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而選用含錳、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、20MnTiB、22CrNiMo和l 6SiMn2WMoV等。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層(一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8一1.2)，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，故這類材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能

54、力均較好。由于較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。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，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層剝落。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，錐齒聾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(duì)齒面壺行應(yīng)力噴丸處理，可提高25的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以擊高耐磨性。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、咬死習(xí)膠合。8. 零件的自動(dòng)加工軸的程序：O0001S600M03T0101;G00

55、X200.0Z50.0;G71U5.0R1.0;G71P10Q20U4.0W2.0F60.0S60T0101;N10 G00X20.0F50.0S800;G01X22.0W-1.0;W-40.0;X24.0;W-50;X25.0;W-14.0;X30.0W-1.0;W-20.0;X37.85Z-16.0;Z-47.0;X32.0;Z-52.0;X34.0Z-65.0;X36.0;X38.0Z-66.0;X30.0;W-20.0;X25.0;W-13.0;N20 X21.0W-2.0;G00X200.0Z270.0T0100M05;T0202S800M03F60.0;G00X200.0Z50.0;G70P10Q20;G00X200.0Z220.0M05;M30;