重型卡车主减速器及差速器的设计（全套含CAD图纸）
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毕业设计（论文）任务书 学生姓名 张鹏 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆 07 指导教师姓名 田芳 职称 实验员 从事 专业 汽车运用技术 是否 外聘 是否 题目名称 重型卡车主减速器 及差速器的 设计 一、设计（论文） 目的、意义 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对于重型卡车来说，要传递的转矩较乘用车 、 客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的 要求，而主减速器在传动系统中起着非常重要的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的传动系便成了有效节油的措施之一。 本次设计是通过合理整合已有的设计，阅读大量文献，掌握机械设计的基本步骤和要求，以及传统机械制图的步骤和规则，掌握制动器总成的相关设计方法，以及进一步扎实汽车设计基本知识，学会用 时提高分析问题和解决问题的能力。 二、设计（论文）内容、 技术 要求 （研究方法） 内容： 本设计是根据所给车 辆参数设计一个结构合理、工作性可靠的双级主减速器。此双级主减速器是由两级齿轮减速组成。与单级主减速器相比，在保证离地间隙相同时可得到很大的传动比，并且还拥有结构紧凑，噪声小，使用寿命长等优点。设计主要包括：主减速器结构的选择、主、从动锥齿轮的设计、轴承的校核。进行双级主减速器各个零件参数的计算与选取过程，并通过计算校核。 要求： 1、查阅相关资料，学习使用相关软件。 2、计算参数，设计结构，利用计算机辅助设计软件绘图。 3、编写设计说明书。 4、结构设计合理，图面清晰。 有关参数 名称 代号 数值 驱动形式 42 装载质量 t 质量 t 动机最大功率 转速 r 动机最大转矩 及转速 r n 800胎型号 高车速 h 三、设计 （论文） 完成后应提交的 成果 1设计说明书一份。 说明书字数： 15000 字以上。 2图纸：折合 0 号图 3 张 。 四、设计 （论文） 进度安排 （ 1） 调研、查阅参考资料，了解 主减速器 的功能、主要结构。 撰写开题报告。 第 2 周（ 3 月 1 日 3 月11 日） （ 2） 开题。 第 2 周 （ 3 月 11 日） （ 3） 分析并确定 主减速器 的具体结构形式，主要零部件及相互位置关系。根据给定的设计参数，按照有关的设计要求和顺序进行具体结构尺寸参数计算及其他有关参数的选配 ， 针对给定的设计参 数优选主减速器 的总体方案。 第 3 周（ 3 月 12 日 3 月 20 日） （ 4）进行 主减速器 零部件的设计计算。 第 4 5 周 （ 3 月 21 日 4 月 2 日） （ 5）完成部分设计图纸， 折合 0# 图纸 1 张 （初稿） ，完成说明书初稿 。 第 6 周 8 周（ 4 月 3 日 4 月22 日） （ 6）中期检查。第 8 周（ 4 月 22 日） （ 7） 完成 主减速器 装配图、主要零件图，完成设计说明书 第 913 周（ 4 月 23 日 5 月 27 日） （ 8） 设计及说明书初稿提交。第 13 周（ 5 月 27 日） （ 9） 毕业设计审核、修改 。 第 14 16 周（ 5 月 28 日 6 月 17 日） （ 10）毕业设计答辩 。 第 17 周（ 6 月 18 日 6 月 20 日） 五、主要参考资料 1 刘惟信主编 M. 北京：清华大学出版社， 2004,4. 2 刘惟信主编 M. 北京：清华大学出版社， 2001,7. 3 李秀珍主编 版 M械工业出版社， 2006,4. 4 唐增宝主编 M中科技大学出版社， 1998,6. 5 陈家瑞主编 M民交通出版社， 2006,1. 6 王望予编 M. 北京：机械工业出版 社， 2000,5. 7 张龙主编 M防工业出版社， 2006,5. 8 清华大学汽车工程系本书编写组编著 . 汽车构造 M民邮电出版社， 2000,3. 9 吉林工业大学汽车教研室编 M械工业出版社， 1981. 10 刘惟信编著 M. 北京：清华大学出版社， 2004,9. 11 钱可强主编 M等教育出版社， 2004,4. 12 成大先主编 卷 M学工业出版社， 2003,9. 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 张鹏 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆 07 指导教师姓名 田芳 职称 实验员 从事 专业 汽车运用技术 是否 外聘 是否 题目名称 重型卡车主减速器设计 一、 课题研究 现状 、 选题 目的 和意义 汽车正常行驶时，发动机的转速通常在 2000 至 3000r/右，如果将这么高的转速只 靠变速箱 来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加， 也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的 差速器 之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、 万象传动装置 等传递的扭矩减小，也可以使变速箱的尺寸、质量减小，操纵省力。 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对于重型卡车来说，要传递的转矩较乘用车 、 客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而主减速器在传动系统中起着非 常重要的作用。 随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于重型载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在 140上，最大转矩也在 上，百公里油耗是一般都在34L 左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的传动 系便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的主减速器已成为了新的课题。 现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。 螺旋锥齿轮传动的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体 刚度。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比。一般情况下，当要求传动比大于 4 5 而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋锥齿轮小。当传动比小于 2 时，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为后者具有较大的差速器可利用空间。对于中等传动比，两种齿轮传动均可采用。圆柱齿轮传动一般采用斜齿轮，广泛应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥和双级主减速器贯通式驱动桥。蜗杆传动与锥齿轮传动相 比有如下优点：在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可得到较大的传动比 (可大于 7)；在任何转速下使用均能工作得非常平稳且无噪声；便于汽车的总布置及贯通式多桥驱动的布置；能传递大的载荷，使用寿命长；结构简单，拆装方便，调整容易。但是由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作，故成本较高；另外，传动效率较低。蜗杆传动主要用于生产批量不大的个别重型多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。 主减速器中单级主减速器多采用一对弧齿轮或双曲面齿轮传动也有一对圆柱齿轮传动或蜗杆传动的。双级主减速器的主要结构特点是由两级齿轮减速组 成的减速器。与单级主减速器相比，双击主减速器在保证离地间隙相同时可得到更大的传动比， i。一般为 712；但其尺寸、质量均较大，结构复杂，制造成本也显著增加，因此主要应用在总质量较大的商用车上。 根据结构特点不同，双 级 主减速器分为整体式和分开式两种。分开式双级主减速器的第一级设于驱动桥中部，称为中央减速器；第二级设于轮边，称为轮边减速器。整体式双级主减速器有多种结构方案：第一级为锥齿轮，第二级为圆柱齿轮：第一级为锥齿轮，第二级为行星齿轮；第一级为行星齿轮，第二级为圆柱齿轮；第一级为圆柱齿轮，第二级为锥齿轮。对 于第一级为锥齿轮，第二级为圆柱齿轮的双级主减速器，可有纵向水平布置、斜向布置和垂直布置三种布置方案。 当主减速的第一级采用螺旋锥齿轮时，这种布置使从动圆柱齿轮轴的中心线与其他齿轮轴的中心线位于同一水平面内，在实际设计中，为了减小传动轴的夹角，应使主动锥齿轮前端 稍微抬起，因此该平面只是近似的平行于地面。当第一级采用双曲面齿轮时，则第二级两圆柱齿轮的中心线也位于同一水平面内，并与双曲面主动齿轮轴的中心线平行，为减小传动轴夹角，也应使主动锥齿轮前端稍微抬起。 这种纵向 加，用在长轴距的汽车上可减小传动轴的长度。但不利于短轴距汽车的总布置，因会使传动轴过短，使传动轴夹角加大。这种结构可将主减速器和差速器组合为一个大总成并从整体式桥壳前面的开孔装入桥壳内，拆装方便。 垂向布置的锥齿轮 且桥壳在中部上方开孔，会显著地降低其垂向刚度，严重时会引起半轴由于受弯而过载和齿轮齿合变差。斜向布置的锥齿轮 改善桥壳的垂向刚性有好处，而与纵向 纵向尺寸有所减小。 在某些重型汽车上，有时采用锥齿轮 锥齿轮式双级主减速器 。在上述双级主减速器的各种结构中，用的最广泛的是锥齿轮 锥齿轮副总是作为第一级减速齿轮。但在多桥驱动的汽车上，为了贯通式驱动桥的布置方便，常常将圆柱齿轮副作为第一级，而螺旋锥齿轮副或双曲面齿轮副则作为第二级。 锥齿轮 圆柱齿轮式双级主减速器在分配传动比时，通常将圆柱齿轮副和锥齿轮副传动比的比值取在 围内，而且锥齿轮 副传动比一般为 样可以减小锥齿轮齿合时的轴向力和作用 在从动锥齿轮及圆柱齿轮上的载荷，同时可使主动锥齿轮的齿数适当增多，使其支承轴颈的尺寸适当加大，改变支承刚度，提高齿合平稳性和工作可靠性。 主减速器的减速型式分为单级减速、双级减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。减速型式的选择与汽车的使用类型及使用条件有关有时也与制造厂已有的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于动力性、经经济性等整车能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的 离地间隙、驱动桥的数目及布置型式等。 由于单级主减速器具有结构简单、质 量小、尺寸紧凑及制造成本低等优点，因此，它广泛的 用在主减速比小于 各种中、小型汽车上。由两级齿轮减速组成，结构复杂，质量加大，制造成本也显著增加，因此仅用于主减速比较大且采用单级减速不能满足既定的主减速比和离地间隙要求的重型汽车上。 综合分析 重型卡车主减速器设计采用双级主减速器 ，结构方案确定为 一级 锥齿轮，第二级圆柱齿轮 。 布置型式为纵向 本次设计是通过合理整合已有的设计，阅读大量文献，掌握机械设计的基本步骤和要求，以及传统机械制图的步骤和规则，掌握制动器总成的相关设计方法，以及进一步扎实汽车设 计基本知识，学会用 行基本二维制图，同时提高分析问题和解决问题的能力。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 基本内容 ： 一、 主减速器的结构方案形式，齿轮类型和减速形式。 二、 主减速器类型的选取与确定 三、 主减速器的主、从动齿轮的支撑方案 。 四、 主减速器的基本参数选择与设计计算；主减速器的主减速比、计算载荷的确定齿轮的几何尺寸、强度 计算与校核，轴的强度计算与校核。 五、 差速器的设计计算等 拟解决的主要问题： 一、主减速器的结构特征、工作原理 二、双级 主减速器与单级主减速器的区别 三、双级主减速器的齿轮选取与布置 等 四、双级主减速器的基本参数的选择 五、双级主减速器的一级齿轮主减速比与 二级齿轮主减速比的计算 六、一级齿轮与二级齿轮齿数、齿高、齿厚等的计算 七、齿轮的校核 八、差速器齿轮的计算等 九、轴的计算与校核等 三、 技术路线 （ 研究方法 ） 查阅资料文献，了解主减速 及差速 器 的结构特征、工作原理 主减速器类型的选取与确定 差速器的类型选取与确定 差速器主要结构参数的选择和确定 双级主 减速器主要结构参数 的选择和确定 编写设计说明书 、 C A D 绘图 校核 等计算 主减速比、传动比 齿轮强度、疲劳等计算 齿轮尺寸等计算 校核 否 是 是 否 差速器 主要参数 计算 四、 进度安排 1） 调研、查阅参考资料，了解 主减速器 的功能、主要结构。 撰写开题报告。 第 2 周（ 3 月 1 日3 月 11 日） （ 2） 开题。 第 2 周（ 3 月 11 日） （ 3） 分析并确定 主减速器 的具体结构形式，主要零部件及相互位置关系。根据给定的设计参数，按照有关的设计要求和顺序进行具体结构尺寸参数计算及其他有关参数的选配 ， 针对给定的设计参 数优选 主减速器 的总体方案。 第 3 周（ 3 月 12 日 3 月 20 日） （ 4）进行主减速器零部 件的设计计算。 第 4 5 周 （ 3 月 21 日 4 月 2 日） （ 5）完成部分设计图纸， 折合 0# 图纸 1 张，完成说明书初稿 。 第 6 周 8 周（ 4 月 3 日 4 月22 日） （ 6）中期检查。第 8 周（ 4 月 22 日） （ 7） 完成主减速器装配图、主要零件图，完成设计说明书 第 913 周（ 4 月 23 日 5 月 27 日） （ 8）设计及说明书初稿提交。第 13 周（ 5 月 27 日） （ 9）毕业设计审核、修改。 第 14 16 周（ 5 月 28 日 6 月 17 日） （ 10）毕业设计答辩。 第 17 周（ 6 月 18 日 6 月 20 日） 五、 参考文献 1 刘惟信主编 计 M. 北京：清华大学出版社， 2004,4. 2 刘惟信主编 M. 北京：清华大学出版社， 2001,7. 3 李秀珍主编 版 M械工业出版社， 2006,4. 4 唐增宝主编 M中科技大学出版社， 1998,6. 5 陈家瑞主编 M民交通出版社， 2006,1. 6 王望予编 M. 北京：机械工业出版社， 2000,5. 7 张龙主编 M：国防工业出版社， 2006,5. 8 清华大学汽车工程系本书编写组编著 . 汽车构造 M民邮电出版社， 2000,3. 9 吉林工业大学汽车教研室编 M械工业出版社， 1981. 10 刘惟信编著 M. 北京：清华大学出版社， 2004,9. 11 钱可强主编 M等教育出版社， 2004,4. 12 成大先主编 卷 M学工业出版社， 2003,9 13 s s 1994 14 15 、备注 指导教师意见： 签字 ： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 本设计是重型卡车主减速器及差速器的设计。主减速器设计时根据给定的基本参数计算出主减速比，根据计算得到的主减速比选取主减速器类型为双级主减速器；与单级主减速器相比，在保证离地间隙相同时还得到很大的传动比，并且还拥有结构紧凑，噪声小，使用寿命长等优点。差速器根据主减速器的设计和以往的经验借鉴选取为结构简单、工作性能平稳、制造方便的对称式圆锥行星齿轮差速器。本设计主要内容包括：双级主减速器和对称式圆锥行星齿轮差速器各个零件参数的设计和校核过程。主减速器结构的选择、主、从动锥齿轮的设计、轴承的校核 ；差速器结构的选择、行星齿轮、半轴齿轮的设计和校核 。 关键词： 重型载货汽车；双级主减速器；差速器；齿轮；校核 黑龙江工程学院本科生毕业设计 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 1 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 错误 !未定义书签。 述 . 错误 !未定义书签。 减速器及差速器的结构形势分析 . 错误 !未定义书签。 减速器的减速形式与齿轮类型 . 错误 !未定义书签。 减速器主、从动锥齿轮的支承方案 . 错误 !未定义书签。 速器的结构形式 . 错误 !未定义书签。 计内容 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 主减速器的结构设计 . 错误 !未定义书签。 减速器传动比的计算 . 错误 !未定义书签。 减速齿轮计算载荷的确定 . 错误 !未定义书签。 减速器齿轮基本参数的选择 . 错误 !未定义书签。 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 . 错误 !未定义书签。 减速器螺旋锥齿轮的 几何尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 减速器螺旋锥齿轮的强度校核 . 错误 !未定义书签。 级圆柱齿轮模数的确定 . 错误 !未定义书签。 级主减速器的圆柱 齿轮基本参数的选择 . 错误 !未定义书签。 轮的校核 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 轴承的选择和校核 . 错误 !未定义书签。 减速器齿轮上作用力的计算 . 错误 !未定义书签。 和轴承的设计计算 . 错误 !未定义书签。 减速器齿轮轴承的校核 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 轴的设计 . 错误 !未定义书签。 动圆锥齿轮轴的结构设计 . 错误 !未定义书签。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 间轴的结构设计 . 错误 !未定义书签。 动锥齿轮轴的校核 . 错误 !未定义书签。 间轴的校核 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 差速器的设计 . 错误 !未定义书签。 速器的结构形式及选择 . 错误 !未定义书签。 速器齿轮基本参数选择 . 错误 !未定义书签。 速器齿轮强度计算 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录 . 错误 !未定义书签。 1 附 录 A n of 970s, to of of as as to to of of at a of of be to a on on to be in a of As is in of an to td to a of 970s, in to in to as 980s on 990s. is at as a of in is on of of in of in of is of as of be in on of a 2 of at in In be to on in in it to to on be to a on of a of is to be to in to of of on to is is to as of is 12 i0 at in to be a 2. is It to go of is a is a is a is is is a is a is a to to of to by on 3 is s to a to a to a to a in to to to be in a to is to a in of a is on by at To of be In at on 30 ,so of is In in of is of be to be to in to of a a be of to at is be is to is to to of 4 of on of is of a is a or in a is to a to is to of a is in on or mm in or on of a is at 5%s To be in a to a if is of a to 5 附 录 B 重型卡车主减速器 在 能源 竞争激烈的 二十世纪七十 年代初，汽车业不得不将注意力越来越多地 定格在 改进产品的质量 上 ，但仍然维持其价格尽可能低。在此之前 ， 吉凯恩车桥有限公司占据 最佳经济规模的优势， 在 价格 允许 范围 内 生产极具竞争力的不同类型车轴，使所有客户的需求可以得到满足。 但 由于汽车制造商并没有 经历过 这样一个非常注重燃油经济性 的时期 ，因此，对重量轻 的要求 ，这些标准车轴 似乎 可满足所有条件，满足各种各样的应用。现在汽车制造商需要车轴设计和开发的具体应用。轴设计正变得越来越专业化，在性能的可靠性 方面， 客户越来越多地提高自己的 期 望。出于这个原因，他们 在找一个能提供各种车辆轴的公司。 然而自 二十世纪七十 年代以来，在几乎所有其他 汽车行业 供应商的 技术里 ， 适应当前的条件， 他们在二十世纪八十年代和九十年代的生产目的是提供完整的轮轴安装， 其中包括，刹车 、 所有的设计和整合 、 具体的汽车设计， 以及 为专业市场特别 设计的 。 现在的重点是合理化的材料，方法和内容。总的改革是必要的， 对于 复杂性 很大的现代汽车， 考虑 总体效率，紧凑，重量轻，可靠性，耐用性，完善和免维护运行。另一个领域 ， 轴是扩大了供应的部件和组件，如限滑差 速器 ，球关节，齿轮和某些类型的 悬挂 架 。 对于 越野 车 ，某些车辆 设计公司 花费了相当 多 的时间在 较 低齿轮 但 高扭矩 的设计上 。在大多数情况下，地形可能 使这样的轮胎打滑。 例如，在相当坚 硬的 沙质 路面 ，它可能允许轮胎咬进去，从而 使 扭转疲劳 显著 大于 在平稳 的道路 行驶 。虽然 在大程度上这 取决于 速度 ， 但 纵向和横向 打滑时将 更严重。冲击负荷也会影响刹车和加速扭矩，这种影响是 取决于 速度 的 。 准双曲面齿轮传动是锥齿轮传动中的普遍形式，螺旋锥齿轮是它的一种特殊情况 。他们的优点是齿轮的具体比例较大，其啮合区较大，而且低噪音 ,他们本质上是更强大，更持久和 更耐用。 6 主减速器的作用是用来降低传动轴传来的转速而增大旋转扭矩，并将扭矩改变 传动 方向，经差速器传给半轴。 主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速器形式不同而不同。主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。 双级主减速器与单级相比，在保证离地间隙相同时可得到大的传动比， 般为7 12。但是尺寸、质量均较大，成本较高。它主要应用于中、重型货车、越野车和大客车上。 整体式双级主减速器有多种 结构方案：第一级为锥齿轮，第二级为圆柱齿轮；第一级为锥齿轮，第二级为行星齿轮；第一级为行星齿轮，第二级为锥齿轮；第一级为圆柱齿轮，第二级为锥齿轮。 对于第一级为锥齿轮、第二级为圆柱齿轮的双级主减速器，可有纵向水平、斜向和垂向三种布置方案。 纵向水平布置可以使总成的垂向轮廓尺寸减小，从而降低汽车的质心高度，但使纵向尺寸增加，用在长轴距汽车上可适当减小传动轴长度，但不利于短轴距汽车的总布置，会使传动轴过短，导致万向传动轴夹角加大。垂向布置使驱动桥纵向尺寸减小，可减小万向传动轴夹角，但由于主减速器壳固定在桥壳的上 方，不仅使垂向轮廓尺寸增大，而且降低了桥壳刚度，不利于齿轮工作。这种布置可便于贯通式驱动桥的布置。斜向布置对传动轴布置和提高桥壳刚度有利。 在具有锥齿轮和圆柱齿轮的双级主减速器中分配传动比时，圆柱齿轮副和锥齿轮副传动比的比值一般为 且锥齿轮副传动比一般为 样可减小锥齿轮啮合时的轴向载荷和作用在从动锥齿轮及圆柱齿轮上的载荷，同时可使主动锥齿轮的齿数适当增多，使其支承轴颈的尺寸适当加大，以改善其支承刚度，提高啮合平稳性和工作可靠性。 现代车 桥中 ，齿轮润滑油的选择是至关重要的。汽车 运行在高速公路 上 ， 车 桥油温可以最终上升 ， 甚至高于 130 ，所以 车桥 外壳通风是很重要的。通过两个轴承携带的小齿轮 来达到改善的目的 。因此，形状和尺寸之间的间隙 ， 套管 等 可能 都 是至关重要的，足够的排水必须提供的 润滑 油 的 流向，通过渠道 流入 小齿轮轴承座， 再 回到套管。 在齿轮 轴承中 ，圆锥滚子轴承普遍 应用在 齿轮。他们有大量的 承载 能力， 通过 稳定的 、 准确定位。法兰密封的齿轮 对于 抗高温 和 相对较高的速度是至关重要的 。 锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命，反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起的切削刀头顶面宽过窄及刀尖圆角过 小。这样，不但减小了齿根圆半径， 7 加大了应力集中，还降低了刀具的使用寿命。此外，在安装时有位置偏差或由于制造、热处理变形等原因，使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端，会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽也会引起装配空间的减小。但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。 为改善新齿轮的磨合，防止其在运行初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理及精加工后，作厚度为 磷化处理或镀铜、镀锡处理。对齿面进行应力喷丸处理，可提高 25 的齿轮寿命。对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理 以提高耐磨性。渗硫后摩擦因数可显著降低，即使润滑条件较差，也能防止齿面擦伤、咬死和胶合。 毕业论文指导教师评分表 学生姓名 张鹏 院 系 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆 指导教师姓名 田芳 职称 实验师 从事 专业 汽车运用技术 是否 外聘 是 否 题目名称 重型卡车主减速器及差速器的设计 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 15 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 7 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得 分 X= 评 语： （参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 工作态度： 好 较好 一般 较差 很差 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（研究方案、研究方法、正确性）： 好 较好 一般 较差 很差 其他： 指导教师 签字 ： 年 月 日 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 张鹏 院 系 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆 指导教师姓名 田芳 职称 实验师 从事 专业 汽车运用技术 是否 外聘 是 否 题目 名称 重型卡车主减速器及差速器的设计 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与 工程实践 、 社会实际 、 科研与 实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设 计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、 的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得 分 X= 评 语： （参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 工作态度： 好 较好 一般 较差 很差 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差 图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好 较好 一般 较差 很差 其他： 指导教师 签字 ： 年 月 日 毕业论文评阅人评分表 学生 姓名 张鹏 专业 班级 汽车与交通工程学院 指导教 师姓名 田芳 职 称 实验师 题目 重型卡车主减速器及差速器的设计 评阅组或预 答辩组成员姓名 出席 人数 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 15 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 20 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 得 分 Y= 评 语： （参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（研究方案、研究方法、正确性）： 好 较好 一般 较差 很差 其他： 评阅人 或预 答辩组长 签字 ： 年 月 日 注： 毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 注： 毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 毕业 设计 评阅人评分表 学生 姓名 张鹏 专业 班级 车辆 指导教 师姓名 田芳 职称 实验师 题目 重型卡车主减速器及差速器的设计 评阅组或预 答辩组成员姓名 出席 人数 序号 评 价 项 目 满分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难 易度 10 2 题目工作量； 题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 25 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 15 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、 的使用等） 5 得 分 Y= 评 语： （ 参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点 ） 回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差 图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好 较好 一般 较差 很差 其他： 评阅人 或预 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业论文答辩评分表 学生 姓名 张鹏 专业 班级 车辆 指导 教师 田芳 职 称 实验师 题目 重型卡车主减速器及差速器的设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 序号 评 审 指 标 满 分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、理论意义或价值 10 2 研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力 20 3 论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性 15 4 毕业论文答辩准备情况 5 5 毕业论文自述情况 20 6 毕业论文答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录 、评语 ： 自述思 路与表达能力： 好 较好 一般 较差 很差 回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（研究方案、研究方法、正确性）： 好 较好 一般 较差 很差 其他： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 答辩评分表 学生 姓名 张鹏 专业 班级 车辆 指导 教师 田芳 职 称 实验师 题目 重型卡车主减速器及差速器的设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 序号 评 审 指 标 满 分 得 分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实 验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸质量， 设计 的规范化程度 （设计栏目齐全合理、 、实用性、科学性和创 新 性 15 5 毕业 设计 答辩准备情况 5 6 毕业 设计 自述情况 20 7 毕业 设计 答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录 、评语 ： 自述思路与表达能力：好 较好 一般 较差 很差 回答问题： 正确 基本正确 基 本不正确 不能回答所提问题 研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱 工作量： 大 较大 适中 较少 很少 说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差 图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好 较好 一般 较差 很差 其他： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业设计 （论文） 成绩评定表 学生 姓名 张鹏 性别 男 院系 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 07 设计（论文）题目 重型卡车主减速器及差速器的设计 平时成绩评分（ 开题、中检、出勤 ） 指导教师姓名 职称 指导教师 评分（ X） 评阅教师姓名 职称 评阅教师 评分（ Y） 答辩组组长 职称 答辩组 评分（ Z） 毕业设计（论文）成绩 百分制 五级分制 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 院系 公章： 年 月 日 注： 1、 平时成绩（开题、中检、出勤） 评分按 十 分制填写 ， 指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩 百分制 =W+、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。 优秀毕业设计（ 论文）推荐表 题 目 重型卡车主减速器及差速器的设计 类别 毕业设计 学生姓名 张鹏 院（ 系 ） 、专业、班级 汽车与交通工程学院、车辆 指导教师 田芳 职 称 实验师 设计成果明细： 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 院 、 系 公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文、 毕业设计 、其它 本科生毕业设计 I 摘 要 本设计是 重型卡车主减速器及差速器的设计 。 主减速器设计时 根据给定的基本参数计算出主减速比，根据计算得到的主减速比 选取 主减速器类型为双级主减速器； 与单级主减速器相比，在保证离地间隙相同时 还 得到很大的传动比，并且还拥有结构紧凑，噪声小，使用寿命长等优点。 差速器 根据主减速器的设计和以往的经验借鉴 选取为结构简单、工作性能平稳、制造方便的对称式圆锥行星齿轮差速器。 本 设计 主要 内容 包括： 双级主减速器和对称式圆锥行星齿轮差速器各个零件参数的设计和校核过程。主减速器结构的选择、主、从动锥齿轮的设计、轴承的校核 ；差速器结构的选择、行星齿轮、半轴齿轮的设计和校核 。 关键词： 重型 载货汽车；双级主减速器； 差速器； 齿轮；校核 本科生毕业设计 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 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 述 . 1 减速器及差速器的结构形势分析 . 2 减速器的减速形式与齿轮类型 . 2 减速器主、从动锥齿轮的支承方案 . 3 速器的结构形式 . 5 计内容 . 5 第 2 章 主减速器的结构设计 . 6 减速器传动比的计算 . 6 减速齿轮计算载荷的确定 . 7 减速器齿轮基本参数的选择 . 10 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 . 12 减速器螺旋锥齿轮的 几何尺寸计算 . 12 减速器螺旋锥齿轮的强度校核 . 13 . 15 轮基本参数的选择 . 17 . 18 . 19 第 3 章 轴承的选择和校核 . 20 . 20 . 22 . 23 . 26 第 4 章 轴的设计 . 27 . 27 本科生毕业设计 间轴的结构设计 . 28 . 28 . 30 章小结 . 32 第 5 章 差速器的设计 . 33 速器的结构形式及选择 . 33 . 33 . 36 . 36 结论 . 37 致谢 . 38 参考文献 . 39 附录 . 40 本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 述 1、 主减速器 及差速器 的概述 汽车正常行驶时， 发动机的转速通常在 2000 至 3000r/右，如果将这么高的转速只 靠变速箱 来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可 使主减速器前面的传 动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省 力 1。 对于 载货汽车 来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而主减速器在传动系统中起着非常重要的作用。 随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于重型载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率， 大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在 140上，最大转矩也在 700N m 以上，百公里油耗是一般都在 34L 左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对于重型卡车来说，要传递的转矩较乘用车 、 客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机 ，这就对传动系统有较高的要求，而主减速器在传动系统中起着非常重要的作用。 因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的传动系便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的主减速器已成为了新的课题。 本科生毕业设计 2 根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及他们之间的相互关系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的形成往往是由差别的。例如，转弯时外侧的车轮的行程总要比内侧的长。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不同 的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑移或滑转。 为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装由差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。 同样情况也发生在多驱动桥中，前、后驱动桥之间，中、后驱动桥之间等会因车轮滚动半径不同而导致驱动桥间的功率循环，从而使传动系的载荷增大，损伤其零件，增加轮胎的磨损和燃料的消耗等，因此一些多驱动桥的汽车上也装了轴间差速器。 差速器的结构型使选择，应从所设计汽车的类型及其使用 条件出嘎，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。 2、 主减速器 及差速器 设计的要求 驱动桥中主减速器的设计应满足如下基本要求 1： 1、 所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。 2、 外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。 3、 在各种转速和载荷下具有高的传动效率；与悬架导向机构与动协调。 4、 在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。 5、 结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。 驱动桥 中 差速器的设计应满足： 1、 所选择的 差速器在能保证工作性能的要求下，尽量的结构简单。 2、与主减速器配合 时 结构要紧凑。 减速器 及差速器 的结构 形势分析 减速器的减速形式 与齿轮类型 为了满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不同的。 主减速器的减速型式分为单级减速、双级减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。减速型式的选择与汽车的使用类型及使用条件有关有时也与制造厂已有的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于动力性、经经济性等整车能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置型式等 。 根据主减速器的使用目的和要求的不同，其结构形式也有很大差异。按主减速器所处的位置可分为中央主减速器和轮边减速器，按参加减速传动的齿轮副可分为单级本科生毕业设计 3 式主减速器和双级式主减速器。按主减速器速比的变化可分为单速主减速器和双速主减速器两种。 单级式主减速器应用于轿车和一般轻、中型载货汽车。双级式主减速器应用于大传动比的中、重型汽车上，若其第二级减速器齿轮有两副，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，则称轮边减速器。 由于 本 设计是重型 卡 车主减速器， 由于它的主传动比比较大，故 选用二级主减速器。 现代汽车的主减速器，广 泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。 螺旋锥齿轮传动的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比。一般情况下，当要求传动比大于 4 5而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋锥齿轮小。当传动比小于 2 时，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为后者具有较大的差速器可利用空间。对于中等传动比，两种齿轮传动均可采用。圆柱齿轮传动一般采用斜齿轮，广泛应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥和双级主减速器贯通式驱动桥。 本设计的双级主减速器第一级选取 螺旋锥 齿轮，第二级选取圆柱齿轮。 减速器主、从动锥齿轮的支承方案 在 壳体结构及轴承型式已定的情况下，主减速器主动齿轮的支承型式及安置方法，对其支承刚度影响很大，这是齿轮能否正确 啮合 并具有较高使用寿命的重要元素之一。 1、 主动锥齿轮的支承 主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和骑马式支承两种。查阅资料、文献，经方案论证，采用悬臂式支承结构（如图 a） 所示）。 本科生毕业设计 4 2、 从动锥齿轮的支承 主减速器从动锥齿轮的支承刚度依 轴承的型式，支承间的距离和载荷在轴承之间的分布即载荷离两端轴承支承中心间的距离 c和 d（如图 比 例而定。为了增强支承刚度，支承间的距离应尽量缩小。但为了使从动锥齿轮背面的支承突缘有足够的位置设置加强筋及增强支承的稳定性，距离 c+0 装时应使它们的圆锥滚子大端相向超内朝内，而小端相背朝外。为了使载荷能尽量均匀分在两个轴承上，并且让出位置来加强从动齿轮连接突缘的刚性，应尽量使尺寸 c 等于或大于 d。为了防止从动齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承也应预紧。由于从动锥齿轮轴承是装在差速器壳上，尺寸较大，足以保证刚度。 图 动锥齿轮的支 承 型式 1 调整垫片 2 调整垫圈 （ a）悬臂式支承 （ b）骑马式支承 图 动锥齿轮的支承型式 本科生毕业设计 5 速器的结构形式 差速器的结构形式由多种，主要分为普通对称式圆锥行星齿轮差速器和防滑差速器。其中，防滑式差速器右分为自锁式和强制锁止式。 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳、 2 个半轴齿轮， 4 个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等有点，最广泛地用在轿车、客车和各种公路用载货汽车上。有些越野车也采用了这种结构。 由于差速器壳是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速器从动齿轮 尺寸时，应考虑差速器的安装。差速 器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向 轴承支座的限制 。 计内容 设计主要内容包括：双级主减速器和对称式圆锥行星齿轮差速器各个零件参数的设计和校核过程。主减速器结构的选择、主、从动锥齿轮的设计、轴承的校核；差速器结构的选择、行星齿轮、半轴齿轮的设计和校核 。 本科生毕业设计 6 第 2 章 主减速器的结构设计 减速器传动比的计算 1、 轮胎 滚动半 径的确定 基本 参数如下表 表 本参数表 名称 代号 参数 驱动形式 42 装载质量 t 10 总质量 t 发动机最大功率 转速 r 动机最大转矩 转速 r 800胎型号 高车速 h 70 由上表可知载货汽车的轮胎型号为 查表可知 1085 R=F 2 （ 根据轮胎型号已知为斜交轮胎 F 取 得： R=2、 主减速比的确定 主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。0i 一起由整车动力计算来确定。可利用在不同0发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择02。 本科生毕业设计 7 对于具有很大功率储备的轿车、长途公共汽车尤其是竞赛车来说，在给定发动机最大功率 选择的0汽车有尽可能高的最高车速时0 iv a （ 式中 r 车轮的滚动半径； 变速器最高档传动比 ； 最高车速； 发动机最大功率时的转速。 对于其他汽车来说，为了得到足够的功率储备而最高车速稍有下降，00% 25% 初取0i=10. 因为 i 12， 因此选用双级主减速器 。 3、 双级主减速器传动 比分配 一般情况下 第二级减速比022i/01i）约在 围内，而且趋于采用较大的值，以减小从动锥齿轮的半径及负荷并适应当增多主动锥齿轮的齿数，使后者的轴径适当增大以提高其支承刚度 67；这样 也可降低从动圆柱齿轮以前各零件的负荷从而可适当减小其尺寸及质量 ，所以 02i/01：01i= 02i =010 减速齿轮计算载荷的确定 通常是将发动机最大转矩配以传动系最低档传动比时和驱动车轮打滑时两种情况下作用于主减速器从动齿轮上的转矩（最小者，作为载货汽车和越野汽车在强度计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。即 0m ax/n （ 本科生毕业设计 8 2（ 式中 发动机最大转矩， 由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比 ， 0i 1i= T 上述传动部分的效率，取 T = 0K 超载系数，对于一般载货汽车、矿用汽车和越野车以及液力传动的各类 汽车取0K=1； n 该车的驱动桥数目， 2G 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷， N；对后 桥来说应该考虑到汽车加速时的负荷增大； 轮胎对路面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取 =对于越野汽车取 =对于安装专门的防滑宽轮胎的高级轿车取 = r 车轮的滚动半径， m； i, 分别为由所计算的主减速 器从动齿轮到驱动轮之间的传动效率和减速比（例如轮边减速器等），在这里取 1， 1 由表 可知， 把00(N m )代入式 （ 得： 0m a x/n 00 ) （ 本科生毕业设计 9 各类汽车轴荷分配范围如下 表 ： 表 驱动桥质量分配系数 车型 空载 满载 前轴 后轴 前轴 后轴 轿车 前置发动机前轮驱动 56%66% 34%44% 47%60% 40%53% 前置发动机后轮驱动 50%55% 45%50% 45%50% 50%55% 后置发动机后轮驱动 42%59% 41%50% 40%45% 55%60% 货车 4 2后轮单胎 50%59% 41%50% 32%40% 60%68% 4 2后轮双胎，长 头、短头车 44%49% 51%55% 27%30% 70%73% 4 2后轮双胎，平头车 49%54% 46%51% 32%35% 65%68% 6 4后轮双胎 31%37% 63%69% 19%24% 76%81% 本文设计 车型为 4 2 后轮双胎 ，满载时前轴的负荷在 32% 35%，取 34%；后轴为 65% 68%，取 66%。该车满载时的总质量为 G =则可求得前后轴的轴荷 1G 1G = = （ 2G =G = （ 把 已知 值代入式（ ， 可得 21 5 1 10 ) （ 取 )(m 小者、 )为强度计算 中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算 载荷。 对于公路车辆来说，使用条件较非公路 车俩稳定 ，其正常持 转 矩是根据所谓平均牵引力的值来确定的，即主加速器的平均计算转矩为 )()(（ 式中： 汽车满载总重 ； 所牵引的挂车满载总重 ， N， 仅用于 牵引车取 0； 道路滚动阻力系数， 载货汽车的系数在 选 汽车正常使用时的平均爬坡能力系数。货车 和城市公共汽车 初取 汽车性能系数 )(1 9 0 01m a （ 当 m G =6 时，取 0。 r ， ， n ， 见式（ 的说明。 把上面的已知数代入式（ 得： )()(=） （ 主动齿轮计算转矩为： iT 减速器齿轮 基本 参数的选择 1、 齿数的选择 对于普通 双 级主减速器， 由于第一级减速比01通常本科生毕业设计 11 0201 ，这时第一级主动锥齿轮的齿数 1z 可选得较大些，约在 9 15 范围内。第二级圆柱齿轮的传动齿数和可选在 68 10 的范围内。在这里我们选择 1z =15。则0112 =15 z ，修正第一级的传动比1201 =06843 取 68。 以 133 z， 554 z ，修正 节圆直径的选择 节圆直径的选择可 根据从动锥齿轮的计算转矩 （ 见式 式 取两者中较小的一个为计算依据 ） 按经验公式选出： 32 2 （ 式中：2 直径系数，取23 16； 计算转矩， ，取jT，小的 ，第一级所承受的转矩： ） （ 把式（ 进式（ 得到 d 取 2d =330 3、 齿轮端面模数的选择 根据公式22 / 可 算出从动齿轮大端模数， 10tm 4、 齿面宽的选择 汽车主减速器螺旋 锥 齿轮齿 面 宽度为 ： F=d = 5、 螺旋锥齿轮螺旋方向 螺旋锥齿轮在传动时所产生的轴向力，其方向决定于齿轮的螺旋方向和旋转方向。判断齿轮的旋转方向是顺时针还是逆时针时，要向齿轮的背面看去 。而判断轴向力的方向时，可以用手势法则。 一般情况下主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋，以使二齿轮的轴向力有互相斥离的趋势 3。 6、 螺旋角的选择 螺旋角 35 。 本科生毕业设计 12 7、 齿轮法向压力角的选择 根据格里森规定载货汽车和重型汽车则应分别选用 20 、 22 03 的法向压力角。则在这里选择的压力角为 20 。 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 减速器螺旋锥齿轮 的几何尺寸计算 主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的 几何尺寸的计 算 表 级 主减速器一级齿轮的几何尺寸计算用表 序号 项目 计算公式 结果 1 主动齿轮齿数 1z 15 2 从动齿轮齿数 2z 33 3 端面模数 m 4 齿面宽 2155.0 5 齿工作高 1 6 齿全高 2 7 法向压力角 20 - 8 轴交角 90 - 9 节圆直径 2211 ; 10 螺旋角 35 11 螺旋方向 主动齿轮左旋；从动齿轮右旋 - 12 驱动齿轮 小齿轮 - 13 旋转方向 从 齿轮背面看，主动齿轮顺时针，从动齿轮为逆时针 - 本科生毕业设计 13 减速器螺旋锥齿轮的强度 校核 1、 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 单位齿长上的圆周力 ： 式中： p 单位齿长上的圆周力， N/ P 作用在齿轮上的圆周力， N，按发动机最大转矩 F 从动齿轮齿宽，及 F = b 按发动机最大转矩计算时： 21013m a x = （ 按最大附着力矩计算时 ： r210232 = （ 式中： 2G 后轮承载的重量，单位 N ； 轮胎与地面的附着系数，查 刘惟信版汽车设计 表 9 = r 轮胎的滚动半径， m ； 2d 从动轮的直径， 在现代汽车中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，计算所得的 p 值有时高出标准值 10 25。（ 1571 1756 ） 由于发动机最大转矩的限制，计算转矩 允许范围内，因此校核成功。 2、 轮齿的弯曲强度计算 汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力 )/( 2本科生毕业设计 14 203102 （ 式中：0K 超载系数 尺寸系数 （ 6.1m 时 ； 载荷分配系数，当一个齿轮用骑马式支承型式时， 质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，档齿轮接触良好、节及径向跳动精度高时，取 1； m 端面模数， m =10 F 齿面宽度 ， z 齿轮齿数； T 齿轮所受的转矩， ； J 计算弯曲应力用的综合系数 。 小齿轮系数 1J 齿轮系数 2J 这些已知数代 入式（ 得： 12031 102 = 2 3 6 4102 23 =22032 102 = 1 4 1102 23 =汽车驱动桥的齿轮，承受的是交变负荷，其主要损坏形式是疲劳。其表现是齿根疲劳折断和由表面点蚀引起的剥落。 按T ,中最小的计算时，汽车主减速器齿轮的许用应力为 700据上面计算出来的21, 分别为 它们都小于 700以校核成功 。 3、 轮 齿的接触强度计算 螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力j（ 为： 本科生毕业设计 15 3011102 （ 式中： 材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取 232.6 21 ； 0K，mK， 见 式（ 的说明，即0K=1，.1，； 尺寸系数，它考虑了齿轮的尺寸对其淬透性的影响，在缺乏经验的情况下，可取 1； 表面质量系数，对于制造精确的齿轮可取 1； 主动齿轮的计算转矩； J 计算应力的综合系数， 如下图 所示 ，可查的 图 触强度计算综合系数 J 将已知带入式（ 可得： 3011102 = =动齿轮的接触应力是相同的 汽车主减速器齿轮的许用接触应力为：当按式（ （ 较小者计算时许用接触应力为 2800于 2800以校核成功
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