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含9张CAD高清图纸 说明书 LB3 黄河少帅自卸车双级主减速器设计【含9张CAD高清图纸 说明书】【LB3】 黄河 少帅 卸车 双级主 减速器 设计 CAD 图纸 说明书

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内容简介：

SY-025-BY-1毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名田芳职称助教从事专业车辆工程B05-17班是否外聘是否题目名称载货汽车主减速器设计课题适用专业车辆工程课题类型X 课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）1 设计的主要内容：在本毕业设计中，载货汽车的主减速器进行设计，使之具有足够的强度和刚度以及较高的传动效率，通过对主减速器主要结构尺寸的计算，对关键部件的强度刚度的计算和校核完成相关设计，最后利用AutoCAD绘图，编写设计说明书。2 意义：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。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。3 预期成果：1、完成设计说明书一份（1.5万字以上）。2、绘制总装配图和主要零件图，图量折合A0图纸3张以上。3、设计资料的电子稿件一份。 指导教师签字： 年 月 日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易 教研室主任签字： 年 月 日系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名杨清清系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17指导教师姓名田芳职称助教从事专业汽车运用技术是否外聘是否题目名称载货汽车双级主减速器设计一、 设计（论文）目的、意义 载货汽车的有关参数名称代号 参数驱动形式 42装载质量t 8.510总质量t 16发动机最大功率kw及转速rmin- 140-2500发动机最大转矩N.m及转速rmin- 700-1400轮胎型号 11.00-20变速器传动比 5.2 0.72最高车速kmh 92主减速器设计是汽车设计中重要的环节之一。主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。通过本题目的设计，学生可综合运用机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、汽车构造、汽车理论、汽车设计等知识，达到综合训练的效果。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1 设计的主要内容在本毕业设计中，针对载货汽汽车的主减速器进行设计，使之具有足够的强度和刚度以及较高的传动效率，通过对主减速器主要结构尺寸的计算，分析双级主减速器的结构形式、特点及工作原理，进行主减速器总成及零部件的结构及尺寸设计，完成齿轮及轴承等的强度校核。绘制总装配图和主要零件图，编写设计说明书。2技术要求（研究方法）要求将汽车构造、汽车设计、机械制图、计算机软件等相关知识有机结合、熟练运用；要求熟练运用CAD软件。三、设计（论文）完成后应提交的成果1、完成设计说明书一份（1.5万字以上）。2、绘制总装配图和主要零件图，图量折合A0图纸3张以上。3、设计资料的电子稿件一份。四、设计（论文）进度安排第一周第二周 查阅资料，学习主减速器设计，开题报告。第三周 撰写文献综述。第四周第六周 主减速器传动比计算及主、从动锥齿轮齿数分配；主、从动锥齿轮设计计算和校核；第七周第九周二级主、从动圆柱齿轮齿数分配；主、从动圆柱齿轮设计计算和校核；第十周 轴承的选择及箱体设计第十一周第十二周 绘制主减速器设计装配图及零件图。第十三周第十四周 修改图纸、完成设计说明书。第十五周第十六周 对图纸及设计说明书进一步修改，对设计图纸及设计说明书内容、格式、英文摘要等进行最终审查和修改。第十七周 毕业答辩五、主要参考资料1 刘惟信主编. 汽车设计.北京:清华大学出版社2 仙波正庄（日）行星齿轮传动及应用M北京：机械工业出版社，19983 成大先机械设计手册M北京：化学工业出版社，20024 陈家瑞主编.汽车构造（下）北京:人民交通出版社.20005 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.北京：人民交通出版社.20016 李秀珍主编.机械设计基础（第3版）北京：机械工业出版社，20037 吉林工业大学汽车教研室编.汽车设计.北京：机械工业出版社，19818 机械设计手册委员会编.机械设计手册第3卷.北京：机械工业出版社，20049 机械设计手册委员会编. 机械设计手册第2卷.北京：机械工业出版社，200410 刘鸿文主编.材料力学（第三版）北京：高等教育出版社，199311 机械设计手册编委会.机械设计手册 减速器和变速器M.机械工业出版社，200712 沈绵主编.汽车底盘构造与检修M.北京：机械工业出版社，200613 彭文生等.机械设计与机械原理指南M.华中理工大学出版社.199814 Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L TravinM.PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.200215 The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturersM.Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-4毕业设计（论文）指导记录日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名： 指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名： 指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名： 指导教师签名：SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期年 月 日迄今已进行 周剩余 周学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容存在问题及努力方向学生签字： 指导教师意 见 指导教师签字： 年 月 日教研室意 见教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-6毕业论文指导教师评分表学生姓名宛孝男系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17-31指导教师姓名田芳职称助教从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称越野车驱动桥后桥设计序号评 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102题目工作量；选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力；综合运用知识能力154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255文题相符程度；写作水平156写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性157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） 指导教师签字： 年 月 日SY-025-BY-7毕业设计评阅人评分表学生姓名宛孝男专业班级车辆工程B05-17班指导教师姓名田芳职称助教题目越野车驱动桥后桥设计序号评 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102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103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154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255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）156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207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）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） 评阅人签字 ： 年 月 日SY-025-BY-8毕业设计答辩评分表学生姓名宛孝男专业班级车辆工程B05-17-31指导教师田芳职 称助教题目越野车驱动桥后桥设计答辩时间6月23日 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102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103应用文献资料、计算机、外文的能力104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、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语： 答辩组长签字： 年 月 日SY-025-BY-9毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名宛孝男性别男系部汽车工程系专业车辆工程班级B05-17-31设计（论文）题目越野车驱动桥后桥设计指导教师姓名田芳职称助教指导教师评分（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）： 系部公章： 年 月 日注：1、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=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、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。SY-025-BY-10优秀毕业设计（论文）推荐表题 目类别学生姓名系、专业、班级指导教师职 称设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计毕业设计（论文）过程管理材料题 目载货汽车主减速器设计学生姓名宛孝男系部名称车辆工程系专业班级B05-17-31指导教师田芳职 称助教教研室丰田中心起止时间2009年3月2日教 务 处 制本科学生毕业设计载货汽车主减速器设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程B05-17 学生姓名： 杨清清 指导教师： 田芳 职 称： 助教 黑 龙 江 工 程 学 院二九年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of Truck Main Reduction GearCandidate：Yang QingqingSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B05-17Supervisor：Assistant.Tian FangHeilongjiang Institute of Technology2009-06HarbinSY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名杨清清系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17指导教师姓名田芳职称助教从事专业汽车运用技术是否外聘是否题目名称黄河少帅自卸车双级主减速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义载货汽车的有关参数名称代号 参数驱动形式 42装载质量t 8.510总质量t 16发动机最大功率kw及转速rmin- 140-2500发动机最大转矩N.m及转速rmin- 700-1400轮胎型号 11.00-20变速器传动比 5.2 0.60最高车速kmh 92改革开放以来，中国的汽车得到了快速的发展，尤其的加入的WTO后，我国的汽车市场对外开发，汽车工业逐渐成为世界汽车整体市场的一个重要组成部分。同时，车用减速器也随着整车的发展不断成长和成熟起来。随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为客车和货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为客车和货车主减速器技术的发展趋势。产品上，国内重型货车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如陕西汉德引进德国撇N公司技术的485 减速驱动桥，一汽集团和东风公司的13吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了457、460、480、500等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。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。按齿轮副结构形式可分为圆柱齿轮式和圆锥齿轮式两种。由于双曲面齿轮具有一系列的优点，因而它比弧齿锥齿轮应用更广泛。但弧齿锥齿轮也常被采用，其原因是：它能承受大的负荷。加之其齿轮不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐地由齿的一端连续而平稳地转向另一端，使得其工作平稳，即使在高速运转时，噪声和振动也很小，传动效率高，能达到99%，生产成本也较低，不需要特殊的润滑，工作稳定性能好。在中小型汽车上单级主减速器因具有结构简单、体积及质量小等特点被广泛应用。根据发动机特性和汽车使用条件，要求主减速器具有较大的主传动比时，由一对锥齿轮构成的单级主减速器已不能保证足够的最小离地间隙，这时则需要采用两对齿轮来实现降速的双级主减速器。而双级主减速器不仅能够满足较大单位主减速比，还可以最小离地间隙等要求，提高汽车的通过性能。也可以设计成双级的主减速器，也能达到目的。考虑到车型和车的生产成本，选用的是弧齿锥齿轮，在本毕业设计中，针对载货汽车的双极主减速器进行设计，使之满足所要的性能，并保证具有足够的强度和刚度以及较高的传动效率。在主减速器的设计中，差速器和主减速器相连在一起，所以我认为对差速器的设计很重要，对此也对差速器进行设计。设计的目的：使发动机传过来的高速低扭矩的转矩转化为低速高转矩的转矩，并改变转矩的方向，使所设计的主减速器有足够的刚度和强度以及较高的传动效率，能保证车辆正常运行。设计的意义：通过本次毕业设计，可让自己能综合运用机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、汽车构造、汽车理论、汽车设计等知识，能熟练掌握汽车各部件的设计步骤和要求。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题载货汽车的基本参数和不同类型主减速器的特点，初步计算本设计主减速器的传动比大于7.6，所以选择的主减速器为“双级单速准双曲面圆锥-圆柱主减速器”。在设计中使它具有足够的强度和刚度以及较高的传动效率。 设计的基本内容有：1绪论、设计的目的、意义等；2主减速器结构设计与计算；(1) 主、从动锥齿轮的基本参数设计与强度校核计算；（2）主、从动圆柱齿轮的基本参数设计与强度校核计算；(3) 圆锥轴轴的设计和校核；(4) 中间轴的设计和校核3差速器壳体的设计；4主减速器壳体的选择和设计；5结论拟解决的主要问题有：1各齿轮的设计和校核；2润滑方式的选择和设计；3主减速器壳体的设计；4润滑油的选择和油道的设计三、技术路线（研究方法）零件图和装配图主减速器壳体设计差速器轴承的校核差速器壳体的设计轴的校核齿轮参数确定传动比的分配传动比的计算传动方案的确定方案的选择轴参数的确定轴系设计齿轮的校核齿轮的设计化四、进度安排第一周第二周 查阅资料，学习主减速器设计，开题报告。第三周 撰写文献综述。第四周第六周 主减速器传动比计算及主、从动锥齿轮齿数分配；主、从动锥齿轮设计计算和校核；第七周第九周二级主、从动圆柱齿轮齿数分配；主、从动圆柱齿轮设计计算和校核；第十周 轴承的选择及箱体设计第十一周第十二周 绘制主减速器设计装配图及零件图。第十三周第十四周 修改图纸、完成设计说明书。第十五周第十六周 对图纸及设计说明书进一步修改，对设计图纸及设计说明书内容、格式、英文摘要等进行最终审查和修改。第十七周 毕业答辩五、参考文献1 刘惟信主编. 汽车设计M.北京:清华大学出版社,20012 仙波正庄（日）行星齿轮传动及应用M北京：机械工业出版社，19983 成大先机械设计手册M北京：化学工业出版社，20024 陈家瑞主编.汽车构造（下）M北京:人民交通出版社.20005 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册M.北京：人民交通出版社.20016 李秀珍主编.机械设计基础（第3版）M北京：机械工业出版社，20037 吉林工业大学汽车教研室编.汽车设计M.北京：机械工业出版社，19818 机械设计手册委员会编.机械设计手册第3卷M.北京：机械工业出版社，20049 刘鸿文主编.材料力学（第三版）M北京：高等教育出版社，199310 林慕义 张福生主编.车辆底盘构造与设计M.北京：冶金工业出版社，200711 机械设计手册编委会.机械设计手册 减速器和变速器M.机械工业出版社，200712 沈绵主编.汽车底盘构造与检修M.北京：机械工业出版社，200613 彭文生等.机械设计与机械原理指南M.华中理工大学出版社.199814 Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L TravinM.PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.200215 The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturersM.Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006六、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摘 要本设计是对载货汽车设计一个结构合理、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。本文论述了双级主减速器各个零件参数的设计和校核过程。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。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。关键词：载货汽车；双级主减速器；齿轮；校核；设计ABSTRACTThis design is designs a structure to the truck to be reasonable, work related reliable two-stage main gear box. This two-stage main gear box is composed of two level of gear reductions. Compares with the single stage main gear box, when the guarantee ground clearance is the same may obtain the very great velocity ratio, and also has the structure to be compact, the noise is small, service life long and so on merits. This article elaborated the two-stage main gear box each components parameter computation and the selection process, and through computation examination. The design mainly includes: Main gear box structure choice, host, driven bevel gears design, bearings examination. The main reducer in the transmission lines used to reduce vehicle speed, increased the torque , it is less dependent on the bevel of more gear drive of less bevel gear . Purchase of the longitudinal engine automobiles, the main bevel gear reducer also used to change the driving force for the direction of transmission.Key words: Truck；Two-stage Main Reduction Gear；Gear；CheckII目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 概述11.1.1 主减速器的概述11.1.2 主减速器设计的要求11.2 主减速器的结构方案分析21.2.1 主减速器的减速形式21.2.2 主减速器的齿轮类型21.2.3 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案31.3 主要涉及内容及方案4第2章 主减速器的结构设计与校核52.1 主减速器传动比的计算52.1.1 轮胎外直径的确定52.1.2 主减速比的确定62.1.3 双级主减速器传动比分配72.2 主减速齿轮计算载荷的确定82.3 主减速器齿轮参数的选择102.4 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算122.4.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算122.4.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度校核132.5第二级齿轮模数的确定172.6双级主减速器的圆柱齿轮基本参数的选择182.7齿轮的校核192.8主减速器齿轮的材料及热处理202.9本章小结21第3章 轴承的选择和校核223.1主减速器锥齿轮上作用力的计算223.2轴和轴承的设计计算243.3主减速器齿轮轴承的校核263.4本章小结29第4章 轴的设计304.1 一级主动齿轮轴的机构设计304.2 中间轴的结构设计314.3 本章小结32第5章 轴的校核335.1 主动锥齿轮轴的校核335.2中间轴的校核355.3本章小结37结论38致谢39参考文献40附录41第1章 绪 论1.1 概述1.1.1 主减速器的概述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140KW以上，最大转矩也在700Nm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。 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。1.1.2 主减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。本设计主要研究双级主减速器的结构与工作原理，并对其主要零部件进行了强度校核。1.2 主减速器的结构方案分析主减速器的结构型式主要是根据其齿轮类型、主、从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而异2。1.2.1 主减速器的减速形式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8。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。 由于本文设计的是重型汽车主减速器，由于它的主传动比比较大，故选用二级主减速器34。1.2.2 主减速器的齿轮类型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。按齿轮副结构形式可分为圆柱齿轮式和圆锥齿轮式两种。按齿型的不同，又分为螺旋锥齿轮和双曲面锥齿轮。他们有着不同的特点：螺旋锥齿轮，其主、从动齿轮轴线相交于一点，交角可以是任意的，但在绝大多数的汽车驱动桥上，主减速齿轮副都是采用交角的布置。由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的齿轮同时啮合，因此，螺旋锥齿轮能承受大的负荷。加之其齿轮不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐地由齿的一端连续而平稳地转向另一端，使得其工作平稳，即使在高速运转时，噪声和振动也很小。传动效率高，能达到99%，生产成本也较低，不需要特殊的润滑，工作稳定性能好。但对啮合精度很敏感。双曲面齿轮的特点是主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离。双曲面齿轮传动不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30，齿面的接触强度提高，选用较少的齿数，有利于增加传动比和降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度，从而得到更大的离地间隙，利于实现汽车的总体布置等优点。但双曲面齿轮加工工艺要求比较高。本文设计的双级主减速器第一级选取弧齿锥齿轮，第二级选取圆柱齿轮。1.2.3 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案主减速器中心必须保证主从动齿轮具有良好的啮合状况，才能使它们很好地工作。齿轮的正确啮合，除了与齿轮的加工质量装配调整及轴承主减速器壳体的刚度有关以外，还与齿轮的支承刚度密切相关。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1.1（a）所示）。1调整垫片 2调整垫圈（a）悬臂式支承 （b）骑马式支承图1.1 主动锥齿轮的支承型式2、从动锥齿轮的支承从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承（如图2.2所示）。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70%。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是等于或大于。图1.2从动锥齿轮的支承型式1.3 主要涉及内容及方案其主要的内容为有：1.主减速比的计算；2.主减速比的分配；3.一级齿轮传动机构的设计和校核；4.二级齿轮传动的设计和校核；5.轴承的选择和校核；6.轴的选择。为了达到增大离地间隙和柱减速器的功能要求，在这些内容中最重要的是如何合理的分配好主减速比。在这个过程中，只有反复的通过计算，不断调整一、二级的减速比。主要方案：运用齿轮传动原理，先用圆锥齿轮改变其转矩的方向，并同时达到减速增扭的目的。让后再通过圆柱齿轮副最终达到我们自己所需要的速度和扭矩。 第2章 主减速器的结构设计与校核2.1 主减速器传动比的计算2.1.1 轮胎外直径的确定 载货汽车的参数如下表2.1：表2.1基本参数表名称代号 参数驱动形式 42装载质量t 8.510总质量t 16发动机最大功率kw及转速rmin- 140-2500发动机最大转矩N.m及转速rmin- 700-1400轮胎型号 11.00-20变速器传动比 5.2 0.72最高车速kmh 92由上表可知载货汽车的轮胎型号为11.00-20，其中20为轮*名义尺寸D、单位为英寸。11.00为轮胎的宽B、单位也为英寸。b为轮*轮缘高度尺寸（单位mm），在这里取B（14.00）如下图所示：通常乘用车轮胎断面宽高比H/B的两位百分数表示为系列数，例如H/B为0.88，0.82，0.80，0.70，0.60， 0.50时，则分别称其为88，82，80，70，60，50系列，轿车多采用的其后三种系列。商用车轮胎的高宽比为：有内胎的为0.95；无内胎为0.85。载货汽车设计选用的轮胎是加深花纹的轮胎刘惟信版汽车设计表2-20，型号为11.00-20，可查得轮胎的外直径为：=1100mm （2.1）1.10 图2.1 轮胎的断面图2.1.2 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。的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比一起由整车动力计算来确定。可利用在不同下的功率平衡图来研究对汽车动力性的影响。对发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性5。 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P及其转速的情况下，所选择的值应能保证这些汽车有尽可能高的最高车速。这时值应按下式来确定： （2.2）式中 车轮的滚动半径,=0.55，单位； 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，一般选得比上式求得的大10%25%，即按下式选择： =（0.3770.472） （2.3） 式中 车轮的滚动半径，m； 变速器最高档传动比； 分动器和加力器的最高档传动比； 轮边减速器的传动比。本设计中没有分动器和加力器，所以=1；也没有轮边减速器，所以=1。按以上两式求得的值应该与同类汽车的相应值作比较，并考虑到主、从动主减速器齿轮可能有的齿数，将值予以校正并最后确定下来。由式（2.2）得，取功率储备系数为0.420，即： =0.420 （2.4） 把=0.55、=2500r/min、=92km/h、=1、=1、=0.72代入式（2.4）中，算的=8.18。并与同类汽车比较也传动比也相差不大，最终确定=8.18。因为大于了7.6，所以得采用双级主减速器。2.1.3 双级主减速器传动比分配 一般情况下第二级减速比与第一级减速比之比值（/）约在1.42.0范围内，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。在这里因为主减速比比较大，为了使得二级主减速器从动齿轮的直径小一些，可以取/也小一些，在这里取1.1。一般，双级主减速器第一主动锥齿轮的齿数多在915范围内8，由于一般常规的载货汽车最大可取到11，为了提高主动齿轮的强度，我们在这里取最大=11，则可算得：=2.73，其=3.00，修定总传动比得=8.19。2.2 主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（、）的最小者，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 =/ （2.5） = （2.6）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， =8.195.2=42.59； 上述传动部分的效率，取=0.9；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=1； 该车的驱动桥数目，在这里=1；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=0.85，对于越野汽车取=1.0，对于安装专门的防滑宽轮胎的高级轿车取=1.25；车轮的滚动半径，m；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，。由表2-1中可知，把=700()代入式（2-5）得： =/ =700 =26831.70() （2.7）各类汽车轴荷分配范围如下图：表2.2 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42后轮单胎50%59%41%50%32%40%60%68%42后轮双胎，长头、短头车44%49%51%55%27%30%70%73%42后轮双胎，平头车49%54%46%51%32%35%65%68%64后轮双胎31%37%63%69%19%24%76%81%本文设计车型为4后轮双胎，平头车，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=16，则可求得前后轴的轴荷和 =0.34=0.3416=5.44 （2.8）=0.66=0.6616=10.56 （2.9）把式（2.1）和式（2.9）的值代入式（2.6），可得 = =48380.640() （2.10）取，即26831.70 ()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 = （2.11）式中：汽车满载总重1.69.8=156800； 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0.0150.020；初选=0.018； 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通常取0.050.09，可初取=0.08； 汽车性能系数 （2.12） 当 =43.6816时，取=0。，等见式（2.5）（2.6）下的说明。把上面的已知数代入式（2.11）可得： =8451.52（） （2.13）2.3 主减速器齿轮参数的选择1、齿数的选择 对于普通双级主减速器，由于第一级减速比比第二级的小一些，这时第一级主动锥齿轮的齿数可选得较大些，约在915范围内。第二级圆柱齿轮的传动齿数和可选在68的范围内。在这里我们选择=11。则=1130.03取，修正第一级的传动比=2.73；。2、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2-5，式2-6中取两者中较小的一个为计算依据）按经验公式选出： （2.14）式中：直径系数，取=1316；计算转矩，取，中较小的，第一级所承受的转矩： =8943.90（） （2.15）把式（2.15）代进式（2.14）中得到332.12；初取=300mm。3、齿轮端面模数的选择 当选定后，可按式可算出从动齿轮大端模数，。4、齿面宽的选择 汽车主减速器螺旋锥齿轮齿面宽度推荐为：F=0.155=46.50，可初取F=50mm。5、螺旋锥齿轮螺旋方向 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2。6、螺旋角的选择 螺旋角应足够大以使齿面重叠系数1.25。因愈大传动就越平稳噪声就越低。螺旋角过大时会引起轴向力亦过大，因此应有一个适当的范围。在一般机械制造用的标准制中，螺旋角推荐用359。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的法向压力角。则在这里选择的压力角为。2.4 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算2.4.1 主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 表2.3 双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 式计 算 结 果1主动齿轮齿数112从动齿轮齿数303大端模数10.004齿面宽=505工作齿高17.006全齿高=18.887法向压力角=208轴交角=909节圆直径=110=30010节锥角arctan=90-=69.8611节锥距A=A=159.7412周节t=3.1416 t=31.4213齿顶高=11.88=5.1214齿根高=7.00=13.7615径向间隙c=c=1.8816齿根角=2.51=17面锥角；=18根锥角；=17.63=64.9419齿顶圆直径=132.31=303.5320节锥顶点至齿轮外缘距离=145.91=50.1921理论弧齿厚=1022齿侧间隙=0.2540.3300.320mm23螺旋角=352.4.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度校核在完成主减速器齿轮的几何计算之后，应对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素。 螺旋锥齿轮的强度计算：1、主减速器螺旋锥齿轮的强度计算单位齿长上的圆周力，如图2.2所示： （2.16） 式中：单位齿长上的圆周力，N/mm； P作用在齿轮上的圆周力，N，按发动机最大转矩和最大附着力矩两种载荷工况进行计算；从动齿轮齿宽，及=。图2.2 主动锥齿轮受力图按发动机最大转矩计算时： =1323.64 （2.17） 按最大附着力矩计算时：=6582.40 （2.18）上式中： 后轮承载的重量，单位；轮胎与地面的附着系数，查刘惟信版汽车设计表9-13，=0.85； 轮胎的滚动半径，； 从动轮的直径，。可得到载货汽车一档时的单位齿长上的圆周力=1429。式（2.17）所算出来的值小于，所以符合要求，虽然附着力矩产生的p很大，但由于发动机最大转矩的限制p最大只有1429。可知，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为 （2.19）式中：超载系数1.0； 尺寸系数=0.792； 载荷分配系数，当一个齿轮用骑马式支承型式时，1.101.25；取=1.1； 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；端面模数，。=10；齿面宽度，；齿轮齿数；齿轮所受的转矩，；J计算弯曲应力用的综合系数，见图2.1。 图2.3 弯曲计算用综合系数J由上图可查得：小齿轮系数0.220，大齿轮系数0.187；把这些已知数代入式（2.19）可得：= =474.30= =586.48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。按中最小的计算时，汽车主减速器齿轮的许用应力为700（或按不超过材料强度极限的75%）。根据上面计算出来的分别为474.30（474.30）、586.48（586.48），它们都小于700，所以校核成功。3、轮齿的接触强度计算 螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力（MPa）为： （2.20）式中：材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取232.6；，见式（2-19）下的说明，即=1，=1.1，=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； 计算应力的综合系数，见图3.2所示，可查的图2.4 接触强度计算综合系数J按发动机输出的转矩计算可得：=2514.16按发动机平均输出的转矩计算可得：=1248.37汽车主减速器齿轮的许用接触应力为：当按式（2.5），（2.6）中较小者计算时许用接触应力为2800，小于2800，所以校核成功；当按发动机平均输出的转矩计算时许用接触应力为1750，小于1750，所以校核成功。2.5第二级齿轮模数的确定1、材料的选择和应力的确定齿轮所采用的钢为20CrMnTi渗碳淬火处理，齿面硬度为5662HRC，9。由于齿轮在汽车倒档时工作的时间很少，并且一档时的转矩比倒档时的转矩大，所有我们可以认为齿轮只是单向工作。斜齿圆柱齿轮的螺旋角可选择在1620这里取=16，法向压力角=。由=3.00，=68=5878 取=68得=17，=51，修正传动比，其二级从动齿轮所受的转矩。取 查李仲生主编的机械设计书表11-5；取查李仲生主编的机械设计书表11-4得： =680 2、齿轮的弯曲强度设计计算 =680 （2.21） 式中：载荷系数，齿轮按8级精度制造取； 所计算齿轮受的转矩； 齿宽； 计算齿轮的分度圆直径； 模数； 齿型系数，由当量齿数=19，=及可得=2.96；查李仲生主编的机械设计书图11-8； 应力修正系数，可得=1.55，由查李仲生主编的机械设计书图11-9。因 故应对小齿轮进行弯曲强度计算：法向模数 式中：齿宽系数，=0.8，查李仲生主编的机械设计书（表11.6）。把已知数代入上式得：=8.82由李仲生主编的机械设计书表4-1取10。2.6双级主减速器的圆柱齿轮基本参数的选择正常齿标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸见表3-2。表3.2正常齿标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算名称代号计算公式齿顶高=，其中顶隙=，其中齿根高=+=齿高=+=分度圆直径=顶圆直径=+=+2根圆直径=-=-中心距= =315.93mm，取=316；=9mm，=2.25mm，=+=1.25=11.25mm，=+=2.25=20.25mm，=158mm，474mm，=176mm，=492mm，齿宽126.4，为了安全把齿宽可取大些，在这里取。2.7齿轮的校核 1、齿轮弯曲强度校核主、从动齿轮的弯曲强度，把上面已知数据代入式（2.21）得： 612.12 533.00齿轮的弯曲强度满足要求。2、齿面接触强度校核 =1500 （2.22） 式中：材料弹性系数，=2.5； 节点区域系数，=189.8； 螺旋角系数，=0.98； 齿数比，=3.00；主动齿轮的齿面接触强度为： =2.5 =1480.23主动齿轮的齿面接触强度符合要求。从动齿轮的齿面接触强度为： =2.5 =854.61从动齿轮的齿面接触强度也符合要求。根据上面的校核，一级和二级减速齿轮都满足要求，校核成功。2.8主减速器齿轮的材料及热处理驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系的其它齿轮相比，具有载荷大，作用时间长，载荷变化多，带冲击等特点。其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。根据这些情况，对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求：1、具有较高的疲劳弯曲强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度；2、轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断；3、钢材的锻造、切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易于控 制，以提高产品的质量、缩短制造时间、减少生产成本并将低废品率；4、选择齿轮材料的合金元素时要适合我国的情况。汽车主减速器用的螺旋锥齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造，齿轮所采用的钢为20CrMnTi11。用渗碳合金钢制造的齿轮，经过渗碳、淬火、回火后，轮齿表面硬度应达到5864HRC，而心部硬度较低，当端面模数8时为2945HRC12。由于新齿轮接触和润滑不良，为了防止在运行初期产生胶合、咬死或擦伤，防止早期的磨损，圆锥齿轮的传动副（或仅仅大齿轮）在热处理及经加工（如磨齿或配对研磨）后均予与厚度0.0050.0100.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡。这种表面不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达25。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨性，可以进行渗硫处理。渗硫处理时温度低，故不引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可以显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死、胶合和擦伤等现象产生11。2.9本章小结本章通过所给的参数对总传动比的确定，并通过自己所设计的载货汽车的基本情况，参照现有的车型，合理分配一、二级的传动比。通过经验公式对一级、二级啮合齿轮的齿数和模数进行设计，选择齿轮所用的材料，并通过强度校核公式对所设计的齿轮进行校核。使得齿轮符合强度和刚度的要求，并得出符合要求的齿轮参数，同时对传动比进行修正。第3章 轴承的选择和校核3.1主减速器锥齿轮上作用力的计算1、锥齿轮齿面上的作用力锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有一法向力。该法向力可分解为沿齿轮切向方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。为计算作用在齿轮的圆周力，首先需要确定计算转矩。汽车在行驶过程中，由于变速器挡位的改变，且发动机也不全处于最大转矩状态，故主减速器齿轮的工作转矩处于经常变化中。实践表明，轴承的主要损坏形式为疲劳损伤，所以应按输入的当量转矩进行计算。作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩可按下式计算：（3.1） 式中：发动机最大转矩，在此取700；，变速器在各挡的使用率，可参考表3-5选取；，变速器各挡的传动比；，变速器在各挡时的发动机的利用率，可参考表3-5选取；表3.5 及的参考值 车 型 变速器挡位 轿车公共汽车载货汽车挡 挡挡挡带超速挡挡挡带超速挡挡8080挡挡挡挡挡超速挡19901420750.82.51680.7262765141550301311850.53.5759300.5251577.5挡挡挡挡挡超速挡60605070656060656050507070606070706060755060706050607070705060707060注：表中，其中发动机最大转矩，；汽车总重力，kN。经计算为668.82。2、齿宽中点处的圆周力齿宽中点处的圆周力为 N （3.2） 式中：作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩见式(3.1)；该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径；对于螺旋锥齿轮 （3.3） 式中：主、从动齿面宽中点分度圆的直径； 从动齿轮齿宽； 从动齿轮节圆直径； 主、从动齿轮齿数； 从动齿轮的节锥角。由式（3.12）可以算出：92.79，253.06。按式（3.11）主减速器主动锥齿轮齿宽中点处的圆周力=14415.78N主动锥齿轮齿宽中点处的圆周力= =14415.78N。3、锥齿轮的轴向力和径向力 一级减速机构作用在主、从动锥齿轮齿面上的轴向力A和径向力R分别为： （3.4） （3.5）= （3.6）= （3.7）由上面已知可得：11682.26N=2538.14N由式（3.6）、（3.7）可算得：=2538.14N; =11682.26N二级减速齿轮齿宽中点处的圆周力为 N （3.8）式中：作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩=1825.88；该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径。可算出23112.41。二级减速机构作用在二级主、从动齿轮面上的轴向力A和径向力R分别为：= （3.9）= (3.10) 式中：齿轮的螺旋角，；把已知条件代入式（3.9）和式（3.10）可算出=6627.38，=8751.24。3.2轴和轴承的设计计算一级主动锥齿轮轴的设计计算：对于轴是用悬臂式支撑的，如图3-3所示，齿轮以其齿轮大端一侧的轴颈悬臂式地支承于一对轴承上。为了增加支承刚度，应使两轴承的支承中心距比齿轮齿面宽中点的悬臂长度大两倍以上，同时尺寸应比齿轮节圆直径的70%还大，并使齿轮轴径大于或小于悬臂长。为了减小悬臂长度和增大支承间距，应使两轴承圆锥滚子的小端相向朝内，而大端朝外，以使拉长、缩短，从而增强支承刚度。由于圆锥滚子轴承在润滑时，润滑油只能从圆锥滚子轴承的小端通过离心力流向大端，所以在壳体上应该有通入两轴承间的右路管道和返回壳体的回油道。图2.3 一级主动齿轮的支持型式另外，为了拆装方便，应使主动锥齿轮后轴承（紧靠齿轮大端的轴承）的支承轴径大于其前轴承的支持轴径。根据上面可算出轴承支承中心距70%=77，在这里取。轴承的的选择，在这里选择主动锥齿轮后轴承为圆锥滚子轴承30216型，此轴承的额定动载荷为160，前轴承圆锥滚子轴承30214型，此轴承的额定动载荷为13214。由此可得到：式中：轴承的最小安装尺寸由殷玉枫主编的机械设计课程设计书表12-4可查的。及=33.47，取=34。3.3主减速器齿轮轴承的校核1、齿轮轴承径向载荷的计算轴承A、B的径向载荷分别为： = (3.11)= (3.12)根据上式已知=2538.14N，=11682.26N，=14415.78N，=34mm ，=80mm，=114mm。后轴承径向力=9267.07N 前轴承径向力=21011.51N2、轴承的校核对于前轴承，采用圆锥滚子轴承30214型，此轴承的额定动载荷为132KN，在此径向力=6403.38N，轴向力=0N。当量动载荷 Q= (3.13)式中、， 、。由式（3-18）可得当量动载荷Q=XR=19267.07=9267.07N再由公式： s (3.14)式中：为温度系数，在此取1.0；为载荷系数，在此取1.2。所以=3.82s此外对于无轮边减速器的驱动桥来说，主减速器的从动锥齿轮轴承的计算转速为 r/min (3.15)式中：轮胎的滚动半径，m； 汽车的平均行驶速度，km/h;对于载货汽车和公共汽车可取3035 km/h，在此取35 km/h。所以由式（3-11）可得=169.27r/min；而主动锥齿轮的计算转速=169.272.73=462.11r/min。所以轴承能工作的额定轴承寿命： h (3.16) 式中： 轴承的计算转速，r/min。由上式可得轴承A的使用寿命=137773.83h。若大修里程S定为100000公里，可计算出预期寿命即 = h (3.17) 所以=2857.14h和比较，故轴承符合使用要求。对于后轴承，在此选用30216型型轴承，此轴承的额定动载荷为160KN，在此径向力=21011.51N，轴向力=11682.26N，所以=0.556=0.42查得=0.4，=1.4。由式（3-11）可得当量动载荷Q=0.421011.51+1.411682.26=24759.77N。所以轴承的使用寿命：=2.737s=9871.39h所以轴承符合使用要求。如图3.4，对于从动圆锥齿轮的圆周力、径向力、轴向力、由计算公式可知=14415.78N，=11682.26N，=2538.14N，在这里我们把二级主动齿轮与轴做成一体的，选择轴承时应与齿轮的外尺寸176相当，选择轴承为30316型，它的外直径为170，刚好满足要求，它的额定动载荷为278。根据轴承和齿轮的尺寸，如下图设计计算,。 图3.4 双级主减速器中间轴轴承载荷计算图如上图所示，根据机械设计手册和齿轮的尺寸可算得：117.25，207.25，126.75，197.75,。所以，轴承C的径向力：= (3.18)轴承D的径向力：= (3.19)式中：,第一级从动齿轮受的圆周力，轴向力和径向力； 第一级减速从动锥齿轮齿面宽中点的分度圆直径； 第二级减速主动齿轮（斜齿圆柱齿轮）的节圆直径； 第二级主动齿轮受的圆周力，轴向力和径向力。根据上面所算得的数据代入式（3-16），（3-17）可得：=6827.48=9094.95对于轴承C，在此选用30316型轴承，此轴承的额定动载荷为278KN，=0.35在此轴承C的径向力=6827.48N 轴向力=，方向与第一级从动齿轮的相反，所以轴承C不受轴向力，因此=0=0.35，此时=1，=0。 由式（3-11）可得当量动载Q=16914.95=6827.4813。所以轴承的使用寿命：=1.26s=12406214.92h所以轴承C符合使用要求。对于轴承D，在此选用30316型轴承，由机械设计手册查得此轴承的额定动载荷为278KN，=0.35 在此轴承D的径向力=9094.95N，轴向力=，所以=0.45=0.35，15。 由式（3-20）可得当量动载荷Q=0.4=10589.69，所以轴承的使用寿命：=2.93s=2884937.28h所以轴承D符合使用要求。3.4本章小结 本章主要是对轴承的选取和对轴承的校核，通过齿轮的尺寸和与箱体的装配关系，合理的选择轴承的大小。在这一张中最主要的是考虑到主减速器的装配关系，能让齿轮和轴合适的装配到箱体中，并满足一定的装配要求。并对其所用的轴承进行强度校核是寿命计算，使其满足此车的要求。第4章 轴的设计4.1 一级主动齿轮轴的机构设计由上面所设计出来的齿轮的大小和轴承的大小，装配时所要求的间隙等，参照现有车型对轴进行结构设计，如图3-1，可得到主动一级主动齿轮的基本尺寸大小，并满足其所要的要求。图3.1 一级主动齿轮轴其轴的各段的尺寸为：第1段：主动锥齿轮，其齿宽为50，大端分度圆直径为110，齿顶圆直径为132.31；第2段：这段与轴承配合，其选用的轴承代号为30316，其小径为80，大径为140，小径宽度为26，其轴的直径为80，宽度为25；第3段：大端直径为80，小端直径为60；第4段：轴直径为60；第5段：大端直径为70，小端直径为60，其1、2、3、段的总长为80；第6段：这段与轴承配合，其选用的轴承代号为30314，其小径为70，大径为125，小径宽度为24。其轴的直径为70，宽度为21；第7段：花键轴，花键分度圆直径为58，齿顶圆直径为62，花键轴宽为62；第8段：螺栓轴，螺栓直径为M36。螺栓长度为60。由计算可得主动锥齿轮的总长度为260。4.2 中间轴的结构设计 对于中间轴的结构，二级主动齿轮和中间轴加工成一体，其上面还要有一个与一级从动锥齿轮的装配凸台，两个支承轴承和相应要求的间隔15。如图3.2所示： 图3.2中间轴的结构尺寸其轴的各段尺寸为：第1段：第一段与轴承想配合，轴承的小径宽度为42mm，小径直径为80mm，其轴的直径为80mm，轴的宽度为41mm；第2段：这段为了满足主减速器的壳体与零件之间的距离，其直径设计为92mm，宽度为39.5mm；第3段：二级主动齿轮，其它的结构尺寸为，齿宽为132mm，分度圆直径为158mm，齿顶圆为176mm；第4段：主要是为了使一级从动齿轮与二级主动齿轮之间有一定的距离，其设计尺寸为：周宽22mm，轴的直径为100mm；第5段：一级从动轮凸台，与其从动锥齿轮配合，它的直径与从动齿轮的与其配合部分的尺寸相同，及直径为186mm，轴宽为38mm；第6段：与从动锥齿轮用螺栓连接的圆盘，其尺寸大小与和从动齿轮与它配合的尺寸相同，及轴的直径为232mm，轴宽为22mm；第7段：作用是为了加工时方便和减小轴的质量，其设计尺寸为轴宽为13.5mm，轴的直径为75mm；第8段：与第1段一样和相同的轴承配合，并保证零件间的间隙，其设计尺寸为轴宽为59mm，轴的直径为80mm。4.3 本章小结 通过设计的零件的结构大小，轴与箱体的配合，各零件之间的间隙等，设计出符合强度要求的轴。使其它能安全可靠的工作。第5章 轴的校核5.1 主动锥齿轮轴的校核由第3章可知，齿轮上受到的转矩为8946.66，齿轮的圆周力，轴向力，径向力，并还知道两轴承受径向力和轴向力分别为，；，。其轴承所受的轴向力与轴受到的轴向力是一对作用了与反作用力，径向力也是一对作用力与反作用了。规定齿轮受的轴向力和径向力为正，由图4.1，前、后轴承给轴的力的方向分别与圆锥齿轮受的力方向相反，则为负；径向力为正，为负。后面花键轴和螺栓轴可以不用计算，其结果不受多大影响。 图5.1 主动锥齿轮轴受力图求出水平面上的弯矩并画出弯矩图：=1680.92 （5.1）规定顺时针方向为负，其齿轮受到的弯矩为正，后齿轮受到的弯矩为负，前齿轮受到的弯矩为正，如图5.2所示：图5.2 垂直面上弯矩图求出垂直面上的弯矩并画出弯矩图：=934.58 （5.2）根据上面的方向，弯矩图如图5.3所示：图5.3 垂直面上弯矩图合成弯矩可得：= =1923.26 （5.3）由上面的图科知，在后轴承受力点上的弯矩最大，其弯矩为： 计算危险截面上的轴的直径，轴的材料选择20CrMnTi，经过调质等处理，弯曲许用应力，则：=59.79 （5.4）由于截面处轴的直径为80，最小处的直径也大于59.79，所以校核成功。5.2中间轴的校核 如图5.4，有第3章可知，从动锥齿轮受到的圆周力，轴向力，径向力；主动圆柱齿轮受到的圆周力23112.41，轴向力，径向力；轴承C所受的轴向力，径向力；轴承D所受的轴向力，径向力。图5.4 中间轴受力图求出水平面上的弯矩并画出弯矩图： =1066.38=160.91 =409.71 =1152.78规定顺时针方向为负，其齿轮受到的弯矩为正，后齿轮受到的弯矩为负，前齿轮受到的弯矩为正，如图5.5所示：5.5 垂直面上弯矩图求出垂直面上的弯矩并画出弯矩图： =0=1051.82 = =根据规定的方向，如图5.6所示：图5.6 垂直面上的弯矩图由上图可知，在A点的垂直面上的弯矩最大，最危险。这一点的合成弯矩得：=1497.83 （5.5）计算危险截面上的轴的直径，轴的材料选择20CrMnTi，经过调质等处理，弯曲许用应力，则：=50.01由于截面处轴的直径为186，最小处的直径也大于50.01，所以校核成功。5.3本章小结 通过本章对轴的校核，轴满足其要求，对它所受的弯矩计算有更深的认识，对自己的计算水平有一定的提高，对将来对轴的设计和校核积累了宝贵的经验。结 论通过所设计的载货汽车的参数，对它的主减速器进行设计，通过对主传动比的计算，知道所要设计主减速器的传动比比较大。为了满足主减速器具有较大的主传动比，并能使汽车的离地间隙增大，选择设计成双级的主减速器。通过载货汽车的参数，合理分配一、二级啮合齿轮的传动比。通过经验公式对各个齿轮进行设计，并用强度公式进行校核，使其它满足强度要求。通过对双级主减速器设计，得到一个能满足要求，并能平稳安全的工作。在此设计中有如下总结：1. 如何合理的分配好传动比，对车辆的离地间隙有直接的影响，解决的方法主要是通过经验和参考现有车型分配好传动比；2. 通过对齿轮的设计，合理的选择材料，并尽量减小质量。对汽车的各方面的性能有一定是好处；3. 在对齿轮和轴的设计完成后，对轴承的选择要保证它的强度，并同时满足零件的装配；4. 尽量使所设计的机构简单，容易加工和维修。致 谢 本设计在指导老师田芳的悉心的指导下完成的，在题目的选择上，田老师力求理论联系实际，本人所做的是载货汽车双级主减速器的设计具有现实意义的题目，在整个设计过程中，田老师耐心指导，使得本设计在原有的基础上有了明显的提高。在田老师的严格要求和耐心教诲下，我的分析问题，解决问题的能力都有了显著的进步，为我走向工作岗位打下良好的基础。田老师严谨的治学态度、坚持学习的精神和兢兢业业的工作作风是我永远值得学习的典范。此外，在思想和生活上田老师也给了我大量的帮助，是我能安心的学习。在此，我对田老师表示最衷心的感谢和崇高的敬意。参考文献1 刘惟信主编. 汽车设计M.北京:清华大学出版社,20012 仙波正庄（日）行星齿轮传动及应用M北京：机械工业出版社，19983 陈家瑞主编.汽车构造（下）M北京:人民交通出版社.20004 殷沈绵主编.汽车底盘构造与检修M.北京：机械工业出版社，20065 吉林工业大学汽车教研室编.汽车设计M.北京：机械工业出版社，19816 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册M.北京：人民交通出版社.20017 刘惟信主编.汽车设计方法理论M.北京：机械工业出版社，19928 彭文生等.机械设计与机械原理指南M.华中理工大学出版社.1998汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册M.北京：人民交通出版社.20019 李仲生主编.机械设计基础（第5版）M北京：机械工业出版社，200610 林慕义 张福生主编.车辆底盘构造与设计M.北京：冶金工业出版社，200711 成大先机械设计手册M北京：化学工业出版社，200212 刘鸿文主编.材料力学（第三版）M北京：高等教育出版社，199313 姚贵升主编.汽车金属材料应用手册M.北京：北京理工大学出版社，200014 玉凤主编.机械设计课程设计M.北京：机械工业出版社15 机械设计手册委员会编.机械设计手册第3卷M.北京：机械工业出版社，200416 机械设计手册编委会.机械设计手册 减速器和变速器M.机械工业出版社，200717 Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L TravinM.PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.200218 The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturersM.Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006附 录Truck Main Reduction GearIn the highly competitive period following the energy crisis of the early 1970s, the automotive industry had to shift attention increasingly towards improvement of the quality of the product, yet still keeping its prices as low as possible. Prior to that GKN Axles Ltd, to take optimum advantage of economies of scale, had been producing at highly competitive prices a standard range of axles of different types and sizes, from which all customers needs could be satisfied. Because vehicle manufacturers had not hitherto had to place such a great emphasis on fuel economy, and therefore on light weight, these standard axles could cater reliably for all conditions likely to be met in a wide variety of applications. Now vehicle manufacturers require axles designed and developed for their specific applications. As axle design is becoming increasingly specialised, customers are increasingly raising their aspirations in terms of performance an reliability. For this reason, they are turning to specialists such as GKN Axles Ltd who have the ability to provide axles for a wide variety of vehicles。Since the 1970s, however, in common with virtually all other suppliers to the high volume producers in the motor industry, GKN has radically modified its approach to suit the prevailing conditions as they change through the 1980s and on into the 1990s. Its aim now is at supplying complete axle assembles, including, for example, the brakes, all designed and fully developed for and integrated, as a matter of course, into specific vehicle designs including, in particular, those for the specialist market. Emphasis is now on rationalization of materials, methods and components. This overall change has been necessary because of the greatly in creased sophistication demanded of the modern vehicle, in terms of overall efficiency, compactness, light weight, reliability, durability, refinement and maintenance-free operation. Another area into which GKN Axles has expanded is the supply of components and assemblies such as limited-slip differentials, ball-joints, transfer boxes, gears and some types of suspension.For off-road operation, the duty cycles may be entirely different in both torsional and beam loading-denpending on the application. For example, some types of vehicle spend a considerable proportion of their running time at high torque in low gear. In most circumstances, the terrain may be such that the tyres tend to slip more readily than on tarmac; in others, however, for example in fairly firm sandy screes, it may allow tyres to bite into it, and thus lead to torsional fatigue loading significantly greater than on smooth roads. Vertical and lateral loading, too, may be much more severe, though this dose depend to a major extent on speeds. Shock loading can also affect braking and acceleration torques though, again, such effects are speed-dependent. Hypoid gear systems are more commonly used than spiral bevels. Their principle advantages are that pinions of a specific ratio are bigger, their teeth profiles are of large radius, they are inherently stronger and more durable, their meshing areas are larger, and they generate less noise Host reduction gear effect is to be used to reduce the rotation rate that the transmission shaft sends in but to enhance revolution moment of torsion , changes drive direction with moment of torsion , passes on to half axes after differential mechanism and. The host reduction gear structure form is that the form is different but different according to gear wheel type , reduction gear mainly. Host reduction gear gear wheel has helix cone forms such as gear wheel , hypoid gear , column gear wheel and worm gear worm mainly.Pair of level host reduction gear is compared with single stage , the gap may be 7 12 transmission ratio , i0 each other at the same time in swear to be away from a field 12. But the dimension , mass are without exception bigger , cost is higher. It applies to middle, heavy type freight train , go-anywhere vehicle and motor bus mainly go ahead.Dyadic overall pair of level host reduction gear has the various structure scheme: First order is a cone gear wheel , the second stage is a column gear wheel; First order is a cone gear wheel , the second stage is epicyclic gear; First order is epicyclic gear , the second stage is a cone gear wheel; First order is a column gear wheel , the second stage is a cone gear wheel.Horizontal , askew, face and droop over to the three kinds to first order for the cone gear wheel , the second stage are that pair of column gear wheel level betokens reduction gear, but has direction arrangement scheme.Direction level arrangement can use the assembly drooping over to outline dimension diminution , reducing the automobile quality heart altitude thereby, makes the direction dimension increase by but , that the use on long distance between shafts automobile but appropriate diminution transmission shaft length, is harmful for short distance between shafts automobiles to put arrangement together but, may make a transmission shaft short , leads to a universal transmission shaft intersection angle enlarge. Droop over to arranging a messenger to drive the bridge direction dimension diminution, may diminish a universal transmission shaft intersection angle, since but host reduction gear shell fixes superjacent in bridge shell , make not only droop over enhance to outline dimension, and have reduced bridge shell stiffness , have been harmful for gear wheel to work. This arrangement but easy to be versed in style driving a bridge arrangement. Arranging bridge shell stiffness and improving to the transmission shaft is slanting to arrangement advantageous.When assigning a transmission ratio in pair of level host reduction gear having the cone gear wheel and the column gear wheel, the column gear wheel is 1.4 like the ratio auxiliary and boring subsidiary gear wheel transmission ratio 2.0, and the cone gear wheel is 1.7 like subsidiary transmission ratio 3.3, such axial loading may diminish a cone when the gear wheel is engaged and effect loading on the driven cone gear wheel and the column gear wheel, may make the active cone gear wheel tooth number appropriate increasing by at the same time , make whose supporting axis neck dimension appropriate enlarge, To improve whose supporting stiffness, improve falling-in stationarity and the job reliability.For modern axles, choice of gear lubricant can be critical. In cars operating at high speeds on motorways, axle oil temperature can ultimately rise even higher than 130,so venting of the casing is important. In principle, the oil in the base of the casting is swept around over the crownwheel and then forwards through the two bearings that carry the pinion. Consequently, both the shapes and dimensions of the clearances between the crownwheel and casing can be critical, and adequate drainage has to be provided for the oil to flow, through channels cored in the pinion bearing housings, back to the base of the casing. Within the gear carrier unit, taper roller bearings are employed almost universally for carrying the input pinion. They have a large load capacity within a small envelope, and can be preloaded for accurate and stable positioning of the gears. For pinion flange seals where resistance to high temperatures at relatively high speeds is essential, polyarcylate may be specified, but the abrasive conditions Viton is generally preferred.That the cone gear wheel tooth goes over width face to face can not enhance gear wheel intensity and life-span , is able to lead to