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
ABSTRACT
This 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 gear's design, bearing's 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；Check
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 主减速器的概述 1
1.1.2 主减速器设计的要求 1
1.2 主减速器的结构方案分析 2
1.2.1 主减速器的减速形式 2
1.2.2 主减速器的齿轮类型 2
1.2.3 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 3
1.3 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 5
2.1 主减速器传动比的计算 5
2.1.1 轮胎外直径的确定 5
2.1.2 主减速比的确定 6
2.1.3 双级主减速器传动比分配 7
2.2 主减速齿轮计算载荷的确定 8
2.3 主减速器齿轮参数的选择 10
2.4 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 12
2.4.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 12
2.4.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度校核 13
2.5第二级齿轮模数的确定 17
2.6双级主减速器的圆柱齿轮基本参数的选择 18
2.7齿轮的校核 19
2.8主减速器齿轮的材料及热处理 20
2.9本章小结 21
第3章 轴承的选择和校核 22
3.1主减速器锥齿轮上作用力的计算 22
3.2轴和轴承的设计计算 24
3.3主减速器齿轮轴承的校核 26
3.4本章小结 29
第4章 轴的设计 30
4.1 一级主动齿轮轴的机构设计 30
4.2 中间轴的结构设计 31
4.3 本章小结 32
第5章 轴的校核 33
5.1 主动锥齿轮轴的校核 33
5.2中间轴的校核 35
5.3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[3][4]。
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。
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