【《主减速器开发方法的案例探析4400字》】

主减速器开发方法的案例分析综述目录主减速器开发方法的案例分析综述 11.1主减速比的运算 11.2主减速器的减速方式与结构 1.2.1.主减速器的齿轮类型 21.2.2.主减速器减速的方法 31.2.3主动锥齿轮和从动锥齿轮支承方式的选择 41.3计算负荷 5根据驱动轮的滑动力矩，计算出以下公式 61.1.3、疲劳损坏扭矩 61.4选择主减速器齿轮参数 71.4.1、主动齿轮的齿数和从动齿轮的齿数 71.4.5.螺旋方向 81.4.6.法向压力角 81.5主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 91.6主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 1.6.1.锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力 1.6.2锥齿轮轮齿齿面接触应力计算 1.7主减速器轴承计算 111.7.1.锥齿轮齿面上的作用力 1.7.2.锥齿轮的轴向力与径向力 1.7.1.主减速器锥齿轮轴承载荷的计算 1.8主减速器齿轮材料的选择和热处理 151.1主减速比的运算机动车部件中的驱动桥只是传动系结构中的一小部分。通过变速箱传递或者从驱动轴传递的转矩经驱动桥的作用而进一步的增加，并且让两端分别分配到驱动轮上，以确保两个车轮在车辆行驶过程中产生差速，并且，驱动桥承担了从道路传递到车身的力和力矩的承载功能。主要零件是主减速器，差速器，传递动力机构和驱动桥壳。受到主减速比的影响。所以，最终传动比的选择非常重要。任务书中列出参数名称参数单位整车尺寸3最高车速最大爬坡度度有些参数任务书中没有给出，本次设计参考一汽解放J6L中卡2020款质惠版仓栅式载货车，本次设计中用到的具体参数如下表3-2所示：表3-2名称参数单位车轮滚动半径后轴载荷变速器1档传动比变速器最高档传动比m功率不足则是因为最高车速过高所导致，所110%~125%,公式如2-1:1.2主减速器的减速方式与结构1.2.1.主减速器的齿轮类型齿轮的类型主要包括的有蜗轮蜗杆和弧齿锥轮这是目前在机动车行业中常见的四种主减速器的类型。下根据图3-1得出。图3-1双曲面齿轮的优点是，主动齿轮和从动齿轮的轴线是竖直的，但是它们不相交，而且主动齿轮的轴线在与被动齿轮的轴线相比的特定位置处上下移动。优点是它具有更大的齿轮比并可以获得更大的离地间隙。因此，在该结构中选择螺旋锥齿轮做为它的传动齿轮。螺旋锥齿轮的优点是，中心齿轮和从动齿轮之间的两条轴线互相垂直并且相交与一个点。由于齿轮的端面的重叠，导致最少两个齿轮对彼此一起啮合，从而它们可以承担更大的负荷。另外，齿轮齿不在齿的整个长度上一起啮合，而是从齿的另一端逐渐连续且稳定地啮合，旋转到另一端，使工作稳定，噪音和振动小。在设计最终驱动的减速形式时，必须考虑所有因素，例如车辆类型，工作条件以及驱动桥与地面之间的距离。最终传动比与驱动桥的位置和数量也很重要。中央单级减速器这种类型的齿轮箱不仅具有简单的结构，而且它的质量相比更低以及它的体积相比更小，因为生产过程的复杂性低，所以它的生产的制造与成本价格相对便宜。当今常见的车辆。双曲线齿轮或一对螺旋锥齿轮通常是此类型最终传动的齿双级主减速器对比单级主减速器，两级齿轮的主减速器广泛应用在要求使用大的传动比的驱动桥。但是它的不足是体积比较大而且它的结构更加的复杂，重量更大和成本高昂。在重型车辆中可见。图3-2主动锥齿轮跨置式图3-3主动锥齿轮悬臂式支承形式图3-4从动锥齿轮支撑形式在使用支承的方法上，如图3-2、图3-3、图3-4。悬臂式更好。设计相对紧凑，并且整体尺寸较小。这是因为安装在连杆轴颈上1.3计算负荷m一为汽车总质量25000kgg—为重力加速度取9.8m/s²f,一为滚动阻力系数，对货车取0.02Cp一为空气阻力系数取0.8A——为汽车正面投影面积，根据整车尺寸计算得8.7975m²Temax—发动机最大转矩；Temax=820Nmn—设计中驱动桥数,n=1;r,—车轮滚动半径r,=0.43m;1.1.3、疲劳损坏扭矩fR一道路滚动阻力系数，一般取0.015~0.020,取f=0.015;fa—整车时平均爬坡能力系数，初取fn=0.02;fp—汽车性能系数，取fp=0经计算Tm=3919.27N·m1.4选择主减速器齿轮参数1.4.1、主动齿轮的齿数和从动齿轮的齿数(2)主动轮和从动轮上的所有齿数量大于或者等于40,应该保证适合的抗弯(3)中型货车大多数情况下z₁≥6;取z₁=6z₂=37z₁+Z₂=43>40,通过验证后符合取用原则.1.4.2.从动锥齿轮大端分度圆直径D₂和端面模数m隙。如果它太小，则增加了拆卸和组装差速器的难度，并减小了安装空间。参阅Kp,一直径系数，取值区间为11.0-16;T.一计算转矩，Nm,T.=min[T,T]=35128.431N·mm;初选D₂=370mm则1.4.1.主、从动锥齿轮齿面宽b₁和b₂由公式可知道，b1值应该小于或者等于锥节距的0.3倍，b2由经验公式b₂=0.155D₂,并且必须同时满足b₂≤10m。因为此使b₁=1.1b₂。1.4.4.中点螺旋角β螺旋角随着面的宽度而变化，中点螺旋角一般使用范围是35°一45。为了尽可能使轴向力减小，这种结构需要35°从锥齿轮锥尖端看，左右旋转之间的差异在于中心线偏离一半的方向。名称解释计算公式数值z₁(小齿轮齿数)Z16z₂(大齿轮齿数)Z₂37m(模数)10b₂(主动锥齿轮齿宽)b₂=0.155D₂60b₁(从动锥齿轮齿宽)b₁=1.1b₂66α(压力角)取22.5°h。(工作齿高)hg=H₁m15.6h(全齿高)h=H₂m17.33Y₁(从动齿轮节锥角)9.6921Y₂(主动齿轮节锥角)Y₂=90°-y₁80.048d(节圆直径)齿顶高da(从动齿轮分度圆直径)da₂(主动齿轮分度圆直径)1.6主减速器螺旋锥齿轮的强度计算1.6.1.锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力km—齿面载荷分配系数，k=1.1;Jw一弯曲应力综合系数小齿轮J₁=0.26,大齿轮J₂=0.295;b—齿轮齿面宽；b₁=66mmb₂=60mm;1.6.2锥齿轮轮齿齿面接触应力计算D₁—主动轮大端分度圆直径；b—主、从齿轮齿面宽较小值；b=60mm;c,一弹性综合系数，取232.6;k,一齿面品质系数，取1.0;T₂一主动轮计算转矩；J₁一齿面接触强度系数，查表知0.16;1.7主减速器轴承计算1.7.1.锥齿轮齿面上的作用力dm-齿面宽中点分度圆直径i₈i,ig,gv一变速器的传动比为7.323,5.218,3.761,2.84,1.947,1.388,档使用率为1%,2%,3%,5%,10%,16%,fri,fr₂,..,fr₄一变速器处于I,I.…,V档时的发动机转矩利用率，40%,50%,F—从动齿轮齿面宽F,取F=70;dm,dzm一主、从动齿轮齿面宽中点的分度圆直径；Y₂—从动齿轮节锥角；代入，P=30.6095N1.7.2.锥齿轮的轴向力与径向力1.7.1.主减速器锥齿轮轴承载荷的计算载荷如图2-1和2-3所示。轴承A,B径向载荷计算如下由FAz=-4159.6N,FRz=4202.4N,a=6A径向力RA=19842NA轴向力AA=0B径向力Rg=19800NB轴向力Ap=4159.6NXYXY10图3-5圆锥滚子轴承动载荷计算表当量动载荷P=5955.7N式中：f,f.fp—载荷系数，取1.2;f,—温度系数，取1.0;算是(平均速度为35km/h):主动齿轮的转速为inLhB>L,经论证轴承是达标的对于从动齿轮轴承C,D选择使用30207型根据上述方法进行校核后达到标准。锥齿轮的工作环境是非常糟糕的，损坏的主要方式是齿轮齿根弯曲和折断，齿面疲劳磨损等。齿轮材料以及热处理的要求驱动桥齿轮大致需要：(1)为了具备更高的抗弯曲疲劳性以及与表面接触疲劳性和更加优秀的齿表面的耐磨性，齿表面必须具备更高的硬度；(2)齿轮齿内部的必须具备适当的柔韧性，以适应冲击载荷以及阻止齿根在冲击载荷的情况下发生断裂现象。(3)这种钢具备锻造和切削以及热处理等优点的优越性能，对于热处理的变形较小以及它的形态变化规律更加容易掌控，不但进一步增强了产品的质量，大大的减少产品的生产制造的时间，而且还减少了成本的生产价格(4)在选用适合的齿轮材料的合金元素时，应从我国的实际情况出发选择。目前，应用在最终传动的直齿锥齿轮和使用在差速器的直齿锥齿轮是渗碳合金钢制作而成。广泛使用制造齿轮的钢是