【《某农用货车主减速器的设计案例》5000字】

某农用货车主减速器的设计案例1.1汽车主减速器的概述随着当今社会对于环境保护的重视，国家也越来越重视汽车的污染物的排放标准，汽车的经济性也成为了人们日益关注的话题。为了降低燃油消耗,人们不仅仅在发动机上节约燃油，还在汽车的传动中减少能量传递的损失。而主减速器也就成为了人们所关注的地方。汽车上的主动力减速器制动机构就是指汽车上的主制动减速器在反向传动运转过程中,通过制动增大方向来源于驱动变速器(或万向轮等传动装置)的转矩,降低其传动转速和功率改变驱动汽车转矩控制传动系统方向的一种机构。主要的减速器系统包括几对可自由调节的手动减速器和齿轮。汽车主减速器的好坏对于汽车的性能及燃油的利用率方面有着至关重要的作用。因此，在选择主减速器时，要注意适配汽车的发动机。1.2主减速器的设计要求主减速器的设计应满足下列要求：所选择的主减速比应可满足汽车的动力性和汽车燃油经济性,并且在负载较大情况下仍使汽车具有一定的动力性；具有较高的传动效率；具有足够的硬度和强度，且能抵抗一定的冲击;机构尺寸要小，而且工作时，传动平稳，噪声较小；加工难度低，结构监督，制造工艺简单，并且拆装方便，可以满足一定的维修要求。1.3主减速器的选择主和从减速器的具体分类，使用方法非常之多，大致意义上我们一般可以按照所用减速器的各种类别、减速器的主和减速器运行式及它的主、从齿轮驱动器和齿轮的支撑轴承运动形式等不同情况进行具体分类。1.3.1按照齿轮类型的分类按照传统的主减速器中齿轮种类的不同,我们可以将其分为双曲面齿轮,圆柱形齿轮,蜗轮和圆弧齿锥形传动齿轮。弧齿锥齿轮传动弧齿锥齿轮也叫伞齿轮，应用非常广泛。弧齿轮的交叉传动啮合方式主要是由主、从齿传动两个啮合齿轮相互交叉,且他们的两个传动方向轴线必须相交于一点,运动时,至少必须需要两对以上的从动齿轮啮合同事才能进行相互啮合。所以它既能够可以同样能够同时承受较大的工作负载,又可以能够同时做到快速过渡和连续工作平稳,所以它们通常工作平稳,噪声小。双曲面齿轮传动双曲面或单齿轮并行传动中的主同轴减速器就是由两个具有环形同轴节点的曲面分别由被称为双回转曲面的两个齿轮所组合构成的由交错位于轴间的双齿轮并行传动的一种主齿轮减速器。其齿轮传动的主要特征之一就是主动和被动两个不同齿轮的传动轴线之间和从而驱动两个不同齿轮的传动轴线之间相互横平竖直而非交互相交。主动轮和齿轮的平行轴线长度相对于从动轮和齿轮的平行轴线沿着运动方向(下)运动偏移一定的运动距离,称为偏移差。相同的运动条件下,亦即齿轮传动轴与扭矩之差比一定,从动轴与齿轮相同时双主轴曲面传动齿轮可以具有较高的扭矩传动强度,同时啮齿结合后的齿数多,工作平稳而且振动噪声少。圆柱齿轮传动圆柱齿轮的主轴齿轮平行传动系统是一种主要用来高速传递与齿轮平行传动轴相互作用的机械动力及其高速运转的一种齿轮传动系统方法。大致来说我们大致可以将它仔细划分成以为三种传动类型:直线斜齿字字圆柱形的人工齿轮旋转传动,斜齿字字圆柱形的人工齿轮旋转传动和一种人工带有字字圆柱齿的人工圆柱形齿轮传动。广泛用于发动机横至的前置前驱车辆。蜗杆传动蜗杆传动是一种以蜗杆做主动减速运动的一种装置。蜗杆传动一般由蜗杆、涡轮所组成。蜗杆传动一般由如下特点：传具有一定的自锁性能，一定条件下可以保护机械；但是传动效率比较低。因此选择双曲面齿轮传动来进行计算。图4-1主减速器齿轮类型分类1.3.2按减速器的减速行式分类按主减速器的减速行式可以分为如下几类：图4-2几种主减速器分类单级主减速器：如图4-3所示，单级主减速器它的结构比较简单，尺寸小，质量还相对来说较小，车辆运行时平稳性好，车身重心低，可以提高车辆的行驶稳定性等优点。双级主减速器：双级主减速器（图4-3）可以做到更大的主减速比：但是其尺寸较大，双级主减速器产生的回差间隙比较大，而且相应的成本比较高。图4-3单级主减速器图4-4双级主减速器双速主减速器:双速主减速器的优点是可以显著提高汽车的燃油经济性,而且它的质量相对较小,并且具有更高的强度和刚度。它的优点相对来说还是不错的。贯通式主减速器：贯通式主减速器相对于其他的减速器来说，布置比较方便，结构简单，零部件通用性比较强等特点。在多驱动车辆使用的非常多。单级（双级）减速配轮边减速：多用于矿山，水利，建筑等大型施工现场，具有较高的动力性。1.3.3支承方案主动式减速器的支撑轴承传动方式主要类型包括了具有主动轴式圆锥曲轴齿轮传动支承和从动轴式圆锥曲轴齿轮传动支撑轴承。主动锥齿轮的支承形式：a：主动锥齿轮悬臂式支承形式；b：主动锥齿轮跨置式支承形式；c：从动锥齿轮支撑形式图4-5主减速器的三种支承方案1.4主减速器的主要计算1.1.1和主减速器比的确定由任务书可知轮胎型号为：175/75R14，为普通的子午线轮胎。其中：175—轮胎断面宽度为175mm75—轮胎高宽比为75%R—子午线轮胎代号14—轮胎对应的轮辋直径为14in由此可知：rr对于一般的车辆而言，对于给定的汽车最大发动机功率Pmax的情况下,所选定的i0i01.1.2主减速器齿轮载荷的计算表4-1主减速器的几种计算载荷载荷公式按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算载荷TT按驱动轮打滑转矩计算出来的从动锥齿轮的计算转矩TT按照汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩TT主动锥齿轮的计算转矩（当计算锥齿轮最大应力时转矩取TC=minTceT1.1.3齿轮的主要参数的选择与确定锥齿轮，是一种用于相交情况下的传动。主减速器的主要参数主要包括齿数Z，端面模数ms,齿面宽b，偏移距离E，分度圆直径D，法向压力角α齿轮中齿数的选择（Z1选择齿轮的齿数时应该注意下列因素：选择主从动锥齿轮的传动系统时,应该特别注意,齿轮之间的摩擦磨合,避免传动锥齿轮的摩擦磨合均匀,主从动锥齿轮的传动系统摩擦磨合，Z1,Z应该向理想中的齿面的重合度去靠近，努力使其接近理想值，所以主从动锥齿轮的两个齿数的数值之和不应该少于40选择齿轮时，应该注意齿轮的啮合的情况，在大多数的一般情况下，而且具有较大的疲劳的强度（注：对于乘用车来说，Z1i0比较大时，Z选取时，应该注意，Z1和Z2的适配程度[[[]杨可桢，程光蕴.机械设计基础[M].高等教育出版社，2018:65-67.综上所述，根据传动比i0（8.39），可得应取Z1=5，所以根据上面可得i0表4-2传动比的取值传动比（i0ZZ11.50-1.751412-161.75-2.001311-152.00-2.501110-132.50-3.00109-113.00-3.50109-113.50-1.00109-111.00-1.5098-101.50-5.0087-95.00-6.0076-86.00-7.5065-77.50-1.0055-6从动齿轮模数的选择选择齿轮的模数时应该兼顾齿轮的使用性能和能力表4-3几种类别汽车档位参数参数类别p=1挡2挡3挡p=轮胎与地面的附着系数φ货车142925014290.85轿车8935363218930.85客车982--214—0.85依依据上表4-3的值，可以得出汽车的许可值。为模数的选取提供条件。表4-4模数的选择0.10.120.150.20.250.300.350.400.500.600.700.800.9011.1251.3751.501.7522.252.52.7533.253.53.754续表4-4：1.555.566.578910111214161820222528303236404550有上面的公式可以计算得出m≥9.558所以查表可得m应该取10,所以综上所述，可以得出来：d主动齿轮和从动齿轮，他们两个齿轮，的齿面跨度b在选取齿面的宽度是，应该注意选取的齿面宽度，应该和齿轮的疲劳强度和齿轮的半径。或者应该与齿轮相适配。选择时不宜齿面过宽，也不应该齿面过窄，影响了齿轮的强度，和齿轮的使用寿命。注意整体零件的实用性。在选择齿面宽度b2时，应该注意其宽度，不应该大于其。节锥距A2的0.3倍。对于b2的来说，应该使得b2≤10m，或者b2=0.155齿轮的螺旋方向的确定一般来说,汽车主从动锥齿轮螺旋转动方向时与之相反。从一个齿轮的上部和下部的位置来看当齿形从一条中心线上部,向左边方位倾斜时,就是左旋;相反时，就是右旋。齿轮副偏移距E图4-6几种双曲面齿轮的偏移一般来说,当主动回转齿轮突然发生了左旋,或者是从动回转齿轮突然发生了右旋的这种情况下,主动回转齿轮就可能会自动发生了盘在轴线下的方向偏移;但是当主动回转齿轮突然发生右旋,或是从动回转齿轮突然发生了偏左旋时,主动回转齿轮就可能会自动发生转矩盘在轴线上的方向偏移。选取偏移距E时，应该注意其距离，避免早期的零件的磨损，选取的值也不应该过小，以避免，不能够发挥出齿轮传动的特点，从而造成不必要的损失。对于一般情况，E≤0.20D2,而且，E≤40%对于此类型的齿轮来说,其e的偏移方式可以大致分为上偏移和下一个偏移两种,从从动齿轮的左右倾角方向来观察,使得主动齿轮位置在右侧,则称之为上一个偏移;相反,唯有一个从动齿轮下方,则是一个下偏移。如上图所示,图a,b分别表示为主动齿轮下偏移c,d分别表示为上偏移。法向压力角αα大一点，能够增加齿轮的强度，减少一些不必要的根切。乘用车一般情况下，将α选取为14°30'或16一些主要参数的计算表4-5一些参数计算序号名称符号计算公式与选取1大端模数m按照标准选取为102传动比ii3分度圆锥角δδ4分度圆直径dd5齿顶高hh6齿根高hh7全齿高hh=2.28顶隙cc=0.29齿顶圆直径ddd10齿根圆直径dd11外锥距RR12齿宽bb≤13齿顶角θθ14齿根角θθ15根锥角δδ16顶锥角δδ1.1.4锥齿轮的强度计算关于强度，对于一个零部件来说至关重要，它事关一个零件的使用寿命，和整个部件的稳定性。所以零部件强度的选取，对于一个机构来说至关重要齿轮的损坏形式有很多种，例如：齿面点蚀，齿面磨损，齿面胶合等等。都和零部件的强度密切相关单位齿上的圆周力的计算表4-6汽车档位力的值汽车类别（参数）pp轮胎与地面的附着系数φ一档二挡直接挡乘用车8935363218930.85货车1429—25014290.85客车982—214—0.85随着现代科技的进步，汽车材料方面的进步也非常明显处，现在，[p]有时可以高出20%—25%左右。如果，根据要求，按照汽车的最大转矩，来进行计算：计算所得:符合设计要求按照驱动轮的打滑，转矩进行计算。计算所得：符合设计要求弯曲强度计算锥齿轮计算公式得出，弯曲应力应为：上面所得，最大的弯曲应力不大于；按照另一种计算方法疲劳弯曲应力不应该超过破坏时的循环次数为。最大为，符合设计要求。1.5主减速器轴承的设计轴承的计算，和轴承的使用至关重要。一个轴承的好坏直接影响到整个零部件的寿命。所以说设计出一个相匹配的轴承，非常的重要轴承的计算，主要式计算轴承的使用寿命。首先是根据，主减速器，现初步选定，然后在进行一定的计算来进行验算。首先要进行一系列的力（圆周力，锥齿轮的轴向力，径向力）的计算。然后，再求出轴承返里。最后，求出载荷齿轮中心点出，其圆周力的计算：注：其中：由可以得出来，对于弧齿齿轮来说，它上面的圆周力是相等的；对于双曲面齿轮来说，则恰恰相反。对于传动齿轮的旋转轴向驱动力和齿轮径向驱动力的实际计算公式[[][]濮良贵，陈国定.吴立言.机械设计[M].高等教育出版社,2019:224-230.图4-7齿轮力的分析图表4-7齿轮轴力和径力计算主动齿轮轴向力径向力螺旋方向旋转方向右逆时针主动齿轮：从动齿轮：主动齿轮：从动齿轮：左顺时针续表4-7：主动齿轮轴向力径向力螺旋方向旋转方向右逆时针主动齿轮：从动齿轮:主动齿轮:从动齿轮:左顺时针1.6齿轮材料的选择驱动桥中齿轮的工作是非常的恶劣的，他们的工作强度相比于其他齿轮，也非常的大，所以就经常会有驱动桥中的齿轮的损坏所以，驱动桥中的主减速器，它的材料的选择就显得异常重要了，可以直接影响，驱动桥的使用性能，和驱动桥的寿命所以锥齿轮的材料，他应该满足以下要求：所需要选用的一种齿轮主体材质不仅应该要求是一种齿轮具有相对较高的弯曲疲劳强度,还要求具有相对较高的机械接触疲劳强度,而且在叶轮齿面上还适当应该标明是一种齿轮具有极大的机械抵抗性和磨损性[[][]叶宏，沟引宇，昌霞.工程材料及热处理[M].化学