高爾夫球車主減速器設(shè)計(jì)

高爾夫球車主減速器設(shè)計(jì) 摘要摘要 高爾夫球車后橋 驅(qū)動(dòng)橋 作為汽車四大總成之一 它承載著高爾夫球車的滿 載荷負(fù)重及地面經(jīng)車輪 車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力 縱向力 橫向力及 其力矩 以及沖擊載荷 后橋 驅(qū)動(dòng)橋 還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩 橋殼還承受 著反作用力矩 高爾夫球車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有 重要影響外 也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性 經(jīng)濟(jì)性 平順性 通過性 機(jī)動(dòng)性和操 動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響 另外 高爾夫球車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機(jī)械 零件 部件 分總成等的品種最多的大總成 例如 驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器 差速器 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置 半軸及輪邊減速器 橋殼和各種齒輪 由上述可見 高爾夫球 車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛 對(duì)這些零部件 元件及總成 的制造也幾乎要涉及到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝 本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn) 行了高爾夫球車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù) 然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu) 確定出總體設(shè)計(jì)方案 最后對(duì)一二級(jí)主 從動(dòng)圓柱齒輪 半軸齒輪和全浮式半軸強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核 本設(shè)計(jì)有以下兩大難題 一是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩通過萬向傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到后 輪子上 達(dá)到更好的車輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮 從而提高載重汽車的行駛能力 二是差速器向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí) 允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 滿足兩邊 車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛 減少輪胎與地面的摩擦 本設(shè)計(jì)具有以下的優(yōu)點(diǎn) 由于的是采用二級(jí)圓柱斜齒輪主減速器 使得整個(gè)后橋 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造工藝簡(jiǎn)單 從而大大的降低了制造成本 并且 提高了傳動(dòng)的可靠 性 本設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是 主 減速器是采用傳統(tǒng)的圓柱斜齒輪減速器 與其他的齒輪相比 具有工作平穩(wěn) 噪音和 振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn) 且經(jīng)濟(jì)性好 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 高爾夫球車 后橋 二級(jí)主減速器 圓柱斜齒輪 SummarySummary TheThe bridge drivebridge drive bridge bridge isis a a carcar afterafter thethe golfgolf carcar fourfour greatlygreatly alwaysalways becomebecome ofof a a itit loadsloads thethe capacitycapacity loadload lotuslotus ofof golfgolf carcar negativenegative heavyheavy andand groundground throughthrough carcar wheel wheel carcar andand loadingloading typetype carriagecarriage throughthrough hanghang thethe verticalvertical dintdint thatthat gives gives lengthwayslengthways dint dint horizontalhorizontal dintdint andand itsits dintdint Ju Ju andand thethe impactimpact carriescarries a a lotus Thelotus The empressempress bridge drivebridge drive bridge bridge stillstill deliversdelivers toto spreadspread toto movemove toto fastenfasten mediummedium biggestbiggest turnturn Ju Ju thethe bridgebridge hullhull stillstill bearsbears recoilrecoil Ju TheJu The golfgolf carcar drivesdrives bridgebridge structurestructure patternpattern andand inin additionaddition toto havinghaving importantimportant influenceinfluence toto thethe credibilitycredibility andand durabledurable ofof thethe car car designdesign parameterparameter alsoalso toto drivingdriving ofof carcar thethe functionfunction isis likelike motive motive economy economy goinggoing smoothlysmoothly andand passpass sex sex flexibilityflexibility andand holdhold toto movemove stabilitystability etc etc toto containcontain directdirect influence Moreover influence Moreover thethe golfgolf carcar drivesdrives bridgebridge inin thethe carcar ofof variousvarious alwaysalways becomebecome inin isis alsoalso thatthat thethe speciesspecies thatthat coverscovers machinemachine sparespare parts parts partsparts andand centcent toto alwaysalways becomebecome etc etc isis atat mostmost greatlygreatly total Fortotal For example example drivedrive bridgebridge containment containment thethe lordlord deceleratesdecelerates a a machine machine badbad soonsoon machine machine drivedrive felloefelloe toto spreadspread toto movemove device halfdevice half stalkstalk andand roundround sideside deceleratedecelerate machine machine bridgebridge hullhull andand variousvarious wheelwheel gear Fromgear From above mentionedabove mentioned itit isis thusthus clearclear that that thethe golfgolf carcar drivesdrives thethe speciesspecies ofof machinemachine zerozero partsespartses andand componentscomponents thatthat thethe bridgebridge designdesign involvesinvolves extremelyextremely extensive extensive alsoalso almostalmost wantwant toto involveinvolve allall modernmodern machinemachine manufacturingsmanufacturings a a 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schoolschool andand acceptaccept bearingsbearings toto carrycarry onon pitpit inin thethe lifelife spanspan schoolschool towardstowards paying paying ThisThis designdesign containscontains followingfollowing twotwo greatestgreatest hardhard nutnut toto crackses crackses oneone isis twisttwist motormotor exportationexportation thethe JuJu passpass tenten thousandthousand toto spreadspread toto movemove stalkstalk toto deliverdeliver thethe motivemotive toto behindbehind wheelwheel up up attainattain betterbetter carcar wheelwheel toto leadlead dintdint withwith changechange directiondirection effectiveeffective exertionexertion ofof dint dint thusthus exaltationexaltation carrycarry heavyheavy carcar ofof drivedrive ability Twoability Two isis badbad soonsoon whilewhile machinemachine isis deliveringdelivering motivemotive towardtoward thethe bothboth sidessides halfhalf stalk stalk allowallow bothboth sidessides halfhalf stalkstalk withwith dissimilaritydissimilarity ofof turnturn toto soonsoon revolve revolve satisfysatisfy bothboth sidessides carcar wheelwheel possiblypossibly withwith purelypurely rollroll overover ofof thethe formform makemake notnot etc etc bebe apartapart fromfrom toto drive drive reducereduce thethe frictionfriction ofof tiretire andand ground ground ThisThis designdesign hashas a a followingfollowing advantage Becauseadvantage Because ofof isis adoptadopt a a secondsecond classclass cylindercylinder wheelwheel geargear lordlord toto deceleratedecelerate a a machinemachine andand makemake wholewhole afterafter thethe structurestructure ofof thethe bridgebridge simple simple manufacturingmanufacturing thethe craftcraft isis simplesimple andand thusthus andand consumedlyconsumedly loweredlowered a a manufacturingmanufacturing cost And cost And raisedraised toto spreadspread dynamicdynamic credibility credibility TheThe biggestbiggest characteristicscharacteristics ofof thisthis designdesign is Theis The lordlord decelerationdeceleration machinemachine adoptsadopts traditionaltraditional cylindercylinder wheelwheel geargear toto deceleratedecelerate a a machinemachine andand havehave toto workwork comparedcompared withwith otherother wheelwheel gearsgears steady steady noisenoise andand vibratevibrate a a smallsmall advantage advantage andand economyeconomy good good KeyKey wordword Golf car Empress bridge The second class lord decelerates a machine Cylinder wheel gear 目錄目錄 前言 5 1 高爾夫球車發(fā)展簡(jiǎn)介 6 1 1 1 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 6 1 1 2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展前景 7 2 主減速器設(shè)計(jì) 9 2 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 9 2 1 1 主減速器的齒輪類型 9 2 1 2 主減速器的減速形式 10 2 1 3 主減速器主 從動(dòng)錐齒輪的支承形式 10 2 2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 10 2 2 1 電機(jī)的選擇 10 2 2 2 主減速器傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 11 2 2 3 主減速器傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 12 2 2 4 主減速器圓柱齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 2 2 5 主減速器軸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 21 2 2 6 主減速器軸承壽命的校核 34 2 2 7 潤(rùn)滑與密封 37 結(jié)論 39 參考文獻(xiàn) 40 致謝 41 前言前言 汽車后橋 驅(qū)動(dòng)橋 位于傳動(dòng)系的末端 其基本功用首先是增扭 降速 改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向 即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩 并將轉(zhuǎn)矩 合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)車輪 其次 驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面或車身之間的 垂直力 縱向力和橫向力 以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等 驅(qū)動(dòng)橋一般由主減 速器 差速器 車輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成 對(duì)于高爾夫球車來說 要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車 以及輕型商用車都 要小得多 以便能夠在高爾夫球場(chǎng)上行駛 所以選擇功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī) 對(duì)傳 動(dòng)系統(tǒng)的要求不是很高 而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用 隨著目 前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲 汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題 所以電瓶 裝置驅(qū)動(dòng)的電力車就成了新型的貴族 而設(shè)計(jì)相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就 顯得尤其重要了 設(shè)計(jì)后橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求 1 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比 以保證高爾夫球車在給定的條件下具有最佳的動(dòng) 力性 外廓尺寸小 保證高爾夫球車具有足夠的離地間隙 以滿足通過 性的要求 2 齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn) 噪聲小 3 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率 4 具有足夠的強(qiáng)度和剛度 以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各 種力和力矩 在此條件下 盡可能降低質(zhì)量 減少不平路面的沖擊載荷 提高汽車的平順性 5 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào) 6 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工工藝性好 制造容易 維修 調(diào)整方便 在本設(shè)計(jì)中還采用了 CAD 繪圖軟件分別進(jìn)行了工程圖的繪制 運(yùn)用 CAD 繪制了 行星齒輪軸以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)半軸的零件圖 通過對(duì) CAD 的編輯工具與命令的運(yùn)用 掌握了從 CAD 基礎(chǔ)圖形的繪制 基礎(chǔ)零件的繪制 各類零件圖的創(chuàng)建與繪制的 方法 并且理解了機(jī)械圖繪制的工作流程 為今后更好的學(xué)習(xí)和掌握各種應(yīng)用 軟件和技能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 第一章 高爾夫球車的發(fā)展簡(jiǎn)介 目前國(guó)內(nèi)的電瓶車主要用于觀光載客 搬運(yùn)貨物之用 電動(dòng)觀光車的主要用 途是在公園 景區(qū) 休閑度假村 大學(xué) 醫(yī)院 高爾夫球場(chǎng) 房地產(chǎn)公司等 場(chǎng)所用作載客 電動(dòng)搬運(yùn)車的主要用途是在工廠 港口碼頭 物流庫房等 電瓶車使用壽命一般為 8至12年 其蓄電池使用壽命一般為 1 4年 視使用 維護(hù)情況 國(guó)內(nèi)客戶在采購(gòu)電瓶車時(shí)應(yīng)注意產(chǎn)品質(zhì)量 售后服務(wù)和電瓶配置等 電瓶車發(fā)展歷史 源于 19世紀(jì)80年代 用作私人轎車 載重卡車和城市 公共交通車 電瓶車的低速度 充電里程有限并不是缺點(diǎn) 而其無噪音 維 修費(fèi)低使其得以普及 1920年之前 電瓶車一直在和汽油車競(jìng)爭(zhēng) 后來電瓶 車開始減少 因?yàn)殡妱?dòng)啟動(dòng)器使汽油動(dòng)力車變得更具吸引力 加上大量生產(chǎn) 使汽油車成本降低 在歐洲 電動(dòng)車一直被用作短程貨運(yùn)車 從70年代開 始 各國(guó)又重新對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)生興趣 尤其是受到不應(yīng)依賴外國(guó)石油和環(huán)境問 題影響 導(dǎo)致一再改進(jìn)電瓶車速度和行駛距離 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 1 1 1 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 二十一世紀(jì)的發(fā)展 可謂是 呼喚綠色環(huán)保 的時(shí)代 不但要求人們 注重節(jié)約能源 更重要的是要求人們更加注重居住環(huán)境和綠色環(huán)保 以實(shí)現(xiàn) 社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展 電動(dòng)車是目前世界上唯一能達(dá)到零排放的機(jī)動(dòng)車 由于 環(huán)保的要求 加之新材料和新技術(shù)的發(fā)展 電動(dòng)車進(jìn)入了快速發(fā)展期 我國(guó)石油資源比較貧乏 燃油與尾氣的排放污染又是未來大中城市大氣 污染的主要污染源 為此我國(guó)發(fā)展電動(dòng)車輛無疑是未來發(fā)展的必然趨勢(shì) 也 是符合綠色環(huán)保革命的需求 因?yàn)殡妱?dòng)車輛環(huán)保 低能耗 它是綠色環(huán)保 凈化空氣污染的最好交通產(chǎn)物 如何給廣大人民群眾的居住環(huán)境和身心健康 提供一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境 電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正是適應(yīng)了這種趨勢(shì) 更是一 種社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的工具 電動(dòng)車作為綠色交通工具 將在 21世紀(jì)給人類社會(huì)帶來巨大的變化 順應(yīng)當(dāng)前國(guó)際科技發(fā)展的大趨勢(shì) 將電動(dòng)車作為中國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)汽車工業(yè) 的切人點(diǎn) 不僅是實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略抉擇 同時(shí)也是 實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要選擇 目前我國(guó)電動(dòng)車研究已取得階段性成果 完成了概念車車身設(shè)計(jì)構(gòu)想書 及界面設(shè)計(jì) 電池方面正在組織開發(fā)鎳氫電池 鋰離子電池 鋅空氣電池 燃料電池 有望取得突破 電動(dòng)車的標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)編制完成 同時(shí)建立了有 關(guān)電動(dòng)車的數(shù)據(jù)庫 電動(dòng)車項(xiàng)目的國(guó)際合作正在按計(jì)劃進(jìn)行 1 1 2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車行業(yè)發(fā)展前景 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)狀況和政府對(duì)電動(dòng)車行業(yè)所持的態(tài)度 可以預(yù)見電國(guó) 內(nèi)電動(dòng)車行業(yè)前景十分光明 為維護(hù)我國(guó)能源安全 改善大氣環(huán)境 提高加入WTO 后我國(guó)汽車工業(yè) 的競(jìng)爭(zhēng)力 科技部在 十五 國(guó)家863計(jì)劃中 特別設(shè)立電動(dòng)車重大專項(xiàng) 專項(xiàng)將從國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度出發(fā) 選擇新一代電動(dòng)車技術(shù)作為我 國(guó)汽車科技創(chuàng)新的主攻方向 組織企業(yè) 高等院校和科研機(jī)構(gòu) 以官 產(chǎn) 學(xué) 研四位一體的方式 聯(lián)合進(jìn)行攻關(guān) 計(jì)劃在 十五 期間 促進(jìn)我國(guó)符 合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的研發(fā)體系 機(jī)制和人才隊(duì)伍的形成 以電動(dòng)車的產(chǎn)業(yè) 化技術(shù)平臺(tái)為工作重點(diǎn) 力爭(zhēng)在電動(dòng)車關(guān)鍵單元技術(shù) 系統(tǒng)集成技術(shù)及整車 技術(shù)上取得重大突破 集中有限資源搶占新一代電動(dòng)車制高點(diǎn) 促進(jìn)我國(guó)汽 車工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展 具體任務(wù)是推動(dòng)純電動(dòng)汽車在特定區(qū)域的商業(yè)化運(yùn)作 建立燃料電池汽 車產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的批量生產(chǎn) 開發(fā)的產(chǎn)品通過國(guó)家 汽車產(chǎn)品型式認(rèn)證 同時(shí) 完善國(guó)家電動(dòng)車示范區(qū)和相關(guān)電動(dòng)車檢測(cè)基地的 建設(shè) 研究 制定促進(jìn)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的政策 法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 完善相關(guān)基 礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè) 支持北京綠色奧運(yùn)車輛的研發(fā)和應(yīng)用示范 為我國(guó)在 5 10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的產(chǎn)業(yè)化奠定技術(shù)基礎(chǔ) 在電動(dòng)車共性關(guān)鍵技術(shù)上 建立我國(guó)電動(dòng)車整車的網(wǎng)絡(luò) 總成及通訊協(xié) 議規(guī)程 開發(fā)電動(dòng)車基本車輛控制器模塊 發(fā)展帶有電子管理系統(tǒng)的高性能 動(dòng)力蓄電池組和具有數(shù)字控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 形成我國(guó)電動(dòng)車零部件 工業(yè)基礎(chǔ) 全國(guó)政協(xié)副主席 中國(guó)工程院院長(zhǎng)徐匡迪曾在 十五 電動(dòng)車重大科 技專項(xiàng)的驗(yàn)收會(huì)上 對(duì)于電動(dòng)車的應(yīng)用前景表示 在特大型城市 機(jī)動(dòng)車密 集的區(qū)域 自然生態(tài)保護(hù)區(qū)以及旅游觀光景區(qū)等領(lǐng)域 電動(dòng)車將會(huì)因?yàn)檎?上的鼓勵(lì)得到普及應(yīng)用 科技部部長(zhǎng)徐冠華說 中國(guó)發(fā)展電動(dòng)車非常緊迫和重要 中國(guó)車工業(yè)有 跨越式發(fā)展的可能 所以要堅(jiān)定不移地發(fā)展電動(dòng)車 科技部將進(jìn)一步加大對(duì) 電動(dòng)車專項(xiàng)的支持力度 中國(guó)發(fā)展電動(dòng)車具有獨(dú)特的有利條件 其中 一個(gè)非常重要的因素是市 場(chǎng) 中國(guó)人口眾多 具有世界最龐大的客運(yùn)交通市場(chǎng) 因此也具有世界最龐 大的電動(dòng)觀光車 電動(dòng)小轎車市場(chǎng) 這為中國(guó)電動(dòng)車技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了特殊 的市場(chǎng)有利條件 另外 大力發(fā)展電動(dòng)車是從根本上緩解乃至消除中國(guó)石油危機(jī)的重要途 徑之一 目前在中國(guó)的石油消費(fèi)中 交通運(yùn)輸業(yè)用油增長(zhǎng)最為迅速 而中國(guó) 已經(jīng)成為繼美國(guó)之后的第二大能源消費(fèi)大國(guó)和第五大石油進(jìn)口國(guó) 石油進(jìn)口 依存度已達(dá)40 美伊戰(zhàn)爭(zhēng)再次敲響中國(guó)石油安全問題的警鐘 無論從環(huán)保角度還是能源角度看 未來電動(dòng)車都需要有一個(gè)大的發(fā)展 其開發(fā)將關(guān)系到眾多工業(yè)的興衰 可能成為未來新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn) 在我國(guó) 電動(dòng)車更有著獨(dú)特的市場(chǎng) 大都市都普遍存在著十分嚴(yán)重的交通問題和汽車 尾氣排放污染問題 作為一種小型 中速和短途的日常交通工具 電動(dòng)車是 十分理想的 其在中國(guó)有著得天獨(dú)厚的發(fā)展條件和廣闊的應(yīng)用前景 第二章 主減速器的設(shè)計(jì) 2 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型 主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安 置方法以及減速形式的不同而異 2 1 1 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪 雙曲面齒輪 圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式 在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng) 其特點(diǎn)是主 從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn) 由于 輪齒端面重疊的影響 至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合 因此可以承受較大的 負(fù)荷 而且其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合 而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平 穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端 所以工作平穩(wěn) 噪聲和振動(dòng)小 而弧齒錐齒輪還存在一些 缺點(diǎn) 比如對(duì)嚙合精度比較敏感 齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急 劇變壞 并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大 但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí) 主動(dòng)齒輪 尺寸相同時(shí) 雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小 從而可以得到更大的離地間 隙 有利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置 不過 像圓柱齒輪傳動(dòng)只在節(jié)點(diǎn)處一對(duì)齒廓 表面為純滾動(dòng)接觸而在其他嚙合點(diǎn)還伴隨著沿齒廓的滑動(dòng)一樣 螺旋錐齒輪與 雙曲面齒輪傳動(dòng)都有這種沿齒廓方向的滑動(dòng) 此外 雙曲面齒輪傳動(dòng)還具有沿 齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng) 這種滑動(dòng)有利于唐合 促使齒輪副沿整個(gè)齒面都能較好 地嚙合 因而更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲 但雙曲面齒輪的縱向滑動(dòng)產(chǎn)生較多 的熱量 使接觸點(diǎn)的溫度升高 因而需要用專門的雙曲面齒乾油來潤(rùn)滑 且其 傳動(dòng)效率比螺旋錐齒輪略低 達(dá) 96 其傳動(dòng)效率與倔移距有關(guān) 特別是與所 傳遞的負(fù)荷大小及傳動(dòng)比有關(guān) 負(fù)荷大時(shí)效率高 螺旋錐齒輪也是一樣 其效 率可達(dá) 99 兩種齒輪在載荷作用下對(duì)安裝誤差的敏感性本質(zhì)上是相同的 如 果螺旋錐齒輪的螺旋角與相應(yīng)的雙曲面主 從動(dòng)齒輪螺旋角的平均值相同 則 雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角比螺旋錐齒輪的大 而其從動(dòng)齒輪的螺旋角則比螺旋 錐齒輪的小 因而雙曲面主動(dòng)齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的大 而從動(dòng)齒輪的 軸向力比螺旋錐齒輪的小 兩種齒輪都在同樣的機(jī)床上加工 加工成本基本相 同 然而雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的小齒輪較大 所以刀盤刀頂距較大 因而刀刃壽命較長(zhǎng) 2 1 2 主減速器的減速形式 由于 i 11 3 6 一般采用雙級(jí)主減速器 雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì) 雙 級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種 制造工藝較簡(jiǎn)單 成本較低 經(jīng)濟(jì)性好 目前高爾夫球車發(fā)動(dòng)機(jī)由于在載荷較小的情況下 選用雙級(jí)圓柱齒 輪傳動(dòng)的裝置 來完成高爾夫球車的慢速與平穩(wěn)的駕駛要求 雙級(jí)的傳動(dòng)雖然 效率有所下降 但是其平穩(wěn)性好 適合在高爾夫球場(chǎng)上的行駛 2 1 3 主減速器一二級(jí)主 從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式 作為一個(gè)載荷較小 極速不高的高爾夫球車來說 其支承形式很簡(jiǎn)單 不 用過于復(fù)雜 裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承 多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支 承剛度的圓錐滾子軸承 其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)圓柱齒輪前軸承 其后部緊靠齒輪背面的那個(gè)齒輪稱為主動(dòng)圓柱齒輪后軸承 當(dāng)采用騎馬式支承 時(shí) 裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承一般稱為導(dǎo)向軸承 導(dǎo)向軸承都采用圓柱 滾子式 并且內(nèi)外圈可以分離 有時(shí)不帶內(nèi)圈 以利于拆裝 其他各級(jí)齒輪 的支撐形式也大致差不多 2 22 2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 2 2 1 主減速器電動(dòng)機(jī)的選擇 1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求用 Y 型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 電壓為 72V 2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率 按參考文獻(xiàn) 1 有 a w d P P 由式 2 1 1 得 kw w w VF P 1000 可取工作機(jī)效率 0 96 w 傳動(dòng)裝置的總效率 242 齒輪軸承聯(lián) a 查參考文獻(xiàn) 1 第 10 章中表 10 2 機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值 確定各部分 效率為 聯(lián)軸器效率 滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 一對(duì) 99 0 聯(lián) 99 0 軸承 開式齒輪傳動(dòng)效率 代入得97 0 齒輪 886 0 97 0 99 099 0 242 所需電動(dòng)機(jī)功率為 kwkw VF P w w 64 3 886 0 96 0 1000 21550 1000 因載荷平穩(wěn) 電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可 由參考文獻(xiàn) 1 第 19 章所示 cd P d P Y 型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù) 選電動(dòng)機(jī)的額定功率為 4 kw cd P 3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 min 4 127min 300 2100060100060 rr D v 由參考文獻(xiàn) 1 可知 兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器一般傳動(dòng)比范圍為 8 40 則總 傳動(dòng)比合理范圍為 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為40 8 a i min5096 2 1019min4 127 40 8 rrnin ad 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500和 3000兩種方案進(jìn)行比較 由minrminr 參考文獻(xiàn) 1 表 19 1 查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于表 1 中 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n minr 方案電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功 率 kwPcd 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿 載 轉(zhuǎn) 速 總傳動(dòng) 比 a i 表 2 1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比 表 2 1 中 方案 2 的電動(dòng)機(jī)重量輕 價(jià)格便宜 但總傳動(dòng)比大 傳動(dòng)裝置外廓 尺寸大 結(jié)構(gòu)不緊湊 制造成本高 故不可取 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的 尺寸 重量 價(jià)格以及總傳動(dòng)比 選用方案 1 較好 即選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M 4 2 2 2 主減速器傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 計(jì)算總傳動(dòng)比 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速及工作機(jī)轉(zhuǎn)速 可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比 m nn 為 30 11 4 127 1440 n n i m a 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 對(duì)于兩級(jí)展開式圓柱斜齒輪減速器 當(dāng)兩級(jí)齒輪的材料的材質(zhì)相同 齒寬 系數(shù)相同時(shí) 為使各級(jí)大齒輪浸油深度大致相近 即兩個(gè)大齒輪分度園直徑接 近 且低速級(jí)大齒直徑略大 傳動(dòng)比可按下式分配 即 ii 5 1 3 1 1 式中 高速級(jí)傳動(dòng)比 減速器傳動(dòng)比 i 又因?yàn)閳A柱齒輪傳動(dòng)比的單級(jí)傳動(dòng)比常用值為 3 5 所以選 28 3 1 i 2 2 3 主減速器傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)84 3 2 i 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1 各軸轉(zhuǎn)速 min1440 1 1440 r i n n o m min 02 439 28 3 1 1440 10 r ii n n m 1Y112M 441500140011 3 2Y112M 243000289022 7 min43 127 3 11 1440 2102 r i ii n i n n m 2 各軸輸入功率 kwPP kwPP d 50 3 97 0 60 3 60 3 99 0 64 3 12 01 kwPP39 3 97 0 50 3 12 工作機(jī)軸kwPP37 3 99 0 39 3 34 3 各軸輸入轉(zhuǎn)距 mN P T m d d 14 24 1440 98 3 95509550 mNiiTT d 90 2399 0 114 24 010 mNiiTT 04 7697 0 28 3 90 23 121 mNiiTT 99 29197 0 84 3 20 92 232 工作機(jī)軸mNiiTT 07 28999 0 199 291 344 軸號(hào) 功率 P kw轉(zhuǎn)距 T N m 轉(zhuǎn) 速 n r min 傳動(dòng)比 i效率 電動(dòng)機(jī)軸 3 64 24 14 1440 1 0 99 高速軸 3 60 23 90 1440 3 28 0 97 中速軸 3 50 92 20 361 81 3 84 0 97 低速軸 3 39 291 99 127 43 工作機(jī)軸 3 37 289 07 127 43 1 0 99 表 2 2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 2 2 4 主減速器圓柱齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 一 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù) 28 3 min1440 1039 2 60 3 1 4 i rn mNT kwP 兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器 高速級(jí)常用斜齒輪 則設(shè)計(jì)第一傳動(dòng)所用齒輪為 斜齒圓柱齒傳動(dòng) 1 選定齒輪的精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 1 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器 轉(zhuǎn)速不高 故選用 7 級(jí)精度 GB10095 88 2 材料及熱處理 由參考文獻(xiàn) 2 選擇小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大齒輪材料 為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為 240HBS 二者材料硬度差為 40HBS 3 試選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)22 1 Z 取16 722228 3 112 ZiZ72 2 Z 4 選取螺旋角 初選螺旋角 22 2 按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按參考文獻(xiàn) 2 式 10 21 計(jì)算 即 2 1 3 1 21 tHE t dH K TZ Zu d u 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 試選 Kt 1 6 2 由參考文獻(xiàn) 2 知選取區(qū)域系數(shù) ZH 2 433 3 由參考文獻(xiàn) 2 知選取齒寬系數(shù) d 1 4 由參考文獻(xiàn) 2 知查得 60 1 87 0 73 0 2121 則 5 小齒輪轉(zhuǎn)距23 90N mm 1 T T 3 10 6 由由參考文 2 查得材料的彈性影響系數(shù) 1 2 E Z189 8 a Mp 7 由參考文獻(xiàn) 2 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 600 Ha MP 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim2 550 Ha MP 由參考文獻(xiàn) 2 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大 lim1 600 Ha MP 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim2 550 Ha MP 8 由參考文獻(xiàn) 2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 1 6060 1440 1 3 8 300 10 6 221 10 Ih Nn jL 9 9 2 10984 1 28 3 10048 6 N 9 由參考文獻(xiàn) 2 查得接觸疲勞壽命系 91 0 88 0 21 HNHN KK 10 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 由參考文獻(xiàn) 2 得 MPaMPa S KHN H 52860088 0 1lim1 1 MPaMPa S KHN H 5 50055091 0 2lim2 2 MPaMPa HH H 25 514 2 5 500258 2 21 2 計(jì)算 1 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 有計(jì)算公式得 1t d mmmmd t 40 36 25 514 8 189433 2 28 3 98 4 6 11 1090 236 12 3 2 3 1 2 計(jì)算圓周速度 smsm nd v t 74 2 100060 144040 3614 3 100060 1 3 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) nt m 25 8 41 4 40 36 41 4 96 1 25 2 25 2 96 1 22 22cos40 36cos 809 3540 361 1 1 1 1 1 h b mmmmmh mmmm Z d m mmdb t t t td 4 計(jì)算縱向重合度 427 1 22tan181318 0 tan318 0 1 Z d 5 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知載荷平穩(wěn) 由參考文獻(xiàn) 2 選取使用系數(shù)取1 A K 根據(jù) 7 級(jí)精度 由參考文獻(xiàn) 2 查得動(dòng)載系數(shù) 由表smv74 2 10 1 v K 10 4 查得的計(jì)算公式和直齒輪的相同 H K 故 405 1 H K 由參考文獻(xiàn) 2 查得1 35 F K 由表 10 3 查得 故載荷系數(shù) 1 4 HF KK 16 2 405 1 4 110 1 1 HHvA KKKKK 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 由參考文獻(xiàn) 2 得 mmmm K K dd t t 809 35 6 1 16 2 40 36 3 3 11 7 計(jì)算模數(shù) mmmm Z d mn17 2 22 22cos25 40cos 1 1 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn) 2 2 1 3 2 1 2cos FaSa n dF KTY Y Y m Z 1 確定計(jì)算參數(shù) 1 計(jì)算載荷系數(shù) 079 2 35 1 4 110 1 1 FFvA KKKKK 2 根據(jù)縱向重合度 從參考文獻(xiàn) 2 查得螺旋角影響系數(shù)1 427 Y 0 88 3 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 86 78 22cos 72 cos 71 19 22cos 22 cos 33 2 2 33 1 1 Z Z Z Z v v 4 查取齒型系數(shù)由參考文獻(xiàn) 2 查得 815 2 1 Fa Y222 2 2 Fa Y 5 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由參考文獻(xiàn) 2 查得 547 1 1 Sa Y768 1 2 Sa Y 6 由參考文獻(xiàn) 2 查得小齒輪的彎曲疲勞極限 大齒輪的彎 1 500 FEa MP 曲疲勞極限 2 380 FEa MP 7 由參考文獻(xiàn) 2 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 82 0 1 FN K85 0 2 FN K 8 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S 1 4 由文獻(xiàn) 2 式 10 12 得 MPaMPa S K MPaMPa S K FEFN F FEFN F 71 230 4 1 38085 0 88 292 4 1 50082 0 22 2 11 1 9 計(jì)算大 小齒輪的 并加以比較 FaSa F Y Y 01702 0 71 230 768 1 222 2 01487 0 88 292 547 1 815 2 2 22 1 11 F SaFa F SaFa YY YY 大齒輪的數(shù)值大 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmmmn393 1 01702 0 60 1 181 22cos88 0 109 23079 2 2 3 2 2 3 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒跟彎曲疲勞 n m 強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 取 已可滿足彎曲強(qiáng)度 但為了同時(shí)滿足接1 5 n mmm 觸疲勞強(qiáng)度 需按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑 40 25mm 來計(jì)算應(yīng)有的 1 d 齒數(shù) 于是由 03 22 5 1 22cos809 35cos 1 1 n m d Z 取 22 則 取 72 1 Z16 722228 3 112 ZiZ 2 Z 4 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算中心距 mmmm mZZ a n 74 99 22cos2 5 17222 cos2 21 將中心距圓整為 100mm 2 按圓整后的中心距修正螺旋角 37 5022 1002 5 17222 arccos 2 arccos 21 a mZZ n 因 值改變不多 故參數(shù) 等不必修正 K H Z 3 計(jì)算大 小齒輪的分度圓直徑 mm mZ d mm mZ d n n 28 159 37 5022cos 5 172 cos 809 35 37 5022cos 5 122 cos 2 2 1 1 4 計(jì)算齒輪寬度 mm40809 35809 351 1 db d 圓整后取 mmB40 2 mmB45 1 二 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù) 84 3 min02 439 1004 76 50 3 2 3 i rn mmNT kwP 1 選定齒輪的類型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 1 按圖 2 所示的傳動(dòng)方案 選用直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng) 2 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器 轉(zhuǎn)速不高 故選用 7 級(jí)精度 GB10095 88 3 材料及熱處理 選擇參考文獻(xiàn) 2 表 10 1 小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大 齒輪材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為 240HBS 二者材料硬度差為 40HBS 4 試選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 取17 3 Z58 721784 3 324 ZiZ Z2 78 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按參考文獻(xiàn) 2 式進(jìn)行試算 即 3 2 1 1 1 32 2 H E d t Z u uKT d 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 試選 Kt 1 3 2 由參考文獻(xiàn) 2 選取齒寬系數(shù) d 1 3 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距mmNTT 10064 7 4 1 4 由參考文獻(xiàn) 2 查得材料的彈性影響系數(shù) 1 2 E Z189 8 a Mp 5 由參考文獻(xiàn) 2 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 600 Ha MP lim2 550 Ha MP 6 由參考文獻(xiàn) 2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 11 10563 1 1030083 102 4396060 h jLnN 9 9 2 1055 0 84 3 10563 1 N 7 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 19 查得接觸疲勞壽命系 97 0 95 0 21 HNHN KK 8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 由參考文獻(xiàn) 2 式 10 12 得 MPaMPa S KHN H 57060095 0 1lim1 1 MPaMPa S KHN H 5 53355097 0 2lim2 2 2 計(jì)算 1 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 有計(jì)算公式得 1t d 3 2 1 1 1 32 2 H E d t Z u uKT d mm507 63 5 533 8 189 84 2 84 3 1 10064 7 3 1 32 2 3 2 4 2 計(jì)算圓周速度 smsm nd v t 202 1 100060 02 439507 6314 3 100060 1 3 計(jì)算齒寬 b mmdb td 507 63507 631 1 4 計(jì)算齒寬與齒高之比 h b 模數(shù) mmmm Z d m t t 25 2 17 507 63 3 1 齒高 mmmmmh t 06 5 25 2 25 2 25 2 03 12 06 5 507 63 h b 5 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知載荷平穩(wěn) 由參考文獻(xiàn) 2 表 10 2 選取使用系數(shù)取 1 A K 根據(jù) 7 級(jí)精度 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 8 查得動(dòng)載系數(shù)smv202 1 03 1 v K 直齒輪 1 FH KK 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 4 用插值法查得 7 級(jí)精度 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí) 423 1 H K 由 查參考文獻(xiàn) 2 圖 10 13 得 故載荷系89 8 h b 423 1 H K37 1 F K 數(shù) 466 1 423 1 103 1 1 HHvA KKKKK 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 由參考文獻(xiàn)式 10 10a 得 mmmm K K dd t t 103 66 3 1 466 1 507 63 3 3 11 7 計(jì)算模數(shù) mmmm Z d m25 3 20 103 66 3 1 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn) 2 式 10 5 3 2 1 1 2 F SaFa d YY Z KT m 1 計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 由參考文獻(xiàn) 2 中圖 10 20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPa FE 500 1 大齒輪的彎曲疲勞極限 MPa FE 380 2 2 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 85 0 1 FN K 86 0 2 FN K 3 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S 1 4 由參考文獻(xiàn) 2 式 10 12 得 MPaMPa S K MPaMPa S K FEFN F FEFN F 43 233 4 1 38086 0 57 303 4 1 50085 0 22 2 11 1