[CAD圖紙全套]東風(fēng)300貫通式驅(qū)動橋及輪邊減速器設(shè)計

本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 東風(fēng) 300 貫通式驅(qū)動橋及輪邊 減速器設(shè)計 院系名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 葉佳茜 指導(dǎo)教師 ： 紀(jì)峻嶺 職 稱 ： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 s 011龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 汽車驅(qū)動橋是汽車的主要部件之一，其基本的功用是增大由傳 動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動車輪，并使左右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動所要求的差速功能 :同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力，橫向力及其力矩。其質(zhì)量，性能的好壞直接影響整車的安全性，經(jīng)濟(jì)性、舒適性、可靠性。 本文認(rèn)真地分析參考了天龍重卡 300 雙驅(qū)動橋，在論述汽車驅(qū)動橋運行機(jī)理的基礎(chǔ)上，提練出了在驅(qū)動橋設(shè)計中應(yīng)掌握的滿足汽車行駛的平順性和通過性、降噪技術(shù)的應(yīng)用及零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化、產(chǎn)品的系列化等三大關(guān)鍵技術(shù)；闡述了汽車驅(qū)動橋的基本原理并進(jìn)行了系統(tǒng)分析； 根據(jù)經(jīng)濟(jì)、適用、舒適、安全可靠的設(shè)計原則和分析比較，確定了重型卡車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式、布置方法、主減速器、差速器、半軸、橋殼及輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式；并對制動器以及主要零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，完善了驅(qū)動橋的整體設(shè)計。 通過本課題的研究，開發(fā)設(shè)計出適用于裝置大馬力發(fā)動機(jī)重型貨車的雙級驅(qū)動橋產(chǎn)品，確保設(shè)計的重型卡車驅(qū)動橋經(jīng)濟(jì)、實用、安全、可靠。 關(guān)鍵字： 貫通軸 ； 驅(qū)動橋；主減速器；差速器；輪邊減速器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 is of of is to or it to to or to 00 of we to we of On of on of of as we to it a on of to of be of as as of of we to we of 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘要 . . . 第 1 章 緒論 1 題的背景 1 的及意義 1 計路線和設(shè)計內(nèi)容 2 第 2 章 總體方案設(shè)計 . 4 動橋設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求 4 動橋結(jié)構(gòu)型式的選擇 4 減速器結(jié)構(gòu)型式的選擇 5 軸的選擇 5 章小結(jié) 5 第 3 章 貫通橋 主減速器設(shè)計 6 減速器的結(jié)構(gòu)型式 6 減速器齒輪類型 . 主減速器齒輪的支承方案 . 主減速器減速型式 .減速基本參數(shù)選擇和計算載荷的確定 . 主減速比確定 主減速器齒輪計算載荷確定 主減速器齒輪幾本參數(shù)的選擇 減速器的幾何尺寸計算 .減速器齒輪的強(qiáng)度計算 .速器軸承的計算 .龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 速器計算轉(zhuǎn)矩的確定 齒輪受力形式 錐齒輪受力形式 減速齒輪材料及熱處理 .減速器齒輪潤滑 .章小結(jié) . 4 章 差速器設(shè)計 44 速器結(jié)構(gòu)型式的選擇 .稱式圓錐行星齒輪差速器原理 稱式圓錐行星齒輪差速器結(jié)構(gòu) .稱式圓錐行星齒輪差速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 差速器基本參數(shù)選擇 . 48 速器錐齒輪幾何尺寸計算 . 差速器齒輪強(qiáng)度計算 速器齒輪材料 .章小結(jié) . 5 章 半軸及貫通軸設(shè)計 .述 浮式半軸的設(shè)計與計算 . 半軸計算載荷的確定 半軸桿部直徑的選擇 半軸強(qiáng)度校核 花鍵軸的強(qiáng)度計算 60 通軸的設(shè)計與計算 . 貫通軸計算載荷的確定 貫通軸桿部直徑的選擇 貫通軸強(qiáng)度校核 軸材料與熱處理 .龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 章 小結(jié) . 6 章 輪邊減速器設(shè)計 .述 .邊減速器型式選擇 .邊減速器各參數(shù)的選擇 . 67 邊減速器各齒輪強(qiáng)度校核 . 67 勞強(qiáng)度校核 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 章小結(jié) .論 .考文獻(xiàn) 謝 .錄 .龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 第 1 章 緒 論 題的背景 2010 年中國重卡輪邊減速器市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵重卡輪邊減速器產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)新增投資項目投資逐漸增多。投資者對重卡輪邊減速器行業(yè)的關(guān)注越來越密切，這使得重卡輪邊減速器行業(yè)的發(fā) 展需求增大。 為了提高汽車行駛平順性和通過性，現(xiàn)在汽車的驅(qū)動橋也在不斷的改進(jìn)。與獨立懸架相配合的斷開式驅(qū)動橋相對與非獨立懸架配合的整體式驅(qū)動橋在平順性和通過性方面都得到改進(jìn)。 對于重型載貨汽車來說，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動機(jī)，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。隨著目前國際上石油價格的上漲，汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對乘用車，對于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車生 產(chǎn)商來提高其產(chǎn)品市場競爭力的一個法寶。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機(jī)的動力輸出之后，在從發(fā)動機(jī) 傳動軸 驅(qū)動橋這一黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 動力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機(jī)是動力的輸出者，也是整個機(jī)器的心臟，而驅(qū)動橋則是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一 1 。所以設(shè)計新型的驅(qū)動橋成為新的課題。 的及意義 為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動，常采用的有 44、 66、 88等驅(qū)動型式。在多橋驅(qū)動的情況下，動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋，需分別由分動器經(jīng)各驅(qū)動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對 88汽車來說，這種非貫通式驅(qū)動橋就更難于布置了。 為了解決上述問題，現(xiàn) 代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置形式。 計路線和設(shè)計內(nèi)容 本課題的設(shè)計思路可分為以下幾點：首先選擇初始方案，東風(fēng) 300 屬于重型貨車，采用后橋驅(qū)動附輪邊減速器，所以設(shè)計的驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)需要符合重型貨車的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設(shè)計出各主要尺寸。主減速采用雙級減速， 主要是因為，貫通式的減速器，如果主減速器做成一級，又不能采取渦輪蝸桿傳動，會引起貫通軸與齒輪軸的干涉 。 輪邊減速器一般為雙級減速驅(qū)動橋中安裝在輪轂中間或附近的第二級減速器采用輪邊減速器可以使中間主減 速器的外形尺寸減小 ,保證車輛具有足夠的離地間隙 ,由于輪邊是最后的一級減速，其前面的半軸差速器及主減速器的從動輪等零件的尺寸都可以減小，由于采用輪邊減速器的驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜成本較高，只有當(dāng)驅(qū)動橋總減速比大于 12 的工程機(jī)械、重型車和對離地間隙有特殊要求的越野車才推薦采用輪邊減速器。 在貫通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動橋的動力，是經(jīng)分動器并貫通中間橋而 傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對于汽車的設(shè)計 (如汽車的變型 )、制造和維修，都帶來方便。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下： (1)中央單級減速驅(qū)動橋。此是驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)中最為簡單的一種，是驅(qū)動橋的基本形式， 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。一般在主傳動比小于 6 的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級減速驅(qū)動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。 (2)中央雙級驅(qū)動 橋。在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級驅(qū)動橋主要有 2 種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級減速器中預(yù)留好空間，當(dāng)要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，將原中央單級改成中央雙級驅(qū)動橋，這種改制 “ 三化 ”（即系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化）程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當(dāng)要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅(qū)動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有 2 個規(guī)格。由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的 速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時，作為系列產(chǎn)品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅(qū)動橋，使用受到一定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動橋存在。 (3)中央單級、輪邊減速驅(qū)動橋。輪邊減速驅(qū)動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。 在貫通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車 前后兩端的驅(qū)動橋的動力，是經(jīng)分動器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對于汽車的設(shè)計 (如汽車的變型 )、制造和維修，都帶來方便 2 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 第 2 章 總體方案的確定 隨著科技的發(fā)展，汽車行業(yè)也越來越被重視，重型汽車的工作條件也越來越惡劣。近年來大多數(shù)重型汽車都向大功率和大扭矩方向發(fā)展，主要采取貫通式兩級減速的驅(qū) 動橋，以滿足惡劣的 工作環(huán)境。 動橋設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求 驅(qū)動橋是汽車傳動系統(tǒng)中主要總成之一。驅(qū)動橋的設(shè)計是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好環(huán)。因此，設(shè)計中要保證 : （ 1） 所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定條件下具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性； （ 2） 差速器在保證左、右驅(qū)動車輪能以汽車運動學(xué)所要求的差速滾動外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷（無脈動）地傳遞給左右驅(qū)動車輪； （ 3） 當(dāng)左、右驅(qū)動車輪與地面的附著系數(shù)不同時，應(yīng)能充分地利用汽車的牽引力； （ 4） 能承受和傳遞路面和車架或車廂間的鉛垂力，縱向力和橫向力，以及驅(qū)動時的反作用力 和制動時的制動力矩； （ 5） 驅(qū)動橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 下質(zhì)量，以減小不平路面對驅(qū)動橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性； （ 6）輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布置并與所要求的驅(qū)動橋離地間隙相適應(yīng)； （ 7）齒輪與其他傳動機(jī)件工作平穩(wěn)、無噪聲； （ 8） 驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計應(yīng)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求； （ 9）在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動效率； （ 10） 結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。 動橋的結(jié)構(gòu)型式選擇 在貫 通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的驅(qū)動軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動橋不是分別用自己傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動橋（第一、第四橋）的動力，是經(jīng)分動器并貫通中間橋（分別穿過第二，第三橋）而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對于汽車的設(shè)計、制造和維修、都帶來方便 3 。 減速的結(jié)構(gòu)型式選擇 （ 1） 主減速 器齒輪類型選擇 選擇雙曲面齒輪， 目的是降低質(zhì)心，相同尺寸下承載能力大，傳動平穩(wěn)。 在雙級主減速器中，通常還要加一對圓柱齒輪或一組行星齒輪。在輪邊減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒圓柱齒輪傳動或行星齒輪傳動。 （ 2） 主減速器主從動齒輪的支撐形式選擇 主、從動齒輪的支撐形式，選擇 騎馬 式，相對于懸臂式，剛度大，載荷能力強(qiáng)。 （ 4） 主減速器的減速型式選擇 主減速器設(shè)置成了兩級減速，主要是因為，貫通式的減速器，如果主減速器做成一級，又不能采取渦輪蝸桿傳動，會引起貫通軸與齒輪軸的 干涉 。 （ 5） 主減速的調(diào)整 主減速器的調(diào)整是通過軸承預(yù)緊，錐齒輪嚙合 軸的選擇 半軸制成實心軸，利用全浮式支撐，目的是為了使半軸只承受轉(zhuǎn)矩，反力和彎矩由橋殼以及差速器殼承受。 章小結(jié) 本章通過對驅(qū)動橋設(shè)計要求的分析，確定了總體方案，貫通式雙級減速驅(qū)動橋，其中，對驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式和主減速器的結(jié)構(gòu)型式的分析，還有半軸的選擇，分別確黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 定各自的型式，做一個總體方案的確定。 第 3章 貫通橋主減速器設(shè)計 減速器的結(jié)構(gòu)型式 主減速器的結(jié) 構(gòu)型式，主要是根據(jù)齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速型式的不同而已。 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、圓柱齒輪和渦輪蝸桿等形式。 在現(xiàn)代汽車的驅(qū)動橋上，主減速器采用得最廣泛的是“格里森”制或“奧利康”制的螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。在雙級主減速器中，通常還要加一對圓柱齒輪或一組行星齒輪。在輪邊減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒圓柱齒輪傳動或行星齒輪傳動。見圖（ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 (a)螺旋錐齒輪 (b)雙曲面齒輪 (c)圓柱齒輪傳動 (d)蝸桿傳動 圖 減速器的幾種齒輪類型 (a)螺旋錐齒輪 其主、從動齒輪軸線相交于一點。交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動橋上，主減速齒輪副都是采用 90交角的布置。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷。加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，而是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另 端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時，噪聲和振動也是很小的。 (b)雙曲面齒輪 雙曲面齒輪如圖 b） 所示，其主、從動齒輪的軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角（即將一軸線平移，使之與另一軸線相交的交角）也都是采用 90。主動軸相對于從動齒輪軸有向上或向下的偏移，稱為上偏置或下偏置。這個偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距，如圖 示。當(dāng)偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁通過。這樣就能在每個齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。這對于增強(qiáng)支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面齒輪的偏移距使得其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃育X輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。主動齒輪的端面模數(shù)或 端面周節(jié)大于從動齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動的主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動的主動齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃育X輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至 175 。雙曲面主動齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動比傳動。當(dāng)要求傳動比大而輪廓尺寸又有 限時，采用雙曲面齒黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 輪更為合理。因為如果保持兩種傳動的主動齒輪直徑一樣，則雙曲面從動齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對于主減速比 傳動比小于 2 時，雙曲面主動齒輪相對于螺旋錐齒輪主動齒輪就顯得過大，這時選用螺旋錐齒輪更合理，因為后者具有較大的差速器可利用空間。 此外，雙曲面齒輪傳動還具有沿齒長方向的縱向滑動。這種滑動有利于磨合，促使齒輪副沿整個齒面都能較好的嚙合，因為更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲。但雙曲面齒輪的縱向滑動產(chǎn)生較多的熱量，使接觸點升高，因而 需要專門的雙曲面齒輪油來潤滑，且傳動效率比螺旋錐齒輪略低，達(dá) 96 。其傳動效率與偏移距有關(guān)，特別是與所傳遞的負(fù)荷大小及傳動比有關(guān)。負(fù)荷大時效率高。兩種齒輪都在同樣的機(jī)床加工，加工成本基本相同。然而雙曲面?zhèn)鲃拥男↓X輪較大，所以刀盤頂距較大，因為刀刃壽命較長。 由于雙曲面主動齒輪螺旋角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動工作得更加平穩(wěn)、無噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。 (c)圓柱齒輪傳動 一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)橫 置且前置前驅(qū)動的轎車驅(qū)動橋，在此不采用。 (d)蝸桿傳動 與錐齒傳動相比，蝸桿傳動有如下優(yōu)點 ： (1)在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動比（可大于 7）； (2)在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲； (3)便于汽車的總布置及貫通式多橋驅(qū)動的布置； (4)能傳遞大的載荷，使用壽命長 4 。 但是由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動效率較低。在此不采用。 由于本車的主減速器傳動比大于 5，且采用雙曲面齒輪可以增大離地間隙， 降低質(zhì)心，相同尺寸下承載能力大，傳動平穩(wěn) 。綜上所述各種齒輪類型的優(yōu)缺點 ,本文設(shè)計的東風(fēng) 300 主減速器采用雙曲面齒輪。 減速器主從動錐齒輪的支承方案 在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動齒輪的支承型式及安置方法，對其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一。 1、主減速器主動錐齒輪的支承型式及安置方法 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承型式有以下兩種： （ 1） 懸臂式 如圖 3.2(a)所示，齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對軸承上。為了增強(qiáng)支承剛度，應(yīng)使兩 軸承支承中心間的距離 b 齒輪齒面寬中點的懸臂長度 a 大兩倍以上，同時尺寸 b 應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的 70%還大，并使齒輪軸徑大于或至小等于懸臂長 a。當(dāng)采用一對圓錐滾子軸承支承時，為了減小懸臂長度 b，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以使 b 拉長、 a 縮短，從而增強(qiáng)支承剛度。這樣也便于結(jié)構(gòu)布置、軸承預(yù)緊度的調(diào)整及軸承潤滑。應(yīng)注意，對圓錐滾子軸承來說，由于潤滑油只能從圓錐滾子的小端在離心力作用下流向大端，因此在殼體上應(yīng)有通入兩軸承間的進(jìn)油道及使?jié)櫥头祷貧んw的回油道。 另外，為了拆裝方便起見，應(yīng) 使主動錐齒輪后軸承（即緊靠齒輪大端的軸承）的支承軸徑大于其前軸承（即位于驅(qū)動橋前部的軸承）的支承軸徑，或名義尺寸雖同但公差有別。支承剛度也隨軸承與軸及軸承與座孔之間的配合進(jìn)度的增加而增大。 （ 2） 騎馬式 如圖 3.2(b)所示， 齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的 1/30 以下而主動錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1/5 1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。此外，由于大端一側(cè)的前軸承及后軸承 之間的距離很小，可以縮短主動錐齒輪軸的長度，使布置更緊湊，這有利于減小傳動軸夾角及整車布置。起碼是支承的導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式的，并且其內(nèi)外圈可以分離（有時不帶內(nèi)圈），以利于拆裝。為了進(jìn)一步增強(qiáng)剛度，應(yīng)盡可能地減小齒輪大端一側(cè)的兩軸承間的距離，增大支承軸徑，適當(dāng)提高軸承的配合緊度。 圖 主減速器主動齒輪的支承形式及安置方法 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 （ a） 懸臂式支承 （ b） 騎馬式支承 裝載質(zhì)量為 2t 以上的汽車主減速器主動齒輪都是采用騎馬式支承，因為在傳遞較大的轉(zhuǎn)矩的情況下懸臂式支撐難以滿足支撐剛度的要求。但是騎 馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高 5 。 在本設(shè)計中，由于 我們設(shè)計的重型載重汽車，由工作條件決定的 采用騎馬式支承。 2、 主減速器從動錐齒輪的支承型式及安置方法 主減速器從動錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心間的距離 c 和 d（見圖 比例而定。為了增強(qiáng)支承剛度，支承間的距離應(yīng)盡量縮小。然而，為了使從動錐齒輪背面的支承凸緣有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)筋 (一般不應(yīng)少于 6 條 ,切應(yīng)一直延伸到差速器軸承 座近處 )及增強(qiáng)支承的穩(wěn)定性，距離（ ）應(yīng)不小于從動錐齒輪節(jié)圓直徑的 70 。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。為了使載荷能盡量均勻分布在兩個軸承上，并且讓出位置來加強(qiáng)從動錐齒輪連接凸緣的剛性，應(yīng)盡量使尺寸 c 等于或大于尺寸 d 。為了防止從動齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。由于從動錐齒輪軸承是裝在差速器殼上，尺寸較大，足以保證剛度。球面圓錐滾子軸承（見圖 b） ）具有自動調(diào)位的性能，對軸的歪斜的敏感性較小，這一點當(dāng)主減速器從動齒輪軸承的尺寸大時極為重要。向心推力軸承不需要調(diào)整，但僅見于某些小排量轎車的主減速器中（圖 c） ）。只有當(dāng)采用直齒或人字齒圓柱齒輪時，由于無軸向力，雙級主減速器從動齒輪才可以安裝在向心球軸承上（見圖 d） ）。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 圖 減速器從動錐齒輪的支 承型式及安置方法 轎車和輕型貨車汽車主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配合固定在差速器殼的突緣上（見圖 a）（ b） ）。這種方法對增強(qiáng)剛性效果較好，中型和重型汽車主減速從動錐齒輪多采用有輻式結(jié)構(gòu)并有螺栓或鉚釘與差速器殼突緣連結(jié)（見圖 c） ）。 (a) (b) (c) 圖 減速器從動錐齒輪的止推裝置 當(dāng)從動錐齒輪的徑向尺寸較大時，在大的負(fù)荷下會產(chǎn)生較大的變形，這是常采用能限制從動錐齒輪因受軸向力而產(chǎn)生便宜的止推裝置，對從動錐齒輪的外緣背面加以支承。圖 a）（ b）（ c） 分別為不可調(diào)整的（由銷及青銅止推板組成）、可調(diào)整的（由青銅止推塊及調(diào)整螺栓組成）和滾輪式的止推裝置結(jié)構(gòu)圖。止推裝置的支承面位置應(yīng)進(jìn)行計算，其正確位置應(yīng)使當(dāng)從動錐齒輪在載荷作用下的偏移量達(dá)到容許極限時，即黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 與從動錐齒輪背 面接觸，以制止從動錐齒輪繼續(xù)變形。主減速器主、從動錐齒輪在載荷作用下的偏移量容許極限值見圖 由該圖可知，支撐面與從動錐齒輪背面間的安裝間隙應(yīng)不大于 圖 載荷作用下主減速器錐齒輪的容許極限偏移量 3、 主減速的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器齒輪的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間 隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。預(yù)緊力的大小與安裝形式，載荷大小，軸承剛度特性及使用轉(zhuǎn)速有關(guān)。 主動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整，可通過精選兩軸承內(nèi)圈間的套筒長度、調(diào)整墊圈厚度、軸承與軸間之間的調(diào)整墊片等方法進(jìn)行。近年來采用波形套筒調(diào)整軸承預(yù)緊度極為方便。波形套筒安裝在兩軸承內(nèi)圈間或軸承與軸肩間。其上有波紋區(qū)或其他易產(chǎn)生軸向變形的部分。因該區(qū)段的曲線平坦而使軸承預(yù)緊度保持在規(guī)定范圍內(nèi)。但每拆裝一次需在套的一端加裝一薄墊片，以使波形套再次在塑性區(qū)工作。波形套由冷撥低碳無縫鋼管制造。一個新的波形套拆裝 3、 4 次 就會因塑性太小而報廢。主減速器從動錐齒輪軸承的預(yù)緊是用軸承外側(cè)的調(diào)整螺母、或差速器殼與軸承間的調(diào)整墊片、或主減速殼與軸承蓋間的調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整。 在調(diào)整軸承預(yù)緊度之后，還應(yīng)進(jìn)行主減速器齒輪的嚙合調(diào)整。因齒面接觸區(qū)和齒側(cè)間隙的正確調(diào)整是保證齒輪正確嚙合、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)和延長齒輪壽命的重要條件。為此，在齒輪支承的結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證主、從動齒輪能進(jìn)行軸向調(diào)整?？刹捎迷鰷p主減速器殼與軸承座之間的調(diào)整墊片或增減主動錐齒輪與其后軸承間的調(diào)整墊片等方法對主動錐齒輪作軸向調(diào)整。 減速器的減速型式 主減速器的減速型式分為單 級減速、雙級減速、雙速減速、單級貫通、雙級貫通、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 主減速及輪邊減速等。減速器的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠已有的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性，經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的 主減速比0動橋的數(shù)目及布置型式等。 (1)單級主減速器 如圖 于單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點，廣泛用在主減速比 i 型汽 車上。單級主減速器都是采用一對螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪，也有采用蝸輪傳動的。 圖 級 主減速器 圖 級主減速器 圖 速主減速器 (2)雙級減速 如圖 兩級齒輪減速器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，制造成本也顯著增加，因此 僅用于主減速比較大 ( i )且采用單級減速不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上，本車不采用。 (3)雙速主減速器 如圖 用于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜的重型載貨汽車。 會加大驅(qū)動橋的質(zhì)量，提高制造成本，并要增設(shè)較復(fù)雜的操縱裝置 所以本車不采用。 (4)單級（或雙級）主減速器附輪邊減速器 礦山、水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引越野汽車及大型公共汽車等，要求有高的動力性，而車速則可相對較低，因此其傳動系的低檔總傳動比都 很大。在設(shè)計上述重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動橋時，為了使變速器、分動器、傳動軸等總成不致因承受過大轉(zhuǎn)矩而使它們的尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動系的傳動比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動橋。這就導(dǎo)致了一些重型汽車、大型公共黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 汽車的驅(qū)動橋的主減速比往往要求很大。當(dāng)其值大于 12 時，則需采用單級 (或雙級 )主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，將驅(qū)動橋的一部分減速比分配給安裝在輪轂中間或近旁的輪邊減速器。這樣以來，不僅使驅(qū)動橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地間隙，并可得到大的驅(qū)動橋減速比 (其值往往在 1626 左右 )，而且半軸 、差速器及主減速器從動齒輪等零件的尺寸也可減小。但輪邊減速器在一個橋上就需要兩套，使驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，因為只有當(dāng)驅(qū)動橋的減速比大于 12 時，才推薦采用 6 。如圖 示為貫通式雙級主減速器。 圖 通式雙級主減速器 綜合考慮整車成本和驅(qū)動橋的研發(fā)與制造成本及輸入?yún)?shù)主減速比的實際情況，選擇雙級貫通式主減速器附輪邊減速器。因為 貫通式的減速器，如果主減速器做成一級，又不能采取渦輪蝸桿傳動，會引起貫通軸與齒輪軸的干涉 。 減速器基本參數(shù)選擇與計 算載荷的確定 減速比0主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。0i 一起由整車動力計算來確定?？衫迷诓煌?17 0過優(yōu)化 設(shè)計，對發(fā)動機(jī)與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇0使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，在給定發(fā)動機(jī)最大功率選擇的0時0 式中 : r 車輪的滾動半徑， 東風(fēng) 300 輪胎為 計算， 車論的滾動半徑為 9徑為 變速器量高檔傳動比。 對于其他汽車來說，為了 得到足夠的功率儲備而使最高車速稍有下降，00 25 ，即按下式選擇： a 式中 :r 車輛的滾動半徑， m； 分動器或加力器的高檔傳動比； 1 變速器最高檔傳動比； 1 輪邊減速器的傳動比。 據(jù)所選定的主減速比0可基本上確定主減速器的減速型式（單級、雙級等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng) 7 。 把000r/n , 5km/h , r = 代入 計算出0i=（ 根據(jù)表 根據(jù)表 車驅(qū)動橋最小離地間隙為 300 表 車驅(qū)動橋離地間隙 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 車 型 離地間隙 / 車 微 型 120190 小 型 中 級 120230 高 級 130160 載貨汽車 微型、輕型 190220 中 型 210275 重型、超重型 230345 越野汽車 微型、輕型 220280 中型、重型 280400 客 車 小 型 180220 中型、大型 210290 減速器齒輪計算載荷的確定 通常是將發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計算中用以鹽酸主減速器從動齒輪最 大應(yīng)力的計算載荷。 1、 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩n 0式中 : 計算轉(zhuǎn)矩， ； 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；500 ； n 計算驅(qū)動橋數(shù)， 2； 由發(fā)動機(jī)到所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比；T 上述傳動部分的效率 ，取 = 0K 超載系數(shù) ，對于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動的各類汽車取0K=1； 代入式，有： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 當(dāng)計算主減速器主動齒輪時，應(yīng)將式除以該對齒輪的減速比及傳動效率，即 主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩 ， T= 2、 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 i 2(式中 ： 2G 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，后橋所承載 1300027400N 的負(fù)荷 ； 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取 =于越野汽車取 于安裝有專門的防滑寬輪胎 的高級轎車，計算時可取 r 車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為 20，則車論的滾動半徑為 m， 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比， 例如輪邊減速器，m取 所以 以上計算的轉(zhuǎn)矩是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。汽車的類型很多，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用汽車和越野汽車則常在高負(fù)荷低車速條件下工作，沒有簡單的公式可算出汽車的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。但對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均比牽引力的值來確定的 8 。 3、按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來確定