斯太爾重型車(chē)雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)【9張CAD圖紙+PDF圖】

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Zhao GuoqianHeilongjiang Institute of Technology20011-06HarbinSY-025-BY-2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名吳文強(qiáng)系部汽車(chē)工程系專(zhuān)業(yè)、班級(jí)車(chē)輛07-6班指導(dǎo)教師姓名趙國(guó)遷職稱(chēng)高級(jí)實(shí)驗(yàn)師從事專(zhuān)業(yè)汽車(chē)運(yùn)用技術(shù)是否外聘是否題目名稱(chēng)斯太爾重型車(chē)雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)（論文）目的、意義 載貨汽車(chē)的有關(guān)參數(shù)名稱(chēng)代號(hào) 參數(shù)驅(qū)動(dòng)形式 42裝載質(zhì)量t 8.510總質(zhì)量t 16發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率kw及轉(zhuǎn)速rmin- 140-2500發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N.m及轉(zhuǎn)速rmin- 700-1400輪胎型號(hào) 11.00-20變速器傳動(dòng)比 5.2 0.72最高車(chē)速kmh 92主減速器設(shè)計(jì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚摗⑵?chē)設(shè)計(jì)等知識(shí)，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，針對(duì)載貨汽汽車(chē)的主減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，使之具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及較高的傳動(dòng)效率，通過(guò)對(duì)主減速器主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算，分析雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及工作原理，進(jìn)行主減速器總成及零部件的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)，完成齒輪及軸承等的強(qiáng)度校核。繪制總裝配圖和主要零件圖，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2技術(shù)要求（研究方法）要求將汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)軟件等相關(guān)知識(shí)有機(jī)結(jié)合、熟練運(yùn)用；要求熟練運(yùn)用CAD軟件。三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果1、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（1.5萬(wàn)字以上）。2、繪制總裝配圖和主要零件圖，圖量折合A0圖紙3張以上。3、設(shè)計(jì)資料的電子稿件一份。四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排第一周第二周 查閱資料，學(xué)習(xí)主減速器設(shè)計(jì)，開(kāi)題報(bào)告。第三周 撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述。第四周第六周 主減速器傳動(dòng)比計(jì)算及主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)分配；主、從動(dòng)錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算和校核；第七周第九周二級(jí)主、從動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)分配；主、從動(dòng)圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算和校核；第十周 軸承的選擇及箱體設(shè)計(jì)第十一周第十二周 繪制主減速器設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖。第十三周第十四周 修改圖紙、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第十五周第十六周 對(duì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)一步修改，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容、格式、英文摘要等進(jìn)行最終審查和修改。第十七周 畢業(yè)答辯五、主要參考資料1 劉惟信主編. 汽車(chē)設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社2 仙波正莊（日）行星齒輪傳動(dòng)及應(yīng)用M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19983 成大先機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20024 陳家瑞主編.汽車(chē)構(gòu)造（下）北京:人民交通出版社.20005 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì).汽車(chē)工程手冊(cè).北京：人民交通出版社.20016 李秀珍主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20037 吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)教研室編.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19818 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì)編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第3卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20049 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì)編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第2卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200410 劉鴻文主編.材料力學(xué)（第三版）北京：高等教育出版社，199311 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 減速器和變速器M.機(jī)械工業(yè)出版社，200712 沈綿主編.汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造與檢修M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200613 彭文生等.機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械原理指南M.華中理工大學(xué)出版社.199814 Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L TravinM.PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.200215 The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturersM.Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006六、備注指導(dǎo)教師簽字：年 月 日教研室主任簽字： 年 月 日SY-025-BY-3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名吳文強(qiáng)系部汽車(chē)與交通工程專(zhuān)業(yè)、班級(jí)車(chē)輛07-6班指導(dǎo)教師姓名趙國(guó)遷職稱(chēng)高級(jí)實(shí)驗(yàn)師從事專(zhuān)業(yè)汽車(chē)運(yùn)用技術(shù)是否外聘是否題目名稱(chēng)斯太爾重型車(chē)雙級(jí)主減速器一、 課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義1.重型車(chē)主減速器國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀： 重卡驅(qū)動(dòng)是靠減速增扭來(lái)實(shí)現(xiàn)的，減速增扭則要通過(guò)車(chē)橋的核心部件減速器實(shí)現(xiàn)。重卡車(chē)橋的減速方式主要有單級(jí)減速橋、中央雙級(jí)減速橋和輪邊(雙級(jí))減速橋。在歐、美重卡中雙級(jí)主減速器后驅(qū)動(dòng)橋只占整個(gè)產(chǎn)品的40%，且有呈下降趨勢(shì)，在美國(guó)只占10%；日本采用該結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品更少。其原因是這些地區(qū)的道路較好，采用單級(jí)減速雙曲線螺旋錐齒輪副成本較低，故大部分均采用這種結(jié)構(gòu)。而亞洲、非洲和南美國(guó)家則采用雙級(jí)主減速器的驅(qū)動(dòng)橋，用于非道路和惡劣道路使用的車(chē)輛(工程自卸車(chē)等)。當(dāng)?shù)氐缆酚顒t采用雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋愈多，反之，則愈少。 國(guó)外汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋已普遍采用限滑差速器、濕式行車(chē)制動(dòng)器等先進(jìn)技術(shù)。限滑差速器大大減少了輪胎的磨損，而濕式行車(chē)制動(dòng)器則提高了主機(jī)的安全性能，簡(jiǎn)化了維修工作。國(guó)內(nèi)僅一部分車(chē)使牙嵌式差速器。限滑差速器成本較高，因而在多數(shù)國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋上一直沒(méi)有得到應(yīng)用。目前向國(guó)內(nèi)提供限滑差速器的制造商主要是美國(guó)TraCtech公司和德國(guó)采埃孚公司。美國(guó)Tractech公司在蘇州的工廠即將建成投產(chǎn)，主要生產(chǎn)牙嵌式、多片摩擦盤(pán)式差速器。12.重型車(chē)主減速器國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀： 我國(guó)2010年主流重卡企業(yè)市場(chǎng)高速發(fā)展，銷(xiāo)量幾乎全線飄紅，產(chǎn)銷(xiāo)再創(chuàng)歷史新高。其中，前三甲企業(yè)一汽，中國(guó)重汽，東風(fēng)公司上半年重卡銷(xiāo)量均超過(guò)10萬(wàn)年。半掛牽引車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)售201953量，銷(xiāo)售同比累計(jì)上升227.93%。其中40噸準(zhǔn)拖掛車(chē)上半年以前所未有的高速增長(zhǎng)，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)產(chǎn)大噸位重卡的先河，說(shuō)明了重卡市場(chǎng)正在向大噸位大馬力，高速化發(fā)展的趨勢(shì)。據(jù)我國(guó)工信部消息，2015年重卡市場(chǎng)的產(chǎn)能規(guī)劃在300萬(wàn)量以上。在這樣的汽車(chē)行業(yè)市場(chǎng)需求下，作為汽車(chē)工業(yè)的重要配套行業(yè)，中國(guó)車(chē)橋行業(yè)的產(chǎn)銷(xiāo)量同樣呈上升趨勢(shì)。隨著汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，汽車(chē)在節(jié)能，環(huán)保，舒適等方面的性能將顯著提升，這就要求車(chē)橋產(chǎn)品的性能進(jìn)一步提高。車(chē)橋作為重卡的核心總成，其重要性受到越來(lái)越多的關(guān)注。科技的迅猛發(fā)展也將帶領(lǐng)未來(lái)重卡車(chē)橋朝著輕量化，大扭矩，長(zhǎng)壽命和地生產(chǎn)成本的方向發(fā)展，同時(shí)技術(shù)含量高的驅(qū)動(dòng)橋附件和電子技術(shù)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)重卡中單級(jí)橋因?yàn)闃虬叽绱?，離地間隙小，導(dǎo)致通過(guò)性較差，應(yīng)用范圍相對(duì)較小，雙級(jí)減速器的應(yīng)用占有很大一部分比例。我國(guó)重卡大量使用的斯太爾驅(qū)動(dòng)橋?qū)儆诘湫偷碾p級(jí)減速器，其二級(jí)減速的結(jié)構(gòu)，主減速器總成相對(duì)較小，橋包尺寸減小，因此離地間隙加大，通過(guò)性好，承載能力較大。廣泛用于公路運(yùn)輸，以及石油，工礦，林業(yè)，野外作業(yè)和部隊(duì)等多種領(lǐng)域的車(chē)輛。不過(guò)，雙級(jí)減速器也有傳動(dòng)效率低，油耗高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，產(chǎn)品價(jià)格高等缺點(diǎn)。不管重型車(chē)的技術(shù)含量提升得多快,在未來(lái)10年大多數(shù)重型車(chē)的車(chē)橋和懸架結(jié)構(gòu)不會(huì)有明顯的改變,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和型式仍處于主導(dǎo)地位。在相同結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上推出各自車(chē)橋的亮點(diǎn)，是每一個(gè)專(zhuān)業(yè)廠必須不斷研究的問(wèn)題。以前,各廠家主要是在載重噸位上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),但在國(guó)家法規(guī)的限定下,車(chē)橋的載重能力不可能有太多的增加,現(xiàn)在各專(zhuān)業(yè)廠家采用最多的方法是不斷增加車(chē)橋及其附件的技術(shù)含量,從橋殼的制造工藝、車(chē)橋的減速形式、車(chē)輪的制動(dòng)方式等方面入手,通過(guò)吸收國(guó)外一些先進(jìn)的技術(shù),推出具有本企業(yè)特色、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、承載能力強(qiáng)的車(chē)橋,不斷提升產(chǎn)品的制造質(zhì)量及服務(wù)質(zhì)量。在齒輪減速形式上，從傳統(tǒng)的中央單級(jí)減速發(fā)展到了現(xiàn)在的中央及輪邊雙級(jí)減速或雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu),不但擴(kuò)寬了車(chē)橋轉(zhuǎn)速比的范圍,有利于輸出轉(zhuǎn)速及輸出扭矩的調(diào)整。還由于把減速機(jī)構(gòu)放到輪邊后,使得車(chē)橋中央的第一級(jí)減速比做得比較小,因此橋殼中部離地間距較大,能很好地滿(mǎn)足汽車(chē)通過(guò)性的要求。由于汽車(chē)高速行駛要求及法規(guī)對(duì)于噪音的控制要求,為了降低齒輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的磨損,增加車(chē)橋的使用壽命,降低維修費(fèi)用,車(chē)橋內(nèi)部的主、從動(dòng)齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用精磨加。但由于精磨加工成本較高,因此在貨車(chē)車(chē)橋上的應(yīng)用還不是很多,但這也是以后高速車(chē)橋發(fā)展的需要。23.意義： 對(duì)于重汽斯太爾等一些重型車(chē)來(lái)說(shuō)，由于載荷巨大，所要求的傳動(dòng)比大，所以減速器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車(chē)在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。4.目的： 綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、汽車(chē)構(gòu)造、汽車(chē)?yán)碚?、汽?chē)設(shè)計(jì)等知識(shí)和繪圖技能，完成傳動(dòng)裝置的測(cè)繪與分析，通過(guò)這一過(guò)程全面掌握汽車(chē)主減速器的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、制造、裝配以及表達(dá)等方面的知識(shí)，培養(yǎng)綜合分析、實(shí)際解決工程問(wèn)題的能力。二、 設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容,擬解決的主要問(wèn)題1.基本內(nèi)容：載貨汽車(chē)的有關(guān)參數(shù)名稱(chēng)代號(hào) 參數(shù)驅(qū)動(dòng)形式 42裝載質(zhì)量t 8.510總質(zhì)量t 16發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率kw及轉(zhuǎn)速rmin- 140-2500發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N.m及轉(zhuǎn)速rmin- 700-1400輪胎型號(hào) 11.00-20變速器傳動(dòng)比 5.2 0.72最高車(chē)速kmh 92在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，針對(duì)載貨汽汽車(chē)的整體式雙級(jí)主減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，使之具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及較高的傳動(dòng)效率，通過(guò)對(duì)主減速器主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算，分析雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及工作原理，進(jìn)行主減速器總成及零部件的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)，完成齒輪及軸承等的強(qiáng)度校核。繪制總裝配圖和主要零件圖，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2擬解決的主要問(wèn)題：驅(qū)動(dòng)橋中主減速器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求：（1）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。（2）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。（3）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。（4）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車(chē)平順性。（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。三、技術(shù)路線（研究方法）主減速器結(jié)構(gòu)方案分析主減速器結(jié)構(gòu)形式主減速器設(shè)計(jì)計(jì)算主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案第一級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算差速器及橋殼設(shè)計(jì)第二級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)與校核軸承的設(shè)計(jì)與校核繪圖及編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)四、進(jìn)度安排第一周第二周 （3月2日-3月15日） 查閱資料，學(xué)習(xí)主減速器設(shè)計(jì)，開(kāi)題報(bào)告。第三周 （3月16日-3月21日） 撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述。第四周第六周 (3月22日-4月5日） 主減速器傳動(dòng)比計(jì)算及主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)分配；主、從動(dòng)錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算和校核；第七周第九周（4月6日-4月28日） 二級(jí)主、從動(dòng)圓柱齒輪齒數(shù)分配；主、從動(dòng)圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算和校核；第十周 (4月29日5月9日) 軸承的選擇及箱體設(shè)計(jì)第十一周第十二周（5月10日-5月24日）繪制主減速器設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖。第十三周第十四周（5月25日-6月7日） 修改圖紙、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第十五周第十六周（6月8日-6月21日） 對(duì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)一步修改，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容、格式、英文摘要等進(jìn)行最終審查和修改。第十七周 （6月22日-6月28日） 畢業(yè)答辯主要參考資料1 劉惟信主編. 汽車(chē)設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社2 仙波正莊（日）行星齒輪傳動(dòng)及應(yīng)用M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19983 成大先機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20024 陳家瑞主編.汽車(chē)構(gòu)造（下）北京:人民交通出版社.20005 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì).汽車(chē)工程手冊(cè).北京：人民交通出版社.20016 李秀珍主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20037 吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)教研室編.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19818 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì)編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第3卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20049 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì)編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第2卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200410 劉鴻文主編.材料力學(xué)（第三版）北京：高等教育出版社，199311 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 減速器和變速器M.機(jī)械工業(yè)出版社，200712 沈綿主編.汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造與檢修M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200613 彭文生等.機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械原理指南M.華中理工大學(xué)出版社.199814 管曉忙等主編，斯太爾系列柴油車(chē)結(jié)構(gòu)與維修M.200915 Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L TravinM.PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.200216 The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturersM.Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006六、備注指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日6黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是針對(duì)斯太爾重型車(chē)而進(jìn)行的雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)。此雙級(jí)主減速器是由兩級(jí)齒輪減速組成。與單級(jí)主減速器相比，雙級(jí)減速器具有降低轉(zhuǎn)速,增大扭矩的特點(diǎn),在保證離地間隙相同時(shí)可得到很大的傳動(dòng)比，并且還擁有結(jié)構(gòu)緊湊，噪聲小，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。雙級(jí)主減速器與單級(jí)相比，在保證離地間隙相同時(shí)可得到大的傳動(dòng)比，但是尺寸、質(zhì)量均較大，成本較高。它主要應(yīng)用于中、重型貨車(chē)、越野車(chē)和大客車(chē)上該設(shè)計(jì)包含了雙級(jí)主減速器各零件參數(shù)的設(shè)計(jì)和校核。主要包括：主減速器結(jié)構(gòu)的選擇、主動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)比選擇與齒輪設(shè)計(jì)、從動(dòng)錐齒輪的設(shè)計(jì)、軸承的選擇與校核，軸的選擇與校核。在設(shè)計(jì)中，要選擇正確的傳動(dòng)比以滿(mǎn)足主從動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)分配，主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力的方向。關(guān)鍵詞：載貨汽車(chē)；雙級(jí)主減速器；齒輪；校核；設(shè)計(jì) ABSTRACTThis 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.Two-stage main reducer and a single-stage than in the same ground clearance to ensure a large transmission ratio available, but the size, quality are larger, higher cost. It is mainly used in medium and heavy trucks, SUVs and buses on 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 gears design, bearings examination. In the design, to select the correct gear ratio to satisfy the number of teeth of driving and driven bevel gear allocation 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；CheckII目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 概述11.1.1 主減速器的概述11.1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.1.3 主減速器設(shè)計(jì)的要求21.2 主減速器的結(jié)構(gòu)方案分析21.2.1 主減速器的齒輪類(lèi)型21.2.2 主減速器的減速形式31.2.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案41.3 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及方案5第2章 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核62.1 主減速器傳動(dòng)比的計(jì)算72.1.1 主減速比的確定72.1.2 雙級(jí)主減速器傳動(dòng)比分配82.2 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定82.3 主減速器齒輪參數(shù)的選擇112.4 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算122.4.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算122.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核142.5第二級(jí)齒輪模數(shù)的確定182.6雙級(jí)主減速器的圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇192.7齒輪的校核202.8主減速器齒輪的材料及熱處理212.9本章小結(jié)22第3章 軸的設(shè)計(jì)233.1 一級(jí)主動(dòng)齒輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)233.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)243.3 本章小結(jié)25第4章 軸的校核264.1 主動(dòng)錐齒輪軸的校核264.2中間軸的校核274.3本章小結(jié)29第5章 軸承的選擇和校核305.1主減速器錐齒輪上作用力的計(jì)算305.2軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算335.3主減速器齒輪軸承的校核345.4本章小結(jié)37第6章 差速器設(shè)計(jì)376.1 概述376.2 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇376.3 差速器的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算396.3.1 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算396.3.2 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算416.4 本章小結(jié)42第7章 半軸設(shè)計(jì)437.1 概述437.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算437.2.1 全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算437.2.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理457.3 本章小結(jié)45結(jié)論46致謝47參考文獻(xiàn)48附錄49第1章 緒 論1.1 概述1.1.1 主減速器的概述主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車(chē)在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力1。對(duì)于重型車(chē)來(lái)說(shuō)，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車(chē)和客車(chē)，以及輕型商用車(chē)都要大得多，以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而主減速器在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。隨著目前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲，汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對(duì)乘用車(chē)，對(duì)于重型載貨汽車(chē)，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車(chē)生產(chǎn)商來(lái)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶，因?yàn)橹匦洼d貨汽車(chē)所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)都是大功率，大轉(zhuǎn)矩的，裝載質(zhì)量在十噸以上的載貨汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率在140KW以上，最大轉(zhuǎn)矩也在700Nm以上，百公里油耗是一般都在34L左右。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。 因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的傳動(dòng)系便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計(jì)新型的主減速器已成為了新的課題。 1.1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀據(jù)我國(guó)工信部消息，2015年重卡市場(chǎng)的產(chǎn)能規(guī)劃在300萬(wàn)量以上。在這樣的汽車(chē)行業(yè)市場(chǎng)需求下，作為汽車(chē)工業(yè)的重要配套行業(yè)，中國(guó)車(chē)橋行業(yè)的產(chǎn)銷(xiāo)量同樣呈上升趨勢(shì)。隨著汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，汽車(chē)在節(jié)能，環(huán)保，舒適等方面的性能將顯著提升，這就要求車(chē)橋產(chǎn)品的性能進(jìn)一步提高。車(chē)橋作為重卡的核心總成，其重要性受到越來(lái)越多的關(guān)注?？萍嫉难该桶l(fā)展也將帶領(lǐng)未來(lái)重卡車(chē)橋朝著輕量化，大扭矩，長(zhǎng)壽命和地生產(chǎn)成本的方向發(fā)展，同時(shí)技術(shù)含量高的驅(qū)動(dòng)橋附件和電子技術(shù)將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)重卡中單級(jí)橋因?yàn)闃虬叽绱?，離地間隙小，導(dǎo)致通過(guò)性較差，應(yīng)用范圍相對(duì)較小，雙級(jí)減速器的應(yīng)用占有很大一部分比例。我國(guó)重卡大量使用的斯太爾驅(qū)動(dòng)橋?qū)儆诘湫偷碾p級(jí)減速器，其二級(jí)減速的結(jié)構(gòu)，主減速器總成相對(duì)較小，橋包尺寸減小，因此離地間隙加大，通過(guò)性好，承載能力較大。廣泛用于公路運(yùn)輸，以及石油，工礦，林業(yè)，野外作業(yè)和部隊(duì)等多種領(lǐng)域的車(chē)輛。不過(guò)，雙級(jí)減速器也有傳動(dòng)效率低，油耗高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，產(chǎn)品價(jià)格高等缺點(diǎn)。在歐、美重卡中雙級(jí)主減速器后驅(qū)動(dòng)橋只占整個(gè)產(chǎn)品的40%，且有呈下降趨勢(shì)，在美國(guó)只占10%；日本采用該結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品更少。其原因是這些地區(qū)的道路較好，采用單級(jí)減速雙曲線螺旋錐齒輪副成本較低，故大部分均采用這種結(jié)構(gòu)。而亞洲、非洲和南美國(guó)家則采用雙級(jí)主減速器的驅(qū)動(dòng)橋，用于非道路和惡劣道路使用的車(chē)輛(工程自卸車(chē)等)。當(dāng)?shù)氐缆酚顒t采用雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋愈多，反之，則愈少。國(guó)外汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋已普遍采用限滑差速器、濕式行車(chē)制動(dòng)器等先進(jìn)技術(shù)。限滑差速器大大減少了輪胎的磨損，而濕式行車(chē)制動(dòng)器則提高了主機(jī)的安全性能，簡(jiǎn)化了維修工作。國(guó)內(nèi)僅一部分車(chē)使牙嵌式差速器。限滑差速器成本較高，因而在多數(shù)國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋上一直沒(méi)有得到應(yīng)用。目前向國(guó)內(nèi)提供限滑差速器的制造商主要是美國(guó)TraCtech公司和德國(guó)采埃孚公司。美國(guó)Tractech公司在蘇州的工廠即將建成投產(chǎn)，主要生產(chǎn)牙嵌式、多片摩擦盤(pán)式差速器。1.1.3 主減速器設(shè)計(jì)的要求主減速器的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求1：1、所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。2、外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。3、在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。4、在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車(chē)平順性。5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。本設(shè)計(jì)主要研究雙級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)與工作原理，并對(duì)其主要零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。1.2 主減速器的結(jié)構(gòu)方案分析主減速器的結(jié)構(gòu)型式主要是根據(jù)其齒輪類(lèi)型、主、從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異2。1.2.1主減速器的齒輪類(lèi)型根據(jù)主減速器的使用目的和要求的不同，其結(jié)構(gòu)形式也有很大差異。按主減速器所處的位置可分為中央主減速器和輪邊減速器，按參加減速傳動(dòng)的齒輪副可分為單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器。按主減速器速比的變化可分為單速主減速器和雙速主減速器兩種。按齒輪副結(jié)構(gòu)形式可分為圓柱齒輪式和圓錐齒輪式兩種。按齒型的不同，又分為螺旋錐齒輪和雙曲面錐齒輪。他們有著不同的特點(diǎn)：螺旋錐齒輪，其主、從動(dòng)齒輪軸線相交于一點(diǎn)，交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速齒輪副都是采用交角的布置。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的齒輪同時(shí)嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷。加之其齒輪不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也很小。傳動(dòng)效率高，能達(dá)到99%，生產(chǎn)成本也較低，不需要特殊的潤(rùn)滑，工作穩(wěn)定性能好。但對(duì)嚙合精度很敏感。雙曲面齒輪的特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直而不相交，主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一距離。雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約30，齒面的接觸強(qiáng)度提高，選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比和降低轎車(chē)車(chē)身高度，并可減小車(chē)身地板中部凸起通道的高度，從而得到更大的離地間隙，利于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的總體布置等優(yōu)點(diǎn)。但雙曲面齒輪加工工藝要求比較高。本文設(shè)計(jì)的雙級(jí)主減速器第一級(jí)選取弧齒錐齒輪，第二級(jí)選取圓柱齒輪。（如圖1.1所示）a)螺旋錐齒輪傳動(dòng) b)雙曲面齒輪傳動(dòng) c)圓柱齒輪傳動(dòng) d)蝸桿傳動(dòng) 圖1.1 主減速器齒輪傳動(dòng)形式1.2.2主減速器的減速形式為了滿(mǎn)足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的8。根據(jù)主減速器的使用目的和要求的不同，其結(jié)構(gòu)形式也有很大差異。按主減速器所處的位置可分為中央主減速器和輪邊減速器，按參加減速傳動(dòng)的齒輪副可分為單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器。按主減速器速比的變化可分為單速主減速器和雙速主減速器兩種。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車(chē)和一般輕、中型載貨汽車(chē)。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車(chē)上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車(chē)輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱(chēng)輪邊減速器。 由于本文設(shè)計(jì)的是斯太爾重型汽車(chē)主減速器，由于它的主傳動(dòng)比比較大，故選用二級(jí)主減速器34。1.2.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。1、主動(dòng)錐齒輪的支承主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和騎馬式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用懸臂式支承結(jié)構(gòu)（如圖1.2（a）所示）。1調(diào)整墊片 2調(diào)整墊圈（a）懸臂式支承 （b）騎馬式支承圖1.2主動(dòng)錐齒輪的支承型式2、從動(dòng)錐齒輪的支承從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖1.3所示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是等于或大于。圖1.3從動(dòng)錐齒輪的支承型式1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及方案其主要的內(nèi)容為有：1.主減速比的計(jì)算；2.主減速比的分配；3.一級(jí)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和校核；4.二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和校核；5. 軸的設(shè)計(jì)；6.軸承的選擇和校核。為了達(dá)到增大離地間隙和柱減速器的功能要求，在這些內(nèi)容中最重要的是如何合理的分配好主減速比。在這個(gè)過(guò)程中，只有反復(fù)的通過(guò)計(jì)算，不斷調(diào)整一、二級(jí)的減速比。方可達(dá)到設(shè)計(jì)目的。主要方案：運(yùn)用齒輪傳動(dòng)原理，先用圓錐齒輪改變其轉(zhuǎn)矩的方向，并同時(shí)達(dá)到減速增扭的目的。然后再通過(guò)圓柱齒輪副最終達(dá)到我們自己所需要的速度和扭矩。 第2章 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核2.1 主減速器傳動(dòng)比的計(jì)算 斯太爾重型車(chē)的參數(shù)如下表2.1：表2.1基本參數(shù)表名稱(chēng)代號(hào) 參數(shù)驅(qū)動(dòng)形式 42裝載質(zhì)量t 8.510總質(zhì)量t 16發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率kw及轉(zhuǎn)速rmin- 140-2500發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N.m及轉(zhuǎn)速rmin- 700-1400輪胎型號(hào) 11.00-20變速器傳動(dòng)比 5.2 0.72最高車(chē)速kmh 92由上表可知該重型車(chē)的輪胎型號(hào)為11.00-20，其中20為輪胎名義尺寸D、單位為英寸。11.00為輪胎的寬B、單位也為英寸。b為輪緣高度尺寸（單位mm），在這里取B=14.00（如圖2.1所示）：重型車(chē)設(shè)計(jì)選用的輪胎是加深花紋的輪胎劉惟信版汽車(chē)設(shè)計(jì)表2-20，型號(hào)為11.00-20，可查得輪胎的滾動(dòng)半徑為1：rr =516.58139mm。圖2.1 輪胎的斷面圖 2.1.1 主減速比的確定 主減速比對(duì)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(shí)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。的選擇應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比一起由整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌碌墓β势胶鈭D來(lái)研究對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性的影響。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇可使汽車(chē)獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性5。 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車(chē)、長(zhǎng)途公共汽車(chē)尤其是競(jìng)賽車(chē)來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率P及其轉(zhuǎn)速的情況下，所選擇的值應(yīng)能保證這些汽車(chē)有盡可能高的最高車(chē)速。這時(shí)值應(yīng)按下式來(lái)確定： （2.2）式中 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑,=0.5166，單位； 變速器最高檔傳動(dòng)比； 最高車(chē)速； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。對(duì)于其他汽車(chē)來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而最高車(chē)速稍有下降，一般選得比上式求得的大10%25%，即按下式選擇： =（0.3770.472） （2.3） 式中 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，m； 變速器最高檔傳動(dòng)比； 分動(dòng)器和加力器的最高檔傳動(dòng)比； 輪邊減速器的傳動(dòng)比。本設(shè)計(jì)中沒(méi)有分動(dòng)器和加力器，所以=1；也沒(méi)有輪邊減速器，所以=1。按以上兩式求得的值應(yīng)該與同類(lèi)汽車(chē)的相應(yīng)值作比較，并考慮到主、從動(dòng)主減速器齒輪可能有的齒數(shù)，將值予以校正并最后確定下來(lái)。由式（2.2）得，取功率儲(chǔ)備系數(shù)為0.377，即： =0.377 （2.4） 把=0.51658、=2500r/min、=90km/h、=1、=1、=0.72代入式（2.4）中，即得=7.40。并與同類(lèi)汽車(chē)比較也傳動(dòng)比也相差不大，最終確定=7.40。因?yàn)檩^大，所以采用雙級(jí)主減速器。2.1.2 雙級(jí)主減速器傳動(dòng)比分配 一般情況下第二級(jí)減速比與第一級(jí)減速比之比值（/）約在1.42.0范圍內(nèi)，而且趨于采用較大的值，以減小從動(dòng)錐齒輪的半徑及負(fù)荷，并適當(dāng)增多主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)，使后者的軸徑適當(dāng)增大以提高其支承剛度67；這樣也可降低從動(dòng)圓柱齒輪以及各零件的負(fù)荷從而可適當(dāng)減小其尺寸及質(zhì)量。在這里取/=1.68。一般，雙級(jí)主減速器第一主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)多在915范圍內(nèi)8，我們?cè)谶@里取最大=15，則可算得：=，其=3.52。2.2 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪打滑時(shí)兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（、）的最小者，作為載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。即 =/ （2.5） = （2.6）式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比， =5.22.1=10.92； 上述傳動(dòng)部分的效率，取=0.9；超載系數(shù)，對(duì)于一般重型汽車(chē)、礦用汽車(chē)和越野車(chē)以及液力傳動(dòng)的各類(lèi)汽車(chē)取=1； 該車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目，在這里=1；汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，N；對(duì)后橋來(lái)說(shuō)應(yīng)該考慮到汽車(chē)加速時(shí)的負(fù)荷增大；輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，取=0.85，對(duì)于越野汽車(chē)取=1.0，對(duì)于安裝專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē)取=1.25；車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，0.5166m；分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和減速比（例如輪邊減速器等），在這里取，。由表2-1中可知，把=700()代入式（2-5）得： =/ =7005.22.10.9/1 =6879.6 () （2.7）各類(lèi)汽車(chē)軸荷分配范圍如下圖：表2.2 驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量分配系數(shù)車(chē)型空載滿(mǎn)載前軸后軸前軸后軸轎車(chē)前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)56%66%34%44%47%60%40%53%前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)50%55%45%50%45%50%50%55%后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)42%59%41%50%40%45%55%60%貨車(chē)42后輪單胎50%59%41%50%32%40%60%68%42后輪雙胎，長(zhǎng)頭、短頭車(chē)44%49%51%55%27%30%70%73%42后輪雙胎，平頭車(chē)49%54%46%51%32%35%65%68%64后輪雙胎31%37%63%69%19%24%76%81%本文設(shè)計(jì)車(chē)型為4后輪雙胎，平頭車(chē)，滿(mǎn)載時(shí)前軸的負(fù)荷在32%35%，取34%；后軸為65%68%，取66%。該車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的總質(zhì)量為=16，則可求得前后軸的軸荷和=0.34=0.34161039.8 （2.8） =0.66=0.66161039.8=106624N （2.9）把式（2.1）和式（2.9）的值代入式（2.6），可得 =13572 () （2.10）取，即26044.2 ()為強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。對(duì)于公路車(chē)輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車(chē)輛穩(wěn)定，其正常持轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來(lái)確定的，即主加速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 = （2.11）式中：汽車(chē)滿(mǎn)載總重1.69.8 所牽引的掛車(chē)滿(mǎn)載總重，N，僅用于牽引車(chē)取=0； 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，載貨汽車(chē)的系數(shù)在0.0150.020；初選=0.016； 汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。貨車(chē)和城市公共汽車(chē)通常取0.050.09，可初取=0.07； 汽車(chē)性能系數(shù) （2.12） 當(dāng) =46.4116時(shí)，取=0。，等見(jiàn)式（2.5）（2.6）下的說(shuō)明。把上面的已知數(shù)代入式（2.11）可得： =2019.36（） （2.13）2.3 主減速器齒輪參數(shù)的選擇1、齒數(shù)的選擇 對(duì)于普通雙級(jí)主減速器，由于第一級(jí)減速比比第二級(jí)的小一些，這時(shí)第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)可選得較大些，約在915范圍內(nèi)。第二級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)齒數(shù)和可選在68的范圍內(nèi)。在這里我們選擇=15。則=152.1=31.5取，修正第一級(jí)的傳動(dòng)比=2.07；。2、節(jié)圓直徑的選擇 節(jié)圓直徑的選擇可根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見(jiàn)式2-5，式2-6中取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： （2.14）式中：直徑系數(shù)，取=1316；計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取，中較小的，第一級(jí)所承受的轉(zhuǎn)矩： =9106.36（） （2.15）把式（2.15）代進(jìn)式（2.14）,初取=248。3、齒輪端面模數(shù)的選擇 當(dāng)選定后，可按式可算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，。4、齒面寬的選擇 汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪(從動(dòng))齒面寬度推薦為：F2=0.155=38.252，可初取F=38mm。主動(dòng)錐齒輪： F1=(1+%10) F2=41.8mm，取42mm。5、螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢(shì)2。6、螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使齒面重疊系數(shù)1.25。因愈大傳動(dòng)就越平穩(wěn)噪聲就越低。螺旋角過(guò)大時(shí)會(huì)引起軸向力亦過(guò)大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用359。7、齒輪法向壓力角的選擇 根據(jù)格里森規(guī)定載貨汽車(chē)和重型汽車(chē)則應(yīng)分別選用20、22的法向壓力角。則在這里選擇的壓力角為。2.4 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算2.4.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表2.3 雙級(jí)主減速器一級(jí)齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào)項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)152從動(dòng)齒輪齒數(shù)313大端模數(shù)84齒面寬=385工作齒高13.66全齒高=15.1047法向壓力角=8軸交角=909節(jié)圓直徑=120=24810節(jié)錐角arctan=90-=64.211節(jié)錐距A=A=137.9012周節(jié)t=3.1416 mt=3.1416 13齒頂高=9.192=4.40814齒根高=5.912=10.69615徑向間隙c=c=1.50416齒根角=2.46=4.4417面錐角；=30.24=66.6618根錐角；=23.34=59.7619齒頂圓直徑=136.55=251.8020節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離=144.81=50.1921理論弧齒厚=1022齒側(cè)間隙=0.2540.3300.260mm23螺旋角=352.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算：1、主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算單位齒長(zhǎng)上的圓周力，如圖2.2所示： （2.16） 式中：?jiǎn)挝积X長(zhǎng)上的圓周力，N/mm； P作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算；從動(dòng)齒輪齒寬，及=。圖2.2 主動(dòng)錐齒輪受力圖按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： =1396 （2.17） 按最大附著力矩計(jì)算時(shí)：=7099.70 （2.18）上式中： 后輪承載的重量，單位；輪胎與地面的附著系數(shù)，查劉惟信版汽車(chē)設(shè)計(jì)表9-13，=0.85； 輪胎的滾動(dòng)半徑，； 從動(dòng)輪的直徑，?？傻玫捷d貨汽車(chē)一檔時(shí)的單位齒長(zhǎng)上的圓周力=1429。式（2.17）所算出來(lái)的值小于，所以符合要求，雖然附著力矩產(chǎn)生的p很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制p最大只有1429?？芍?，校核成功。2、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力為 （2.19）式中：超載系數(shù)1.0； 尺寸系數(shù)=0.75； 載荷分配系數(shù)，當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承型式時(shí)，1.101.25；取=1.1； 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取1；端面模數(shù)，。=8；齒面寬度，；齒輪齒數(shù)；齒輪所受的轉(zhuǎn)矩，；J計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見(jiàn)圖2.3。 圖2.3 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J由上圖可查得：小齒輪系數(shù)0.27，大齒輪系數(shù)0.205；把這些已知數(shù)代入式（2.19）可得：= =496.53= =634.4汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。按中最小的計(jì)算時(shí)，汽車(chē)主減速器齒輪的許用應(yīng)力為700（或按不超過(guò)材料強(qiáng)度極限的75%）。根據(jù)上面計(jì)算出來(lái)的，它們都小于700，所以校核成功。3、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力（MPa）為： （2.20）式中：材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6；，見(jiàn)式（2-19）下的說(shuō)明，即=1，=1.1，=1；尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取1； 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取1； 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)，見(jiàn)圖2.4所示，可查的圖2.4 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù)J按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得：=2110汽車(chē)主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力為：當(dāng)按式（2.5），（2.6）中較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為2800，小于2800，所以校核成功。2.5第二級(jí)齒輪模數(shù)的確定1、材料的選擇和應(yīng)力的確定齒輪所采用的鋼為20CrMnTi滲碳淬火處理，齒面硬度為5662HRC，9。由于齒輪在汽車(chē)倒檔時(shí)工作的時(shí)間很少，并且一檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩比倒檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，所有我們可以認(rèn)為齒輪只是單向工作。斜齒圓柱齒輪的螺旋角可選擇在1620這里取=16，法向壓力角=。由=3.52，=68=5878 取=63得=14，=49，修正傳動(dòng)比，其二級(jí)從動(dòng)齒輪所受的轉(zhuǎn)矩。取 查李仲生主編的機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表11-5；取查李仲生主編的機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表11-4得： =680（輪齒彎曲許用應(yīng)力） （輪齒接觸許用應(yīng)力）2、齒輪的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 =680 （2.21） 式中：載荷系數(shù)，齒輪按8級(jí)精度制造取； 所計(jì)算齒輪受的轉(zhuǎn)矩； 齒寬； 計(jì)算齒輪的分度圓直徑； 模數(shù)； 齒型系數(shù)，由當(dāng)量齒數(shù)=14.58，=即可得=3.0；查李仲生主編的機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖11-8； 應(yīng)力修正系數(shù)，可得=1.50，由查李仲生主編的機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖11-9。因 故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算：法向模數(shù) 式中：齒寬系數(shù)，=0.8，查李仲生主編的機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)（表11.6）。把已知數(shù)代入上式得：=8.06由李仲生主編的機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表4-1取810。2.6雙級(jí)主減速器的圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸見(jiàn)表2-4表2.4正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算名稱(chēng)代號(hào)計(jì)算公式齒頂高=，其中頂隙=，其中齒根高=+=齒高=+=分度圓直徑=頂圓直徑=+=+2根圓直徑=-=-中心距= =259mm，=8mm，=2mm，=+=10mm，=+=2.25=18mm，=110mm，408mm，=126mm，=424mm，90，齒寬88，在這里取b2=90mm，。2.7齒輪的校核 1、齒輪彎曲強(qiáng)度校核主、從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度，把上面已知數(shù)據(jù)代入式（2.21）得： 547.22 494.04齒輪的彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。2、齒面接觸強(qiáng)度校核 =1500 （2.22） 式中：材料彈性系數(shù)，=2.5； 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，=189.8； 螺旋角系數(shù)，=0.98； 齒數(shù)比，=2.52；主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： =2.50.98 =1453.15主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度符合要求。從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： =2.50.98 =836.6從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也符合要求。根據(jù)上面的校核，一級(jí)和二級(jí)減速齒輪都滿(mǎn)足要求，校核成功。2.8主減速器齒輪的材料及熱處理驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：1、具有較高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；2、輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；3、鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控 制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；4、選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國(guó)的情況。汽車(chē)主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造，齒輪所采用的鋼為20CrMnTi11。用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到5864HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為2945HRC12。由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度0.0050.0100.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生11。2.9本章小結(jié)本章通過(guò)所給的參數(shù)對(duì)總傳動(dòng)比的確定，并通過(guò)自己所設(shè)計(jì)的載貨汽車(chē)的基本情況，參照現(xiàn)有的車(chē)型，合理分配一、二級(jí)的傳動(dòng)比。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)一級(jí)、二級(jí)嚙合齒輪的齒數(shù)和模數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇齒輪所用的材料，并通過(guò)強(qiáng)度校核公式對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校核。使得齒輪符合強(qiáng)度和剛度的要求，并得出符合要求的齒輪參數(shù)，同時(shí)對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行修正。第3章 軸的設(shè)計(jì)3.1 一級(jí)主動(dòng)齒輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由上面所設(shè)計(jì)出來(lái)的齒輪的大小和軸承的大小，裝配時(shí)所要求的間隙等，參照現(xiàn)有車(chē)型對(duì)軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，(如圖3-1)，可得到主動(dòng)一級(jí)主動(dòng)齒輪的基本尺寸大小，并滿(mǎn)足其所要的要求。圖3.1 一級(jí)主動(dòng)齒輪軸其軸的各段的尺寸為：第1段：主動(dòng)錐齒輪，其齒寬為42，大端分度圓直徑為120，齒頂圓直徑為136.55；第2段：這段與軸承配合，其軸的直徑為80，長(zhǎng)度為25。其選用的軸承代號(hào)為30216，其小徑為80，大徑為140；第3段：大端直徑為80，小端直徑為60，長(zhǎng)度為20；第4段：軸直徑為60，長(zhǎng)度為25mm；第5段：大端直徑為75，小端直徑為60，其1、2、3、4、5段的總長(zhǎng)為135；第6段：這段與軸承配合，軸的直徑為65，長(zhǎng)度為22。其選用的軸承代號(hào)為30212。 第7段：花鍵軸，直徑為60，花鍵軸長(zhǎng)度為65；第8段：螺栓軸，螺栓直徑為M30。螺栓長(zhǎng)度為58。由計(jì)算可得主動(dòng)錐齒輪的總長(zhǎng)度為280。3.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于中間軸的結(jié)構(gòu)，二級(jí)主動(dòng)齒輪和中間軸加工成一體，其上面還要有一個(gè)與一級(jí)從動(dòng)錐齒輪的裝配凸臺(tái)，兩個(gè)支承軸承和相應(yīng)要求的間隔。(如圖3.2所示)： 圖3.2中間軸的結(jié)構(gòu)尺寸其軸的各段尺寸為：第1段：第一段與軸承想配合，直徑為80mm，軸的長(zhǎng)度為26mm；軸承代號(hào)30212；第2段：這段為了滿(mǎn)足主減速器的殼體與零件之間的距離，其直徑設(shè)計(jì)為74mm，長(zhǎng)度為30mm；第3段：二級(jí)主動(dòng)斜齒圓柱齒輪，齒寬為94mm，分度圓直徑為110mm，齒頂圓為126mm；第4段：主要是為了使一級(jí)從動(dòng)齒輪與二級(jí)主動(dòng)齒輪之間有一定的距離，直徑為74mm，長(zhǎng)度為25mm；第5段：一級(jí)從動(dòng)輪凸臺(tái)，與其從動(dòng)錐齒輪配合，它的直徑與從動(dòng)錐齒輪的與其配合部分的尺寸相同；第6段：與從動(dòng)錐齒輪用螺栓連接的圓盤(pán)，軸的直徑為196mm，厚度為12mm；第7段：作用是為了加工時(shí)方便和減小軸的質(zhì)量，軸的直徑為50mm，長(zhǎng)度為5mm；第8段：與第1段一樣和相同的軸承配合，并保證零件間的間隙，其設(shè)計(jì)尺寸同第1段相同。3.3 本章小結(jié) 通過(guò)設(shè)計(jì)的零件的結(jié)構(gòu)大小，軸與箱體的配合，各零件之間的間隙等，設(shè)計(jì)出符合強(qiáng)度要求的軸。使其它能安全可靠的工作。第4章 軸的校核4.1 主動(dòng)錐齒輪軸的校核由第3章可知，齒輪上受到的轉(zhuǎn)矩為6879.65，齒輪的圓周力，軸向力，徑向力，并還知道兩軸承受徑向力和軸向力分別為，；，。其軸承所受的軸向力與軸受到的軸向力是一對(duì)作用了與反作用力，徑向力也是一對(duì)作用力與反作用了。規(guī)定齒輪受的軸向力和徑向力為正，(由圖4.1)，前、后軸承給軸的力的方向分別與圓錐齒輪受的力方向相反，則為負(fù)；徑向力為正，為負(fù)。后面花鍵軸和螺栓軸可以不用計(jì)算，其結(jié)果不受多大影響。 圖4.1 主動(dòng)錐齒輪軸受力圖求出水平面上的彎矩并畫(huà)出彎矩圖：=1682.55 （4.1）規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，其齒輪受到的彎矩為正，后齒輪受到的彎矩為負(fù)，前齒輪受到的彎矩為正，(如圖4.2所示)：圖4.2 垂直面上彎矩圖求出垂直面上的彎矩并畫(huà)出彎矩圖：=935.48 （4.2）根據(jù)上面的方向，彎矩圖(如圖4.3所示)：圖4.3 垂直面上彎矩圖合成彎矩可得：= =1923.26 （4.3）由上面的圖可知，在后軸承受力點(diǎn)上的彎矩最大，其彎矩為： 計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸的直徑，軸的材料選擇20CrMnTi，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)等處理，彎曲許用應(yīng)力，則：=59.78 （4.4）由于截面處軸的直徑為80，最小處的直徑也大于59.78，所以校核成功。4.2中間軸的校核 (如圖4.4)，有第3章可知，從動(dòng)錐齒輪受到的圓周力，軸向力，徑向力；主動(dòng)圓柱齒輪受到的圓周力21736.66，軸向力，徑向力；軸承C所受的軸向力，徑向力；軸承D所受的軸向力，徑向力。圖4.4 中間軸受力圖求出水平面上的彎矩并畫(huà)出彎矩圖： =1066.38=160.91 =422.32 =1105.29規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，其齒輪受到的彎矩為正，后齒輪受到的彎矩為負(fù)，前齒輪受到的彎矩為正，(如圖4.5所示)：圖 4.5 垂直面上彎矩圖求出垂直面上的彎矩并畫(huà)出彎矩圖： =0=1051.82 = =根據(jù)規(guī)定的方向，(如圖4.6所示)：圖4.6 垂直面上的彎矩圖由上圖可知，在A點(diǎn)的垂直面上的彎矩最大，最危險(xiǎn)。這一點(diǎn)的合成彎矩得：=1497.83 （4.5）計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸的直徑，軸的材料選擇20CrMnTi，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)等處理，彎曲許用應(yīng)力，則：=50.01由于截面處軸的直徑為186，最小處的直徑也大于50.01，所以校核成功。4.3本章小結(jié) 通過(guò)本章對(duì)軸的校核，軸滿(mǎn)足其要求，對(duì)它所受的彎矩計(jì)算有更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)自己的計(jì)算水平有一定的提高，對(duì)將來(lái)對(duì)軸的設(shè)計(jì)和校核積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。第5章 軸承的選擇和校核5.1主減速器錐齒輪上作用力的計(jì)算1、錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算：（5.1） 式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取700；，變速器在各擋的使用率，可參考表5.1選??；，變速器各擋的傳動(dòng)比；，變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表5.1選取；表5.1 及的參考值 車(chē)型 變速器檔位 轎車(chē)公共汽車(chē)載貨汽車(chē)擋 擋擋擋帶超速擋擋擋帶超速擋擋8080擋110.82110.50.5擋942.56433.52擋90201627151175擋7580.76550855915擋77.5超速擋3030擋6070657070505050擋6065607070606060擋5060506060707070擋60506060607070擋60超速擋7570注：表中，其中發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；汽車(chē)總重力，kN。經(jīng)計(jì)算為668.82。2、齒寬中點(diǎn)處的圓周力齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 N （5.2） 式中：作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見(jiàn)式(5.1)；該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑；對(duì)于螺旋錐齒輪 （5.3） 式中：主、從動(dòng)齒面寬中點(diǎn)分度圓的直徑； 從動(dòng)齒輪齒寬； 從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑； 主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)； 從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角。由式（5.12）可以算出：92.7，253.05。按式（5.11）主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力=14429.77N主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力= =14429.77N。3、錐齒輪的軸向力和徑向力 一級(jí)減速機(jī)構(gòu)作用在主、從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為： （5.4） （5.5）= （5.6）= （5.7）由上面已知可得：11693.6N=2540.57N由式（5.6）、（5.7）可算得：=2540.57N; =11693.6N二級(jí)減速齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 N （5.8）式中：作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩=1825.88；該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑?？伤愠?173.66。二級(jí)減速機(jī)構(gòu)作用在二級(jí)主、從動(dòng)齒輪面上的軸向力A和徑向力R分別為：= （5.9）= (5.10) 式中：齒輪的螺旋角，；把已知條件代入式（5.9）和式（5.10）可算出=6232.88，=8230.32。5.2軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一級(jí)主動(dòng)錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)于軸是用懸臂式支撐的，（如圖5.1所示），齒輪以其齒輪大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。為了增加支承剛度，應(yīng)使兩軸承的支承中心距比齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長(zhǎng)度大兩倍以上，同時(shí)尺寸應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于或小于懸臂長(zhǎng)。為了減小懸臂長(zhǎng)度和增大支承間距，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以使拉長(zhǎng)、縮短，從而增強(qiáng)支承剛度。由于圓錐滾子軸承在潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑油只能從圓錐滾子軸承的小端通過(guò)離心力流向大端，所以在殼體上應(yīng)該有通入兩軸承間的右路管道和返回殼體的回油道。圖5.1一級(jí)主動(dòng)齒輪的支持型式另外，為了拆裝方便，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪后軸承（緊靠齒輪大端的軸承）