汽車主減速器的對比分析與設(shè)計

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1、密級：公開 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 論文題目： 汽車主減速器的對比分析與設(shè)計 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程0701班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 開題時間： 2011 年 3 月 15 日 1.課題研究的目的及意義 汽車主減速器是驅(qū)動橋最重要的組成部分，其功用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動車輪，是汽車傳動系中減

2、小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車來說，主減速器還有改變動力傳輸方向的作用。汽車正常行駛時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在200至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需要很大，齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也就是說變速箱的尺寸會加大。另外，轉(zhuǎn)速下降，扭矩必然增加，也加大了變速箱與變速箱后一級傳動機(jī)構(gòu)的傳動負(fù)荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器，可以使主減速器前面的傳動部件，如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，同時也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且操控靈敏省力。 2.汽車主減速器發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放以來，中國的汽

3、車工業(yè)得到了長足發(fā)展，尤其是加入WTO以后，我國的汽車市場對外開發(fā)，汽車工業(yè)逐漸成為世界汽車整體市場的一個重要組成部分。同樣，車用減速器也隨著整車的發(fā)展不斷成長和成熟起來。 隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國家環(huán)保法規(guī)的完善，環(huán)保、舒適、快捷成為客車和貨車市場的主旋律。對整車主要總成之一的驅(qū)動橋而言，小速比、大扭矩、傳動效率高、成本低逐漸成為客車和貨車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢。 產(chǎn)品上，國內(nèi)卡車市場用戶主要以承載能力強、齒輪疲勞壽命高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、易維護(hù)等特點的產(chǎn)品為首選。目前己開發(fā)的產(chǎn)品，如陜西漢德引進(jìn)德國撇N公司技術(shù)的485單級減速驅(qū)動橋，一汽集團(tuán)和東風(fēng)公司的13噸級系列車橋為代表的主減速器技術(shù)

4、，都是在有效吸收國外同類產(chǎn)品新技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對國內(nèi)市場需求開發(fā)出來的高性能、高可靠性、高品質(zhì)的車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過整合和平臺化開發(fā)，目前國內(nèi)市場形成了457、460、480、500等眾多成型穩(wěn)定產(chǎn)品，并被用戶廣泛認(rèn)可和使用。設(shè)計開發(fā)上，CAD、CAE、等計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及AUTOCAD、UG16、CATIA、等設(shè)計軟件先后應(yīng)用于主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗分析等也被采用;齒輪設(shè)計也初步實現(xiàn)了計算機(jī)編程的電算化。新一代減速器設(shè)計開發(fā)的突出特點是:不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計上完全遵從模塊化設(shè)計原則，產(chǎn)品配套實現(xiàn)車型的

5、平臺化，造型和結(jié)構(gòu)更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應(yīng)對頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點，這些都對基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出愈來愈高的配套要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計上不斷地進(jìn)行二次開發(fā)和持續(xù)改進(jìn)，以滿足快速多變的市場需求。 與國外相比，我國的車用減速器開發(fā)設(shè)計不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后(國外己實現(xiàn)計算機(jī)編程化、電算化)。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國際影響力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情況依然嚴(yán)重。這需要我

6、們加快技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快與國際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計適應(yīng)中國國情的高檔車用減速器總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)水平的差距。近幾年來，國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家，如重汽集團(tuán)、福田汽車、江淮汽車等通過與國外卡車巨頭，如沃爾沃、通用、五十鈴、現(xiàn)代、奔馳、雷諾等進(jìn)行合資合作，在車橋減速器的開發(fā)上取得了顯著的進(jìn)步。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展合作項目，希望早日實與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭取設(shè)計開發(fā)的新突破。 總體來說，車用減速器發(fā)展趨勢和特點是向著六高、二低、二化方向發(fā)展，即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動效率，低噪聲、低

7、成本，標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化，計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用。從發(fā)動機(jī)的大馬力、低轉(zhuǎn)速的發(fā)展趨勢以及商用車的最高車速的提升來看，公路用車橋減速器應(yīng)該向小速比方向發(fā)展:在最大輸出扭矩相同時齒輪的使用壽命要求更高(齒輪疲勞壽命平均可達(dá)50萬次以上)；在額定軸荷相同時，車橋的超載能力更強;主減速器齒輪使用壽命更長、噪音更低、強度更大，潤滑密封性能更好；整體剛性好，速比范圍寬。 3.課題研究的內(nèi)容 汽車主減速器結(jié)構(gòu)多種多樣，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速型式的不同而異。例如： 3.1主減速器齒輪的類型 在現(xiàn)代汽車驅(qū)動橋上，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲

8、面齒輪。在雙級主減速器中，通常還要加一對圓柱齒輪（多采用斜齒圓柱齒輪），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。在某些公共汽車、無軌電車和超重型汽車的主減速器上，有時也采用蝸輪傳動。 3.2主減速器主動錐齒輪的支承型式及安置方法 現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承型式有以下兩種：懸臂式，跨置式。 3.3主減速器的軸承預(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

9、間的套筒長度、調(diào)整墊圈厚度、軸承與軸肩之間的調(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。 3.4主減速器的減速型式 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、主減速及輪邊減速等。 正如上面我們看的一樣，減速器的類型很多，那么每種類型的主減速器都適用什么類型的車呢？是不是有種減速器是完美無缺的？本課題就是來解決這些問題的。其實每種類型都有它的優(yōu)缺點，我們本課題要研究的內(nèi)容就是要通過分析設(shè)計，在齒輪副抗疲勞強度、主減速器噪聲、制造成本、整體尺寸等方面，找出不同類型的減速器的優(yōu)缺點。了解了他們的優(yōu)缺點后我

10、們就能更好更充分的利用它們，為汽車優(yōu)化設(shè)計提供方便。 4.完成課題的實驗條件、預(yù)計設(shè)計過程中可能遇到的問題以及解決的方法和措施 由于對專業(yè)知識的不熟練，可能需要查閱眾多的資料。在設(shè)計中，對各個標(biāo)準(zhǔn)件的查閱可能會遇到難題，比如查閱不到之類。在后來的制圖過程可能有相當(dāng)長的學(xué)習(xí)階段，在這過程中能學(xué)習(xí)到CAD/CAXA等應(yīng)用軟件。在這些學(xué)習(xí)過程中遇到的難題，向老師和同學(xué)請教。 5.畢業(yè)設(shè)計實施計劃 第1-4周：查閱資料，分析課題研究的內(nèi)容，外文翻譯，寫開題報告； 第5-6周：比較分析各種不同類型主減速器的優(yōu)缺 第7-8周：分析確定幾種不同類型的主減速器，并繪制出草圖 第9-10周：具體數(shù)

11、據(jù)計算 第11-15周：確定主減速器總裝配圖并繪制總裝配圖： 均為計算機(jī)繪圖； 第16-17周：撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。 參考文獻(xiàn)及有關(guān)資料 [1] 孫恒等.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006 [2] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2006 [3] 王望予.汽車設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [4] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.上下冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [5] 李俊玲，羅永革.Automotive Engineering English.北京：機(jī)械工業(yè)出版

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13、 . 機(jī)械強度, 2005 , 27 (2) : 2322235 [11]邵　晨, 艾維全, 盧　曦. 轎車變速箱齒輪磨合次數(shù)對疲勞壽命 影響的試驗研究[J ] . 機(jī)械強度, 2005 ,27(4) : 541～543 [12] 張洪欣.汽車設(shè)計. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999：118～136 [13] 劉惟信.機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計.清華大學(xué)出版社，1989：40～52 [14] 吳志敏等.農(nóng)用動力車動力的優(yōu)選方.農(nóng)業(yè)下程學(xué)報.1996, 12( 3) ：101- 105 [15] 戴冠軍.城市載貨汽車和公共汽車運行工況模式的探討.西安公路學(xué)院學(xué)報.1985,(1)：16～20 [18]

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15、n M.multtlateral technique increases production in a mature offshore china field［J］. offshore int, 2002, V 62 (11): 44-45, 89. [21] Ellts H A, lejeune G V. method of drive pipe replaceme nts on offshore platforms[J]. Patent US 6247541131, 2002. [22] Weatherl M H, hardj J. a new approach to sidetr

16、ack drilling of marginal wells offshore[J]. spe/iadc drilling conf proc, 2001, V2: 445-452. [23] Dooley W E, casto R G. west delta redevelopment uses re-entries, openhole horizontal gravel packing[J]. offshore int, 2001, V61 (2): 52-54. 汽車主減速器的對比分析與設(shè)計 Comparative Analysis And Desi

17、gn Of Final Drive 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級：車輛工程0701班 學(xué) 號：070104031 學(xué) 生 姓 名：柳春麗 指 導(dǎo) 教 師：金嘉琦（教授） 2011年 6 月 摘 要 汽車主減速器作為汽車驅(qū)動橋中重要的傳力部件，是汽車最關(guān)鍵的部件之一。它承擔(dān)著在汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的作用，同時在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器，可以使主減速器前面的傳動部件，如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，同時也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且操控靈敏省力。汽車主減速器結(jié)構(gòu)

18、多種多樣，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速型式的不同而異。按照主減速器齒輪的類型分為：螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪；按照主減速器主動錐齒輪的支承型式及安置方法分為：懸臂式和跨置式；按照主減速器減速形式分為：單級減速、雙級減速、雙速減速、貫通式主減速器和輪邊減速等。 主減速器設(shè)計的好壞關(guān)系到汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性以及噪聲、壽命等諸多方面。如何協(xié)調(diào)好各方關(guān)系、合理匹配設(shè)計參數(shù)，以達(dá)到滿足使用要求的最優(yōu)目標(biāo)，是主減速器設(shè)計中最重要的問題。通常主減速器優(yōu)化設(shè)計多是僅從某一角度考慮，單一的改善其某一方面參數(shù)，而沒有將其參數(shù)優(yōu)化有效結(jié)合起來，因此，本文是通過設(shè)計不同類型的主減速器，進(jìn)行

19、分析比較，看看各種類型的主減速器都適應(yīng)何種汽車，或者是說每種類型的主減速器采用什么樣的構(gòu)件合適，以便能優(yōu)化設(shè)計主減速器，使其能夠適應(yīng)現(xiàn)在汽車的發(fā)展趨勢，向著小速比、大扭矩、傳動效率高、成本低等客車和貨車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢發(fā)展。 關(guān)鍵詞：汽車主減速器；設(shè)計；對比；分析 Abstract The final drive as that part of a power transmission system of the drive bridge is one of the key components of the car. Its function is decreasing s

20、peed and increasing torque in the power train.At the same time. Designing a final drive before the differential which drive the power to two drive wheel may make drive train components before final drive ,such as transmission, power divider and universal driven device and so on,decrease the torque t

21、hey transmit, but also reduced the size and quality of transmission , and control quickly and easily. The structure of final drive is various and is based mainly on the gear type, the settle mothod of bevel pinion gear and drive gear vary according to. According to the type of final drive wheel: spi

22、ral bevel gear and hypoid gear; According to the supporting form and settle mothod of bevel pinion gear: cantilever type and supports on both ends of the gear. According to the down form of final drive: single reduction final drive, double reduction final drive, two speed final drive, penetrable fin

23、al drive and hub reduction gear and so on. The final drive design in relation to the dynamic quality ,economy and noise, life and so on. How to appropriately, the relationship between matches the design parameters to meet the needs of the best aim is the final drive in the design of the most import

24、ant problem. Usually optimum design of the final drive is only from a perspective, a single improve its some one parameter, and not to put their argument to optimize effectiveness , Therefore, this text is designed by different types of the final drive, an analysis and comparison to see all kinds of

25、 gear have to adapt to any kind of car, or is that each type of the final drive what kind of members to adopt appropriate to optimize designs the final drive which can accommodate now the trend towards smaller than the speed of transmission, torque and high efficiency, low cost etc coach and freight

26、 the main gear technology the trend of development. Keywords: final drive; design ; contrast ; analysis I 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 引言 1 1.1課題研究的目的及意義 1 1.2汽車主減速器發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3課題研究的內(nèi)容 3 1.3.1主減速器齒輪的類型 3 1.3.2主減速器主動錐齒輪的支承型式及安置方法 3 1.3.3主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 4 1.3.4主減速器的減速型式 4 第2章 汽車

27、主減速器概述 5 2.1主減速器的功用 5 2.2主減速器的分類 5 第3章 主減速器的對比分析 6 3.1主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 6 3.1.1螺旋錐齒輪傳動 6 3.1.2雙曲面齒輪傳動 7 3.1.3圓柱齒輪傳動 9 3.1.4蝸桿傳動 9 3.1.5單級主減速器 10 3.1.6雙級主減速器 11 3.1.7雙速主減速器 13 3.1.8貫通式主減速器 15 3.1.9單雙級減速配輪邊減速器 18 3.2主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 20 3.2.1主動錐齒輪的支承 20 3.2.2從動錐齒輪的支承 21 第4章 單級主減速器的設(shè)計 23 4.1結(jié)

28、構(gòu)設(shè)計 23 4.1.1主減速器齒輪的類型 23 4.1.2主、從動齒輪的支承方案 23 4.2基本參數(shù)選擇與計算載荷的確定 23 4.2.1齒輪計算載荷的確定 23 4.2.2錐齒輪主要參數(shù)的選擇 24 4.3主減速器錐齒輪的強度校核 26 4.3.1齒輪彎曲強度 26 4.3.2輪齒接觸強度 28 4.4繪圖 28 第5章 結(jié)論 32 參 考 文 獻(xiàn) 33 致 謝 35 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1章 引言 1.1課題研究的目的及意義 汽車主減速器是驅(qū)動橋最重要的組成部分，其功用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動車輪，是汽車傳動

29、系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車來說，主減速器還有改變動力傳輸方向的作用。汽車正常行駛時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在200至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需要很大，齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也就是說變速箱的尺寸會加大。另外，轉(zhuǎn)速下降，扭矩必然增加，也加大了變速箱與變速箱后一級傳動機(jī)構(gòu)的傳動負(fù)荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器，可以使主減速器前面的傳動部件，如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，同時也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且操控靈敏省力[1]。 1.2汽車主減速器發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放

30、以來，中國的汽車工業(yè)得到了長足發(fā)展，尤其是加入WTO以后，我國的汽車市場對外開發(fā)，汽車工業(yè)逐漸成為世界汽車整體市場的一個重要組成部分。同樣，車用減速器也隨著整車的發(fā)展不斷成長和成熟起來[3]。 隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國家環(huán)保法規(guī)的完善，環(huán)保、舒適、快捷成為客車和貨車市場的主旋律。對整車主要總成之一的驅(qū)動橋而言，小速比、大扭矩、傳動效率高、成本低逐漸成為客車和貨車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢。 產(chǎn)品上，國內(nèi)卡車市場用戶主要以承載能力強、齒輪疲勞壽命高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、易維護(hù)等特點的產(chǎn)品為首選。目前己開發(fā)的產(chǎn)品，如陜西漢德引進(jìn)德國撇N公司技術(shù)的485單級減速驅(qū)動橋，一汽集團(tuán)和東風(fēng)公司的13噸級系列車橋

31、為代表的主減速器技術(shù)，都是在有效吸收國外同類產(chǎn)品新技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對國內(nèi)市場需求開發(fā)出來的高性能、高可靠性、高品質(zhì)的車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過整合和平臺化開發(fā)，目前國內(nèi)市場形成了457、460、480、500等眾多成型穩(wěn)定產(chǎn)品，并被用戶廣泛認(rèn)可和使用。設(shè)計開發(fā)上，CAD、CAE、等計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及AUTOCAD、UG16、CATIA、等設(shè)計軟件先后應(yīng)用于主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗分析等也被采用，齒輪設(shè)計也初步實現(xiàn)了計算機(jī)編程的電算化。新一代減速器設(shè)計開發(fā)的突出特點是：不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計上完全遵從模塊化設(shè)計原則

32、，產(chǎn)品配套實現(xiàn)車型的平臺化，造型和結(jié)構(gòu)更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應(yīng)對頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點，這些都對基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出愈來愈高的配套要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計上不斷地進(jìn)行二次開發(fā)和持續(xù)改進(jìn)，以滿足快速多變的市場需求。 與國外相比，我國的車用減速器開發(fā)設(shè)計不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后(國外己實現(xiàn)計算機(jī)編程化、電算化)。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國際影響力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情

33、況依然嚴(yán)重。這需要我們加快技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快與國際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計適應(yīng)中國國情的高檔車用減速器總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)水平的差距。近幾年來，國內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家，如重汽集團(tuán)、福田汽車、江淮汽車等通過與國外卡車巨頭，如沃爾沃、通用、五十鈴、現(xiàn)代、奔馳、雷諾等進(jìn)行合資合作，在車橋減速器的開發(fā)上取得了顯著的進(jìn)步。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展合作項目，希望早日實與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭取設(shè)計開發(fā)的新突破。 總體來說，車用減速器發(fā)展趨勢和特點是向著六高、二低、二化方向發(fā)展，即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高

34、傳動效率，低噪聲、低成本，標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化，計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用。從發(fā)動機(jī)的大馬力、低轉(zhuǎn)速的發(fā)展趨勢以及商用車的最高車速的提升來看，公路用車橋減速器應(yīng)該向小速比方向發(fā)展：在最大輸出扭矩相同時齒輪的使用壽命要求更高(齒輪疲勞壽命平均可達(dá)50萬次以上) [4]；在額定軸荷相同時，車橋的超載能力更強;主減速器齒輪使用壽命更長、噪音更低、強度更大，潤滑密封性能更好；整體剛性好，速比范圍寬[5]。 1.3課題研究的內(nèi)容 汽車主減速器結(jié)構(gòu)多種多樣，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速型式的不同而異。例如： 1.3.1主減速器齒輪的類型 在現(xiàn)代汽車驅(qū)動橋上

35、，主減速器采用得最廣泛的是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（多采用斜齒圓柱齒輪），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。在某些公共汽車、無軌電車和超重型汽車的主減速器上，有時也采用蝸輪傳動[6]。 1.3.2主減速器主動錐齒輪的支承型式及安置方法 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[7]。 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 齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于

36、一對軸承上。為了增強支承剛度，應(yīng)使兩軸承支承中心間的距離齒輪齒面寬中點的懸臂長度大兩倍以上，同時比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于等于懸臂長。當(dāng)采用一對圓錐滾子軸承支承時，為了減小懸臂長度和增大支承間的距離，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強支承剛度。 （2）跨置式 齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式?？缰檬街С惺怪С袆偠却鬄樵黾?，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。裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動

37、齒輪都是采用跨置式支承。但是跨置式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高[8]。轎車和裝載質(zhì)量小于2t的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。 1.3.3主減速器的軸承預(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、軸承與軸肩之間的調(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[9]。 1.3.4

38、主減速器的減速型式 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、主減速及輪邊減速等[10]。 正如上面我們看的一樣，減速器的類型很多，那么每種類型的主減速器都適用什么類型的車呢？是不是有種減速器是完美無缺的？本課題就是來解決這些問題的。其實每種類型都有它的優(yōu)缺點，我們本課題要研究的內(nèi)容就是要通過分析設(shè)計，在齒輪副抗疲勞強度、主減速器噪聲、制造成本、整體尺寸等方面，找出不同類型的減速器的優(yōu)缺點。了解了他們的優(yōu)缺點后我們就能更好更充分的利用它們，為汽車優(yōu)化設(shè)計提供方便。 第2章 汽車主減速器概述 2.1主減速器的功用

39、汽車主減速器是驅(qū)動橋最重要的組成部分，其功用是： 1）將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動車輪； 2）減小汽車傳動系中的轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件； 3）當(dāng)發(fā)動機(jī)縱置時還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用[11]； 2.2主減速器的分類 按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目分，有單級式主減速器和雙級式主減速器。在雙級式主減速器中，若第二級減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實際上成為獨立的部件，則稱為輪邊減速器[12]。 按主減速器主傳動比擋數(shù)分，有單速式和雙速式。前者的傳動比是固定的，后者有兩個傳動比供駕駛員選擇，以適應(yīng)不同行駛條件的需要。 按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分，有圓柱齒輪式（又分為軸線固定

40、式和軸線旋轉(zhuǎn)式即行星齒輪式、錐齒輪式和準(zhǔn)雙曲面式）。 第3章 主減速器的對比分析 3.1主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。 主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。 3.1.1螺旋錐齒輪傳動 螺旋錐齒輪傳動(圖3-1a)的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，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，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡單。但是在工作中噪聲大，對嚙合精度很敏感，

41、齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 圖3-1 主減速器齒輪傳動形式 a)螺旋錐齒輪傳動 b)雙曲面齒輪傳動 c)圓柱齒輪傳動 d)蝸桿傳動 3.1.2雙曲面齒輪傳動 雙曲面齒輪傳動(圖3-1b)的主、從動齒輪的軸線相互垂直而不相交，主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線在空間偏移一距離E，此距離稱為偏移距[13]。由于偏移距E的存在，使主動齒輪螺旋角大于從動齒輪螺旋角(圖3-2)。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動齒輪圓周力之比。

42、 (3-1) 其中，F(xiàn)1、F2分別為主、從動齒輪的圓周力； β1、β2分別為主、從動齒輪的螺旋角。 圖3-2雙曲面齒輪副受力情況 螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點A的切線TT與該點和節(jié)錐頂點連線之間的夾角。在齒面寬中點處的螺旋角稱為中點螺旋角(圖3-2)。通常不特殊說明，則螺旋角系指中點螺旋角。 雙曲面齒輪傳動比： (3-2) 式中，為雙曲面齒輪傳動比；、分別為主、從動齒輪平均分度圓半

43、徑。 螺旋錐齒輪傳動比為： （3-3） 令，則。由于>，所以系數(shù)K>1，一般為1.25~1.50。 這說明： 1）當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。 2）當(dāng)傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 3）當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。 另外，雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動還具有如下優(yōu)點： 1）在工作過程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向

44、的側(cè)向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動?？v向滑動可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 2）由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動齒輪的大于從動齒輪的，這樣同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約30%。 3）雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強度提高。 4）雙曲面主動齒輪的變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動比。 5）雙曲面齒輪傳動的主動齒輪較大，加工時所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長[14 ]。 6）雙曲面主動齒

45、輪軸布置在從動齒輪中心上方，便于實現(xiàn)多軸驅(qū)動橋的貫通，增大傳動軸的離地高度。布置在從動齒輪中心下方可降低萬向傳動軸的高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車身地板中部凸起通道的高度。 但是，雙曲面齒輪傳動也存在如下缺點： 1）沿齒長的縱向滑動會使摩擦損失增加，降低傳動效率。雙曲面齒輪副傳動效率約為96%，螺旋錐齒輪副的傳動效率約為99%。 2）齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。 3）雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 4）雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油，螺旋錐齒輪傳動用普通潤滑油即可。 由于雙曲

46、面齒輪具有一系列的優(yōu)點，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。 一般情況下，當(dāng)要求傳動比大于4.5而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪傳動更合理。這是因為如果保持主動齒輪軸徑不變，則雙曲面從動齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。當(dāng)傳動比小于2時，雙曲面主動齒輪相對螺旋錐齒輪主動齒輪顯得過大，占據(jù)了過多空間，這時可選用螺旋錐齒輪傳動，因為后者具有較大的差速器可利用空間。對于中等傳動比，兩種齒輪傳動均可采用。 3.1.3圓柱齒輪傳動 圓柱齒輪傳動(圖3-1c)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(圖3-3)和雙級主減速器貫通式驅(qū)動橋。 3.1.4蝸桿傳動 蝸桿(圖3-1d)傳動與錐齒輪

47、傳動相比有如下優(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。 5)結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，調(diào)整容易。 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。 蝸桿傳動主要用于生產(chǎn)批量不大的個別重型多橋驅(qū)動汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)的大客車上。 主減速器的減速形式可分為單級減速、雙級減速、雙速減速、單雙級貫通、單雙級減速配以輪邊減速等。 圖3-3 發(fā)動機(jī)橫置且前置前驅(qū)動轎車驅(qū)動橋 3.1.5單

48、級主減速器 單級主減速器(圖3-4)可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點。但是其主傳動比不能太大，一般≤7，進(jìn)一步提高將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。 單級主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動橋中。 圖3-4 單級主減速器 3.1.6雙級主減速器 雙級主減速器(圖3-5)與單級相比，在保證離地間隙相同時可得到大的傳動比，但是由于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(7.6

49、的重型汽車上。以往在某些中型載貨汽車上雖有采用，但在新設(shè)計的現(xiàn)代中型載貨汽車上已很少見。這是由于隨著發(fā)動機(jī)功率的提高、車輛整備質(zhì)量的減小以及路面狀況的改善，中等以下噸位的載貨汽車往具有更高車速的方向發(fā)展，因而需采用較小主減速比的緣故。 圖3-5雙級主減速器 整體式雙級主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：第一級為錐齒輪，第二級為圓柱齒輪(圖3-6a)；第一級為錐齒輪，第二級為行星齒輪；第一級為行星齒輪，第二級為錐齒輪(圖3-6b)；第一級為圓柱齒輪，第二級為錐齒輪(圖3-6c)。對于第一級為錐齒輪、第二級為圓柱齒輪的雙級主減速器，可有縱向水平(圖3-6d)、斜向(圖3-6e)和垂向(圖3-6f)

50、三種布置方案。 縱向水平布置可以使總成的垂向輪廓尺寸減小，從而降低汽車的質(zhì)心高度，但使縱向尺寸增加，用在長軸距汽車上可適當(dāng)減小傳動軸長度，但不利于短軸距汽車的總布置，會使傳動軸過短，導(dǎo)致萬向傳動軸夾角加大。垂向布置使驅(qū)動橋縱向尺寸減小，可減小萬向傳動軸夾角，但由于主減速器殼固定在橋殼的上方，不僅使垂向輪廓尺寸增大，而且降低了橋殼剛度，不利于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動橋的布置。斜向布置對傳動軸布置和提高橋殼剛度有利。 在具有錐齒輪和圓柱齒輪的雙級主減速器中分配傳動比時，圓柱齒輪副和錐齒輪副傳動比的比值一般為1.4~2.0，而且錐齒輪副傳動比一般為1.7~3.3，這樣可減小錐齒輪嚙合時

51、的軸向載荷和作用在從動錐齒輪及圓柱齒輪上的載荷，同時可使主動錐齒輪的齒數(shù)適當(dāng)增多，使其支承軸頸的尺寸適當(dāng)加大，以改善其支承剛度，提高嚙合平穩(wěn)性和工作可靠性。 圖3-6雙級主減速器布置方案 3.1.7雙速主減速器 雙速主減速器(圖3-7)內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動機(jī)功率及變速器各擋速比的大小來選定的。大的主減速比用于汽車滿載行駛或在困難道路上行駛，以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間擋位的變換次數(shù)；小的主減速比則用于汽車空載、半載行駛或在良好路面上行駛，以改善汽車的燃料經(jīng)濟(jì)

52、性和提高平均車速。 對于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜的重型載貨汽車來說，要想選擇一種主減速比來使汽車在滿載甚至牽引井爬陡坡或通過壞路面時具有足夠的動力性，而在平直而良好的硬路面上單車空載行駛時又有較高的車速和滿意的然料經(jīng)濟(jì)性，是非常困難的[15]。為了解決這一矛盾，提高汽車對各種使用條件的適應(yīng)性，有的重型汽車采用具有兩種減速比并可根據(jù)行駛條件來選擇檔位的雙速主減速器。它與變速器各檔相配合，就可得到兩倍于變速器的檔位。顯然，它比僅僅在變速器中設(shè)置超速檔，即僅僅改變傳動比而不增加檔位數(shù)，更為有利。當(dāng)然，用雙速主減速器代替半衰期的超速檔，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

53、操縱裝置，因此它有時被多檔變速器所代替。 雙速主減速器可以由圓柱齒輪組(圖3-7a)或行星齒輪組(圖3-7b)構(gòu)成。圓柱齒輪式雙速主減速器結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量較大，可獲得的主減速比較大。只要更換圓柱齒輪軸、去掉一對圓柱齒輪，即可變型為普通的雙級主減速器。行星齒輪式雙速主減速器結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較小，具有較高的剛度和強度，橋殼與主減速器殼都可與非雙速通用，但需加強行星輪系和差速器的潤滑。 圖3-7 雙速主減速器 a)圓柱齒輪式 b)行星齒輪式 1-太陽輪 2-齒圈 3-行星齒輪架 4-行星齒輪 5-接合齒輪 對于行星齒輪式雙速主減速器，當(dāng)汽車行駛條件要求有較大的牽引力時

54、，駕駛員通過操縱機(jī)構(gòu)將嚙合套及太陽輪推向右方(圖示位置)，接合齒輪5的短齒與固定在主減速器上的接合齒環(huán)相接合，太陽輪1就與主減速器殼聯(lián)成一體，并與行星齒輪架3的內(nèi)齒環(huán)分離，而僅與行星齒輪4嚙合。于是，行星機(jī)構(gòu)的太陽輪成為固定輪，與從動錐齒輪聯(lián)成一體的齒圈2為主動輪，與差速器左殼聯(lián)在一起的行星齒輪架3為從動件，行星齒輪起減速作用，其減速比為(1+a)，a為太陽輪齒數(shù)與齒圈齒數(shù)之比。在一般行駛條件下，通過操縱機(jī)構(gòu)使嚙合套及太陽輪移到左邊位置，嚙合套的接合齒輪5與固定在主減速器殼上的接合齒環(huán)分離，太陽輪1與行星齒輪4及行星齒輪架3的內(nèi)齒環(huán)同時嚙合，從而使行星齒輪無法自轉(zhuǎn)，行星齒輪機(jī)構(gòu)不再起減速作用。

55、顯然，此時雙速主減速器相當(dāng)于一個單級主減速器。 雙速主減速器的換擋是由遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的，一般有電磁式、氣壓式和電一氣壓綜合式操縱機(jī)構(gòu)。由于雙速主減速器無換擋同步裝置，因此其主減速比的變換是在停車時進(jìn)行的。雙速主減速器主要在一些單橋驅(qū)動的重型汽車上采用。 3.1.8貫通式主減速器 貫通式主減速器(圖3-8，圖3-9)根據(jù)其減速形式可分成單級和雙級兩種。分別是單級貫通式主減速器和雙級貫通式主減速器。 單級貫通式主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量小，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性等優(yōu)點，主要用于輕型多橋驅(qū)動的汽車上。根據(jù)減速齒輪形式不同，單級貫通式主減

56、速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結(jié)構(gòu)。雙曲面齒輪式單級貫通式主減速器(圖3-8a)是利用雙曲面齒輪副軸線偏移的特點，將一根貫通軸穿過中橋并通向后橋。但是這種結(jié)構(gòu)受主動齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而且主動齒輪工藝性差，主減速比最大值僅在5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動橋上。當(dāng)用于大型汽車時，可通過增設(shè)輪邊減速器或加大分動器速比等方法來加大總減速比。 螺桿式單級貫通式主減速器(圖3-8b)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下可得到較大的速比。它使用于各種噸位多橋驅(qū)動汽車的貫通式驅(qū)動橋的布置。另外，它還具有工作平滑無聲、便于汽車總布置的優(yōu)點。如蝸桿下置式布置方案被用于大客車的貫通式驅(qū)動橋中，可降

57、低車廂地板高度。 圖3-8 單級貫通式主減速器 a) 雙曲面齒輪式 b)蝸輪蝸桿式 圖3-9 雙級貫通式主減速器 a)錐齒輪一圓柱齒輪式 b)圓柱齒輪一錐齒輪式 1-貫通軸 2-軸間差速器 對于中、重型多橋驅(qū)動的汽車，由于主減速比較大，多采用雙級貫通式主減速器。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可分為錐齒輪一圓柱齒輪式和圓柱齒輪一錐齒輪式兩種形式。錐齒輪一圓柱齒輪式雙級貫通式主減速器(圖3-9a)可得到較大的主減速比，但是結(jié)構(gòu)高度尺寸大，主動錐齒輪工藝性差，從動錐齒輪采用懸臂式支承，支承剛度差，拆裝也不方便。圓柱齒輪一錐齒輪式雙級貫

58、通式主減速器(圖3-9b)的第一級圓柱齒輪副具有減速和貫通的作用。有時僅用作貫通用．將其速比設(shè)計為1。在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)中、后橋錐齒輪的布置、旋轉(zhuǎn)方向、雙曲面齒輪的偏移方式以及圓柱齒輪副在錐齒輪副前后的布置位置等因素來確定錐齒輪的螺旋方向，所選的螺旋方向應(yīng)使主、從動錐齒輪有相斥的軸向力。這種結(jié)構(gòu)與前者相比，結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，有利于降低車廂地板及整車質(zhì)心高度。 3.1.9單雙級減速配輪邊減速器 在設(shè)計某些重型汽車、礦山自卸車、越野車和大型公共汽車的驅(qū)動橋時，由于傳動系總傳動比較大，為了使變速器、分動器、傳動軸等總成所受載荷盡量小，往往將驅(qū)動橋的速比分配得較大。當(dāng)主減速比大于12時，一般的整

59、體式雙級主減速器難以達(dá)到要求，此時常采用輪邊減速器(圖3-10)。這樣，不僅使驅(qū)動橋的中間尺寸減小，保證了足夠的離地間隙，而且可得到較大的驅(qū)動橋總傳動比。另外，半軸、差速器及主減速器從動齒輪等零件由于所受載荷大為減小，使它們的尺寸可以減小。但是由于每個驅(qū)動輪旁均設(shè)一輪邊減速器，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，布置輪轂、軸承、車輪和制動器較困難。 圓柱行星齒輪式輪邊減速器(圖3-10a)可以在較小的輪廓尺寸條件下獲得較大的傳動比，且可以布置在輪轂之內(nèi)。作驅(qū)動齒輪的太陽輪連接半軸，內(nèi)齒圈由花鍵連接在半軸套管上，行星齒輪架驅(qū)動輪轂。行星齒輪一般為3～5個均勻布置，使處于行星齒輪中間的太陽輪得到自動定心。圓錐

60、行星齒輪式輪邊減速器(圖3-10b)裝于輪轂的外側(cè)，具有兩個輪邊減速比。當(dāng)換擋用接合輪12位于圖示位置時，輪邊減速器位于低擋；當(dāng)接合輪被專門的操縱機(jī)構(gòu)13移向外側(cè)并與側(cè)蓋15的花鍵孔內(nèi)齒相接合，使半軸直接驅(qū)動輪邊減速器殼及輪轂時，輪邊減速器位于高擋。 圖3-10 輪邊減速器 a)圓柱行星齒輪式 b)圓錐行星齒輪式 c)普通外嚙合圓柱齒輪式 1-輪輞 2-環(huán)齒輪架 3-環(huán)齒輪 4-行星齒輪 5-行星齒輪架 6-行星齒輪 7-太陽輪 8-鎖緊螺母 9、10-螺栓 11-輪轂 12-接合輪 13-操縱機(jī)構(gòu) 14-外圓錐齒輪 15-側(cè)蓋 普通外嚙合

61、圓柱齒輪式輪邊減速器，根據(jù)主、從動齒輪相對位置的不同，可分為主動齒輪上置和下置兩種形式。主動齒輪上置式輪邊減速器主要用于高通過性的越野汽車上，可提高橋殼的離地間隙；主動齒輪下置式輪邊減速器(圖3-10c)主要用于城市公共汽車和大客車上，可降低車身地板高度和汽車質(zhì)心高度，提高了行駛穩(wěn)定性，方便了乘客上、下車。 3.2主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 主減速器中必須保證主、從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 3.2.1主動錐齒輪的支承 主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支

62、承和跨置式支承兩種。 懸臂式支承結(jié)構(gòu)(圖3-11a)的特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度倪和增加兩支承間的距離b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70％還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些?？拷X輪的支承軸承有時也采用圓柱滾子軸承，這時另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。 圖3-11

63、 主減速器錐齒輪的支承形式 a)主動錐齒輪懸臂式 b)主動錐齒輪跨置式 c)從動錐齒輪 懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。 跨置式支承結(jié)構(gòu)(圖3-11b)的特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動齒輪軸的長度，使布置更緊湊，并可減小傳動軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)

64、雜，加工成本提高。另外，因主、從動齒輪之間的空間很小，致使主動齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時甚至布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個軸承。 3.2.2從動錐齒輪的支承 從動錐齒輪的支承(圖3-11c)，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。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c+d。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強肋以增強支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70

65、％。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中，為了限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承(圖3-12)。輔助支承與從動錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許極限時能制止從動錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動齒輪受載變形或移動的許用偏移量如圖3-13所示。 圖3-12 從動錐齒輪輔助支承 圖3-13 主、從動錐齒輪的許用偏移量 第4章 單級主減速器的設(shè)計 4.1結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1.1主減速器齒輪的類型 雙曲面齒輪與弧齒錐齒輪相比

66、具有一下優(yōu)點： 當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。當(dāng)傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。 在工作過程中，可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約30%。 根據(jù)這些優(yōu)點，主減速器齒輪選取雙曲面齒輪。 4.1.2主、從動齒輪的支承方案 主動錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩不是很大，所以我們選取懸臂式支承，這樣既保證了支承剛度又能使結(jié)構(gòu)簡單，方便制造。 從動錐齒輪的支承選擇跨置式的，這種支承可以增大支承剛度，使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善。 4.2基本參數(shù)選擇與計算載荷的確定 4.2.1齒輪計算載荷的確定 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： (4-1) 式中，為計算轉(zhuǎn)矩(N