九吨级驱动桥悬臂式双级主减速器设计【优秀课程毕业设计含2张CAD图纸带任务书+开题报告+中期报告表+答辩ppt+外文翻译】

九吨级驱动桥悬臂式双级主减速器设计【优秀课程毕业设计含2张CAD图纸带任务书+开题报告+中期报告表+答辩ppt+外文翻译】九吨级驱动桥主减速器设计摘要：主减速器、差速器、半轴和桥壳是驱动桥内部组成最重要的四个部分，我们都知道，驱动桥其最重要也是其最基础的功能，是为了能够增大从传动轴或变速器两方面所传来的转矩，然后再把转矩分配给所需的驱动车轮使用，让驱动车轮具有我们想要的那种差速功能；此外，其还要具有能经受各种力或者力矩的能力。作为汽车最重要的组成部分，驱动桥的好与不好将会直接影响我们设计汽车的整体性能，而对于大型载货汽车来说，其就会显得更加重要。为了能达到汽车在重载的高效率和高效益，我们要为汽车安装一个具有高效率的驱动桥。而我们还应考虑其地的一些问题，比如其最小离地间隙，所以我们设计时的齿轮要小些。判断各种原因后，本次设计我决定选用一款双级主减速器，参照我们传统的设计方法来进行。本设计我的首要目标，就是确定的设计部件的结构和参数；我又参考了其他主减速器结构，给出了本次总体设计方案；最后，我还为主、从动锥齿轮也进行了使用寿命的校核工作。本次设计决定选用圆弧锥齿轮来作为汽车的主减速器。    关键字：圆弧锥齿轮；主减速器；驱动桥；货车Design of the main reducer of nine ton drive axleAbstract: Drive from the main bridge general reducer, differential, axle and axle housing is composed of four parts, its basic function is to increase the drive shaft or by direct torque transmission to the torque distribution to the left and right wheels, and the left and right wheels can have driving the differential kinematics in addition, function; also can take effect on the road and the frame or a carriage between the vertical force, longitudinal force and lateral force.   As one of the four major automobile drive axle assembly, its performance will have a direct impact on vehicle performance, and it is particularly important for the truck. When a large high-power engine torque output to meet the current truck fast, heavy load high efficiency, need high efficiency, must be an efficient and reliable collocation drive bridge. Considering there must be sufficient ground clearance, the size of the internal gear drive axle can not be too large, so a two-stage main reducer. According to the traditional design method of main drive axle reducer of 9 ton truck drive axle main reducer design. Firstly, determine the main structure type the main components and To design parameters; and then refer to the similar driving axle main reducer structure, determine the overall design plan; at the end of the main, driven bevel gear check the life-span. This paper does not use the traditional hypoid gear as truck main reducer, instead of using the arc bevel gear.   Key words: truck; drive axle; double speed reducer; arc bevel gear目  录摘要.I Abstract.II 目录.III1  绪论.11.1  驱动桥结构分析.12  主减速器设计.32.1  主减速器概述.32.2  主减速器齿轮的支承方式.32.3  主减速器轴承预紧.42.4  锥齿轮啮合的调整.42.5  润滑.52.6  主减速器的结构形式.52.6.1  主减速器的齿轮类型.52.6.2  主减速比的确定.52.6.3  主、从动锥齿轮支承型式.62.7   主减速器参数的选择与计算.72.7.1  主减速器齿轮载荷的计算.72.7.2  主减速器齿轮基本参数的选择.82.7.3  主减速器圆弧锥齿轮尺寸计算.92.7.4  主减速器圆弧锥齿轮强度计算.102.7.5  主减速器齿轮材料及其热处理.142.7.6  主减速器轴承的计算.153  技术经济分析.224  结论.23参考文献.24致谢.25附录.26【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】主动圆锥齿轮轴.dwg九吨级驱动桥主减速器设计.docx九吨级驱动桥主减速器设计开题报告.doc九吨级驱动桥主减速器设计答辩PPT.pptx九吨级驱动桥悬臂式双级主减速器设计中期报告.doc九吨级驱动桥悬臂式双级主减速器设计任务书.doc外文翻译.docx文件清单.txt装配图.dwg I 九吨级驱动桥主减速器设计 摘要 ： 主减速器、差速器、半轴 和 桥壳 是驱动桥内部组成最重要的 四 个 部分，我们都知道，驱动桥其最重要也是其最基础的 功 能， 是 为了能够 增大 从 传动轴或变速器 两方面所 传来的转矩， 然后再把 转矩分 配 给 所需的驱动 车轮 使用 ， 让 驱动车 轮 具 有 我们想要的那种 差速功能；此外， 其 还要 具有能经受各种力或者力矩的能力 。 作为汽车 最重要的组成部分 ，驱动桥 的 好 与不好将会直接 影响 我们设计汽车的整体 性能，而对于 大型载货汽车来说，其就会显得更加重要 。 为了能达到汽车在 重载的高效率 和 高效益， 我们要为汽车安装 一个 具有 高效 率的 驱动桥。 而我们还应考虑其地的一些问题，比如其最小 离地间隙， 所以我们设计时的 齿轮 要小些。判断各种原因后，本次设计我决定选用一款双级主减速器， 参照 我们 传统 的 设计方法 来 进行。本 设计我的 首 要目标，就是 确定 的设计 部件的结构和参数； 我又 参考 了其他主减速器 结构， 给 出 了本次 总体设计方案；最后 ， 我还为 主 、 从动锥齿轮 也 进行了 使用 寿命 的 校核 工作 。本 次设计决定选 用圆弧锥齿轮 来 作为 汽车的 主减速器。 关键字 ：圆弧锥齿轮 ；主 减速 器 ；驱动桥； 货车 of of is of is to or by to to in on or a As of a on it is a to be an be of be so a to of o to at of as of 录 摘要 .目录 . 绪论 .驱动桥结构分析 . 主减速器设计 .主减速器概述 .主减速器齿轮的支承方式 .主减速器轴承预紧 .锥齿轮啮合的调整 .润滑 .主减速器的结构形式 . 主减速器的齿轮类型 . 主减速比的确定 . 主、从动锥齿轮支承型式 . 主减速器参数 的 选择与计算 . 主减速器齿轮载荷的 计算 . 主减速器齿轮基本参数的选择 . 主减速器圆弧锥齿轮尺寸计算 . 主减速器圆弧锥齿轮强度计算 . 主减速器齿轮材料及 其 热处理 . 主减速器轴承的计算 . 技术经济分析 . 结论 .考文献 .谢 .录 . 1 1 绪论 驱动桥结构的方案与分析 本次 设计 课题 是 一款 9 吨级 的主减速器 ，这样一个 级别 的驱动桥， 通常运用的是 非独立悬架， 这种结构 的驱动桥 的 桥壳 往往 是支撑在 一根 空心梁， 而空心梁有架在两车轮上， 主减速器 就 装在 这根空心梁里面 ， 设计成这样的 驱动桥，驱动车轮 就属于是 簧下质量 了 。 驱动桥结构 有三种 类型 【 1】 ： 1)中央 型 单级桥 这种 驱动桥 在 驱动桥 的类别中是最 基本 的 。 往往在 主传动比 7 的 情况采用 此类 驱动桥 。 2)中央 型 双级桥 在 我 国 这种类型的 驱动桥 一共 有 2种类型： 一种是 伊顿 式 ，在 设计的初期，其 中 就预 留好 了固定的 空间， 在里面能 装入 一个 齿轮 结构 ， 而放入这个结构后，原来的 单级 就会变成 双级 ， 而恰好 锥齿轮 的 直径 又是不会改 变 的 ；另一种就是 洛克威尔 式 ， 它在需要 增大 其 牵引力 的时候 ， 就需要去 改 变 第一级 的齿轮， 完了 再装 进 第二级齿轮， 这样就变成了我们所要求的那种 双级驱动桥， 而往往 这 样的 桥壳 还会是 通用 的 ， 而 主减速器 就 不 是了 。 作为 一种衍生出来的 型号， 它是很 难 再 变 形的 ， 因此它的运用 受到 了很大的限制； 所以 ， 相比较而言 ， 这样的 双级 驱动 桥 ， 通常我们都不会把它 作为基本型的 驱动桥来 谋求 发展，而 我们往往会把它 作为 一种 特殊 演变 出来的驱动桥 来使用 。 3)中央单级 和 轮边减速驱动桥。 目前此类 减速桥 我们把它都分为 2 种 ： 一种是 锥行星式； 一种是 柱行星式。 锥行星式。 其通常是一种 轮边 形式的 减速器， 而且它的 减速比 也会是一个定值 2 ，它 经常和 单级桥组成 一种配套的产品 系列。这 种 桥 和 中央双级减速桥的 分 别 就是 ： 它减小了 半轴传递 出来 的转矩， 再 把 提高 的转矩 嫁 加 到 两端上。 这种设计类型通常都是 用 在 军用车 上 。 柱行星式。 柱行星齿轮 形式的 减速 器 ， 一般它的 速比 也是在 之 间。只是 因 为它的 轮边速比 较 大，所以， 其 减速器的速比 大多 都 是 3 ， 因此 大锥齿轮就 能够 取 一个较 小 一点 的直径， 来 保证 我们的 重汽 所需要的大多的 离地问隙。 但 2 是它的缺点是要 比 其他类型的 质量 都 大， 花费的钱 也 相对要多一点 ， 而且在其 内部还会有其他别的 传动 方式 ， 如果是要 长时 间的驾驶，则就 会引起 我们的车辆 过热； 所以 ，它 相比其他一般的 中央单级减速 器要更差一点 。 单级桥 系列 的优 点就是其 发展 开拓 了 较大 的 市场 前景。从产品设计 的方面来看， 通常它的 主减速比 在 ，取 = 齿轮参数的选择 （ 1）节圆直径 根据计算转矩 选出： 32 2 7 2 2 1 （ 2 式中：2 直径系数，取23= ； 取jT，项 。 计算得， 2d = 初取 2d 250。 （ 2）模数 的计算 在 2d 选 好以 后， 用 式 子 22 / 来计算出它的 模数， 再用 公 式 来 校核 一下： 3t T （ 3）齿宽 的择用 其 齿面宽度为 ： 3 8 m m=0 5=F ，可初取 40 。 （ 4）锥齿轮 的旋转状况 通常 情况下 ，一个为右 旋 逆 时针， 另一个与其相反 ，这样就会 使 得两个 齿轮 产生的 轴向力 呈现有一种相互背离 的 关系 。 （ 5）螺旋角 地 选择 螺旋角 在选取是，我们 应 该使之相当 大 ， 这样更容易 使因 为 大 其 传动 的平稳性就会越好而且还能够降低其旋转是产生 8 的 噪 音 。 但是，如果选取的 螺旋角 太 大 ， 也 会引起轴 的 力 变大 ， 所以我们需要 有一个适当的范围。 这时我们 一般 会选用 螺旋角 为 35 。 （ 6）压力角 普通 车 为 20 ，重载汽车 为 圆弧锥齿轮尺寸 的 计算 在 汽车齿轮参数 已经 确定后， 我们就可以 按照表 2 计算 我们所需要的 基本尺寸 了。 表 2圆弧锥齿轮计算用表 序号 项 目 计 算 公 式 计 算 结 果 1 主动齿轮齿数 1z 13 2 从动齿轮齿数 2z 25 3 模数 m 10 4 齿面宽 b 0 4 5 工作齿高 7 6 全齿高 h = 7 法向压力角 =8 轴交角 =90 9 节圆直径 d =m z 1 2d =250 10 节锥角 12 =90- 1 1 =2 =11 节锥距 =22d 12 周节 t=m t= 13 齿顶高 21 2 14 齿根高 15 径向间隙 c= c= 11d 9 序号 项 目 计 算 公 式 计 算 结 果 16 齿根角 01f=2f =17 面锥角 211 ； 122 1a=2a =18 根锥角 1f = 11 f 2f = 22 f 1f =2f =19 齿顶圆直径 1111 c aa 2 221 1 2 20 节锥顶点止齿轮外缘距离 1121 s ak 212 22 2 21 理论弧齿厚 21 k2 1s =s =2 齿侧间隙 B=3 螺旋角 =35 强度的计算 在要计算强度之 前 ， 我们要先清楚地 了解 一下 齿轮 它被 破坏 的各种 形式。 （ 1） 齿轮寿命 齿轮 有多种多样的 损坏形式 ， 而我们经常见到的大概有以下几种 折断、点蚀 、 剥落、胶合 还有 磨损。 它们的 特点 和 影响因素 大致 如下： 1）轮齿折断 这种损坏方式可以 分为疲劳折断 和 过载折断。 疲劳折断： 我们要用的齿轮，如果它 长时间 的作用在 大 的而且不时变换的 载荷 下是 ， 它的 根部 就必然会 经受 各种大的 应力 及力矩 。 若它承受的 最高应力超 出了我们选择的 材料 能够 耐久 的最高 极限，则 其就会 在 其 齿根处 会 产生 些许的 10 裂纹。 而 随着载荷 来回作用 次数的增加， 小 裂纹 就会变成大裂纹 ， 最终将会 导致轮齿断 裂 。 过载折断： 有时会因为我们的 设计不当或 者 材料 的 热处理不符 我们设计的 要求， 还有就是因为突然间 的 产生大 载荷冲击，使 得其承受能力 超 出 了齿轮弯曲强度所 许可 的 最大 范围， 从 而引 发了 轮齿 的突然 性折断 ， 这种现象就是过载折断 。 因为在我们工人 装配 过程中有诸多因素 ， 在运作中会出现 一端沿斜向齿端 的折断 现象 。 2） 轮齿被破坏的情况 点蚀 和 剥落是齿轮 齿面 破坏主要形式之一 【 13】 ， 大 约占 了他们 报废 率 的 七成 以上。 点蚀： 这种损坏情况， 是 由于其两个 轮齿 的两个 表面 经过了 多次高压 碰撞后，所 引 发 的表面 被极大损坏 的 后 果。 因为在两个齿轮的 接触区 域会 产 上非常大大的 表面接触应力， 所以在齿轮 节点 的 附近，特别 的是在那些 小齿轮节圆下 的 齿根区 域会首先 开始 出现此类现象 ， 直至它 成 形为一个 浅 的 凹坑， 而成为 这种凹坑的 现象 我们 就 称之为 点蚀。 而 减小 齿轮 齿面 的 压力 是可以能降低 点蚀 形成率的 ，还有就是 增大 齿轮的 直径 和 增大 其 螺旋角， 这样 齿面的曲率半径 就会随之 增大，从而就会导致其 接触应力 减小 。 我们在设计师 适当 增加 齿宽也是 一 种 非常有效的方 法。 齿面 的 剥落： 形成 齿面剥落的主要 原因 是 因为其 表面 的抗冲击 强度 太小 。例如 齿轮 的 渗碳 层没有达到标注厚度和在其 心部 的 硬度 也没有达到要求，这些都是 会引 发这种现象的 。 3）齿面 相互 胶合 的状况 在高温的作用下， 导致齿轮的两个齿相互产生 摩擦， 在加上受多重因素的共同作用后，两个 金属 齿轮就会粘连 在一起 ， 而其分开后 撕下来 ， 而 造成的 在其表面 上的 损坏现象 ， 我们就 称 之 为胶合。 这种现象经常 出现在齿顶 周围 ，产生 的撕裂痕迹 会处 在节 圆 的垂直方向 上 。 4）齿面 的 磨损 齿面磨损 其实 是 因为两个 轮齿相互滑动 而引发 的 一种破 坏 形式 【 14】 。 在我们 规定范围内磨损是 设计和科学所 允许 地 。研磨磨损 的原因 是 有细小的 颗粒 或者 11 有空气中的 杂物 进入 ， 例如没有 清 洗掉 的砂 石和 氧化皮 引起 的 种种非 正常磨损，我们都 应 使之 避免 发生 。汽车 的 主减速器 和其 差速器 的两种类 齿轮 ， 在 我们的 新车 磨 合期 间在其 长期使用中 ， 按 照其设计时所 规定 的 里程 数 更换 其中的 润滑油 ，而且我们要 进行清洗 工作，这些都 是 为了 防止 出现 不正常磨损 而有效且合理的 方法。 汽车 的 齿轮 的损坏形式 主要 是 疲劳 破坏 。 形式是 齿根 的 疲劳折断 ， 还有就是由 于 表面点蚀 所 引 发 的剥落。在 汽车的 使用寿命 需求中 ， 它的需求 次数 都是 超 出材料耐久疲劳 的最大 次数。 所以 ，许 可 弯曲应力 在设计中 不 要大于 表 2汽车驱动桥齿轮的许用应力 计算载荷 主减速器齿轮的许用弯曲应力 主减速器齿轮的许用接触应力 差速器齿轮的许用弯曲应力 按式 （ 2、式 （ 2计算出的最大计算转矩 700 2800 980 按式 （ 2计算出的平均计算转矩 750 中， 汽车的是 连 续载荷， 在 计算 中我们 只能用 它 来 检 验我们所求的 最大应力， 而 不能 把其看作是 疲劳损坏的 重要 依据。 （ 2） 齿轮强度 的 计算 1. 圆周力 主减速器 轮齿 表面 的 耐磨性， 一般我们会用 轮齿上的 设想 压力来 计 算， 如下式 2 （ 2 计算 中： P 作用在上面 的圆周力 2b 本次 取 40 按 第一种情况 算时： 213m a （ 2 计算 中： 最大转矩， 在这 取 373 ； 12 变速器的传动比； 1d 主动齿轮 的 节圆直径， 本次 取 130 按上式1 0 9 64021 3 3 3 p 按 第二种情况 算时： 2232210r （ 2 式中： 2G 满载的最大负荷 ， 在 这里用 N 55537 ； 轮胎 和 地面的附着系数， 本次 取 r 轮胎的滚动半径，在此取 按上式401 2 5 104 8 5 3 73 p= 617 但 是因为有其 发动机 的 转矩的 制约 ， 这里的 p， 是在 最大 时候也不允许超过1096 N/即 符合 我们的规定 。 齿轮的 应力 ： 203102 N/ 2 （ 2 式中： 该齿轮的计算转矩， N m; jT 0K 超载系数；在此取 1 当 时，4 ，在此4 。支承刚度大时取最小值。 在这 取 b 计算齿轮的齿面宽， z 计算齿轮的齿数； m 端面模数， 13 J 择用 小齿轮的 J ，大齿轮 J . 按上式 能计算出 在下1 7 2. 3 2102 232 wN/ 2 2 6 2102 232 wN/ 1 2 N/ 所以 满足 其 要求。 图 2曲综合系数 J 3) 轮齿的表面接触强度计算 锥齿轮的齿面接触应力为 N/ 2 （ 2 式中： 主动齿轮的计算转矩；0jz 取 1N /0K ， 见式 (的说明； 尺寸系数， 在这 取 表面质量系数 ， 在这 取 14 J 可用 图 22 选择 j /17701352 N 2上述的两者 相等 ， 所以 都 满足要求。 上 述资料 参考 了 汽车车桥设计 图 2触综合系数 齿轮 的 材料 及其 热处理 驱动桥齿轮 ， 它们所要 工作 地方都是条件 恶劣的 环境 ， 它们与其它部位所用的 齿轮 来 比 较的话 ， 其所具 有 得 特点 是运动负 荷大 种类 多 、 冲击 力大 。 它的 损坏种类有 折断、点蚀 等 等。 我们 根据 种种 情况， 对其所用 材料 及其 热处理 提出了下面几点 要求： 1)特别含有合适 的韧性， 不然就有极大的可能性在大的 冲击下 被折断； 2) 锻造 性及 热处理加工性能 要极其的优良 ， 在 热处理 之后它的 变形 两要最 小 ， 还有就是其 变形 的 规律 我们要能较容易的掌 控； 择 我们所需的 材料 时 ， 要 细心的考虑 我 们 国 家的工业状况 【 16】 。 对与我这次设计的 主减速器 而言，我们所选用 的 是双面 锥齿轮， 材料我们选 用的 是 20由于 是选用的 齿轮 是新齿轮 ， 因此我们会碰到其 接触和润滑不良 的状况 ，为了 更好地 防 新齿轮 在 其磨合 期 产生 咬死 等现象 ， 还有就是为了预防齿轮 早期 15 的磨损， 我们所选用的新 齿轮 要 在 各种 加工 步骤与 经热处理 都完成 后 ， 在其表面上做 铜 或着 镀锡 的加工处理 。 此类的方法现在还 不 能运在弥补 公差 和 代替 零件之间的 润滑。 我们对 齿面 做 喷丸 处理 ， 这种处理方法能够提高我们齿轮的使用 寿命。 这是由于 渗硫 的 温度 会较 低， 这种方式 不 会 引起齿轮 的形变 。 而且在 渗硫 之 后 ， 也能够 防止齿轮 种种不良 现象 的 产生 【 17】 。 轴承的计算 轴承的主要计算 通常都 是 为了 计算 齿轮的使用 寿命 ， 我们要 先根据 其 主减速器 的 尺寸 ， 初步 拟定我们所将来要用 轴承的型号， 之后我们再进行 轴承寿命 结果的验算 。 (1)计算 主动齿轮 及其 上 面的 力 轮齿齿面 中 心所受的圆周 力 （ 2 式中： T 主动齿轮的当量转矩 分度圆 的 直径。 注：汽车在 它运行的 过程中， 因为我们需要换挡的需求 ， 这时 发动机也 能够时时为我们 处于 最佳 转矩， 所以其 工作转矩 也就会经常 处于 交变的 变化中。应 该 按 照它们 当量转矩 来 算 出 。 主减速器 上面的最大 转矩用这个公式来 求： 3 354322311m a x )100)100()100(1001 （ 2 式中：421 , 变速器 ， ， ， 档使用率为75 ，16 ，5 ，3 ，1 ； ， , 变速器的传动比为 ；1 . 0 0 ，1 . 5 9 ，2 . 6 1 ，4 . 2 7 ，7 . 6 4 421 , 变速器 在 ， ， ， 档的 利用率60 ，70 ，70 ，60 ，50 。 16 对于螺旋锥齿轮 222 s inm = （ 2 2121 （ 2 计算 中：mm 1 , 分度圆 的两个 直径； b 从动齿轮齿面宽 2 在这我们取 计算得 ： P N 锥齿轮的轴向 和 径向力 我们规定 主动齿轮 的旋向这次是 左 旋： )c i ns i n( t a nc 11 （ 2 )s i ns i nc t a nc 11 （ 2 从动齿轮为右 旋 ： )c i ns i n( t a nc 22 （ 2 )s i ns i nc t a nc 22 （ 2 式中： 齿廓表面的法向压力角 ； 21, 主、从动齿轮的节锥角 ， 。 （ 2）计算轴承载荷 轴承 的 径向载荷 图 2a）所示 212 )(1 mA （ 2 212 )(1 mB = （ 2 17 （ a） （ b） 图 2承 所 布置 的 尺寸 其尺寸为： 悬臂式主动齿轮 18 8. 5;=c，86=b，10 2. 5=a 式中： P 圆周力； A 主动齿轮的轴向力； R 主动齿轮的径向力； 主动齿轮齿面宽中点的分度圆直径。 双级减速器的从动齿轮的轴承径向载荷 轴承 C 和 D 横 向载荷 222 ( （ 2 222 )( 6881N=（ 2 式中： P 圆周力； A 从动齿轮的轴向力； R 从动齿轮的径向力； , 分别代表 圆周、轴向和径向 三个力 ； d 二级的节圆直径； 的分度圆 的 直径。 2 2 18 （ 2 c os/ （ 2 式中： T 计算转矩 ，为第二级减速主动齿轮的当量转矩 中 斜齿圆柱齿轮的螺旋角； 初选为 14 法向压力角。 初选为 20 （ 1）对于轴承 A 我 在此选用 30310 型轴承。此轴承的额定动载荷 122径向力 7572N=R 轴向力 6886N=A ，e 由机械设计6中表 查得 ， 当量动载荷 =Q （ 2 式中： 冲击载荷系数在此取 上式可得 13646N=Q 所以由公式 610s （ 2 式中 : 为温度系数，在此取 为载荷系数，在此取 所以 L = 63103 此外对于驱动桥来说，轴承的计算转速 2n 为 r/ （ 2 式中： r 轮胎的滚动半径， m 汽车平均 的 速度 ， 在此取 km/h 所以有上式可得 2n = r/ 19 而主动锥齿轮的计算转速 1n r / m 1 4 . 6 7=1 . 9 21 6 3 . 8 9= 因此 轴承的额定轴承寿命： 0h （ 2 式中 : n 轴承的计算转速， r/ 有上式可得轴承 A 33103= 大修里 程我们 定为 100000 公里， 这样 算出 的 预期寿命 是 = （ 2 所以 = 和 较， ，故轴承符合使用要求。 （ 2）对于轴承 B，在此选用 30315 型轴承。在此径向力 15158N=R 轴向力6886N=A ，所以 e 由机械设计 6中表 13， ，额定动载荷 238r 当量动载荷 =Q 式中： 冲击载荷系数在此取 有上式可得 到 32 15 8. 16N=Q 所以由公式 610s 式中 : 为温度系数，在此取 为载荷系数，在此取 所以 L = 63103 8 所以轴承能工作的额定轴承寿命： 0s 式中 : n 轴承的计算转速， r/ 20 由上式可得轴承 B 1557= 因此 符合。 （ 3） 对于轴承 C，选用 30312 型号，轴向力 ，径向力 ， e ，由机械设计 6中表 13查得 0=Y，1=X 所以 =Q 1215N=0)1 0 1 2 . 51 . 2 ( 1 ?= 所以由公式 610s 式中 : 为温度系数，在此取 为载荷系数，在此取 所以 L = 63103 s 109 所以轴承能工作的额定轴承寿命 【 19】【 20】 ： 0h 式中 : n 轴承的计算转速， r/ 由上式可得轴承 B 因此这根 轴承 它是 符合 我们所 求 的 。 （ 4）对于轴承 D,选用的型号同为 30312，轴向力 ，径向力 ，6881N=, e 由机械设计 6中表 13查得 0=Y，1=X 所以 =Q 12 15 N=10 12 . 5 )( 1. 01. 2= 所以由公式 610 s 式中 : 为温度系数，在此取 为载荷系数，在此取 21 所以 L = 63103 9 所以轴承能工作的额定轴承寿命： 0h 式中 : n 轴承的计算转速， r/ 由上式可得轴承 D 最后检验， 轴承符合使用要求。 其中的 计算参考了汽车车桥设计 1和汽车设计 3中的相关 计算。 22 3 技术 和 经济分析 本次设计采用的是双级主减速器， 最 主要的 原因 是 为了 最小离地间隙。 本设计的 传动比 是 相对 来说还是 比较大 的 ， 如果 采用单级 的 主减速器， 我们 所要 设计的齿轮的 半径就会变大 比较大， 最终 最小离地间隙 也会 变小， 这样就会 影响 了所设计汽车的 通过性。 如果 采用 我们所设计的 双级 的就 可 也 大大减小 齿轮半径 ， 因此将会 有 更好的离地间隙， 假如在没有设置 副变速器的 汽车上 ， 想要能够增大它的 传动比， 来 提 升汽车的 牵引性， 就能够 适应 陡坡 路 或者不好 路面 上，我们的汽车在 满载 时 的 各种 需 求 。 普通 的 锥齿轮式， 因为它具有更加的 简单 的设计结构， 所以被 大多 的 汽车厂 认可 ， 这样在制造方面就会 减少 他们的运营 成本。 所以这种类型 被广泛 的运用到 各种重型载货汽车 上 。 而我们这次绝定要 采用圆弧锥齿轮 ， 是因为 圆弧锥齿轮 能够负担我们设计时所需要的更大载荷 ， 且其轮齿的啮合过程也是非常有特点，它的啮合 不是在 齿 上同时 啮合，而是由 轮 齿的 小 端逐渐 啮合它的大端的 ，所以 它的 工作 会更加的 平稳 ，基本上不会产生噪音 。同时，圆弧锥齿轮的传动 能力也要 比双曲面齿轮 要好的多 。所以， 在 大多数 的 载货汽车 上 ， 齿轮的 工作条件 都会很不好 ， 所以 采用圆弧锥齿轮 会 更好 一些 。 螺纹 、 锥齿轮 与 中心孔 的 结构 及 尺寸都 达到 国家标准规定。零件 的 标准化可以 更加 简化 我们的 设计工作， 减小 生产零件 的 准备 时长 ， 减小 成本。采用 国家规定 标准件，在 我们的生产 产品 能达到目标 性能的 前提 下， 在其 零件图上 注解 的尺寸精度 必须要与 表面粗糙度 的 要求都 能够 取 到 最经济值。 评价装配工艺性：主动齿轮总成 在其 独立装配 后 ， 直接放入 桥壳。 利 于组织其 平行装配 地 流水做业， 能够 缩 小我们生产线上的 装配周期； 更利 于 我们去 组织和工人们的 协作生产， 更便 于机械的维护运输。全浮式 的 支撑结构决定 其方 便装配 与 拆卸。拧 掉 半轴 和 轮毂的锁紧螺栓 后， 就 能 将半轴从 我们车上的 半轴套 中拔出 来 ， 这样我们就 不 需用 千斤顶， 而其 汽车 本 身 也能够 支撑在路面上。驱动桥后壳 拆 下后， 其 主减速器的啮合齿轮 能 清楚明白 的看到 ， 这样更利 于定期 的 检查与 维护 。 23 4 结论 本 次的 设计 我主要参照了我国 传统 的主减速器的 设计方 案 ， 加上类比 现代 新颖的 设计 理念 ， 才最终确 定 本次 设计 的 方案 。 在此 同时， 我还 在本 次的 设计 过程中 学习了 件，并运用其 进行 了本次设计 图 纸 的绘制， 在我 运用制 本次设计装配图的过程中 ， 更加全面的了解了 从 础绘制 最基础的 零件绘制各类 复杂 零件 的步骤 ， 学会 了图 纸 绘制的 各个阶段和 流程， 为我以后的 学习打下 了更好更结实地 基础。 本 次毕业 设计，由于 它有许多种的好处，演出其能够 被各种 各样的 汽车 所应用 。 而本次设计其能够 更好的增 加汽车的最小 离地间隙， 能在各种 大型汽车不 增加第二变速器 的 情况 下， 加大汽车的 传动比， 既而稳定地 提高 了汽车的 牵引性。 此次毕业 设计 ， 其 结构合理 ， 满足 了我国规定 的标准化 ， 在 保养 方面也较为方便， 设计零 件 的 工艺性 也较 好，容易 大批量 制造。 但 在本 设计 中还 有 较 多不足，设计 计算 结构 方面 ， 还 有些设计参数按照经验公式 得出，这就 会 带来了一 些 的误差。 此 外，在 其他 方面， 可能我 做得还不够 完美 ， 望 各位老师 与同学 指正 其中的不足 。 24 参 考 文 献 1 刘惟信 华大学出版社， 2004 2 徐颢 3， 4 卷） 械工业出版社， 1991 3 王望予 第四版 机械工业出版社， 2004 4 关文达 第二版 机械工业出版社， 2007 5 朱孝录 北京：化学工业出版社， 2005 6 濮良贵 北京：高等教育出版社， 2005 7 邢闽芳 北京：清华大学出版社， 2007 8 王明珠 防工业出版社， 1998 9 戴少度 北京：国防工业出版社， 2002 10 詹昭平 北京 1997 11 吴广河 港海论坛， 2007， 2:8 10 12 程红勤 合肥工业大学学报， 2009， 32 13 高志刚 科学与财富， 2007： 18 14 李红渊，李萍锋 农业装备与车辆工程， 2009， 10： 43 47 15 原键钟，文艺，王文涛，蒋勇平 机械设计与改造， 2009,11:24 25 16 王聪兴，冯茂林 公路与汽车， 2004,4:6 8 17 G. a 2003 18 2002 19 1839,1992 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、概述 随着我国工业化建设的高速发展，西部大开发，公路条件不断完善，运输也大型化，专业化高速发展，尤其是高等级公路的不断建设，国家对大型基建项目的大量投入，必将重型货车的广泛应用创造很好的条件，促进重型载货货车向大型化发展。考虑到目前国内只有八级重型载货货车供求基本平衡，供给略大于需求，大吨级的载货汽车必将成为需求的热点。重型汽车从 2004 年到 2006 年一直处于高速攀升阶段，市场规模从 2004年的 39 万辆上升到 2006 年的 70 万辆，近几年其所占比例不断增加。 2005 年及以后的几年内，重型汽车所需桥总成将会形成一下产品格局：公路运输以 9t 级以上单级减速驱动桥、承载轴为主；工程、港口等用车以 10t 级以上双极减速驱动桥为主。但又考虑到市场需求和企业成本利益的问题， 9t 级的重型已经能满足国内外需求，因此 9t 级重型车车桥设计势在必行。 汽车的驱动桥位于传动系的末端 123，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器出传来的转矩，将传动矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功 能：同时驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载式车身之间的铅垂力，纵向力和横向力及其力矩，在一般的汽车的结构中，驱动桥包括主减速器，（又称主传动器）、差速器、驱动桥的传动装置及桥壳等部件。 汽车主减速器是汽车传动中的最重要的部件之一。它能够将万向传动装置产来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。主减速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一 45。 (1)主减速器作用 主减速器的作用将变速器输出的动力再次减速，以增加转矩，之后将动力传递给差速器 67。 (2)主减速 器分类 单级主减速器：大部分汽车的主减速器为单级主减速器，减速型式为普通斜齿轮 式或锥形齿轮式 。 其中锥形齿轮式主减速器，广泛的应用于后驱汽车的后轿中，变速器输出动力经过传动轴传给主动锥齿轮，经从动锥齿轮减速后传给差速器。 普通斜齿轮式主减速器应用于前驱汽车的变速器中。 注：对于前驱汽车的变速器中的主减速器，如果发动机在机舱在横置，则主减速器为普通斜齿轮式；如果发动机在机舱内纵置，则主减速器为锥形齿轮式，如桑塔纳、帕萨特等。 双级主减速器：在重型货车上，常采用双级主减速器 。 第一级为锥形齿轮减速，第二级 为普通斜齿轮减速 8910。 主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。在此选用准双曲面齿轮传动，双曲面齿轮与弧齿锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮齿轮传动具有更大的传动比。此外由于偏移距地存在，使得双曲面齿轮比相应的弧齿锥齿轮的尺寸要小，从而可以获得更大的离地间隙。还有就是双曲面传动的主动锥齿轮的螺旋角较大，同时啮合的齿数较多，重合度更大，即可提高传动的平稳性 111213。 汽车主减速器有单级式、双级式等几种。由于单级式主减速 器结构简单、质量小、尺寸紧凑以及造价 低。广泛用在主减速比 各种中、小型汽车上 12。 虽然 这次设计的为汽车主传动比 但考虑到离地间隙， 这次设计的为 双 级的主减速器。 二、 国内外主减速器的发展 现状 在产品上，国内汽车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如陕西汉德引进德国撇 N 公司技术的 485单级减速驱动桥，一汽集团和东风公司的 13 吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质的车桥产品。这些 产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了 457、 460、 480、 500 等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。设计开发上， 计算机应用技术，以及 设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用 ;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代减速器设计开发的突出特点是 :不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构 更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点， 这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求 1415。 在西欧，带轮边减速的双级主减速器后驱动桥只占整个产品的 40%，且有呈下降趋势，在美国只占 10%。其原因是这些地区的道路较好，采用单级减速双曲线螺旋锥齿轮副成本较低，故大部分均采用这种结构。国外汽车驱动桥已普遍采用限滑差速器 N 一嵌式或多片摩擦盘式、湿式行车制动器等先进 技术。限滑差速器大大减少了轮胎的磨损，而湿式行车制动器则提高了主机的安全性能，简化了维修工作。国内仅一部分车使用 N。一 嵌式差速器。限滑差速器成本较高，因而在多数国产驱动桥上一直没有得到应用。目前向国内提供限滑差速器的制造商主要是美国 司和德国采埃孚公司。美国 司在苏州的工厂即将建成投产，主要生产牙嵌式、多片摩擦盘式和比例扭矩 (三周节 )差速器 (锁紧系数 国内如徐工、鼎盛天工等主机制造商等原来自制一部分牙嵌式差速器，后因质量不过关而放弃。 亚洲、非洲和南美国家则采 用带轮边减速的双级主减速器的驱动桥，用于非道路和恶劣道路使用的车辆。因此可以得出结论 :一个国家的道路愈差，则采用带轮边减速双级主减速器驱动桥愈多，反之，则愈少。国内有几个制造商生产比例扭矩差速器，但均为单周节，锁紧系数 138，较三周节要小得多。徐州良羽传动机械有限公司在停车制动器 (液压 )上也做了一些工作，主要用于重型卡车产品，但国产此类产品的可靠性还有待提高 1617。 三、国内主减速器发展趋势 现在国家大力发展高速公路网，环保、舒适、快捷成为汽车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、 大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为汽车主减速器技术的发展趋势。 我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后 (国外己实现计算机编程化、电算化 )。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的 高档车用减速器总成，由仿制到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。目前，上汽 集团、东风、一汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实与世界先进技术的接轨，争取设计开发的新突破 18。 参考文献 ： 1 王望予 第 3 版 机械工业出版社 ， 2 余志生 北京 :机械工业出版社 ， 3 陈家瑞 下册 机械工业出版社 ， 4 吉林大学汽车工程系 人民交通出版社 ， 5 成伟华 概论 6 王望予 第 4 版 7 王树风 国防工业出版社， 8 余志生 第 3 版 9 凌凯 北京邮电大学出版社， 10 刘增禄 国防工业出版社， 11 陈波 北京理工大学出版社， 12 赵学敏 ， 王玉东 国防工业出版社， 13 刘海江 ， 于信汇 ， 沈斌 等 同济大学出版社， 14 998:46 15 999:87 16 of a 998(5):103 17 002,(1):75 18 林家让 M开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 一、 本课题要研究或解决的问题 1、主减速器的选择； 2、主减速器齿轮的选择； 3、主减速器载荷的确定； 4、主减速器结构的参数选择； 5、主减速器结构的设计； 6、设计图纸一张。 二、 本课题拟采用的研究手段 本次设计主要是查阅近几年来有关国内外主减速器设计的文献资料，结合所学专业知识，在指导教师的指导下，通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行减速器的设计，主要对减速器的结构参数进行 校核计算：然后利用 出图纸，并编写说明书。 为减小驱动轮的外廓尺寸 ,目前主减速器中基本不用直齿圆锥齿轮。实践和理论分析证明，螺旋锥齿轮不发生根切的最小齿数比直齿齿轮的最小齿数少。显然采用螺旋锥齿轮在同样传动比下，主减速器的结构就比较紧凑。此外，它还具有运转平稳、噪声较小等优点。因而在汽车上曾获得广泛的应用。近年来，双曲面齿轮在广泛应用到轿车的基础上，愈来愈多的在轻、中型、重型货车上得到采用。 在现代汽车发展中，对主减速器的要求除了扭矩传输能力、机械效率和重量指标外，它的噪声性能已成为关键性的指标。噪声 源主要来自主、被动齿轮。噪声的强弱基本上取决于齿轮的加工方法。区别于常规的加工方法，采用磨齿工艺，采用适当的磨削方法可以消除在热处理中产生的变形。因此，与常规加工方法相比，磨齿工艺可获得很高的精度和很好的重复性。 汽车在行驶过程中的使用条件是千变万化的。为了扩大汽车对这些不同使用条件的适应范围，在某些中型车辆上有时将主减速器做成双速的，它既可以得到大的主减速比又可得到所谓多档高速，以提高汽车在不同使用条件下的动力性和燃料经济性。 三、本课题的研究步骤 1、 熟悉相关资料和参考图 ； 2、 确定基本参数和主要结构尺寸 ； 3、 设计计算 ； 4、 绘制 设计 图 ； 5、 编写说明书 ； 6、准备及答辩。 开 题 报 告 指导教师意见 ： 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主任： 年 月 日 九吨级驱动桥主减速器设计 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 课题背景 随着我国工业化建设的高速发展，西部大开发，公路条件不断完善，运输也大型化，专业化高速发展，尤其是高等级公路的不断建设，国家对大型基建项目的大量投入，必将重型货车的广泛应用创造很好的条件，促进重型载货货车向大型化发展。考虑到目前国内只有八级重型载货货车供求基本平衡，供给略大于需求，大吨级的载货汽车必将成为需求的热点。重型汽车从 2004年到 2006年一直处于高速攀升阶段，市场规模从2004年的 39万辆上升到 2006年的 70万辆，近几年其所占比例不断增加。2005年及以后的几年内，重型汽车所需桥总成将会形成一下产品格局：公路运输以 9载轴为主；工程、港口等用车以 10又考虑到市场需求和企业成本利益的问题， 9此 9 九吨级驱动桥主减速器设计 作为汽车最重要的组成部分，驱动桥的好坏将会直接影响我们设计汽车的整体性能，而对于大型的载货汽车来说，其就会显得更加重要。为了能达到汽车在重载的高效率和高效益，我们要为汽车安装一个具有高效率的驱动桥。而我们还应考虑其地的一些问题，比如其最小离地间隙，所以我们设计时的齿轮要小些。判断各种原因后，本次设计我决定选用一款双级主减速器，参照我们传统的设计方法来进行。本设计我的首要目标，就是确定的设计部件的结构和参数；我又参考了其他主减速器结构，给出了本次总体设计方案；最后，我还为主、从动锥齿轮也进行了使用寿命的校核工作。本次设计决定选用圆弧锥齿轮来作为汽车的主减速器。 主减速器作用 汽车主减速器是汽车传动中的最重要的部件之一。它能够将万向传动装置产来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。主减速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一。 主减速器的分类 （ a）单级 （ b） 双级 主减速器的形式结构图 因为考虑到最小离地间隙，本次设计选用双级主减速器 主减速器齿轮的类型 主减速器齿轮，本次选用的是圆弧锥齿轮。这是因为其轮齿端面重叠的关系，在有至少两个以上的轮齿在一起啮合时，它所能承受更多更大的负载，其轮齿也不是同步的啮合，而是逐步的啮合，因此其有工作平稳的优点，而它的噪声和振动也相对低一点。但是它也会有一些缺点，就比如它对啮合精度要求会特别高，在大多数的时候，其齿轮副的锥顶出现一些稍稍不吻合的迹象，它的工作条件就可能会马上变坏，这种类似的情况则会加剧磨损，在这种情况产生后噪声也会随之增大；但是如果在其主传动比不变，而主动齿轮也保持一样时，弧齿锥齿轮要比其双曲面齿轮小一些，这样我们就能得到我们想要的距离地面的最小间隙了，相较而言这样更加有利于我们来实现汽车的总体设计。还有就是，我们选择的圆弧锥齿轮也有更加好的传动效率，其效率最好能达到 99%。 主减速器齿轮的支承方式 （ 1）悬臂式 （ 2）跨置式 主减速器锥齿轮的支承形式 我的本次设计选用悬臂式 主减速器轴承的预紧 为了提高轴承的刚度，可以减少轴承的位移，这样就会使得其齿轮能够正确地啮合，而它们也会相应的具备适当的安装预紧度。但是如果其预紧度在装配时太紧的话，它的传动效率就会大大的降低，还有就是这样的装配方式也会加快其主要零件的磨损。用预紧力矩来度量其预紧度。预紧力矩的值是依据科学试验后确定的。轴承的预紧力矩我们通常设定为 13N M。 润 滑 齿轮在工作中，它会产生相对的滑动；而且齿面间所存在的压力也会比较大，从而导致使用中的齿面油膜很容易被破坏掉，这种情况下我们通常会运用含有防刮伤添加剂的特种润滑油，这样就会减少齿轮间的摩擦，提高其传动效率。转动时，齿轮中的润滑油会在进入其本身油道后，经过多个轴承座孔再进入滚子轴承的大端，然后经过回油管道流回到主减速器壳里。还有在做设计的时候加油孔要设计到加油顺手的地方，而放油孔则是要设计在桥壳的最下方。差速器壳面上要开上一个孔，以方便润滑油的出入，让两者之间保持相对的润滑。主减速器壳体上要安装有一个塞子，这是用来防止温度一下子升高后，引发气压升高导致渗漏用的。