轻型商用车主减速器设计
购买设计请充值后下载,资源目录下的文件所见即所得,都可以点开预览,资料完整,充值下载可得到资源目录里的所有文件。【注】:dwg后缀为CAD图纸,doc,docx为WORD文档,原稿无水印,可编辑。具体请见文件预览,有不明白之处,可咨询QQ:12401814
附录A:BEVEL GEAR ASSEMBLE AND ADJUSTMENT1. Follower bevel gear assembly and adjustmentFollower bevel gear and bearing assembly complex. Assembly, the first beari-ng seat outside the circle painted machine bearing oil into the hole, after the beari-ng inner ring will be pressed into journal so that the Department close to the big gear, painted with oil, will take the initiative to gear into the bearing cone, follow-ed by fitted with gaskets to adjust, the former bearing inner ring, gaskets, flanges,flat washer, and finally installed in accordance with the provisions of Slotted Nut Slotted nut tightening torque. Active degrees bevel gear bearing preload adjustment. Bevel gear assembly quality initiative good or bad, the key is to take the initiative to predegree cone gear bearings whether it is suitable to take the initiative to the main bevel gear reducer bearing pretightening same adjustments are an increase or decrease the use of the two frontend between the tapered roller bearing of the adju-sted to achieve the thickness of shim adjustment. Evaluation of active bearing pretightening degree bevel gear is appropriate, usually to take the initiative to bevel gearbearing shell loaded with complex, nonloaded oil seal, and a certain tightening torq-ue trough flange nuts, nut in the tightening should be tightened while edge Bearingshell rotation, so that roller bearings with outer ring in a proper position, in the ca-se of lubrication ministries, according to laps clockwise rotation, the measurement of the initiative of the bevel gear bearing rotating torque to determine the suitabilityof predegree. Measurement method is that the shell bearings tiger caught in the pin-cers of Taiwan, and with the spring, said hook holes in the flange edge, along the tangent direction of said pulling spring. Measurement of rotating shaft bevel gear n-eeded to take the initiative to pull the size, take the initiative to rally the necessaryaxis should be consistent with the original, if the pulling force greater than the spe-cified value should be increased between the first two bearing adjustment shim thic-kness, tension should be reduced less than the specified value adjust the thickness of the gasket to adjust to the pass so far.2.Owners, the driven bevel gear meshing with the meshing clearance checks imprinted with the adjustment.Lord, the driven bevel gear meshing of the check mark. Driven bevel gear b-earing predegree, after a good tune, good tune to take the initiative into the main bevel gear reducer shell assembly. Attention when installed in the appropriate place between the two joints to adjust the thickness of the gasket, in accordance with the provisions of the fixed bolt tightening torque, and then coloring in the circumstan-ces, nonload the main bevel gear meshing driven situation. Inspection, the first driv-en bevel gear in 120 degrees of adjacent three teeth each from 2-3 in the tooth su-rface coated with thin uniform Hongdan oil, and then to the driven bevel gearresistance, rotating cone initiative bevel gear driven gear to drive laps, and then stopped to observe the follower bevel gear on the pressure of the blot, with the original r-equest. Lord, the driven bevel gear meshing clearance method. Inspection, first dial indicator fixed seat, so that contact dial indicator perpendicular to the driven bevel gear on the big end of the convex resist, table for zero, take the initiative to hand bevel gear fixed, and the other hand gently push back and forth driven bevel gear, the list of indicators by which the value of their engagement gap. Imprinted mesh correct. Imprinted mesh design of the factory have a clearly defined, you can refer to the use of manuals, Western engagement in the teeth located in the central recta-ngle Xiaoduan bias away from the edge of Xiaoduan 2 4mm, high gear is located in the central direction of bias from the tooth tip 0.8 -1.6mm, mesh gear is negative imprinting seek the same adjustment, if there are contradictions between the two should be a positive engagement, but the negative to ensure that the principle can work properly, otherwise there should be gear grinding or replacement. Lord, the d-riven bevel gear meshing blot, mesh gap adjustment. Lord, the driven bevel gear meshing and mesh imprinting of the adjustment is the use of space to change the center distance of two gear assembly to achieve in changing the mating contacts at Western will also change in space, they are interrelated and mutually contradictory, in the adjustment often occur when the value of space to meet the requirements,the provisions do not conform to Western society. Tooth surface as a result of Western contact with the good or bad, is to determine tooth contact area, the assembly centers, such as distance and profile is an important basis to meet the requirements.Therefore, when imprinted with the meshing engagement gap adjustment of disputes,conflicts mesh imprinting is the major aspects of Western engagement should ensurethat the main gap may be more appropriate to enlarge, but not more than its limit,adjusting the methods for simplifying the formula: Dajin from small out from the,into the main items, the main root. If contact with the driven bevel gear in the imprinting of the big-time, should be driven bevel gear bevel gear to take the initiative by the disturbance, if the meshing of space, therefore too small bevel gear can take the initiative to move out, when in contact with Western follower Xiaoduan bevel gear, the driven bevel gears should be adjusted to take the initiative to leave the bevel gear. If the gap arising from the meshing is too large, can take the initiative to move inward bevel gear. When exposed to Western in the top of the drivenbevel gear, it will take the initiative to adjust the bevel gear to the bevel gear driven by the disturbance, so the meshing of smaller gap can be adjusted from the dynamic relocation of bevel gears, when the driven cone in contact with Western when the roots of gear, bevel gear can be adjusted to take the initiative to leave the fo-llower bevel gear, and if this result is too large gap meshing gears, bevel gears can be adjusted from moving inward movement. Twostage in the adjustment of the m-ain reducer, and the main follower bevel gear meshing and mesh imprinting gap di-fferential after adjustment should be carried out. Adjustment, simply adjust the diff-erential bearing caps at both ends of the ring nut, in order not to change the diffe-rential bearing preload, the adjustment to make the main, is driven cylindrical gear on, and the whole long tooth meshing, the meshing clearance checks should be 0.1-0.7mm, the maximum should not exceed 1mm. 圆锥齿轮的装配和调整 1.从动圆锥齿轮的装配与调整 从动圆锥齿轮的装复。将轴承内圈压到中间轴轴颈上,涂上机油,将铆好从动齿轮的中间轴装入主传动器中壳体内,将轴承外圈压入侧盖,先按分解记录的调整垫片数量分别用螺栓套在左右侧盖上连侧盖一起装上,注意侧盖与主减速器接合面处应加密封垫,靠近从动圆锥齿轮一侧调整垫片可适当厚些,以防下一步调齿轮啮合问隙时齿隙过小而卡住,按规定力矩拧紧左右侧盖固定螺栓。从动圆锥齿轮轴承预紧度的调整。从动圆锥齿轮轴承预紧度的检查方法,用百分表测量,测量时将百分表固定于主减速器壳上,表触头抵住从动锥齿轮的背面,左右撬动从动锥齿轮,表上所指最大与最小数值之差即为轴向移动量,一般应不大于005mm,最大不得超过O10mm。检查时,如果轴向间隙值大于规定,则减少任意一边侧盖下调整垫片的厚度,如若轴向间隙小于规定值或转动从动锥齿轮阻滞不灵活,则应增加任一边测盖下调整垫片的厚度,直至检查合格为止。 2.主、从动锥齿轮啮合印迹与啮合间隙检查与调整 主、从动锥齿轮啮合印痕的检查。从动锥齿轮轴承预紧度调好之后,把调好的主动锥齿轮总成装入主减速壳内。注意装时,在两接合面间放适当厚度的调整垫片,用螺栓固定并按规定力矩拧紧,然后用涂色法在无负荷情况下检查主从动锥齿轮啮合情况。检查时,首先在从动锥齿轮相邻120度三处每处取2-3轮齿,在齿面薄而均匀的涂上红丹油,然后对从动锥齿轮略施阻力,转动主动锥齿轮带动从动锥齿轮转几圈,然后停止下来,观察从动锥齿轮上压出的印迹,是否符合原厂要求。主、从动锥齿轮啮合间隙的检查方法。检查时,首先将百分表座固定,使百分表触头垂直于从动锥齿轮大端的凸面上抵住,表针对零,手握主动锥齿轮不动,另一手轻轻来回推动从动锥齿轮,表上所指示数即为其啮合问隙值。正确的啮合印迹。啮合印迹各制造厂设计时都有明确规定,可以参阅使用说明书,啮合印迹在齿长方位于中部偏向小端,距小端边缘2 4mm,齿高方向位于中部偏向齿项距齿顶08-16mm,齿轮正反面啮合印迹力求一致,调整时,如果二者有矛盾应以正面啮合为主,但反面要保证能正常工作为原则,否则应进行修磨或更换齿轮。主、从动锥齿轮啮合印迹,啮合间隙调整。主、从动锥齿轮啮合印迹和啮合间隙的调整都是利用改变两齿轮装配中心距来实现的,在改变接触印迹时啮合间隙也会随之变化,它们是相互联系又相互矛盾的,在调整时往往会出现间隙值符合要求,印迹却不符合规定的矛盾。由于齿面接触印迹的好坏,是判断齿面接触面积,装配中心距离和齿形等是否符合要求的重要依据。因此,当啮合印迹与啮合间隙调整中出现矛盾时,啮合印迹是矛盾的主要方面,应保证啮合印迹为主,间隙可适当放大些,但也不得超其极限值,调整方法简化口诀为:“大进从,小出从,项进主,根出主”。若接触印迹在从动锥齿轮的大端时,应将从动锥齿轮向主动锥齿轮靠扰,假如因此而使啮合间隙过小,可将主动锥齿轮向外移动,当接触印迹在从动锥齿轮小端时,应将从动锥齿轮调整使其离开主动锥齿轮。若因此而出现啮合间隙过大,可将主动锥齿轮向内移动。当接触印迹在从动锥齿轮的顶端时,将主动锥齿轮调整向从动锥齿轮靠扰,因此而使啮合间隙变小,可将从动锥齿轮调整外移,当接触印迹在从动锥齿轮根部时,可将主动锥齿轮调整,使其离开从动锥齿轮,如果因此而使齿轮啮合间隙过大,可将从动锥齿轮调整向内移动。双级主减速器在调整好,主从动锥齿轮啮合印迹和啮合间隙之后还应进行差速器调整。调整时,只需调整差速器轴承盖两端的环形螺母,为了不改变差速器轴承预紧度,调整使主、从动圆柱齿轮对正,并全齿长啮合,啮合间隙检查应在O.1-0.7mm,最大不得超过1mm。 SY-025-BY-2毕业设计(论文)任务书学生姓名张守伟系部汽车工程系专业、班级车辆工程 B05-17指导教师姓名苏清源职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称轻型商用车主减速器设计一、设计(论文)目的、意义随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为发展趋势。而主减速器设计是汽车设计中重要的环节之一。主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速,以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。通过本题目的设计,学生可综合运用机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、汽车构造、汽车理论、汽车设计、专用车辆设计、液压传动等课程的知识,达到综合训练的效果。由于本题目模拟工程一线实际情况,学生通过毕业设计可与工程实践直接接触,可达到面向工程一线的应用型本科要求,并可为学生就业提供帮助。 当今世界各国齿轮和齿轮减速器向着六高、二低、二化方向发展的总趋势,即:高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率;低噪声、低成本;标准化和多样化。由于计算机技术、信息技术和自动化技术的广泛应用,齿轮减速器的发展将跃上新的台阶。二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)本题是依据现有生产企业在生产车型的主减速器作为设计原型,在给定变速器输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下,要求学生独立设计出符合要求的主减速器,着重设计计算齿轮的结构参数及对其校核计算。在对各种结构件进行了分析计算后,绘制出主减速器装配图及主要零件的零件图。(一)主减速器的结构形式(1)主减速器的齿轮类型的选择;(2)主减速器的减速形式的选择;(3)主减速器主、从动锥齿轮的支承方案。(二)主减速器基本参数选择与计算载荷的确定(1)主减速器齿轮计算载荷的确定;(2)锥齿轮主要参数的确定。(三)主减速器锥齿轮强度计算(四)主减速器锥齿轮轴承的载荷计算(五)锥齿轮材料的选择三、设计(论文)完成后应提交的成果(一)计算说明部分(1)主减速器齿轮设计计算及校核;(2)差速器设计计算及校核;(3)驱动半轴的设计计算及校核;(4)设计计算说明书。 (二)图纸部分 (1)整体装配图 A0一张 (2)主动锥齿轮、从动锥齿轮零件图 A1各一张 (3)其他重要零件图 A1三张四、设计(论文)进度安排1、第4周(2008年3月24日2008年3月30日) 调研、开题报告2、第5周(2008年3月31日2008年4月6日) 主减速器传动比计算及主、从动锥齿轮 齿数分配3、第6第7周(2008年4月7日2008年4月20日) 主、从动锥齿轮设计计算4、第8周(2008年4月21日2008年4月27日) 差速器的设计及校核5、第9第10周(2008年4月28日2008年5月11日) 轴承的选择与设计及完成装配图6、第11第12周(2008年5月12日2008年5月25日) 完成零件图7、第13第14周(2008年5月26日2008年6月8日) 完成设计说明书8、第15周第16周(2008年6月9日2008年6月22日) 设计审核、修改9、第17周(2008年6月23日2008年6月29日) 毕业设计答辩准备及答辩五、主要参考资料1梁博. 减速器设计的传动比分配问题 科技信息J.2008,032曾韬螺旋锥齿轮设计与加工M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,19893戴素江.汽车主减速器齿轮热处理致裂因素分析J.科技信息 2007,094肖文颖.普通锥齿轮差速器行星齿轮的力学分析J.科技资讯 2007,145刘惟信汽车车桥设计M北京:人民交通出版社,20036成大先机械设计手册M北京:化学工业出版社,20027刘品,李哲机械精度设计与检测基础M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20048高杰.驱动桥单级主减速器总成J.现代零部件 2004,099陈黎卿.汽车主减速器轴承受力分析及选型系统开发J.轴承 2007,11.10吴训成,毛世民点接触齿面啮合分析的基本公式及其应用研究J机械设计,2000,17(2)11吴玉枝.主减速器齿轮类零件热处理变形分析J.机械工人.热加工 2006,1212濮良贵,纪名刚机械设计M北京:高等教育出版社,199613刘惟信圆锥齿轮与双曲面齿轮传动M北京:人民交通出版社,198014曾韬螺旋锥齿轮设计与加工M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,198915陈家瑞汽车构造M北京:机械工业出版社,200516胡丽华,朗全汽车齿轮与花键测绘. 北京:人民交通出版社,198717汽车专业相关网站六、备注指导教师签字:年 月 日教研室主任签字: 年 月 日本科学生毕业设计轻型商用车主减速器设计 系部名称: 汽车工程系 专业班级: 车辆工程B05-17班 学生姓名: 张守伟 指导教师: 苏清源 职 称: 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二九年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Design of the Main Reducer of Light Commercial VehiclesCandidate:Zhang ShouweiSpecialty:Vehicle EngineeringClass:B05-17Supervisor:Prof. Su QingyuanHeilongjiang Institute of Technology2009-06HarbinSY-025-BY-3毕业设计(论文)开题报告学生姓名张守伟系部汽车工程系专业、班级车辆工程 B05-17指导教师姓名苏清源职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称轻型车主减速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义 现状:伴随着中国汽车市场的飞速增长,中国汽车主减速器产业也取得明显进步,质量和技术含量显著提高,中国本土的主减速器制造商也在国际采购体系中越来越自主。中国的整车配套和售后维修的巨大市场空间保证主减速器制造商的似锦前程。目的:随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为发展趋势。而主减速器设计是汽车设计中重要的环节之一。主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速,以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。通过本题目的设计,可综合运用机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、汽车构造、汽车理论、汽车设计、专用车辆设计、液压传动等课程的知识,达到综合训练的效果。由于本题目模拟工程一线实际情况,通过毕业设计可与工程实践直接接触,可达到面向工程一线的应用型本科要求,并可为就业提供帮助。 意义:当今世界各国齿轮和齿轮减速器向着六高、二低、二化方向发展的总趋势,即:高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率;低噪声、低成本;标准化和多样化。由于计算机技术、信息技术和自动化技术的广泛应用,齿轮减速器的发展将跃上新的台阶,从经济指标、产业链、宏观政策等多个角度刻画汽车主减速器发展变化,洞察行业发展动向,精确把握发展规律,可见中国本土汽车主减速器存在巨大发展空间。因此,此题目的设计尤为重要。二、设计(论文)的基本内容、拟解决的主要问题本题是依据现有生产企业在生产车型的主减速器作为设计原型,在给定变速器输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下,要求学生独立设计出符合要求的主减速器,着重设计计算齿轮的结构参数及对其校核计算。在对各种结构件进行了分析计算后,绘制出主减速器装配图及主要零件的零件图。(一)主减速器的结构形式(1)主减速器的齿轮类型的选择;(2)主减速器的减速形式的选择;(3)主减速器主、从动锥齿轮的支承方案。(二)主减速器基本参数选择与计算载荷的确定(1)主减速器齿轮计算载荷的确定;(2)锥齿轮主要参数的确定。(三)主减速器锥齿轮强度计算与锥齿轮材料的选择(四)主减速器锥齿轮轴承的载荷计算要解决的问题:(1)减速器齿轮类型的选择 (2)主 从动锥齿轮的布置方案 (3)从动锥齿轮的支承形式及安装方法三、技术路线(研究方法) 主减速器的齿轮类型主减速器的减速形式主减速比的确定主减速器齿轮计算载荷确定主减速器的润滑主减速器轴承的计算主减速器齿轮材料选择及热处理主减速器主、从动齿轮支承方案主减速器齿轮强度计算主减速器基本参数确定四、进度安排1、第4周(2008年3月24日-2008年3月30日) 调研、开题报告2、第5周(2008年3月31日-2008年4月6日) 主减速器传动比计算及主、从动锥齿轮齿数分配3、第6第7周(2008年4月7日-2008年4月20日) 主、从动锥齿轮设计计算4、第8周(2008年4月21日-2008年4月27日) 差速器的设计及校核5、第9第10周(2008年4月28日-2008年5月11日) 轴承的选择与设计及完成装配图6、第11第12周(2008年5月12-2008年5月25日) 完成零件图7、第13第14周(2008年5月26-2008年6月8日) 完成设计说明书8、第15周第16周(2008年6月9日-2008年6月22日) 设计审核、修改9、第17周(2008年6月-2008年6月29日) 毕业设计答辩准备及答辩五、主要参考资料1梁博. 减速器设计的传动比分配问题 科技信息J.2008,032曾韬螺旋锥齿轮设计与加工M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,19893戴素江.汽车主减速器齿轮热处理致裂因素分析J.科技信息 2007,094肖文颖.普通锥齿轮差速器行星齿轮的力学分析J.科技资讯 2007,145刘惟信汽车车桥设计M北京:人民交通出版社,20036成大先机械设计手册M北京:化学工业出版社,20027刘品,李哲机械精度设计与检测基础M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,20048高杰.驱动桥单级主减速器总成J.现代零部件 2004,099陈黎卿.汽车主减速器轴承受力分析及选型系统开发J.轴承 2007,11.10吴训成,毛世民点接触齿面啮合分析的基本公式及其应用研究J机械设计,2000,17(2)11吴玉枝.主减速器齿轮类零件热处理变形分析J.机械工人.热加工 2006,1212濮良贵,纪名刚机械设计M北京:高等教育出版社,199613刘惟信圆锥齿轮与双曲面齿轮传动M北京:人民交通出版社,198014曾韬螺旋锥齿轮设计与加工M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,198915陈家瑞汽车构造M北京:机械工业出版社,200516胡丽华,朗全汽车齿轮与花键测绘. 北京:人民交通出版社,198717John Fenton. Handbook of Automotive Powertrian and Chassis Design.London:Professional Engineering Publishing,1998.六、备注指导教师意见:签字: 年 月 日SY-025-BY-9毕业设计成绩评定表学生姓名张守伟性别男系部汽车工程专业车辆工程班级B05-17设计(论文)题目轻型商用车主减速器设计指导教师姓名苏清源职称副教授指导教师评分(X)评阅教师姓名职称评阅教师评分(Y)答辩组组长职称答辩组评分(Z)毕业设计(论文)成绩百分制五级分制答辩委员会评语:答辩委员会主任签字(盖章): 系部公章: 年 月 日注:1、指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写,毕业设计(论文)成绩百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计(论文)选题质量、能力水平、设计(论文)水平、设计(论文)撰写质量、学生在毕业设计(论文)实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。SY-025-BY-6毕业设计指导教师评分表学生姓名张守伟系部汽车工程系专业、班级车辆工程指导教师姓名苏清源职称 副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称轻型商用车主减速器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力(设计涉及学科范围,内容深广度及问题难易度);应用文献资料能力154设计(实验)能力;计算能力(数据运算与处理能力);外文应用能力205计算机应用能力;对实验结果的分析能力(或综合分析能力、技术经济分析能力)106插图(图纸)质量;设计说明书撰写水平;设计的实用性与科学性;创新性207设计规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)58科学素养、学习态度、纪律表现;毕业论文进度10得 分 X= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点) 指导教师签字: 年 月 日SY-025-BY-10优秀毕业设计(论文)推荐表题 目轻型商用车主减速器设计类别设计类学生姓名张守伟系、专业、班级汽车工程系 车辆工程 B05-17指导教师苏清源职 称副教授设计成果明细:答辩委员会评语:答辩委员会主任签字(盖章): 系部公章: 年 月 日备 注: 注:“类别”栏填写毕业论文或毕业设计SY-025-BY-8毕业设计答辩评分表学生姓名张守伟专业班级车辆工程B05-17指导教师苏清源职 称副教授题目 轻型商用车主减速器设计 答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况,题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计(实验)能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量,设计的规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语: 答辩组长签字: 年 月 日SY-025-BY-7毕业设计评阅人评分表学生姓名张守伟专业班级车辆工程B05-17指导教师姓名苏清源职称副教授题目轻型商用车主减速器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力(设计涉及学科范围,内容深广度及问题难易度);应用文献资料能力154设计(实验)能力;计算能力(数据运算与处理能力);外文应用能力255计算机应用能力;对实验结果的分析能力(或综合分析能力、技术经济分析能力)156插图(图纸)质量;设计说明书撰写水平;设计的实用性与科学性;创新性207设计规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)5得 分 Y= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点) 评阅人签字 : 年 月 日黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘 要 I AbstractII 第 1 章 绪 论 1 1.1 国内外主减速器行业现状和发展趋势1 1.2 本设计的目的和意义2 1.3 本次设计的主要内容2 第 2 章 主减速器的设计 3 2.1 主减速器的结构型式的选择3 2.1.1 主减速器的减速型式3 2.1.2 主减速器齿轮的类型的选择4 2.1.3 主减速器主动锥齿轮的支承形式6 2.1.4 主减速器从动锥齿轮的支承形式及安置方法7 2.2 主减速器的基本参数选择与设计计算8 2.2.1 主减速比的确定8 2.2.2 主减速器计算载荷的确定9 2.2.3 主减速器基本参数的选择11 2.2.4 主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算15 2.2.5 主减速器双曲面齿轮的强度计算23 2.2.6 主减速器齿轮的材料及热处理27 2.3 主减速器轴承的选择28 2.3.1 计算转矩的确定28 2.3.2 齿宽中点处的圆周力28 2.3.3 双曲面齿轮所受的轴向力和径向力29 2.3.4 主减速器轴承载荷的计算及轴承的选择30 2.4 本章小结34 第 3 章 差速器设计 35 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3.1 差速器结构形式的选择35 3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理37 3.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构38 3.4 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计38 3.4.1 差速器齿轮的基本参数的选择38 3.4.2 差速器齿轮的几何计算40 3.4.3 差速器齿轮的强度计算42 3.5 本章小结43 第 4 章 驱动半轴的设计 44 4.1 半轴结构形式的选择44 4.2 全浮式半轴计算载荷的确定46 4.3 全浮式半轴的杆部直径的初选47 4.4 全浮式半轴的强度计算47 4.5 半轴花键的计算47 4.5.1 花键尺寸参数的计算47 4.5.2 花键的校核49 4.6 本章小结50 结 论 51 参考文献 52 致 谢 53 附录 A: 54 黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要 本设计的任务是设计一台用于轻型商用车上的主减速器,采用单级主减速器,该 减速器具有结构简单、体积及质量小且成本低等优点,因此广泛用于各种中、小型汽 车上。例如,轿车、轻型载货汽车都是采用单级主减速器,大多数的中型载货汽车也 采用这种形式。 根据轻型载货汽车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重 量、满载重量以及最高车速、发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数,选 择适当的主减速比。根据上述参数,再结合汽车设计、汽车理论、汽车构造、机械设 计等相关知识,计算出相关的主减速器参数并论证设计的合理性。 它功用是:将输入的转矩增大并相应降低转速;当发动机纵置时还具有改变转矩 旋转方向的作用。 本设计主要内容有:主减速器的齿轮类型、主减速器的减速形式、主减速器主动 齿轮和从动锥齿轮的支承形式、主减速比的确定、主减速器计算载荷的确定、主减速 器基本参数的选择、主减速器齿轮的材料及热处理、主减速器轴承的计算、对称式圆 锥行星齿轮差速器的差速原理、对称式圆锥行星齿轮差速器的结构、对称式圆锥行星 齿轮差速器的设计、全浮式半轴计算载荷的确定、全浮式半轴的直径的选择、全浮式 半轴的强度计算、半轴花键的强度计算。 关键词: 主减速比;主动齿轮;从动齿轮;差速器;行星齿轮 黑龙江工程学院本科生毕业设计 ABSTRACT The design task is to design for a light commercial vehicle on the main reducer, using a single-stage main reducer, the reducer is simple in structure, size and quality of small and low cost, it is widely used in a variety of small and medium-sized car. For example, car, li- ght truck and are based on single-stage main reducer, the majority of medium-laden vehic- les were also using this form. According to the shape of light truck, Tread, wheelbase, minimum ground clearance, minimum turning radius, vehicle weight, loaded weight and the maximum speed, the engI- nes maximum power, maximum torque, displacement and other important parameters, se- lect the appropriate The main reduction ratio. Based on the above parameters, combined w- ith the car design, automotive theory, automobile construction, mechanical design and oth- er related knowledge, to calculate the relevant parameters of the main reducer and demon- strate the rationality of the design. Its purpose is to: increase the input torque and lower speed; when the motor home also has a vertical change in the direction of the role of spin torque. The main elements of design are: the main type of gear reducer, speed reducer forms the main, the main driving gear reducer and the driven bevel gear supporting the form of the determination of the main reduction ratio, the main reducer of the calculation to deter- mine the load, the main reducer Basic parameters of the choice of the main reduce-r gear materials and heat treatment, the calculation of the main bearing reducer, pla-ne tary gear symmetric conical differential of the differential principle, symmetric co-ne of the structure of planetary gear differential, planetary symmetric cone different-ial gear design, the whole floating axle load calculation to determine the whole dia-mete r floating axle option, all the strength of floating axle, the axle spline strength calcu lation. Key words: The main reduction ratio; gear; driven gear; differential; Planetary Gear 黑龙江工程学院本科生毕业设计 0 第 1 章 绪 论 1.1 国内外主减速器行业现状和发展趋势 中国汽车主减速器产业是紧随桑塔纳等合资项目的国产化配套战略成长起来的, 发展时间不长。相比跨过公司,我国汽车主减速器企业多年来定位于汽车集团内部 配套或服务于地方区域市场,国内竞争不充分,发展明显滞后于整车。主要表现在 以下几个方面:一是市场竞争不充分,产业集中度低,企业规模效益普遍不高,不 能适应零部件业规模化、低成本的发展要求。二是受体系供应链条的限制,不同地 区的主减速器供应体系之间的供应链互相不交叉。三是主减速器供应以外资或合资 企业为主,本土企业的专业化水平不高,产品技术含量低。 国外汽车主减速器行业现状:一是零部件市场投资集中,易于形成较大经济规 模,生产成本降低,利于实现通用化共享平台;二是主减速器企业产品研发投入力 度大,便于技术水平提升,形成与主机厂的同步开发能力;三是这种现象导致其他 国家主减速器企业跨地区、跨集团的资产重组难以实现上规模、上水平的目标,其 后果是其产品的技术水平、生产成本、产品质量以及营销服务网络等与跨国公司的 差距进一步拉大。 由于新的竞争环境的形成,以欧美日为代表的全球性汽车产业链正在逐步构成 一个新型的汽车工业零整关系,我们可以清楚地看到世界汽车零部件企业正纷纷从 整车企业中独立出来, 这极大地改变了原有汽车产业的垂直一体化分工协作模式, 零部件企业与整车企业形成了对等合作、战略伙伴的互动协作关系。根据 Wards AutoWorld 的最新调研表明,日本汽车业在近几年来通过建立起一种以追求团队精神 和协调意识,运用战略联盟或外包的形式,加强与供应商和承销商之间合作的新型 零整体系显得尤为富有成效。经由细致的功能与成本比较,研究自身优势所在,或 有可能建立起的竞争优势,并集中力量发展这种优势;同时,从维护企业品牌角度 研究企业的核心环节,保留并增强这些环节上的能力,把不具有优势的或非核心的 一些环节分离出去,同时不断寻求能与之达到协同的合作伙伴,共同完成价值链的 全过程。日本企业的做法,摆脱了“纵向一体化” 的负面影响,将资源得以外延,借 助零部件企业的资源达到快速响应市场的目的,于是出现了这一新型的“横向一体化” 模式。 发展趋势:世界汽车工业的全球化重组和我国汽车工业的迅猛发展,使汽车主 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 减速器产业处于快速变化的环境中,我国汽车主减速器企业在发展战略的制定和实 施过程中,还会不断出现新的问题,对已有问题的认识也在不断深化。这就要求我 们与时俱进,开拓思想,不断提高对问题的认识,及时调整对策措施,从容应对, 使企业稳步健康发展。 当今世界各国齿轮和齿轮减速器向着六高、二低、二化方向发展的总趋势,即: 高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率;低噪声、低 成本;标准化和多样化。由于计算机技术、信息技术和自动化技术的广泛应用,齿 轮减速器的发展将跃上新的台阶,从经济指标、产业链、宏观政策等多个角度刻画 汽车主减速器发展变化,洞察行业发展动向,精确把握发展规律,可见中国本土汽 车主减速器存在巨大发展空间。因此,此题目的设计尤为重要。 1.2 本设计的目的和意义 随着加入 WTO 以来我国汽车市场的进一步开放,跨国汽车集团及零部件供应 商纷纷调整了在华战略,将过去相对独立的“中国战略” 转变为符合其长远利益和整 体利益的“全球战略 ”,中国市场逐步成为其 “全球战略”的重要组成部分,它们对中国 市场的投资会进一步加大。可以预见,跨国汽车集团及核心零部件供应商对我国汽 车产业的控制力会进一步增强。 主减速器是驱动桥的重要组成部分,其性能的好坏直接影响到车辆的动力性、 经济性。目前,国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几 年都在不断扩展,产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平,完全可承担起 为我国汽车行业提供传动装置配套的重任,部分产品还出口至欧美及东南亚地区。 由于计算机技术、信息技术和自动化技术的广泛应用,主减速器将有更进一步的发 展。对主减速器的研究能极大地促进我国的汽车工业的发展。 1.3 本次设计的主要内容 本设计的目标是设计一种轻型商用车的主减速器,本设计主要研究的内容有: 主减速器的齿轮类型、主减速器的减速形式、主减速器主动齿轮和从动锥齿轮的支 承形式、主减速比的确定、主减速器计算载荷的确定、主减速器基本参数的选择、 主减速器齿轮的材料及热处理、主减速器轴承的计算、对称式圆锥行星齿轮差速器 的差速原理、对称式圆锥行星齿轮差速器的结构、对称式圆锥行星齿轮差速器的设 计、全浮式半轴计算载荷的确定、全浮式半轴的直径的选择、全浮式半轴的强度计 算、半轴花键的强度计算。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 第 2 章 主减速器的设计 根据轻型载货汽车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆 重量、满载重量以及最高车速、发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数, 选择适当的主减速比。根据上述参数,再结合汽车设计、汽车理论、汽车构造、机 械设计等相关知识,计算出相关的主减速器参数并论证设计的合理性。 2.1 主减速器的结构型式的选择 主减速器的结构型式,主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方 法以及减速型式的不同而异。 2.1.1 主减速器的减速型式 主减速器的减速型式分为单级减速、双级减速、双速减速、单级贯通、双级贯 通、主减速及轮边减速等。 (1)单级主减速器 如图2.1所示为单级主减速器。由于单级主减速器具有结构简单、质量小、尺寸 紧凑及制造成本低廉的优点,广泛用在主减速比i7.6的各种中、小型汽车上。单级 主减速器都是采用一对螺旋锥齿轮或双曲面齿轮,也有采用蜗轮传动的。 图 2.1 单极主减速器 图 2.2 双级主减速器 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 (2)双级减速 如图 2.2 所示为双级主减速器。由两级齿轮减速器组成,结构复杂、质量加大, 制造成本也显著增加,因此仅用于主减速比较大(7.60 时可取 =2.0;0pf0k 汽车满载时的总质量在此取 5455 ;amgK 该汽车的驱动桥数目在此取 1;n 传动系上传动部分的传动效率,在此取 0.9。T 根据以上参数可以由(2.3)得: = =6211ce304.51.09mN (2)按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 csT LBrcs iGT/2 (2.4) 式中: 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷,在此取 32550N,2G 此 数据参考同类车型; 轮胎对路面的附着系数,对于安装一般轮胎的公路用汽车,可以 取 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 =0.85;对越野汽车取 =1.0;对于安装专门的肪滑宽轮胎的高级轿车取 =1.25; 在此取 =0.85; 车轮的滚动半径,在此选用轮胎型号为 7.50-16,则有其滚动半径r 为 0.394m; , 分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动LBi 效率和传动比, 取 0.9,由于没有轮边减速器 取 1.0。LBi 所以由公式(2.4)得: = =12112LBrcs iGT/23250.83941mN (3)按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 cfT 对于公路车辆来说,使用条件较非公路车辆稳定,其正常持续的转矩根据所谓 的平均牵引力的值来确定: () NaTrcf RHPLBffmin (2.5) 式中: 汽车满载时的总重量,在此取 54550N;aG 所牵引的挂车满载时总重量,N,但仅用于牵引车的计算;T 道路滚动阻力系数,对于载货汽车可取 0.0150.020;在此取Rf 0.018; 汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数,对于载货汽车可取 0.05Hf 0.09 在此取 0.07; 汽车的性能系数在此取 0;pf , 分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动LBi 效 率和传动比, 取 0.9,由于没有轮边减速器 取 1.0;LB LBi 该汽车的驱动桥数目在此取 1;n 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 车轮的滚动半径,在此选用轮胎型号为 7.50-16,则有其滚动半径r 为 0.394m。 所以由式(2.5)得: )(PHRLBrTacf ffniG = =2101.5540.39.180.7mN 2.2.3 主减速器基本参数的选择 (1)主、从动锥齿轮齿数 和1z2 选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素: 为了磨合均匀, , 之间应避免有公约数;1z2 为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度,主、从动齿轮齿数和应不 小于 40; 为了啮合平稳,噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车 一般不小于 6;1z 主传动比 较大时, 尽量取得小一些,以便得到满意的离地间隙;0i1z 对于不同的主传动比, 和 应有适宜的搭配。2 (2)从动锥齿轮大端分度圆直径 和端面模数Dm 对于单级主减速器,增大尺寸 会影响驱动桥壳的离地间隙,减小 又会影2 2D 响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。 可根据经验公式初选,即2D (2.6)322cDTK 式中: 直径系数,一般取 13.016.0;2DK 从动锥齿轮的计算转矩, ,为 和 中的较小者取其值为 6221cTmNcesT ;mN 由式(2.6)得: =(13.016.0) =(239.09294.27) ;23621 初选 =260 则齿轮端面模数 = / =260/35=7.43Dmm2Dzm 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 = =35 7.43=260.052Dmzm (3)主,从动齿轮齿面宽 的选择F 齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命,反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变 窄引起的切削刀头顶面过窄及刀尖圆角过小,这样不但会减小了齿根圆角半径,加 大了集中应力,还降低了刀具的使用寿命。此外,安装时有位置偏差或由于制造、 热处理变形等原因使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端会引起轮齿小端过早损坏和疲 劳损伤。另外,齿面过宽也会引起装配空间减小。但齿面过窄,轮齿表面的耐磨性 和轮齿的强度会降低。 另外,由于双曲面齿轮的几何特性,双曲面小齿轮齿面宽比大齿轮齿面宽要大。 一般取大齿轮齿面宽 =0.155 =0.155 260.05=38.09mm,小齿轮齿面宽cF2d =1.1 =1.1 38.09=41.90mmzFc (4)小齿轮偏移距及偏移方向的选择 载货汽车主减速器的 E 值,不应超过从从动齿轮节锥距的 20%(或取 E 值为 d 的 10%12%,且一般不超过 12%) 。传动比愈大则 E 值也应愈大,大传动比的双曲面 齿轮传动,偏移距 E 可达从动齿轮节圆直径 的 2030。但当 E 大干 的 202d2 时,应检查是否存在根切。 E=(0.10.12) =(0.1 0.12) 260.05=26.0131.20mm2d 初选 E=30mm 双曲面齿轮的偏移可分为上偏移和下偏移两种,如图 2.7 所示:由从动齿轮的 锥顶向其齿面看去并使主动齿轮处于右侧,这时如果主动齿轮在从动齿轮中心线上 方时,则为上偏移,在下方时则为下偏移。其中 a、b 是下偏移,c、d 是上偏移。双 曲面齿轮的偏移方向与其轮齿的螺旋方向间有一定的关系:下偏移时主动齿轮的螺 旋方向为左旋,从动齿轮为右旋;上偏移时主动齿轮为右旋,从动齿轮为左旋。本 减速器采用下偏移。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 (a) (b) (c) (d) 图 2.7 双曲面齿轮的偏移方式 (5)螺旋角 的选择 双曲面齿轮螺旋角是沿节锥齿线变化的,轮齿大端的螺旋角 最大,轮齿小端0 螺旋角 最小,齿面宽中点处的螺旋角 称为齿轮中点螺旋角。螺旋锥齿轮中点处i m 的螺旋角是相等的。二对于双曲面齿轮传动,由于主动齿轮相对于从动齿轮有了偏 移距,使主动齿轮和从动齿轮中点处的螺旋角不相等。且主动齿轮的螺旋角大,从 动齿轮的螺旋角小。 选时应考虑它对齿面重合度 ,轮齿强度和轴向力大小的影响, 越大,则f 也越大,同时啮合的齿越多,传动越平稳,噪声越低,而且轮齿的强度越高,fm 应不小于 1.25,在 1.52.0 时效果最好,但 过大,会导致轴向力增大。f 汽车主减速器双曲面齿轮大小齿轮中点处的平均螺旋角 多为 3540。 主动齿轮中点处的螺旋角可按下式初选: = + + z2521z902Ed (2.7) 式中: 主动轮中点处的螺旋角,mm;z , 主、从动轮齿数;分别为 8,35;12 双曲面齿轮偏移距, 30mm;E 从动轮节圆直径,260.05mm;2d 由式(2.7)得: 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 = + + =45.84z25389026.5 从动齿轮中点螺旋角 可按下式初选 :c23sin0.260.58.9EdF 双曲面齿轮传动偏移角的近似值; 双曲面从动齿轮齿面宽为 38.09mm;1.6 = - =45.84- =34.23cz1. 、 从动齿轮和主动齿轮中点处的螺旋角。z 平均螺旋角 = = =40.04。+ 2zc45.83.2 (6)螺旋方向的选择 主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。如图 2.8 所示,螺旋方向与双曲面齿轮 的旋转方向影响其所受的轴向力的方向,当变速器挂前进挡时,应使主动锥齿轮的 轴向力离开锥顶方向,这样可使主、从动齿轮有分离的趋势,防止轮齿因卡死而损 坏。所以主动锥齿轮选择为左旋,从锥顶看为逆时针运动,这样从动锥齿轮为右旋, 从锥顶看为顺时针,驱动汽车前进。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 图 2.8 双曲面齿轮的螺旋方向及轴向推力 (7)法向压力角 加大压力角可以提高齿轮的强度,减少齿轮不产生根切的最小齿数,但对于尺寸 小的齿轮,大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小,并使齿轮的端面重叠系数下降, 对于双曲面齿轮,由于其主动齿轮轮齿两侧的法向压力角不等,因此应按平均压力 角考虑,载货汽车选用 2230或 20的平均压力角,在此选用 20的平均压力角。 2.2.4 主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算 (1)大齿轮齿顶角 与齿根角22 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 图 2.9 收缩齿两种形式 标准收缩齿(a)和双重收缩齿(b)各有其优缺点,采用哪种收缩齿应按具体情 况而定。双重收缩齿的优点在于能提高小齿轮粗切工序的效率。双重收缩齿的轮齿 参数,其大、小齿轮根锥角的选定是考虑到用一把使用上最大的刀顶距的粗切刀, 切出沿齿面宽方向正确的齿厚收缩来。当大齿轮直径大于刀盘半径时采用这种方法 是最好的,不是这种情况而要采用双重收缩齿,齿高的急剧收缩将使小端的齿轮又 短又粗。标准收缩齿在齿高方向的收缩好,但可能使齿厚收缩过多,结果造成小齿 轮粗切刀的刀顶距太小。这种情况可用倾锥根母线收缩齿的方法或仔细选用刀盘半 径加以改善,即当双重收缩齿会使齿高方向收缩过多,而标准收缩齿会使齿厚收缩 过多时,可采用倾锥根母线收缩齿作为两者之间的这种。 大齿轮齿顶角 和齿根角 为了得到良好的收缩齿,应按下述计算选择应采用采22 用双重收缩齿还是倾锥根母线收缩齿。 用标准收缩齿公式来计算 及2 22384mhA (2.8) 22348mh (2.9) 2mgahK (2.10) 21.50.gm (2.11) 2cosgmKRhz (2.12) 22sin.0cimdF (2.13) 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 122arcot.i z (2.14) 2sinmRA (2.15) 221arctz (2.16) 由(2.12)与(2.13)联立可得: 122sinarcot.0mzdFR (2.17) 12 22(sinarcot.)s0gmzKdFh (2.18) 12 22 2(sinarcot.)s .0amzdFh (2.19) 2(1.5)magmKh (2.20) 222 1cos348inrctaazz (2.21) 式中: , 小齿轮和大齿轮的齿数;1z2 大齿轮的最大分度圆直径,已算出为 260.05mm;d 大齿轮在齿面宽中点处的分度圆半径;2mR 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 在节锥平面内大齿轮齿面宽中点锥距 mm;mA 大齿轮齿面宽中点处的齿工作高;gh 大齿轮齿顶高系数取 0.15;aK 大齿轮齿宽中点处的齿顶高;2m 大齿轮齿宽中点处的齿跟高;h 大齿轮齿面宽中点处的螺旋角;2 大齿轮的节锥角; 齿深系数取 3.7;K 从动齿轮齿面宽。cF 所以: 2 860.538.9sinarcot(1.2)351.60mR.7.sirt(.)cos34.29.76235gmh 2 80.15360.8.9sinarct(1.)cs.35 1.4m 29.7(.15).7h860.38.sinarcot(.2)3514.0 mA 43.82 0.732.74.41sirtan58122 22 sircot.cos381.0.5.0nzdFKz 黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 122 22 sinarcot.cos3481.50.15.0zdFKz 826.538.9sinarcot1.7cos34. 35348150.10 29. 计算标准收缩齿齿顶角与齿根角之和。 243.829.536.7s DRRsT (2.22) 22tanicos1056mdDrz (2.23) 22sincomR (2.24) 10.6RTz (2.25)由式(2.19)与(2.23)联立可得: 2221sinitancos1056(0.6)dRrTzz (2.26) 刀盘名义半径,按表选取为 114.30mmdr 轮齿收缩系数RTsin7.12sin7.12tan34.2co34c301056 (0.81.6).5tR 黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 0.5 当 为正数时 , 为倾根锥母线收缩齿,应按倾根锥母线收缩齿重新计算RTs 及 。2 按倾根锥母线收缩齿重新计算大齿轮齿顶角 及齿跟角 。 22 22TR (2.27) 2aTRK (2.28) TRS (2.29) 10.2.6Rz (2.30) 由式(2.27)与(2.28)联立可得: 21(0.2.6)aSKz (2.31) 212(.)Sz (2.32) 大齿轮齿顶高系数取 0.15aK 倾根锥母线收缩齿齿根角齿顶角之和TR20.1536.7(0.281.6)7.21.(8)38046 (2)大齿轮齿顶高 2h (2.33)202()sinmA 黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 20.5sindA (2.34) 大齿轮节锥距0 由式(2.33) , (2.34)得:0.526.13.8sin7A21.4(.45)sin1.2.7h (3)大齿轮齿跟高 2h 20()simA (2.35) 大齿轮齿宽中点处齿跟高2h 由式(2.35)得:29.76(13.84.5)sin6.341.8 (4)径向间隙 0.5.0.97.05gmCh (5)大齿轮齿全高 221.8413. (6)大齿轮齿工作高 23.05.ghC (7)大齿轮的面锥角 0227.1.2 (8)大齿轮的根锥角 22.6.3470.8R (9)大齿轮外圆直径 202cos1.cos.26.520.84.55hdd (10)小齿轮面锥角 黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 012sincoscos70.8cs1.60.32R8. (11)小齿轮的根锥角 102sincoscos78.24cs1.60.2R.5 (12)小齿轮的齿顶高和齿根高 齿顶高: 11.5 .72ghCm 齿根高; 113.0.26 表 2.2 主减速器双曲面齿轮的几何尺寸参数表 序 号 项 目 符号 数值 1 主动齿轮齿数 1z8 2 从动齿轮齿数 235 3 端面模数 m7.5 4 主动齿轮齿面宽 ZF41.90 mm 5 从动齿轮齿面宽 C38.09 mm 6 主动齿轮节圆直径 1d60.00 mm 7 从动齿轮节圆直径 2262.5mm 8 主动齿轮节锥角 112.88 9 从动齿轮节锥角 277.12 10 节锥距 0A133.31mm 11 偏移距 E30mm 12 主动齿轮中点螺旋角 145.84 黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 13 从动齿轮中点螺旋角 234.23 14 平均螺旋角 40.04 15 刀盘名义半径 dr114.30mm 16 从动齿轮齿顶角 21.12 17 从动齿轮齿根角 6.34 18 主动齿轮齿顶高 1h5.75mm 19 从动齿轮齿顶高 2 1.77 mm 20 主动齿轮齿根高 1 7.26mm 21 从动齿轮齿根高 2h11.84mm 22 螺旋角 35 23 径向间隙 C1.51mm 24 从动齿轮的齿工作高 gh11.5mm 25 主动齿轮的面锥角 0118.81 26 从动齿轮的面锥角 278.24 27 主动齿轮的根锥角 1R11.52 28 从动齿轮的根锥角 270.78 29 最小齿侧间隙允许值 minB0.175mm 2.2.5 主减速器双曲面齿轮的强度计算 在完成主减速器齿轮的几何计算之后,应对其强度进行计算,以保证其有足够 的强度和寿命以及安全可靠性地工作。在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏 形式及其影响因素。 1、齿轮的损坏形式及寿命 齿轮的损坏形式常见的有轮齿折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 它们的主要特点及影响因素分述如下: (1)轮齿折断 主要分为疲劳折断及由于弯曲强度不足而引起的过载折断。折断多数从齿根开 始,因为齿根处齿轮的弯曲应力最大。 疲劳折断:在长时间较大的交变载荷作用下,齿轮根部经受交变的弯曲应力。 如果最高应力点的应力超过材料的耐久极限,则首先在齿根处产生初始的裂纹。随 着载荷循环次数的增加,裂纹不断扩大,最后导致轮齿部分地或整个地断掉。在开 始出现裂纹处和突然断掉前存在裂纹处,在载荷作用下由于裂纹断面间的相互摩擦, 形成了一个光亮的端面区域,这是疲劳折断的特征,其余断面由于是突然形成的故 为粗糙的新断面。 过载折断:由于设计不当或齿轮的材料及热处理不符合要求,或由于偶然性 的峰值载荷的冲击,使载荷超过了齿轮弯曲强度所允许的范围,而引起轮齿的一次 性突然折断。此外,由于装配的齿侧间隙调节不当、安装刚度不足、安装位置不对 等原因,使轮齿表面接触区位置偏向一端,轮齿受到局部集中载荷时,往往会使一 端(经常是大端)沿斜向产生齿端折断。各种形式的过载折断的断面均为粗糙的新 断面。 为了防止轮齿折断,应使其具有足够的弯曲强度,并选择适当的模数、压力角、 齿高及切向修正量、良好的齿轮材料及保证热处理质量等。齿根圆角尽可能加大, 根部及齿面要光洁。 (2)齿面的点蚀及剥落 齿面的疲劳点蚀及剥落是齿轮的主要破坏形式之一,约占损坏报废齿轮的 70% 以上。它主要由于表面接触强度不足而引起的。 点蚀:是轮齿表面多次高压接触而引起的表面疲劳的结果。由于接触区产生 很大的表面接触应力,常常在节点附近,特别在小齿轮节圆以下的齿根区域内开始, 形成极小的齿面裂纹进而发展成浅凹坑,形成这种凹坑或麻点的现象就称为点蚀。 一般首先产生在几个齿上。在齿轮继续工作时,则扩大凹坑的尺寸及数目,甚至会 逐渐使齿面成块剥落,引起噪音和较大的动载荷。在最后阶段轮齿迅速损坏或折断。 减小齿面压力和提高润滑效果是提高抗点蚀的有效方法,为此可增大节圆直径及增 大螺旋角,使齿面的曲率半径增大,减小其接触应力。在允许的范围内适当加大齿 面宽也是一种办法。 齿面剥落:发生在渗碳等表面淬硬的齿面上,形成沿齿面宽方向分布的较点 蚀更深的凹坑。凹坑壁从齿表面陡直地陷下。造成齿面剥落的主要原因是表面层强 黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 度不够。例如渗碳齿轮表面层太薄、心部硬度不够等都会引起齿面剥落。当渗碳齿 轮热处理不当使渗碳层中含碳浓度的梯度太陡时,则一部分渗碳层齿面形成的硬皮 也将从齿轮心部剥落下来。 (3)齿面胶合 在高压和高速滑摩引起的局部高温的共同作用下,或润滑冷却不良、油膜破坏 形成金属齿表面的直接摩擦时,因高温、高压而将金属粘结在一起后又撕下来所造 成的表面损坏现象和擦伤现象称为胶合。它多出现在齿顶附近,在与节锥齿线的垂 直方向产生撕裂或擦伤痕迹。轮齿的胶合强度是按齿面接触点的临界温度而定,减 小胶合现象的方法是改善润滑条件等。 (4)齿面磨损 这是轮齿齿面间相互滑动、研磨或划痕所造成的损坏现象。规定范围内的正常 磨损是允许的。研磨磨损是由于齿轮传动中的剥落颗粒、装配中带入的杂物,如未 清除的型砂、氧化皮等以及油中不洁物所造成的不正常磨损,应予避免。汽车主减 速器及差速器齿轮在新车跑合期及长期使用中按规定里程更换规定的润滑油并进行 清洗是防止不正常磨损的有效方法。 汽车驱动桥的齿轮,承受的是交变负荷,其主要损坏形式是疲劳。其表现是齿 根疲劳折断和由表面点蚀引起的剥落。在要求使用寿命为 20 万千米或以上时,其循 环次数均以超过材料的耐久疲劳次数。 2、实践表明,主减速器齿轮的疲劳寿命主要与最大持续载荷(即平均计算转 矩)有关,而与汽车预期寿命期间出现的峰值载荷关系不大。汽车驱动桥的最大输 出转矩 Tec 和最大附着转矩 Tcs 并不是使用中的持续载荷,强度计算时只能用它来 验算最大应力,不能作为疲劳损坏的依据。 主减速器双曲面齿轮的强度计算 (1) 单位齿长上的圆周力 在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性,常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位 齿长圆周力来估算,即 Nmm (2.36)2bPp 式中:P作用在齿轮上的圆周力,按发动机最大转矩 Temax 和最大附着力矩 两种载荷工况进行计算,N; rG2 从动齿轮的齿面宽,在此取 38.09mm. 2b 按发动机最大转矩计算时 黑龙江工程学院本科生毕业设计 26 Nmm 21 3max0bdiTpge (2.37) 式中: 发动机输出的最大转矩,在此取 300 ;maxeT N 变速器的传动比在此取 4.3;gi 主动齿轮节圆直径,在此取 59.43mm;1d 按式(2.36)得: Nmm 304.1505982p 在现代汽车的设计中,由于材质及加工工艺等制造质量的提高,单位齿长上的 圆周力有时提高许用数据的 20%25%。经验算以上数据在许用范围内。 (2)轮齿的弯曲强度计算 汽车主减速器锥齿轮的齿根弯曲应力为 N/ (2.38) JmzbKTvs20 3122m 式中: 该齿轮的计算转矩, Nm, Nm;T3ce8cfT 超载系数;在此取 1.0;0 尺寸系数,反映材料的不均匀性,与齿轮尺寸和热处理有关,sK 当 时, ,在此 0.8296.14.25ms47.325sK 载荷分配系数,当两个齿轮均用骑马式支承型式时, 1.00mK 1.10 式式支承时取 1.101.25。支承刚度大时取最小值; 质量系数,对于
收藏