东风EQ1090E货车驱动桥总成的设计【含7张CAD图】
东风EQ1090E货车驱动桥总成的设计【含7张CAD图】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下:
摘要III东风 EQ1090E 货车驱动桥总成的设计摘 要在 现 如 今 的 汽 车 的 前 景 市 场 上 , 汽 车 零 部 件 的 制 造 越 来 越 趋 向 于 简 约 精 细 高 效 化 , 而 汽 车 驱 动 桥 作 为 汽 车 四 大 总 成 之 一 , 对 于 汽 车 整 体 的 重 要 性 不 言 而 喻 , 优 良 的 驱 动 桥 可 以 改 善 汽 车 整 体 性 价 比 , 提 高 乘 客 的 舒 适 度 , 提 高 汽 车 的 整 体 水 平 。 目 前 汽 车 行 业 发 展 越 来 越 快 速 高 效 , 因 此 制 造 出 一 个 可 靠 优 良 的 驱 动 桥 对 提 高 整 个 汽 车 的 性 价 比 和 成 本 有 巨 大 作 用 , 对 于 推 动 经 济 发 展 , 改 造 货 车 的 动 力 系 统 结 构 具 有 很 大 的 帮 助 。 同 时 利 用 这 次 的 毕 业 设计也可以巩固自己的知识,开拓视野,为自己以后的发展铺垫道路。本次毕业设计是以东风 EQ1090E 载物货车为设计原型,根据货车的主要参数货车总 重 , 滚 动 半 径 等 等 一 系 列 数 据 , 建 立 在 驱 动 桥 的 实 用 性 与 适 用 性 的 基 础 上 , 确 定 大 体 的 方 案 , 完 成 对 主 减 速 器 载 荷 的 计 算 和 锥 齿 轮 的 选 择 与 强 度 校 核 , 还 有 差 速 器 的 选 择 和 齿 轮 强 度 校 核 , 半 轴 的 形 式 以 及 强 度 校 核 以 及 驱 动 桥 壳 载 荷 能 力 的 计 算 与 校 核 。 最 后 总 结 本 次 毕 业论文的收获和经验。完成论文后需要根据其中所得的齿轮半轴等数据,运用 CAD 软件 画出零件图和装配图。最后在老师的指导下做最后的改进,并且完成答辩,顺利毕业。关键词:东风货车;主减速器;差速器;半轴;驱动桥桥壳;目录IDesign of Dongfeng EQ1090E Truck Drive Axle AssemblyAbstractIn the foreground market of todays automobiles, the manufacture of auto parts tends to be simpler, more sophisticated and more efficient, and the automobile drive axle, as one of the four major automotive assemblies, is self-evident to the car as a whole. The drive axle can improve the overall cost-effectiveness of the car, improve the comfort of passengers and increase the overall level of the car. At present, the development of the automotive industry is becoming faster and more efficient. Therefore, the production of a reliable and excellent drive axle has a tremendous effect on improving the cost performance and cost of the entire automobile. It is of great help to promote the economic development and transform the structure of the powertrain of the truck. At the same time, by using this graduation project, you can also consolidate your knowledge, broaden your horizons, and pave the way for your own future development.The graduation design is based on the Dongfeng EQ1090E cargo wagon design prototype, based on the trucks main parameters of the total weight of the truck, rolling radius and a series of data, established on the basis of the practicality and applicability of the drive axle, to determine the general plan Completion of the calculation of the final drive load and bevel gear selection and strength check, as well as the choice of differential and gear strength check, the form and strength of the semi-axle, and the calculation and calibration of the load capacity of the axle housing nuclear. Finally, we summarize the harvest and experience of this thesis. After completing the paper, it is necessary to use CAD software to draw the parts and assembly drawings based on the data obtained from the gear half shaft and other data. Finally, under the guidance of the teacher to make the final improvement, and complete the defense, graduated smoothly.Key words: Dongfeng truck; main reducer; differential; Drive axle housing目录I目 录摘 要 .IIIAbstract .IV1 绪 论 .12 驱动桥的结构类型以及参数 .32.1 驱动桥的种类 .32.2 驱动桥的结构组成 .43 主减速器的设计 .63.1 主减速器概述 .63.2 主减速器的基本参数选择和设计计算 .73.3 主减速器锥齿轮的强度校核 .103.4 齿轮的材料研究和热处理 .133.5 主减速器轴承载荷的计算和校核 .144 差速器的设计 .164.1 差速器简介 .164.2 差速器类型的选择 .164.3 差速器齿轮基本参数的确定 .174.4 差速器齿轮的强度计算 .175 半轴的设计 .195.1 半轴简述 .195.2 全浮式半轴 .195.3 半轴的设计 .205.4 半轴花键强度的计算 .205.5 半轴的材料 .216 驱动桥桥壳的设计 .226.1 驱动桥桥壳简介 .226.2 桥壳结构形式的选择 .22AbstractI6.3 驱动桥桥壳的受力分析和强度校核 .237 结 论 .25参考文献 .26致 谢 .27第 1 章 绪论11 绪 论本次论文是关于东风 E Q1090E 轻型货车驱动桥总成的设计,因为货车的载重超过一 般车型, 所 以需要一个功率比较大的发动机, 因此对于动力系统和动力传动系统要求变高, 同 时 油 类 资 源 的 宝 贵 , 高 效 驱 动 装 置 的 需 求 迫 在 眉 睫 。 文 章 的 重 点 内 容 将 围 绕 驱 动 桥 的 结 构 原 理 , 驱 动 桥 组 成 部 分 包 括 主 减 速 器 , 差 速 器 , 半 轴 以 及 驱 动 桥 壳 来 一 一 介 绍 和 设 计 。 对主要零部件的选择设计以及计算校核和它们的原理也将系统的说明。驱 动 桥 总 成 是 汽 车 四 大 总 成 之 一 , 其 他 三 个 为 发 动 机 , 变 速 器 , 车 架 , 其 重 要 性 不 言 而 喻 。 驱 动 桥 主 减 速 器 , 差 速 器 , 半 轴 , 驱 动 桥 桥 壳 这 几 个 主 要 部 位 , 对 于 整 个 汽 车 的 启 动以及动力传递都有很大作用, 它的功能主要有: (1) 将 万向传动装置传来的发动机转矩 通过主减速器, 差速器, 半轴等传到驱动车轮降低速度增大转矩。 (2) 通过主减速器圆锥 齿轮改变转矩的传递方向。 (3) 通 过差速器改变左右两侧车轮的速度, 保证内侧和外侧车 轮以不同转速转向。 (4)驱动桥桥壳起到承载作用 1。在 设 计 的 过 程 中 如 果 出 现 计 算 失 误 将 影 响 结 构 类 型 的 选 择 , 从 而 将 影 响 了 车 辆 的 使 用 寿 命 而 且 会 大 大 降 低 车 辆 的 行 驶 性 能 , 比 如 操 作 性 、 平 稳 性 、 机 动 性 以 及 燃 油 经 济 性 等 性 能。因此驱动桥总成的设计应当满足以下几个要求:1.采用的主减速比尽量能够保证汽车具有最好的机动性和燃料经济性。2.整体尺寸大小要适中,驱动桥和地面距离正好,能保证安全。3.齿轮啮合处及其他传动件工作时平稳安全,噪声小。4.能够承受各种转矩和重量,并且传动效果好。5.在 保 证 足 够 的 强 度 和 刚 度 的 条 件 下 , 能 够 保 证 驱 动 桥 在 质 量 上 尽 量 轻 便 , 其 中 弹 簧 应该尽量小,以提高乘客的乘坐舒适性。6.结构简单,工艺性好性价比高,并且拆卸维修组装容易。 驱动桥总成里包括了很多零部件, 有的是大学课堂里学习过的, 有的是还未接触到的,但 这 些 都 与 机 械 息 息 相 关 , 利 用 这 次 毕 业 设 计 的 机 会 可 以 充 分 了 解 和 熟 悉 车 辆 各 零 部 件 的 设 计 , 可 以 更 好 的 学 习 和 了 解 汽 车 行 业 的 机 械 性 和 动 力 等 等 各 方 面 性 能 。 在 当 下 以 科 学 技 术 为 主 要 支 撑 点 , 以 理 论 知 识 为 指 导 , 是 现 代 设 计 的 主 要 方 法 和 理 念 。 利 用 这 种 方 式 指 导 能 够 减 小 设 计 的 盲 目 性 和 脱 离 实 际 情 况 的 不 切 实 际 性 , 提 高 设 计 的 高 效 率 、 高 品 质 和 高 水 平 2。从 现 在 的 状 况 来 看 , 我 国 驱 动 桥 的 目 前 研 究 重 点 在 于 寻 找 轻 量 化 的 驱 动 桥 桥 壳 , 从 高 科 技 , 高 技 术 制 造 业 出 发 寻 求 成 本 低 , 制 造 工 艺 好 , 技 术 先 进 的 驱 动 桥 桥 壳 制 造 方 案 。 同 时 深 入 改 进 减 速 器 , 差 速 器 的 技 术 方 案 , 对 齿 轮 的 精 加 工 逐 步 提 高 , 改 进 货 车 整 体 的 舒 适 性 和 噪 声 控 制 。 目 前 在 驱 动 桥 桥 壳 材 料 的 开 发 使 用 , 主 从 齿 轮 , 行 星 齿 轮 等 齿 轮 的 精 加 工 上 还 是 与 国 外 的 水 平 有 些 差 距 的 。 总 之 现 在 对 于 驱 动 桥 的 要 求 已 经 不 仅 仅 局 限 于 高 效 , 更 向着舒适,经济的方向发展 2。第 1 章 绪论2而 且 驱 动 桥 与 汽 车 其 他 总 成 之 间 也 有 密 切 的 联 系 , 比 如 减 速 器 , 差 速 器 影 响 着 汽 车 行 驶 的 安 全 性 , 半 轴 驱 动 桥 桥 壳 则 与 稳 定 性 息 息 相 关 , 做 好 每 一 个 部 位 , 寻 求 最 恰 当 的 零 件 才能做出符合现代汽车理念的驱动桥总成。总 之 驱 动 桥 作 为 汽 车 车 身 结 构 一 个 重 要 的 组 成 结 构 , 对 提 高 汽 车 整 体 的 经 济 性 , 实 用 性 能 具 有 重 要 的 价 值 , 高 效 经 济 的 驱 动 桥 对 推 动 汽 车 产 业 的 发 展 , 优 化 汽 车 产 业 链 具 有 至 关 重 要 的 作 用 , 也 为 防 止 国 外 垄 断 技 术 , 对 提 高 民 族 企 业 , 竞 争 力 具 有 重 要 作 用 3。3第 2 章 驱动桥的结构类型以及参数2 驱 动 桥 的 结 构 类 型 以 及 参 数2.1 驱 动 桥 的 种 类驱 动 桥 处 于 汽 车 的 动 力 传 动 装 置 的 末 端 , 是 重 要 的 组 成 部 分 。 其 主 要 功 能 是 增 大 由 传 动 轴 或 变 速 器 传 递 来 的 转 矩 , 并 将 动 力 平 均 分 配 给 左 , 右 驱 动 轮 , 另 外 也 承 受 作 用 于 地 面 和 车 架 或 车 身 之 间 的 垂 直 力 , 纵 向 力 和 横 向 力 。 驱 动 桥 一 般 由 主 减 速 器 、 差 速 器 、 车 轮 传 动 装 置 和 驱 动 桥 壳 等 组 成 , 选 择 一 个 优 良 的 主 减 速 器 , 差 速 器 以 及 适 合 的 半 轴 和 驱 动 桥 桥 壳是组装成一个驱动桥的前提。一 般 的 驱 动 桥 总 成 包 括 主 减 速 器 , 差 速 器 , 半 轴 和 驱 动 桥 桥 壳 等 装 置 。 这 些 部 分 应 该 具 备 一 定 的 强 度 条 件 , 有 良 好 的 工 艺 性 和 安 全 性 , 同 时 应 该 具 备 方 便 组 装 , 方 便 拆 卸 维 修 的 功 能 , 对 于 乘 客 来 说 , 能 够 提 供 一 个 优 良 的 乘 坐 环 境 和 舒 适 性 也 是 非 常 重 要 的 4。图 2.1 断开式驱动桥驱动桥有两种类型,分别是断开式驱动桥和非断开式驱动桥。1断开式驱动桥(如图 2.1);断开式驱动桥与采用独立悬架的货车配合使用。没有使 用 半 轴 套 管 , 于 是 , 半 轴 处 于 外 侧 , 半 轴 的 两 侧 通 过 万 向 节 各 自 与 主 减 速 器 壳 内 的 减 速 器 和 驱 动 轮 连 接 。 主 减 速 器 壳 固 定 在 车 架 或 车 身 上 。 驱 动 桥 两 侧 分 别 用 悬 架 与 车 架 或 车 身 连 接 , 这 样 , 两 侧 驱 动 轮 能 相 对 独 立 地 针 对 与 车 架 或 车 身 上 下 跳 动 , 然 而 断 开 式 驱 动 桥 也 有 坏 处 比 如 , 它 的 结 构 较 为 复 杂 , 并 且 价 格 有 点 昂 贵 , 大 大 的 提 高 了 整 体 的 价 格 , 对 于 性 价 比的影响较大。2非断开式驱动桥(如图 2.2);非断开式结构桥相较于断开式结构不同的是,它的结 构 较 为 简 单 一 点 , 易 于 拆 卸 与 安 装 , 并 且 制 造 工 艺 性 良 好 、 材 料 加 工 成 本 不 高 、 运 转 时 安 全 性 能 高 、 维 修 清 洗 方 便 , 所 以 普 遍 的 应 用 在 各 种 小 型 载 货 汽 车 , 小 轿 车 和 越 野 式 汽 车 和 货 车 。 非 断 开 式 驱 动 桥 , 驱 动 轮 不 是 由 悬 架 系 统 承 载 的 , 故 对 货 车 稳 定 性 和 在 货 车 的 行 驶 过 程 中 动 载 荷 的 减 少 不 利 。 因 此 从 整 个 安 全 性 以 及 性 价 比 的 条 件 下 考 虑 , 此 次 选 择 断 开 式 驱 动 桥 作 为 目 标 5。4第 2 章 驱动桥的结构类型以及参数图 2.2 非断开式驱动桥1-主减速器 2-套筒 3- 差速器 4.7-半轴 5 -调 整 螺 母 6-调整垫片 8-桥壳2.2 驱 动 桥 的 结 构 组 成一般情况下驱动轮的结构组成主要有主减速器, 差速器, 车轮传动装置和驱动桥桥壳。 主 减 速 器 的 作 用 有 两 点 ; 第 一 是 改 变 动 力 传 递 的 方 向 , 第 二 是 作 为 变 速 器 的 末 端 为 其 各 个 档位确定一个相同的传动比。差 速 器 则 是 为 了 调 节 左 右 车 轮 的 转 速 不 同 而 装 备 的 。 货 车 四 轮 启 动 的 时 候 , 为 了 启 动 四 个 车 轮 , 务 必 将 四 个 车 轮 连 接 起 来 , 如 果 只 是 将 其 机 械 性 的 连 接 在 一 起 , 汽 车 在 弯 曲 道 路 上 行 驶 的 时 候 就 会 以 不 同 的 速 度 转 弯 , 为 了 保 证 汽 车 转 弯 时 旋 转 速 度 相 差 不 能 大 , 这 时 需 要 加 入 一 个 差 速 器 用 来 保 证 前 后 轮 速 度 一 样 , 这 样 可 以 防 止 事 故 的 发 生 6。车 轮 传 递 装 置 简 单 点 说 就 是 传 递 动 力 , 就 是 将 动 力 系 统 产 生 的 动 力 传 递 给 各 个 中 间 设 备,驱动车轮行驶。驱动桥桥壳的作用则有以下几点:1保护作用;保护减速器,差速器,半轴等零部件;2固定保护驱动轮,还可以防止侧滑等现象;3承载着车架上货车部件的重量;4承受传递车轮在路面上受到力和力矩。5第 2 章 驱动桥的结构类型以及参数图 2.3 货车驱动桥(整体式)1半轴 2圆锥滚子轴承 3支承螺栓 4主减速器从动锥齿轮 5油封6主减速齿轮传动锥齿轮 7弹普座 8垫圈 9轮毅 10调节螺母设计任务书所给的原始数据如下表 2.1,2.2;表 2.1 轻型货车整车设计参数 :项目 参数空车总重 4080kg满载总重 9290kg负荷分配满载 前 2360kg 后 6930kg轴距 3950mm最高车速 Va max =90 km/h发动机额定功率 99kw表 2.2 变速器传动比档数 1 档 2 档 3 档 4 档 5 档 倒挡变速器传动比 7.31 4.31 2.45 1.54 1.00 7.666第 3 章 主减速器的设计3 主 减 速 器 的 设 计3.1 主 减 速 器 概 述主 减 速 器 在 驱 动 桥 中 的 主 要 作 用 是 改 变 转 矩 和 转 速 。 它 的 功 用 是 加 大 经 由 变 速 器 和 半 轴 传 递 装 置 的 转 矩 , 降 低 转 速 的 大 小 , 改 变 转 矩 的 传 递 方 向 , 原 理 是 用 齿 数 较 少 的 齿 轮 带 动齿数较多的齿轮啮合运动。正常的主减速器由几对减速齿轮副构成,动力从主动轮输入由从动齿轮输出 7。图 3.1 主减速器示意图1 按数目分可分为: 单级减速器和双极减速器, 其中双极还可以分为整体式和分开式, 判 断 的 方 法 是 第 一 主 减 速 器 和 第 二 主 减 速 器 是 否 分 开 装 在 单 独 的 壳 体 内 。 当 传 动 比 比 较 大 的时候,为了保证适当的离地距离,一般使用双极减速器。本次选用单级减速器。2按传动比档数可以分为单速式和双速式,当下国内大都采用双速式。3按结构形式可以分为圆柱齿轮式,圆锥齿轮和准双曲面齿轮等形式。 圆柱齿轮的特点是结构简单、加工容易,常用斜齿圆柱齿轮。 锥齿轮的特点是工作平稳、发出的噪声小、载荷能力好。但是安装精度要求高。 双 曲 面 齿 轮 它 的 传 动 特 点 是 主 动 齿 轮 轴线 与 从 动 齿 轮 轴 线 虽 然 垂 直 但 不 相 交 。 主 动 齿轮轴线相对于从动齿轮轴线向上或下偏移距离 E, 称偏 移距。 相同情况下即传动比一定的, 从 动 齿 轮 相 同 的 条 件 下 , 双 曲 面 齿 轮 则 有 较 大 的 强 度 , 并 且 啮 合 的 齿 数 较 多 , 工 作 时 平 顺 发 出 噪 声 较 小 8。目 前 市 场 上 的 货 车 的 主 减 速 器 大 多 数 都 采 用 了 螺 旋 锥 齿 轮 和 双 曲 面 齿 轮 。 双 曲 面 齿 轮 工作时, 齿面间的压力较大 , 摩擦较为复杂, 齿面油膜容易破坏故采用双曲面齿轮油润滑, 绝不允许用普通齿轮油代替,否则齿面将很快擦损,磨坏。大大降低齿轮的使用寿命。7第 3 章 主减速器的设计3.2 主 减 速 器 的 基 本 参 数 选 择 和 设 计 计 算3.2.1 主减速器的载荷计算1 主减速 比 主减速比是一个影响货车动力性能和燃油性能的一个重要因素。 一般来 说 , 主 减 速 比 越 大 , 对 于 加 速 能 力 和 爬 坡 能 力 有 加 强 , 但 燃 油 经 济 性 变 差 。 但 如 果 过 大 , 那 么 发 动 机 则 不 能 发 挥 全 部 功 率 来 达 到 应 有 的 车 速 。 当 主 减 速 比 越 小 , 最 高 车 速 越 大 , 提 高 了 汽 车 的 燃 油 经 济 性 , 但 车 辆 的 爬 坡 能 力 加 速 能 力 削 弱 , 因 此 多 数 货 车 采 用 的 是 齿 轮 式 主 减 速 器 , 其 中 包 含 最 基 本 的 直 齿 轮 式 齿 轮 , 比 之 更 好 的 是 斜 齿 , 最 好 的 是 渐 开 式 齿 轮 。 根据此次车型东风 EQ1090E 型货车所提供的数据参数,主减速比为 6.33。2主减速器齿轮转矩的计算(1)从 动 齿 轮 按 最 大 输 出 转 矩 T Tce=TamaxiTLKdnT/n=14700 Nm; Temax发 动 机 最 大 转 矩 , 353 Nm;i1变 速 器 最 低 档 传 动 比 i1=7.31;rr动 力 传 递 效 率 , 取 0.9; i0 主 减 速 比 i0= 6.33;Kd超载系数,对于一般的载货汽车超载系数一般取值为 1,本次为东风货车;(2)按 驱 动 轮 打 滑 时 的 输 出 转 矩 T Tcs=G2rr/( nmim) =15437.646 N mG2汽 车 满 载 时 整 个 驱 动 桥 对 水 平 地 面 的 最 大 重 力 , 取 65%的满载质量;m2货 车 的 负 荷 转 移 系 数 , 一 般 取 值 1.3;轮 胎 对 地 面 的 附 着 系 数 , 一 般 公 路 用 车 如 货 车 =0.85;rr车 轮 的 滚 动 半 径 , 取 值 0.229m;m , im分 别 为 主 减 速 器 从 动 轮 到 驱 动 轮 之 间 的 传 动 效 率 和 减 速 比 。 该 车无轮边减速器,故 nm=0.97, im=1;3. 按从动轮的平均转矩 T fr+fh+fpTcf = G rr imn m =1969.036Ga货 车 满 载 时 总 重 量 , N; 取 9290N。GT所 牵 引 的 货 车 满 载 时 重 量 , N; fr货 车 滚 动 时 的 阻 力 系 数 , 载 货汽 车 取 0.0150.020;该车取 0.015; fh货车 正常行驶时的平均爬坡能力系数。 通常载货汽车和城市公共汽车取 0.050.09;所以该车取 0.07;fp汽 车 或 者 货 车 的 性 能 系 数 ; fp=0.015*16-0.195*(Ga+GT)/Temax=-6.6由于 fp 计 算 为 负 , 取 0 值。则 fp=0;8第 3 章 主减速器的设计0主动齿轮T Tcz i Tc计算转矩 , N m。 按最低档传动比时 Tc14700N m; 按从动齿轮的平均计算转 矩T jm1969.036N m;i0 主减速比;T齿轮传动部分的效率,取 T =0.95。3.2.2 主减速器齿轮主要参数的选择1主动锥齿轮齿数的确定。 为 了 满 足 驱 动 桥 离 地 距 离 能 够 符 合 要 求 , 一 次 齿 轮 齿 数尽 量 小 点 。 同 时 为 了 得 到 理 想的齿面重叠系数, 货车 主动轮和从动轮齿数之和应该大于等于 40, 同时尽量避免主从齿轮 有公约数.本次东风货车的主减速比是 6.33, 所以可以取 Z1=7; Z2=44.Z1+Z2 大于 40 符合要 求。2从动锥齿轮节圆直径和端面模数的确定。直径 d 2 Kd 2 3 Tcd2=(13. 016.0) 314700=(318.37391.84)m m式中:d2从 动 锥 齿 轮 的 节 圆 直 径 , mm; Kd2直 径 系 数 , Kd2=13.0 16.0;Tc计 算 转 矩 , N m; 14700 N m;初选 D2=380mm; 则齿轮端面模数 m=D2/Z2=380/44=8.64mm;故 m 可以取 9mm; D2=mz2=448.64=380.16mm。3齿面宽度的确定齿 轮 齿 面 过 宽 并 不 一 定 有 好 处 , 齿 面 边 宽 并 不 能 增 大 它 的 使 用 寿 命 , 反 而 导 致 齿 沟 变窄 , 而 致 使 刀 面 或 刀 角 变 小 变 窄 , 集 中 了 应 力 反 而 降 低 了 刀 具 的 使 用 寿 命 , 从 而 影 响 了 其他 方 面 , 并 且 齿 面 过 宽 也 会 占 用 了 其 他 部 件 的 空 间 。 但 齿 面 过 窄 , 那 么 同 样 的 齿 轮 的 强 度就 降 低 了 , 齿 轮 的 损 坏 也 变 得 容 易 , 影 响 齿 轮 的 寿 命 , 因 此 需 要 选 择 适 当 的 齿 宽 9。大齿宽 b2=0.155d2=58.92mm;小齿宽 b1=1.1b2=64.81mm;4双曲面齿轮的偏移量E=(0.10.15)b2=38.01657.042, 取 E=45mm;5法向压力角 和中点螺旋角 的确定法 向 压 力 角 对 齿 轮 的 性 能 有 很 大 的 影 响 , 合 适 的 压 力 角 有 利 于 降 低 噪 音 , 提 高 工 作 稳定性,一般轻型载物货车压力角可选择 20 度。G9第 3 章 主减速器的设计而 对 于 螺 旋 角 来 说 需 要 考 虑 以 下 几 个 因 素 ; 与 齿 面 的 重 合 程 度 , 一 般 取 值 1.52.0 齿轮 强 度 和 轴 向 力 等 。 螺 旋 角 越 大 那 么 法 向 压 力 角 越 大 , 这 样 的 话 , 齿 轮 运 转 越 平 稳 , 传 动越 平 顺 , 齿 轮 的 强 度 也 就 越 高 , 但 螺 旋 角 过 大 会 导 致 轴 向 力 过 大 从 而 导 致 运 转 的 失 衡 , 因此螺旋角的取值有一定的范围,一般在 35 度 40 度。 所以这次东风 EQ1090E 货车可取值 35 度。6齿轮的偏移与螺旋方向 当汽车挂前行档的时候, 由于主动 轮与从动轮啮合的缘故,所以他们的转动方向相反。由 从 动 轮 的 锥 顶 部 看 向 它 的 齿 轮 齿 面 部 位 , 主 动 轮 处 于 它 的 右 边 。 这 时 如 果 主 动 齿 轮 处 于 从 动 齿 轮 中 心 线 上 面 的 位 置 时 , 称 之 为 上 偏 移 , 在 下 方 时 就 称 之 为 下 偏 移 。 而 且 双 曲 面 齿 轮 的 偏 移 方 向 和 它 的 齿 轮 的 螺 旋 方 向 有 很 大 的 关 系 ; 当 双 曲 面 齿 轮 向 下 偏 移 的 时 候 , 主 动 齿 轮 的 为 左 旋 的 螺 旋 方 向 , 从 动 齿 轮 螺 旋 方 向 为 右 旋 ; 当 双 曲 面 齿 轮 向 上 偏 移 时 从 动 齿 轮 螺 旋 方 向 为 左 旋 , 主 动 齿 轮 为 左 旋 的 螺 旋 方 向 , 这 样 使 得 主 动 轮 和 从 动 轮 就 会 有 分 离 的 趋 势 , 两 齿 轮 也 不 会 因 此 而 卡 住 10。3.2.3 主减速器齿轮的尺寸计算齿轮尺寸参数计算见表 3.1。表 3.1 部分尺寸参数序号计算公式 数值 释 义1 Z1 7 小齿轮齿数2 Z2 44 大齿轮齿数3 m 9mm 模数4 b 1 64.81mm小齿轮齿面宽5 b 2 58.92mm大齿轮齿面宽6 20 压力角7 Hg=h1m 14.85mm齿轮工作时高 hg,H1 取 1.658 h H 2m 16.47mm齿轮全高 h,H2 取 1.839 90 轴交角 10 d 1 m z1 63mm 小齿轮分度圆直径11 1 arctan z1 / z2 9.039 小齿轮节锥角10第 3 章 主减速器的设计序号计算公式 数值 释 义12 2 90 1 80.961 大齿轮节锥角13 A0=d1/2sin 200.6mm节锥距14 t=3.1416m 28.27mm 周节15 h2=Kam 3.42mm 大齿轮齿顶高 h2,Ka 取 0.3816 h1 hg h2 11.43mm小齿轮齿顶高 h117 hh h 1 15.04mm 小齿轮齿根高18 hh h 2 213.05mm大齿轮齿根高19 c h hg 1.62mm 径向间隙20 =arctan(h1/A0) 1.43 小齿轮齿根角21 d2 h sin01 2 1 1122.20mm小齿轮节锥顶点至齿轮外缘距离22 d1 h sin02 2 2 219.40mm大齿轮节锥顶点至齿轮外缘距离23 s2 S km 7.74mm 大齿轮理论弧齿厚 S224 s 1 t s 2 20.53mm小齿轮理论弧齿厚3 35 螺旋角3.3 主减速器锥齿轮的强度校核3.3.1 齿轮的磨坏形式1齿轮折断 (疲劳折断、过载折断)(1)疲劳折断 在 长 时 间 的 交 变 应 力 下 , 齿 轮 根 部 不 断 地 接 受 交 变 应 力 。 当 应 力 一 旦 到达 最 高 时 超 过了 材 料 的 承 受 极 限 , 在 齿 轮 的 根 部 便 会 出 现 细 小 的 裂 痕 , 在 长 时 间 的 交 变 应 力 作 用 下 。 裂 痕 将 会 越 来 越 大 , 最 后 齿 轮 将 会 突 然 断 裂 损 坏 , 在 断 裂 的 过 程 中 断 裂 面 经 过 不 断 地 摩 擦 形 成了明亮的断面口,这种方式断裂产生的是粗糙的断裂面。(2)过载折断 可能在设计的时候出现问题, 或者 是校核的时候没有达到要求, 热处理没有达到要求,也 可 能 是 突 然 地 最 大 载 荷 冲 击 , 使 得 应 力 波 动 突 然 超 过 了 齿 轮 的 弯 曲 强 度 的 可 允 许 范 围 ,第 3 章 主减速器的设计11致 使 齿 轮 的 突 然 折 断 。 除 了 这 些 原 因 , 安 装 不 合 理 , 润 滑 不 到 位 , 位 置 调 节 不 当 都 可 能 使 得 齿 轮 的 受 力 接 触 面 集 中 一 点 , 过 载 而 使 得 突 然 地 断 裂 。 以 上 所 有 形 式 的 断 裂 都 是 粗 糙 的 新断面。为 了 防 止 齿 轮 的 断 裂 , 首 先 齿 轮 应 该 具 备 足 够 的 弯 曲 强 度 , 齿 轮 的 系 数 包 括 , 齿 数 模 数 压 力 角 以 及 所 使 用 的 材 料 都 应 该 符 合 标 准 。 对 于 齿 轮 的 加 工 也 必 须 反 复 确 认 , 其 他 的 类 似 于 润 滑 等 也 严 格 要 求 11。2齿面的点蚀和剥落 点 蚀 和 剥 落 也 是 齿 轮 的 重 要 破 坏 形 式 之 一 , 大 多 数 的 齿 轮 因 为 这种 原 因 报 废 了 , 因 此对于这类齿轮的解决还有必要的。(1)齿面的点蚀 类 似 于 齿 根 的 交 变 应 力 , 在 齿 轮 的 表 面 因 多 次 的 高 强 度 接 触 而 引 起的 表 面 疲 劳 的 结 果 ,因 为 常 常 在 小 齿 轮 齿 根 节 点 区 域 开 始 , 由 一 开 始 的 小 裂 缝 逐 渐 演 变 成 小 小 的 浅 坑 , 出 现 这 种 状 况 的 现 象 称 之 为 点 蚀 。 点 蚀 一 般 先 出 现 在 几 个 少 数 的 齿 面 上 , 但 如 果 齿 轮 继 续 工 作 , 那 么 小 坑 的 数 目 会 不 断 增 加 也 不 断 变 大 。 最 终 导 致 了 齿 面 的 脱 落 , 造 成 大 的 麻 烦 。 甚 至 可 能 造 成 齿 轮 的 折 断 损 坏 。 而 解 决 的 方 法 则 是 , 减 少 齿 面 的 载 荷 , 保 持 齿 面 的 润 滑 , 又 或 者 载荷不变在允许的条件下增大齿面宽度,减小齿面应力。(2)齿面剥落 大 都 发 生 在 表 面 渗 碳 的 齿 面 上 , 因 为 形 成 了 比 点 蚀 更 大 的 坑 儿 时 的 表 面下 陷 。 造 成 这种 的 原 因 主 要 是 齿 面 强 度 不 够 , 表 层 太 薄 使 得 齿 面 剥 落 。 另 外 热 处 理 不 当 使 得 渗 碳 层 碳 浓 度不均匀于是原因之一。(3)齿面胶合 有 时 在 机 械 高 速 运 转 或 者 在 大 气 压 强 过 大 的 时 候 , 机 械 内 部 存 在 局 部 的高 温 , 有 时 候冷 却 系 统 出 现 问 题 , 或 者 表 面 油 膜 遭 到 破 坏 , 从 而 使 得 齿 轮 表 面 直 接 摩 擦 而 导 致 了 高 温 , 高 压 。 这 一 系 列 原 因 使 得 两 齿 轮 表 面 粘 在 一 起 , 但 因 为 齿 轮 的 强 制 运 动 而 使 得 再 次 分 开 出 现 的 损 伤 和 磨 坏 的 现 象 , 称 之 为 叫 胶 合 。 胶 合 这 种 损 坏 现 象 在 齿 轮 顶 部 出 现 的 频 率 较 高 , 其 撕 裂 的 现 象 多 出 现 在 与 齿 线 的 垂 直 方 向 。 因 为 齿 轮 的 齿 面 胶 合 是 因 为 高 温 , 高 压 的 原 因 导 致 的 。 因 此 , 控 制 温 度 在 允 许 温 度 的 范 围 内 是 减 少 齿 轮 齿 面 胶 合 的 一 种 有 效 的 方 法 , 通 常我们用润滑剂来改善运作的状态,调节温度。(4)齿面磨损 齿轮齿面磨损顾名思义就是两齿轮齿面之间相互作用, 摩 擦滑动, 从而导致齿面磨损,造 成 划 痕 的 破 坏 现 象 。 因 为 世 界 上 不 存 在 零 摩 擦 , 所 以 齿 轮 之 间 肯 定 存 在 摩 擦 , 有 摩 擦 那 么 就 会 有 损 坏 , 一 般 情 况 下 我 们 可 以 控 制 磨 损 的 范 围 , 在 规 定 的 范 围 内 的 磨 损 是 正 常 的 允 许的。 在齿 面磨损中还存在一个研磨磨损, 它是因为齿轮在运转中掉落的小颗粒夹杂其中, 只 要 及 时 清 理 小 颗 粒 去 除 废 皮 , 是 应 该 可 以 避 免 的 。 在 新 车 才 使 用 的 时 候 存 在 磨 合 状 态 , 以 及 车 辆 长 时 间 使 用 过 后 , 按 照 方 法 更 换 相 应 的 润 滑 油 或 者 定 期 清 洗 都 是 有 效 防 止 齿 面 磨第 3 章 主减速器的设计12Cp 2TK K K K *103d10 S m fKv bJ损 的 方 法 12。3.3.2 单位齿上的圆周力1圆周力一般用于表示齿轮的耐磨性即单位齿长圆周力。 p Pb2N/mm;p Te max ig 10d1 b2 2= 1390.33N/mm;式 中 : Temax 为发动机输出的最大转矩,取 353N m;ig 为 变 速 器 第 一 挡 传 动 比 , 即 : ig=7.31;d1 为主动齿轮节圆的直径,取 63mm;还有一种按照最大附着力计算 P=G2rr1032/(b2d2) ;其 中 ,G2 是汽车满载时驱动桥给水平地面的最大重力,取 57969.6N;为轮胎与地面的附着系数,取值 0.85;rr 为轮胎的滚动半径,这里取值 0.229mm;所以 P=147.74 N。2锥形齿轮的弯曲强度计算2 10 3 T K 0 Ks KmKv b z m2 J N/ mm 2 ;式中:T 齿轮的计算转矩, N m: 如 果 是 主 动 齿 轮 则 需 要 把 计 算 转 矩 等 价 到 主 动 齿 轮上;K0货 车 超 载 系 数 : 取 1;Ks尺 寸 系 数 : 反 应 材 料 材 质 分 布 的 不 均 匀 性 , 与 齿 轮 尺 寸 大 小 及 热 处 理 方 式 等 有关。当端面模数 m1.6mm 时,Ks= 4 m / 25.4 =0.829;Km载 荷分配系数: 当两个齿轮均用骑马式支承型式时, Km1. 001.10; 如果一 个 齿 轮 用 骑 马 式 支 承 时 , Km 1.101.25。 当 齿 轮 支 承 刚 度 较 大 时 , 取 小 值 Km 取 1.1;Kv质 量 系 数 : 当 货 车 轮 齿 接 触 面 状 况 良 好 、 周 节 及 径 向 跳 动 精 度 高 时 , 可 取 Kv1;F计 算 齿 轮 的 齿 面 宽 64.81mm; Z计 算 齿 轮 的 齿 数 , 7; m齿 轮 端 面 模 数 9mm;3.锥齿轮的接触强度j (1)按 照 发 动 机 最 大 转 矩 ( 353Nm) 计 算 ;3第 3 章 主减速器的设计13j = 678.73 N mm2; (2)按 照 发 动 机 额 定 转 矩 ( 157Nm) 计 算 ;j = 413.44N mm2;满足强度条件。式中:T 齿轮的计算转矩, N m: 如 果 是 主 动 齿 轮 则 需 要 把 计 算 转 矩 等 价 到 主 动 齿 轮上;K0超 载 系 数 , 取 1;Ks尺寸系数,反映材料材质分布属性的不均匀性,与齿轮尺寸大小及热处理方 式等有关。当端面模数 m1.6mm 时 , Ks= 4 m / 25.4 =0.829;Km载 荷分配系数: 当两个齿轮均用骑马式支承型式时, Km1. 001.10; 当一个齿 轮 用 骑 马 式 支 承 时 , Km 1.101.25。 当 齿 轮 支 承 刚 度 较 大 时 取 小 值 , Km 取 1.1; Kv质量系数: 当货车轮齿接触面良好、 周节及径向跳动精度高时, 可取 Kv1; F计 算 齿 轮 的 齿 面 宽 64.81mm;Z计 算 齿 轮 的 齿 数 , 取 7;m齿 轮 端 面 模 数 取 值 9mm;J齿轮弯曲综合系数,取值由图 3.3 可得,取值 0.29;3.4 齿 轮 的 材 料 研 究 和 热 处 理图 3.2 J 的取值范围表汽 车 驱 动 桥 总 成 作 为 汽 车 最 后 一 个 大 的 总 成 , 其 主 减 速 器 齿 轮 工 作 量 很 大 , 与 其 他 部 位 的 工 作 齿 轮 相 比 , 它 的 载 荷 较 大 , 时 间 长 , 磨 损 冲 击 力 大 13。 对 于 材 料 的 要 求 是 性 价 比 高, 工艺性好 , 并且能够符合他的强度要求, 最好材料的获取容易, 对于环保有益。 。 所以 对 于 主 减 速 器 齿 轮 的 硬 度 要 求 也 同 样 严 格 。 根 据 他 的 磨 损 , 齿 轮 折 断 , 点 蚀 剥 落 等 情 况 ,第 3 章 主减速器的设计14于是对于主减速器齿轮我们有以下几点要求。1 由于齿轮的繁重运转, 因此首先具备高度弯曲疲劳强度和抗磨损的特性。 其硬度必 须足够。2适当的
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