【正文】 （ ） ?? （ ） 20 由 式 （ ） 與 （ ）聯(lián)立可得 : 11( )?? ? ??? ? ? ? （ ） 1 1 2( 0 .0 2 1 .0 6 )? ? ? ??? ? ? ? （ ） 式中： aK —— 大齒輪齒頂高系數(shù)取 TR?? —— 傾根錐母線收縮齒齒根角齒頂角之和 1 0 .1 3 2 7 3 .4 3 ( 0 .0 2 7 1 .0 6 ) 4 2 .6 6 39。1222222sin a r c c o t 1 .2c o s3 4 3 8 1 .1 5 0 0 .1 5 2 .0 sinczdFKzz????? ??????? 73 5 0 5 4 .2 5 sin a r c c o t 1 .23 .7 c o s 3 6 .1 403 4 3 8 1 .1 5 0 0 .1 34040 2 .0 sin a r c ta n7?? ????????? 39。 40mh??? ? ? ? ? ??????? ? 239。mh —— 大齒輪齒寬中點處的齒頂高； 239。 1 .1 5 0 0 .1 5m gmhh?? （ ） 17 222cosmgm KRh z ?? （ ）222 sin2 .0cim dFR ??? （ ）122arc zz? ? （ ）22sinmm RA ?? （ ） 221arctanzz? ? （ ） 由（ ） 與 （ ）聯(lián)立可得 : 1222si n a r c c ot cmzdFzR ?? （ ）12222( s in a r c c o t 1 . 2 ) c o s2 . 0cgmzK d Fzhz??? （ ）122222( s in a r c c o t 1 . 2 ) c o s39。39。 這種情況可用傾錐根母線收縮齒的方法或仔細選用刀盤半徑加以改善，即當雙重收縮齒會使齒高方向收縮過多， 而標準收縮齒會使齒厚收縮過多時，可采用傾錐根母線收縮齒作為兩者之間的這種。雙重收縮齒的優(yōu)點在于能提高小齒輪粗切工序的效率。30′或 20176。 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。 =176。 選時應(yīng)考慮它對齒面重合度 fm ，輪齒強度和軸向力大小的影響， ? 越大，則 fm也越大，同時嚙合的齒越多，傳動越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高， fm 應(yīng)不小于 ，在 ～ 時效果最好，但 ? 過大，會導致軸向力增 大。 a b c d 圖 雙曲面齒輪的偏移方式 （ 5） 螺旋角 ? 的選擇 雙曲面齒輪螺旋角是沿節(jié)錐齒線變化的，輪齒大端的螺旋角輪齒小 0? 最大， 端螺旋角 i? 最小，齒面寬中點處的螺旋角 m? 稱為齒輪中點螺旋角。 E=(～ ) 2d =(～ )? 350=～ 初選 E=37m 雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種 ，如圖 所示：由從動齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動齒輪處于右側(cè)，這時如果主動齒輪在從動齒輪中心線上方時，則為上偏移，在下方時則為下偏移。 另外 ,由于雙曲面齒輪的幾何特性 ,雙曲面小齒輪齒面寬比大齒輪齒面寬要大。 齒面過寬并不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。 TG —— 所牽引的掛車滿載時總 重量， N，但僅用于牽引車的計算； Rf —— 道路滾動阻力系數(shù)，對于載貨汽車可取 ~；在此取 ； Hf —— 汽車正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)，對于載貨汽車可取 ~在此取 ； pf —— 汽車的性能系數(shù)在此取 0； 11 LB? ， LBi —— 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的 傳動效率和傳動比， LB? 取 ，由于沒有輪邊減速器 LBi 取 ； n —— 該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目在此取 1； r —— 車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為 ，滾動半徑為 。 綜上所述，由于本車為中型載貨汽車，主減速器從動齒輪不宜采向心球軸承，應(yīng)采用圓錐滾子軸承支承，并用螺栓與差速器殼突緣連結(jié)。但為了增加支承剛度，應(yīng)當減小尺寸 c＋ d；為了使載荷均勻分配，應(yīng)盡量使尺寸 c 等于或 大于尺寸 d。 從動錐齒輪的支撐形式及安置方法 主減速器從動雙曲面齒輪的支承剛度依軸承的形式、支承間的距離和載荷在支承之間的分布而定。 8 圖 跨置式 支承 裝載質(zhì)量較大的汽車主減速器主動齒輪都是采用跨置式支承。 其特點是結(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。 主動錐齒輪的支撐 形式 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 ,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 如圖 所示，齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承 于一對軸承上。兩種齒輪都在同樣的機床上加工，加工成 本基本相同。負荷大時效率高。此外，雙曲面齒輪傳動還具有沿齒長方向的縱向滑動。 (4)蝸桿傳動 與錐齒傳動相比，蝸桿傳動有如下優(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 。當傳動比小于 2 時，雙曲面主動齒輪相對于螺旋錐齒輪主動齒輪就顯得過大，這時選用螺旋錐齒 輪更合理，因為后者具有較大的差速器可利用空間。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當?shù)穆菪F齒輪比較，負荷可提高至 175％。主動齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于從動齒輪的。這樣就能在每個齒輪的兩邊布置尺寸緊 湊 的支承。其空間交叉角也都是采用 90186。交角的布置。圓柱齒輪傳動應(yīng)用于發(fā)動機橫置的前置前驅(qū)動乘用車和雙級主減速器驅(qū)動橋。 (4)單級貫通式主減速器、雙級貫通式主減速器 單級貫通式主減速器、雙級貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動汽車上 ,本車為單橋驅(qū)動 ,所以不采用。單級主減速器都是采用一對螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪，也有采用蝸輪傳動的。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計的目標是設(shè)計一種滿載質(zhì)量為 9t 的 中 型載貨汽車的主減速器，本設(shè)計主要研究的內(nèi)容有： 主減速器的 齒輪類型、主減速器的減速形式、主減速器主動齒輪和從動錐齒輪的支承形式、主減速器計算載荷的確定、主減速器基本參數(shù)的選擇、主減速器齒輪的材料及熱處理、主減速器軸承的計算、對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理、對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)、對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計、全浮式半軸計算載荷的確定、全浮式半軸的直徑的選擇、全浮式半軸的強度計算、半軸花鍵的強度計算 ,運用 ANSYS 對主動錐齒輪 進行有限元分析 。 單級 蝸桿 蝸輪主減速器 在汽車驅(qū)動橋上也得到了一定應(yīng)用 [6]。兩種齒輪在載荷作用下對安裝誤差的敏感性本質(zhì)上是相同的。但雙曲面齒輪的縱向滑動產(chǎn)生較多的熱量，使接觸點的溫度升高，因而需要用專門的雙曲面齒乾油來潤滑，且其傳動效率比螺旋錐齒輪略低，達 96％。例如， 在乘用車上 當主減速器采用下偏置 (這時主動齒輪為左旋 )的雙曲面齒輪時，可降低 傳動軸的高度，從而降低了車廂地板高度或減小了因設(shè)置傳動軸通道而引起的地板凸起高度，進而可使車 輛 的外形高度減小 [5]。因為如果保持兩種傳動的主動齒輪直徑一樣，則雙曲面從動齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對于主減速比大于 的傳動有其優(yōu)越性。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃育X輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當量曲率半徑 為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。因此，雙曲面?zhèn)鲃育X輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。當偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁通過。 單級雙曲面齒輪 其主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動橋上，主減速齒輪副都是采用 90186。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。 全套圖紙，加 153893706 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 主減速器 是傳動系的 一 部分 ，與差速器，車輪傳動裝置和橋殼共同組成驅(qū)動橋。 1 第 1章 緒 論 選 題的目的和意義 主減速器是驅(qū)動橋的重要組成部分 ，其性能的好壞直接影響到車輛的動力性、經(jīng)濟性。 對主減速器的研究能極大地促進我國的汽車工業(yè)的發(fā)展。其中 應(yīng) 用得最廣泛的是 采用 螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪 的單級主減速器 。 單級 螺旋錐齒輪 減速器 其主、從動齒輪軸線相交于一點。加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，面是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另— 端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時，噪聲和振動也是很小的。這個偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距 [3]。雙曲面齒輪的偏移距使得其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。當要求傳動比大而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪更為合理。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。這種滑動有利于唐合，促使齒輪副沿整個齒面都能較好地嚙合，因而更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲。螺旋錐齒輪也是一樣，其效率可達 99％。然而雙曲面?zhèn)鲃拥男↓X輪較大，所以刀盤刀頂距較大，因而刀刃壽命較長。其惟一的缺點是 需 用昂貴的有色金屬的合金 (青銅 )制造，材料成本高，因此未能在大批量生產(chǎn)的汽車上推廣。 (1)單級主減速器 由于單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點，廣泛用在主減速比 i、小型汽車上。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)雜的操縱裝置 所以本車不采用。 齒輪的類型的選擇 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面齒輪。交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動橋上 ，主減速齒輪副都是采用 90186。 （ 2） 雙曲面齒輪 其主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。當偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁 通過。因此，雙曲面?zhèn)鲃育X輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃育X輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當量曲率半徑 較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。 6 因為如果保持兩種傳動的主動齒輪直徑一樣，則雙曲面從動齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對于主減速比 i≥。 （ 3） 圓柱齒輪傳動 一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動機橫置且前置前驅(qū)動的轎車驅(qū)動橋，在此不采用。 像圓柱齒輪傳動只在節(jié)點處一對齒廓表面為純滾動接觸而在其他嚙合點還伴隨著沿齒廓的滑動一樣，螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動都有這種沿齒廓方向的滑動。其傳動效率與倔移距有關(guān)，特別是與所傳遞的負荷大小及傳動比有關(guān)。如果螺旋錐齒輪的螺旋角與相應(yīng)的雙曲面主、從動齒輪螺旋角的平均值相同，則雙曲面主動齒輪的螺旋角比螺旋錐齒輪的大，而其從動齒輪的螺旋角則比螺旋錐齒輪的小，因而雙曲面主動齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的大，而從動 齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的小。 綜上所述各種齒輪類型的優(yōu)缺點 ,本文設(shè)計的 CA1090 中 型車主減速器采用雙曲面齒輪 。 當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。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。 CA1090作為 中 型貨汽車 ,采用 結(jié)構(gòu)較為簡單的懸臂式，以降低成本 。為了防止從動齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊 。只有當采用直齒或人字齒圓柱齒輪時，由于無軸向力，雙級主減速器的從動齒輪才可以安裝在向心球軸承上。 所以