【正文】 () 式中：已知 P， R1， A1 , d1m , a=35mm， b=20mm， c=15mm。 = 35100000 = h 23 對于軸承 A 和 B， 分別 是單獨(dú)一個軸承，根據(jù)尺寸，在此 軸承 A 選用 N205E 型軸承， d=25mm,D=52mm， Cr=[14]。 24 對單列圓錐滾子軸承來說，當(dāng) eRA?時， X =1， Y =0；當(dāng) eRA?時， ?X ， Y 值及判斷參數(shù) e 見軸承手冊或產(chǎn)品樣本。 差速器是個差速傳動機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動，用來保證各驅(qū)動輪在各種運(yùn)動條件下的動力傳遞，避免輪胎與 25 地面間打滑。于是 1? = 2? = 0? ， 即差速器不起作用，而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。 普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成（如圖 所示）。 在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左、右兩半軸齒輪的齒數(shù) RL zz 22 , 之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n所整除，否則將不能安裝，即應(yīng)滿足： nzz rL 22? = I （ ） 式中： z2L ， z2r——左，右半軸齒數(shù)， z2L =z2r； n——行星齒輪數(shù)， n=4； I——任意整數(shù) 。 （ 6） 行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 的確定 行星齒輪安裝孔 ? 與行星齒輪名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度 L 就是行星齒輪在其軸上的支承長度 ， 如圖 所示。 8 軸交角 ? 90176。 17 面錐角 211 ??? ??o ； 122 ??? ??o 1o? =176。12 1s = mm 2s = mm 22 齒側(cè)間隙 B =～ mm B = 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動 的相對運(yùn)動，所以差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對于疲勞壽命則不予考慮。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器計(jì)算載荷 、并根據(jù)有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造 32 的標(biāo)準(zhǔn)對齒輪參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，最后對螺旋錐齒輪的相關(guān)幾何尺寸參數(shù)進(jìn)行列表整理，并且對主動、從動齒輪進(jìn)行 強(qiáng)度校核。經(jīng)過 10余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫 ，使得每一個獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品 造型而工作，不管他是哪一個部門的。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。 PRO/E 建模 主減速器殼體的建模 主減速器殼的建模步驟： （ 1） 利用草繪命令繪制如圖 所示 ； 圖 主減速器殼體的草繪 （ 2）利用旋轉(zhuǎn)命令繪制如圖 所示 ； 35 圖 主減速器殼體的旋轉(zhuǎn) （ 3）利用拉伸命令繪制如圖 所示 ； 圖 主減速器殼體的拉伸 （ 4）利用草繪繪制如圖 所示 ； 圖 完成的 草繪 圖 （ 5）利用拉伸命令中的去除材料功能繪制如圖 所示 ； 36 圖 拉伸去除材料 （ 6）利用鏡像命令繪制如圖 所示 。 為下一步主減速器主要零部件的有限元分析做好準(zhǔn)備。如線彈性系統(tǒng)的應(yīng)力分析，也可應(yīng)用在靜力學(xué)、靜磁學(xué)、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)和多孔介質(zhì)中的流體流動等的分析。具體來講，有限元分析應(yīng)用體現(xiàn)在一是在機(jī)械與汽車的設(shè)計(jì)中，對所有結(jié)構(gòu)件、 43 主要機(jī)械零部件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性分析，有限單元法是不可替代的工具。 依次展開 Main MeunPreprocessorElement TypesAdd。 在機(jī)械與汽車結(jié)構(gòu)分析中，有限單元法已作為一種常用的基本方法被廣泛使用。由分法有限元擴(kuò)展到加權(quán)殘數(shù)法與能量平衡法有限元，由彈性力學(xué)平面問題擴(kuò)展到空間問題、板殼問題，有靜力平衡問題擴(kuò)展到穩(wěn)定性問題、動力問題和波形問題，由線形問題擴(kuò)展到非線形問題，分析對象由彈性材料擴(kuò)展到塑性、粘彈性、粘塑性和復(fù)合材料等，由結(jié)構(gòu)分析擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)優(yōu)化乃至與設(shè)計(jì)自動化，從固體力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域 [17]。在系統(tǒng)彈出的記事本窗口中輸入曲線方程為： r=db/2 theta=t*60 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0 在“伸出項(xiàng)”對話框中單擊【確定】完成漸開線的創(chuàng)建，完成后的漸開線如圖 所示； 39 圖 完成后的漸開線 (6)創(chuàng)建齒根圓 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，或者依次在主菜單內(nèi)單擊 “插入”→ “旋轉(zhuǎn)”，彈出“旋轉(zhuǎn)”定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 “位置”→ “定義”，彈出“草繪”定義對話框； 繪制如圖 所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊 按鈕， 完成草圖的繪制； 圖 繪制二維草圖 在“旋轉(zhuǎn)”定義操控面板進(jìn)行如圖 的設(shè)置，單擊 按鈕完成齒根圓的創(chuàng)建。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。這些特征是一些普通的機(jī)械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。 1985 年， PTC 公司成立于 美國 波士頓，開始參數(shù)化建模 軟件 的研究。 軸承座的基本尺寸的確定 軸承座的寬度為 37mm，連接螺栓的距離為 123mm，螺栓孔中心距軸承座邊緣的距離為 14mm，軸承座的內(nèi)徑分別為 72mm、 80mm。2102 s in2 ?? hd ?? ?? mm ?? mm 30 21 理論弧齒厚 21 sts ?? ? ? mhhts ?? ???? t a n2 39。022 arctan Ahf?? 1? =176。 圖 汽車差速器直齒錐齒輪切向修正系數(shù)（弧齒系數(shù)） 表 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表（長度單位 mm） 序號 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 切向修正系數(shù) 29 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥10，應(yīng)盡量取最小值 1z =10 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿足式（ ） 2z =18 3 模數(shù) m m =5mm 4 齒面寬 F=(～ )A0 。50 21 21 ???? （ ） （ 5） 壓力角 ? 目前汽車差速器齒輪大都選用 39。半軸齒輪的齒數(shù)采 用 14～ 25。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。行星齒輪的中心點(diǎn)為 C， A、 B、 C 三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 r 。 主 減速器相關(guān)零部件的設(shè)計(jì) 差速器的設(shè)計(jì) 汽車在行使過程中，左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動半徑不相等；這樣，如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會加劇輪胎磨損，另一方面會使轉(zhuǎn)向 沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。 軸承 C,D 的徑向載荷 ? ? ? ? 212 mC AdPbPbaR ??? = N （ ） ? ? ? ?212 mD AdPcPcaR ??? = N （ ） 上式 a =210 ㎜ b=120 ㎜ c=90 ㎜ 因?yàn)檩S承 C， D 是對稱安裝，且型號承受載荷相同，所以 C,D 的軸承壽命相同，所以計(jì)算軸承 C的壽命即可。 若大修里程 S 定為 100000 公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命即 ： amvSL ?h39。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪的徑向力，圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。 m； Ga——汽車總重， kN。 作用在主減速器主動齒輪上的力 如圖 所示錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。 m； ig —— 變速器的傳動比； d1 —— 主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取 49mm。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落） 、磨損和擦傷等。 所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時針運(yùn)動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。 從動錐齒輪節(jié)圓直徑 d2及端面模數(shù) mt的選擇 根據(jù)從動錐齒輪的 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 見式 計(jì)算依據(jù)，按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 322 jd TKd ?? () 式中： 14 Kd2——直徑系數(shù)，取 Kd2=13～ ； Tj——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N 綜上分析，本設(shè)計(jì)中采用單級減速器就能滿足要求。 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)減速齒輪形式不同，單級貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結(jié)構(gòu)。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。 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。 (3)便于汽車的總布置及貫通式多橋驅(qū)動的布置。在齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為中點(diǎn)螺旋角 (圖 )。 主減速器齒輪的類型分析 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。 從動錐齒輪的支承 6 圖 從動錐齒輪輔助支承 圖 主、從動錐齒輪的許用偏移量 從動錐齒輪的支承 (圖 c)，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)。 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。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)。主減速器齒輪使用壽命更長、噪音更低、強(qiáng)度更大，潤滑密封性能更好 。 與國外相比，我國的車用減速器開發(fā)設(shè)計(jì)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(dú)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后。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。 1 第 1 章 緒 論 研究 目的和意義 輕型貨車在汽車行業(yè)中占有較大的比重，而主減速器是輕型貨車的一個重要部件，其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的動力性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計(jì)要求。 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。新一代減速器設(shè)計(jì)開發(fā)的突出特點(diǎn)是 :不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計(jì)上完全遵從模塊化設(shè)計(jì)原則，產(chǎn)品配套實(shí)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(diǎn)，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(jì)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。在額定軸荷相同時，車橋的超載能力更強(qiáng) 。 4 第 2 章 主減速器結(jié)構(gòu)方案確定 輕型貨車參數(shù) 車型 ： 東風(fēng) EQ1060F 驅(qū)動形式 ： 4 2 裝載質(zhì)量 ： 3 噸 總質(zhì)量 ： 6 噸 發(fā)動機(jī)最大功率 ： 71kw 轉(zhuǎn)速 ： 3200 轉(zhuǎn) /分 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ： 245 mN? 轉(zhuǎn)速 ： 2200 轉(zhuǎn) /分 輪胎型號 ： —16 主減速器比 ： i0= 變速器傳動比 ig 低檔 — ；高檔 V 擋 — 最高車速 ： 90 km/h 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。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān) [4]。 在本設(shè)計(jì)中，由于載荷量 超過 2 噸，故采用 跨置 式 。主、從動齒輪受載變形或移動的許用偏移量如圖 所示 [6]。 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(diǎn) A 的切線 TT 與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角。 (2)在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且