【導(dǎo)讀】主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件?？v置的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。主減速器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪符合《機(jī)械零件手冊(cè)》中所提到的要求。通過(guò)計(jì)算機(jī)的UG軟件建立SANTANA轎車(chē)主減速器的三維實(shí)體模型，求和等技術(shù)，使建模更加精確和方便。解齒輪的受力區(qū)域。最后闡述了主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪之間嚙合間隙的。工業(yè)都是支柱產(chǎn)業(yè)之一。我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)經(jīng)過(guò)50年特別是近20年的快速發(fā)。展，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化。20xx年，汽車(chē)制造業(yè)已經(jīng)成為中國(guó)工。業(yè)第五大支柱行業(yè)。因而發(fā)展汽車(chē)工業(yè)是增強(qiáng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一種有效手段。根據(jù)我國(guó)《汽車(chē)工業(yè)振興規(guī)劃綱要》，今后。汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是獨(dú)立自主地開(kāi)發(fā)汽車(chē)及零部件。

　　

【正文】 錐齒輪 預(yù)覽對(duì)話框 ? 重復(fù)以上步驟，打開(kāi)主動(dòng)錐齒輪預(yù)覽對(duì)話框，如圖 。 圖 主動(dòng) 錐齒輪 預(yù)覽對(duì)話框 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 43 中鍵點(diǎn)選 → 彈出配對(duì) 對(duì)話框→在配對(duì)類(lèi)型中選擇對(duì)齊 →選中 2個(gè)面對(duì)齊，將主動(dòng)錐齒輪放入圖中，如圖 所示。 圖 主 、從 動(dòng) 錐齒輪 對(duì)齊部分 ? 定位組件：選中主動(dòng)錐齒輪，選擇定位組件圖標(biāo) →在對(duì)話框中選擇平移 →測(cè)量?jī)蓚€(gè)對(duì)齊平面的距離，在 Y 軸上進(jìn)行平移 ，最后進(jìn)行位置調(diào)整，如圖 所示。 圖 主、從動(dòng) 錐齒輪 裝配圖 ? 裝配完成 有 限元法分析齒輪強(qiáng)度 有限元分析（ FEA， Finite Element Analysis）的基本概念是用較簡(jiǎn)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 44 單的問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題后再求解。它將求解域看成是由許多稱(chēng)為有限元的小的互連子域組成，對(duì)每一單元假定一個(gè)合適的 (較簡(jiǎn)單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件 (如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問(wèn)題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題被較簡(jiǎn)單的問(wèn)題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問(wèn)題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。 有限元法在機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度分 析方面因具有較高的計(jì)算精度而到普遍采用，特別是在材料應(yīng)力 應(yīng)變的線性范圍內(nèi)更是如此。另外，當(dāng)考慮機(jī)械應(yīng)力與熱應(yīng)力的偶合時(shí)，像 ANSYS、 NASTRAN等大型軟件都提供了極為方便的分析手段。 齒輪是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系中普遍采用的傳動(dòng)零件。通過(guò)對(duì)齒輪齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的分析，優(yōu)化齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高齒輪的承載載力和使用壽命。 運(yùn)用 ANSYS軟件對(duì) 裝配圖中的 主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪進(jìn)行強(qiáng)度的分析。 首先將主動(dòng)錐齒輪的中心軸固定在 X軸上，使其只繞 X軸旋轉(zhuǎn)；將從動(dòng)錐齒輪的中心線固定在 Y軸上，使其只繞 Y軸旋轉(zhuǎn)，接著在從 動(dòng)軸的軸肩施加一個(gè) mN? 的載荷 （由 前面計(jì)算 得到） ， 選用材料的 彈性模量和泊松比 分別為 MPa206 和 ， 最后用 ANSYS軟件進(jìn)行 分析 ， 結(jié)果如下圖 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 45 圖 有限元法分析齒輪強(qiáng)度 從上圖中可以看出 ，顏色最深部分（紅色區(qū)域）是 應(yīng)力 最大部分，達(dá)到 MPa561 ；顏色最淺部分（淡藍(lán)色區(qū)域）是 應(yīng)力 最小部分，達(dá)到 。所選用的 材料 的抗拉 應(yīng)力 為 MPa1080 ， 安全系數(shù)為 ，由此可見(jiàn)， M P aM P a 8056 1 ? ，所設(shè)計(jì)齒輪的材料是符合標(biāo)準(zhǔn)的。 從分析來(lái)看 ， 除了接觸區(qū)域外，大部分結(jié)構(gòu)的應(yīng)力都比較小，輪齒根部的應(yīng)力也比較小 ， 最大 應(yīng)力 是發(fā)生齒輪的齒頂部位，說(shuō)明這個(gè)區(qū)域 是 接上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 46 觸表面疲勞磨損 最厲害的地方，如果對(duì)齒輪尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小應(yīng)力，便可以減小疲勞磨損。 主 、 從動(dòng)錐齒輪嚙合間隙的調(diào)整 調(diào)整方法 (1) 通過(guò)主動(dòng)錐齒輪總成和殼體間的調(diào)整大墊片進(jìn)行調(diào)整。增加調(diào)整大墊片，嚙合間隙變大 ； 反之，嚙合間隙變小。 (2) 調(diào)整大螺母調(diào)整。松左側(cè)調(diào)整大螺母，緊右側(cè)調(diào)整大螺母，嚙合間隙變小 ； 反之，嚙合間隙變大 。 注意點(diǎn) ： (1) 此時(shí)屬初調(diào)嚙合間隙 ， 一般只通過(guò)調(diào)整大螺母調(diào)整。 (2) 調(diào)整時(shí)，必須先松一側(cè)調(diào)整大螺母，再緊另一側(cè)調(diào)整大螺母，先松后緊，松幾圈，緊幾圈，以保證從動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度不變 。 檢測(cè)方法 嚙合間隙規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為 ? mm，使用極限為 mm。 檢測(cè)方法可用如下幾種 ： (1) 百分表檢測(cè)法 將百分表固定于主減速器蓋上，用百分表測(cè)頭抵在主動(dòng)錐齒輪突緣的邊上，左右轉(zhuǎn)動(dòng)突緣，測(cè)出其自由擺動(dòng)量，即為嚙合間隙。 (2) 卡尺檢測(cè)法 將 ? mm的軟金屬絲 (軟鋁絲或者保險(xiǎn)絲 )放入被動(dòng)錐齒輪齒面間，轉(zhuǎn)動(dòng)錐齒輪，用游標(biāo)卡尺測(cè)量 (被壓扁的軟金屬絲 )的厚度 ， 即為嚙合間隙。 (3) 經(jīng)驗(yàn)法 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 47 用手來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)錐齒輪突緣，憑經(jīng)驗(yàn)聽(tīng)輪齒撞擊聲，可判斷嚙合間隙大小。 主、從動(dòng)錐齒輪嚙合印痕和齒側(cè)間隙 的調(diào)整 嚙合印痕反映了主減速器齒輪的受力承載情況，主減速器的調(diào)整應(yīng)以嚙合印痕為主。 主、從動(dòng)錐齒輪嚙合印痕和齒側(cè)間隙的調(diào)整要求 ：主、從動(dòng)錐齒輪應(yīng)沿齒長(zhǎng)方向接觸，其位置控制在齒輪的中部偏向小端， 離小端端部 72? mm，接觸痕跡的長(zhǎng)度不小于齒長(zhǎng)的 50%，齒高方向的接觸印痕應(yīng)不小于齒高的50%，一般應(yīng)距離齒頂 ? mm； 齒側(cè)間隙為 ? mm，但對(duì)每一對(duì)錐齒輪副嚙合間隙的變動(dòng)量不得大于 mm。 調(diào)整原則： (1) 調(diào)整時(shí)應(yīng)先調(diào)好主、從動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度、嚙合間隙，然后調(diào)整嚙合印痕。 (2) 檢查調(diào)整嚙合印痕時(shí)，應(yīng)以前進(jìn)擋工作面為主，適當(dāng)兼顧倒退擋。 (3) 調(diào)整嚙合印痕時(shí)，應(yīng)輔助調(diào)整嚙合間隙。 (4) 調(diào)整嚙合印痕過(guò)程中，必須保證從動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度不變。 當(dāng)主 、 從動(dòng)錐齒輪嚙合印痕和齒側(cè)間隙不符合要求時(shí)，應(yīng)按照下列方法調(diào)整，簡(jiǎn)化口訣是 :“大進(jìn)從” ， 即當(dāng)嚙合印痕偏向大端時(shí)，將從動(dòng)齒輪向主動(dòng)齒輪移近 ； 若此時(shí)齒側(cè)間隙過(guò)小，則將主動(dòng)齒輪向外移開(kāi)?！靶〕鰪摹保串?dāng)嚙合 印痕偏向小端時(shí)，將從動(dòng)齒輪向主動(dòng)齒輪移開(kāi) ； 若此時(shí)齒側(cè)間隙過(guò)大，則將主動(dòng)齒輪向內(nèi)移近?！绊斶M(jìn)主”，即當(dāng)嚙合印痕偏向齒頂時(shí)，將主動(dòng)齒輪向從動(dòng)齒輪移近 ； 若此時(shí)齒側(cè)間隙過(guò)小，則將從動(dòng)齒上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 48 輪向外移開(kāi)。“根出主”，即當(dāng)嚙合印痕偏向齒根時(shí)，將主動(dòng)齒輪自從動(dòng)齒輪移開(kāi) ； 若此時(shí)齒側(cè)間隙過(guò)大，則將從動(dòng)齒輪向內(nèi)移近。 就這樣 ， 根據(jù)嚙合印痕部位反復(fù)調(diào)整，直至符合技術(shù)要求。調(diào)好嚙合 印痕后，將從動(dòng)錐齒輪軸承蓋的連接螺栓以 mN ?? 235196 的扭矩?cái)Q緊 ， 裝好防松裝置。 4．總結(jié) 1) 分析了主減速器齒輪 產(chǎn)生故障原因； 2) 理論計(jì)算，算出模數(shù)、分度圓直徑、螺旋角、齒高、重合度等齒輪的重要數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行 齒面接觸強(qiáng)度校核 及 齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度校核 理論計(jì)算及 強(qiáng)度校核 ； 3) 運(yùn)用 UG軟件創(chuàng) 建出所設(shè)計(jì)的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪 的模型； 4) 對(duì) 模型進(jìn)行受力分析； 5) 裝配模型，并且運(yùn)用有限元分析法對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度分析； 6) 闡述 主、從動(dòng)錐齒輪嚙合 間隙的調(diào)整與檢測(cè)。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 49 謝辭 本論文是在趙波 老師 的悉心指導(dǎo)下完成的。 趙波老師 為我傾注了大量心血 ， 她 的寬廣知識(shí)面和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)我課題的完成起到了很重要作用，同時(shí)對(duì)我今后 的學(xué)習(xí)和工作 來(lái)說(shuō)，這也是一筆難得 的財(cái)富 。 從 趙波 老師身上，我不僅學(xué)到了專(zhuān)業(yè)知識(shí)和學(xué)習(xí)方法，更學(xué)習(xí)到很多做人的道理，這是我 學(xué)習(xí)生活中 一筆無(wú)價(jià)的財(cái)富，我再次表示深深的謝意。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束。在此，我要感謝所有教授我們知識(shí)的老師，感謝他們四年來(lái)孜孜不倦的教導(dǎo)，感謝他們?cè)诖舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)中給予我們的幫助和指導(dǎo)。你們所傳授我們的并不只有書(shū)本上的知識(shí)，更傳授了我們?cè)趯W(xué)習(xí)中應(yīng)有的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法，這將在我今后的人生中受益無(wú)窮。 最后，我要感謝父母的養(yǎng)育之恩，他們勤勞樸素的作風(fēng) 、 誠(chéng)實(shí)善良的品德，是我一生的榜樣。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 50 參考文 獻(xiàn) [1] 陳家瑞 .汽車(chē)構(gòu)造 [M]. 吉林：人民交通出版社， 20xx. [2] 余志生 .汽車(chē)?yán)碚?[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 20xx. [3] 張洪欣 .汽車(chē)設(shè)計(jì) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1996. [4] 唐藝 .新編汽車(chē)構(gòu)造 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 1998. [5] 龔微塞 .汽車(chē)現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造 [M]. 北京：人民交通出版社 , 20xx. [6] 蔡興旺 .汽車(chē)構(gòu)造與原理 [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx. [7] 劉雅琴 .上海桑塔納轎車(chē)結(jié)構(gòu)圖冊(cè) [M].上海：上?？萍汲霭嫔?, 1997. [8] 成大先 .機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [9] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京：高等教育出版社， 1995. [10]蔡春源 .機(jī)械零件設(shè)計(jì) [M].北京： 冶金工業(yè)出版社， 1996. [11]宋容生 .螺紋聯(lián)接軸向預(yù)緊力試驗(yàn)分析 [J]， 20xx. [12]陳立群 ， 戈新生 ， 徐凱宇 ， 薛紜 .理論力學(xué) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [13]龔勉，唐海翔，趙波，陳建軍 .UG CAD 應(yīng)用案例集（ NX 版） [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [14]趙波，龔勉，浦維達(dá) . UG CAD 實(shí)用教材 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [15]江漫清，吳亞良 .上海汽車(chē) — CAD/CAE/CAM 在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 [J],1998. [16]張昕，韓書(shū)葵，田毅 . 快速入門(mén)實(shí)例教程 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx. [17]曹張 .汽車(chē)后橋主減速器裝配過(guò)程的力學(xué)性能分析與隔套選型 [J],20xx. [18]高杰，王俊奇 .驅(qū)動(dòng)橋單級(jí)主減速器總成裝配 [J]， 20xx. [19]徐貴福，張繼峰 .主減速器的常見(jiàn)故障與調(diào)整 [J]， 20xx. [20]李友勝，馮淑波 .主減速器裝配與調(diào)整的重要性 [J]， 20xx. [21]西安交通大學(xué)，天津齒輪機(jī)床研究所 .格利森錐齒輪技術(shù)資料 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1986. [22]國(guó)營(yíng)渭陽(yáng)柴油機(jī)廠 .直齒圓錐齒輪 [M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1978. 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 51 [23]莫維尼 .有限元分析： ANSYS 理論與應(yīng)用 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. [24]Heisler, Heinz. ADVANCED VEHICLE TECHNOLOGY. England: Oxford, 20xx. 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)主減速器設(shè)計(jì)與分析 52 原文說(shuō)明 原文說(shuō)明的內(nèi)容是： 越野車(chē)主減速器的傳動(dòng)故障分析 題名 ： Failure analysis of a final drive transmission in offroad vehicles 作者 ： E. Makevet, I. Roman 來(lái)源 ： 上海圖書(shū)館電子閱覽室下載