【正文】 .............................................. 10 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................................................................... 10 電機(jī)的選擇 ......................................................................................................................................... 10 主減速器 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 ..............................................................................11 主減速器傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ........................................................................ 12 主減速器圓柱齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................................................... 13 主減速器 軸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 ...................................................................................................... 21 主減速器 軸承壽命的校核 ........................................................................................................... 34 潤(rùn)滑與密封 ......................................................................................................................................... 37 結(jié)論 ............................................................................................................................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................................... 40 致謝 ............................................................................................................................................................................. 41 前言 汽車后橋（驅(qū)動(dòng)橋）位于傳動(dòng)系的末端。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。隨著目前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲，汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，所以電瓶裝置驅(qū)動(dòng)的電力車就成了新型的貴族，而設(shè)計(jì)相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就顯得尤其重要了。外廓尺寸小，保證高爾夫球車具有足夠的離地間隙，以滿足通過(guò)性的要求。 3） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。 5） 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。 在本設(shè)計(jì)中還采用了 CAD 繪圖軟件分別進(jìn)行了工程圖的繪制，運(yùn)用 CAD 繪制了、行星齒輪軸以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)半軸的零件圖，通過(guò)對(duì) CAD 的編輯工具與命令的運(yùn)用，掌握了從 CAD 基礎(chǔ)圖形的繪制→基礎(chǔ)零件的繪制→各類零件圖的創(chuàng)建與繪制的方法，并且理解了機(jī)械圖繪制的工作流程，為今后更好的學(xué)習(xí)和掌握各種應(yīng)用軟件和技能打下堅(jiān)實(shí)的 基礎(chǔ)。電瓶車使用壽命一般為 8至 12年，其蓄電池使用壽命一般為 14年（視使用維護(hù)情況）。 電瓶車發(fā)展歷史：源于 19世紀(jì) 80年代，用作私人轎車、載重卡車和城市公共交通車。 1920年之前，電瓶車一直在和汽油車競(jìng)爭(zhēng)，后來(lái)電瓶車開始減少，因?yàn)殡妱?dòng)啟動(dòng)器使汽油動(dòng)力車變得更具吸引力，加上大量 生產(chǎn)使汽油車成本降低。從 70年代開始，各國(guó)又重新對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)生興趣，尤其是受到不應(yīng)依賴外國(guó)石油和環(huán)境問題影響，導(dǎo)致一再改進(jìn)電瓶車速度和行駛距離。電動(dòng)車是目前世界上唯一能達(dá)到零排放的機(jī)動(dòng)車。 我國(guó)石油 資源比較貧乏，燃油與尾氣的排放污染又是未來(lái)大中城市大氣污染的主要污染源。 電動(dòng)車作為綠色交通工具，將在 21世紀(jì)給人類社會(huì)帶來(lái)巨大的變化。 目前我國(guó)電動(dòng)車研究已取得階段性成果，完成了概念車車身設(shè)計(jì)構(gòu)想書及界面設(shè)計(jì)，電池方面正在組織開發(fā)鎳氫電池、鋰離子電池、鋅空氣電池、燃料電池，有望取得突破。電動(dòng)車項(xiàng)目的國(guó)際合作正在按計(jì)劃進(jìn)行。 為維護(hù)我國(guó)能源安全，改善大氣環(huán)境，提高加入 WTO 后 我國(guó)汽車工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，科技部在 十五 國(guó)家 863計(jì)劃中，特別設(shè)立電動(dòng)車重大專項(xiàng)。計(jì)劃在 十五 期間，促進(jìn)我國(guó)符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的研發(fā)體系、機(jī)制和人才隊(duì)伍的形成，以電動(dòng)車的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺(tái)為工作重點(diǎn)，力爭(zhēng)在電動(dòng)車關(guān)鍵單元技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)及整車技術(shù)上取得重大突破，集中有限資源搶占新一代電動(dòng)車制高點(diǎn)，促進(jìn)我國(guó)汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。同時(shí)，完善國(guó)家電動(dòng)車示范區(qū)和相關(guān)電動(dòng)車檢測(cè)基地的建設(shè)；研究、制定促進(jìn)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的政策、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)；支持北京綠色奧運(yùn)車輛的研發(fā)和應(yīng)用示范。 在電動(dòng)車共性關(guān)鍵技術(shù)上，建立我國(guó)電動(dòng)車整車的網(wǎng)絡(luò)、總成及通訊協(xié)議規(guī)程，開發(fā)電動(dòng)車基本車輛控制器模塊，發(fā)展帶有電子管理系統(tǒng)的高性能動(dòng)力蓄電池組和具有 數(shù)字控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，形成我國(guó)電動(dòng)車零部件工業(yè)基礎(chǔ)。 科技部部長(zhǎng)徐冠華說(shuō)，中國(guó)發(fā)展電動(dòng)車非常緊迫和重要，中國(guó)車工業(yè)有跨越式發(fā)展的可能，所以要堅(jiān)定不移地發(fā)展電動(dòng)車。 中國(guó)發(fā)展電動(dòng)車具有獨(dú)特的有利條件。中國(guó)人 口眾多，具有世界最龐大的客運(yùn)交通市場(chǎng)，因此也具有世界最龐大的電動(dòng)觀光車、電動(dòng)小轎車市場(chǎng)，這為中國(guó)電動(dòng)車技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了特殊的市場(chǎng)有利條件。目前在中國(guó)的石油消費(fèi)中，交通運(yùn)輸業(yè)用油增長(zhǎng)最為迅速。美伊戰(zhàn)爭(zhēng)再次敲響中國(guó)石油安全問題的警鐘。 第二章 主減速器的設(shè)計(jì) 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒 輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點(diǎn)，比如對(duì)嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置。此外，雙曲面齒輪傳動(dòng)還具有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)。但雙曲面齒輪的縱向滑動(dòng)產(chǎn)生較多的熱量，使接觸點(diǎn)的溫度升高，因而需要用專門的雙曲面齒乾油來(lái)潤(rùn)滑，且其傳動(dòng)效率比螺旋錐齒輪略低，達(dá)96％。負(fù)荷大時(shí)效率高。兩種齒輪在載荷作用下對(duì)安裝誤差 的敏感性本質(zhì)上是相同的。兩種齒輪都在同樣的機(jī)床上加工，加工成本基本相同。 主減速器的減速形式 由于 i=6，一般采用雙級(jí)主減速器， 雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)：雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單的一種，制造工藝較簡(jiǎn)單，成本較低，經(jīng)濟(jì)性好；目前高爾夫球車發(fā)動(dòng)機(jī)由于在載荷較小的情況下，選用雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的裝置，來(lái)完成高爾夫球車的慢速與平穩(wěn)的駕駛要求，雙級(jí)的傳動(dòng)雖然效率有所下降，但是其平穩(wěn)性好，適合在高爾夫球場(chǎng)上的行駛； 主減速器一二級(jí)主，從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式 作為一個(gè)載荷較小，極速不高的高爾夫球車來(lái)說(shuō)，其支承形式很簡(jiǎn)單，不用過(guò)于復(fù)雜。導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式，并且內(nèi)外圈可以分離（有時(shí)不帶內(nèi)圈），以利于拆裝。 （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率，按參考文獻(xiàn) [1]有 awd PP ?? 由式 得 wwVFP ?1000.? kw 可取工作機(jī)效率 ?w? 傳動(dòng)裝置的總效率 242 齒輪軸承聯(lián) ???? ?a 查參考文獻(xiàn) [1]第 10 章中表 102 機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值，確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率 ?聯(lián)? ，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)） ?軸承? 開式齒輪傳動(dòng)效率 ?齒輪? ，代入得 242 ????? 所需電動(dòng)機(jī)功率為 kwkwVFP ww 215501000 . ??? ??? ? 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 cdP 略大于 dP 即可，由參考文獻(xiàn) [1]第 19 章所示 Y型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，選電動(dòng)機(jī)的 額定功率 cdP 為 4 kw。由參考文獻(xiàn) [1]表 191 查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于表 1 中 表 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比 表 中，方案 2 的電動(dòng)機(jī)重量輕，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊，制造成本高，故不可取。 主減速器 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 計(jì)算總傳動(dòng)比： 方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功率kwPcd/ 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/( minr ) 總傳動(dòng) 比 ai 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿 載 轉(zhuǎn) 速 1 Y112M4 4 1500 1400 2 Y112M2 4 3000 2890 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 mn 及工作機(jī)轉(zhuǎn)速 n ，可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比為 ??? nni ma 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比： 對(duì)于兩級(jí)展開式圓柱斜齒輪減速器，當(dāng)兩級(jí)齒輪的材料的材質(zhì)相同，齒寬系數(shù)相同時(shí)，為使各級(jí)大齒輪浸油深度大致相近（即兩個(gè)大齒輪分度園直徑接近），且低速級(jí)大齒直徑略大，傳動(dòng)比可按下式分配，即 ii )~(1 ? 式中： — 高速級(jí)傳動(dòng)比 i — 減速器傳動(dòng)比 又因?yàn)閳A柱齒輪傳動(dòng)比的單級(jí)傳動(dòng)比常用值為 3～ 5， 所以選 ?i , ?i 。 1．選定 齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 3）試選小齒輪齒數(shù) 221?Z ，大齒輪齒數(shù) ????? ZiZ ，取 722 ?Z 4）選取螺旋角。 。 故 載 荷 系 數(shù) ?????? ?? HHvA KKKKK 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn) [2] 得 mmmmKKdd tt 3311 ???? 7）計(jì)算模數(shù) mmmmZdm n 22c os11 ???? ?? 3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 參考文獻(xiàn) [2] 213 212 co s []F a S an dFK T Y YYm Z???? ? ??? （ 1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?? FFvA KKKKK 2）根據(jù)縱向重合度 ?? ? ，從參考文獻(xiàn) [2]查得螺旋角影 響系數(shù) Y?= 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) o s72c o s o s22c o s33223311??????????ZZZZvv 4）查取齒型系數(shù) 由參考文獻(xiàn) [2]查得 ?FaY ； ?FaY 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由參考文獻(xiàn) [2]查得 ?SaY ； ?SaY 6）由參考文獻(xiàn) [2]查得小齒輪的彎曲疲勞極限 1 500FE aMP? ? ，大齒輪的彎曲疲勞極限 2 380FE aMP? ? 7）由參考文獻(xiàn) [2]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK ； 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S=，由文獻(xiàn) [2]式（ 1012）得 M P aM P aSKM P aM P aSKFEFNFFEFNF ][ ][222111?????????????? 9）計(jì)算大，小齒輪的 []Fa SaFYY?，并加以比較 0 1 7 0 3 0 7 6 2 ][0 1 4 8 9 2 5 4 1 ][222111????????