某货车减速器设计

1、中北大学信息商务学院2016届毕业设计说明书中北大学信息商务学院毕业设计说明书重型汽车车桥主减速器设计 学生姓名：赵 鸿 源 学号：12010142X20 系 别： 机 械 工 程 系 专 业： 车 辆 工 程 指导教师： 仝 志 辉 职称：讲 师 2016年05月27日重型汽车车桥主减速器设计 摘要：随着社会的不断进步，生活水平的不断提高，机械化越来越取代手工。这样大量解放了人类的为生活而消耗的体能。在不久的将来，汽车将普及各个家庭，重型汽车作为汽车的一部分，而重型汽车也会越来越提高性能与稳定性。主减速器的设计对重型汽车的车桥的可靠性、稳定性有着举足轻重的作用，也影响着重型汽车行驶的动力行和

2、平顺性。因此主减速器的结构形式以及设计相当于重型汽车的灵魂。主减速器的主要功用就是减小转速以及增大扭矩。就是以少数带动多数，从而达到减速效果，并且还能利用特殊齿轮改变方向。但是对于重型汽车而言，因为体积大承受的压力也大，所以对主减速器的会有适合重型汽车特别的要求。因为重型汽车有时候不可避免需要走一些凹凸不平的路面，这就需要主减速器的外形尺寸要小一点，要产生足够的离地间隙，保证正常的行驶在路面上。齿轮的衔接、传动要平稳，尽量产生的噪音小。有强大的动力性，并且具有高的传动效率。以为重型汽车一般工作的环境恶劣，所以对主减速器的刚度和强度有较强的要求。主减速器的质量尽可能的小，可以改善重型汽车行驶的平

3、顺性。还有一个就是结构要简单，便于拆装。主减速器一般分为单级主减速器和双级主减速器，在进行单、双级主减速器的选择与抉择中，根据系统的分析与调研，感觉双级主减速器更适合重型汽车。下面进行重型汽车双级主减速器的设计。关键词：重型汽车；主减速器The design of the main reducer heavy automobile axle Abstract：With the continuous progress of society, the continuous improvement of living standards, more and more machinery to rep

4、lace the manual. Such a large number of the liberation of the human life and consumption of physical. In the near future, the car will be popular in all families, heavy vehicles as part of the car, but also more and more heavy-duty vehicles to improve performance and stability. Finaldesign of heavy

5、vehicle axle of the reliability, stability has a pivotal role, also affects the heavy vehicle driving power, and smooth. So the structure of the main reducer and the design is equivalent to the soul of the heavy truck. The main function of the main reducer is to reduce the speed and increase torque.

6、 Is a small number of led to the majority, so as to achieve the reduction effect, and can also use the special gear to change direction. But for heavy vehicles, because of the large size of the pressure is also large, so the main reducer will be suitable for the special requirements of heavy vehicle

7、s. Because of the heavy duty truck sometimes inevitable need to go some uneven pavement, which requires main deceleration device dimensions should be smaller, to generate sufficient ground clearance, to ensure the normal driving on the road. The connection of the gear, the transmission must be smoot

8、h, as far as possible the noise is small. The quality of the main reducer is as small as possible, which can improve the ride comfort of heavy duty vehicles. There is a structure to be simple, easy to assemble and disassemble.Main reducer is generally divided into single-stage main reduction device

9、and main two-stage reducer, in single, double stage main reduction device of choice and choices, according to the system analysis and the investigation and study, feeling main two-stage reducer is more suitable for heavy duty truck. Design of double stage main reducer for heavy duty truck.Keywords:h

10、eavy duty truck；main reducer目 录摘 要 Abstract 1 绪 论 51.1 本设计的目的和意义 51.2 国内外对主减速器研究的现状以及未来的发展趋势 51.3本次设计研究的主要内容 62 主减速器设计的选择与设计 72.1 单级主减速器与双级主减速器的选择 72.2 重型汽车双级主减速器设计满足的要求 92.3 双级主减速器的传动形式以及布置 102.4 双级主减速器的结构以及示意图 102.5 双级主减速器的设计 122.6 传动比的分配 122.7 一级减速即螺旋锥齿轮的设计 122.8 重型汽车双级主减速器的强度计算 152.9 斜齿圆柱齿轮的强度校核

11、 173 轴与轴承的设计 183.1 锥齿轮以及斜齿圆柱齿轮的支撑方案 183.2 主动锥齿轮轴的强度计算以及设计 203.3 从动锥齿轮的设计校核 213.4 轴承的载荷计算 224 结论 27参考文献 28致谢 30361 绪论1.1 本设计的目的和意义随着社会的不断进步，生活水平的不断提高，机械化越来越取代手工。这样大量解放了人类的为生活而消耗的体能。在不久的将来，汽车将普及各个家庭，重型汽车作为汽车的一部分，而重型汽车也会越来越提高性能与稳定性。重型汽车车桥不仅需要承受自身的重量，车桥的主减速器还要承受最大的转矩，乔壳还承受着反作用力矩。主减速器的设计对重型汽车的车桥的可靠性、稳定性有

12、着举足轻重的作用，也影响着重型汽车行驶的动力行和平顺性。因此主减速器的结构形式以及设计相当于重型汽车的灵魂。我们需要做到对主减速器设计的优化，以及零部件的强度校核、还有有限元的分析。为了设计出更适合重型汽车的主减速器，这需要我们对相关专业知识的熟知，以及对主减速器内部结构及元件的认真探究与分析。这样更能提高我们在专业知识的升华，更利于我们走向设计的路途。由于我国现阶段对汽车设计较一些西方发达国家有些许的差距，但随着信息化的广泛应用，科技的不断发展，对主减速器的设计也有了长足的进步，更利于促进我国汽车以及重型汽车的发展。1.2 国内外对主减速器研究的现状以及未来的发展趋势轻型汽车越来越走向节能减

13、排，在未来的发展趋势重型汽车也不例外，同样向着节能，环保，舒适性的方向发展。虽然现在技术还不是太成熟，但是在不短短努力与尝试中。国内目前的重型汽车主要以结构现金，承载能力强，方便维护，使用寿命长为发展。如陕西汉德引进的485双级主减速器，以及上汽公司引进的13级系列的车桥主减速器。都是有效的吸收国外的精粹，而设计出适合我国重型汽车，以及针对我国的主减速器。目前我国的主减速器设计中外合资的比较多，这需要我国虚心借鉴，开创出属于自己的性能优越的汽车。目前国外主减速器由于互换性、通用性以及平台共享等原因，有利于设计的技术的成熟与提高。这样拉大了其他国家的公司以及集团与国外的技术水平、生产成本、质量等

14、。我国不论是在重型汽车主减速器的设计、制造、还是成本控制，都与西方发达国家有所差距，技术手段的落后，计算机应用的不先进，齿轮的制造有存在独立开发。全球以欧美日为代表的汽车设计及制作，世界正在从整车设计走向零部件设计。集自身的优势所在，开创出性价比高的重型汽车。这样还能建立竞争意识，更利于长远发展。鉴于我国的国情，我国的各大集团（上汽、东风）逐步走向合作共赢。早日与世界的先进技术、设计开发接轨。主减速器是车桥的主要组成部分，主减速器的优劣影响到重型汽车的动力性以及经济性。我国汽车的长足发展更应该完善与开创主减速器在强度、寿命、噪音更小。润滑以及密封性更优良的创新与发展，这样会更大的促进我们重型汽

15、车工业的发展1.3 本次设计研究的主要内容此次设计的目标是重型汽车车桥主减速器设计，本次设计的主要内容有：对重型汽车主减速器的组成、作用、工作原理熟知。要符合任务书提供的数据，参数。对设计出来的零部件要进行强度校核以及有限元的分析。并且需要画出重型汽车主减速器重要零部件的工程图。这样需要我们对机械方面的基础知识以及车辆方面的知识的熟知并运用。2 主减速器设计的选择与设计2.1 单级主减速器与双级主减速器的选择1主减速器的轮齿类型及选择在现代汽车驱动桥上，主减速器是最广泛使用的弧齿锥齿轮和齿轮。在发动机前面用圆柱齿轮传动，驱动轿车和双级驱动桥的前面。在一些公交车、电车和超重型车辆上，主减速器，有

16、时也使用蜗轮。 图2.1a螺旋锥齿轮 图2.1b双曲面齿轮 图2.1c圆柱齿轮传动 图2.1d蜗杆传动如图2.1a螺旋锥齿轮：主和从动齿轮轴相交于一点。角度可以任意，但在绝大多数汽车驱动桥和减速齿轮副是在90度角的布局使用。由于齿面重叠的影响，至少2对齿同时啮合，使螺旋锥齿轮能承受较大的载荷。再加上牙齿不是在牙齿的接触长度，而是逐渐从牙齿的一端是连续的平坦地面到另一端，使工作平稳，即使在高速运行时，噪音和振动非常小。如图2.1b双曲面齿轮：主和从动齿轮的轴线不相交，并且有一个空间交叉点。空间交会角也在使用90度。传动齿轮轴上设有从动齿轮轴的向上或向下偏移。这种被称为双曲面齿轮的偏移距。当大偏移

17、到一定程度，可以从另一个齿轮通过轴使齿轮轴。这将能够在每一个齿轮的两侧设置紧凑的支持的大小。这有利于提高齿轮的刚度，保证齿轮的正确啮合，提高齿轮的使用寿命。双曲面齿轮的偏置距离使得传动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角。因此，双齿轮传动齿轮副的方法是等于正常模或方法，但端面模或端面是不同的。传动齿轮的端面模数或端面比从动齿轮大。在这种情况下，双曲面齿轮传动的传动齿轮比相应的螺旋锥齿轮传动具有更大的直径和更好的强度和刚度。增加的程度与偏移量的大小有关。同时由于驱动齿轮的齿轮和螺旋角的直径大，所以相等效半径的啮合齿轮曲率曲率大的比相应的螺旋锥齿轮的当量半径，使齿面接触应力的降低。采用不同的偏移距，将

18、斜齿锥齿轮与螺旋锥齿轮的接触应力进行了比较，并将其提高到175%。双曲面主动齿轮的螺旋角较大，不咬边的齿数最小，所以我们可以用较少的齿数，这有利于大传动比。当传动比大、外形尺寸有限时，采用双曲面齿轮更为合理。因为如果2个齿轮的传动齿轮直径保持不变，是直径的双表面的从动齿轮的螺旋锥齿轮比是小的，比我的主要减少或等于4.5传输具有优势。当传动比小于2时，双螺旋锥齿轮太大，螺旋锥齿轮更为合理，因为后者具有更大的差分空间。由于双曲面主动齿轮的螺旋角的增大，但也导致了参与进入平均齿数比的螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮传动相应齿螺旋锥齿轮的传动比工作更平稳，无噪音，高强度。双曲面齿轮的偏置距离给汽车的总体布局带

19、来了方便。如图2.1c圆柱齿轮传动：一般采用斜齿圆柱齿轮，广泛应用于发动机和前轮驱动桥，这是没有用的。如图2.1d蜗杆传动：但由于蜗轮环的高质量，成本高，传动效率低。像圆柱齿轮传动只有在节点在一对齿廓表面为纯滚动接触和其他啮合点是伴随着滑动沿着相同的齿廓和传动螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的滑动沿齿廓方向。另外，双曲面齿轮传动还具有纵向沿齿向上滑动的方向。这种滑动使齿轮副在全齿面啮合，从而能够在全齿面啮合，从而更及时的工作顺利和。但双曲面齿轮的纵向滑动具有更多的热量，接触点的温度升高，所以需要用专用的齿轮油进行润滑，其传动效率略低于螺旋锥齿轮。变速器的传动效率和顽固的换档，尤其是负载的传输和传动比。

20、高负载率。弧齿锥齿轮相同，其效率可达99%。双齿轮对安装误差的敏感性基本相同。如果与相应的双曲面主从动齿轮螺旋角和平均值相同的螺旋锥齿轮的螺旋角，双面主动齿轮的螺旋角比螺旋锥齿轮和从动齿轮的螺旋角比螺旋锥齿轮和准双曲面主动齿轮的轴向力比螺旋锥齿轮和从动齿轮的轴向力比螺旋锥齿轮。在同一机床上加工2种齿轮，其加工成本基本相同。但是，小齿轮的双曲面是较大的，所以刀头的间距较大，所以叶片寿命较长。 图2.1e单极主减速器 图2.1f双级主减速器 2. 单极主减速器如图2.1e所示为单级主减速器。单级主减速器由于结构简单、体积小、体积小、制造成本低等问题，广泛应用于各种中小型汽车的主减速比中。单级主减速

21、器采用一对弧齿锥齿轮或双齿轮。 3. 双级主减速器 如图2.1f所示为双级级主减速器。由两级减速器组成，结构复杂，质量提高，且制造成本显著增加，所以仅对主减速器相对较大（7.6，我小于或等于12）和一个单级减速不能满足既定的主减速比和对重型汽车。一般用于重型汽车。单级主减速器虽然制造简单，工作平稳，噪声小，并且传动比不能太大，一般传动比要小于等于7，如果提高传动比将会增大从动齿轮的直径，这样会减小整体的离地间隙，不利于重型汽车的行驶。因此单级主减速器一般用在乘用车上或者是质量较小的商用车。对于一些重型汽车，锥形齿轮的单级主减速器已经不能保证离地间隙，所以需要采用双级主减速器。双级主减速器可以在

22、困难的路面上行驶，有较强的动力性，并且离地间隙比较大。所以此重型汽车主减速器采用双级主减速器。2.2重型汽车双级主减速器设计满足的要求 1. 保证重型汽车有最合适的燃油经济性和动力性。 2. 为了重型汽车的平顺性，保证强度和刚度满足条件时，使双级主减速器的自量最小。 3. 整体外型尺寸要小，保证离地间隙。 4. 齿轮传动平稳，保证噪音小。 5. 容易制造、结构简单。 6. 保证转速和载荷的条件下，具有高的传动效率。2.3 双级主减速器的传动形式以及布置根据结构特点的差异，重型汽车的双级主减速器分为分开式和整体式两种。分开式顾名思义，就是双级主减速器分开，第一级位于车桥中部，第二级位于轮边。对于

23、整体式的双级主减速器有4种方案。分别是：第一级为圆柱齿轮，第二级成为锥齿轮；还有第一级是行星齿轮，第二级成为锥齿轮；再者第一级为锥齿轮，第二级成为行星齿轮；还有第一级为锥齿轮，第二级成为了圆柱齿轮。相对于第一级为锥齿轮，第二级成为圆柱齿轮的重型汽车双级主减速器它有3种不同的布置方案。下面我们举例一一说明。对于纵行水平布置降低重型汽车的质心高度，但是方便利用在长轴汽车，而不利于用在短轴汽车，因为它会使纵向尺寸增加，如果轴过短，会影响夹角大小。垂直分布很明显纵向尺寸要减小，会使传动轴的夹角减小，但是会影响桥壳的刚度，对齿轮的影响很大。而斜向布置不管是对传动轴的布置也好，还是对提高桥壳的刚度都有利。

24、2.4 双级主减速器的结构以及示意图 图1 主减速器零件结构示意图 图2 主减速器示意图 双级主减速器主要的特点： 1. 第一阶段是锥齿轮传动，它与单级主减速器相似。 2. 圆柱齿轮传动的二级。斜齿圆柱齿轮或人字齿轮的使用，传输的稳定性。人字齿轮传动齿轮故障消除轴向力。 3. 由于双级减速，从动锥齿轮的尺寸减小，从动锥齿轮的背面一般不需要。 4. 因为有这么多的中间调整装置。但是二次圆柱齿轮的啮合长度只能调节齿轮的啮合长度，左右啮合的是，不能调整啮合的齿形和间隙。 5. 主动锥齿轮后空间小，通常为悬臂支撑。 6. 双级主减速器的减速比为2对齿轮副产品。 由于一般的重型卡车和大型客车需要较大的传

25、动比，增加地面的间隙和提高汽车通过，因此本设计采用纵向水平布置。第一阶段螺旋齿轮，第二阶段圆柱齿轮双级主减速器。2.5 双级主减速器的设计已知数据： 整车整备质量=4250kg、装载质量=5000kg、总质量=9445kg； 轴荷分配（kg）： 空载（前/后）=2023/2220、满载（前/后）=2485/6960； 轴距L=4050mm、轮距B（前/后）=1800/1740（mm）； 质心高度（mm）： hg（空载/满载）=850/1150； 额定功率（kw/r.min-1）Pemax/nP=99/3000； 额定扭矩（Nm/r.min-1）Temax/nT=373/1200； 汽车最大爬坡

26、度：imax=0.28； 轮胎类型与规格：斜交8.25-20； 表1 动力传动装置参数ig1ig2ig3ig4ig5ig6iRi07644.8342.8561.8951.3371.0007.1076.252.6 传动比的分配 设一级减速齿轮的传动比为；第二级减速齿轮的传动比为。根据两级主减速器的重型卡车的传动比的要求，有/=1.42.0 且×=7.63所以上述两式可初选得：2.2；3.42.7 一级减速即螺旋锥齿轮的设计设重型汽车主减速器主动锥齿轮齿数为，从动锥齿轮齿数为，从动锥齿轮直径比较大的一端直径和端面模数、主动锥齿轮齿轮面宽为和从动锥齿轮齿轮面宽、中点螺旋角、法向压力角等。

27、1. 主动锥齿轮齿数和从动锥齿轮齿数 选择主动锥齿轮齿数还有从动锥齿轮齿数时应考虑的因素： 1） 磨合要均匀 2） 主动锥齿轮齿数与从动锥齿轮齿数之和应该小于40； 3） 传动比大的时候，主动锥齿轮齿数应该选的小一点； 4） 主动锥齿轮一般要不小于6； 5） 主动锥齿轮齿数要与从动锥齿轮齿数向匹配。根据汽车设计课程设计手册，第一级主动锥齿轮齿数=11，从动锥齿轮的齿数=25；所以 =25/11=2.2727则=7.63/2.2727=3.36/=1.4772 满足要求 2. 计算载荷 1) 从动锥齿轮转矩计算以发动机最大转矩并且最低档传动计算，并且通过已知数据可得： ； 所以 2) 从动齿轮锥

28、齿轮在打滑的状态下计算的转矩： 根据；所以=1022 3. 从动锥齿轮的在正常行驶的转矩 -；所以=1316.1782计算锥齿轮的疲劳寿命时，取，计算锥齿轮最大应力时取和的较小值.主动锥齿轮的转矩计算： 带表的是主动锥齿轮和从动锥齿轮之间的传动效率，做为主动锥齿轮的转矩。对于弧齿锥齿轮副，取95%；对于双曲面齿轮副，当大于6时，取85%，当小于等于6时，90%。所以=1022时， 时，643.4727 4. 主动锥齿轮的齿面宽和从动锥齿轮齿面宽 锥齿轮齿面太宽，反而减小齿轮的强度和齿轮的寿命，但会导致 锥齿轮 的齿形小端 的齿形变窄 引起的 切削刀头 宽度过窄，圆尖是太小。这样，不仅降低了齿根

29、半径，增加了应力集中，也减少了刀具寿命。另外，安装的位置偏差 或由于制造、热处理变形 等原因，使当齿轮工作 载荷集中在 齿轮的小端时，可引起小端的 轮齿损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽会使剩余空间过小。但是，齿面太窄，会降低齿面的耐磨性。从动锥齿轮面宽应该小于等于节锥距的0.3倍。并且应小于等于10.所以等于40，等于44 5. 中心螺旋角 一般的齿轮直径大的螺旋角也大，齿轮直径小的一端螺旋角较小。中心螺旋角越大，对应的齿面重合度也大，这样重合的齿数也多，相对而言稳定性，噪声，还有轮齿的强度都会变的优良。但是中心螺旋角不适合太大，太大会影响轴向力。重型汽车中心螺旋角一般取=35。 6. 螺旋方向

30、 首先旋转方向的确定是从锥齿轮锥顶看的，当齿轮的旋转方向是沿着中心线向左旋转，则称之为左旋。反之，当齿轮的旋转方向是沿着中心线向右旋转，则称之为右旋。不管是螺旋方向或者是旋转方向都会对轴向力产生影响。当挂前进档，主动齿轮与从动齿轮有分开的意思。但是如果需要与斜齿圆柱齿轮配合好，就应该减小径向力及轴向力。所以，主动轮左旋，从动轮右旋。2.8 重型汽车双级主减速器的强度计算 1) 计算单位齿长圆周力F 作为从动齿轮的齿面宽，并且通过之前的所得。按发动机最大的转矩计算得： 是变速器传动比，是主动轮中心分度圆直径。代入得，p=854.61.对照表P=1429.按转矩打滑计算P: 带入得=1467.6，

31、对照表P=1429，但1.25P=1786，P小于1.25【P】，符合要求。2) 轮齿的弯曲强度 齿根弯曲应力计算 =1是超载系数 =1.01.25,是齿面载荷分配系数 =1 是质量系数 =10mm 是端面模数 b齿面宽，主动齿轮=44mm，从动齿轮=40mm Z齿轮齿数，=11，=25 J弯曲应力综合系数，大齿轮J=0.206，小齿轮J=0.273经最大弯曲应力计算=492小于等于700，符合要求；按疲劳弯曲应力计算=197小于等于210Mpa,符合要求。3) 轮齿的接触强度 齿面接触应力 b取和较小值，J是齿面接触强度的综合系数。 =1，为超载系数 当大于等于1.6mm时，=0.79212

32、1 是悬臂式支承取主动齿轮1.2，是骑马式支承从动齿轮取1.05 =1是质量系数这样计算下来最大接触应力=1374.27，符合要求；按计算疲劳接触应力=1750Mpa,符合要求。由于锥齿轮的重要性，所以对它的材料需要满足：首先需要具有高的硬度，以提高耐磨性；并且需要适当的韧性避免在冲击下折断；变形小，多用渗碳合金钢。 4）斜齿圆柱齿轮的设计根据齿轮书册初选的主动齿轮齿数=14,从动齿轮齿数=47;=3.357143,由于没有公约数，所以符合要求。模数=6，=20，选取15度分度圆直径=87.43，=293.5齿距P=18.84吃顶高=6齿根高，齿全高h=根据机械手册可得主动斜齿轮的旋转方向应该

33、左旋，从动齿轮旋向应该右旋2.9 斜齿圆柱齿轮的强度校核1) 斜齿齿轮弯曲应力的计算 经查表，=8；=2； =1.5; =6所以： 符合要求2) 斜齿轮齿的接触强度接触应力计算： 为齿面上的法向力； E为弹性模量=带入数据得出，符合要求3.轴与轴承的设计3.1.锥齿轮以及斜齿圆柱齿轮的支撑方案壳结构和轴承类型，主减速器齿轮的支承形式和布置方法，支撑刚度的影响很大，这是齿轮正确啮合的组合具有更高的使用寿命的重要因素之一，现在重型汽车主减速器锥齿轮执行器支持的类型有以下两种：1. 悬臂式： 图3.1a悬臂式支撑如图3.1a所示，在悬臂支承的轴上的齿轮齿端侧。支持距离应大于2.5倍的悬臂长度，且应大

34、于70%的齿轮节圆直径较大，而轴径的齿轮应不小于轴的大小，除了轴承的刚度和轴承的开启、轴径、轴承与长度之间的距离，还与轴承和轴及轴承之间的匹配度和度之间的匹配度。用一对圆锥滚子轴承时，为了减小悬臂长度和增加轴承之间的距离，应使两圆锥滚子轴承小端向内和向外的大端，缩短寿命，从而提高支承刚度。它的特点是结构简单，轴承刚度差，单级主减速器用于传递转矩和一个单级主减速 器的重型汽车。2. 跨置式 图3.1b跨置式支撑 如图3.1b所示，齿轮轴的前后端由轴承支承，也被称为支撑的两端。十字支座和支承刚度的增加，齿轮，以减少在负载下的变形，约减少到低于1 / 30的悬臂支架。和主动锥齿轮轴承的径向载荷比悬臂

35、要减少到1、5、1、7。比悬臂的齿轮承载能力可提高约10%。 重型汽车主减速器传动齿轮采用大承载质量的十字结构支撑。然而，在设置类型支持随着导向轴承的支撑，主减速器的结构复杂，增加了成本。轿车和商用车装载质量小，往往采用悬臂结构，具有结构简单、质量低、成本低的优点。主动锥齿轮的支撑方案可以选择悬臂式支撑方案与跨置式支撑方案。支撑需要高的刚度，并且要使轴承负荷小，还要利于整体的设计与布局，然而悬臂式支撑方案不管是支撑的刚度、承载的负荷都要优于跨置式支撑方案，并且悬臂式支撑方案更方便拆装利于整体布局。所以主动圆锥齿轮选择悬臂式轴承支撑。斜齿圆柱齿轮采用轴承对称分布在齿轮两侧的方案。3.2.主动锥齿

36、轮轴的强度计算以及设计1) 花键轴最小直径; 当K取4时，则d=39为输出最大转矩，所以花键的内径39，外径47.2) 滚动轴承需要受到径向力和轴向力，所以选择单列圆锥滚子轴承。3) 轴的许用应力计算 轴的抗拉强度 轴的屈服极限根据弯曲疲劳极限得： =0.2×（1080+850）+100=486Mpa取安全系数s=3,则： 则剪切许用应力为： 该轴符合要求3.3.从动锥齿轮的设计校核1) 轴的最小直径 当取112，则： 2) 求支反力在轴承手册对于H面， 可求的：H面的支反力,; 同理V面的支反力： 轴向反力：3) 齿轮不同地方最大的弯矩截面为危险截面。4) 截面A校核：5) 截面B

37、校核：6) 轴的许用应力： 是抗拉强度， 屈服极限 弯曲疲劳极限： 同样安全系数s取3得弯曲疲劳应力：剪切许用应力：该轴符合要求 3.4 轴承的载荷计算1) 计算主减速器主动齿轮的当量转矩：根据：表2 动力传动装置参数ig1ig2ig3ig4ig5ig6iRi07644.8342.8561.8951.3371.0007.1076.25为发动机最大转矩得：=408.96Nm2) 锥齿轮副主动锥齿轮的周向力为：锥齿轮轴向力: 锥齿轮径向力的计算： 3) 斜齿圆柱齿轮副传递的当量转矩周向力:;轴向力:；径向力:4) 轴承承受的轴向力和径向力： 轴承A的径向力 =3248.78N 轴承B的径向力 =1

38、0904.8N查轴承手册可得所以轴承A,B的轴向力为 轴承C的径向力 =4571N轴承D的径向力 =13359.2N查轴承手册e=0.42,Y=1.4故轴承C,D的轴向力为： 轴承E的径向力 =3153.6N轴承F的径向力 =5778.5N 查轴承手册得e=0.42,Y=1.4; 故轴承E,F的轴向力为 3.5 齿轮的损坏及其保养齿轮的主要损坏有以下几点，有轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀、齿面剥落、齿面磨损等，下面介绍一下这些主要损坏的原因： 1. 轮齿折断 轮齿折断这边还包括疲劳折断和过载折断。过载折断主要是因为弯曲强度不足，并且折断多从齿根的地方折断。1）疲劳折断：听着名称，顾名思义疲劳折断

39、就是在经过多次交变载荷，齿轮收到的弯曲应力。如果这个弯曲应力过大，超过了材料本身的承受能力，也就是说超过了耐久极限，因为折断多从齿根出发生，这样极有可能在齿根处出现初始裂纹。随着载荷的多次循环，这样会使齿根处的裂纹逐渐增大，以致轮齿发生折断。刚开始出现的裂纹，在载荷的作用下，不断的反复摩擦，致使此断面变的更为光滑。这就是疲劳折断的现象，其他的新出来的断面一般比较粗糙。2）过载折断：由于原来的材料的承受能力，以及突然接触到外力载荷，致使突破了材料的弯曲强度的承受能力范围，而使齿轮一次性折断。有时候应为装配的问题，导致齿轮接触不合适，或者凹凸不平，导致轮齿集中受力，致使轮齿突然接触到外力载荷，导致

40、轮齿折断。一般都是沿着斜线产生折断。过载折断一般的断面都为粗糙断面。为了防止牙齿断裂，应具有足够的抗弯强度，并选择合适的模数、压力角、齿高和切向校正，良好的齿轮材料，保证热处理的质量。尽可能地增加根部的圆角，并使牙齿表面光滑。2. 齿面的点蚀齿面的点蚀是使齿轮报废的最大的杀手，平均有70%的齿轮报废是因为齿面的点蚀还有一个齿面剥落引起的。它是齿轮破坏的主要形式之一。由于表面接触差密封性差而引起的。点蚀属于表面接触产生疲劳引起，主要是因为表面经常高压接触。一般在节点的位置经常发生，还有就是在体形较小的齿轮齿根内开始形成小裂缝或者小凹槽。这种小凹槽就称之为点蚀。这就向动物的蚕食，一般先出现的不是太

41、多，但是随着齿轮的工作转动，点蚀的现象会愈演愈烈，最终导致的齿轮破坏报废。这样我们就得减小齿面的压力，定期保证齿轮之间的润滑性。还有就是尽量减小接触应力，并且在合适的条件下，可以适当的加大齿面的宽度，也是能很好的防止点蚀。3） 齿面的剥落齿面的剥落发生在渗碳等表面淬硬的齿面上，收到严重点蚀或者点蚀比较大时，产生的坑壁大块凹陷进轮齿壁上。造成齿面的剥落的主要原因是因为表面层的强度不够。例如，渗碳齿轮的表面层太薄，硬度不够，导致齿面剥落。当渗碳齿轮热处理不当渗碳含碳浓度梯度太陡层、渗碳层的齿面形成地壳从齿轮的心剥落下来的一部分。剥落对材料的要求高。4） 齿面胶合 在高压力和高速滑动摩擦的作用下，因

42、局部高温而润滑和冷却，油膜损坏形成了金属表面的直接摩擦，由于高温、高压和金属粘结在一起，并导致表面损坏和磨损现象被称为齿面胶合。它出现在齿顶附近，在垂直方向上的锥齿线产生一个撕裂或划伤痕迹。根据齿面接触点的临界温度，确定了齿轮的粘结强度，减小了粘结现象，提高了润滑条件。 5）齿面磨损 这是轮齿表面之间的滑动，磨削或损坏造成的损害的现象。在规定范围内允许正常磨损。磨粒磨损是由于齿轮传动中的颗粒拆离和组装成的杂物，如不把它从砂、氧化物和油中所造成的正常磨损和撕裂，应避免。汽车主减速器和差速器齿轮在长期和长期使用时使用，根据润滑油的更换里程的规定和清洗是防止磨损的有效途径。 汽车驱动桥的齿轮受到交变

43、载荷的作用，其主要损伤形式为疲劳。表面点蚀剥落导致的性能和牙齿根部疲劳。当使用寿命为20万公里或以上时，循环次数超过材料的疲劳寿命。4 结论本课题设计的是重型汽车的主减速器设计，采用的是双级主减速器设计，由于离地间隙控制合理，动力性好，并且具有很强的稳定性，可以被广泛用在各种重型载货汽车上。设计介绍了车桥驱动的结构形式和工作原理，计算了差速器、主减速器以及半轴的结构尺寸，进行了强度校核，并绘制了相关的零件图和装配图。本驱动桥设计结构合理，符合实际应用，具有很好的动力性和经济性，驱动桥总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。但此设计过程仍有许多不足，在设计结构尺寸时，有些设计参数是按照以往经验值得出，这样就带来了一定的误差。另外，在一些小的方面，由于时间问题，做得还不够仔细，恳请各位老师同学给予批评指正。参考文献：1李红渊,李萍锋. 载重汽车