（汽车行业）汽车主减速器的自动加工综合设计

长：233宽：俩轴端距中心高：通过计算或从图中量取三、工作内容和要求：本设计建立了合理的动力分析模动机构、支承、键、蜗杆及轴进行准确的受力分析。计算且校核主要零件的强度及其寿命，分析结果能够见到各零件性能指标均符合要求。利用CAD等软件画出主减速器的各零件图选题的背景和意义：课题研究的主要内容：指标。在此基础上，从摩擦的角度分析差速器内摩擦力矩的组成，建立内摩擦力矩的计算模型；主要研究（设计）方法论述：2.从设计观点出发论述各项性能指标和设计参数458五、指导教师意见：指导教师签名：年月日六、系部意见： 1 1 2 2 2 3 3 3 5 5 7 13 15 16 17 19 21 24 25 26 271影响，它是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传动车轮，是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动制造工艺上，仍是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制新能力，技术手段落后。目前比较突出的问题是，行业整体新产品管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档AutomotiveautomaticprocessingofthemainreducerintegrateddesAbstract:Reduceristhemaintransmissionlinestoreducevehiclespeed,increasedtoeofthemaincomponents,theperformanceofthevehiclehasadirectimpactonthetisthedriveaxleofthemostimportantcomponentoftheuniversalfunctioniststotransfertheenginetorquetothedrivewheels,intheautomotivepowertrainpeedandincreasethetorqueofthemaincomponents.Purchaseofmotorvehiclongitudinal,themainreduceralsochangedtheroleofthedirectionofpowertrn.Comparedwithforeigncountries,China'smotorreducerdesy,manufacturingprocesses,orintermsofcostcontrolarestillalargegap,inparticularlackofgearmanufacturingtechnologydevelopmentandinnovationcapacityofaninendent,backwardtechnology.Atpresent,themoreprominentproblemisthattheinduyasawholeweaknewproductdevelopment,processinnovationandmanagementoflevelofcorporategovernanceismoreextensive,aconsiderableproportionoftheprodsisstilllowlevel,thelackofinternationalinfluenceoftheproductbrand,industryasawescatteredisstillveryserio汽车主减速器是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传给驱动车轮，是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说，主减速器仍有改变动力传输方向的作用。汽车正常行驶时，发动机的转速通常在200至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传扭矩必然增加，也加大了变速箱和变速箱后壹级传动机构的传动负驱动轮分流的差速器之前设置壹个主减速器，能够使主减速器前面的传动部件，如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，同时也减小了变速箱的改革开放以来，中国的汽车工业得到了长足发展，尤其是加入WTO以后，我国的汽车市场对外开发，汽车工业逐渐成为世界汽车整体市场的壹个重要组成部随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的的主旋律。对整车主要总成之壹的驱动桥而言，小速比、产品上，国内卡车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提和国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新管理水平，加快和国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的高制到创新，早日缩小且消除和世界先进水平的差距。近几年来，国雷诺等进行合资合作，在车桥减速器的开发上取得了显著的进步。目前，上汽集团、东风、壹汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实和世计算机技术、信息技术、自动化技术广泛应用。从发动机的大马力、低同时齿轮的使用寿命要求更高(齿轮疲劳寿命平均可达50万次之上);在额定轴荷相同时，车桥的超载能力更强;主减速器齿轮使用寿命更长、噪音更低、强度更大，润滑密封性能更好;点重合的圆锥摩擦轮组成且作纯滚动的摩擦轮传动相同，其摩分类按齿线形状锥齿轮传动可分为直齿、斜齿和曲线齿锥齿轮传应用较广。按轮齿俩端齿高变化情况（图2-2）锥齿轮轮齿可分为以下4种：①等高齿的,②正常收缩齿的，顶锥顶点、节锥顶点和根锥顶点三者重合，直齿锥齿锥顶点皆不重合，而顶锥母线和相啮合轮齿的根锥母线相平行。后俩种齿的齿根圆角较大，动平稳,噪声小，承载能力强；最少齿数可到5,因而可获得较大的传动比(可达10)和的场合如汽车、机床的差速齿轮。曲线齿锥齿轮按齿线形状分为弧齿锥锥齿轮：齿线是长幅外摆线的壹段AB，切齿时是连续回转分齿，壹个齿轮只要壹道工序就经磨削的零度锥齿轮的vm≤50米/秒。这种齿轮传动可用于直接代替直齿圆锥齿轮传动，就可实现交错轴间的摩擦传动。若沿直线Ⅲ-Ⅲ方向做出轮齿,这种齿轮就是双曲面齿轮。因此，双曲面齿轮的接触线是直线。通常，实现传动且不需要壹对整通常都用和双曲面很接近的准双曲面齿轮来代替。这种齿合是渐进接触，运转平稳性好。俩轮的轴线偏置壹个距离，大小齿轮都齿接触较好。准双曲面齿轮传动接触区域较大，滑动速度较小，因而传齿轮，需要使用专用的或高精度的机床和刀具，因而制造工艺复类型按轮齿和齿轮轴线的相对关系，圆柱齿轮传齿轮齿条啮合传动，由壹个外齿轮和齿条组成，可将齿轮的转动变为齿啮合特点由齿廓曲面形成过程可知，渐开线直齿圆线平行的直线，在啮合过程中整个齿宽同时进入和退出啮合，轮齿上所或卸掉，故传动平稳性差，冲击和噪声大。渐开线斜齿圆柱齿轮啮合时渐由短变长，以后又逐渐由长变短，直至脱离啮合，轮齿上所受的力也部分齿宽为右螺旋齿，另壹部分为左螺旋齿。根据制造方法不同，左、刀槽和不带退刀槽的俩种结构。前者可在普通滚齿机上加工，后者需用齿轮除具有斜齿轮的长处外，由于其俩部分轮齿的左、右螺旋角大小相轴向力FX互相抵消；可是制造稍困难些。人字齿圆柱齿轮传动常用于传递大功率、大转矩的重型机械中，其螺旋角可比斜齿轮大些：β=15°~45°,常用30°左右。壹对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是：俩齿轮分度圆上的压力角相等，α1=α2=α;模数相等，m1=m2=m。斜齿轮除这俩个条件外，仍应满足：外啮合时俩齿轮分度圆柱上的间隙系数c*。这5个参数除齿数Z外，均制订有标准。模数m＝p/π,p为周节，齿轮的径向尺寸都做成模数的倍数，故模数是计算齿轮尺寸的最主要参数。压力角α通常指齿轮分渐开线斜齿圆柱齿轮的主要参数和直齿圆柱齿轮基本相同，但斜壹般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆传动的传动比大，工作平稳，噪声小，结构紧凑，能够实现自锁。但壹般的蜗杆传动效率较低，蜗轮常须用较贵的有色金属（如青铜）制廓为直线。阿基米德蜗杆能够在车床上用梯形车刀加工，所以制造度不高。在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮齿面的接触线和很小，不易形成润滑油膜，故承载能力较低。②弧齿圆柱蜗杆传动是壹种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。在这种传动中，接要参数。通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面，称为中间平蜗杆传动的参数和几何尺寸计算大致和齿轮传动相同，且且通常标准压力角α=20°。头数越多效率越高；但头数太多，如Z1＞4，分度误差会增大，且不易加工。蜗轮的齿数在上式中引入q=Z1/tgλ,则可求得蜗杆的分度圆直径为d1=qm。式中q称为蜗杆特性系数。为了限制滚刀的数目，标准中规定了和每个模数搭配的q值。通常q=6～17。蜗轮分失效形式和计算准则在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失断。但壹般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。为了避免胶合和减缓磨损，蜗杆传动的材料必须具备减摩、耐磨和抗胶63)，然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。为了防止胶合和减缓磨损，应选择良好的抗胶合添加剂的润滑油。对于蜗杆传动的胶合和磨损，仍没有成熟的计力是引起齿面胶合和磨损的重要因素，因此仍以齿面接触强度计算为蜗杆传动的基本计算。但必要时应验算蜗杆轴的强度和刚度。对闭式传动仍应进行热平衡计算蜗杆和蜗轮结构壹般蜗杆和轴制成壹体，称为蜗杆轴（图2-11）。蜗轮的结构型式（图2-12）可分为3种形式。①整体式：用于铸铁和直径很小的青铜蜗轮。②齿圈压配式：轮毂为铸铁或铸钢，轮缘为青铜。③螺栓联接式：轮缘和轮主减速器壹般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证对壹些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用俩次减速。为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第壹级减速齿主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆锥齿轮旋转，从而完成壹级减轮和从动圆锥齿轮同轴而壹起旋转，且带动从动圆柱齿轮旋转，进行柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差减速器具有结构简单，体积小，质量小，且可使中、后桥单级贯通式主减速器又可分为双曲面齿轮式及蜗轮蜗杆式俩种结构式主减速器(图2-13a)是利用双曲面齿轮副轴线偏移的特点，将壹根贯通轴穿后桥。可是这种结构受主动齿轮最少齿数和偏移距大小的限制，而过增设轮边减速器或加大分动器速比等方法来加大总减速比。蜗轮器(图2-13b)在结构质量较小的情况下可的贯通式驱动桥的布置。另外，它仍具有工作平滑无声、便于汽车对于中、重型多桥驱动的汽车，由于主减速比较大，多采用双级贯的组合方式不同，可分为锥齿轮壹圆柱齿轮式和圆柱齿轮壹锥齿轮式柱齿轮式双级贯通式主减速器(图2-14a)可得到较大的主减速比，可是结构高度尺寸大，主动锥齿轮工艺性差，从动锥齿轮采用悬臂式支承，支承刚度差，拆锥齿轮式双级贯通式主减速器(图2-14b)的第壹级圆柱齿轮副具有减速和贯通的作用。有时曲面齿轮的偏移方式以及圆柱齿轮副在锥齿轮副前后的布置位置等因素来确定锥齿轮的螺旋方向，所选的螺旋方向应使主、从动锥齿轮有相斥的轴向力。此结构在设计某些重型汽车、矿山自卸车、越野车和大型公共汽车的驱比较大，为了使变速器、分动器、传动轴等总成所受载荷尽量小，得较大。当主减速比大于12时，壹般的整体式双级主减速器难以达到得到较大的驱动桥总传动比。另外，半轴、差速器及主减速器从动圆柱行星齿轮式轮边减速器(图2-15a)能够能够布置在轮毂之内。作驱动齿轮的太阳轮连接半轴，内星齿轮架驱动轮毂。行星齿轮壹般为3～5个均匀布置，使处于行星齿轮中间的太阳轮得到合轮12位于图示位置时，轮边减速器位于低挡；当接合轮被专门的操纵机构13移向外侧且和侧盖15的花键孔内齿相接合，使半轴直接驱动轮边减速器壳普通外啮合圆柱齿轮式轮边减速器，根据主、从动齿轮相对位置和下置俩种形式。主动齿轮上置式轮边减速器主要用于高通壳的离地间隙；主动齿轮下置式轮边减速器(图2-15c)主要用于城市公共汽车和大客车上，主减速器中必须保证主、从动齿轮具有良好的啮合状况，才能确啮合，除和齿轮的加工质量、装配调整及轴承、主减速器壳体的刚度滚子的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮使靠近齿轮的轴承的轴径比另壹轴承的支承轴径大些。靠近齿轮的支承滚子轴承，这时另壹轴承必须采用能承受双向轴向力的双列圆锥滚轴承形式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外，仍和轴承配合紧度有关。悬臂式支承结构简单，支承刚度较差，用于传递转又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，因此齿轮的承载能力高大端壹侧轴颈上的俩个相对安装的圆锥滚子轴承之间的距离很小度，使布置更紧凑，且可减小传动轴夹角，有利于整车布置。可器壳体上有支承导向轴承所需要的轴承座，从而使主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。另外，因主、从动齿轮之间的空间很小，致使主动齿轮的导向轴布置不下或使齿轮拆装困难。跨置式支承中的导向轴承都为圆柱分离或根本不带内圈。它仅承受径向力，尺寸根据布置位置而定例有关。从动锥齿轮多用圆锥滚子轴承支承。为了增加支承刚度，俩轴增强支承稳定性，c+d应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70％。为了使载荷能尽量均在具有大的主传动比和径向尺寸较大的从动锥齿轮的主减速器中轴向力作用而产生偏移，在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助支承(图3-1)。辅助支承和从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证偏移量达到允许极限时能制止从动锥齿其中：①、由[1]P223表9-5查得②、由[1]P223表9-6根据对斜齿轮传动载荷较平稳，查得K=1.2其中：④、模数：;：；；4、当量弯矩：按扭合成应力计算轴的强度。由轴的结构简图及当量弯矩图可知截面C处轴的危险截面。进行计算时，只计算轴上承受最大当量弯矩的截面的强度，则其中：额定静载荷为：4、因为是球轴承，取轴承寿命指数为：=变化多、有冲击等特点。它是传动系中的薄弱环节。锥齿轮材料应满足如下要求：4)选择合金材料时，尽量少用含镍、铬元素的材料，而选用含锰、具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性其主要缺点是热处理费用高，表面硬化层以下的基底较软，在为改善新齿轮的磨合，防止其在运行初期出现早期的磨应力喷