東風(fēng)EQ1090E貨車驅(qū)動橋總成的設(shè)計【含7張CAD圖】

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摘要III東風(fēng) EQ1090E 貨車驅(qū)動橋總成的設(shè)計摘 要在 現(xiàn) 如 今 的 汽 車 的 前 景 市 場 上 ， 汽 車 零 部 件 的 制 造 越 來 越 趨 向 于 簡 約 精 細 高 效 化 ， 而 汽 車 驅(qū) 動 橋 作 為 汽 車 四 大 總 成 之 一 ， 對 于 汽 車 整 體 的 重 要 性 不 言 而 喻 ， 優(yōu) 良 的 驅(qū) 動 橋 可 以 改 善 汽 車 整 體 性 價 比 ， 提 高 乘 客 的 舒 適 度 ， 提 高 汽 車 的 整 體 水 平 。 目 前 汽 車 行 業(yè) 發(fā) 展 越 來 越 快 速 高 效 ， 因 此 制 造 出 一 個 可 靠 優(yōu) 良 的 驅(qū) 動 橋 對 提 高 整 個 汽 車 的 性 價 比 和 成 本 有 巨 大 作 用 ， 對 于 推 動 經(jīng) 濟 發(fā) 展 ， 改 造 貨 車 的 動 力 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 具 有 很 大 的 幫 助 。 同 時 利 用 這 次 的 畢 業(yè) 設(shè)計也可以鞏固自己的知識，開拓視野，為自己以后的發(fā)展鋪墊道路。本次畢業(yè)設(shè)計是以東風(fēng) EQ1090E 載物貨車為設(shè)計原型，根據(jù)貨車的主要參數(shù)貨車總 重 ， 滾 動 半 徑 等 等 一 系 列 數(shù) 據(jù) ， 建 立 在 驅(qū) 動 橋 的 實 用 性 與 適 用 性 的 基 礎(chǔ) 上 ， 確 定 大 體 的 方 案 ， 完 成 對 主 減 速 器 載 荷 的 計 算 和 錐 齒 輪 的 選 擇 與 強 度 校 核 ， 還 有 差 速 器 的 選 擇 和 齒 輪 強 度 校 核 ， 半 軸 的 形 式 以 及 強 度 校 核 以 及 驅(qū) 動 橋 殼 載 荷 能 力 的 計 算 與 校 核 。 最 后 總 結(jié) 本 次 畢 業(yè)論文的收獲和經(jīng)驗。完成論文后需要根據(jù)其中所得的齒輪半軸等數(shù)據(jù)，運用 CAD 軟件 畫出零件圖和裝配圖。最后在老師的指導(dǎo)下做最后的改進，并且完成答辯，順利畢業(yè)。關(guān)鍵詞：東風(fēng)貨車；主減速器；差速器；半軸；驅(qū)動橋橋殼；目錄IDesign of Dongfeng EQ1090E Truck Drive Axle AssemblyAbstractIn the foreground market of today's automobiles, the manufacture of auto parts tends to be simpler, more sophisticated and more efficient, and the automobile drive axle, as one of the four major automotive assemblies, is self-evident to the car as a whole. The drive axle can improve the overall cost-effectiveness of the car, improve the comfort of passengers and increase the overall level of the car. At present, the development of the automotive industry is becoming faster and more efficient. Therefore, the production of a reliable and excellent drive axle has a tremendous effect on improving the cost performance and cost of the entire automobile. It is of great help to promote the economic development and transform the structure of the powertrain of the truck. At the same time, by using this graduation project, you can also consolidate your knowledge, broaden your horizons, and pave the way for your own future development.The graduation design is based on the Dongfeng EQ1090E cargo wagon design prototype, based on the truck's main parameters of the total weight of the truck, rolling radius and a series of data, established on the basis of the practicality and applicability of the drive axle, to determine the general plan Completion of the calculation of the final drive load and bevel gear selection and strength check, as well as the choice of differential and gear strength check, the form and strength of the semi-axle, and the calculation and calibration of the load capacity of the axle housing nuclear. Finally, we summarize the harvest and experience of this thesis. After completing the paper, it is necessary to use CAD software to draw the parts and assembly drawings based on the data obtained from the gear half shaft and other data. Finally, under the guidance of the teacher to make the final improvement, and complete the defense, graduated smoothly.Key words: Dongfeng truck; main reducer; differential; Drive axle housing目錄I目 錄摘 要 .......................................................................................................................IIIAbstract .....................................................................................................................IV1 緒 論 .....................................................................................................................12 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)類型以及參數(shù) ...............................................................................32.1 驅(qū)動橋的種類 ..............................................................................................32.2 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)組成 ......................................................................................43 主減速器的設(shè)計 ...................................................................................................63.1 主減速器概述 ..............................................................................................63.2 主減速器的基本參數(shù)選擇和設(shè)計計算 ......................................................73.3 主減速器錐齒輪的強度校核 .....................................................................103.4 齒輪的材料研究和熱處理 ........................................................................133.5 主減速器軸承載荷的計算和校核 ............................................................144 差速器的設(shè)計 .....................................................................................................164.1 差速器簡介 ................................................................................................164.2 差速器類型的選擇 ....................................................................................164.3 差速器齒輪基本參數(shù)的確定 ....................................................................174.4 差速器齒輪的強度計算 ............................................................................175 半軸的設(shè)計 .........................................................................................................195.1 半軸簡述 ....................................................................................................195.2 全浮式半軸 ................................................................................................195.3 半軸的設(shè)計 ................................................................................................205.4 半軸花鍵強度的計算 ................................................................................205.5 半軸的材料 ................................................................................................216 驅(qū)動橋橋殼的設(shè)計 .............................................................................................226.1 驅(qū)動橋橋殼簡介 ........................................................................................226.2 橋殼結(jié)構(gòu)形式的選擇 ................................................................................22AbstractI6.3 驅(qū)動橋橋殼的受力分析和強度校核 ........................................................237 結(jié) 論 ...................................................................................................................25參考文獻 .................................................................................................................26致 謝 .......................................................................................................................27第 1 章 緒論11 緒 論本次論文是關(guān)于東風(fēng) E Q1090E 輕型貨車驅(qū)動橋總成的設(shè)計，因為貨車的載重超過一 般車型， 所 以需要一個功率比較大的發(fā)動機， 因此對于動力系統(tǒng)和動力傳動系統(tǒng)要求變高， 同 時 油 類 資 源 的 寶 貴 ， 高 效 驅(qū) 動 裝 置 的 需 求 迫 在 眉 睫 。 文 章 的 重 點 內(nèi) 容 將 圍 繞 驅(qū) 動 橋 的 結(jié) 構(gòu) 原 理 ， 驅(qū) 動 橋 組 成 部 分 包 括 主 減 速 器 ， 差 速 器 ， 半 軸 以 及 驅(qū) 動 橋 殼 來 一 一 介 紹 和 設(shè) 計 。 對主要零部件的選擇設(shè)計以及計算校核和它們的原理也將系統(tǒng)的說明。驅(qū) 動 橋 總 成 是 汽 車 四 大 總 成 之 一 ， 其 他 三 個 為 發(fā) 動 機 ， 變 速 器 ， 車 架 ， 其 重 要 性 不 言 而 喻 。 驅(qū) 動 橋 主 減 速 器 ， 差 速 器 ， 半 軸 ， 驅(qū) 動 橋 橋 殼 這 幾 個 主 要 部 位 ， 對 于 整 個 汽 車 的 啟 動以及動力傳遞都有很大作用， 它的功能主要有： （1） 將 萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩 通過主減速器， 差速器， 半軸等傳到驅(qū)動車輪降低速度增大轉(zhuǎn)矩。 （2） 通過主減速器圓錐 齒輪改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向。 （3） 通 過差速器改變左右兩側(cè)車輪的速度， 保證內(nèi)側(cè)和外側(cè)車 輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。 （4）驅(qū)動橋橋殼起到承載作用 [1]。在 設(shè) 計 的 過 程 中 如 果 出 現(xiàn) 計 算 失 誤 將 影 響 結(jié) 構(gòu) 類 型 的 選 擇 ， 從 而 將 影 響 了 車 輛 的 使 用 壽 命 而 且 會 大 大 降 低 車 輛 的 行 駛 性 能 ， 比 如 操 作 性 、 平 穩(wěn) 性 、 機 動 性 以 及 燃 油 經(jīng) 濟 性 等 性 能。因此驅(qū)動橋總成的設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足以下幾個要求：1.采用的主減速比盡量能夠保證汽車具有最好的機動性和燃料經(jīng)濟性。2.整體尺寸大小要適中，驅(qū)動橋和地面距離正好，能保證安全。3.齒輪嚙合處及其他傳動件工作時平穩(wěn)安全，噪聲小。4.能夠承受各種轉(zhuǎn)矩和重量，并且傳動效果好。5.在 保 證 足 夠 的 強 度 和 剛 度 的 條 件 下 ， 能 夠 保 證 驅(qū) 動 橋 在 質(zhì) 量 上 盡 量 輕 便 ， 其 中 彈 簧 應(yīng)該盡量小，以提高乘客的乘坐舒適性。6.結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好性價比高，并且拆卸維修組裝容易。 驅(qū)動橋總成里包括了很多零部件， 有的是大學(xué)課堂里學(xué)習(xí)過的， 有的是還未接觸到的，但 這 些 都 與 機 械 息 息 相 關(guān) ， 利 用 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計 的 機 會 可 以 充 分 了 解 和 熟 悉 車 輛 各 零 部 件 的 設(shè) 計 ， 可 以 更 好 的 學(xué) 習(xí) 和 了 解 汽 車 行 業(yè) 的 機 械 性 和 動 力 等 等 各 方 面 性 能 。 在 當(dāng) 下 以 科 學(xué) 技 術(shù) 為 主 要 支 撐 點 ， 以 理 論 知 識 為 指 導(dǎo) ， 是 現(xiàn) 代 設(shè) 計 的 主 要 方 法 和 理 念 。 利 用 這 種 方 式 指 導(dǎo) 能 夠 減 小 設(shè) 計 的 盲 目 性 和 脫 離 實 際 情 況 的 不 切 實 際 性 ， 提 高 設(shè) 計 的 高 效 率 、 高 品 質(zhì) 和 高 水 平 [2]。從 現(xiàn) 在 的 狀 況 來 看 ， 我 國 驅(qū) 動 橋 的 目 前 研 究 重 點 在 于 尋 找 輕 量 化 的 驅(qū) 動 橋 橋 殼 ， 從 高 科 技 ， 高 技 術(shù) 制 造 業(yè) 出 發(fā) 尋 求 成 本 低 ， 制 造 工 藝 好 ， 技 術(shù) 先 進 的 驅(qū) 動 橋 橋 殼 制 造 方 案 。 同 時 深 入 改 進 減 速 器 ， 差 速 器 的 技 術(shù) 方 案 ， 對 齒 輪 的 精 加 工 逐 步 提 高 ， 改 進 貨 車 整 體 的 舒 適 性 和 噪 聲 控 制 。 目 前 在 驅(qū) 動 橋 橋 殼 材 料 的 開 發(fā) 使 用 ， 主 從 齒 輪 ， 行 星 齒 輪 等 齒 輪 的 精 加 工 上 還 是 與 國 外 的 水 平 有 些 差 距 的 。 總 之 現(xiàn) 在 對 于 驅(qū) 動 橋 的 要 求 已 經(jīng) 不 僅 僅 局 限 于 高 效 ， 更 向著舒適，經(jīng)濟的方向發(fā)展 [2]。第 1 章 緒論2而 且 驅(qū) 動 橋 與 汽 車 其 他 總 成 之 間 也 有 密 切 的 聯(lián) 系 ， 比 如 減 速 器 ， 差 速 器 影 響 著 汽 車 行 駛 的 安 全 性 ， 半 軸 驅(qū) 動 橋 橋 殼 則 與 穩(wěn) 定 性 息 息 相 關(guān) ， 做 好 每 一 個 部 位 ， 尋 求 最 恰 當(dāng) 的 零 件 才能做出符合現(xiàn)代汽車理念的驅(qū)動橋總成。總 之 驅(qū) 動 橋 作 為 汽 車 車 身 結(jié) 構(gòu) 一 個 重 要 的 組 成 結(jié) 構(gòu) ， 對 提 高 汽 車 整 體 的 經(jīng) 濟 性 ， 實 用 性 能 具 有 重 要 的 價 值 ， 高 效 經(jīng) 濟 的 驅(qū) 動 橋 對 推 動 汽 車 產(chǎn) 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 優(yōu) 化 汽 車 產(chǎn) 業(yè) 鏈 具 有 至 關(guān) 重 要 的 作 用 ， 也 為 防 止 國 外 壟 斷 技 術(shù) ， 對 提 高 民 族 企 業(yè) ， 競 爭 力 具 有 重 要 作 用 [3]。3第 2 章 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)類型以及參數(shù)2 驅(qū) 動 橋 的 結(jié) 構(gòu) 類 型 以 及 參 數(shù)2.1 驅(qū) 動 橋 的 種 類驅(qū) 動 橋 處 于 汽 車 的 動 力 傳 動 裝 置 的 末 端 ， 是 重 要 的 組 成 部 分 。 其 主 要 功 能 是 增 大 由 傳 動 軸 或 變 速 器 傳 遞 來 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 并 將 動 力 平 均 分 配 給 左 ， 右 驅(qū) 動 輪 ， 另 外 也 承 受 作 用 于 地 面 和 車 架 或 車 身 之 間 的 垂 直 力 ， 縱 向 力 和 橫 向 力 。 驅(qū) 動 橋 一 般 由 主 減 速 器 、 差 速 器 、 車 輪 傳 動 裝 置 和 驅(qū) 動 橋 殼 等 組 成 ， 選 擇 一 個 優(yōu) 良 的 主 減 速 器 ， 差 速 器 以 及 適 合 的 半 軸 和 驅(qū) 動 橋 橋 殼是組裝成一個驅(qū)動橋的前提。一 般 的 驅(qū) 動 橋 總 成 包 括 主 減 速 器 ， 差 速 器 ， 半 軸 和 驅(qū) 動 橋 橋 殼 等 裝 置 。 這 些 部 分 應(yīng) 該 具 備 一 定 的 強 度 條 件 ， 有 良 好 的 工 藝 性 和 安 全 性 ， 同 時 應(yīng) 該 具 備 方 便 組 裝 ， 方 便 拆 卸 維 修 的 功 能 ， 對 于 乘 客 來 說 ， 能 夠 提 供 一 個 優(yōu) 良 的 乘 坐 環(huán) 境 和 舒 適 性 也 是 非 常 重 要 的 [4]。圖 2.1 斷開式驅(qū)動橋驅(qū)動橋有兩種類型，分別是斷開式驅(qū)動橋和非斷開式驅(qū)動橋。1．?dāng)嚅_式驅(qū)動橋(如圖 2.1)；斷開式驅(qū)動橋與采用獨立懸架的貨車配合使用。沒有使 用 半 軸 套 管 ， 于 是 ， 半 軸 處 于 外 側(cè) ， 半 軸 的 兩 側(cè) 通 過 萬 向 節(jié) 各 自 與 主 減 速 器 殼 內(nèi) 的 減 速 器 和 驅(qū) 動 輪 連 接 。 主 減 速 器 殼 固 定 在 車 架 或 車 身 上 。 驅(qū) 動 橋 兩 側(cè) 分 別 用 懸 架 與 車 架 或 車 身 連 接 ， 這 樣 ， 兩 側(cè) 驅(qū) 動 輪 能 相 對 獨 立 地 針 對 與 車 架 或 車 身 上 下 跳 動 ， 然 而 斷 開 式 驅(qū) 動 橋 也 有 壞 處 比 如 ， 它 的 結(jié) 構(gòu) 較 為 復(fù) 雜 ， 并 且 價 格 有 點 昂 貴 ， 大 大 的 提 高 了 整 體 的 價 格 ， 對 于 性 價 比的影響較大。2．非斷開式驅(qū)動橋(如圖 2.2)；非斷開式結(jié)構(gòu)橋相較于斷開式結(jié)構(gòu)不同的是，它的結(jié) 構(gòu) 較 為 簡 單 一 點 ， 易 于 拆 卸 與 安 裝 ， 并 且 制 造 工 藝 性 良 好 、 材 料 加 工 成 本 不 高 、 運 轉(zhuǎn) 時 安 全 性 能 高 、 維 修 清 洗 方 便 ， 所 以 普 遍 的 應(yīng) 用 在 各 種 小 型 載 貨 汽 車 ， 小 轎 車 和 越 野 式 汽 車 和 貨 車 。 非 斷 開 式 驅(qū) 動 橋 ， 驅(qū) 動 輪 不 是 由 懸 架 系 統(tǒng) 承 載 的 ， 故 對 貨 車 穩(wěn) 定 性 和 在 貨 車 的 行 駛 過 程 中 動 載 荷 的 減 少 不 利 。 因 此 從 整 個 安 全 性 以 及 性 價 比 的 條 件 下 考 慮 ， 此 次 選 擇 斷 開 式 驅(qū) 動 橋 作 為 目 標 [5]。4第 2 章 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)類型以及參數(shù)圖 2.2 非斷開式驅(qū)動橋1-主減速器 2-套筒 3- 差速器 4.7-半軸 5 -調(diào) 整 螺 母 6-調(diào)整墊片 8-橋殼2.2 驅(qū) 動 橋 的 結(jié) 構(gòu) 組 成一般情況下驅(qū)動輪的結(jié)構(gòu)組成主要有主減速器， 差速器， 車輪傳動裝置和驅(qū)動橋橋殼。 主 減 速 器 的 作 用 有 兩 點 ； 第 一 是 改 變 動 力 傳 遞 的 方 向 ， 第 二 是 作 為 變 速 器 的 末 端 為 其 各 個 檔位確定一個相同的傳動比。差 速 器 則 是 為 了 調(diào) 節(jié) 左 右 車 輪 的 轉(zhuǎn) 速 不 同 而 裝 備 的 。 貨 車 四 輪 啟 動 的 時 候 ， 為 了 啟 動 四 個 車 輪 ， 務(wù) 必 將 四 個 車 輪 連 接 起 來 ， 如 果 只 是 將 其 機 械 性 的 連 接 在 一 起 ， 汽 車 在 彎 曲 道 路 上 行 駛 的 時 候 就 會 以 不 同 的 速 度 轉(zhuǎn) 彎 ， 為 了 保 證 汽 車 轉(zhuǎn) 彎 時 旋 轉(zhuǎn) 速 度 相 差 不 能 大 ， 這 時 需 要 加 入 一 個 差 速 器 用 來 保 證 前 后 輪 速 度 一 樣 ， 這 樣 可 以 防 止 事 故 的 發(fā) 生 [6]。車 輪 傳 遞 裝 置 簡 單 點 說 就 是 傳 遞 動 力 ， 就 是 將 動 力 系 統(tǒng) 產(chǎn) 生 的 動 力 傳 遞 給 各 個 中 間 設(shè) 備，驅(qū)動車輪行駛。驅(qū)動橋橋殼的作用則有以下幾點：1．保護作用；保護減速器，差速器，半軸等零部件；2．固定保護驅(qū)動輪，還可以防止側(cè)滑等現(xiàn)象；3．承載著車架上貨車部件的重量；4．承受傳遞車輪在路面上受到力和力矩。5第 2 章 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)類型以及參數(shù)圖 2.3 貨車驅(qū)動橋（整體式）1—半軸 2—圓錐滾子軸承 3—支承螺栓 4—主減速器從動錐齒輪 5—油封6—主減速齒輪傳動錐齒輪 7—彈普座 8—墊圈 9—輪毅 10—調(diào)節(jié)螺母設(shè)計任務(wù)書所給的原始數(shù)據(jù)如下表 2.1,2.2；表 2.1 輕型貨車整車設(shè)計參數(shù) :項目 參數(shù)空車總重 4080kg滿載總重 9290kg負荷分配滿載 前 2360kg 后 6930kg軸距 3950mm最高車速 Va max =90 km/h發(fā)動機額定功率 99kw表 2.2 變速器傳動比檔數(shù) 1 檔 2 檔 3 檔 4 檔 5 檔 倒擋變速器傳動比 7.31 4.31 2.45 1.54 1.00 7.666第 3 章 主減速器的設(shè)計3 主 減 速 器 的 設(shè) 計3.1 主 減 速 器 概 述主 減 速 器 在 驅(qū) 動 橋 中 的 主 要 作 用 是 改 變 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 。 它 的 功 用 是 加 大 經(jīng) 由 變 速 器 和 半 軸 傳 遞 裝 置 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 降 低 轉(zhuǎn) 速 的 大 小 ， 改 變 轉(zhuǎn) 矩 的 傳 遞 方 向 ， 原 理 是 用 齒 數(shù) 較 少 的 齒 輪 帶 動齒數(shù)較多的齒輪嚙合運動。正常的主減速器由幾對減速齒輪副構(gòu)成，動力從主動輪輸入由從動齒輪輸出 [7]。圖 3.1 主減速器示意圖1． 按數(shù)目分可分為： 單級減速器和雙極減速器， 其中雙極還可以分為整體式和分開式， 判 斷 的 方 法 是 第 一 主 減 速 器 和 第 二 主 減 速 器 是 否 分 開 裝 在 單 獨 的 殼 體 內(nèi) 。 當(dāng) 傳 動 比 比 較 大 的時候，為了保證適當(dāng)?shù)碾x地距離，一般使用雙極減速器。本次選用單級減速器。2．按傳動比檔數(shù)可以分為單速式和雙速式，當(dāng)下國內(nèi)大都采用雙速式。3．按結(jié)構(gòu)形式可以分為圓柱齒輪式，圓錐齒輪和準雙曲面齒輪等形式。 圓柱齒輪的特點是結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，常用斜齒圓柱齒輪。 錐齒輪的特點是工作平穩(wěn)、發(fā)出的噪聲小、載荷能力好。但是安裝精度要求高。 雙 曲 面 齒 輪 它 的 傳 動 特 點 是 主 動 齒 輪 軸線 與 從 動 齒 輪 軸 線 雖 然 垂 直 但 不 相 交 。 主 動 齒輪軸線相對于從動齒輪軸線向上或下偏移距離 E， 稱偏 移距。 相同情況下即傳動比一定的， 從 動 齒 輪 相 同 的 條 件 下 ， 雙 曲 面 齒 輪 則 有 較 大 的 強 度 ， 并 且 嚙 合 的 齒 數(shù) 較 多 ， 工 作 時 平 順 發(fā) 出 噪 聲 較 小 [8]。目 前 市 場 上 的 貨 車 的 主 減 速 器 大 多 數(shù) 都 采 用 了 螺 旋 錐 齒 輪 和 雙 曲 面 齒 輪 。 雙 曲 面 齒 輪 工作時， 齒面間的壓力較大 ， 摩擦較為復(fù)雜， 齒面油膜容易破壞故采用雙曲面齒輪油潤滑， 絕不允許用普通齒輪油代替，否則齒面將很快擦損，磨壞。大大降低齒輪的使用壽命。7第 3 章 主減速器的設(shè)計3.2 主 減 速 器 的 基 本 參 數(shù) 選 擇 和 設(shè) 計 計 算3.2.1 主減速器的載荷計算1． 主減速 比 主減速比是一個影響貨車動力性能和燃油性能的一個重要因素。 一般來 說 ， 主 減 速 比 越 大 ， 對 于 加 速 能 力 和 爬 坡 能 力 有 加 強 ， 但 燃 油 經(jīng) 濟 性 變 差 。 但 如 果 過 大 ， 那 么 發(fā) 動 機 則 不 能 發(fā) 揮 全 部 功 率 來 達 到 應(yīng) 有 的 車 速 。 當(dāng) 主 減 速 比 越 小 ， 最 高 車 速 越 大 ， 提 高 了 汽 車 的 燃 油 經(jīng) 濟 性 ， 但 車 輛 的 爬 坡 能 力 加 速 能 力 削 弱 ， 因 此 多 數(shù) 貨 車 采 用 的 是 齒 輪 式 主 減 速 器 ， 其 中 包 含 最 基 本 的 直 齒 輪 式 齒 輪 ， 比 之 更 好 的 是 斜 齒 ， 最 好 的 是 漸 開 式 齒 輪 。 根據(jù)此次車型東風(fēng) EQ1090E 型貨車所提供的數(shù)據(jù)參數(shù)，主減速比為 6.33。2．主減速器齒輪轉(zhuǎn)矩的計算(1)從 動 齒 輪 按 最 大 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 T Tce=TamaxiTLKdnT/n=14700 N?m； Temax——發(fā) 動 機 最 大 轉(zhuǎn) 矩 ， 353 N?m；i1——變 速 器 最 低 檔 傳 動 比 i1=7.31；rr——動 力 傳 遞 效 率 ， 取 0.9； i0—— 主 減 速 比 i0= 6.33；Kd——超載系數(shù)，對于一般的載貨汽車超載系數(shù)一般取值為 1，本次為東風(fēng)貨車；(2)按 驅(qū) 動 輪 打 滑 時 的 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 T Tcs=G2????rr/（ nmim） =15437.646 N ? mG2——汽 車 滿 載 時 整 個 驅(qū) 動 橋 對 水 平 地 面 的 最 大 重 力 ， 取 65%的滿載質(zhì)量；m2——貨 車 的 負 荷 轉(zhuǎn) 移 系 數(shù) ， 一 般 取 值 1.3；φ——輪 胎 對 地 面 的 附 著 系 數(shù) ， 一 般 公 路 用 車 如 貨 車 φ=0.85；rr——車 輪 的 滾 動 半 徑 ， 取 值 0.229m；?m ， im——分 別 為 主 減 速 器 從 動 輪 到 驅(qū) 動 輪 之 間 的 傳 動 效 率 和 減 速 比 。 該 車無輪邊減速器，故 nm=0.97， im=1；3. 按從動輪的平均轉(zhuǎn)矩 T? fr+fh+fp?Tcf = G × rr × im×n m =1969.036Ga——貨 車 滿 載 時 總 重 量 ， N； 取 9290N。GT——所 牽 引 的 貨 車 滿 載 時 重 量 ， N； fr——貨 車 滾 動 時 的 阻 力 系 數(shù) ， 載 貨汽 車 取 0.015～0.020；該車取 0.015； fh——貨車 正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)。 通常載貨汽車和城市公共汽車取 0.05～0.09；所以該車取 0.07；fp——汽 車 或 者 貨 車 的 性 能 系 數(shù) ； fp=0.015*[16-0.195*(Ga+GT)/Temax]=-6.6由于 fp 計 算 為 負 ， 取 0 值。則 fp=0；8第 3 章 主減速器的設(shè)計0主動齒輪T ???Tcz i ?Tc——計算轉(zhuǎn)矩 ， N ? m。 按最低檔傳動比時 Tc＝14700N ·m； 按從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn) 矩T jm＝1969.036N ·m；i0 ——主減速比；ηT——齒輪傳動部分的效率，取 ?T =0.95。3.2.2 主減速器齒輪主要參數(shù)的選擇1．主動錐齒輪齒數(shù)的確定。 為 了 滿 足 驅(qū) 動 橋 離 地 距 離 能 夠 符 合 要 求 ， 一 次 齒 輪 齒 數(shù)盡 量 小 點 。 同 時 為 了 得 到 理 想的齒面重疊系數(shù)， 貨車 主動輪和從動輪齒數(shù)之和應(yīng)該大于等于 40， 同時盡量避免主從齒輪 有公約數(shù).本次東風(fēng)貨車的主減速比是 6.33， 所以可以取 Z1=7； Z2=44.Z1+Z2 大于 40 符合要 求。2．從動錐齒輪節(jié)圓直徑和端面模數(shù)的確定。直徑 d 2 ??Kd 2 ??3 Tcd2=（13. 0～16.0） 3√14700=（318.37～391.84）m m式中：d2——從 動 錐 齒 輪 的 節(jié) 圓 直 徑 ， mm； Kd2——直 徑 系 數(shù) ， Kd2=13.0～ 16.0；Tc——計 算 轉(zhuǎn) 矩 ， N ? m; 14700 N ? m；初選 D2=380mm； 則齒輪端面模數(shù) m=D2/Z2=380/44=8.64mm；故 m 可以取 9mm； D2=mz2=44×8.64=380.16mm。3．齒面寬度的確定齒 輪 齒 面 過 寬 并 不 一 定 有 好 處 ， 齒 面 邊 寬 并 不 能 增 大 它 的 使 用 壽 命 ， 反 而 導(dǎo) 致 齒 溝 變窄 ， 而 致 使 刀 面 或 刀 角 變 小 變 窄 ， 集 中 了 應(yīng) 力 反 而 降 低 了 刀 具 的 使 用 壽 命 ， 從 而 影 響 了 其他 方 面 ， 并 且 齒 面 過 寬 也 會 占 用 了 其 他 部 件 的 空 間 。 但 齒 面 過 窄 ， 那 么 同 樣 的 齒 輪 的 強 度就 降 低 了 ， 齒 輪 的 損 壞 也 變 得 容 易 ， 影 響 齒 輪 的 壽 命 ， 因 此 需 要 選 擇 適 當(dāng) 的 齒 寬 [9]。大齒寬 b2=0.155d2=58.92mm；小齒寬 b1=1.1b2=64.81mm；4．雙曲面齒輪的偏移量E=(0.1~0.15)b2=38.016~57.042， 取 E=45mm；5．法向壓力角 α 和中點螺旋角 β 的確定法 向 壓 力 角 對 齒 輪 的 性 能 有 很 大 的 影 響 ， 合 適 的 壓 力 角 有 利 于 降 低 噪 音 ， 提 高 工 作 穩(wěn)定性，一般輕型載物貨車壓力角可選擇 20 度。G9第 3 章 主減速器的設(shè)計而 對 于 螺 旋 角 來 說 需 要 考 慮 以 下 幾 個 因 素 ； 與 齒 面 的 重 合 程 度 ε， 一 般 取 值 1.5~2.0 齒輪 強 度 和 軸 向 力 等 。 螺 旋 角 越 大 那 么 法 向 壓 力 角 越 大 ， 這 樣 的 話 ， 齒 輪 運 轉(zhuǎn) 越 平 穩(wěn) ， 傳 動越 平 順 ， 齒 輪 的 強 度 也 就 越 高 ， 但 螺 旋 角 過 大 會 導(dǎo) 致 軸 向 力 過 大 從 而 導(dǎo) 致 運 轉(zhuǎn) 的 失 衡 ， 因此螺旋角β的取值有一定的范圍，一般在 35 度 ~40 度。 所以這次東風(fēng) EQ1090E 貨車可取值 35 度。6．齒輪的偏移與螺旋方向 當(dāng)汽車掛前行檔的時候， 由于主動 輪與從動輪嚙合的緣故，所以他們的轉(zhuǎn)動方向相反。由 從 動 輪 的 錐 頂 部 看 向 它 的 齒 輪 齒 面 部 位 ， 主 動 輪 處 于 它 的 右 邊 。 這 時 如 果 主 動 齒 輪 處 于 從 動 齒 輪 中 心 線 上 面 的 位 置 時 ， 稱 之 為 上 偏 移 ， 在 下 方 時 就 稱 之 為 下 偏 移 。 而 且 雙 曲 面 齒 輪 的 偏 移 方 向 和 它 的 齒 輪 的 螺 旋 方 向 有 很 大 的 關(guān) 系 ； 當(dāng) 雙 曲 面 齒 輪 向 下 偏 移 的 時 候 ， 主 動 齒 輪 的 為 左 旋 的 螺 旋 方 向 ， 從 動 齒 輪 螺 旋 方 向 為 右 旋 ； 當(dāng) 雙 曲 面 齒 輪 向 上 偏 移 時 從 動 齒 輪 螺 旋 方 向 為 左 旋 ， 主 動 齒 輪 為 左 旋 的 螺 旋 方 向 ， 這 樣 使 得 主 動 輪 和 從 動 輪 就 會 有 分 離 的 趨 勢 ， 兩 齒 輪 也 不 會 因 此 而 卡 住 [10]。3.2.3 主減速器齒輪的尺寸計算齒輪尺寸參數(shù)計算見表 3.1。表 3.1 部分尺寸參數(shù)序號計算公式 數(shù)值 釋 義1 Z1 7 小齒輪齒數(shù)2 Z2 44 大齒輪齒數(shù)3 m 9mm 模數(shù)4 b 1 64.81mm小齒輪齒面寬5 b 2 58.92mm大齒輪齒面寬6 ? 20° 壓力角7 Hg=h1m 14.85mm齒輪工作時高 hg,H1 取 1.658 h ??H 2m 16.47mm齒輪全高 h,H2 取 1.839 ? 90° 軸交角 ?10 d 1 ??m z1 63mm 小齒輪分度圓直徑11 ??1 ??arctan ??z1 / z2 ? 9.039° 小齒輪節(jié)錐角10第 3 章 主減速器的設(shè)計序號計算公式 數(shù)值 釋 義12 ??2 ??90 ????1 80.961° 大齒輪節(jié)錐角13 A0=d1/2sinγ 200.6mm節(jié)錐距14 t=3.1416m 28.27mm 周節(jié)15 h2=Kam 3.42mm 大齒輪齒頂高 h2,Ka 取 0.3816 h1 ??hg ??h2 11.43mm小齒輪齒頂高 h117 h????h ??h' 1 15.04mm 小齒輪齒根高18 h????h ??h' 2 213.05mm大齒輪齒根高19 c ??h ??hg 1.62mm 徑向間隙20 δ=arctan(h1’/A0) 1.43o 小齒輪齒根角21 ? ??d2 ??h' sin?01 2 1 1122.20mm小齒輪節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離22 ? ??d1 ??h' sin?02 2 2 219.40mm大齒輪節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離23 s2 ??S km 7.74mm 大齒輪理論弧齒厚 S224 s 1 ??t ??s 2 20.53mm小齒輪理論弧齒厚3 β 35° 螺旋角3.3 主減速器錐齒輪的強度校核3.3.1 齒輪的磨壞形式1．齒輪折斷 （疲勞折斷、過載折斷）（1）疲勞折斷 在 長 時 間 的 交 變 應(yīng) 力 下 ， 齒 輪 根 部 不 斷 地 接 受 交 變 應(yīng) 力 。 當(dāng) 應(yīng) 力 一 旦 到達 最 高 時 超 過了 材 料 的 承 受 極 限 ， 在 齒 輪 的 根 部 便 會 出 現(xiàn) 細 小 的 裂 痕 ， 在 長 時 間 的 交 變 應(yīng) 力 作 用 下 。 裂 痕 將 會 越 來 越 大 ， 最 后 齒 輪 將 會 突 然 斷 裂 損 壞 ， 在 斷 裂 的 過 程 中 斷 裂 面 經(jīng) 過 不 斷 地 摩 擦 形 成了明亮的斷面口，這種方式斷裂產(chǎn)生的是粗糙的斷裂面。（2）過載折斷 可能在設(shè)計的時候出現(xiàn)問題， 或者 是校核的時候沒有達到要求， 熱處理沒有達到要求，也 可 能 是 突 然 地 最 大 載 荷 沖 擊 ， 使 得 應(yīng) 力 波 動 突 然 超 過 了 齒 輪 的 彎 曲 強 度 的 可 允 許 范 圍 ，第 3 章 主減速器的設(shè)計11致 使 齒 輪 的 突 然 折 斷 。 除 了 這 些 原 因 ， 安 裝 不 合 理 ， 潤 滑 不 到 位 ， 位 置 調(diào) 節(jié) 不 當(dāng) 都 可 能 使 得 齒 輪 的 受 力 接 觸 面 集 中 一 點 ， 過 載 而 使 得 突 然 地 斷 裂 。 以 上 所 有 形 式 的 斷 裂 都 是 粗 糙 的 新斷面。為 了 防 止 齒 輪 的 斷 裂 ， 首 先 齒 輪 應(yīng) 該 具 備 足 夠 的 彎 曲 強 度 ， 齒 輪 的 系 數(shù) 包 括 ， 齒 數(shù) 模 數(shù) 壓 力 角 以 及 所 使 用 的 材 料 都 應(yīng) 該 符 合 標 準 。 對 于 齒 輪 的 加 工 也 必 須 反 復(fù) 確 認 ， 其 他 的 類 似 于 潤 滑 等 也 嚴 格 要 求 [11]。2．齒面的點蝕和剝落 點 蝕 和 剝 落 也 是 齒 輪 的 重 要 破 壞 形 式 之 一 ， 大 多 數(shù) 的 齒 輪 因 為 這種 原 因 報 廢 了 ， 因 此對于這類齒輪的解決還有必要的。（1）齒面的點蝕 類 似 于 齒 根 的 交 變 應(yīng) 力 ， 在 齒 輪 的 表 面 因 多 次 的 高 強 度 接 觸 而 引 起的 表 面 疲 勞 的 結(jié) 果 ，因 為 常 常 在 小 齒 輪 齒 根 節(jié) 點 區(qū) 域 開 始 ， 由 一 開 始 的 小 裂 縫 逐 漸 演 變 成 小 小 的 淺 坑 ， 出 現(xiàn) 這 種 狀 況 的 現(xiàn) 象 稱 之 為 點 蝕 。 點 蝕 一 般 先 出 現(xiàn) 在 幾 個 少 數(shù) 的 齒 面 上 ， 但 如 果 齒 輪 繼 續(xù) 工 作 ， 那 么 小 坑 的 數(shù) 目 會 不 斷 增 加 也 不 斷 變 大 。 最 終 導(dǎo) 致 了 齒 面 的 脫 落 ， 造 成 大 的 麻 煩 。 甚 至 可 能 造 成 齒 輪 的 折 斷 損 壞 。 而 解 決 的 方 法 則 是 ， 減 少 齒 面 的 載 荷 ， 保 持 齒 面 的 潤 滑 ， 又 或 者 載荷不變在允許的條件下增大齒面寬度，減小齒面應(yīng)力。（2）齒面剝落 大 都 發(fā) 生 在 表 面 滲 碳 的 齒 面 上 ， 因 為 形 成 了 比 點 蝕 更 大 的 坑 兒 時 的 表 面下 陷 。 造 成 這種 的 原 因 主 要 是 齒 面 強 度 不 夠 ， 表 層 太 薄 使 得 齒 面 剝 落 。 另 外 熱 處 理 不 當(dāng) 使 得 滲 碳 層 碳 濃 度不均勻于是原因之一。（3）齒面膠合 有 時 在 機 械 高 速 運 轉(zhuǎn) 或 者 在 大 氣 壓 強 過 大 的 時 候 ， 機 械 內(nèi) 部 存 在 局 部 的高 溫 ， 有 時 候冷 卻 系 統(tǒng) 出 現(xiàn) 問 題 ， 或 者 表 面 油 膜 遭 到 破 壞 ， 從 而 使 得 齒 輪 表 面 直 接 摩 擦 而 導(dǎo) 致 了 高 溫 ， 高 壓 。 這 一 系 列 原 因 使 得 兩 齒 輪 表 面 粘 在 一 起 ， 但 因 為 齒 輪 的 強 制 運 動 而 使 得 再 次 分 開 出 現(xiàn) 的 損 傷 和 磨 壞 的 現(xiàn) 象 ， 稱 之 為 叫 膠 合 。 膠 合 這 種 損 壞 現(xiàn) 象 在 齒 輪 頂 部 出 現(xiàn) 的 頻 率 較 高 ， 其 撕 裂 的 現(xiàn) 象 多 出 現(xiàn) 在 與 齒 線 的 垂 直 方 向 。 因 為 齒 輪 的 齒 面 膠 合 是 因 為 高 溫 ， 高 壓 的 原 因 導(dǎo) 致 的 。 因 此 ， 控 制 溫 度 在 允 許 溫 度 的 范 圍 內(nèi) 是 減 少 齒 輪 齒 面 膠 合 的 一 種 有 效 的 方 法 ， 通 常我們用潤滑劑來改善運作的狀態(tài)，調(diào)節(jié)溫度。（4）齒面磨損 齒輪齒面磨損顧名思義就是兩齒輪齒面之間相互作用， 摩 擦滑動， 從而導(dǎo)致齒面磨損，造 成 劃 痕 的 破 壞 現(xiàn) 象 。 因 為 世 界 上 不 存 在 零 摩 擦 ， 所 以 齒 輪 之 間 肯 定 存 在 摩 擦 ， 有 摩 擦 那 么 就 會 有 損 壞 ， 一 般 情 況 下 我 們 可 以 控 制 磨 損 的 范 圍 ， 在 規(guī) 定 的 范 圍 內(nèi) 的 磨 損 是 正 常 的 允 許的。 在齒 面磨損中還存在一個研磨磨損， 它是因為齒輪在運轉(zhuǎn)中掉落的小顆粒夾雜其中， 只 要 及 時 清 理 小 顆 粒 去 除 廢 皮 ， 是 應(yīng) 該 可 以 避 免 的 。 在 新 車 才 使 用 的 時 候 存 在 磨 合 狀 態(tài) ， 以 及 車 輛 長 時 間 使 用 過 后 ， 按 照 方 法 更 換 相 應(yīng) 的 潤 滑 油 或 者 定 期 清 洗 都 是 有 效 防 止 齒 面 磨第 3 章 主減速器的設(shè)計12Cp 2TK K K K *103d10 S m fKv bJ損 的 方 法 [12]。3.3.2 單位齒上的圓周力1．圓周力一般用于表示齒輪的耐磨性即單位齒長圓周力。 p ???Pb2N/mm；p ??Te max ig ?10d1 b2 2= 1390.33N/mm；式 中 ： Temax 為發(fā)動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩，取 353N ? m；ig 為 變 速 器 第 一 擋 傳 動 比 ， 即 ： ig=7.31；d1 為主動齒輪節(jié)圓的直徑，取 63mm；還有一種按照最大附著力計算 P=G2????rr×103×2/(b2×d2) ；其 中 ,G2 是汽車滿載時驅(qū)動橋給水平地面的最大重力，取 57969.6N；Φ為輪胎與地面的附著系數(shù)，取值 0.85；rr 為輪胎的滾動半徑，這里取值 0.229mm；所以 P=147.74 N。2．錐形齒輪的彎曲強度計算2 ?10 3 ??T ??K 0 ??Ks ??Km???Kv ??b ??z ??m2 ??J N/ mm 2 ；式中：T—— 齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， N ? m： 如 果 是 主 動 齒 輪 則 需 要 把 計 算 轉(zhuǎn) 矩 等 價 到 主 動 齒 輪上；K0——貨 車 超 載 系 數(shù) ： 取 1；Ks——尺 寸 系 數(shù) ： 反 應(yīng) 材 料 材 質(zhì) 分 布 的 不 均 勻 性 ， 與 齒 輪 尺 寸 大 小 及 熱 處 理 方 式 等 有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù) m≥1.6mm 時，Ks= 4 m / 25.4 =0.829；Km——載 荷分配系數(shù)： 當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承型式時， Km＝1. 00~1.10； 如果一 個 齒 輪 用 騎 馬 式 支 承 時 ， Km＝ 1.10~1.25。 當(dāng) 齒 輪 支 承 剛 度 較 大 時 ， 取 小 值 Km 取 1.1；Kv——質(zhì) 量 系 數(shù) ： 當(dāng) 貨 車 輪 齒 接 觸 面 狀 況 良 好 、 周 節(jié) 及 徑 向 跳 動 精 度 高 時 ， 可 取 Kv＝1；F——計 算 齒 輪 的 齒 面 寬 64.81mm； Z——計 算 齒 輪 的 齒 數(shù) ， 7； m——齒 輪 端 面 模 數(shù) 9mm；3.錐齒輪的接觸強度??j ?(1)按 照 發(fā) 動 機 最 大 轉(zhuǎn) 矩 （ 353N?m） 計 算 ；3第 3 章 主減速器的設(shè)計13σj = 678.73 N ? mm2; (2)按 照 發(fā) 動 機 額 定 轉(zhuǎn) 矩 （ 157N?m） 計 算 ；σj = 413.44N ? mm2;滿足強度條件。式中：T—— 齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， N ? m： 如 果 是 主 動 齒 輪 則 需 要 把 計 算 轉(zhuǎn) 矩 等 價 到 主 動 齒 輪上；K0——超 載 系 數(shù) ， 取 1；Ks——尺寸系數(shù)，反映材料材質(zhì)分布屬性的不均勻性，與齒輪尺寸大小及熱處理方 式等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù) m≥1.6mm 時 ， Ks= 4 m / 25.4 =0.829；Km——載 荷分配系數(shù)： 當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承型式時， Km＝1. 00~1.10； 當(dāng)一個齒 輪 用 騎 馬 式 支 承 時 ， Km＝ 1.10~1.25。 當(dāng) 齒 輪 支 承 剛 度 較 大 時 取 小 值 ， Km 取 1.1； Kv——質(zhì)量系數(shù)： 當(dāng)貨車輪齒接觸面良好、 周節(jié)及徑向跳動精度高時， 可取 Kv＝1； F——計 算 齒 輪 的 齒 面 寬 64.81mm；Z——計 算 齒 輪 的 齒 數(shù) ， 取 7；m——齒 輪 端 面 模 數(shù) 取 值 9mm；J——齒輪彎曲綜合系數(shù)，取值由圖 3.3 可得，取值 0.29；3.4 齒 輪 的 材 料 研 究 和 熱 處 理圖 3.2 J 的取值范圍表汽 車 驅(qū) 動 橋 總 成 作 為 汽 車 最 后 一 個 大 的 總 成 ， 其 主 減 速 器 齒 輪 工 作 量 很 大 ， 與 其 他 部 位 的 工 作 齒 輪 相 比 ， 它 的 載 荷 較 大 ， 時 間 長 ， 磨 損 沖 擊 力 大 [13]。 對 于 材 料 的 要 求 是 性 價 比 高， 工藝性好 ， 并且能夠符合他的強度要求， 最好材料的獲取容易， 對于環(huán)保有益。 。 所以 對 于 主 減 速 器 齒 輪 的 硬 度 要 求 也 同 樣 嚴 格 。 根 據(jù) 他 的 磨 損 ， 齒 輪 折 斷 ， 點 蝕 剝 落 等 情 況 ，第 3 章 主減速器的設(shè)計14于是對于主減速器齒輪我們有以下幾點要求。1． 由于齒輪的繁重運轉(zhuǎn)， 因此首先具備高度彎曲疲勞強度和抗磨損的特性。 其硬度必 須足夠。2．適當(dāng)?shù)?/div>

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