主减速器传动比确定

摘要汽车主减速器是汽车传动中的最重要的部件之一。

它能够将万向传动装置产来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。

本次设计的是有关十米高一级客车后桥主减速器设计总成。

并要使其具有通过性。

本次设计的内容包括有：方案选择，结构的优化与改进。

齿轮与齿轮轴的设计与校核，以及轴承的选用与校核。

并且在设计过程中，描述了主减速器的组成和差速器的差速原理和差速过程。

方案确定主要依据原始设计参数，对比同类型的减速器及差速器，确定此轮的传动比，并对其中重要的齿轮进行齿面接触和齿轮弯曲疲劳强度的校核。

而对轴的设计过程中着重齿轮的布置，并对其受最大载荷的危险截面进行强度校核，轴承的选用力求结构简单且满足要求。

主减速器及差速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一。

关键词：主减速器；差速器；转速；行星齿轮；传动比AbstractAutomobil reduction final drive is one of the best impossible parts in automobile gearing. It can chang speed and driving tuist within a big scope .The problem of this design is ten meters passager car reduction final unit ,it’ s properlyin common use . The design of scheme, the better design and improvement of structure ,the design and calibration of gear and gear shiftes , and the select of bearings , and also the design explain the construction of differential action .The ting of the scheme desierment main deside. The drive ratio of gear , according to orginal design parameter and constrasting the same type reduction final drive ang differential assay . It realize planet gear in the design of structure . It put to use alteration better gears transmission in the design of gear , and compare the root contact tired strength of some important gears and the face twirl tired strength . It eraphaize pay attention to the place of gears. Compare the strength of the biggest load dangraes section. It require structure simple and accord with demand in select of bearings .Key words : Reduction final , Differential , Rotational speed ,Plantet gear , Drive ratio目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)第2章主减速器的结构形式 (2)2.1主减速器的齿轮类型 (2)2.2主减速器的减速形式 (2)2.3主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (2)2.3.1主动锥齿轮的支承 (2)2.3.2从动锥齿轮的支承 (3)2.3.3主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整 (4)第3章主减速器基本参数选择与计算载荷的确定 (5)3.1主减速器齿轮计算载荷的确定 (5)3.1.1按发动机最大转矩和最大抵挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce .. 5T (5)3.1.2按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩cs3.1.3按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩T (6)Cf3.2锥齿轮主要参数的选择 (6)3.2.1主、从动锥齿轮齿数Z1和Z2 (6)3.2.2从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数m s (7)3.2.3主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2 (7)3.2.4双曲面齿轮副偏移距E (8)3.2.5中点螺旋角 (8)3.2.6螺旋方向 (9)3.2.7法向压力角α (10)第4章主减速器锥齿轮的几何尺寸计算 (11)4.1锥齿轮轮齿形状的选择 (11)4.2锥齿轮的几何尺寸计算 (11)第5章主减速器锥齿轮的强度计算 (14)5.1单位齿长圆周力 (14)5.2轮齿弯曲强度 (14)5.3轮齿接触强度 (16)第6章主减速器锥齿轮轴承的载荷计算 (18)6.1锥齿轮齿面上的作用力 (18)6.1.1齿宽中点处的圆周力 (18)6.1.2锥齿轮的轴向力和径向力 (18)6.2锥齿轮轴承的载荷计算 (19)6.3锥齿轮轴承的寿命计算 (20)6.3.1 A轴承的寿命计算 (20)6.3.2 B轴承的寿命计算 (20)6.3.3 C、D轴承的寿命计算 (21)第7章齿轮材料 (22)第8章对称式圆锥行星齿轮差速器设计 (23)8.1差速器齿轮主要参数选择 (23)8.1.1行星齿轮数n (23)8.1.2行星齿轮球面半径R b (23)8.1.3行星齿轮和半轴齿轮齿数Z1和Z2 (23)8.1.4行星齿轮和半轴齿轮节锥角、模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 (24)8.1.5压力角α (24)8.1.6行星齿轮轴直径d及支承长度L (24)8.2差速器轮齿的几何计算 (25)8.3差速器齿轮强度计算 (26)第9章驱动桥半轴设计 (26)9.1全浮式半轴计算 (27)9.2半轴的结构设计 (27)9.2.1全浮式半轴杆部直径设计 (27)9.2.2半轴杆部设计其他要求 (27)9.3半轴的强度校核 (28)9.3.1半轴的扭转应力 (28)9.3.2半轴花键的剪切应力 (28)9.3.3半轴花键的挤压应力 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第1章绪论驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理的分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直立、纵向力和横向力。

4、 传动比的计算和选择4.1 驱动桥主减速器传动比0i 的选择 在选择驱动桥主减速器传动比0i 时,首先可根据汽车的最高车速、发动机参数、车轮参数来确定,其值可按下式计算: g a v i v rn i max 0377.0= (4.1)式中:ig=1; max a v --汽车的最高车速,已知125km/hv n --最高车速时发动机的转速,一般p v n n )1.19.0(-=,r/min; r--车轮半径,r=0.357m 故max0377.0a v v rn i ==0.377×1252800357.0⨯=3.01 4.2 变速器传动比g i 的选择4.2.1 变速器一档传动比1g i 的选择在确定变速器一档传动比1g i 时,需要考虑驱动条件和附着条件。

为了满足驱动条件,其值应符合下式:()Te a g i T r i ifg m i η0max max max 1sin cos +≥ （4.3） 式中：max i ………最大爬坡度，max i = 7.16 代入相关数据,计算得:()Te a g i T r i ifg m i η0max max max 1sin cos +≥ =()9.001.3431357.07.16sin 7.16cos 016.0104067⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ =3.76 同时为了满足附着条件,其值也应符合下式 Ttq g i T Gr i ηφ01≤式中：φ--路面附着系数,为0.7～0.8,这里取0.8 带入相关数据,可得: T tq g i T Gr i ηφ01≤=9.001.34318.0357.0104067⨯⨯⨯⨯⨯=9.95 即是3.76≤1g i ≤ 9.95参考《中国汽车零配件大全》选取1g i =5.684。

1.C 曲线的作用？如何通过C 曲线确定变速器与主减速器速比？答：1）通常以循环工况油耗Q （km L 100/）代表燃油经济性，以原地起步加速时间代表动力性，作出不同参数匹配下的燃油经济性-加速时间曲线，即C 曲线。

根据C 曲线可以确定动力装置参数。

可在动力装置其他参数不变的条件下，选定最佳的主减速器传动比。

可在不改变发动机的条件下，利用C 曲线从数种变速器中选一合适的变速器和一合适主减速器传动比。

可进行考虑不同排量发动机、不同变速器与不同主减速器传动比的动力装置参数的确定。

2）在不改变发动机的条件下，从数种变速器中选一合适的变速器和一合适主减速器传动比。

针对不同挡位的变速器，可以根据变速器的C 曲线对比确定动力性和燃油经济性好的变速器。

针对三种不同传动比档位相同的变速器，做出三种变速器的C 曲线，然后做出三种不同传动比的燃油经济性加速时间曲线的包络线，称为“最佳燃油经济性—动力性曲线”。

采用“最佳燃油经济性—动力性曲线”确定在一定加速时间的要求下燃油经济性的极限值，从而可以选择燃油经济性最好的变速器。

2. 简要说明震动模型的简化过程，不同自由度模型的研究应用范围？答：（1）振动模型的简化过程为：1）首先把汽车简化为把汽车车身质量看做为刚体的立体模型，在讨论平顺性时，该立体模型车车身质量主要考虑垂直、俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个垂直自由度，整车共7个自由度。

2）然后，把汽车简化为四个自由度的平面模型，当汽车对称与其纵轴线且左、右车辙的不平度函数()()I y I x = ，此时车身只有垂直振动和俯仰振动两个自由度对平顺性影响最大，并忽略轮胎阻尼后，汽车立体模型可简化为平面模型。

同时，把车身按动力学等效的条件分解到前轴上、后轴上及质心上的三个集中质量f 2m 、r 2m 和c 2m 。

⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===ab m m bL m m aL m m y y y222c 222r 222f 1ρρρ3）悬挂质量分配系数12==ab y ρε时，可得到双轴汽车等效振动系统图，可以分别讨论f 2m 和前轮轴以及r 2m 和后轮轴所构成的两个双质量系统的振动。

第一章 基本数据选择1.1设计初始数据：（方案二）学号：26；最高车速：max a U =110-26=84Km/h ； 发动机功率：max e P =66-26/2=53KW ； 转矩：max e T =210-26×3/2=171Nm ； 总质量：m a =4100-26×2=4048Kg ；转矩转速：n T =2100r/min ； 车轮：R16（选205/55R16） ；r ≈R=16×2.54×10/2+0.55×205=315.95mm 。

1.1.1 变速器各挡传动比的确定初选传动比：设五挡为直接挡，则5g i =1 max a U = 0.377min i i r n g p式中：max a U —最高车速p n —发动机最大功率转速 r —车轮半径m i n g i —变速器最小传动比 0i —主减速器传动比p n / T n =1.4～2.0 即p n =（1.4～2.0）×2100=2940～4200r/min 取p n =3500r/minmax e T =9549×pe n P maxα （式中α=1.1～1.3，取α=1.2）所以，p n =9549×17153)3.1~1.1(⨯=3255.6～3847.5r/min0i =0.377×max i i rn g p =0.377×841095.31535003-⨯⨯=4.963 双曲面主减速器，当0i ≤6时，取η=90%，0i ›6时，η=85%。

轻型商用车1g i 在5.0~8.0范围，g η=96%， T η=η×T η=90%×96%=86.4%最大传动比1g i 的选择：①满足最大爬坡度。

根据汽车行驶方程式dtdumGi u A C Gf ri i T a D Tg δη+++=20emax 15.21 （1.1）汽车以一挡在无风、干砂路面行驶，公式简化为ααηsin cos 0emax G Gf ri i T Tg += （1.2）即，()Ttq g i T f Gr i ηαα01sin cos +≥式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，mg G ==4840×9.8=47432N ；max e T —发动机最大转矩，max e T =171N .m ； 0i —主减速器传动比，0i =4.963；T η—传动系效率，T η=86.4%；r —车轮半径，r =0.316m ；f —滚动阻力系数，对于货车取f =0.02；α—爬坡度，取α=16.7°%4.86963.4171316.07.16sin 7.16cos 02.08.940481⨯⨯⨯︒+︒⨯⨯⨯≥）（g i =5.24②满足附着条件。

摘要随着工业和国防现代化的发展，无论对公路运输还是非公路运输的车辆都提出更高的要求。

主减速器是汽车传动部分的重要部件之一，是汽车传动系最主的部件之一。

主要作用是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮降速增矩，对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。

为满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不一样的。

本文设计的是轻型卡车主减速器的设计，设计主要包括：主减速器结构的选择、主、从动锥齿轮的设计、轴承的设计与校核，轴的设计与校核等。

主减速器对提高汽车形式平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一。

关键词：主减速器齿轮轴承设计校核AbstractWith the development of industry and national defense modernization "regardless of the highway transportation or non - road transport vehicles are put forward higher requirements. Automobile main reducer is automotive drive axle of the main assembly structure is one of the main transmission components, automotive transmission system.Automobile main reducer in the transmission lines use to vehicle speed,increased the torque ,it is less dependent on the bevel of more gear drive of less bevelgear.Purchase of the longitudinal engine automobiles,the main bevel gear reducer also used to change the driving force for the direction of transmission. Automobile main reduce has different strcture to fit different requirement.The design mainly includes:main gear box structures choice.host、driven bevel gear’s design,bearing’s design and check,axis’s design and check.Automobile main reducer to reducer the car driving and differential stability and its though sex has a unique function,is one of the focal points of automotive design. Key word: Automobile main reduce Gear Bearing Design Check.第一章绪论1.1.1主减速器概述主减速器功用是在传动系中降低转速，增大转矩并改变转矩旋转方向（90°）.另外它布置在动力向驱动轮分流之前的位置。

本设计是对载货汽车设计一个结构合理、工作性可靠的双级主减速器。

此双级主减速器是由两级齿轮减速组成。

与单级主减速器相比，在保证离地间隙相同时可得到很大的传动比，并且还拥有结构紧凑，噪声小，使用寿命长等优点。

本文论述了双级主减速器各个零件参数的设计和校核过程。

设计主要包括：主减速器结构的选择、从动锥齿轮的设计、轴承的校核。

主减速器是汽车传动主、系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。

对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。

关键词：载货汽车；双级主减速器；齿轮；校核；设计ABSTRACTThis desig n is desig ns a structure to the truck to be reas on able, work related reliable two-stage main gear box. This two-stage main gear box is composed of two level of gear reducti ons. Compares with the sin gle stage main gear box, when the guara ntee ground cleara nee is the same may obtai n the very great velocity ratio, and also has the structure to be compact, the no ise is small, service life long and so on merits. This article elaborated the two-stage mai n gear box each comp onents parameter computati on and the selectio n process, and through computati on exam in atio n. The desig n mainly in cludes: Main gear box structure choice, host, drive n bevel gear's desig n, beari ng's exam in ati on .The main reducer in the tran smissi on lines used to reduce vehicle speed, in creased the torque , it is less depe ndent on the bevel of more gear drive of less bevel gear . Purchase of the Ion gitud inal engine automobiles, the main bevel gear reducer also used to change the driving force for the directi on of tran smissi on.Key words: Truck ；Two-stage Mai n Reduct ion Gea; Gear；Check摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1 主减速器的概述 (1)1.1.2主减速器设计的要求 (1)1.2主减速器的结构方案分析 (2)1.2.1主减速器的减速形式 (2)1.2.2主减速器的齿轮类型 (2)1.2.3主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (3)1.3主要涉及内容及方案 (4)第2章主减速器的结构设计与校核 (5)2.1主减速器传动比的计算 (5)2.1.1轮胎外直径的确定 (5)2.1.2主减速比的确定 (6)2.1.3双级主减速器传动比分配 (7)2.2主减速齿轮计算载荷的确定 (8)2.3主减速器齿轮参数的选择 (10)2.4主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 (12)2.4.1主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 (12)2.4.2主减速器螺旋锥齿轮的强度校核 (13)2.5第二级齿轮模数的确定 (17)2.6双级主减速器的圆柱齿轮基本参数的选择 (18)2.7齿轮的校核 (19)2.8主减速器齿轮的材料及热处理 (20)2.9本章小结 (21)第3章轴承的选择和校核 (22)3.1主减速器锥齿轮上作用力的计算 (22)3.2轴和轴承的设计计算 (24)3.3主减速器齿轮轴承的校核 (26)3.4本章小结 (29)第4章轴的设计 (30)4.1 一级主动齿轮轴的机构设计 (30)4.2中间轴的结构设计 (31)4.3本章小结 (32)第5章轴的校核 (33)5.1主动锥齿轮轴的校核 (33)5.2中间轴的校核 (35)5.3本章小结 (37)结论 (38)参考文献 (39)附录40第1章绪论1.1概述1.1.1主减速器的概述主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。

专业课程设计载货汽车主要技术参数的确定® "MH机电工程学院汽车设计课程设计任务书题目: ______________________________学生姓名：张宗华_________________学号： _____________________________专业班级：车辆1103 ______________指导教师: ___________________________汽车设计课程设计任务书1. 本设计应达到的目的：(1) 培养学生理论联系实际，综合应用“汽车构造”、“汽车理论”、“汽车设计” 等专业知识的能力，为毕业设计和生产实际奠定基础；(2) 提高学生结构设计能力，掌握汽车总体设计的程序和方法，培养独立、全面、科学的工程设计能力和分析问题、解决问题的能力；(3) 掌握查阅和应用国家标准、规范、手册、图册和相关技术资料的方法；(4) 掌握设计说明书的撰写方法。

2. 本设计任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)原始数据：设计内容和要求：(1) 确定总体设计的结构形式；(2) 确定总体设计的主要参数；(3) 设计、计算总体设计的相关尺寸和参数；(4) 绘制总体设计总布置图；(5) 完成设计说明书的撰写；(6) 完成课程设计的文档整理。

3. 对课程设计成果的要求〔包括课程设计、图表、实物样品等〕：（1）课程设计图纸一套（机绘），总量不少丁1张零号图纸的总体设计图; （2）设计计算说明书一份（手写），不少丁8000字；（3）课程设计光盘一张（含全部设计成果）。

指导教师签名:1、载货汽车主要技术参数的确定1.1 汽车质量参数的确定汽车载客量和装载质量汽车载客量：2人汽车的装载质量：m=1750kg汽车整车整备质量预估质量系数mo是指汽车装载质量与整车整备质量的比值:mo = m e/m o (1-1)1-1 各类货车的质量系数根据表，对丁轻型柴油载货汽车，，取可m0整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等) ，加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。

变速器说明书范文本次课业设计是在给定主要整车参数的情况下进行设计，发动机最大功率车轮型号81kw185/60R14S发动机最大转矩110N·m总质量1722kg最大转矩时转速最高车速3200r/min175km/h一变速器主要参数的选择1.1档数的确定近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。

目前，乘用车一般用4～5个档位的变速器。

发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。

商用车变速器采用4～5个档或多档。

载质量在2.0～3.5t的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0t的货车采用六档变速器。

多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。

档数选择的要求：1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。

2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。

因此，本次设计的轿车变速器为5档变速器。

1.2传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。

最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.7～0.8。

影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。

目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大。

本设计最高档传动比为0.81。

1.3变速器各档传动比的确定（1）、主减速器传动比的确定发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为[12]：ua0.377rnigi0（3.1）式中：ua——汽车行驶速度（km/h）；n——发动机转速（r/min）；rig——车轮滚动半径（m）；——变速器传动比；i0——主减速器传动比。

已知：最高车速uama某=vama某=175km/h；最高档为超速档，传动比ig=0.81；车轮滚动半径由所选用的轮胎规格185/60R14S得到r=290(mm)；发动机转速n=np=7734（r/min）；由公式（3.1）得到主减速器传动比计算公式：i00.377nrigua0.377773429100.7516926.44（2）、最抵档传动比计算按最大爬坡度设计，满足最大通过能力条件，即用一档通过要求的最大坡道角ma某坡道时，驱动力应大于或等于此时的滚动阻力和上坡阻力（加速阻力为零，空气阻力忽略不计）[13]。