双级主减速器课件

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。

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。

由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力［1］。

对于载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而主减速器在传动系统中起着非常重要的作用。

随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于重型载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的, 装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700N m以上，百公里油耗是一般都在34L左右。

为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。

因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的传动系便成了有效节油的措施之一。

所以设计新型的主减速器已成为了新的课题。

1.1.2主减速器设计的要求驱动桥中主减速器的设计应满足如下基本要求：1、所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。

2、外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。

3、在各种转速和载荷下具有高的传动效率；与悬架导向机构与动协调。

4、在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。

5、结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。

本设计主要研究双级主减速器的结构与工作原理，并对其主要零部件进行了强度1-半轴2-圆锥滚子轴承3-支承螺栓4-主减速器从动锥齿轮5-油封6 —主减速器主动锥齿轮7 —弹簧座8—垫圈9—轮毂10-调整螺母图1.1驱动桥1.1.3主减速器型式及其现状主减速器的结构形式，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安装(1)主减速器齿轮的类型在现代汽车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。

目录1前言 (2)2 总体方案论证 (3)2.1非断开式驱动桥 (3)2.2断开式驱动桥 (4)2.3多桥驱动的布置 (5)3 主减速器设计 (6)3.1主减速器结构方案分析 (7)3.2主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (8)3.3主减速器锥齿轮设计 (9)3.4主减速器锥齿轮的材料 (12)3.5主减速器锥齿轮的强度计算 (12)3.6主减速器锥齿轮轴承的设计计算 (14)4 差速器设计 (19)4.1差速器结构形式选择 (20)4.2普通锥齿轮式差速器齿轮设计 (20)4.3差速器齿轮的材料 (23)4.4普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 (23)5 驱动车轮的传动装置设计 (24)5.1半轴的型式 (24)5.2半轴的设计与计算 (25)5.3半轴的结构设计及材料与热处理 (27)6 驱动桥壳设计 (28)6.1桥壳的结构型式 (29)6.2桥壳的受力分析及强度计算 (29)7 结论 (31)致谢 (31)附件清单 (32)1前言本课题是对货车驱动桥的结构设计。

故本说明书将以“驱动桥设计”内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。

驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥总成的结构型式及布置方法；全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。

汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。

汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。

另外，汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。

例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴及轮边减速器）、桥壳和各种齿轮。

1 引言1.1 概述主减速器是汽车驱动桥中的重要部件。

驱动桥主要包括主减速器总成、差速器、驱动桥壳等。

主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵向布置时还具有改变旋转方向的作用。

为满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不同的。

按参加减速传动的齿轮副数目分，有单级式主减速器和双级式主减速器，在双级式主减速器中，若第二级减速器齿轮有两对，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，则称为轮边减速器。

按主减速器传动比挡数分，有单速式减速器和双速式减速器，前者的传动比是固定的，后者有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同行驶条件的需要。

按齿轮副结构形式分，减速器有圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式等。

1.2 主减速器发展趋势20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。

通用减速器的发展趋势如下：①高水平、高性能。

圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。

②积木式组合设计。

基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。

③型式多样化，变型设计多。

摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。

促使减速器水平提高的主要因素有：①理论知识的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等）。

②采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。

③结构设计更合理。

④加工精度提高到ISO5－6级。

⑤轴承质量和寿命提高。

⑥润滑油质量提高。

自20世纪60年代以来，我国先后制订了JB1130－70《圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器的标淮，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。

目前，全国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器25万台左右，对发展我国的机械产品作出了贡献。

摘要汽车主减速器是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，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，主减速器还有改变动力传输方向的作用。

与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后。

目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。

本课题设计的是中型客车双级减速器，它由两对齿轮副组成，i较大，可以增大离地间隙，提高了汽车的通过性，本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮的强度进行校核以及对支承轴承进行了寿命校核。

本文采用双曲面锥齿轮作为中型客车的主减速器，希望这能作为一个课题继续研究下去。

总体来说，车用减速器发展趋势和特点是向着六高、二低、二化方向发展，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本，标准化、多样化。

关键字：中型客车驱动桥双级减速桥双曲面锥齿轮AbstractThe automobile main gear box is the driving axle most important constituent, its function is the motor torque which transmits the rotary transmission device transmits for actuates the wheel, is in the automobile power transmission reduces the rotational speed, to increase the torque the major component. The automobile which vertical sets to the engine, the main gear box also has the change power transmission direction function. With overseas compares, our country's Che Yong reduction gear development design, no matter technically, in fabrication technology, has not the small disparity in the cost control, particularly the gear technique of manufacture lacks the independent development and innovation ability, the technological means is backward. At present the quite prominent question is, profession whole new product development ability is weak, the craft innovation and the management level are low, the business management way is more extensive, perspective's product still for the low scale, deficient had the international influence product brand, the profession whole scattered in disorder situation is still serious. This topic is designed two-stage reducer medium-sized passenger car, which formed by the two pairs of gears, i0greater ground clearance can be increased to improve the car's passing ability, this paper identify the main components of the structure type and the main design parameters ; and then refer to a similar drive axle of the structure, determine the overall design scheme; Finally, the driving and driven bevel gears and check the strength of the life of the supporting bearings checked. In this paper, double-curved bevel gear reducer as the main medium-sized passenger car, hoping that this will be pursued as a topic.Generally speaking, the vehicle is turns toward six high, two low, two directions with the reduction gear trend of development and the characteristic to develop, namely high bearing capacity, high tooth face degree of hardness, high accuracy, high velocity, redundant reliability, high transmission efficiency, low noise, low cost, standardization, diversification.Keywords: two-stage medium-sized passenger car axle hypoid bevel gear reducer Bridge目录摘要ⅠAbstract Ⅱ第一章绪论3 1.1 引言3 1.2 国内汽车驱动桥主减速器发展现状3 1.3 本设计基本参数5第二章双级主减速器结构方案分析6 2.1 双级主减速器的齿轮类型62.1.1 螺旋锥齿轮传动72.1.2 双曲面齿轮传动82.1.3 圆柱齿轮传动102.1.4 蜗杆传动11 2.2 主减速器的减速形式 1212121315第三章双级主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 17 3.1 主动锥齿轮的支承 17 3.2 从动锥齿轮的支承 18 3.3 关于轴承的预紧 19第四章双级主减速器齿轮载荷计算 20 4.1主减速比i的确定 20 4.2 转矩Tce的计算 20 4.3 转矩Tcs计算 21 4.4平均转矩Tcf计算 22 4.5转矩Tz计算 22第五章主减速器齿轮基本参数的选择 24 5.1第一级双曲面锥齿轮主要参数选择245.1．1从动齿轮大端分度圆直径D2和端面模数m245.1．2主，从动锥齿轮齿面宽b1和b2245.1．3双曲面齿轮副偏移距E 25 5.1．4中点螺旋角β255.1．5齿轮法向压力角的选择255.1．6铣刀盘名义直径2rd的选择255.1．7主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算26 5.2主减速器第一级双曲面齿轮的强度计算 275.2．1单位齿长上的圆周力 275.2．2轮齿的弯曲强度计算 285.2．3轮齿接触强度计算 295.2．4主减速器的润滑 29 5.3第二级斜圆柱齿轮设计计算 305.3．1选定精度等级、材料、齿轮及螺旋角 305.3．2按齿轮接触强度设计 305.3．3按齿面弯曲强度设计 325.3．4几何尺寸计算 335.3．5第二级齿轮弯曲疲劳强度的校核 34 第六章轴承的设计及校核 356.1第一级齿轮轴承的计算 35 6.1．1双曲面锥齿轮齿面上的作用力 35 6.1．2双曲面锥齿轮轴承载荷 36 6.2双曲面轴承型号的校核 38 第七章轴的设计及校核 417.1主减速器第二级减速斜齿圆柱齿轮载荷 417.1．1第二级减速斜齿圆柱齿轮传动的圆周力417.1．2第二级减速斜齿圆柱齿轮传动的轴向力417.1．3第二级减速斜齿圆柱齿轮传动的径向力41 7.2主减速器中间轴校核41 7.3主减速器主动锥齿轮轴校核42 第八章键的设计与校核44 8.1主动锥齿轮花键的设计44第九章总结与致谢47第一章绪论1.1 引言本课题是设计汽车驱动桥双级主减速器，故本说明书将以“驱动桥双级主减速器设计”内容对驱动桥以及双级主减速器的结构型式与设计计算作一一介绍。

课题：双级主减速器第课时教学目标：掌握双级主减速器的组成
重点：轴承预紧度的调整
难点：轴承预紧度的调整
教学过程：
一．复习单级主减速器，导入双级主减速器
二．双级主减速器的组成：
由一对常啮合的锥齿轮和一对常啮合的圆柱齿轮来减速
三．双级主减速器的传递原理：根据挂图给学生进行认真仔细的分析，同时指出双级主减速器与单级主减速器的区别所在，各自的特点。

四．轴承预紧度的调整：
1．主动锥齿轮轴承预紧度的调整：靠改变调整垫片的厚度来来进行。

2．中间周两侧圆锥滚子轴承的预紧度调整：通过增减垫片来调整完成。

3．具体分析调整垫片的部位，通过挂图可以清晰的看到。

五．在时间允许的情况下，最好能让学生自己动手拆一下。

五．小结
六．作业：同步训练及课后练习。

第五章驱动桥组成：主减速器、差速器、半轴、轮毂及桥壳。

功用：①降速增矩；②改变转矩传递方向；③差速作用。

类型：▲非断开式驱动桥；▲断开式驱动桥。

1.非断开式驱动桥如CA1091,EQ1090E，CA1040等车的后桥。

参见图5-1a。

特点：①整体式桥壳；②两侧半轴、驱动轮在横向平面内无相对运动；③非独立悬架（整个车桥通过弹性元件与车架相联）。

2.断开式驱动桥如CA7220、Audi100等轿车常用的转向驱动桥。

参见图5-1b。

特点：①断开式桥壳(主减速器固装于车架上，半轴为万向传动轴）；②两驱动轮相对车架彼此独立上、下跳动。

③独立悬架（两侧车轮各自单独与车架由弹簧相联）。

§5.1 主减速器分类：▲按齿轮副个数分：单级：如EQ1090E，CA1040，CA7220，Audi100等。

双级：①一、二级齿轮均于主减速器壳体内,如CA1091；②一级齿轮于主减速器壳体内，二级为轮边减速。

多用于矿用车如SH380A，Terex33-07、33-11E,BJZ3530等。

▲按传动比档数分：①单速：i o为单一定值，目前常见车大都是此类；②i o为2个值（即主减速器有2个档）。

▲按齿轮结构型式分：圆柱齿轮，螺旋（曲线）锥齿轮，准双曲面齿轮。

▲常用的齿轮型式：1）斜齿圆柱齿轮特点是主从动齿轮轴线平行。

2）曲线齿锥齿轮特点是主从动锥齿轮轴线垂直且相交。

3）准双曲面锥齿轮特点是主从动锥齿轮轴线垂直但不相交，有轴线偏移。

▲圆锥齿轮齿轮旋向：常用主动小齿轮左旋：从小端向大端看齿向线向左偏斜；从动大齿轮右旋：从小端向大端看齿向线向右偏斜。

一.单级主减速器轿车，轻、中型货车用之。

≤7。

一般i下面以EQ1090E车为例，其i o=Z2/Z1=38/6=6.33 。

▲动力传递过程：见图5-2，动力从万向传动装置连接的叉形凸缘11→主动锥齿轮18→从动锥齿轮→差速器壳5→行星齿轮十字轴24→行星齿轮21→两半轴齿轮23→两半轴→…。