基于AutoCAD汽車驅動橋結構設計說明書[帶圖紙].doc

目錄1.緒論11.1研究本課題的目的和意義11.2主減速器的定義種類功用11.3本次設計的主要內容22.主減速器的設計32.1主減速器的結構型式的選擇32.1.1主減速器的減速型式32.1.2主減速器齒輪的類型的選擇42.1.3主減速器主動錐齒輪的支承形式62.1.4主減速器從動錐齒輪的支承形式及安置方法72.2主減速器的基本參數(shù)選擇與設計計算72.2.1主減速器計算載荷的確定72.2.2主減速器基本參數(shù)的選擇92.2.3主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計算122.2.4主減速器雙曲面齒輪的強度計算192.2.5主減速器齒輪的材料及熱處理232.3主減速器軸承的選擇242.3.1計算轉矩的確定242.3.2齒寬中點處的圓周力242.3.3雙曲面齒輪所受的軸向力和徑向力242.3.4主減速器軸承載荷的計算及軸承的選擇252.4本章小結303.差速器設計303.1差速器結構形式的選擇303.2對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理323.3對稱式圓錐行星齒輪差速器的結構333.4對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計333.4.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇333.4.2差速器齒輪的幾何計算353.4.3差速器齒輪的強度計算373.5本章小結37結論39參考文獻40致謝41摘要在現(xiàn)代汽車驅動橋上，主減速器的功用是將輸入的轉距增大并相應降低轉速，以及當發(fā)動機縱置時還具有改變轉矩旋轉方向的作用。單級主減速器通常由主動齒輪和從動齒輪組成。在雙級主減速器中，通常還要加一對圓柱齒輪或一組行星齒輪。在輪邊減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒圓柱齒輪傳動或行星齒輪傳動。主減速器采用的最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。在某些公共汽車和重型汽車上有時也選用蝸輪傳動。本文首先確定主要部件的結構型式和主要設計參數(shù)；然后參考類似驅動橋的結構，確定出總體設計方案；最后對主，從動錐齒輪，差速器圓錐行星齒輪，以及對支承軸承進行了壽命校核。本文采用傳統(tǒng)的雙曲面錐齒輪式單級主減速器作為CA1050的主減速器。關鍵詞:CA1050；主減速器；雙曲面錐齒輪；軸承；行星齒輪ABSTRACTNowadays,themainreducer,whichonmoderncardrivingaxle,isusedtoincreasetheimportedtorqueandcorrespondtodecreaseitsspeed,atthemeanwhile,italsocanchangethedirectionoftorquewhenengineislongitudinal.Single-stagereducerisusuallycomposedofthemaindrivinggearanddrivengear.Inmaintwo-stagereducer,aspurgearoragroupofplanetarygearalsoincluded.Inthewheel-sidereducer,helicalgearsdriveorplanetarygearisadopted,whichislaidofcommonparallelcoaxial.spiralbevelgeargearandhypoidgearsarebroadlyadoptedbymainreducer.Wormtransmissionisusedbysomebusesandtrucks.Inthispaper,thestructureofmaincomponentsandthemaindesignparametersarefirsttoconfirm；andthenrefertosimilardrivingaxlestructure,andidentifythedesignparameters；Finally,checkthemain,drivenbevelgear,coneplanetaryandthewholefloatinghalf-axleandthencheckthelifeofbearing.Inthispaper,usingthetraditionalhypoidgearsasthemainCA1050reducer.Keyword:CA1050；Mainreducer；Hypoidgears；Bearing；Planetarygear中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計11.緒論1.1研究本課題的目的和意義主減速器是驅動橋的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到車輛的動力性、經濟性。目前,國內減速器行業(yè)重點骨干企業(yè)的產品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴展，產品質量已達到國外先進工業(yè)國家同類產品水平，完全可承擔起為我國汽車行業(yè)提供傳動裝置配套的重任，部分產品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。由于計算機技術、信息技術和自動化技術的廣泛應用，主減速器將有更進一步的發(fā)展。對主減速器的研究能極大地促進我國的汽車工業(yè)的發(fā)展。1.2主減速器的定義種類功用主減速器是傳動系的一部分，與差速器，車輪傳動裝置和橋殼共同組成驅動橋。主減速器的功用是增扭，降速，改變轉矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉矩，并將轉矩傳遞給差速器。在現(xiàn)代汽車驅動橋上，主減速器種類很多，包括單級減速、雙級減速、雙速減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。其中應用得最廣泛的是采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪的單級主減速器。在雙級主減速器中，通常還要加一對圓柱齒輪（多采用斜齒圓柱齒輪），或一組行星齒輪。在輪邊減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒圓柱齒輪傳動或行星齒輪傳動。在某些公共汽車、無軌電車和超重型汽車的主減速器上，有時也采用蝸輪傳動。單級螺旋錐齒輪減速器其主、從動齒輪軸線相交于一點。交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車驅動橋上，主減速齒輪副都是采用90交角的布置。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受大的負荷。加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，面是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉向另端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運轉時，噪聲和振動也是很小的。單級雙曲面齒輪其主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角也都是采用90。主動齒輪軸相對于從動齒輪軸有向上或向下的偏移，稱為上偏置或下偏置。這個偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距。當偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁通過。這樣就能在每個齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。這對于增強支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面齒輪的偏移距使得其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃育X輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。主動齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于從動齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動的主動齒輪比相應的螺旋錐齒輪傳動的主動齒輪有更大的直徑和更好的強度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃育X輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當量曲率半徑較相應的螺旋錐齒輪當量曲率半中國地質大學長城學院2012屆畢業(yè)設計2徑為大，從而使齒面間的接觸應力降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應力相當?shù)穆菪F齒輪比較，負荷可提高至175。雙曲面主動齒輪的螺旋角較大，則不產生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動比傳動。當要求傳動比大而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪更為合理。因為如果保持兩種傳動的主動齒輪直徑一樣，則雙曲面從動齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對于主減速比大于4.5的傳動有其優(yōu)越性。當傳動比小于2時，雙曲面主動齒輪相對于螺旋錐齒輪主動齒輪就顯得過大，這時選用螺旋錐齒輪更合理，因為后者具有較大的差速器可利用空間。由于雙曲面主動齒輪螺旋角的增大，還導致其進入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐齒輪相應的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動工作得更加平穩(wěn)、無噪聲，強度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。例如，在乘用車上當主減速器采用下偏置(這時主動齒輪為左旋)的雙曲面齒輪時，可降低傳動軸的高度，從而降低了車廂地板高度或減小了因設置傳動軸通道而引起的地板凸起高度，進而可使車輛的外形高度減小。單級圓柱齒輪主減速器只在節(jié)點處一對齒廓表面為純滾動接觸而在其他嚙合點還伴隨著沿齒廓的滑動一樣，螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動都有這種沿齒廓方向的滑動。此外，雙曲面齒輪傳動還具有沿齒長方向的縱向滑動。這種滑動有利于唐合，促使齒輪副沿整個齒面都能較好地嚙合，因而更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲。但雙曲面齒輪的縱向滑動產生較多的熱量，使接觸點的溫度升高，因而需要用專門的雙曲面齒乾油來潤滑，且其傳動效率比螺旋錐齒輪略低，達96。其傳動效率與倔移距有關，特別是與所傳遞的負荷大小及傳動比有關。負荷大時效率高。螺旋錐齒輪也是一樣，其效率可達99。兩種齒輪在載荷作用下對安裝誤差的敏感性本質上是相同的。如果螺旋錐齒輪的螺旋角與相應的雙曲面主、從動齒輪螺旋角的平均值相同，則雙曲面主動齒輪的螺旋角比螺旋錐齒輪的大，而其從動齒輪的螺旋角則比螺旋錐齒輪的小，因而雙曲面主動齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的大，而從動齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的小。兩種齒輪都在同樣的機床上加工，加工成本基本相同。然而雙曲面?zhèn)鲃拥男↓X輪較大，所以刀盤刀頂距較大，因而刀刃壽命較長。單級蝸桿-蝸輪主減速器在汽車驅動橋上也得到了一定應用。在超重型汽車上，當高速發(fā)動機與相對較低車速和較大輪胎之間的配合要求有大的主減速比(通常814)時，主減速器采用一級蝸輪傳動最為方便，而采用其他齒輪時就需要結構較復雜、輪廓尺寸及質量均較大、效率較低的雙級減速。與其他齒輪傳動相比，它具有體積及質量小、傳動比大、運轉非常平穩(wěn)、最為靜寂無噪聲、便于汽車的總體布置及貫通式多橋驅動的布置、能傳遞大