貨車主減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛工程

..題目：中型貨車主減速器構(gòu)造設(shè)計(jì)一設(shè)題中型貨主減速器構(gòu)設(shè)計(jì)二設(shè)參驅(qū)動(dòng)形式:4*2后驅(qū)軸距:4700mm輪距:1900mm/1900mm整備質(zhì)量:3650kg額定載質(zhì)量:4830kg前后軸負(fù)荷:1900kg/1750kg3060kg/5420kg前后懸架長(zhǎng)度:1100mm/1200mm1前言12主減發(fā)動(dòng)機(jī)最2發(fā)動(dòng)機(jī)最2主減速比3主減速器3錐齒輪主5.

最高車速:98km/h最大爬坡度:30%汽車長(zhǎng)寬高:7000mm/2000mm/2300mm變速器傳動(dòng)比:5.064.0163.091.7114.8輪胎型號(hào):8.25-16離地間隙:300mm.word.zl.

.-主減速器3差速10差速器齒10差速器齒134145結(jié)論1516.

可修編-

..1前言全世界圍的汽車數(shù)量越來越多，汽車工業(yè)的開展水平成為了衡量一個(gè)國(guó)家整體工業(yè)水平和綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)志之一，充分顯示出其巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn),和高尖端技術(shù)在各個(gè)方面更為廣泛的應(yīng)用,機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)械產(chǎn)品對(duì)于傳動(dòng)裝置尤其是減速器等減速裝置的要求也在不斷的提升那些能在小空間小體積下提供大傳動(dòng)比、高輸出扭矩、低輸出轉(zhuǎn)速的減速器將成為未來減速裝置的主流減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速器的應(yīng)用圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，準(zhǔn)確的角度傳輸都可以見到減速器的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速器具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的開展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，因此，開拓和開展減速器和齒輪技術(shù)在我國(guó)有廣闊的前景..word.zl.

Dan.-Dan2

主減速器設(shè)計(jì)2.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的計(jì)算假設(shè)給出了預(yù)期的最高車速，選擇的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大體等于，但不小于以最高車速行駛時(shí)行駛阻力之和，即Pe

T

Av

3

a

A為迎風(fēng)面積。

A0.78B0.78**2300*10

2

；C

D

空氣阻力系數(shù)貨車選為0.8f

對(duì)于載貨汽車可取0.015-0.020這里取0.019算的P

=81.6kw貨車柴油機(jī)到達(dá)最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速圍是1800r/min-2600r/min在此選擇n=2600r/minp存在不同種類，不能用同一機(jī)理去解釋不同礦震的成因和現(xiàn)象。更不能用單一方法或措施去預(yù)測(cè)和防治礦震。因此要對(duì)礦震進(jìn)展分類，并且出現(xiàn)了多種分類方法2.2發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的計(jì)算

P9549maxp為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.1-1.3之間選取，此1.1。T

e

=329

..

可修編-

ii.ii.2.3主減速比確實(shí)定對(duì)于具有很大功率的轎車、客車、長(zhǎng)途公共汽車，0應(yīng)按下式來確定i0

v

rnrpiagH

r

r

——車輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號(hào)為8.25-16，滾動(dòng)半徑為0.407m

——最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在此取2600r/min；

——汽車的最高車速，在此為98Km/min；i

——變速器最高擋傳動(dòng)比，為1；對(duì)于其他汽車來說，為了用稍微降低最高車速的方法來得到足夠的功率儲(chǔ)藏，主減速比0一般比求得的要大10%~25%取

i

=5.0892.4主減速器計(jì)算載荷確實(shí)定按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T

ceTce

Tkiiidemax1fn

i

——變矩系數(shù)，由于不采用液力變矩器，所以為1；——變速器一擋傳動(dòng)比，在此取5.06;i0

——主減速器傳動(dòng)比在此取5.089;i

f

——分動(dòng)器傳動(dòng)比；由于不采用分動(dòng)器，所以為1；T

emax

——發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取329Nk

0

——結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般的載貨汽車取k=1.0k0為1；

——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取1；——傳動(dòng)系上傳動(dòng)局部的傳動(dòng)效率，在此取0.96..word.zl.

cf.-cf算得:T=8134.6N·mce按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩GmT22rim

T

——滿載狀態(tài)下，一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，該車為后輪驅(qū)動(dòng)，故驅(qū)動(dòng)橋的靜載荷即為后軸的載荷。為53116N

取1.2

——輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)，在此取=0.85；

m

、i

m

——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，均取1.算得：Tcs按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩FrtrimF—日常行駛時(shí)的牽引力。取6246Nt算得：

T

T

=由式3.2和式3.3求得的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，是作用到從動(dòng)錐齒輪上的最大轉(zhuǎn)矩，不同于用式3.4求得的日常行駛平均轉(zhuǎn)矩。當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩T應(yīng)取前面兩種的較c小值；當(dāng)計(jì)算錐齒輪疲勞壽命時(shí)，T取T。C主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為

i

式中，i為主減速比；η為主、從動(dòng)錐齒輪間的轉(zhuǎn)動(dòng)效率，對(duì)于雙曲面齒輪副，當(dāng)iog≥6時(shí)，取85%，當(dāng)i時(shí)，取90%。這里結(jié)合已有數(shù)據(jù)，取90%。0

0.

可修編-

czzczzD.算得：cecsT

2.5錐齒輪主要參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D和端面模數(shù)m主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬b和b、雙曲面齒輪副的偏移距、中點(diǎn)螺2s12旋角β、法向壓力角α等。主zz

因設(shè)計(jì)的車輛為商用車，所以原那么上z≥6又因主傳動(dòng)比為5.0891z1=6z1=7=7*5.089=35.623z1=8=8*5.089=40.712z1=9=9*5.089=45.901……分析以上數(shù)據(jù)，當(dāng)z=9時(shí)，取得z=45.901取46，z不是很大，且9與46有公約121數(shù)經(jīng)過驗(yàn)證負(fù)荷要求。因此初選z=912從對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸D會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小D又會(huì)影響跨置22式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。D可根據(jù)經(jīng)歷公式初選，即2D

K

c

K——直徑系數(shù)，一般取13.0T—從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，為T和T中的較小者取其值為3229.27N；cce由式3.10得：D

=〔13.0

=〔261.45～321.78mm；..word.zl.

應(yīng).-應(yīng)初選D=310，那么齒輪端面模數(shù)m/z=310/46=6.7392s22

同時(shí)m還應(yīng)滿足s

ms

3

C

K

m

為模數(shù)系數(shù)，取0.3～0.4

.6.739,<8.045,故滿足設(shè)計(jì)要求。

min主bb對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬b不大于其節(jié)錐距A的0.3倍22

bA22滿足

ms

，一般也推薦b=0.155D=0.155*310=48mm22小齒輪齒面寬b1雙

E對(duì)于總質(zhì)量較大的商用車E≤(0.10--0.12)D,取E=0.1d=31mm且取E≤2220%A,E=31mm2中β主動(dòng)齒輪中點(diǎn)處的螺旋角可按下式初選:

zz

算得=45.30選用45度。sin

Db2

48.05

=9.97o

初選35o其平均螺旋角為〔螺

通常來說，汽車主減速器小錐齒輪一般為左旋，而大齒輪為右旋。.

可修編-

..法載貨汽車一般選用的壓力角，所以在這里初選22.5°。齒

g

02

02

.

.word.zl.

mz.-mz

02

0

01

0

1

01

min

2.6主減速器錐齒輪輪齒強(qiáng)度的計(jì)算單主減速器齒輪的外表耐磨性，常常用單位齒長(zhǎng)圓周力來估算，即——作用在輪齒上圓周力。

F

——從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取52.8mm按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)2kimaxgfpb2D為主動(dòng)齒輪分度圓直徑D的值不容易直接確定，但11

D

D

=s1=60.651mm計(jì)算時(shí)將D′代入計(jì)算D′由于為最小值，如D′滿足設(shè)計(jì)要求，那么D必定滿足要111求。當(dāng)貨車掛一檔時(shí)，p

2*1*329*5.06*1*1*60.651*48

.

可修編-

..p

2*1*329*1*1*0.961*60.651*

p

2r*103Nbi2m

發(fā)現(xiàn)不滿足許用應(yīng)力值，但是，在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材料加工工藝等制造質(zhì)量的提高，許用應(yīng)力有時(shí)高出20%-25%而且，對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪打滑這種極限工況，在現(xiàn)代汽車應(yīng)用中，發(fā)動(dòng)機(jī)不可能提高這樣大的轉(zhuǎn)矩。因此此項(xiàng)值僅為極限工況下的一種檢驗(yàn)，在計(jì)算數(shù)值偏差不是很大的情況下，可以認(rèn)為滿足設(shè)計(jì)要求。輪K為尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，在S這里k為齒輪分配系數(shù)取為質(zhì)量系數(shù)當(dāng)接觸良好齒距及徑SV向跳動(dòng)精度高時(shí)，取1.b為齒輪吃面寬。D為齒輪的大端分度圓直徑。J為齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)?！残↓X輪〕=0.3〔大齒輪〕=0.252.c

w2

0.252*

430.7MPaMPc

’

24520.252*

MP200MPc

w2

30.726.7390.352.8*

MP700MPcw輪

349452.8*

MPMP錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為..word.zl.

sfCsfCK

j

CTKK

T為主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；p料的彈性系數(shù)鋼制齒輪副取232.6/mm.f外表質(zhì)量系數(shù)，取1.0；J計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)它綜合考慮了嚙合齒面的相對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，選取J=0.172為b1和b2較小的一個(gè)，取48mm。上述按min[T,T]計(jì)算最大接觸應(yīng)力不應(yīng)超過2800MPa，按Tcf計(jì)算疲勞接觸強(qiáng)度盈利不應(yīng)超過1750MPa。主從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力是一樣的。對(duì)于主動(dòng)齒輪，當(dāng)Tc=1581N*m

j

232.6215811

2373.3aMPc

j

60.6511

MPa1750MPa由以上結(jié)果可知，所選的各項(xiàng)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。3速3.1差速器齒輪主要參數(shù)選擇行n行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來選擇。通常情況下，轎車n=2貨車和越野車n=4.此.

可修編-

12AA12AA12.次設(shè)計(jì)的普通對(duì)稱式圓錐行星差速器的行星齒輪數(shù)取4行R確實(shí)b

行星齒輪球面半徑R反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力經(jīng)歷公式b來確定：RK

T

式中KTd

~bb——差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,T=min[T,T]=8134N*mdce代入上式，R=50.68mmb行星齒輪節(jié)錐距A為：A=(0.98=(49.67—50.17)mm取A=50mm00b0行為了使輪齒有較高的強(qiáng)度，行星齒輪的齒數(shù)Z應(yīng)取少些，但Z一般不少于。半軸11齒輪齒數(shù)Z在14用。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比Z／Z在1～2212．0的圍。模數(shù)m應(yīng)不小于2.初取Z=12，Z=18那么／Z=1.5，2Z／Z為整數(shù)的條件。122121行

,1

數(shù)m

,2

計(jì)算得：

arctan(/z)12arctan(z/z)21

1

arctan

33.69

2

arctan

56.31錐齒輪大端端面模數(shù)m為：0sinz12行星齒輪節(jié)圓直徑：d=mz=5*12=60mm11半軸齒輪節(jié)圓直徑：d=mz=5*18=90mm22..word.zl.

.-壓

目前，汽車差速器的齒輪大都采用22.5°的壓力角，齒高系數(shù)為最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪〔行星齒輪〕齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20°的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。在此選22.5°的壓力角。行d及確行星齒輪軸直徑d(mm)：01.1式中：

T

——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；由上可知為8134N·m；

——行星齒輪的數(shù)目；在此為4；l——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x,l′為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直22徑而d′≈0.8d；22——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取98MPa；算得d=29.55mm。行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度L：d32.5mm

0

’〞c

g

.

可修編-

ww.ww.

0

01

3.2差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算輪齒彎曲應(yīng)力()為:kd式中：

n——行星齒輪數(shù)；——為綜合系數(shù)，取0.225b2——半軸齒輪齒寬。d2——半軸齒輪大端分度圓直徑；T—半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，T=0.6T；0ks、kv按主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)數(shù)值選取。當(dāng)

Tmin[]

時(shí)，

[]980MPaw

；計(jì)算得：

594.280.6660.350

MPa所以，符合要求