CA1050汽车驱动桥主减速器设计（全套完整有CAD）㊣精品文档值得下载

CA1050汽车驱动桥主减速器设计（全套完整有CAD）

型进行了讨论，最后根据实际情况决定采用双曲面齿轮。以上问题解决后，对齿轮的具体参数进行了设计计算，并对其进行了校核。校核合格以后，进行了轴承的选择和校核。第章差速器设计.差速器结构形式的选择汽车在行驶过程中左，右车轮在同时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压轮胎负荷胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左右车轮因滚动半径的不同而使左右车轮行程不等。如果驱动桥的左右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器主要有以下几种形式。对称式圆锥行星齿轮差速器图.普通的对称式圆锥行星齿轮差速器图.所示，普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左右壳，个半轴齿轮，个行星齿轮少数汽车采用个行星齿轮，小型微型汽车多采用个行星齿轮，行星齿轮轴不少装个行星齿轮的差逮器采用十字轴结构，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单工作平稳制造方便用在公路汽车上也很可靠等优点，最广泛地用在轿车客车和各种公路用载货汽车上．有些越野汽车也采用了这种结构，但用到越野汽车上需要采取防滑措施。例如加进摩擦元件以增大其内摩擦，提高其锁紧系数或加装可操纵的能强制锁住差速器的装置差速锁等。由于整速器壳是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速界从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向轴承支座的限制。强制锁止式防滑差速器图.强制锁止式防滑差速器如图.所示，强制锁止式防滑差速器就是在普通的圆锥齿轮差速器上加装差速锁，必要时将差速器锁住。此时左右驱动车轮可以传递由附着力决定的全部转矩。当汽车驶入较好的路面时，差速器的锁止机构应即时松开，否则将产生与无差速器时样的问题，例如使转弯困难轮胎加速磨损使传动系零件过载和消耗过多的功率等。自锁式差速器为了充分利用汽车的牵引力，保证转矩在驱动车轮间的不等分配以提高抗滑能力，并避免上述强制锁止式差速器的缺点，创造了各种类型的自锁式差速器。用以评价自锁式差速器性能的主要参数，是它的锁紧系数。为了提高汽车的通过性，似乎是锁紧系数愈大愈好，但是过大的锁紧系数如前所述，不但对汽车转向操纵的轻便灵活性行驶的稳定性传动系的载荷轮胎磨损和燃料消耗等，有不同程度的不良影响，而且无助于进步提高驱动车轮抗滑能力。因此设计高通过性汽车差速器时，应正确选择锁紧系数值。因为本车属于轻型载货汽车，主要在较好的路面上行驶，所以采用成本低廉结构简单的对称式圆锥行星齿轮差速器。.对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图.差速器差速原理如图.所示，对称式锥齿轮差速器是种行星齿轮机构。差速器壳与行星齿轮轴连成体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮固连在起，固为主动件，设其角速度为半轴齿轮和为从动件，其角速度为和。两点分别为行星齿轮与半轴齿轮和的啮合点。行星齿轮的中心点为，三点到差速器旋转轴线的距离均为。当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同半径上的三点的圆周速度都相等图.，其值为。于是，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳的角速度。当行星齿轮除公转外，还绕本身的轴以角速度自转时图.，啮合点的圆周速度为，啮合点的圆周速度为。于是即图.接触计算用综合系数按计算按计算主减速器齿轮的材料及热处理驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系的其它齿轮相比，具有载荷大，作用时间长，载荷变化多，带冲击等特点。其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断齿面疲劳点蚀剥落磨损和擦伤等。根据这些情况，对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求.具有较高的疲劳弯曲强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度.轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断.钢材的锻造切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易于控制，以提高产品的质量缩短制造时间减少生产成本并将低废品率.选择齿轮材料的合金元素时要适合我国的情况。汽车主减速器用的螺旋锥齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造。在此，齿轮所采用的钢为用渗碳合金钢制造的齿轮，经过渗碳淬火回火后，轮齿表面硬度应达到，而心部硬度较低，当端面模数时为。由于新齿轮接触和润滑不良，为了防止在运行初期产生胶合咬死或擦伤，防止早期的磨损，圆锥齿轮的传动副或仅仅大齿轮在热处理及经加工如磨齿或配对研磨后均予与厚度.的磷化处理或镀铜镀锡。这种表面不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨性，可以进行渗硫处理。渗硫处理时温度低，故不引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可以显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死胶合和擦伤等现象产生。.主减速器轴承的选择计算转矩的确定锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有法向力。该法向力可分解为沿齿轮切向方向的圆周力沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。为计算作用在齿轮的圆周力，首先需要确定计算转矩。汽车在行驶过程中，由于变速器挡位的改变，且发动机也不全处于最大转矩状态，故主减速器齿轮的工作转矩处于经常变化中。实践表明，轴承的主要损坏形式为疲劳损伤，所以应按输入的当量转矩进行计算。作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩可按下式计算.式中发动机最大转矩，在此取•，变速器在各挡的使用率，可参考表表.选取，变速器各挡的传动比，变速器在各挡时的发动机的利用率。经计算为•主动齿轮齿宽中点处的分度圆直径齿宽中点处的圆周力.式中作用在该齿轮上的转矩，作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩。该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径。按.计算主减速器主动锥齿轮齿宽中点处的圆周力.双曲面齿轮所受的轴向力和径向力图.主动锥齿轮齿面的受力图如图.，主动锥齿轮螺旋方向为左旋，从锥顶看旋转方向为逆时针，为作用在节锥面上的齿面宽中点处的法向力，在点处的螺旋方向的法平面内，分解成两个相互垂直的力和，垂直于且位于所在的平面，位于以为切线的节锥切平面内。在此平面内又可分为沿切线方向的圆周力和沿节圆母线方向的力。与之间的夹角为螺旋角，与之间的夹角为法向压力角，这样就有.于是，作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力和径向力分别为由式.可计算.由式.可计算.主减速器轴承载荷的计算及轴承的选择轴承的轴向载荷就是上述的齿轮的轴向力。但如果采用圆锥滚子轴承作支承时，还应考虑径向力所应起的派生轴向力的影响。而轴承的径向载荷则是上述齿轮的径向力，圆周力及轴向力这三者所引起的轴承径向支承反力的向量和。.大齿轮齿顶高系数取.倾根锥母线收缩齿齿根角齿顶角之和大齿轮齿顶高大齿轮节锥距.由式.，.得大齿轮齿跟高大齿轮齿宽中点处齿跟高由式.得径向间隙大齿轮齿全高大齿轮齿工作高大齿轮的面锥角大齿轮的根锥角大齿轮外圆直径小齿轮面锥角小齿轮的根锥角小齿轮的齿顶高和齿根高齿顶高齿根高表.主减速器双曲面齿轮的几何尺寸参数表序号项目符号数值主动齿轮齿数从动齿轮齿数端面模数.主动齿轮齿面宽.从动齿轮齿面宽.主动齿轮节圆直径.从动齿轮节圆直径.主动齿轮节锥角.从动齿轮节锥角.节锥距.偏移距主动齿轮中点螺旋角.序号项目符号数值从动齿轮中点螺旋角.平均螺旋角.刀盘名义半径.从动齿轮齿顶角.从动齿轮齿根角.主动齿轮齿顶高.从动齿轮齿顶高.主动齿轮齿根高.从动齿轮齿根高.螺旋角径向间隙.从动齿轮的齿工作高.主动齿轮的面锥角.从动齿轮的面锥角.主动齿轮的根锥角.从动齿轮的根锥角.最小齿侧间隙允许值.主减速器双曲面齿轮的强度计算在完成主减速器齿轮的几何计算之后，应对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素。．齿轮的损坏形式及寿命齿轮的损坏形式常见的有轮齿折断齿面点蚀及剥落齿面胶合齿面磨损等。它们的主要特点及影响因素分述如下轮齿折断主要分为疲劳折断及由于弯曲强度不足而引起的过载折断。折断多数从齿根开始，因为齿根处齿轮的弯曲应力最大。疲劳折断在长时间较大的交变载荷作用下，齿轮根部经受交变的弯曲应力。如果最高应力点的应力超过材料的耐久极限，则首先在齿根处产生初始的裂纹。随着载荷循环次数的增加，裂纹不断扩大，最后导致轮齿部分地或整个地断掉。在开始出现裂纹处和突然断掉前存在裂纹处，在载荷作用下由于裂纹断面间的相互摩擦，形成了个光亮的端面区域，这是疲劳折断的特征，其余断面由于是突然形成的故为粗糙的新断面。过载折断由于设计不当或齿轮的材料及热处理不符合要求，或由于偶然性的峰值载荷的冲击，使载荷超过了齿轮弯曲强度所允许的范围，而引起轮齿的次性突然折断。此外，由于装配的齿侧间隙调节不当安装刚度不足安装位置不对等原因，使轮齿表面接触区位置偏向端，轮齿受到局部集中载荷时，往往会使端经常是大端沿斜向产生齿端折断。各种形式的过载折断的断面均为粗糙的新断面。为了防止轮齿折断，应使其具有足够的弯曲强度，并选择适当的模数压力角齿高及切向修正量良好的齿轮材料及保证热处理质量等。齿根圆角尽可能加大，根部及齿面要光洁。齿面的点蚀及剥落齿面的疲劳点蚀及剥落是齿轮的主要破坏形式之，约占损坏报废齿轮的以上。它主要由于表面接触强度不足而引起的。点蚀是轮齿表面多次高压接触而引起的表面疲劳的结果。由于接触区产生很大的表面接触应力，常常在节点附近，特别在小齿轮节圆以下的齿根区域内开始，形成极小的齿面裂纹进而发展成浅凹坑，形成这种凹坑或麻点的现象就称为点蚀。般首先产生在几个齿上。在齿轮继续工作时，则扩大凹坑的尺寸及数目，甚至会逐渐使齿面成块剥落，引起噪音和较大的动载荷。在最后阶段轮齿迅速损坏或折断。减小齿面压力和提高润滑效果是提高抗点蚀的有效方法，为此可增大节圆直径及增大螺旋角，使齿面的曲率半径增大，减小其接触应力。在允许的范围内适当加大齿面宽也是种办法。齿面剥落发生在渗碳等表面淬硬的齿面上，形成沿齿面宽方向分布的较点蚀更深的凹坑。凹坑壁双曲面齿轮的偏移方向与其轮齿的螺旋方向间有定的关系下偏移时主动齿轮的螺旋方向为左旋，从动齿轮为右旋上偏移时主动齿轮为右旋，从动齿轮为左旋。本减速器采用下偏移。螺旋角的选择双曲面齿轮螺旋角是沿节锥齿线变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端螺旋角最小，齿面宽中点处的螺旋角称为齿轮中点螺旋角。螺旋锥齿轮中点处的螺旋角是相等的。二对于双曲面齿轮传动，由于主动齿轮相对于从动齿轮有了偏移距，使主动齿轮和