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（终稿）斯太尔重型车双级主减速器设计（全套完整有CAD）

齿轮受到的弯矩为正，后齿轮受到的弯矩为负，前齿轮受到的弯矩为正，如图.所示图.垂直面上弯矩图求出垂直面上的弯矩并画出弯矩图根据上面的方向，弯矩图如图.所示图.垂直面上弯矩图合成弯矩可得由上面的图可知，在后轴承受力点上的弯矩最大，其弯矩为计算危险截面上的轴的直径，轴的材料选择，经过调质等处理，弯曲许用应力，则由于截面处轴的直径为，最小处的直径也大于.，所以校核成功。.中间轴的校核如图.，有第章可知，从动锥齿轮受到的圆周力，轴向力，径向力主动圆柱齿轮受到的圆周力.，轴向力，径向力轴承所受的轴向力，径向力轴承所受的轴向力，径向力。图.中间轴受力图求出水平面上的弯矩并画出弯矩图规定顺时针方向为负，其齿轮受到的弯矩为正，后齿轮受到的弯矩为负，前齿轮受到的弯矩为正，如图.所示图.垂直面上弯矩图求出垂直面上的弯矩并画出弯矩图.根据规定的方向，如图.所示图.垂直面上的弯矩图由上图可知，在点的垂直面上的弯矩最大，最危险。这点的合成弯矩得计算危险截面上的轴的直径，轴的材料选择，经过调质等处理，弯曲许用应力，则.由于截面处轴的直径为，最小处的直径也大于.，所以校核成功。.本章小结通过本章对轴的校核，轴满足其要求，对它所受的弯矩计算有更深的认识，对自己的计算水平有定的提高，对将来对轴的设计和校核积累了宝贵的经验。第章轴承的选择和校核.主减速器锥齿轮上作用力的计算锥齿轮齿面上的作用力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.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，可参考表.选取表.及的参考值车型变速器档位轿车公共汽车载货汽车Ⅲ挡Ⅳ挡Ⅳ挡Ⅳ挡带超速挡Ⅳ挡Ⅳ挡带超速挡Ⅴ挡Ⅰ挡.Ⅱ挡Ⅲ挡Ⅳ挡.Ⅴ挡.超速挡Ⅰ挡Ⅱ挡Ⅲ挡Ⅳ挡Ⅴ挡超速挡注表中，其中发动机最大转矩，汽车总重力，。经计算为.。齿宽中点处的圆周力齿宽中点处的圆周力为.式中作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩见式.该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径对于螺旋锥齿轮.式中主从动齿面宽中点分度圆的直径从动齿动比，其二级从动齿轮所受的转矩。取查李仲生主编的机械设计书表取查李仲生主编的机械设计书表得轮齿弯曲许用应力轮齿接触许用应力齿轮的弯曲强度设计计算.式中载荷系数，齿轮按级精度制造取所计算齿轮受的转矩齿宽计算齿轮的分度圆直径模数齿型系数，由当量齿数.，即可得.查李仲生主编的机械设计书图应力修正系数，可得.，由查李仲生主编的机械设计书图。因﹥故应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数式中齿宽系数，.，查李仲生主编的机械设计书表.。把已知数代入上式得.由李仲生主编的机械设计书表取。.双级主减速器的圆柱齿轮基本参数的选择正常齿标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸见表表.正常齿标准斜齿圆柱齿轮传动的几何尺寸计算名称代号计算公式齿顶高，其中顶隙，其中齿根高齿高分度圆直径顶圆直径根圆直径中心距.，齿宽，在这里取，。.齿轮的校核齿轮弯曲强度校核主从动齿轮的弯曲强度，把上面已知数据代入式.得齿轮的弯曲强度满足要求。齿面接触强度校核.式中材料弹性系数，.节点区域系数，.螺旋角系数，.齿数比，.主动齿轮的齿面接触强度为.主动齿轮的齿面接触强度符合要求。从动齿轮的齿面接触强度为.从动齿轮的齿面接触强度也符合要求。根据上面的校核，级和二级减速齿轮都满足要求，校核成功。.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，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。对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持转矩是根据所谓平均牵引力的值来确定的，即主加速器的平均计算转矩为.式中汽车满载总重所牵引的挂车满载总重仅用于牵引车取道路滚动阻力系数，载货汽车的系数在初选.汽车正常使用时的平均爬坡能力系数。货车和城市公共汽车通常取，可初取.汽车性能系数.当.时，取。等见式下的说明。把上面的已知数代入式.可得.主减速器齿轮参数的选择齿数的选择对于普通双级主减速器，由于第级减速比比第二级的小些，这时第级主动锥齿轮的齿数可选得较大些，约在范围内。第二级圆柱齿轮的传动齿数和可选在的范围内。在这里我们选择。则取，修正第级的传动比.。节圆直径的选择节圆直径的选择可根据从动锥齿轮的计算转矩见式，式中取两者中较小的个为计算依据按经验公式选出.式中直径系数，取计算转矩取，中较小的，第级所承受的转矩把式.代进式.,初取。齿轮端面模数的选择当选定后，可按式可算出从动齿轮大端模数，。齿面宽的选择汽车主减速器螺旋锥齿轮从动齿面宽度推荐为，可初取。主动锥齿轮.，取。螺旋锥齿轮螺旋方向般情况下主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋，以使二齿轮的轴向力有互相斥离的趋势。螺旋角的选择螺旋角应足够大以使齿面重叠系数.。因愈大传动就越平稳噪声就越低。螺旋角过大时会引起轴向力亦过大，因此应有个适当的范围。在般机械制造用的标准制中，螺旋角推荐用。齿轮法向压力角的选择根据格里森规定载货汽车和重型汽车则应分别选用的法向压力角。则在这里选择的压力角为。.主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算表.双级主减速器级齿轮的几何尺寸计算用表序号项目计算公式计算结果主动齿轮齿数从动齿轮齿数大端模数齿面宽工作齿高.全齿高.法向压力角轴交角节圆直径节锥角.节锥距.周节齿顶高齿根高径向间隙.齿根角面锥角根锥角齿顶圆直径主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和骑马式支承两种。查阅资料文献，经方案论证，采用悬臂式支承结构如图.所示。从动锥齿轮的支承从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承如图.所示。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是等于或大于。图.从动锥齿轮的支承型式.本设计的主要内容及方案其主要的内容为有.主减速比的计算.主减速比的分配.级齿轮传动机构的设计和校核.二级齿轮传动的设计和校核.轴的设计.轴承的选择和校核。为了达到增大离地间隙和柱减速器的功能要求，在这些内容中最重要的是如何合理的分配好主减速比。在这个过程中，只有反复的通过计算，不断调整二级的减速比。方可达到设计目的。主要方案运用齿轮传动原理，先用圆锥齿轮改变其转矩的方向，并同时达到减速增扭的目的。然后再通过圆柱齿轮副最终达到我们自己所需要的速度和扭矩。第章主减速器的结构设计与校核.主减速器传动比的计算斯太尔重型车的参数如下表.表.基本参数表名称代号参数驱动形式装载质量.总质量发动机最大功率及转速发动机最大转矩.及转速轮胎型号.变速器传动比最高车速由上表可知该重型车的轮胎型号为.，其中为轮胎名义尺寸单位为英寸。.为轮胎的宽单位也为英寸。为轮缘高度尺寸单位，在这里取.如图.所示重型车设计选用的轮胎是加深花纹的轮胎刘惟信版汽车设计表，型号为.，可查得轮胎的滚动半径为.。图.轮胎的断面图主减速比的确定主减速比对主减速器的结构型式轮廓尺寸质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比起由整车动力计算来确定。可利用在不同下的功率平衡图来研究对汽车动力性的影响。对发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。对于具有很大功率储备的轿车长途公共汽车尤其是竞赛车来说，在给定发动机最大功率及其转速的情况下，所选择的值应能保证这些汽车有尽可能高的最高车速。这时值应按下式来确定.式中车轮的滚动半径,.，单位变速器最高档传动比最高车速发动机最大功率时的转速。对于其他汽车来说，为了得到足够的功率储备而最高车速稍有下降，般选得比上式求得的大，即按下式选择因此，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。所以设计新型的主减速器已成为了新的课题。国内外研究现状据我国工信部消息，年重卡市场的产能规划在万量以上。在这样