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1、 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20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的开展，且与新技术革命的开展紧密结合。通用减速器的开展趋势如下： 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。 积木式组合设计。根本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和把戏翻新，利于组织批量生产和降低本钱。 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
2、使用范围。 促使减速器水平提高的主要因素有： 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。 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。 结构设计更合理。 加工精度提高到ISO56级。 轴承质量和寿命提高。 润滑油质量提高。 自20世纪60年代以来，我国先后制订了JB113070?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，对开展我国的机械产品作出了奉献。 20世纪60年代的减速器大多是参照
3、苏联20世纪4050年代的技术制造的，后来虽有所开展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。 改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB17960的89级提高到GB1009588的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在45级。局部减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。 我国自行设计制造的高速齿轮减增速器的功率已达42
4、000kW ，齿轮圆周速度达150m/s以上。但是，我国大多数减速器的技术水平还不高，老产品不可能立即被取代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比那么需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，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，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可变速箱的尺
5、寸质量减小，操纵省力汽车的主减速器广泛采用双曲面齿轮。双曲面齿轮有的也叫准双曲面齿轮，是螺旋锥齿轮的一种，一般的锥齿轮是轴线垂直相交，而准双曲面齿轮的轴线垂直不相交，有一定的偏置量。双曲面齿轮传动主减速器同样体积能够实现较大的传动比小轮的螺旋角加大，因此提高了小轮的强度因为偏置量的存在会改变整个地盘的重心高度，所以一般采用下偏置来提高平稳性但是对于越野车来说要采用上偏置来提高越野性能齿轮普遍采用渗碳淬火磨齿承载能力进步4倍以上体积小重量轻噪声低效率高可靠性高:在最大输出扭矩相同时齿轮的使用寿命要求更高(齿轮疲劳寿命平均可达50万次以上);在额定轴荷相同时，车桥的超载能力更强;主减速器齿轮使用寿
6、命更长、噪音更低、强度更大，润滑密封性能更好;整体刚性好，速比范围宽。 1.5 该工程的研究意义与目的 本工程的题目是，EQ1090货车双级主减速器设计，通过该工程，我们可以了解汽车的主要构造，及各个构件部件的作用，对本科期间的课程，有更好的消化。 2 双级主减速器的选择与设计 21 双级主减速器的选择 0. 双级主减速器的方案分析 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
7、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。 驱动桥中主减速器设计应满足如下根本要求： a所选择的主减速比应能保证汽车既有最正确的动力性和燃料经济性。 b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。 c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。 d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。 e结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。 主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。整体式双级主减速器种结构方案： (图) 图(图) 图
8、(图) 图 图2.3双级主减速器仿真图 1-第二级从动齿轮；2-差速器壳；3-调整螺母；4、15-轴承盖；5-第二级主动齿轮；6、7、8、13-调整垫片；9-第一级主动锥齿轮轴；10-轴承座；11-第一级主动锥齿轮；12-主减速器壳；14-中间轴；16-第一级从动锥齿轮；17-后盖 双级主减速器主要有如下结构特点： (1)第一级为圆锥齿轮传动，其调整装置与单级主减速器类同。 (2)第二级为圆柱齿轮传动。圆柱齿轮多采用斜齿或人字齿，传力干稳。人字齿轮传动消除斜齿轮产生轴向力的缺点。 (3)由于双级减速，减小了从动锥齿轮的尺寸，其反面一般不需要止推装置。 (4)主动锥齿轮前方的空间小，常为悬臂式支
9、承。 (5)因有中间轴，故多了一套调整装置。但第二级圆柱齿轮的轴向移动只能调整齿的啮合长度，使啮合副互相对正，不能调整啮合印痕和间隙。 (6)双级主减速器的减速比为两对齿轮副减速比的乘积。设第一级的减速比为、第二级的减速比为，那么双级主减速器的总传动比.。主减速器也需要调整，调整方法参考东风EQ1090E主减速器的调整，第一级主动锥齿轮轴承预紧度用轴肩前面调整垫片8调整；轴向位置用调整垫片7移动轴承座10来调整；中间轴轴承预紧度及从动锥齿轮的轴向位置利用轴两端轴承盖处的垫片6和13调整；垫片厚度增减-调整预紧度；垫片等量地从一边调到另一边-调整从动锥齿轮的轴向位置。 由于一般中重型载货汽车和大
10、型客车，越野车需要较大的传动比，增大离地间隙，提高汽车通过性，所以本设计采用纵向水平布置的第一级螺旋齿轮、第二级圆柱齿轮的双级主减速器。 2.2 双级主减速器的设计 数据： EQ1090货车； 自重4000Kg； 满载质量9000Kg； 最高车速100Km/h； 一档传动比ig1=6.24； 发动机最大扭矩T=31Kgfm； 滚动半径r=0.5m。 . 传动比的分配 设一级减速齿轮的传动比为i1；二级减速齿轮的传动比为i2。根据汽车二级主减速器的传动比分配要求，有：i2/i1=1.42.0 且i1i2=7.63 根据上述两式可初选得：i12.2 ; i23.4 . 一级减速即螺旋锥齿轮的设计
11、主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动锥齿轮齿数z11和z12、从动锥齿轮大端分度圆直径D12和端面模数m、主、从动锥齿轮齿面宽b11和b12、中点螺旋角、法向压力角等。 1主、从动锥齿轮齿数z11和z12 选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素： 1)为了磨合均匀,z11、z12之间应防止有公约数； 2)为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不小于40； 3)为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于货车，z11一般不少于6； 4)当主传动比i1较大时，尽量使z11取得小些，以便得到满意的离地间隙； 5) z11和z12应有适宜的搭配。 根据?汽车设计课程设计手册?1
12、38页表6-4、6-5：选一级减速齿轮的主动齿轮齿数为Z11=11，从动锥齿轮的齿数Z12=25； i1=25/11=2.2727。 那么i2=7.63/2.2727=3.36 i2/i1=1.4772,符合要求。 2计算载荷确实定： a：按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩 Tce = (2.1) 其中通过数据并查表可得： Te=31Kgfm9.81=304Nm；Kd=1；=90%；K=1；i1=6.24；i0=2.2727；if=1；n=1。 Tce=3880N?m b:按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs (2.2) 式中Tcs为计算转矩N.m；G2为满载状况
13、下一个驱动桥上的静载荷N， m2为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，由于是货车，所以：m2=1.11.2；为轮胎与路面间的附着系数；rr为车轮滚动半径m；im为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；m为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率。根据数据，取：=0.85；im=3.36；m2=1.1;r=0.5m; m=90%; G2=6300 Tcs=973.958 3按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcf Tcf = (2.3) Ga=9000*9.8=88200N;r=0.5;fr=0.016;fH=0.07;fi=0;im=3.36 =90%;n=1. Tcf=1254.166
14、7 式中，Tcf为计算转矩N.m；Ft为汽车日常行驶平均牵引力N。 用式(2.1)和式(2.2)求得的计算转矩是从动锥齿轮的最大转矩，不同于用式(2.3)求得的日常行驶平均转矩。当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩Tc取前面两种的较小值，即Tc=minTce,Tcs；当计算锥齿轮的疲劳寿命时，Tc取Tcf。 主动锥齿轮的计算转矩为 式中，Tz为主动锥齿轮的计算转矩N.m；io为主传动比；G为主、从动锥齿轮间的传动效率。计算时，对于弧齿锥齿轮福，G取95%；对于双曲面齿轮副，当io 6时，G取85%，当io =6时，G取90%. Tc=973.958时，Tz=476.163 Tc=1254.1667
15、时，Tz=613.1555 2 .从动锥齿轮大端分度圆直径D12和端面模数m D12对驱动桥壳尺寸有影响，D12大将影响桥壳的离地间隙；D12小那么影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。 D12可根据经验公式初选 (2.4) 代入数值得D12=250 式中，D2为从动锥齿轮大端分度圆直径mm；为直径系数，一般为13.015.3；Tc为从动锥齿轮的计算转矩。Tc=minTce, Tcs(见本节计算载荷确定局部) 由下式计算 2.5 式中，m为齿轮端面模数。 同时，还应满足 (2.6) 式中，Km为模数系数，取0.30.4。 计算并圆整，得ms=10。 3 主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2
