单级主减速器

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1、前言主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说,主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。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则需很大，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，也可以使变速箱的尺寸、质量减小，操纵省力。

2、现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双曲面齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。主减速器的种类繁多:有单级式和双级式；有单速式和双速式；还有贯通式和轮边式等。本文主要对轿车的单级主减速器进行设计。1课题背景及意义主减速器是很多不同大小的齿轮组合而成的。也许你见过可变速的自行车，它的后轮齿轮就是好几个大小不一的齿轮组合起来的，自行车通过链条传动，脚蹬处的齿轮大于后轮齿轮，则车速块，相反则省力也就是扭力大。机动车的减速器是夹在发动机和传动轴之间的设备。1、首先发动机转速

3、是很高的，每分钟好几千转，不可能让发动机直接连接传动轴，否则车轮也会达到每分钟几千转，那是很恐怖的2、发动机通过小齿轮带动减速器的大齿轮，实现了转速的下降和动力的传递3、当减速器里不同大小的齿轮连接发动机时，传递到车轮的动力则不同：发动机的小带减速器的最大齿轮，则扭力最大，也就是机动车的一、而档位；发动机的小带减速器的最小齿轮，则车辆速度最高。本文对汽车的主减速器进行设计主要是为了是汽车或得最佳的动力性能，能充分的利用发动机传递过来的转矩，由于今年了石油资源的紧缺，所以对减速器进行设计，使轿车或得最佳的动力性，对于提高汽车在市场上的竞争力有很大帮助。对于不同的轿车选用不同的主减速器和主减速形式

4、，提高和改善汽车的性能，本文主要是对轿车的单级主减速器的主动锥齿轮和从动锥齿轮进行设计。2总体方案设计主减速器的结构形式主减速器齿轮的类型：现代汽车单级主减速器中多采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮两种。1）螺旋锥齿轮，其主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，且两者的螺旋角1和2相等,可知螺旋锥齿轮的传动比为:iol历(2-1)式中：小、2l螺旋锥齿轮主、从动齿轮的平均分度圆半径。2）双曲面齿轮如图2-1所示，主、从动齿轮轴线偏移了一个距离E,称为偏移距，。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比为：F1cos1F2cos2(2-2)式中：F1、F2一双曲面齿轮主、从动齿轮的圆周力;齿轮的螺旋角

5、。1、2双曲面齿轮主、从动图2-1双曲面齿轮啮合时受力分析Figure2-1Ofthehypoidgearmeshstressanalysis双曲面齿轮传动比为:F2r2s2scos2iosF1/r1scos1(2-3)式中：E、巳一双曲面齿轮主、从动齿轮的圆周力;1、2一双曲面齿轮主、从动齿轮的螺旋角;rs2s双曲面齿轮主、从动齿轮的平均分度圆半径令Kcos2/cos1,则iosKr2s/r1s0由于12,所以K1,通常为。主减速器减速形式：设计要求为单级主减速器，单级主减速器由一对锥齿轮传动，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点，广泛应用于主减速比i00的各种轿车和轻、中型轿车上（

6、对于双曲面齿轮通常要求io16时，取Temazfi=0)对于主减速器主动齿轮，应将（2-6）、（2-7）和（2-8）式分别除以主减速比Io和传动效率G（对于螺旋锥齿轮G=;对于双曲面齿轮，当i06时，6=,当106时，G=）。对于本设计范例：（1）齿轮最大应力计算时，齿轮计算载荷为：从动锥齿轮：Tce=（1TL=i1i0=6X=,K0=1,n=1,T=）；Tcs=(G2=0.6mag17640,=,m2=,LB=,皿=1)；取Tc=3870作为计算载荷。主动锥齿轮：Tz=J=(G=)。10G(2)齿轮疲劳寿命计算时，齿轮计算载荷为:工产760(fR=,fH=,fi=0一，0195G-(因为a=

7、*3000*140=所以取fi=0)-Temaz主动锥齿轮：Tzf-165。(G=)主减速器齿轮基本参数的选择：主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动锥齿轮齿数Zi和z2、从动锥齿轮大端分度圆直径d2、端面模数m、齿面宽b2、双曲面齿轮副的偏移距E、中点螺旋角、法向压力角等。1)齿数的选择选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：(1)为了磨合均匀，Zi、Z2之间应避免有公约数；(2)为了得到理想的重合系数和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40;(3)为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于轿车，乙一般不少于6;(4)当主传动比较大时，尽量使zi取得少些，以便得到满意的离地间隙。当i

8、06时,乙可取最小值并等于5,但为了啮合平稳并提高疲劳强度常大于5;当i较小时(5),Zi可取712。表2-1汽车主减速器主动锥齿轮齿数Figure2-1Caradvocatereduceractivebevelgeargear传动比(Z2/Z1)Zi推荐Zi允许范围768657本设计范例：根据之前计算得到的主减速器传动、比io=,查表2-1取4=7,Z2=36,重新计算传动比io=,返回（2-6）、（2-7）和（2-8）计算得:T产Tz=840Tc产Tzf-1642）从动锥齿轮大端分度圆（也称节圆）直径d2和端面模数ms对于单级主减速器，d2对驱动桥壳尺寸有影响，d2大将影响桥壳离地间隙；d

9、2小则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。d2可根据经验公式初选：d2Kd23Tc（2-10）式中：d2从动锥齿轮大端分度圆直径（mm）;Kd2一直径系数，一般为；兀一从动锥齿轮的计算转矩（Nm）,TcminTce,Tcs。d2确定后，端面模数ms可由msd2/z2进行计算，并用下式进行校核（取较小者）：msKm3Tc（2-11）式中：Km为模数系数（Km通常为）。表2-2锥齿轮模数（mmFigure2-2Bevelgearmodule（mm）12345678910111214161820222528303236404550注：1、表中模数指锥齿轮大端端面模数；2、该表适用于直齿、斜齿及曲面锥齿轮。本设计范例：d2=220mm（Kd2=14）;