理学驱动桥设计学习教案.pptx

会计学1理学驱动理学驱动(q dn)桥设计桥设计第一页，共83页。2三、基本要求三、基本要求 1）选择适当的主减速比，以保证汽车）选择适当的主减速比，以保证汽车(qch)在给定在给定条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。2）外廓尺寸小，保证汽车）外廓尺寸小，保证汽车(qch)具有足够的离地间具有足够的离地间隙，以满足通过性要求。隙，以满足通过性要求。3）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。4）在各种载荷和转速工况下有高的传动效率。）在各种载荷和转速工况下有高的传动效率。5）具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面）具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，以减少不平路面的冲击载荷，提高质量，尤其是簧下质量，以减少不平路面的冲击载荷，提高汽车汽车(qch)行驶平顺性。行驶平顺性。6）与悬架导向机构运动协调；对于转向驱动桥，还应）与悬架导向机构运动协调；对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。与转向机构运动协调。7）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修、调整）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修、调整方便。方便。第1页/共83页第二页，共83页。3第二节第二节 驱动驱动(q dn)桥结构方案分析桥结构方案分析一、分类一、分类断开式和非断开式。断开式和非断开式。二、断开式驱动桥的结构特二、断开式驱动桥的结构特点点 没有连接没有连接(linji)左右驱左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁，主动车轮的刚性整体外壳或梁，主减速器、差速器及其壳体安装在减速器、差速器及其壳体安装在车架或车身上，通过万向传动装车架或车身上，通过万向传动装置驱动车轮。置驱动车轮。第2页/共83页第三页，共83页。4三、非断开式驱动桥的的结构特点三、非断开式驱动桥的的结构特点三、非断开式驱动桥的的结构特点三、非断开式驱动桥的的结构特点桥壳是一根支承在左右桥壳是一根支承在左右桥壳是一根支承在左右桥壳是一根支承在左右(zu(zu yu)yu)驱动车轮上的驱动车轮上的驱动车轮上的驱动车轮上的刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有传动件刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有传动件刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有传动件刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有传动件都装在其中都装在其中都装在其中都装在其中 。第3页/共83页第四页，共83页。5四、优缺点及应用：四、优缺点及应用：四、优缺点及应用：四、优缺点及应用：断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了汽车行汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了汽车行汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了汽车行汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了汽车行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；增加了汽车离地间隙；由于驱动车轮与路面的用寿命；增加了汽车离地间隙；由于驱动车轮与路面的用寿命；增加了汽车离地间隙；由于驱动车轮与路面的用寿命；增加了汽车离地间隙；由于驱动车轮与路面的接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。但其结构较复杂但其结构较复杂但其结构较复杂但其结构较复杂(fz)(fz)，成本较高。断开式驱动桥在乘，成本较高。断开式驱动桥在乘，成本较高。断开式驱动桥在乘，成本较高。断开式驱动桥在乘用车和部分越野汽车上应用广泛。用车和部分越野汽车上应用广泛。用车和部分越野汽车上应用广泛。用车和部分越野汽车上应用广泛。非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，广非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，广非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，广非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，广泛应用于各种商用车和部分乘用车上。但由于其簧下质泛应用于各种商用车和部分乘用车上。但由于其簧下质泛应用于各种商用车和部分乘用车上。但由于其簧下质泛应用于各种商用车和部分乘用车上。但由于其簧下质量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影响。响。响。响。第4页/共83页第五页，共83页。6五、其他驱动方式五、其他驱动方式为了提高汽车的载质量和通过性，总质量较大为了提高汽车的载质量和通过性，总质量较大(jio d)的商用车大多采用多桥驱动方式，而各驱动桥的商用车大多采用多桥驱动方式，而各驱动桥又采用贯通式的布置形式。又采用贯通式的布置形式。轴间差速器 轮间差速器主减速器 轴间差速锁贯通(guntng)圆柱齿轮轮间差速锁半轴输入(shr)轴凸缘输出轴第5页/共83页第六页，共83页。7一、主减速器的结构形式一、主减速器的结构形式一、主减速器的结构形式一、主减速器的结构形式 （）主减速器的齿轮类型（）主减速器的齿轮类型（）主减速器的齿轮类型（）主减速器的齿轮类型 主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。和蜗轮蜗杆等形式。和蜗轮蜗杆等形式。和蜗轮蜗杆等形式。1 1弧齿锥齿轮传动弧齿锥齿轮传动弧齿锥齿轮传动弧齿锥齿轮传动特点：主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。特点：主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。特点：主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。特点：主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。优缺点：可以承受较大的负荷，工作平稳优缺点：可以承受较大的负荷，工作平稳优缺点：可以承受较大的负荷，工作平稳优缺点：可以承受较大的负荷，工作平稳(pngwn)(pngwn)，噪，噪，噪，噪声和振动小，但弧齿锥齿轮对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍声和振动小，但弧齿锥齿轮对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍声和振动小，但弧齿锥齿轮对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍声和振动小，但弧齿锥齿轮对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍不吻合就会使工作条件急剧变坏，并加剧齿轮的磨损和使噪声不吻合就会使工作条件急剧变坏，并加剧齿轮的磨损和使噪声不吻合就会使工作条件急剧变坏，并加剧齿轮的磨损和使噪声不吻合就会使工作条件急剧变坏，并加剧齿轮的磨损和使噪声增大。增大。增大。增大。传动比：传动比：传动比：传动比：第三节第三节 主减速器设计主减速器设计(shj)第6页/共83页第七页，共83页。82双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动特点：主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，且主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线向上特点：主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，且主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线向上(xingshng)或向下偏移一距离或向下偏移一距离E，称为偏移距。，称为偏移距。第7页/共83页第八页，共83页。9偏移距偏移距偏移距偏移距E E使主动齿轮的螺旋角使主动齿轮的螺旋角使主动齿轮的螺旋角使主动齿轮的螺旋角11大于从动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角22，并将，并将，并将，并将11与与与与22之差称为偏移角之差称为偏移角之差称为偏移角之差称为偏移角。1 1 22根据啮合面上根据啮合面上根据啮合面上根据啮合面上(min shn(min shn)法向力相等，可求得主、从动法向力相等，可求得主、从动法向力相等，可求得主、从动法向力相等，可求得主、从动齿轮圆周力之比为齿轮圆周力之比为齿轮圆周力之比为齿轮圆周力之比为 螺旋角：是指在锥齿轮节锥表面螺旋角：是指在锥齿轮节锥表面(biomin)展开图上的齿形线任意一点展开图上的齿形线任意一点A的切线的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。与该点和节锥顶点连线之间的夹角。传动比：传动比：令令Kcos2cos1，则，则0sK r2r1。由于由于(yuy)12，因此，因此K1，一般为，一般为1.25 1.50。第8页/共83页第九页，共83页。10优点：（与弧齿锥齿轮传动相比较）优点：（与弧齿锥齿轮传动相比较）具有更大的传动比；有更大的直径和较高的轮齿强度及较大的主动齿轮轴和轴承刚度；尺寸较小，离地间隙较大；运转平稳性好；双曲面传动的主动齿轮的螺旋角较大，同时啮合的齿数较多，重合度更大，既可提高传动的平稳性，又可以使齿轮的弯曲强度提高约具有更大的传动比；有更大的直径和较高的轮齿强度及较大的主动齿轮轴和轴承刚度；尺寸较小，离地间隙较大；运转平稳性好；双曲面传动的主动齿轮的螺旋角较大，同时啮合的齿数较多，重合度更大，既可提高传动的平稳性，又可以使齿轮的弯曲强度提高约30；双曲面传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的弧齿锥齿轮大，从而可以降低齿面间的接触应力；双曲面传动的主动齿轮螺旋角较大，则不产生；双曲面传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的弧齿锥齿轮大，从而可以降低齿面间的接触应力；双曲面传动的主动齿轮螺旋角较大，则不产生(chnshng)根切的最小齿数可减少，因此可以选用较少的齿数，有利于增加传动比；双曲面传动的主动齿轮较大，因此加工时所需的刀盘刀顶距较大，切削刃寿命较长；双曲面齿轮的偏移距还有利于实现汽车的总体布置。根切的最小齿数可减少，因此可以选用较少的齿数，有利于增加传动比；双曲面传动的主动齿轮较大，因此加工时所需的刀盘刀顶距较大，切削刃寿命较长；双曲面齿轮的偏移距还有利于实现汽车的总体布置。第9页/共83页第十页，共83页。11缺点：缺点：缺点：缺点：沿齿长方向的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面沿齿长方向的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面沿齿长方向的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面沿齿长方向的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮齿面间的压力和摩擦功较大，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗齿轮齿面间的压力和摩擦功较大，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗齿轮齿面间的压力和摩擦功较大，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗齿轮齿面间的压力和摩擦功较大，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗胶合能力较低。因此，需要选用可改善油膜强度和带有防刮伤添加剂的双胶合能力较低。因此，需要选用可改善油膜强度和带有防刮伤添加剂的双胶合能力较低。因此，需要选用可改善油膜强度和带有防刮伤添加剂的双胶合能力较低。因此，需要选用可改善油膜强度和带有防刮伤添加剂的双曲面齿轮油来进行润滑。曲面齿轮油来进行润滑。曲面齿轮油来进行润滑。曲面齿轮油来进行润滑。应用选择：应用选择：应用选择：应用选择：一般情况下，当主减速器速比大于一般情况下，当主减速器速比大于一般情况下，当主减速器速比大于一般情况下，当主减速器速比大于4.54.5而轮廓尺寸又有限时，采用双而轮廓尺寸又有限时，采用双而轮廓尺寸又有限时，采用双而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更为合理曲面齿轮传动更为合理曲面齿轮传动更为合理曲面齿轮传动更为合理(hl(hl)；而当传动比小于；而当传动比小于；而当传动比小于；而当传动比小于2.02.0时，双曲面齿轮传动的时，双曲面齿轮传动的时，双曲面齿轮传动的时，双曲面齿轮传动的主动齿轮相对于弧齿锥齿轮传动的主动齿轮就显得过大，此时选用弧齿锥主动齿轮相对于弧齿锥齿轮传动的主动齿轮就显得过大，此时选用弧齿锥主动齿轮相对于弧齿锥齿轮传动的主动齿轮就显得过大，此时选用弧齿锥主动齿轮相对于弧齿锥齿轮传动的主动齿轮就显得过大，此时选用弧齿锥齿轮更合理齿轮更合理齿轮更合理齿轮更合理(hl(hl)，因为后者具有较大的差速器可利用空间；对于中等传，因为后者具有较大的差速器可利用空间；对于中等传，因为后者具有较大的差速器可利用空间；对于中等传，因为后者具有较大的差速器可利用空间；对于中等传动比，两种齿轮传动均可采用。动比，两种齿轮传动均可采用。动比，两种齿轮传动均可采用。动比，两种齿轮传动均可采用。第10页/共83页第十一页，共83页。123圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动应用：广泛用于发动机横置的前置前驱动乘用车驱动桥和双级主减速器驱动桥以及轮边减速器。此时，齿轮皆应采用斜齿轮。应用：广泛用于发动机横置的前置前驱动乘用车驱动桥和双级主减速器驱动桥以及轮边减速器。此时，齿轮皆应采用斜齿轮。4蜗杆传动蜗杆传动优点：轮廓尺寸优点：轮廓尺寸(ch cun)及质量小，可获得较大的传动比（通常及质量小，可获得较大的传动比（通常0814）；工作非常平稳，无噪声；便于汽车的总体布置及通式多桥驱动布置；可以传递大的载荷，使用寿命长；结构简单，拆装方便，调整容易。）；工作非常平稳，无噪声；便于汽车的总体布置及通式多桥驱动布置；可以传递大的载荷，使用寿命长；结构简单，拆装方便，调整容易。缺点：蜗轮齿圈要求使用昂贵的有色金属合金（青铜）制造，材料成本高；此外，传效率较低。缺点：蜗轮齿圈要求使用昂贵的有色金属合金（青铜）制造，材料成本高；此外，传效率较低。应用：主要用于生产批量不大的个别总质量较大的多桥驱动汽车和具有高转速发动的客车上。应用：主要用于生产批量不大的个别总质量较大的多桥驱动汽车和具有高转速发动的客车上。第11页/共83页第十二页，共83页。13（二）主减速器的减速形式（二）主减速器的减速形式 根据减速形式特点不同根据减速形式特点不同(b tn)，主减速器分，主减速器分类如下：类如下：影响减速影响减速(jin s)形式选择的因素：汽车类型、使用条件、驱动桥处的离地间隙、驱动桥数和布置形式以及主传动比形式选择的因素：汽车类型、使用条件、驱动桥处的离地间隙、驱动桥数和布置形式以及主传动比 0。其中，其中，0的大小影响汽车的动力性和经济性。的大小影响汽车的动力性和经济性。第12页/共83页第十三页，共83页。141单级主减速器单级主减速器 优点：结构简单优点：结构简单(jindn)、质量小、尺寸紧凑、质量小、尺寸紧凑、制造成本低等。制造成本低等。应用：广泛应用于主传应用：广泛应用于主传动比动比07的汽车上。的汽车上。单级主减速器多采用一单级主减速器多采用一对弧齿锥齿轮或双曲面齿轮传对弧齿锥齿轮或双曲面齿轮传动，也有采用一对圆柱齿轮传动，也有采用一对圆柱齿轮传动或蜗杆传动的。动或蜗杆传动的。第13页/共83页第十四页，共83页。15 2双级主减速器双级主减速器结构特点：由两级齿轮结构特点：由两级齿轮减速组成的主减速器。减速组成的主减速器。优缺点：与单级主减速优缺点：与单级主减速器相比，双级主减速器在保证器相比，双级主减速器在保证离地间隙相同时可得到大的传离地间隙相同时可得到大的传动比，动比，0一般为一般为712；但其；但其尺寸、质量均较大，结构复杂，尺寸、质量均较大，结构复杂，制造成本也显著增加，制造成本也显著增加，应用：主要应用在总质应用：主要应用在总质量较大的商用车上。量较大的商用车上。分类分类(fn li)：整体式和：整体式和分开式。分开式。分开式双级主减速器的分开式双级主减速器的第一级设于驱动桥中部，称为第一级设于驱动桥中部，称为中央减速器；第二级设于轮边，中央减速器；第二级设于轮边，称为轮边减速器。称为轮边减速器。第14页/共83页第十五页，共83页。16整体式双级主减速器有多种结构整体式双级主减速器有多种结构整体式双级主减速器有多种结构整体式双级主减速器有多种结构(jigu)(jigu)方案：方案：方案：方案：锥齿轮锥齿轮锥齿轮锥齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮行星行星(xngxng)齿轮齿轮圆柱齿轮圆柱齿轮锥齿轮锥齿轮纵向纵向(zn xin)水平布水平布置置 斜向布置斜向布置 垂向布置垂向布置 第15页/共83页第十六页，共83页。17分开式双级主减速器分开式双级主减速器 优缺点：驱动桥中央部分尺寸较小，离地间隙较大。优缺点：驱动桥中央部分尺寸较小，离地间隙较大。结构复杂，簧下质量增加，成本提高，并且布置轮毂、轴承、车轮结构复杂，簧下质量增加，成本提高，并且布置轮毂、轴承、车轮(ch ln)和制动器都比较困难。和制动器都比较困难。圆柱行星圆柱行星(xngxng)齿轮式轮齿轮式轮边减速器边减速器 行星行星(xngxng)锥锥齿轮式轮边减齿轮式轮边减速器速器 主动齿轮下置主动齿轮下置式轮边减速器式轮边减速器 第16页/共83页第十七页，共83页。183 3双速主减速器（两种传动比）双速主减速器（两种传动比）双速主减速器（两种传动比）双速主减速器（两种传动比）构成构成构成构成(guchng)(guchng)：圆柱齿轮组或行星齿轮组。：圆柱齿轮组或行星齿轮组。：圆柱齿轮组或行星齿轮组。：圆柱齿轮组或行星齿轮组。第17页/共83页第十八页，共83页。19 4、贯通式主减速器（1）单级贯通式主减速器 优点：结构简单(jindn)、质量较小、尺寸紧凑；并可使中、后桥的大部分零件，尤其是使桥完、半轴等主要零件具有互换性。应用：主要用于总质量较小的多桥驱动汽车上。分类：双曲面齿轮式及蜗杆式。第18页/共83页第十九页，共83页。20（2）双级贯通式主减速器）双级贯通式主减速器 应用：总质量较大的多桥驱动汽车应用：总质量较大的多桥驱动汽车 分类：锥齿轮一圆柱齿轮式和圆柱齿轮一锥齿轮式。分类：锥齿轮一圆柱齿轮式和圆柱齿轮一锥齿轮式。在设计中，应根据中、后桥锥齿轮的布置、旋转方向、双曲面齿轮的偏移在设计中，应根据中、后桥锥齿轮的布置、旋转方向、双曲面齿轮的偏移(pin y)方式以及圆柱齿轮副在锥齿轮副前后的布置位置等因素来确定锥齿轮的螺旋方向。所选的螺旋方向应使主、从动锥齿轮有相近的轴向力。方式以及圆柱齿轮副在锥齿轮副前后的布置位置等因素来确定锥齿轮的螺旋方向。所选的螺旋方向应使主、从动锥齿轮有相近的轴向力。第19页/共83页第二十页，共83页。21第三节第三节第三节第三节 主减速器设计主减速器设计主减速器设计主减速器设计(shj)(shj)（三）主减速器主、从动锥齿轮的支承方案（三）主减速器主、从动锥齿轮的支承方案（三）主减速器主、从动锥齿轮的支承方案（三）主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 要求：主减速器必须保证主、从动齿轮有良好的要求：主减速器必须保证主、从动齿轮有良好的要求：主减速器必须保证主、从动齿轮有良好的要求：主减速器必须保证主、从动齿轮有良好的啮合状况，才能使它们很好的工作。啮合状况，才能使它们很好的工作。啮合状况，才能使它们很好的工作。啮合状况，才能使它们很好的工作。1 1、主动锥齿轮的支承、主动锥齿轮的支承、主动锥齿轮的支承、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跨置主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。式支承两种。式支承两种。式支承两种。悬臂式支承的结构特点：在锥齿轮大端一侧有较悬臂式支承的结构特点：在锥齿轮大端一侧有较悬臂式支承的结构特点：在锥齿轮大端一侧有较悬臂式支承的结构特点：在锥齿轮大端一侧有较长的轴，并在其上安装长的轴，并在其上安装长的轴，并在其上安装长的轴，并在其上安装(nzhung)(nzhung)一对圆锥滚子轴承。一对圆锥滚子轴承。一对圆锥滚子轴承。一对圆锥滚子轴承。优缺点：悬臂式支承结构简单，支承刚度较差。优缺点：悬臂式支承结构简单，支承刚度较差。优缺点：悬臂式支承结构简单，支承刚度较差。优缺点：悬臂式支承结构简单，支承刚度较差。应用：用于传递转矩较小的主减速器上。应用：用于传递转矩较小的主减速器上。应用：用于传递转矩较小的主减速器上。应用：用于传递转矩较小的主减速器上。第20页/共83页第二十一页，共83页。22跨置式支承的结构特点：在锥齿轮两端的轴上均有轴承。跨置式支承的结构特点：在锥齿轮两端的轴上均有轴承。优缺点：齿轮的承载能力高，布置优缺点：齿轮的承载能力高，布置(bzh)紧凑。主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。支承中的导向轴承都为圆柱滚子轴承，是易损坏的一个轴承。紧凑。主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。支承中的导向轴承都为圆柱滚子轴承，是易损坏的一个轴承。应用：在需要传递较大转矩情况下，最好采用跨置式支承。应用：在需要传递较大转矩情况下，最好采用跨置式支承。第21页/共83页第二十二页，共83页。232从动锥齿轮的支承从动锥齿轮的支承 影响从动锥齿轮的支承刚度的因素：轴承的形式、支承间的距离及载荷在轴承之间的分布比例。影响从动锥齿轮的支承刚度的因素：轴承的形式、支承间的距离及载荷在轴承之间的分布比例。在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助(fzh)支承。辅助支承。辅助(fzh)支承与从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证当偏移量达到允许极限。支承与从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证当偏移量达到允许极限。第22页/共83页第二十三页，共83页。24二、主减速器基本参数选择与计算载荷的确定二、主减速器基本参数选择与计算载荷的确定（一）主减速器齿轮计算载荷的确定（一）主减速器齿轮计算载荷的确定 汽车主减速器锥齿轮有格里森和奥利康两种切汽车主减速器锥齿轮有格里森和奥利康两种切齿齿(qi ch)方法。方法。格里森齿制锥齿轮计算载荷的三种确定方法格里森齿制锥齿轮计算载荷的三种确定方法 1按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩锥齿轮的计算转矩Tce第三节第三节 主减速器设计主减速器设计(shj)2 按驱动轮打滑转矩确定从动按驱动轮打滑转矩确定从动(cngdng)锥齿轮的计算转矩锥齿轮的计算转矩T c s 第23页/共83页第二十四页，共83页。253按汽车日常行驶按汽车日常行驶(xngsh)平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩T c f T c的选择的选择(xunz)：当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩：当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩T c应取前面两种的较小值，即应取前面两种的较小值，即T cminT c e，T c s；当计算锥齿轮疲劳寿命时，；当计算锥齿轮疲劳寿命时，T c取取T c f。主动锥齿轮的计算转矩为主动锥齿轮的计算转矩为第24页/共83页第二十五页，共83页。26（二）锥齿轮主要参数的选择（二）锥齿轮主要参数的选择（二）锥齿轮主要参数的选择（二）锥齿轮主要参数的选择 主减速器锥齿轮的主要参数：主、从动锥齿轮齿数主减速器锥齿轮的主要参数：主、从动锥齿轮齿数主减速器锥齿轮的主要参数：主、从动锥齿轮齿数主减速器锥齿轮的主要参数：主、从动锥齿轮齿数z1z1和和和和z2z2、从动锥齿轮大端分度圆直径、从动锥齿轮大端分度圆直径、从动锥齿轮大端分度圆直径、从动锥齿轮大端分度圆直径D2D2和端面模数和端面模数和端面模数和端面模数msms、主、从动、主、从动、主、从动、主、从动锥齿轮齿面宽锥齿轮齿面宽锥齿轮齿面宽锥齿轮齿面宽b1b1和和和和b2b2、双曲面齿轮副的偏移、双曲面齿轮副的偏移、双曲面齿轮副的偏移、双曲面齿轮副的偏移(pin y)(pin y)距距距距E E、中、中、中、中点螺旋角点螺旋角点螺旋角点螺旋角、法向压力角、法向压力角、法向压力角、法向压力角 等。等。等。等。1 1主、从动锥齿轮齿数主、从动锥齿轮齿数主、从动锥齿轮齿数主、从动锥齿轮齿数z1z1和和和和z2z2选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：1 1）为了磨合均匀，）为了磨合均匀，）为了磨合均匀，）为了磨合均匀，z1z1、z2z2之间应避免有公约数。之间应避免有公约数。之间应避免有公约数。之间应避免有公约数。2 2）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、）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少于从动齿轮齿数和应不少于从动齿轮齿数和应不少于从动齿轮齿数和应不少于4040。3 3）为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘）为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘）为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘）为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，用车，用车，用车，z1z1一般不少于一般不少于一般不少于一般不少于9 9；对于商用车，；对于商用车，；对于商用车，；对于商用车，z1z1一般不少于一般不少于一般不少于一般不少于6 6。4 4）主传动比）主传动比）主传动比）主传动比0 0较大时，较大时，较大时，较大时，z1z1尽量取得少些，以便得到满意尽量取得少些，以便得到满意尽量取得少些，以便得到满意尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。的离地间隙。的离地间隙。的离地间隙。5 5）对于不同的主传动比，）对于不同的主传动比，）对于不同的主传动比，）对于不同的主传动比，z1z1和和和和z2z2应有适宜的搭配。应有适宜的搭配。应有适宜的搭配。应有适宜的搭配。第25页/共83页第二十六页，共83页。27 2从动锥齿轮大端分度圆直径从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数和端面模数msD2可根据可根据(gnj)经验公式初选，即经验公式初选，即 齿轮齿轮(chln)端面模数端面模数 ms同时同时(tngsh)，ms还应满足还应满足 式中，式中，K D213.0 15.3；T cminT c e，T c s Km为模数系数，取为模数系数，取0.30.4 第26页/共83页第二十七页，共83页。28 3主、从动锥齿轮齿面宽主、从动锥齿轮齿面宽b1和和b2锥齿轮齿面过宽会减小齿根圆角半径，加大了应力集中，还降低了刀具的使用寿命；会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤锥齿轮齿面过宽会减小齿根圆角半径，加大了应力集中，还降低了刀具的使用寿命；会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤(snshng)。也会引起装配空间减小。但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。也会引起装配空间减小。但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。对于从动锥齿轮齿面宽对于从动锥齿轮齿面宽b2，推荐不大于其节锥距，推荐不大于其节锥距A2的的0.3倍，即倍，即b20.3 A2，而且，而且b2应满足应满足b210ms，一般也推荐，一般也推荐b20.155D2。对于弧齿锥齿轮，。对于弧齿锥齿轮，b1一般比一般比b2大大10。4 双曲面齿轮副偏移距双曲面齿轮副偏移距E 一般对于乘用车和总质量不大的商用车，一般对于乘用车和总质量不大的商用车，E0.2D2，且，且E40 A2；对于总质量较大的商用车，；对于总质量较大的商用车，E（0.10 0.12）D2，且，且E20%A2。另外，主传动比越大，则。另外，主传动比越大，则E也应越大，但应保证齿轮不发生根切。也应越大，但应保证齿轮不发生根切。双曲面齿轮的偏移可分为上偏移和下偏移两种。双曲面齿轮的偏移可分为上偏移和下偏移两种。第27页/共83页第二十八页，共83页。29 如何判断上下偏移？由从动(cngdng)齿轮的锥顶向其齿面看去，并使主动齿轮处于右侧。第28页/共83页第二十九页，共83页。305中点螺旋中点螺旋(luxun)角角选择选择时，应考虑它对齿面重合度时，应考虑它对齿面重合度F、轮齿强度和轴向力大小的影响。、轮齿强度和轴向力大小的影响。越大，则越大，则F也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高。一般也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高。一般 F应不小于应不小于1.25，在，在1.52.0时效果最好。但是时效果最好。但是过大，会导致轴向力增大。过大，会导致轴向力增大。汽车主减速器弧齿锥齿轮螺旋汽车主减速器弧齿锥齿轮螺旋(luxun)角或双曲面齿轮副的平均螺旋角或双曲面齿轮副的平均螺旋(luxun)角一般为角一般为3540。乘用车选用较大的。乘用车选用较大的值以保证较大的值以保证较大的F，使运转平稳，噪声低；商用车选用较小的，使运转平稳，噪声低；商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取值以防止轴向力过大，通常取35。6螺旋螺旋(luxun)方向方向 从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋(luxun)方向是相反的。螺旋方向是相反的。螺旋(luxun)方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离趋势，防止轮齿因卡死而损坏。方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离趋势，防止轮齿因卡死而损坏。第29页/共83页第三十页，共83页。317 7法向压力角法向压力角法向压力角法向压力角 对于小负荷工作的齿轮，一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，对于小负荷工作的齿轮，一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，对于小负荷工作的齿轮，一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，对于小负荷工作的齿轮，一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，噪声噪声噪声噪声(zoshng)(zoshng)低。低。低。低。对于弧齿锥齿轮，乘用车的对于弧齿锥齿轮，乘用车的对于弧齿锥齿轮，乘用车的对于弧齿锥齿轮，乘用车的 一般选用一般选用一般选用一般选用14301430或或或或1616，商用车的，商用车的，商用车的，商用车的 为为为为2020或或或或22302230。对于双曲面齿轮，从动齿轮轮齿两侧的压力角是相同的，但主动对于双曲面齿轮，从动齿轮轮齿两侧的压力角是相同的，但主动对于双曲面齿轮，从动齿轮轮齿两侧的压力角是相同的，但主动对于双曲面齿轮，从动齿轮轮齿两侧的压力角是相同的，但主动齿轮轮齿两侧的压力角是不等的。选取平均压力角时，乘用车为齿轮轮齿两侧的压力角是不等的。选取平均压力角时，乘用车为齿轮轮齿两侧的压力角是不等的。选取平均压力角时，乘用车为齿轮轮齿两侧的压力角是不等的。选取平均压力角时，乘用车为1919或或或或2020，商用车为，商用车为，商用车为，商用车为2020或或或或22302230。第30页/共83页第三十一页，共83页。32第三节第三节第三节第三节 主减速器设计主减速器设计主减速器设计主减速器设计(shj)(shj)三、主减速器锥齿轮强度计算三、主减速器锥齿轮强度计算三、主减速器锥齿轮强度计算三、主减速器锥齿轮强度计算在在在在选选选选好好好好主主主主减减减减速速速速器器器器锥锥锥锥齿齿齿齿轮轮轮轮的的的的主主主主要要要要参参参参数数数数后后后后，可可可可根根根根据据据据所所所所选选选选择择择择的的的的齿齿齿齿形形形形计计计计算算算算锥锥锥锥齿齿齿齿轮轮轮轮的的的的几几几几何何何何尺尺尺尺寸寸寸寸，而而而而后后后后根根根根据据据据所所所所确确确确定定定定的的的的计计计计算算算算载载载载荷荷荷荷进进进进行行行行强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。轮轮轮轮齿齿齿齿损损损损坏坏坏坏形形形形式式式式主主主主要要要要有有有有：弯弯弯弯曲曲曲曲疲疲疲疲劳劳劳劳折折折折断断断断、过过过过载载载载折折折折断断断断、齿齿齿齿面面面面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。强强强强度度度度验验验验算算算算是是是是近近近近似似似似的的的的，在在在在实实实实际际际际(shj)(shj)设设设设计计计计中中中中还还还还要要要要依依依依据据据据台台台台架架架架和道路试验及实际和道路试验及实际和道路试验及实际和道路试验及实际(shj)(shj)使用情况等来检验。使用情况等来检验。使用情况等来检验。使用情况等来检验。1 1单位齿长圆周力单位齿长圆周力单位齿长圆周力单位齿长圆周力 主主主主减减减减速速速速器器器器锥锥锥锥齿齿齿齿轮轮轮轮的的的的表表表表面面面面耐耐耐耐磨磨磨磨性性性性，常常常常用用用用轮轮轮轮齿齿齿齿上上上上的的的的单单单单位位位位齿齿齿齿长长长长圆周力来估算，即圆周力来估算，即圆周力来估算，即圆周力来估算，即 第31页/共83页第三十二页，共83页。331 1）按发动机最大转矩计算）按发动机最大转矩计算）按发动机最大转矩计算）按发动机最大转矩计算(j sun)(j sun)时时时时 2）按驱动轮打滑）按驱动轮打滑(dhu)的转矩计算时的转矩计算时 第32页/共83页第三十三页，共83页。342 2轮齿弯曲轮齿弯曲轮齿弯曲轮齿弯曲(wnq)(wnq)强度强度强度强度锥齿轮轮齿的齿根弯曲锥齿轮轮齿的齿根弯曲锥齿轮轮齿的齿根弯曲锥齿轮轮齿的齿根弯曲(wnq)(wnq)应力为应力为应力为应力为式中，式中，T c为所计算齿轮的计算转矩（为所计算齿轮的计算转矩（Nm），对于从动齿轮：），对于从动齿轮：T cminT ce，T cs和和Tcf，对于主动齿轮，对于主动齿轮，T c还要按式（还要按式（5-7）换算。）换算。上述上述(shngsh)按按minT ce，T cs计算的最大弯曲应力不超过计算的最大弯曲应力不超过700MPa；按；按T cf计算的疲劳弯曲应力不应超过计算的疲劳弯曲应力不应超过210MPa，破坏的循环次数为，破坏的循环次数为6106。第33页/共83页第三十四页，共83页。353 3轮齿接触轮齿接触轮齿接触轮齿接触(jich)(jich)强度强度强度强度锥齿轮轮齿的齿面接触锥齿轮轮齿的齿面接触锥齿轮轮齿的齿面接触锥齿轮轮齿的齿面接触(jich)(jich)应力为应力为应力为应力为 上述按上述按minTce，Tcs计算的最大接触应力不应超过计算的最大接触应力不应超过2800MPa；按；按Tcf计算的疲劳接触应力不应超过计算的疲劳接触应力不应超过1750MPa，主、从动齿轮，主、从动齿轮(chln)的齿面接触应力是相同的。的齿面接触应力是相同的。第34页/共83页第三十五页，共83页。36第三节第三节第三节第三节 主减速器设计主减速器设计主减速器设计主减速器设计(shj)(shj)四、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算四、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算 1、锥齿轮面上、锥齿轮面上(min shn)的作用力的作用力 锥锥齿齿轮轮在在工工作作过过程程中中，相相互互啮啮合合的的齿齿面面上上(min shn)作作用用有有一一法法向向力力。该该法法向向力力可可分分解解为为沿沿齿齿轮轮切切线线方方向向的的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。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。（1）齿宽中点处的圆周力）齿宽中点处的圆周力 齿宽中点处的圆周力齿宽中点处的圆周力F为为 由式由式F1F2cos1cos2可知，对于弧齿锥齿轮副，作用可知，对于弧齿锥齿轮副，作用(zuyng)在主、从动齿轮上的圆周力是相等的；对于双曲面齿轮副，它们的圆周力是不等的。在主、从动齿轮上的圆周力是相等的；对于双曲面齿