汽车主减速器的自动加工综合设计.docx

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1、毕业设计（论文）任务书专业 班级 姓名 一、课题名称：汽车主减速器的自动加工综合设计 二、主要技术指标：1、性能规格尺寸 两轴线中心距：700.08；中心高：800.1； 2、装配尺寸 滚动轴承：js6 K7 ； 齿轮与轴：32H7/h6； 销联接：4H7/ k6；键联接：10N9/js9； 3、外形尺寸 长：233 宽：两轴端距中心 高：通过计算或从图中量取 4、安装尺寸 孔的定位尺寸：133和74 孔径48 三、工作内容和要求：本设计建立了合理的动力分析模型，针对汽车主减速器中的齿轮、传动机构、支承、键、蜗杆及轴进行准确的受力分析。计算并校核主要零件的强度及其寿命，分析结果可以看到各零件性

2、能指标均符合要求。利用CAD等软件画出主减速器的各零件图及装配图。四、主要参考文献：1 黄劲枝 主编.机械设计基础.北京:机械工业出版社,2001.7 2 林晓新 主编.工程制图.北京:机械工业出版社,2001.7 3 任金泉 主编.机械设计课程设计.西安:西安交通大学出版社,2002.12 4 吴宗泽 主编.机械设计实用手册.北京:高等教育出版社,2003.11 5 林穆义 张福生 主编 车辆底盘构造与设计冶金工业出版社 2007年 6 冯晋祥 吾际璋 主编 自动变速器结构原理图册机械工业出版社 2004年 7濮良贵 纪名刚 主编 机械设计（第八版）高等教育出版社 2007年 学 生（签名）

3、 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目汽车主减速器的自动加工综合设计一、 选题的背景和意义：近年来，公路运输行业迫于日益增长的经济压力，要求更大的装运体积、更高的运营效率和更快的行车速度，导致发动机功率要求急剧提高。然而，车装制动系统的功率却由于多种因素的限制不能同步提高而达到相应的技术要求。汽车主减速器是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，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，主减速器还有改变动力传输方向的作用

4、。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，可以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，同时也减小了变速箱的尺寸和质量，而且操控灵敏省力。二、 课题研究的主要内容：1.分析主减速器的结构和功能；2.分析最常用的对称式行星齿轮差速器的结构、作用和工作原理，列举主减速器传动性能的评价指标。在此基础上，从摩擦的角度分析差速器内摩擦力矩的组成，建立内摩擦力矩的计算模型；分析差速器的转矩分配性能，建立两侧半轴齿轮的转矩分配关系，总结出差速器内摩擦力矩随主减速器输入转矩变化的规律。3.主减速器总体设计及部分零件图，4.分析自动加工的工作原理及自动加工的过程

5、。三、 主要研究（设计）方法论述：1.本文主要运用文字论述的方法主，同时理论与实践相结合；2.从设计观点出发论述各项性能指标和设计参数之间的关系；3.力求以多种多样的形式详尽的表述知识点。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容2009.8.22009.8.4熟悉课题，明确任务要求，调研，收集资料，写出开题报告。开始进行外文翻译2009.8.42009.8.5完善开题报告，并提交指导老师2009.8.62009.8.8拟写“汽车主减速器的自动加工综合设计”的提纲，摘要和绪论2009.8.92009.8.12撰写“汽车主减速器的设计步骤及过程、其自动加工的程序及过程”2009.8

6、.132009.8.14完成论文的结论，感谢辞和参考文献的编写2009.8.15提交初步完成的毕业论文2009.8.162009.8.18在指导老师的帮助下进行修改，进一步完善初稿2009.8.192009.8.30翔实相关论点、论据，积极准备毕业论文的答辩五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日汽车主减速器的自动加工综合设计目录摘 要1Abstract1第1章 绪论21.1引言21.2 国内主减速器发展现状2第2章 主减速器结构方案分析32.1 主减速器齿轮的类型分析32.1.1螺旋锥齿轮传动32.1.2 双曲面齿轮传动 52.1.3 圆柱齿轮传

7、动 52.1.4 蜗杆传动 72.2主减速器的分级 112.2.1 单级主减速器112.2.2双级主减速器112.2.3贯通式主减速器112.2.4单双级减速配轮边减速器13第3章 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案153.1 主动锥齿轮的支承153.2 从动锥齿轮的支承16第4章 主减速器齿轮基本参数的选择16第5章 主减速器齿轮强度计算 175.1齿面接触疲劳强度计算 175.2齿根弯曲疲劳强度计算 185.3结论 19第6章 轴与滚动轴承的强度计算196.1轴的强度计算196.2滚动轴承的强度计算21第7章 锥齿轮的材料23第8章 零件的自动加工24第9章 结论25感 谢 辞 26参考文献

8、27编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第30页 共37页汽车主减速器的自动加工综合设计摘要: 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，其性能对整车质量有着直接影响，它是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，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，主减速器还有改变动力传输方向的作用。与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创

9、新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。关键词：主减速器；机械结构设计Automotive automatic processing of the main reducer integrated designAbstract: Reducer is the main transmission lines to reduce vehicle speed, increased torque of the main components, the performance of the vehicle has a dire

10、ct impact on the quality, it is the drive axle of the most important component of the universal function is to drive mass to transfer the engine torque to the drive wheels, in the automotive power train to reduce speed and increase the torque of the main components. Purchase of motor vehicles for th

11、e longitudinal, the main reducer also changed the role of the direction of power transmission. Compared with foreign countries, Chinas motor reducer design, whether in technology, manufacturing processes, or in terms of cost control are still a large gap, in particular the lack of gear manufacturing

12、 technology development and innovation capacity of an independent, backward technology. At present, the more prominent problem is that the industry as a whole weak new product development, process innovation and management of low level of corporate governance is more extensive, a considerable propor

13、tion of the products is still low level, the lack of international influence of the product brand, industry as a whole scattered is still very serious. Key words: final drive； Mechanical structure design1. 绪论1.1 引言汽车主减速器是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，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，主减速器还有

14、改变动力传输方向的作用。汽车正常行驶时，发动机的转速通常在200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要很大，齿轮的半径也相应加大，也就是说变速箱的尺寸会加大。另外，转速下降，扭矩必然增加，也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，可以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，同时也减小了变速箱的尺寸和质量，而且操控灵敏省力。1.2 国内主减速器发展现状改革开放以来，中国的汽车工业得到了长足发展，尤其是加入WTO以后，我国的汽车市场对外开发，

15、汽车工业逐渐成为世界汽车整体市场的一个重要组成部分。同样，车用减速器也随着整车的发展不断成长和成熟起来。随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为客车和货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为客车和货车主减速器技术的发展趋势。产品上，国内卡车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如陕西汉德引进德国撇N公司技术的485单级减速驱动桥，一汽集团和东风公司的13吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能

16、、高可靠性、高品质的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了457、460、480、500等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。设计开发上，CAD、CAE、C胡等计算机应用技术，以及AUT优AD、UG16、CATIA、PR于E等设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代减速器设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断

17、发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求。与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后(国外己实现计算机编程化、电算化)。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，

18、开发设计适应中国国情的高档车用减速器总成，由仿制到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。近几年来，国内汽车生产厂家，如重汽集团、福田汽车、江淮汽车等通过与国外卡车巨头，如沃尔沃、通用、五十铃、现代、奔驰、雷诺等进行合资合作，在车桥减速器的开发上取得了显著的进步。目前，上汽集团、东风、一汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实与世界先进技术的接轨，争取设计开发的新突破。总体来说，车用主减速器发展趋势和特点是向着六高、二低、二化方向发展，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本，标准化、多样化，计算机技术、信息技术、自动化技术广泛应用。从发动机

19、的大马力、低转速的发展趋势以及商用车的最高车速的提升来看，公路用车桥减速器应该向小速比方向发展: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。2. 主减速器结构方案分析2.1 主减速器齿轮的类型分析2.1.1锥齿轮传动由一对锥齿轮组成的相交轴间的齿轮传动，又称伞齿轮传动（图2-1）。它的运动与一对顶点重合的圆锥摩擦轮组成并作纯滚动的摩擦轮传动相同，其摩擦锥即相当于圆锥齿轮传动的节锥。节锥母线与轴线间的夹角 称为节锥角。锥齿轮传动轴线间的

20、夹角=1+2，可根据需要来决定,通常为90。传动比为 式中n、Z、d分别为转速、齿数和齿轮大端节圆直径,脚标1指小轮，2指大轮。 图2-1 锥齿轮传动示意图当=90时 分类按齿线形状锥齿轮传动可分为直齿、斜齿和曲线齿锥齿轮传动，其中直齿的和曲线齿的应用较广。按轮齿两端齿高变化情况（图2-2）锥齿轮轮齿可分为以下4种：等高齿的,从大端到小端齿高不变，常用于摆线齿锥齿轮，加工这种齿的刀具与机床的调整都比较简单；正常收缩齿的，顶锥顶点、节锥顶点和根锥顶点三者重合，直齿锥齿轮中还用这种齿，但齿根圆角小，不利于齿根强度和切齿刀具的寿命；等顶隙收缩齿的,顶锥母线与相啮合轮齿的根锥母线相平行,由大端到小端齿

21、顶间隙相等；双重收缩齿的，顶锥顶点、节锥顶点和根锥顶点皆不重合，而顶锥母线与相啮合轮齿的根锥母线相平行。后两种齿的齿根圆角较大，在弧齿圆锥齿轮中常用。 图2-2 齿高形式直齿锥齿轮传动这种传动运转平稳性差，通常适用于平均节圆速度vm5米/秒,它的承载能力比较低,但制造比较方便，故应用较广。 曲线齿锥齿轮传动又称螺旋锥齿轮传动，具有斜齿渐进接触的啮合特点,且重合度较大，故传动平稳,噪声小，承载能力强；最少齿数可到5,因而可获得较大的传动比(可达10)和较小的机构尺寸。但是加工曲线齿圆锥齿轮的机床比较复杂。曲线齿圆锥齿轮传动通常用于vm5米/秒的场合,用经过磨齿的齿轮,vm可大于40米/秒。这种传

22、动应用广泛，尤其是高速重载的场合如汽车、机床的差速齿轮。曲线齿锥齿轮按齿线形状分为弧齿锥齿轮和摆线齿锥齿轮（图2-3）。弧齿锥齿轮：齿线呈圆弧状。这种齿轮最早是在格利森（Gleason）机床上加工的,故也叫格利森锥齿轮。因为齿线呈圆弧，容易磨齿，可获得高精度的齿轮。摆线齿圆锥齿轮：齿线是长幅外摆线的一段AB，切齿时是连续回转分齿，一个齿轮只要一道工序就可完成粗切和精切加工，生产率较高，但不易磨削，精度受到限制。 图2-3 曲线齿锥齿轮的类型过齿宽中点作齿线的切线tt与节锥母线的夹角m称为螺旋角。一般取m3540,最常用的是35。配对的齿轮螺旋角大小相等，而旋向相反。m=0的螺旋齿轮称为零度锥齿

23、轮。经磨削的零度锥齿轮的vm50米/秒。这种齿轮传动可用于直接代替直齿圆锥齿轮传动，而不必改变支承和箱体的结构。2.1.2 双曲面齿轮传动由两个节曲面为双曲面（双曲线的回转曲面）的齿轮组成的交错轴间的齿轮传动（见图2-4）。两交错轴-和-之间的最短垂直距离为O1O2,它等于两双曲体颈部半径之和直线-通过O1O2线上的C点并垂直于O1O2，它与轴-和-间的夹角为 1和 2。当直线-分别绕轴-和-回转时，即得双曲面体1和2，它们沿-接触。如果双曲面体1和 2间有足够的摩擦力，就可实现交错轴间的摩擦传动。若沿直线-方向做出轮齿,这种齿轮就是双曲面齿轮。因此，双曲面齿轮的接触线是直线。通常，实现传动并

24、不需要一对整个的双曲面体，而仅截取它的某一部分即可，如图双曲面齿轮传动原理中的 1和2， 1和2。双曲面齿轮制造非常困难, 通图2-4双曲面齿轮传动常都用与双曲面很接近的准双曲面齿轮来代替。这种齿轮的外形和弧齿锥齿轮很相象。其啮合是渐进接触，运转平稳性好。两轮的轴线偏置一个距离，大小齿轮都易实现两侧支承，轮齿接触较好。准双曲面齿轮传动接触区域较大，滑动速度较小，因而传动的效率比螺旋齿轮传动高，磨损较小。这类齿轮传动主要用于汽车后桥中。2.1.3 圆柱齿轮传动用于传递平行轴间动力和运动的一种齿轮传动。圆柱齿轮传动的传递功率和速度适用范围大，功率可从小于千分之一瓦到10万千瓦，速度可从极低到 30

25、0米秒。这种传动工作可靠，寿命长，传动效率高（可达0.99以上），结构紧凑，运转维护简单。但加工某些精度很高的齿轮，需要使用专用的或高精度的机床和刀具，因而制造工艺复杂，成本高；而低精度齿轮则常发生噪声和振动，无过载保护作用。类型 按轮齿与齿轮轴线的相对关系，圆柱齿轮传动可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿轮传动3种。按啮合形式可分为:外啮合齿轮传动，由两个相啮合的外齿轮组成，两轮转向相反；内啮合齿轮传动，由一个内齿轮和一个外齿轮组成，两轮转向相同；齿轮齿条啮合传动，由一个外齿轮和齿条组成，可将齿轮的转动变为齿条的直线运动，而且外齿轮的节圆圆周速度等于齿条的移动速度。齿廓形成

26、 如图2-5所示，平面S沿半径为rb的基圆柱作纯滚动时，其上与基圆柱母线NN平行的某一条直线KK的轨迹所形成的渐开线曲面即渐开线直齿圆柱齿轮的齿面。若直线KK与母线NN成一角度b，则所形成的轨迹为一渐开线螺旋面，即渐开线斜齿圆柱齿轮的齿面，b为基圆柱上的螺旋角。图2-5 渐开线圆柱齿轮齿廓曲面的形成图2-6 斜齿和人字齿圆柱齿轮的受力分析啮合特点 由齿廓曲面形成过程可知，渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，齿廓曲面的接触线是与轴线平行的直线，在啮合过程中整个齿宽同时进入和退出啮合，轮齿上所受的力也是突然加上或卸掉，故传动平稳性差，冲击和噪声大。渐开线斜齿圆柱齿轮啮合时，齿面的接触线是逐渐由短变长，以后又

27、逐渐由长变短，直至脱离啮合，轮齿上所受的力也是逐渐由小到大，再由大到小，同时啮合的轮齿对数多，故传动较平稳，冲击和噪声小，适用于高速和重载传动。但斜齿圆柱齿轮传动时产生轴向分力FX(图2-6)，它由轴和轴承承担。为减小传动时的轴向分力FX，螺旋角不宜过大，一般取分度圆柱上的螺旋角815。人字齿圆柱齿轮的一部分齿宽为右螺旋齿，另一部分为左螺旋齿。根据制造方法不同，左、右螺旋齿中间有带退刀槽和不带退刀槽的两种结构。前者可在普通滚齿机上加工，后者需用专用设备加工。人字齿轮除具有斜齿轮的长处外，由于其两部分轮齿的左、右螺旋角大小相等，方向相反，可使轴向力F X互相抵消；但是制造稍困难些。人字齿圆柱齿轮

28、传动常用于传递大功率、大转矩的重型机械中，其螺旋角可比斜齿轮大些：1545，常用30左右。一对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是：两齿轮分度圆上的压力角相等，1=2=；模数相等，m1=m2=m。斜齿轮除这两个条件外，还应满足：外啮合时两齿轮分度圆柱上的螺旋角大小相等，方向相反，1-2；内啮合时，螺旋角大小相等，方向相同，12。主要参数和几何尺寸 齿轮的几何尺寸计算有模数制和径节制两种方法，中国使用模数制。渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数有:模数m、压力角、齿数Z、齿顶高系数h奮和径向间隙系数c*。这 5个参数除齿数Z外，均制订有标准。模数mp，p为周节，齿轮的径向尺寸都做成模数的倍数，故模数是计

29、算齿轮尺寸的最主要参数。压力角 通常指齿轮分度圆上的压力角，中国标准规定20，也允许使用25压力角。其他国家也有采用14.5、15和22.5等压力角。齿轮的齿高取为模数的倍数，在标准齿轮中取齿顶高ha=h奮m，齿根高hf=ha+c=h奮m+cm。中国标准规定正常齿h奮=1，短齿h奮=0.8；c为径向间隙，c=cm，其作用是为了避免一齿轮的齿顶与另一齿轮的齿底相碰和用以储存润滑油。中国标准规定正常齿c=0.25，短齿c=0.3。渐开线斜齿圆柱齿轮的主要参数与直齿圆柱齿轮基本相同，但斜齿圆柱齿轮加工时，是沿齿向进刀，故法面参数取为标准值。端面参数与法面参数的关系相应为脚标t、n相应表示端面和法面的

30、参数。斜齿轮的齿数Z与法面齿形的当量齿数Zn的关系为Zn=Z/cos3。渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮的主要尺寸（图2-7）为：分度圆直径d=mZ；齿顶圆直径da=d+2ha；齿根圆直径df=d-2hf。结构型式 齿顶圆直径较小（da500毫米）时一般用锻造齿轮，有实心和辐板式齿轮等型式。齿根圆直径到键槽的距离小于22.5mn时，应采用轴齿轮结构。齿顶圆直径较大(da400600毫米)时可采用铸造齿轮、镶圈齿轮、焊接齿轮，甚至剖切齿 轮。剖切齿轮轮辐数和齿数应为双数，在齿间剖分。图2-7 渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮传动2.1.4 蜗杆传动由蜗杆与蜗轮互相啮合组成的交错轴间的齿轮传动（图2-8）

31、。通常两轴的交错角为90。一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆传动的传动比大，工作平稳，噪声小，结构紧凑，可以实现自锁。但一般的蜗杆传动效率较低，蜗轮常须用较贵的有色金属（如青铜）制造。蜗杆传动广泛用于分度机构和中小功率的传动系统。单级蜗杆传动的传动比常用 880。在分度机构或手动机构中蜗杆传动的传动比可达300，用于传递运动时可达到1500。图2-8 蜗杆传动的类型类型 蜗杆传动有多种类型，如表2-1所示。表2-1 蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动是蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆传动。其中常用的有阿基米德圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动（图2-9）。阿基米德蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线，其轴面齿廓为

32、直线。阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工，所以制造简单，但难以磨削，故精度不高。在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮齿面的接触线与相对滑动速度之间的夹角很小，不易形成润滑油膜，故承载能力较低。弧齿圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。在这种传动中，接触线与相对滑动速度之间的夹角较大，故易于形成润滑油膜，而且凸凹齿廓相啮合，接触线上齿廓当量曲率半径较大，接触应力较低，因而其承载能力和效率均较其他圆柱蜗杆传动为高。主要参数 各类圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。图2-10为阿基米德圆柱蜗杆传动的主图2-9 圆柱蜗杆传动的主要类型要参数。通过蜗杆轴线并

33、垂直于蜗轮轴线的平面，称为中间平面。在中间平面上，蜗杆的齿廓为直线，蜗轮的齿廓为渐开线，蜗杆和蜗轮的啮合相当于齿条和渐开线齿轮的啮合。因此，蜗杆传动的参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同，并且在设计和制造中皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。图2-10 阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数蜗杆的轴向齿距pX应与蜗轮的端面周节pt相等，因此蜗杆的轴向模数应与蜗轮的端面模数相等，以m表示，m应取为标准值。蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角，以表示，通常标准压力角20。蜗杆相当于螺旋，其螺旋线也分为左旋和右旋、单头和多头。通常蜗杆的头数Z1=14，头数越多效率越高；但头数太多，如Z14，分度误差会增大，

34、且不易加工。蜗轮的齿数Z2=iZ1，i为蜗杆传动的传动比，i=n1/n2=Z2/Z1。对于一般传递动力的蜗杆传动，Z2=2780。当Z227时，蜗轮齿易发生根切；而Z2太大时，可能导致蜗轮齿弯曲强度不够。以d1表示蜗杆分度圆直径，则蜗杆分度圆柱上的螺旋升角可按下式求出 在上式中引入q=Z1/tg，则可求得蜗杆的分度圆直径为d1=qm。式中q称为蜗杆特性系数。为了限制滚刀的数目，标准中规定了与每个模数搭配的q值。通常q=617。蜗轮分度圆直径d2=Z2m。失效形式和计算准则 在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲折断。但一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合

35、和磨损破坏更为常见。为了避免胶合和减缓磨损，蜗杆传动的材料必须具备减摩、耐磨和抗胶合的性能。一般蜗杆用碳钢或合金钢制成，螺旋表面应经热处理（如淬火和渗碳），以便达到高的硬度(HRC4563)，然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。为了防止胶合和减缓磨损，应选择良好的润滑方式，选用含有抗胶合添加剂的润滑油。对于蜗杆传动的胶合和磨损，还没有成熟的计算方法。齿面接触应力是引起齿面胶合和磨损的重要因素，因此仍以齿面接触强度计算为蜗杆传动的基本计算。此外，有时还应验算轮齿的弯曲强度。一般蜗杆齿不易损坏，故通常不必进行齿的强度计算，但必要时应验

36、算蜗杆轴的强度和刚度。对闭式传动还应进行热平衡计算。如果热平衡计算不能满足要求，则在箱体外侧加设散热片或采用强制冷却装置。蜗杆和蜗轮结构 一般蜗杆与轴制成一体，称为蜗杆轴（图2-11）。蜗轮的结构型式（图2-12）可分为 3种形式。整体式：用于铸铁和直径很小的青铜蜗轮。齿圈压配式：轮毂为铸铁或铸钢，轮缘为青铜。螺栓联接式：轮缘和轮毂采用铰制孔，用螺栓联接，这种结构装拆方便。图2-11蜗杆的结构形式图2-12 涡轮的结构形式2.2主减速器的分级主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速度。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。2.2.1 单级

37、主减速器由一对减速齿轮实现减速的装置，称为单级减速器。其结构简单，重量轻，东风BQl090型等轻、中型载重汽车上应用广泛。2.2.2双级主减速器对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆锥齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮

38、安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动。2.2.3贯通式主减速器贯通式主减速器(图2-13，图2-14)根据其减速形式可分成单级和双级两种。单级贯通式主减速器具有结构简单，体积小，质量小，并可使中、后桥的大部分零件，尤其是使桥壳、半轴等主要零件具有互换性等优点，主要用于轻型多桥驱动的汽车上。根据减速齿轮形式不同，单级贯通式主减速器又可分为双曲面齿轮式及蜗轮蜗杆式两种结构。双曲面齿轮式单级贯通式主减速器(图2-13a)是利用双曲面齿轮副轴线偏移的特点，将一根贯通轴穿过中桥并通向后桥。但是这种结构受主动齿轮最少齿数和偏移距大小的限制，而且主动齿轮工艺性差，主

39、减速比最大值仅在5左右，故多用于轻型汽车的贯通式驱动桥上。当用于大型汽车时，可通过增设轮边减速器或加大分动器速比等方法来加大总减速比。蜗轮蜗杆式单级贯通式主减速器(图2-13b)在结构质量较小的情况下可得到较大的速比。它使用于各种吨位多桥驱动汽车的贯通式驱动桥的布置。另外，它还具有工作平滑无声、便于汽车总布置的优点。如蜗杆下置式布置方案被用于大客车的贯通式驱动桥中，可降低车厢地板高度。图2-13 单级贯通式主减速器a)双曲面齿轮式 b)蜗轮蜗杆式对于中、重型多桥驱动的汽车，由于主减速比较大，多采用双级贯通式主减速器。根据齿轮的组合方式不同，可分为锥齿轮一圆柱齿轮式和圆柱齿轮一锥齿轮式两种形式。

40、锥齿轮一圆柱齿轮式双级贯通式主减速器(图2-14a)可得到较大的主减速比，但是结构高度尺寸大，主动锥齿轮工艺性差，从动锥齿轮采用悬臂式支承，支承刚度差，拆装也不方便。圆柱齿轮一锥齿轮式双级贯通式主减速器(图2-14b)的第一级圆柱齿轮副具有减速和贯通的作用。有时仅用作贯通用将其速比设计为1。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、从动锥齿轮有相斥的轴向力。此结构与前者相比， 结构紧凑，高度尺寸减小，有利于降低车厢地板及整车质心高。图2-14 双级贯通式主减速器a)锥齿轮一圆柱齿轮式 b)圆柱齿轮一锥齿轮式1-贯通轴 2-轴间差速器2.2.4单双级减速配轮边减速器在设计某些重型汽车、矿山自卸车、越野车和大型公共汽车的驱动桥时，由于传动系总传动比较大，为了使变速器、分动器、传动轴等总成所受载荷尽量小，往往将驱动桥的速比分配得较大。当主减速比大于12时，一般的整体式双级主减速器难以达到要求，此时常采用轮边减速器(图2-15)。这样，不仅使驱动桥的中间尺寸减小，保证了足够的离地间隙，而且可得到较大的驱动桥总传动比。另外，半轴、差速器及主减速器从动齿轮等零件由于