汽车单级主减速器及车桥设计指导书

第一章 课程设计的基本内容及要求

1.1 课程设计的基本内容

本课程设计是根据给定的设计参数和要求，对某轻型货车整体式单级主减速器及驱动桥进行设计，设计的基本内容包括：

1）根据给定的设计参数及要求，对汽车主减速器进行详细的结构设计和参数计算；

2）对差速器、半轴、驱动桥壳等进行选型设计； 3）绘制出主减速器及驱动桥的装配图。 已知给定的设计参数和要求如下（范例）： 汽车最大总质量ma 额定载重量m 3000kg 1200kg Ⅲ档传动比i3 后轴轴荷分配 车轮滚动半径rr 最小离地间隙Hmin 驱动方式 发动机布置方式 1.71 60%（满载） 0.378m 180～220mm 4×2 FR 发动机最大扭矩Temax/转速nT 140N.m/2200(r/min) 发动机最大功率Pemax/转速np 最大车速vamax 48kw/3600(r/min) 100km/h 变速器最高档（Ⅳ档）传动比igh 1.0 变速器Ⅰ档传动比i1 Ⅱ档传动比i2

6.0 3.09 发动机旋转方向 逆时针（输出端）

第二章 整体式单级主减速器设计

2.1 主减速器的结构形式 1、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。

（a） 螺旋锥齿轮 （b） 双曲面齿轮

图1 主减速器齿轮类型

1）螺旋锥齿轮如图1（a）所示，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?r2lr1l (2-1) 式中：r1l、r2l—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1（b）所示，主、从动齿轮轴线偏移了一个距离E，称为偏移距， ?1??2，两者之差称为偏移角。 ?（如图2所示）

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：

F1F2?cos?1cos?2 （2-2）

式中：F1、F2—双曲面齿轮主、从动齿轮的圆周力；?1、?2—双曲面齿轮主、从动齿轮的螺旋角。

图2 双曲面齿轮啮合时受力分析

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双曲面齿轮传动比为：

ios?F2r2sF1r1s?r2scos?2r1scos?1 （2-3）

式中：F1、F2—双曲面齿轮主、从动齿轮的圆周力；

?1、?2—双曲面齿轮主、从动齿轮的螺旋角；

r1s、r2s—双曲面齿轮主、从动齿轮的平均分度圆半径

令K?cos?2/cos?1，则ios?Kr2s/r1s。由于?1??2，所以K?1，通常为1.25～1.50。

2、主减速器减速形式：

主减速器的减速形式主要有单级减速、双级减速、双速、单级贯通式、双级贯通式和轮边减速等形式。

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i0≤7.6的各种轿车和轻、中型货车上（对于双曲面齿轮通常要求i0≤6.5）；而双级减速和双速主要用于重型载货汽车，贯通式则用于多桥驱动的汽车。

3、主减速器主动锥齿轮的支承方式：

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。

（a）悬臂式支承 （b）跨置式支承

图3 主动锥齿轮的支承方式

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（1）悬臂式支承如图3（a）所示，其特点是主动锥齿轮轴上两圆锥滚子轴承的大端向外，以减少悬臂长度b，增加支承距a，提高支承刚度；为了尽可能地增加支承刚度，支承距a应大于2.5倍的悬臂长度b，且应比齿轮节圆直径的70％还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸b。靠近齿轮的支承轴承有时也采用圆柱滚子轴承，这时另一轴承必须采用能承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承。悬臂式支承结构简单，但支承刚度较差，用于传递转矩较小的轿车、轻型货车的主减速器。

（2）跨置式支承如图3（b）所示，支承强大高,但加工和安装不便。通常装载质量2吨以上的货车才采用此支承方式。 4、主减速器从动锥齿轮的支承方式及调整：

图4 从动锥齿轮的支承方式

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c?d。但

c?d应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70％。为了使载荷能尽量均匀分配

在两轴承上，并让出位置来加强连接突缘的刚度，应尽量使尺寸c等于或大于尺寸d。

为防止在大负荷下会产生较大的变形，常采用辅助支承装置，如图5所示，辅助支承与从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证偏移量达到允许极限时能制止从动锥齿轮继续变形。主、从动齿轮受载变形或移动的许用偏移量如图6所示。

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