金哲論文——修改后

1、汽 車 工 程 系畢 業(yè) 論 文 論文題目：汽車主減速器所屬專業(yè)：DO9汽車檢測與維修班 級：D09汽修一班 學生證號：000000000000姓 名：楊福偉指導(dǎo)教師：吳老師2011年 11月 1 日前言汽車后橋是汽車的主要部件之一，其基本的功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動車輪，并使左右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動所要求的差速功能:同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力，橫向力及其力矩。其質(zhì)量，性能的好壞直接影響整車的安全性，經(jīng)濟性、舒適性、可靠性。本文認真地分析參考了江淮HF15015卡車驅(qū)動橋以及韓國現(xiàn)代468號驅(qū)動橋，在論述汽車驅(qū)

2、動橋運行機理的基礎(chǔ)上，提練出了在驅(qū)動橋設(shè)計中應(yīng)掌握的滿足汽車行駛的平順性和通過性、降噪技術(shù)的應(yīng)用及零件的標準化、部件的通用化、產(chǎn)品的系列化等三大關(guān)鍵技術(shù)；闡述了汽車驅(qū)動橋的基本原理并進行了系統(tǒng)分析；根據(jù)經(jīng)濟、適用、舒適、安全可靠的設(shè)計原則和分析比較，確定了重型卡車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式、布置方法、主減速器總成、差速器總成、橋殼及半軸的結(jié)構(gòu)型式；并對制動器以及主要零部件進行了強度校核，完善了驅(qū)動橋的整體設(shè)計。通過本課題的研究，開發(fā)設(shè)計出適用于裝置大馬力發(fā)動機重型貨車的單級驅(qū)動橋產(chǎn)品，確保設(shè)計的重型卡車驅(qū)動橋經(jīng)濟、實用、安全、可靠。關(guān)鍵詞：重型卡車 驅(qū)動橋 主減速器 差速器目錄前 言21、汽車主減速器41

3、.1主減速器的作用：41.2 主減速器的結(jié)構(gòu)與分類（如表1）：42、主減速器主、從動錐齒輪的支承型式72.1主動錐齒輪的支承72.2從動錐齒輪的支承83、主減速器的維護方面：93.1主減速器的故障維修：93.2發(fā)響10結(jié) 論11致 謝12參 考 文 獻131、汽車主減速器1.1主減速器的作用：發(fā)動機的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機構(gòu)的傳動負荷。所以，在動力向左

4、右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器，可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，也可以使變速箱的尺寸、質(zhì)量減小，操縱省力。1.2 主減速器的結(jié)構(gòu)與分類（如表1）：表1： 主減速器分類分類方法類別特點應(yīng)用按參加傳動的齒輪分單級主減速器只有一級減速一般汽車雙極主減速器有多級減速重型汽車 越野車客車按主減速器傳動比檔數(shù)分單速主減速器傳動比一個值雙速主減速器有兩個傳動比具有副變速器的作用按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分圓柱齒輪式圓柱齒輪發(fā)動機橫置前輪驅(qū)動的汽車圓錐齒輪式曲線齒輪式圓錐齒輪發(fā)動機縱置的汽車準雙曲面錐齒輪式曲面錐齒輪，齒輪強度高發(fā)動機縱置的汽車單級主減速器單級減速器就

5、是一個主動椎齒輪（俗稱角齒），和一個從動傘齒輪（俗稱盆角齒），主動椎齒輪連接傳動軸，順時針旋轉(zhuǎn)，從動傘齒輪貼在其右側(cè)，嚙合點向下轉(zhuǎn)動，與車輪前進方向一致。由于主動錐齒輪直徑小，從動傘齒輪直徑大，達到減速的功能。 由于單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點，廣泛用在主減速比i07.6的各種中、小型汽車上。單級主減速器都是采用一對螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪，也有采用蝸輪傳動的。雙級主減速器由兩級齒輪減雙級減速器多了一個中間過渡齒輪，主動椎齒輪左側(cè)與中間齒輪的傘齒部分嚙合，傘齒輪同軸有一個小直徑的直齒輪，直齒輪與從動齒輪嚙合。這樣中間齒輪向后轉(zhuǎn)，從動齒輪向前轉(zhuǎn)動。中間有兩級減速過

6、程。 雙級減速由于使車橋體積增大，過去主要用在發(fā)動機功率偏低的車輛匹配上，現(xiàn)在主要用于低速高扭矩的工程機械方面。 速器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，制造成本也顯著增加，因此僅用于主減速比較大(7.65的中、重型汽車的貫通橋。它又有錐齒輪圓柱齒輪式和圓柱齒輪錐齒輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。錐齒輪圓柱齒輪雙級貫通式主減速器的特點是有較大的總主減速比(因兩級減速的減速比均大于1)，但結(jié)構(gòu)的高度尺寸大，特別是主動錐齒輪的工藝性差，而從動錐齒輪又需要采用懸臂式安置，支承剛度差，拆裝也不方便。與錐齒輪圓柱齒乾式雙級貫通式主減速器相比，圓柱齒輪錐齒輪式雙級貫通式主減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，但其第一級的斜齒圓柱齒輪副

7、的減速比較小，有時甚至等于1。為此，有些汽車在采用這種結(jié)構(gòu)布置的同時，為了加大驅(qū)動橋的總減速比而增設(shè)輪邊減速器；而另一些汽車則將從動錐齒輪的內(nèi)孔做成齒圈并裝入一組行星齒輪減速機構(gòu)，以增大主減速比。單級(或雙級)主減速器附輪邊減速器礦山、水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引越野汽車及大型公共汽車等，要求有高的動力性，而車速則可相對較低，因此其傳動系的低檔總傳動比都很大。在設(shè)計上述重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動橋時，為了使變速器、分動器、傳動軸等總成不致因承受過大轉(zhuǎn)矩而使它們的尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動系的傳動比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動橋。這就導(dǎo)致了一些重型汽車、大型公共汽車

8、的驅(qū)動橋的主減速比往往要求很大。當其值大于12時，則需采用單級(或雙級)主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，將驅(qū)動橋的一部分減速比分配給安裝在輪轂中間或近旁的輪邊減速器。這樣以來，不僅使驅(qū)動橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地間隙，并可得到大的驅(qū)動橋減速比(其值往往在1626左右)，而且半軸、差速器及主減速器從動齒輪等零件的尺寸也可減小。但輪邊減速器在一個橋上就需要兩套，使驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本提高，因此只有當驅(qū)動橋的減速比大于12時，才推薦采用。按齒輪及其布置型式，輪邊減速器有行星齒輪式及普通圓柱齒輪式兩類。綜合考慮整車成本和驅(qū)動橋的研發(fā)與制造成本及輸入?yún)?shù)主減速比公式為：(i =5.

9、2867.6)的實際情況，選擇結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，制造成本低的單級主減速器。2、主減速器主、從動錐齒輪的支承型式2.1主動錐齒輪的支承在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動齒輪的支承型式及安置方法，對其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一?，F(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承型式有以下兩種，懸臂式與騎馬式如圖3所示。懸臂式：齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對軸承上。為了增強支承剛度，應(yīng)使兩軸承支承中心間的距離齒輪齒面寬中點的懸臂長度大兩倍以上，同時比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于等于懸臂長。當采用一對圓錐滾子軸承支承時，為了減小

10、懸臂長度和增大支承間的距離，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強支承剛度。圖3 主減速器主動齒輪的支承形式及安置方法（a）懸臂式支承 （b）騎馬式支承騎馬式：齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的130以下而主動錐齒輪后軸承的徑向負荷比懸臂式的要減小至1/51/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%左右。裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動齒輪都是采用騎馬式支承。但是騎馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。轎車和裝載質(zhì)量小于2t的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡單

11、、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上對比分析重型卡車的載荷較大,為了傳遞較大的轉(zhuǎn)矩該車后驅(qū)動橋主動錐齒輪的支承形式應(yīng)該采用騎馬式支承。2.2從動錐齒輪的支承主減速器從動錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心的距離c和d(見圖4（a）)之比例而定。為了增強支承剛度，支承間的距離（c+d）應(yīng)盡量小。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。為了防止從動齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。由于從動錐齒輪軸承是裝在差速器殼上，尺寸較大，足以保證剛度。球面圓錐滾子軸承具有自動調(diào)位的性能，對軸的歪

12、斜的敏感性較小，這一點當主減速器從動齒輪軸承的尺寸大時極為重要。向心推力軸承不需要調(diào)整，但僅見于某些小排量轎車的主減速器中。只有當采用直齒或人字齒圓柱齒輪時，由于無軸向力，雙級主減速器的從動齒輪才可以安裝在向心球軸承上。圖4主減速器從動錐齒輪的支承型式及安置方法轎車和輕型載貨汽車主減速從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細牙螺釘以精度較高的緊配合固定在差建界殼的突緣上。這種方法對增強剛性效果較好，中型和重型汽車主減速從動錐齒輪多采用有幅式結(jié)構(gòu)并有螺栓或鉚釘與差速器殼突緣連結(jié)。重卡驅(qū)動橋中，為了減小在運行過程中因軸承能力和支承剛度不夠?qū)е慢X隙變化，產(chǎn)生噪音，增加磨損，采用具有較大支承剛度的圓錐滾子軸承。

13、3、主減速器的維護方面：現(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作時，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙曲面齒輪油潤滑，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。3.1主減速器的故障維修：通過對主減速器（雙級減速器和單級減速器）的功用、結(jié)構(gòu)型式和常用齒輪型式結(jié)構(gòu)與作用的了解，從而對其磨損，斷裂，腐蝕，變形，等。通過檢視法，測量法，探傷法進行故障判斷與維修。主減速器長見的故障， 在驅(qū)動橋工作時候，零件不斷變化的扭力，徑向力和軸向力，致使技術(shù)壯況隨行駛里程增加而逐漸變壞。常見的故障有發(fā)響，發(fā)熱和漏油等。3.2發(fā)響 驅(qū)動橋的響聲

14、比較復(fù)雜。有點在加速時響，有的在減速時發(fā)響，有的在轉(zhuǎn)彎時發(fā)響，響聲隨著車速的升高而增大，而當滑行或低速時而減小或消失。不同的部位發(fā)聲不同。 （1）故障現(xiàn)象和原因齒合間隙過大 汽車在起步時，有“剛”的一聲響。在汽車上坡，換擋減速或急劇改變車速時，在車身的后部出現(xiàn)“咯啦,咯啦”的響聲。結(jié)論本次設(shè)計重型卡車驅(qū)動橋最后結(jié)構(gòu)如下：的并運用相關(guān)公式計算以及主要零部件的強度、壽命的校核，最終選取了合適的結(jié)構(gòu)，通過本文可以得出結(jié)論：1、重型卡車的驅(qū)動橋橋殼選用的是鋼板沖壓焊接整體式橋殼，采用的是非斷開式驅(qū)動橋，主減速器采用中央單級主減速器，雙曲面齒輪傳動，夸置式結(jié)構(gòu)布置。2、差速器是四個行星齒輪，兩個半軸齒輪

15、所組成，半軸選用全浮式半軸。經(jīng)分析該驅(qū)動橋總成總體布置協(xié)調(diào)，安全可靠，經(jīng)校核滿足設(shè)計要求。3、展望將來需開發(fā)汽車驅(qū)動橋智能化設(shè)計軟件，設(shè)計新驅(qū)動橋只需輸入相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)將自動生成三維圖和二維圖，以達到效率高、強度低、匹配佳的最優(yōu)方案。致 謝 在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師武文建的指導(dǎo)與督促，同時感謝他的諒解與包容。沒有馬老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的班主任葉帥老師，謝謝她在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，她不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向她表示由衷的感謝。然后還要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下食品專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有

16、的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)論文才會順利完成。 謝謝我的父母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻給你們！ 本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學術(shù)界的前輩們致敬！參考文獻1劉惟信主編，汽車車橋設(shè)計，清華大學出版社，（2004）2過學迅、鄧亞東主編，汽車設(shè)計，人民交通出版社，（2005）3劉惟信主編，汽車設(shè)計，清華大學出版社，（2001）4紀常偉、馮能蓮主編，汽車構(gòu)造底盤篇機械工業(yè)出版社，（2006）5陳家瑞主編，汽車構(gòu)造，人民交通出版社，（2003）6中國汽車工業(yè)聯(lián)合會汽車構(gòu)造編寫組，汽車構(gòu)造，湖北科學出版社，1988.117紀峻嶺主編，傳動軸、差速器、驅(qū)動橋及車橋，北京:化學工業(yè)出版社（2005）8小田柿浩三，徐逢源譯，汽車設(shè)計，北京:機械工業(yè)出版社，19909劉惟信編著，驅(qū)動橋(設(shè)計叢書)，北京:人民交通出版社，198710陳家瑞主編，汽車構(gòu)造(下冊)，第三版，人民交通出版11余志生主編，汽車理論，第四版，機械工業(yè)出版社，200412 王望予主編.汽車設(shè)計第三版.機械工業(yè)出版社.2000.0513 汽車百科全書編撰委員會.汽車百科全書.機械工業(yè)出版社.1992.0614周開勤主編.機械零件手冊第五版.高等教育出版社. 2002.5 15汽車標準資料手冊編寫組編.汽車標準資料手