1、汽 车 工 程 系毕 业 论 文论文题目： 汽车主减速器 所属专业： DO9 汽车检测与维修 班 级：D09 汽修一班 学生证号：000000000000 姓 名：杨福伟 指导教师： 吴老师 2011 年 11 月 1 日前 言汽车后桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能:同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力，横向力及其力矩。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。本文认真地分析参考了江淮 HF15015 卡车驱动桥以及韩国现代
2、 468 号驱动桥，在论述汽车驱动桥运行机理的基础上，提练出了在驱动桥设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等三大关键技术；阐述了汽车驱动桥的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了重型卡车驱动桥结构形式、布置方法、主减速器总成、差速器总成、桥壳及半轴的结构型式；并对制动器以及主要零部件进行了强度校核，完善了驱动桥的整体设计。通过本课题的研究，开发设计出适用于装置大马力发动机重型货车的单级驱动桥产品，确保设计的重型卡车驱动桥经济、实用、安全、可靠。关键词：重型卡车 驱动桥 主减速器 差速器
3、目 录前 言 .21、汽车主减速器 .41.1 主减速器的作用： .41.2 主减速器的结构与分类（如表 1）： 42、主减速器主、从动锥齿轮的支承型式 .72.1 主动锥齿轮的支承 .72.2 从动锥齿轮的支承 .83、主减速器的维护方面： .93.1 主减速器的故障维修： .93.2 发响 10结 论 11致 谢 .12参 考 文 献 131、汽车主减速器1.1 主减速器的作用：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
4、。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。1.2 主减速器的结构与分类（如表 1）：表 1： 主减速器分类分类方法 类别 特点 应用单级主减速器 只有一级减速 一般汽车按参加传动的齿轮分双极主减速器 有多级减速 重型汽车 越野车客车单速主减速器 传动比一个值按主减速器传动比档数分 双速主减速器 有两个传动比 具有副变速器的作用圆柱齿轮式 圆柱齿轮 发动机横置前轮驱动的汽车曲线齿轮
5、式 圆锥齿轮 发动机纵置的汽车按齿轮副结构形式分 圆锥齿轮式 准双曲面锥齿轮式曲面锥齿轮，齿轮强度高 发动机纵置的汽车1.2.1 单级主减速器单级减速器就是一个主动椎齿轮（俗称角齿），和一个从动伞齿轮（俗称盆角齿） ，主动椎齿轮连接传动轴，顺时针旋转，从动伞齿轮贴在其右侧，啮合点向下转动，与车轮前进方向一致。由于主动锥齿轮直径小，从动伞齿轮直径大，达到减速的功能。 由于单级主减速器具有结构简单、质量小、尺寸紧凑及制造成本低廉的优点，广泛用在主减速比 i05 的中、重型汽车的贯通桥。它又有锥齿轮圆柱齿轮式和圆柱齿轮锥齿轮式两种结构型式。锥齿轮圆柱齿轮双级贯通式主减速器的特点是有较大的总主减速比(
6、因两级减速的减速比均大于 1)，但结构的高度尺寸大，特别是主动锥齿轮的工艺性差，而从动锥齿轮又需要采用悬臂式安置，支承刚度差，拆装也不方便。与锥齿轮圆柱齿乾式双级贯通式主减速器相比，圆柱齿轮锥齿轮式双级贯通式主减速器的结构紧凑，高度尺寸减小，但其第一级的斜齿圆柱齿轮副的减速比较小，有时甚至等于 1。为此，有些汽车在采用这种结构布置的同时，为了加大驱动桥的总减速比而增设轮边减速器；而另一些汽车则将从动锥齿轮的内孔做成齿圈并装入一组行星齿轮减速机构，以增大主减速比。1.2.6 单级(或双级) 主减速器附轮边减速器矿山、水利及其他大型工程等所用的重型汽车，工程和军事上用的重型牵引越野汽车及大型公共汽
7、车等，要求有高的动力性，而车速则可相对较低，因此其传动系的低档总传动比都很大。在设计上述重型汽车、大型公共汽车的驱动桥时，为了使变速器、分动器、传动轴等总成不致因承受过大转矩而使它们的尺寸及质量过大，应将传动系的传动比以尽可能大的比率分配给驱动桥。这就导致了一些重型汽车、大型公共汽车的驱动桥的主减速比往往要求很大。当其值大于 12 时，则需采用单级(或双级)主减速器附加轮边减速器的结构型式，将驱动桥的一部分减速比分配给安装在轮毂中间或近旁的轮边减速器。这样以来，不仅使驱动桥中间部分主减速器的轮廓尺寸减小，加大了离地间隙，并可得到大的驱动桥减速比(其值往往在 1626 左右) ，而且半轴、差速器
8、及主减速器从动齿轮等零件的尺寸也可减小。但轮边减速器在一个桥上就需要两套，使驱动桥的结构复杂、成本提高，因此只有当驱动桥的减速比大于 12 时，才推荐采用。按齿轮及其布置型式，轮边减速器有行星齿轮式及普通圆柱齿轮式两类。综合考虑整车成本和驱动桥的研发与制造成本及输入参数主减速比公式为：(i =5.2867.6)的实际情况，选择结构简单，体积小，质量轻，制造成本低的单级主减速器。2、主减速器主、从动锥齿轮的支承型式2.1 主动锥齿轮的支承在壳体结构及轴承型式已定的情况下，主减速器主动齿轮的支承型式及安置方法，对其支承刚度影响很大，这是齿轮能否正确啮合并具有较高使用寿命的重要因素之一。现在汽车主减
9、速器主动锥齿轮的支承型式有以下两种，悬臂式与骑马式如图 3 所示。悬臂式：齿轮以其轮齿大端一侧的轴颈悬臂式地支承于一对轴承上。为了增强支承刚度，应使两轴承支承中心间的距离齿轮齿面宽中点的悬臂长度大两倍以上，同时比齿轮节圆直径的 70%还大，并使齿轮轴径大于等于悬臂长。当采用一对圆锥滚子轴承支承时，为了减小悬臂长度和增大支承间的距离，应使两轴承圆锥滚子的小端相向朝内，而大端朝外，以缩短跨距，从而增强支承刚度。图 3 主减速器主动齿轮的支承形式及安置方法（a）悬臂式支承 （b）骑马式支承骑马式：齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承，故又称两端支承式。骑马式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变
10、形大为减小，约减小到悬臂式支承的 130 以下而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至 1/51/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高 10%左右。装载质量为 2t 以上的汽车主减速器主动齿轮都是采用骑马式支承。但是骑马式支承增加了导向轴承支座，是主减速器结构复杂，成本提高。轿车和装载质量小于 2t 的货车，常采用结构简单、质量较小、成本较低的悬臂式结构。根据以上对比分析重型卡车的载荷较大,为了传递较大的转矩该车后驱动桥主动锥齿轮的支承形式应该采用骑马式支承。2.2 从动锥齿轮的支承主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的型式、支承间的距离和载荷在轴承之间的分布即载荷离两端轴承支承中心的距离 c
11、和 d(见图 4（a ）)之比例而定。为了增强支承刚度，支承间的距离（c+d）应尽量小。两端支承多采用圆锥滚子轴承，安装时应使他们的圆锥滚子的大端相向朝内，小端相背朝外。为了防止从动齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承也应预紧。由于从动锥齿轮轴承是装在差速器壳上，尺寸较大，足以保证刚度。球面圆锥滚子轴承具有自动调位的性能，对轴的歪斜的敏感性较小，这一点当主减速器从动齿轮轴承的尺寸大时极为重要。向心推力轴承不需要调整，但仅见于某些小排量轿车的主减速器中。只有当采用直齿或人字齿圆柱齿轮时，由于无轴向力，双级主减速器的从动齿轮才可以安装在向心球轴承上。图 4 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安置方
12、法轿车和轻型载货汽车主减速从动锥齿轮采用无辐式结构并用细牙螺钉以精度较高的紧配合固定在差建界壳的突缘上。这种方法对增强刚性效果较好，中型和重型汽车主减速从动锥齿轮多采用有幅式结构并有螺栓或铆钉与差速器壳突缘连结。重卡驱动桥中，为了减小在运行过程中因轴承能力和支承刚度不够导致齿隙变化，产生噪音，增加磨损，采用具有较大支承刚度的圆锥滚子轴承。 3、主减速器的维护方面： 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。 3.1 主减速器的故
13、障维修：通过对主减速器（双级减速器和单级减速器）的功用、结构型式和常用齿轮型式结构与作用的了解，从而对其磨损，断裂，腐蚀，变形，等。通过检视法，测量法，探伤法进行故障判断与维修。主减速器长见的故障， 在驱动桥工作时候，零件不断变化的扭力，径向力和轴向力，致使技术壮况随行驶里程增加而逐渐变坏。常见的故障有发响，发热和漏油等。3.2 发响驱动桥的响声比较复杂。有点在加速时响，有的在减速时发响，有的在转弯时发响，响声随着车速的升高而增大，而当滑行或低速时而减小或消失。不同的部位发声不同。（1）故障现象和原因齿合间隙过大汽车在起步时，有“刚”的一声响。在汽车上坡，换挡减速或急剧改变车速时，在车身的后部
14、出现“咯啦,咯啦”的响声。结 论本次设计重型卡车驱动桥最后结构如下：的并运用相关公式计算以及主要零部件的强度、寿命的校核，最终选取了合适的结构，通过本文可以得出结论：1、重型卡车的驱动桥桥壳选用的是钢板冲压焊接整体式桥壳，采用的是非断开式驱动桥，主减速器采用中央单级主减速器，双曲面齿轮传动，夸置式结构布置。2、差速器是四个行星齿轮，两个半轴齿轮所组成，半轴选用全浮式半轴。经分析该驱动桥总成总体布置协调，安全可靠，经校核满足设计要求。3、展望将来需开发汽车驱动桥智能化设计软件，设计新驱动桥只需输入相关参数，系统将自动生成三维图和二维图，以达到效率高、强度低、匹配佳的最优方案。致 谢在此论文撰写过
15、程中，要特别感谢我的导师武文建的指导与督促，同时感谢他的谅解与包容。没有马老师的帮助也就没有今天的这篇论文。求学历程是艰苦的，但又是快乐的。感谢我的班主任叶帅老师，谢谢她在这四年中为我们全班所做的一切，她不求回报，无私奉献的精神很让我感动，再次向她表示由衷的感谢。然后还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下食品专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业论文才会顺利完成。 谢谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给你们！本文参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬！参 考 文 献1刘惟信主编， 汽车车桥设计 ，清
16、华大学出版社， （2004）2过学迅、邓亚东主编， 汽车设计 ，人民交通出版社， （2005）3刘惟信主编， 汽车设计 ，清华大学出版社， （2001）4纪常伟、冯能莲主编， 汽车构造底盘篇机械工业出版社， （2006）5陈家瑞主编， 汽车构造 ，人民交通出版社， （2003）6中国汽车工业联合会汽车构造编写组 ，汽车构造，湖北科学出版社，1988.117纪峻岭主编， 传动轴、差速器、驱动桥及车桥 ，北京:化学工业出版社（2005）8小田柿浩三，徐逢源译， 汽车设计 ，北京:机械工业出版社，19909刘惟信编著， 驱动桥(设计丛书)，北京:人民交通出版社，198710陈家瑞主编， 汽车构造(下
17、册)，第三版，人民交通出版11余志生主编，汽车理论，第四版，机械工业出版社，200412 王望予主编.汽车设计第三版.机械工业出版社.2000.0513 汽车百科全书编撰委员会.汽车百科全书.机械工业出版社.1992.0614周开勤主编.机械零件手册第五版.高等教育出版社. 2002.5 15汽车标准资料手册编写组编.汽车标准资料手册 技术标准手册.1976.316杨玉学编.汽车实用技术手册.辽宁科学技术出版社. 1982.117纪名刚编.机械设计.高等教育出版.2004.518黄皖苏 李学京 许明杨编.计算机工程绘图教程.机械工业出版社.2002.719李俊玲 罗永革编.现代汽车专业英语.北京理工大学出版社. 2001.820甘永立编.几何量公差与检测第六版.上海科学技术出版社.200521冯之敬主编， 机械制造工程原理 ，清华大学出版社，199822刘 洪 文 主 编 ， 材 料 力 学 ， 北 京 ， 高 等 教 育 出 版 社 ， 199923张松林主编， 最新轴承手册 ，电子工业出版社，2006
