汽车驱动桥主减速器设计浅析

2015年60期 187

汽车驱动桥主减速器设计浅析

薛娜娜 张晓思

保定长城汽车桥业有限公司，河北 保定 071000

摘要：主减速器是驱动桥的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到车辆的动力性、经济性。目前,国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，完全可承担起为我国汽车行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区。由于计算机技术、信息技术和自动化技术的广泛应用，主减速器将有更进一步的发展。对主减速器的研究能极大地促进我国的汽车工业的发展。 关键词：汽车；驱动桥；主减速器；设计分析 中图分类号：U463.218 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)60-0187-02

1 国内外研究现状

主减速器是传动系的一部分，与差速器，车轮传动装置和桥壳共同组成驱动桥。主减速器的功用是增扭，降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩传递给差速器。

在现代汽车驱动桥上，主减速器种类很多，包括单级减速、双级减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。其中应用得最广泛的是采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮的单级主减速器。在双级主减速器中，通常还要加一对圆柱齿轮（多采用斜齿圆柱齿轮），或一组行星齿轮。在轮边减速器中则常采用普通平行轴式布置的斜齿圆柱齿轮传动或行星齿轮传动。在某些公共汽车、无轨电车和超重型汽车的主减速器上，有时也采用蜗轮传动。

单级螺旋锥齿轮减速器其主、从动齿轮轴线相交于一点。交角可以是任意的，但在绝大多数的汽车驱动桥上，主减速齿轮副都是采用90o 交角的布置。由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，因此，螺旋锥齿轮能承受大的负荷。加之其轮齿不是在齿的全长上同时啮合，面是逐渐地由齿的一端连续而平稳地转向另—端，使得其工作平稳，即使在高速运转时，噪声和振动也是很小的。

单级双曲面齿轮其主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角也都是采用90o 。主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移，称为上偏置或下偏置。这个偏移量称为双曲面齿轮的偏移距。当偏移距大到一定程度时，可使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁通过。这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承。这对于增强支承刚度、保证轮齿正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处。

2 主减速器设计

2.1 主减速器的结构型式

在现代汽车的驱动桥上，应用最广泛的主减速齿轮型式是“格里森”制或“奥利康”制螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。本设计拟采用双曲面齿轮，其特点是主、从动齿轮的轴线不相交而呈空间交叉90°夹角。这对于增强支承刚度，保证齿轮正确啮合，从而提高齿轮寿命大有益处。另外，由于双曲面齿轮传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径比相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径大，其结果是齿面间的接触应力降低。

2.2 主减速器的基本参数选择与设计 计算本设计选择了主减速比i0=4.8，由于汽车的类型很多，行驶工况又非常复杂，对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续转矩根据所谓平均比牵引力的值来确定，即主减速器从动齿轮的平均计算转矩。

2.3 主减速器齿轮几何尺寸计算

（1）主、从动齿轮齿数的选择：参考STR 载重汽车所推荐的基本参数，初取Z1=21,Z2=29。

（2）从动锥齿轮节圆直径及端面模数的选择此外，对于螺旋锥齿轮或双曲面齿轮来说，节圆直径d2应大于或等于以下两式算得数值中的较大值：最后，按模数第一系列取优先值14，则。

（3）齿轮齿宽F 的选择对于汽车工业，主减速器圆弧齿锥齿轮推荐采用：F=0.155d22.

（4）螺旋角的选择：β1=45°，β２=３５°

（5）螺旋方向的选择：本设计中所选主动齿轮左旋，从动齿轮右旋。

（6）法向压力角的选择：重型载货汽车可选用20°′的压力角。302.

（7）圆弧齿锥齿轮铣刀盘名义直径的选择“格里森”制（圆弧齿）双曲面齿轮常用的两种轮齿形状，即双重收缩齿、标准收缩齿。

2.4 主减速器齿轮强度的计算 （1）单位齿长上的圆周力 （2）轮齿的弯曲强度计算

（3）轮齿的齿面接触强度计算3主减速器轴承的计算 2.5 作用在主减速器主、从动齿轮上的力

轴承载荷的计算主动齿轮外(A)、内轴承(B)，从动齿轮左(C)、右(D)轴承的径向载荷分别如下：

（1）轴承当量载荷及寿命依据《滚动轴承应用手册》选取轴承型号及参数依次为：A 轴承：31317型,B 轴承：30321型，C 轴承：30320型，D 轴承：30320型4装配工程图装配工。（2）主减速器的润滑主减速器及差速器的齿轮及其轴承，均应有良好润滑，否则极易引起早期磨损。其中尤其应注意主减速器主动锥齿轮的前轴承，润滑条件差，其润滑不能靠润滑油的飞溅来实现，而必须采取加强润滑的专门措施。

3 主、从动锥齿轮啮合印迹与啮合间隙检查与调整 3.1 主、从动锥齿轮啮合印迹，啮合间隙的检查

从动锥齿轮轴承预紧度调好之后，把调好的主动锥齿轮总成装入主减速壳内。注意装时，在两接合面间放适当厚度的调整垫片，用螺栓固定并按规定力矩拧紧，然后用涂色法在无负荷情况下检查主从动锥齿轮啮合情况。检查时，首先在从动锥齿轮相邻120度三处每处取2-3轮齿，在齿面薄而均匀的涂上红丹油，然后对从动锥齿轮略施阻力，转动主动锥齿轮带动从动锥齿轮转几圈，然后停止下来，观察从动锥齿轮上压出的印迹，是否符合原厂要求。

3.2 主、从动锥齿轮啮合印迹，啮合间隙调整

主、从动锥齿轮啮合印迹和啮合间隙的调整都是利用改变两齿轮装配中心距来实现的，在改变接触印迹时啮合间隙也会随之变化，它们是相互联系又相互矛盾的，在调整时往往会出现间隙值符合要求，印迹却不符合规定的矛盾。由于齿面接触印迹的好坏，是判断齿面接触面积，装配中心距离和齿形等是否符合要求的重要依据。因此，当啮合印迹与啮

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合间隙调整中出现矛盾时，啮合印迹是矛盾的主要方面，应保证啮合印迹为主，间隙可适当放大些，但也不得超其极限值，调整方法简化口诀为：“大进从，小出从，项进主，根出主”。

3.3 差速器的装配与调整

差速器的装配，首先用压力机或其它工具将轴承的内圈压入左右差速器壳轴颈上，然后把差速器壳右外壳放在工作台上，使轴承轴颈向下，在与行星齿轮、半轴齿轮相配合的工作面上涂抹机油，将半轴齿轮支承垫连同半轴齿轮一起装入，垫片有油槽的一面应朝向齿轮，将已装好的行星齿轮及支承垫圈的十字轴装入差速器壳的十字槽中，由于十字轴槽与十字轴间有一定的配合要求，装配时应按原装配位置装配，并使行星齿轮与半轴齿轮配合，再在行星齿轮上装上另一半轴齿轮、支承垫，将差速器左外壳合到右外壳上用螺栓按规定力矩拧紧并锁住，将差速器总成装到主减速器壳上，套上调整螺母，再将左右轴承盖仔细对正装上，慢慢拧动两端调整螺母，调好轴承预紧度，最后用百分表检查从动锥齿轮端面摆差应符合要求。

4 结论

作为汽车关键零部件之一的车桥系统也得到相应的发展，在一般的汽车结构中，驱动桥包括主减速器(又称主传动器)、差速器、半轴及桥壳等部件。单级主减速器通常由主动齿轮和从动齿轮组成。在双级主减速器中，通常还要加一对圆柱齿轮或一组行星齿轮。在轮边减速器中则常采用普通平行轴式布置的斜齿圆柱齿轮传动或行星齿轮传动。主减速器采用的最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。

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3 分析与讨论 3.1 分析

从试验比较中我们可以看出，传统排气方法真正的开始排气是在倒挂液瓶打开调速器开之后，利用液体重力和虹吸原理，等待液体流入滴壶及输液管路中，；挤压式排气法则是拿起液瓶就开始挤压，促使液体在压力的作用下流入滴壶及输液管路中，很明显，这种方法缩短了等待液体自动流入滴壶的时间，从而使整个排气时间缩短。

3.2 讨论

现今在各大医院了临床科室中软包装液体几乎完全替代了玻璃瓶装液体，临床护士在进行输液操作时采用挤压式排气法大大缩短了操作时间，显著提高了工作效率，节约了护理人员；特别是在抢救危急重症患者时，在最短的时间内建好静脉输液通路，为抢救患者生命赢得了宝贵的黄金时间。

4 结论

发动机排气噪声是摩托车的主要噪声源,随着摩托车的排放标准和噪声标准变得日益严格,选择合理的设计手段和方法来满足法规要求就显得尤为重要。为达到第三阶段排放标准,催化转化器已经成为摩托车的标准配置。根据摩托车的结构特点,催化器需要和消声器集成为一体,即摩托车排

气净化消声器。这种一体化设计对消声器提出了新的要求,因此,研究排气净化消声系统对发动机动力性、经济性及噪声性能的影响十分重要。

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