1、 本科毕业论文（20 届）汽车单级主减速器设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 汽车单级主减速器设计 1设计的主要任务及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握汽车单级主减速器主要用途和工作原理。应用所学相关基础知识和专业知识，分析单级主减速器结构、载荷，对主要受力件强度进行计算分析，应用 CAD 三维造型或二维设计技术完成课题总成和关键零件结构设计和计算说明书，按照学校要求编写毕业设计论文。2
2、设计的基本要求和内容1）掌握单级主减速器的结构及工作原理。绘制结构简图和原理简图；2）了解零部件材料及制造、热处理工艺；3）了解单级主减速器的失效模式；4）制作单级主减速器的装配总图；5）对单级主减速器及关键零件结构进行计算分析，重点是对失效件的分析；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等。3主要参考文献汽车车桥设计4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 确定设计思路，进行开题检查 2013.122014.03.142 提交毕业设计开题报告 2014.03.203 指导老师进行中期检查与辅导 2014.04.254 完成毕业设计论文编写 2014.05.
3、255 设计、计算及图纸整理，准备答辩 2014.06.10汽车单级主减速器的设计摘 要 ： 由 于 行 驶 中 的 汽 车 发 动 机 的 转 速 通 常 在 两 千 到 三 千 转 每 分 钟 ， 如 果 只 通过 变 速 箱 来 减 速 的 话 ， 那 样 会 有 一 个 很 大 的 减 速 比 ， 从 而 增 大 了 齿 轮 的 半 径 ， 继而 增 大 了 变 速 箱 的 尺 寸 ， 既 不 经 济 又 不 合 理 ， 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
4、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 。主 减 速 器 的 存 在 有 三 个 作 用 ，第 一 是 改 变 动 力 传 输 的 方 向 ， 由 上 图 可 以 看 出 动 力 传 递 出 变 速 器 是 纵 向 的 力距 ， 通 过 减 速 器 ， 力 矩 发 生 了 90 度 的 转 变 ， 从 而 传 递 到 半 轴 形 成 横 向 的 力 矩 ，从 而 驱 动 车 子 前 进 。第 二 是 作 为 变 速 器 的 延 伸 为 各 个 档 位 提 供 一 个 共 同 的 传 动 比 。 有 了 这 个 传动 比 ， 可
5、以 有 效 的 降 低 对 变 速 器 的 减 速 能 力 的 要 求 ， 这 样 设 计 的 好 处 是 可 以 有 效减 小 变 速 器 的 尺 寸 ， 使 车 辆 的 总 布 置 更 加 合 理 。第 三 也 是 最 重 要 的 就 是 减 速 增 扭 ， 根 据 功 率 的 计 算 公 式 W=M*v（ 功 率 =扭 矩*速 度 ） 当 功 率 一 定 时 ， 减 少 传 动 速 度 ， 能 够 增 加 扭 矩 ， 从 而 增 加 驱 动 力 ， 这 也 是汽 车 上 坡 采 用 低 档 的 原 因 。关 键 字 ； 变 速 器 ， 减 速 器 ， 传 动 轴Automotive de
6、sign single-stage main gearSummary： Since moving automobile engine speed is usually 2000-3000 rpm , if only to slow down through the gearbox , then that will be a big reduction ratio, thereby increasing the radius of the gear , which in turn increases the gearbox size , neither economic nor reasonab
7、le , in addition, the speed decreased, while torque will increase, it increases the load transmission gearbox and rear gearboxes level transmission mechanism . So, before power to the left and right wheels to set up a triage differential final drive .There exist three main reducer roleThe first is t
8、o change the direction of power transmission from the power transmission can be seen that the torque transmission is a longitudinal , through a speed reducer , torque in a shift of 90 degrees , thereby transferring torque to the transverse axle is formed so as to drive the car forward.Second, as an
9、extension of a common transmission gear ratio for each gear position . With this ratio , can effectively reduce the transmission capacity reduction requirements , benefits of this design is that it can effectively reduce the size of the transmission , so that the general arrangement of the vehicle i
10、s more reasonable.The third and most important is the reduction by twisting , according to the power of the formula W = M * v ( power = torque * speed ) when the power is constant , the speed reduction gear , the torque can be increased , thereby increasing the driving force , which is the car reaso
11、ns for the use of low-grade slope .Keywords ; gearbox , reducer , drive shaftI目 录1 绪论 .12 单级主减速器的设计方案 .22.1 汽车单级主减速器的结构及工作原理 .22.1.1 主减速器的类型 .22.1.2 主减速器的布置及作用分析 .42.1.3 主减速器的减速形式 .52.1.4 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案的选择 .62.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 .72.2.1 主减速比 的确定 .70i2.2.2 主减速齿轮计算载荷的确定 .82.3 主减速器锥齿轮基本参数的选取 .92.3.1
12、主、从动锥齿轮齿数 和 .91z22.3.2 节圆直径和端面模数的选择 .102.3.3 螺旋角的选择 .112.3.4 齿面宽的选择 .112.3.5 螺旋锥齿轮螺旋方向 .112.3.6 齿轮法向压力角的选择 .122.4 主减速器锥齿轮几何尺寸的计算 .122.5 螺旋锥齿轮的失效形式 .152.6 螺旋锥齿轮的强度校核 .162.6.1 单位齿长上的圆周力 .162.6.2 轮齿的弯曲强度计算 .172.6.3 轮齿的表面接触强度计算 .182.7 锥齿轮的材料及热处理 .193 主减速器轴承的计算 .203.1 作用在主减速器齿轮齿宽中点的圆周力 .213.2 主减速器轴承载荷的计算
13、 .22II总结 .25参考文献 .26致谢 .2711 绪论1.1 主减速器工作原理主减速器作为驱动桥的一部分，在汽车的传动系统中起到了很重要的作用，汽车 的 动 力 由 变 速 器 通 过 万 向 节 ， 再 由 万 向 节 通 过 主 传 动 轴 传 递 到 主 减 速 器 ， 继而 传 递 到 驱 动 桥 的 另 一 个 重 要 部 分 差 速 器 ， 从 而 实 现 了 汽 车 的 平 稳 运 转 。1.2 国内主减速器的状况随 着 社 会 的 告 诉 发 展 ， 环 保 、 舒 适 、 快 捷 ， 成 为 汽 车 市 场 的 主 旋 律 。 对 于 驱动 桥 而 言 ， 一 个 小
14、 速 度 比 ， 大 扭 矩 ， 高 传 动 效 率 ， 成 本 低 成 为 汽 车 主 减 速 器 发 展的 趋 势 。 也 是 汽 车 制 造 业 不 断 追 求 的 目 标 。 当 时 ， 就 制 造 技 术 ， 制 造 成 本 ， 制 造工 艺 方 面 而 言 ， 与 国 外 的 还 有 一 定 的 差 距 ， 尤 其 是 齿 轮 开 发 技 术 缺 乏 独 立 创 新 精神 ， 这 需 要 我 们 不 断 加 强 创 新 精 神 ， 提 高 管 理 水 品 ， 加 快 与 国 际 水 平 接 轨 ， 设 计出 适 合 中 国 国 情 的 高 档 减 速 器 ， 早 日 缩 小 和 去
15、 除 与 世 界 先 进 水 平 的 差 距 ， 在 主 减速 器 的 发 展 上 取 得 历 史 的 飞 跃 。1.3 汽车单级主减速器的设计研究的意义1，通过对汽车单级主减速器的设计，使我们更好的了解汽车的构造，以及传动系统的组成及作用。2，通过对汽车单级主减速器的设计，使我们能更好从理论中解决汽车构造中的各类问题，从而达到理论与实际相结合的作用。3，通过设计对比，我们可以设计出合理经济的减速器。4，在设计的过程中，我们学会了使用各种资料，手册，大大的增强了我们的自学能力和查阅各种资料的能力。22 单级主减速器的设计方案主减速器设计应满足如下基本要求：1）主减速比的选择应能保证汽车既有最佳
16、的动力性和经济性。2）在满足强度、刚度条件下，应力求质量小，外观美，噪音小。3）制造，拆装容易、调整方便结构简单，加工工艺性好。4）材料选择应满足合理经济性。奥迪 A6 04 款 1.8T（125 马力） 汽车给定参考数据表 2-1汽车最大总重量 m 1440kg 一档传动比 6.2额定载荷重量 m 300kg 车轮滚动半径 0.37m发动机最大扭矩/转速170/3800(r.min) 最小离地间隙 180220mm发动机最大功率 P/转速92kw/6000(r.min) 后轴载荷分配 60%最大车速 198km/h 驱动方式 4*2变速器最高档传动比 1 发动机布置方式 FR变速箱 5 档手
17、动 发动机旋转方向 逆时针（输出端）长宽高(mm) 4886*1810*1475 车身结构 三厢车2.1 汽车单级主减速器的结构及工作原理2.1.1 主减速器的类型在现代汽车驱动桥上，主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。本课题选取的研究对象为螺旋锥齿轮，如图所示。3图 2-1 主减速器齿轮类型图 2-1 螺旋锥齿轮和双曲面齿轮螺旋锥齿轮其主、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 90 交角的布置。由于齿轮端面重叠的影响，至少有两对以上的齿轮同时啮合，因此，螺旋
18、锥齿轮能承受大的负荷，其工作平稳，即使高速运转时，噪声和震动也很小。双曲面齿轮齿轮传动如图所示，其特点是主从动齿轮的轴线不相交儿呈空间交叉，其空间交叉角也都是采用 90。主动齿轮轴相对于从动轴有向上或向下的偏置，偏移量称为该齿轮的偏移距。随着偏移距的不同，双曲面齿轮与接触应力相当的锥齿轮比较，负荷可以提高达百分之 175，双曲面齿轮由于主动齿轮的螺旋角的增大，使主动齿轮的节圆直径大约比螺旋锥齿轮大 20%左右。这样使得主动齿轮轴的轴颈相应的增大，从而大大提高了齿轮啮合的刚度，提高了主动齿轮的使用寿命，由于双曲面传动主动齿轮螺旋角的增大，还导致了其进入啮合的齿数平均比螺旋锥齿轮相应的齿数较多，因而双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动工作的更加平稳，无噪声 ，强度也高。
