1、本科毕业论文（20 届）汽车传动主减速器的结构设计及工艺分析所在学院专业班级 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： 汽车传动主减速器的结构设计及工艺分析 1设计的主要任务及目标（1）根据设计参数完成对 BJ2022 汽车的主减速器的参数设计和结构设计，完成相应的力学性能分析；（2）完成主减速器从动齿轮的工艺分析，制定相应的工艺路线并完成工艺卡片的制作。2设计的基本要求和内容（1）完成主减速器的设计并撰写设计说明书一
2、份；（2）完成 BJ2022 主从动齿轮的零件图及主减速器部件装配图一份；（3）完成零件的工艺分析并完成工艺卡片一套。3主要参考文献1 林宁.汽车设计M.机械工业出版社，2005，52 吉林大学汽车工程系.汽车构造M.人民交通出版社，2006，73 白海清.典型零件工艺设计M.北京大学出版社，2012，54进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 开题准备 2013.12.15-2014.3.012 完成零件设计 2014.3.01-2014.4.153 完成工艺路线分析 2014.4.16-2014.5.154 完成图纸绘制及说明书撰写 2014.5.16-2014.6.105 提交设计，答
3、辩 2014.6.11-2014.6.20BJ2022 汽车单级主减速器的结构设计及工艺分析摘要：汽车主减速器是汽车传动中最重要的部件之一。它能够将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。本次设计的是有关 BJ2022 汽车的主减速器，并要使其具有通过性。本次设计的内容包括有：方案选择，齿轮与齿轮轴的设计与校核，齿轮的工艺分析。并且在设计过程中，描述了主减速器的组成。方案确定主要依据原始设计参数，对比同类型的减速器及差速器，确定此轮的传动比，并对其中重要的齿轮进行齿面接触和齿轮弯曲疲劳强度的校核。而对轴的设计过程中着重齿轮的布置，并对其受最大载荷的危险截面进行强度校核。工艺分
4、析主要是对齿轮加工进行工艺规程的确定以及工艺卡片的制作。主减速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用，是汽车设计的重点之一。关键词：驱动桥，主减速器，齿轮轴BJ2022 car single stage and the structure of the main reducer differential design and strength analysisAbstract：Automobil reduction final drive and differential is one of the best impossible parts in automobile gearing
5、. It can chang speed and driving tuist within a big scope .The problem of this design is BJ2022 car differential unit ,it s properly in common use . The design of scheme, the better design and improvement of structure ,the design and calibration of gear and gear shiftes , and the select of bearings
6、, and also the design explain the construction of differential action .The ting of the scheme desierment main deside. The drive ratio of gear,according to orginal design parameter and constrasting the same type reduction final drive ang differential assay . It realize planet gear in the design of st
7、ructure . It put to use alteration better gears transmission in the design of gear , and compare the root contact tired strength of some important gears and the face twirl tired strength . It eraphaize pay attention to the place of gears. Compare the strength of the biggest load dangraes section. It
8、 require structure simple and accord with demand in select of bearings .The Lord reducer to improve the car driving and differential stability and its through sex has a unique function, is one of the focal points of automotive design.Key words : Drive axle,Main reducer,Axle太 原 工 业 学 院 毕 业 设 计I目录1 绪论
9、 -11.1 选题的背景与意义 -11.2 研究的基本内容 -11.2.1 主减速器的作用 -11.2.2 主减速器的工作原理 -21.2.3 国内主减速器的状况 -21.2.4 国内与国外差距 -31.3 课题研究内容 -32 主减速器的设计 -42.1 主减速器概述 -42.2 主减速器方案的选择 -42.3 主减速器主从动齿轮的支承方案 -42.3.1 主动双曲面锥齿轮 -42.3.2 从动双曲面锥齿轮 -52.4 基本参数的选择与计算载荷的确定 -52.4.1 主减速器齿轮的材料及热处理 -52.4.2 齿轮计算载荷的确定 -62.4.3 主减速器齿轮基本参数的选择 -92.4.4 主
10、减速器准双曲面圆锥齿轮的集合计算 -112.4.5 主减速器锥齿轮强度计算 -143 轴的设计 -183.1 主动锥齿轮轴的设计 -183.1.1 锥齿轮齿面上的作用力 -183.1.2 齿宽中点处的圆周力 -193.1.3 锥齿轮的轴向力和径向力 -203.1.4 轴和轴承的计算 -213.1.5 齿轮轴承径向载荷的计算 -223.1.6 主动锥齿轮轴参数设计 -223.1.7 主动锥齿轮轴的校核 -23太 原 工 业 学 院 毕 业 设 计II4 从动锥齿轮的工艺加工 -264.1 零件的分析 -264.1.1 零件的作用 -264.2 工艺规程设计 -264.2.1 确定毛坯的制造形式
11、-274.2.2 基面的选择 -274.2.3 制定工艺路线 -274.2.4 机械加工余量及毛坯尺寸的确定 -284.2.5 选择加工设备与工艺设备 -294.2.6 工序尺寸的确定 -304.3 编制加工工艺卡片 -34结论 -35参考文献 -36致谢 -37太 原 工 业 学 院 毕 业 设 计31 绪论1.1 选题的背景与意义通过学校的实习我对汽车的构造及各总成的原理有了一定的了解，同时结合以前课堂学习的理论知识，对于进行汽车一些总成的设计有了一定的理论基础，现选择课题内容为对 BJ2022 汽车的使用性能的主减速器进行设计并对齿轮进行工艺分析。通过本课题可以进一步加深对汽车构造、汽车
12、设计及汽车各总成的工作原理，特别是本课题驱动桥中的主减速器和弧面锥齿轮的认识和了解；同时经过设计过程，了解学习一些现代汽车工业的新设计方法及新技术，对于有意以后从事汽车行业工作的我也是一种锻炼，为即将的工作做铺垫。1.2 研究的基本内容1.2.1 主减速器的作用汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中，有了变速器还不能解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。而主减速器是在汽车传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件。当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以
13、改变转矩旋转方向。汽车正常行驶时，发动机的转速通常比较高，如果将很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要很大，齿轮的半径也相应加大，也就是说变速箱的尺寸会加大。另外，转速下降，扭矩必然增加，也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，可以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，同时也减小了变速箱的尺寸和质量，而且操控灵敏省力。太 原 工 业 学 院 毕 业 设 计41.2.2 主减速器的工作原理从变速器或分动器经万向传动装置输入驱动桥的转矩首先传到主减速器，主减速器的一对齿轮
14、增大转矩并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩的旋转方向。1.2.3 国内主减速器的状况 现在国家大力发展高速公路网，环保、舒适、快捷成为汽车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为汽车主减速器技术的发展趋势。在产品上，国内汽车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如陕西汉德引进德国 MAN 公司技术的 485 单级减速驱动桥，一汽集团和东风公司的 13 吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质
15、的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了 457、460、480、500 等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。设计开发上，CAD、CAE 等计算机应用技术，以及 UG16、CATIA、proE 等设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用。新一代减速器设计开发的突出特点是：不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提
16、出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求。1.2.4 国内与国外差距我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都太 原 工 业 学 院 毕 业 设 计5存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的高档车用减速器总成，由仿制
17、到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。目前，上汽集团、东风、一汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实与世界先进技术的接轨，争取设计开发的新突破。1.3 课题研究内容汽车主减速器是汽车驱动桥中的一个重要部件，汽车驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理的分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直立、纵向力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳组成。本次设计主要先了解驱动桥的原理，对 BJ2022 汽车驱动桥中的主减速器进行了详细的设计，对弧面锥齿轮的加工进行工艺分析，制作工艺卡片。在设计过程中，根据汽车设计的原则与步骤，进行了详细的计算，还对各部件进行了强度的校核。在本设计中还采用了 AutoCAD 绘图软件进行了零件图、部件装配图的绘制。
