越野汽車輪邊減速器設(shè)計

EQ2050越野汽車輪邊減速器設(shè)計摘要越野車輪邊減速器作為汽車底盤的一部分已成為越野車上不可缺少的一部分，采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。從發(fā)動機經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。本文介紹普通圓柱齒輪式輪邊減速器的發(fā)展歷史，以及未來發(fā)展趨勢；研究了普通圓柱齒輪式輪邊減速器的基本結(jié)構(gòu)和原理，以此為理論基礎(chǔ)，設(shè)計了EQ2050越野車輪邊減速器，完成了輪邊減速器的布置方案分析、回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、齒輪、軸的設(shè)計以及強度校核、軸承的使用壽命計算等。關(guān)鍵詞：設(shè)計輪邊減速器普通圓柱齒輪Thewheelreductordesignofoff-roadvehicleEQ2050AbstractReducersidewheeloff-roadvehiclechassisaspartofoff-roadvehicleshasbecomeanindispensablepartof,theuseofwheelspeedreduceristoincreasethedrivingforceofmotorvehiclestomeettheneedsoftheentiretransmissionsystemoranamendmenttomatchthedrivingforce.Sideofthecurrentroundofthereduceristomeettheneedsoftheentiredrivesystemtomatch,andtheincreaseinadecelerationofthegearsbytwistinggear.Fromtheenginebytheclutch,transmissionandsub-actuatorstopowerdeliveredtothebeforeandafterthebridge'smainreducer,speedreducerfromthemainoutputdeliveredtothewheelandwheelspeedreducertodrivecar.Inthisprocess,theroundedgeofthereduceristhemainprincipleofthespeedreducerandtorquetransmissionthroughthedecelerationbytwistingandthendeliveredtothewheels,thewheelsonthegroundsothattheadhesionofthereaction,thehaveagreaterdrivingforce.Thisarticledescribesthecommoncylindricalgearreducerroundofthehistoryofthedevelopmentside,aswellasfuturedevelopmenttrends;Studythegeneralcylindricalgearwheelreducerthebasicstructureandprinciple,asatheoreticalfoundation,designedoff-roadwheelswhileEQ2050reducer,reducercompletedaroundedgeofthelayoutanalysis,turningpiecesofthestructureparameters,gear,shaftdesignandstrengthcheck,bearinglifecalculations.Keywords：DesignWheelredactorStandardcylindricalgears目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要IAbstractII\o"CurrentDocument"1緒論1\o"CurrentDocument"1.1背景及意義1\o"CurrentDocument"1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1\o"CurrentDocument"1.3本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線2\o"CurrentDocument"1.3.1研究內(nèi)容2\o"CurrentDocument"1.3.2技術(shù)線路2\o"CurrentDocument"2EQ2050輪邊減速器總體方案的設(shè)計3\o"CurrentDocument"2.1輪邊減速器的工作原理3\o"CurrentDocument"2.2輪邊減速器的設(shè)計中所涉及的問題3\o"CurrentDocument"2.3結(jié)構(gòu)方案的分析及選型的確定3\o"CurrentDocument"2.3.1結(jié)構(gòu)方案的分析3\o"CurrentDocument"2.3.2行星齒輪式輪邊減速器42.3.3普通圓柱齒輪式輪邊減速器5\o"CurrentDocument"2.4輪邊減速器的設(shè)計要求5\o"CurrentDocument"3輪邊減速器零部件的設(shè)計7\o"CurrentDocument"3.1輪邊減速器及傳動機構(gòu)7\o"CurrentDocument"3.2輪邊減速器零部件結(jié)構(gòu)方案分析7\o"CurrentDocument"3.2.2齒輪布置形式7\o"CurrentDocument"3.3輪邊減速器減速比7\o"CurrentDocument"3.4輪邊減速器齒輪參數(shù)的確定7\o"CurrentDocument"3.4.1齒輪的輸入轉(zhuǎn)矩7\o"CurrentDocument"3.4.2中心距8\o"CurrentDocument"齒數(shù)8\o"CurrentDocument"模數(shù)8\o"CurrentDocument"3.4.5分度圓直徑8\o"CurrentDocument"3.4.6齒寬8\o"CurrentDocument"3.5輪邊減速器軸類零件的設(shè)計計算8\o"CurrentDocument"3.5.1軸的功用及設(shè)計要求8\o"CurrentDocument"3.5.2軸尺寸初選8\o"CurrentDocument"4輪邊減速器零部件的計算與校核10\o"CurrentDocument"4.1輪齒強度計算10\o"CurrentDocument"4.2軸的強度計算11\o"CurrentDocument"4.2.1輸出軸11\o"CurrentDocument"4.3軸承的選用與壽命計算13\o"CurrentDocument"4.3.1輸入軸軸承13\o"CurrentDocument"4.3.2輸出軸軸承14\o"CurrentDocument"4.4軸承細節(jié)的設(shè)計14\o"CurrentDocument"4.4.2軸承的潤滑144.4.3軸承的密封15\o"CurrentDocument"5輪邊減速器殼體的設(shè)計16\o"CurrentDocument"5.1材料的選擇16\o"CurrentDocument"5.2設(shè)計要點16\o"CurrentDocument"5.3油封的設(shè)計16\o"CurrentDocument"結(jié)論17參考文獻18\o"CurrentDocument"謝辭19EQ2050越野汽車輪邊減速器設(shè)計1緒論1.1背景及意義越野車要求有高的動力性，而車速一般較低，因此其傳動系的低擋傳動比都很大。為了使變速器、分動器、傳動軸等總成不致因承受過大轉(zhuǎn)矩而使尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動系的傳動比以較大的比率分配給驅(qū)動橋，這就使得越野車的主減速比往往要求很大。采用輪邊減速器，可以使中間主減速器的外形尺寸減小，保證車輛具有足夠的離地間隙，而且由于是最后的一級減速，其前面的半軸、差速器及主減速器的從動件等零件的尺寸都可以減?。?］。我國研制汽車輪邊減速器始于20世紀(jì)70年代中期，由于各種原因，至今發(fā)展不快，只有幾個廠家從事生產(chǎn)，技術(shù)水平只相當(dāng)于國外20世紀(jì)80年代末的水平，數(shù)量和質(zhì)量也遠遠滿足不了國內(nèi)運輸業(yè)發(fā)展的需要。進入21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟形勢發(fā)生了很大的變化。公路運輸?shù)玫搅撕芸斓陌l(fā)展，為了降低運輸成本，緩解鐵路壓力，促使汽車的運輸能力和載貨量逐漸加大。因此，重型汽車輪邊減速器在我國的應(yīng)用前景十分廣闊。自從我國加入了WTO之后，減速器行業(yè)面臨極大的壓力和挑戰(zhàn)，為了應(yīng)對這一嚴(yán)峻形勢，一方面要引進更多更好的國外產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)，另一方面必須迅速發(fā)展民族工業(yè)。國外的汽車減速器應(yīng)用的比較好，技術(shù)也比較先進，但價格比較高。一般情況是：國外的整機價格是國內(nèi)價格的23倍，而易損件、備件的價格卻是倍，因此，發(fā)展我國的輪邊減速器產(chǎn)品是非常有必要的。輪邊減速器屬于汽車減速零部件的關(guān)鍵總成，是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)力的匹配［2］。由于采用輪邊減速器的驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜，成本較高。只有當(dāng)驅(qū)動橋總減速比大于12的工程機械、重型車和對離地間隙有特殊要求的越野車，才推薦采用輪邊減速器。對于EQ2050所要求的高機動性、高通過性、高越野性的越野汽車而進行輪邊減速器的設(shè)計具有很實際及必要性的意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國外發(fā)達國家在汽車輪邊減速器方面的研究開展得比較早，如針對其結(jié)構(gòu)和傳動比的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)的輕量化，一級在機構(gòu)上能妥善處理制動器、輪轂等分總成與輪邊減速器的布置關(guān)系，目前已達到產(chǎn)品成熟化階段。眾所周知的烏尼莫克等國外軍用越野車在汽車通過性方面的優(yōu)良表現(xiàn)，與國外輪邊減速器的生產(chǎn)設(shè)計技術(shù)水平是分不開的。國內(nèi)外在技術(shù)上的主要差別除了零部件的材料、加工工藝外，就是正向設(shè)計方法方面。本文在EQ2050越野車設(shè)計中主要涉及后面的工作。目前，國內(nèi)外關(guān)于輪邊減速器系統(tǒng)的設(shè)計研究主要有以下幾個方面內(nèi)容：（1）輪邊減速器設(shè)計理論及方法；（2）輪邊減速器的優(yōu)化設(shè)計；（3）輪邊減速器對車輛通過性的影響［3］。1.3本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線1.3.1研究內(nèi)容主要有兩點：從技術(shù)先進性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確地選擇性能指標(biāo)、重量和主要尺寸，然后提出整體設(shè)計方案，為各零部件設(shè)計提供整體參數(shù)和設(shè)計要求。對內(nèi)部零件，主要有齒輪、軸承、傳動軸等，進行合理的布置并對其進行強度、剛度、壽命等校核，使其達到結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、安全可靠性好、造型美觀、維修方便、運動協(xié)調(diào)。1.3.2技術(shù)線路初步將該輪邊減速器設(shè)計為由一對圓柱齒輪所組成。在設(shè)計該輪邊減速器時，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尺寸難以確定，而且還要考慮到整個齒輪的密封與支承以及齒輪的軸向竄動問題，這就使得零件的尺寸非常難以確定。在設(shè)計的同時，難以確定所依據(jù)的各種其他配套產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。其次就是對該減速器的軸承的設(shè)計與校核。2EQ2050輪邊減速器總體方案的設(shè)計2.1輪邊減速器的工作原理一般來說，采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。從發(fā)動機經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。從而減少了輪邊減速器前面各零件的受力［4］。2.2輪邊減速器的設(shè)計中所涉及的問題輪邊減速器屬于汽車傳動系統(tǒng)的一部分。而傳動系統(tǒng)是發(fā)動機動力與汽車車輪負載之間的動力傳遞裝置。因此它要滿足使用上對汽車性能的要求，主要有以下幾項：（1）保證汽車在各種使用工況下所必需的牽引力變化范圍。因汽車實際載重量、路道坡度、路面好壞、交通與道路情況等均在很大范圍內(nèi)變化所致。（2）保證汽車在各種使用工況下對速度的變化要求，這一速度變化范圍從零到最高車速。在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，可獲得倒擋行駛。汽車在轉(zhuǎn)彎的時候，能以外輪轉(zhuǎn)得快，內(nèi)輪轉(zhuǎn)得慢的不同轉(zhuǎn)速正常轉(zhuǎn)向。（3）在滿足上述基本要求的同時，應(yīng)保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。輪邊減速器是將動力直接傳遞給輪子的一個重要部件，是應(yīng)用于原動機和車輪之間的獨立傳動裝置，其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，以便帶動大扭矩的機械。為了使變速器、分動器等總成不致因承受過大扭矩而使他們尺寸過大、重量過重，應(yīng)將其傳動比以盡可能達到所需的減速要求，設(shè)計時，考慮其安裝空間有限，應(yīng)在保證一定的傳動比時盡可能地將其尺寸減小。在設(shè)計的同時，還應(yīng)考慮齒輪的模數(shù)、齒數(shù)以及其它零部件的尺寸［5］。2.3結(jié)構(gòu)方案的分析及選型的確定2.3.1結(jié)構(gòu)方案的分析減速器的用途很廣泛，種類也比較多，按照傳動類型可分為：蝸輪蝸桿減速器，行星齒輪減速器，蝸輪減速器以及通過他們按照一定形式結(jié)合起來的減速器：由傳動比的級數(shù)能分為單級減速器與多級減速器；由輪邊減速器齒輪輪齒的形狀可分為：圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器與圓錐圓柱齒輪減速器；由行星齒輪傳動布置的樣式

可分為：分流式減速器，展開式減速器和同軸式減速器；總的來說應(yīng)該分四類，諧波減速器，蝸輪蝸桿減速器，擺線針輪加速器和行星減速器。其中蝸輪蝸桿強度最大，但是效率低，精度也不高，但是它有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，體積大，輸入轉(zhuǎn)速高；諧波減速器的主要特點就是體積不大，精度不高，壽命有限，不耐沖擊，剛性和金屬件相比較差，輸入轉(zhuǎn)速不能太高；行星減速器結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小，精度最高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大［6］。按齒輪及布置方式分：行星齒輪式及普通圓柱齒輪式兩種類型。2.3.2行星齒輪式輪邊減速器常見的行星齒輪式輪邊減速器為單排圓柱行星齒輪機構(gòu)，多在國內(nèi)外工程機械的驅(qū)動橋上采用。由于其太陽輪、齒圈和行星齒輪架等有關(guān)零件在輪邊減速器中起的作用有所變化，單排圓柱行星齒輪式輪邊減速器有圖1-1a、b、c所示的三種結(jié)構(gòu)方案。（1）（2）（3）⑴(1*3⑹a）太陽輪為主動件，齒圈為從動件，行星齒輪架為固定件b）太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，齒圈為固定件c）齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，太陽輪為固定件1.太陽輪；2.齒圈；3.行星齒輪架；4.行星齒輪；5.半軸；6.橋殼；7.驅(qū)動車輪

圖2-1單排圓柱行星齒輪式輪邊減速器的結(jié)構(gòu)方案當(dāng)太陽輪為主動件，齒圈為從動件，行星齒輪架固定（圖2a）時:.ni=（1）（2）（3）⑴(1*3⑹a）太陽輪為主動件，齒圈為從動件，行星齒輪架為固定件b）太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，齒圈為固定件c）齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，太陽輪為固定件1.太陽輪；2.齒圈；3.行星齒輪架；4.行星齒輪；5.半軸；6.橋殼；7.驅(qū)動車輪

圖2-1單排圓柱行星齒輪式輪邊減速器的結(jié)構(gòu)方案當(dāng)太陽輪為主動件，齒圈為從動件，行星齒輪架固定（圖2a）時:.ni=—i=f=_q

LBnZ太陽輪為主動件，行星齒輪架為從動件，齒圈固定（圖2b）時:（2-1）i=—1=1+a=1+色lb—3z1齒圈為主動件，行星齒輪架為從動件，太陽輪固定（圖2c）時:（2-2）式（2-1）、式（2-2）和式（2-3）中n、n、n分別為太陽輪、齒圈和行星齒輪架的轉(zhuǎn)速，Z、1231Z2分別為太陽輪和齒圈的齒數(shù)。2.3.3普通圓柱齒輪式輪邊減速器對于普通外嚙合圓柱式輪邊減速器，根據(jù)主、從動齒輪相對位置的不同，分為主動齒輪上置和下置兩種形式。主動齒輪上置式輪邊減速器可提高橋殼的離地間隙；主動齒輪下置式輪邊減速器主要可提高汽車行駛穩(wěn)定性。下面是主動齒輪上置式輪邊減速器的結(jié)構(gòu)圖，如圖2-1所示，其減速比為：nZi=—1=lbn；Z：式中，n'、n'分別為主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速，Z'、Z'分別為主動輪和從動輪齒數(shù)。12121.主動齒輪；2.從動齒輪；3.輪邊驅(qū)動軸；4.驅(qū)動車輪圖2-2普通圓柱齒輪式輪邊減速器結(jié)構(gòu)方案［7］2.4輪邊減速器的設(shè)計要求汽車設(shè)計中對齒輪變速器的要求是：（1）傳遞兩個平行軸或相交軸間的回轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)矩；（2）保證傳動比恒定不變；（3）能傳遞足夠大的動力，工作可靠；（4）保證較高的運動精度；（5）能達到預(yù)定的工作壽命；（6）與汽車采用的內(nèi)燃機匹配后使汽車具有較好的動力性和經(jīng)濟性；（7）傳動效率高、重量輕、體積小、噪聲低、制造簡單、維修方便等［81。根據(jù)整車和驅(qū)動橋的要求來選擇輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，對越野車來說，考慮到離地間隙，推薦選擇普通圓柱齒輪式。本設(shè)計是根據(jù)EQ2050越野車而開展的，由所設(shè)計對象的相關(guān)資料決定了該減速器的特點：高機動性、高通過性、高越野性。綜合分析后，本文設(shè)計采用的輪邊減速器是普通圓柱齒輪式輪邊減速器。本章主要對輪邊減速器設(shè)計中所涉及的問題，對行星齒輪和普通圓柱齒輪傳動類型、特點和傳動裝置進行了分析，由此確定了EQ2050越野汽車輪邊減速器結(jié)構(gòu)總體的設(shè)計方案。3輪邊減速器零部件的設(shè)計3.1輪邊減速器及傳動機構(gòu)一般來說，采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置［4］。3.2輪邊減速器零部件結(jié)構(gòu)方案分析3.2.1齒輪形式輪邊減速器器用直齒圓柱齒輪。因斜齒圓柱齒輪制造時復(fù)雜、工作時有軸向力，故采用直齒圓柱齒輪。3.2.2齒輪布置形式普通圓柱齒輪輪邊減速器即可降低車輛的離地間隙，也可提高車輛的離地間隙。由于EQ2050越野車需要較高的通過性，故用于EQ2050越野車上的輪邊減速器需提高車輛的離地間隙。所以該設(shè)計的輪邊減速器輸入齒輪應(yīng)位于輸出齒輪的正上方［4］。3.3輪邊減速器減速比減速比對輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，輪廓尺寸及質(zhì)量影響很大，應(yīng)根據(jù)總體設(shè)計和傳動系的總速比（變速器速比、分動器速比、驅(qū)動橋主減速比）一起考慮，并通過整車動力性的計算后確定。通常輪邊減速比是固定的，需調(diào)整的是主減速比［9］。減速比i:LB（3-1）i=至（3-1）13.4輪邊減速器齒輪參數(shù)的確定3.4.1齒輪的輸入轉(zhuǎn)矩（1）按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和傳動系的最低傳動比確定輪邊減速器的輸入計算轉(zhuǎn)矩。（3-2）TiiiT—emax1f012n（3-2）式中，T為計算的轉(zhuǎn)矩，T為發(fā)動機最大使用轉(zhuǎn)矩，n為計算的驅(qū)動橋數(shù)，i為變速1emax1器一檔速比，"為分動器傳動比，i0為主減速器傳動比。（2）按驅(qū)動輪打滑扭矩確定輪邊減速器的輸入計算轉(zhuǎn)矩。T=^^(3-3)2i1式中，T為計算的轉(zhuǎn)矩，G為滿載狀態(tài)下一個驅(qū)動輪的靜負荷，中為附著系數(shù)，r為車輪滾動半徑，i；為輪邊減速器傳動比。根據(jù)EQ2050越野車各傳動部件技術(shù)參數(shù)計算，得出二=3050N-m，T2=2326N?m。按上述的計算方法計算出［和孔后，根據(jù)汽車設(shè)計理論知識，可知應(yīng)選取這兩種計算結(jié)果的較小值作為計算轉(zhuǎn)矩；10］。所以，最終確定T2=2326N?m作為輪邊減速器的輸入轉(zhuǎn)矩值。3.4.2中心距齒輪中心距是變速器很重要的參數(shù)，它對變速器整體尺寸及質(zhì)量有很大影響。通常根據(jù)經(jīng)驗公式初選中心距。經(jīng)驗公式：。=16.75x笥T=16.75x^;2326=222.5mm。3.4.3齒數(shù)初選Z］=26，Z2=i^Z］，取Z2=63。3.4.4模數(shù)初選模數(shù)時，可以參考同類型汽車的齒輪模數(shù)確定，也可根據(jù)大量現(xiàn)代汽車輪邊減速器齒輪模數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，找出模數(shù)的變化規(guī)律，即經(jīng)驗公式。利用經(jīng)驗公式初選模數(shù)，直齒輪m=5mm。3.4.5分度圓直徑d=mz=5x26=130mmd=mz=5x63=315mm3.4.6齒寬因此得齒寬b=0.5x130=65mm。常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)取大些，使接觸線長度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪的壽命［11］。3.5輪邊減速器軸類零件的設(shè)計計算3.5.1軸的功用及設(shè)計要求輪邊減速器軸在工作時承受扭矩、彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強度和剛度。3.5.2軸尺寸初選(1)輸入軸。輸入軸直接與主減速器旁的差速器相連，因此軸向尺寸近似為車寬的一半，輸入軸按主動齒輪直徑大小，并考慮采用單鍵連接，直徑d初選72mm。(2)輸出軸。輸出軸位于車輪正中央，軸線與車輪軸線重合。輸出軸長度應(yīng)控制在輪胎寬度范圍內(nèi)，故D255mm，軸的直徑根據(jù)從動大齒輪而初選86mm。本章主要進行了輪邊減速器零部件的設(shè)計，分別進行了齒輪形式和齒輪布置形式的選取，減速比、轉(zhuǎn)矩、中心距、齒數(shù)、模數(shù)、分度圓直徑、齒寬、相關(guān)軸的尺寸等計算確定。4輪邊減速器零部件的計算與校核4.1輪齒強度計算齒輪彎曲應(yīng)力：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"C=FtKKKKYYY（4-1）FbmAvFPFaFSP\o"CurrentDocument"climYYYYY/C=―FSTNT2&eZT2RrelT2X（4-2）Fmin式中：CF一為齒輪的計算彎曲應(yīng)力，MPa；cFp一為齒輪的許用彎曲應(yīng)力，MPa；F一為圓周力，根據(jù)齒輪參數(shù)計算F=35784.62N；ka—為使用系數(shù)，查表得Ka=1.75；Kv一為動載系數(shù)，查表并通過計算、=1.19；J一為齒向載荷分布系數(shù)，查表K=1.30；邱邱K一為齒間載荷分配系數(shù)，查表K=1.20；FaFaYf一為齒形系數(shù)，查表并通過計算Yf=1.30；Ys—為應(yīng)力修正系數(shù)，查表Ys1=1.88，Ys2=2.11；Yp一為螺旋角系數(shù)，直齒齒輪Yp=1；丫皿—為壽命系數(shù)，查表丫重尸0.89，丫剪2=0.91；Y^^一為相對齒根圓角敏感系數(shù)，查表Y^^1=0.993，Y^^2=0.998；Yr^一為相對齒根表明狀況系數(shù)，查表Yr廣Yrt2=1.029；Yx一為尺寸系數(shù)，查表，對于m<5，Yx=1；SFmin—為最小安全系數(shù)，查表Sfmn=1.25；b一為齒寬，b=65mm；m一為模數(shù)，m=5mmo由式（4-1）可得：CF1=446.09MPac=433.91MPa由式（4-2）可得：c=854.35MPa>cc2=878.56MPa>c尸2符合條件。齒輪接觸應(yīng)力:

Q=ZZZZ￡^1KKKKHHE￡“dbUAVH^H

1blinZZZZZZb=—HNT—L_V—R~W~XHPSHmin式中：bh一為齒輪的計算接觸應(yīng)力MPa；bHp一為齒輪的許用接觸應(yīng)力MPa；應(yīng)按小輪計算E一為齒向載荷分布系數(shù)，查表并通過計算K=1.15；Zg一為重合度系數(shù)，查表Zg=0.87；K一為齒間載荷分配系數(shù)，查表并通過計算K=0.87；HUHUZg一為螺旋角系數(shù)，直齒輪Zp=1；一為節(jié)點區(qū)域系數(shù)，查表并通過計算=2.49；Ze一為彈性系數(shù)，查表=189.8；2蜥—為壽命系數(shù)，通過計算2蜥1=0.92，2蜥2=0.95；Z、一為潤滑系數(shù)，查表并通過計算ZL1=2=0.97；ZV一為速度系數(shù)，查表并通過計算ZV1=ZV2=0.97；Zr一為粗糙度系數(shù)，查表并通過計算ZR1=Zr2=0.96；ZW一為工作硬化系數(shù)，查表ZW=1；Z/一為尺寸系數(shù)，查表Z/=1.02；SHmin一為最小安全系數(shù)，查表SHmn=1［12］；由式（4-3）可得：b=1186.75MP。由式（4-4）可得：b=1279.68MP。＞bbHp2=1327.18MP。＞bh4.2軸的強度計算4.2.1輸出軸軸的許用應(yīng)力：M

b=——

W（4-3）（4-4）符合條件［13］。（4-5）式中：b—為軸的許用應(yīng)力，MPa；M一為軸所受的彎矩，N-mm；（4-3）（4-4）符合條件［13］。（4-5）輸出軸受力分析如圖4-1所示。圖4-1圖4-1輸出軸受力分析簡圖剛度條件:T=184x103x4.618=8.31x105N?mmF=艾=15086N，F(xiàn)=Ftgacosp=6339.3N，F(xiàn)=Ftg^=584.59Ntdrtat1a=45.85mm，b=45.85mm，d=86mmFa2b2_—=0.0004<0.053EILFa2b2全撓度:Fta=0.000007<0.103EILf=、；f2+f2=0.0004V0.2式中：f一為軸在垂直面內(nèi)的撓度，mm；cf一為軸在水平面內(nèi)的撓度，mm；sF1一為齒輪齒寬中間平面上的圓周力，N；F2一為齒輪齒寬中間平面上的徑向力，N；d—為軸的直徑，mm；E一為彈性模量，MPa；I—為慣性矩，mm4；a、b一為齒輪上作用力距支座A、B的距離，mm；L—為支座間距離，mm。全撓度:強度條件：圖4-2垂直方向受力分析簡圖

FtAB

^H^ICRHB圖4-2垂直方向受力分析簡圖圖4-3水平方向受力分析簡圖向B點取矩，得:向C點取矩，得:-205.4RA+62F=0-205.4RA+62F=0RA=1638.64N:.Rha向B點取矩，得:向C點取矩，得:-205.4RA+62F=0-205.4RA+62F=0RA=1638.64N:.Rha=4502.18NM=Ra=234980.98N-mm，M=Ra=645612.61N-mmcVA彎矩如圖4-4所示:sHA圖4-4垂直方向彎矩圖圖4-5水平方向彎矩圖M=\；M2+M2+12=1078235.92N-mm由式(4-5)可得：c=W=200.25N；mm<400N；mm強度合格［14］。4.3軸承的選用與壽命計算4.3.1輸入軸軸承選用圓錐滾子軸承30214［15］。C=175KN，C=132KN，d=70mm，D=125mm，B=24mm軸承實際壽命L:

h式中：Lh一為軸承實際壽命，h；Co「一為軸承的額定靜載荷，N；P一為當(dāng)量動載荷，N；or（4-6）F=2Ti=2123.41N，F(xiàn)=Ftga=772.86N

t1dr1t1°FaCor=0.04221FFaCor=0.0422查表得e=0.26?.，一a>eX=0.56，Y=1.71FrP=XF+YF=1232.42N-mmnZn?/i==Z-1.842常嚙合齒輪轉(zhuǎn)速n2=.i=2171r,「min21gc由式（4-6）可得：條件符合［16。L=1°^fCor}3=1019774.23人>20000人

h60n"P）條件符合［16。4.3.2輸出軸軸承選用圓錐滾子軸承30216。C=212KN，C=161KN，d=80mm，D=140mm，B=26mm由式（4-6）可得：L=10^fCor-T=20787.83h>20000h條件符合。h60n"P）4.4軸承細節(jié)的設(shè)計4.4.1軸承的配合一般軸承處于運行狀態(tài)下會有少許游隙，而軸承組裝后游隙為負值狀態(tài)，是預(yù)壓法得以適用。作用：①受力情況下剛性可以提高；②抑制軸的振動，提高旋轉(zhuǎn)精度；③防止外部振動引起滾道的磨蝕。經(jīng)驗：靠測量輪轂軸的起動力矩確定預(yù)緊值，包括油封阻力前提下，通過臺架試驗確定一個精確值。首先擰緊內(nèi)螺母并轉(zhuǎn)動輪轂使軸承處于正確的安裝位置，擰緊力矩同相應(yīng)螺紋規(guī)格對應(yīng)，然后將螺母松圈，或者再裝鎖緊螺母，或采用其他方式保證內(nèi)螺母不松動。4.4.2軸承的潤滑保證軸承滾動面或滑動面形成油膜，一般采用潤滑油GL-4,軍用越野車建議采用GL-5。由于相對主減速器來說結(jié)構(gòu)簡單，通常采用飛濺潤滑形式。4.4.3軸承的密封同殼體的油封一起考慮。本章主要進行了齒輪和軸承的強度、應(yīng)力、壽命的計算和校核，還有軸承的設(shè)計。具體分別對輪齒強度的計算，包括齒轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力和齒輪接觸應(yīng)力的計算；軸的強度計算；軸承的選用及其壽命計算；軸承細節(jié)的設(shè)計，軸承的配合、潤滑和密封的設(shè)計。5輪邊減速器殼體的設(shè)計5.1材料的選擇輪邊減速器由于是最后一級傳動總成，整個傳動系中處于受力最復(fù)雜的環(huán)節(jié)，因此殼體材料對總成的可靠性影響很大。推薦材料：球鐵QT400、QT450、QT500或鑄鋼。由于殼體具備承擔(dān)懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運動學(xué)等功能，不建議采用鑄鋁件。5.2設(shè)計要點同整車和懸架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計共同確定包容角即主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角的和，由于主銷內(nèi)傾角控制半度公差，包容角公差不得超過0.25。設(shè)計時間最好保證主銷旋轉(zhuǎn)中心點同球籠旋轉(zhuǎn)中心點重合，可以避免輸入軸產(chǎn)生附加彎矩給運動帶來不利影響。殼體保證足夠潤滑冷卻性能，容積盡量縮小，滿足輕量化要求，裝車后最低處預(yù)留帶磁鐵的放油螺塞位置。5.3油封的設(shè)計油封：考慮油的介質(zhì)。工作溫度和旋轉(zhuǎn)方向等，而根據(jù)經(jīng)驗采用不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。通常采用丁晴橡膠和丙烯酸脂；考慮橡膠彈性，耐高溫性相對低，可選用丁腈橡膠；另現(xiàn)在比較廣泛采用耐熱和耐油性好，但成本稍高的氟橡膠。本章主要是根據(jù)輪邊減速器設(shè)計的一般設(shè)計流程，從整體結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮，在完成總體方案設(shè)計和傳動設(shè)