東風(fēng)凱普特主減速器設(shè)計(jì)

第一章課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容及要求1.1課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)和要求，對(duì)某輕型貨車整體式單級(jí)主減速器及驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括：1）根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)及要求，對(duì)汽車主減速器進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算；2）對(duì)差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋殼等進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；3）繪制出主減速器及驅(qū)動(dòng)橋的裝配圖。設(shè)計(jì)參數(shù)汽車型號(hào)東風(fēng)凱普特N280116馬力3308軸距單排輕卡底盤公告型號(hào)EQ1040SJ9BDD額定載重1.8t類型輕型載貨車最大總質(zhì)量4.454t驅(qū)動(dòng)形式4X2最高車速110KM/h軸距3308mm發(fā)動(dòng)機(jī)東風(fēng)D28D11-4DA車身長(zhǎng)度5.96m汽缸數(shù)4車身寬度2.005m燃料種類柴油車身高度2.3m排量2.8輪距1607,1486mm最大輸出功率85KW整車重量2.55t扭矩235N.m最大馬力116馬力最大扭矩轉(zhuǎn)速2000RPM額定轉(zhuǎn)速3600RPM輪胎數(shù)6個(gè)輪胎規(guī)格7.00R16后橋速比5.375變速器型號(hào)WLY520擋位數(shù)51擋傳送比5.5685擋傳動(dòng)比0.789第二章整體式單級(jí)主減速器設(shè)計(jì)2.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式主減速器齒輪的類型：選擇螺旋錐齒輪2、主減速器減速形式：選擇單級(jí)減速3、主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承方式：選擇跨置式支承2.2主減速器基本參數(shù)的選擇與計(jì)算1、主減速比的確定：式中：

=0.376m—車輪的滾動(dòng)半徑，m；=3600r／min—最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，；=110km／h—汽車的最高車速，；=0.789—變速器最高擋傳動(dòng)比。得≈5.882、主減速齒輪計(jì)算載荷的確定： 式中：=260N.m—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；=32.74—由發(fā)動(dòng)機(jī)到主減速器從動(dòng)齒輪間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比；=0.9—傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率；=1—超載系數(shù)；=1—驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；=21264N—滿載時(shí)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷；=0.85—輪胎與路面的附著系數(shù)；=1.2—最大加速時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；=0.95—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪間的傳動(dòng)效率；=1—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪間的傳動(dòng)比。得≈7661N.m≈8584N.m載荷：式中：=44541N—汽車滿載總重；=0.015—道路滾動(dòng)阻力系數(shù)；=0.05—平均爬坡能力系數(shù)；=0—汽車性能系數(shù)；得≈1146N.m傳動(dòng)效率=0.95（1）齒輪最大應(yīng)力計(jì)算時(shí)，齒輪計(jì)算載荷為：從動(dòng)錐齒輪：≈7661N.m≈8584N.m；取=7661N.m作為計(jì)算載荷。主動(dòng)錐齒輪：=≈1371N.m（=0.95）。（2）齒輪疲勞壽命計(jì)算時(shí)，齒輪計(jì)算載荷為：≈1146N.m（=0.015,=0.05,=0）主動(dòng)錐齒輪：≈245N.m。（=0.95）3、主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇：1）齒數(shù)的選擇考慮如下因素：（1）為了磨合均勻，、之間應(yīng)避免有公約數(shù)；（2）為了得到理想的重合系數(shù)和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于40；（3）為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車，一般不少于9；對(duì)于貨車，一般不少于6；（4）當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。當(dāng)≥6時(shí)，可取最小值并等于5，但為了嚙合平穩(wěn)并提高疲勞強(qiáng)度常大于5；當(dāng)較小時(shí)（3.5～5），可取7～12。根據(jù)之前計(jì)算得到的主減速器傳動(dòng)比=5.88，查取=7，=41；從動(dòng)錐齒輪大端分度圓（也稱節(jié)圓）直徑和端面模數(shù)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選：式中：—從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；—直徑系數(shù)，一般為13.0～15.3；—從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，。得=256～301mm端面模數(shù)可由進(jìn)行計(jì)算，并用下式進(jìn)行校核（取較小者）：式中：為模數(shù)系數(shù)（通常為0.3～0.4）。得=5.91～7.88對(duì)照表取=7.0mm（對(duì)于螺旋齒輪端面模數(shù)用表示）；反算=287mm。3）從動(dòng)錐齒輪齒面寬=0.155對(duì)于主動(dòng)錐齒輪齒面寬通常較從動(dòng)錐齒輪齒面寬大10%。得=44.49mm。=48.9mm2.3螺旋錐齒輪幾何尺寸計(jì)算表4格里森制螺旋錐齒輪幾何尺寸計(jì)算用表（mm）序號(hào)計(jì)算公式計(jì)算范例注釋17小齒輪齒數(shù)應(yīng)不少于6241齒數(shù)由及主減速比確定，但和之間應(yīng)避免公約數(shù)；，而載貨汽車一般要求≥40。37端面模數(shù)可由進(jìn)行計(jì)算.444.49從動(dòng)齒輪面寬=0.155，同時(shí)≤10。520°法向壓力角，轎車14°30′或16°，貨車20°，重型汽車22°30′。610.92齒工作高，其中見表5、表6。712.13齒全高，其中見表5、表6。890°軸交角949小齒輪分度圓直徑109.68°小齒輪節(jié)錐角1180.32°大齒輪節(jié)錐角12145.58節(jié)錐距1321.98周節(jié)141.89大齒輪齒頂高，其中見表5、表6。159.03小齒輪齒頂高163.1小齒輪齒根高1710.24大齒輪齒根高181.21徑向間隙191．21°小齒輪齒根角204.02°大齒輪齒根角2113.70°小齒輪面錐角2281.35°大齒輪面錐角238.47°小齒輪根錐角2476.30°大齒輪根錐角2569.2小齒輪外緣直徑26286.0大齒輪外緣直徑27140.1小齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離2821.5大齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離295.73大齒輪理論弧齒厚，其中見表73016.3小齒輪理論弧齒厚31B0.2齒側(cè)間隙B，3240.5°螺旋角33螺旋方向主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪右旋。34旋轉(zhuǎn)方向主動(dòng)齒輪順時(shí)針，從動(dòng)齒輪逆時(shí)針。2.4主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)有：式中：—變速器傳動(dòng)比，通常取Ⅰ檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算。按最大附著力矩計(jì)算時(shí)有：按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算有：=49mm;≈1328N/mm＜[=1429]，滿足設(shè)計(jì)要求；按最大附著力矩計(jì)算有：≈1615N/mm＜1.2[=1429],滿足設(shè)計(jì)要求。2、輪齒彎曲強(qiáng)度：錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力（N/mm2）為：查表=0.22（）=697（N/mm2）＜700MPa（）=110（N/mm2）＜210MPa（）=491（N/mm2）＜700MPa（）=10（N/mm2）＜210MPa滿足設(shè)計(jì)要求輪齒接觸強(qiáng)度：錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為:

(2-18)=0.12=198MPa＜2800MPa=84MPa＜1750MPa滿足設(shè)計(jì)要求5、錐齒輪的材料及熱處理：錐齒輪材料及熱處理應(yīng)滿足如下要求：1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性；2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷；3）鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制；4）選擇合金材料時(shí)，選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼；汽車主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20Mn2TiB、20CrMnMo、22CrNiMo和l6SiMn2WMoV等，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)≤8時(shí)為32～45HRC。對(duì)滲碳層有如下規(guī)定：

=5~8時(shí)，厚度為1.0～1.4mm為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理及精加工后，作厚度為0.005～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫