第一篇：減速器實驗報告

東華理工大學長江學院

課程設計報告

課程設計題目：二級圓柱 減 速 器 實 驗 報 告

學生姓名：饒坤 班

級：11300103 學號：1130010316 指導教師：廖志良

2013年12 月 30 日

二級圓柱減 速 器 實 驗 報 告

實驗 減速器拆裝實驗 一，目的要求

1.通過拆裝，了解齒輪減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)以及軸和齒輪的結(jié)構(gòu)；

2.了解減速器軸上零件的定位和固定、齒輪和軸承的潤滑、密封以及各附屬零件的作用、構(gòu)造和安裝位置；

3.熟悉減速器的拆裝和調(diào)整的方法和過程；

4.培養(yǎng)對減速器主要零件尺寸目測和測量能力二． 二． 實驗設備

（l）兩級斜齒圓柱齒輪減速器。

（2）千分尺、游標卡尺、直尺等。（3）裝拆工具。

三、實驗步驟 減速器的主體結(jié)構(gòu)

減速器為二級減速裝置。箱體采用剖分式，便于安裝和加工。箱體和底座用螺栓連接成一體，每個軸承底座都有凸臺的設計目的是增強軸承軸的剛性。

拆卸時發(fā)現(xiàn)小齒輪和軸為一體，大齒輪為組合式，軸的兩端用軸承支持。上箱體的外形用四個筋板和兩個起吊孔分別起到增加箱體剛度的作用，箱體上有觀察孔此孔可以觀察到齒輪的嚙合情況并可以通過此孔向箱體內(nèi)加潤滑油。在上面有通氣孔，通氣孔可調(diào)節(jié)由于高速運轉(zhuǎn)生熱膨脹造成內(nèi)外壓強差。在底座前方有油面指示器，可方便的查看箱體內(nèi)潤滑油的高度。在油面指示器的下方有放油螺栓可以排放污油和清洗液。在箱體和底座上成對角的方向有兩個定位銷，在裝配是起到定位作用

1、拆卸（（1）觀察整個減速器外形。

（2）將減速器箱座與箱蓋拆開，觀察減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各軸的軸上零件 位置，畫出各軸的裝配結(jié)構(gòu)草圖。（3）將軸上零

件逐步拆開，用直尺、游標卡尺、千分尺、測量齒輪、套筒、軸承、軸承擋圈、軸等外形幾何尺寸，并將這些尺寸標注在草圖的相應位置上。（4）將拆下零件裝配在相應軸上，并將減速器裝配好。

2、裝配

按原樣將減速器裝配好。裝配時按先內(nèi)部后外部的合理順序進行；裝配軸套和滾動軸承時，應注意方向；應注意滾動軸承的合理拆裝方法。經(jīng)指導教師檢查后才能合上箱蓋。裝配上、下箱之間的連接螺栓前應先安裝好定位銷釘。

五、注意事項

1、實驗前必須預習實習指導書，初步了解有關(guān)減速器裝配圖。

2、文明拆裝、切忌盲目。拆卸前要仔細觀察零部件的結(jié)構(gòu)及位置，考慮好合理的拆裝順序，拆下的零部件要妥善安放好，避免丟失和損壞。禁止用鐵器直接打擊加工表面和配合表面。

3、注意安全，輕拿輕放。愛護工具和設備，操作要認真，特別要注意手腳安全。

第二篇：減速器拆裝實驗報告

減速器拆裝實驗指導書

1.實驗目的（1）了解減速器的整體結(jié)構(gòu)及工作要求

（2）了解減速器的箱體零件、軸、齒輪等主要零件的結(jié)構(gòu)及加工工藝

（3）了解減速器主要部件及整機的裝配工藝

（4）了解齒輪、軸承的潤滑、冷卻及密封

（5）通過自己動手拆裝，了解軸承及軸上零件的調(diào)整、固定方法、及消除和防止零件間發(fā)生干涉的方法

2.實驗要求

實驗前必須預習實驗指導書及課程設計指導書，初步了解減速器的基本結(jié)構(gòu)。多提出實際問題，以便在實驗中加以解決。

3.實驗設備及工具

（1）Ⅰ級,Ⅱ級圓柱齒輪減速器

（2）活動扳手、螺絲刀、木錘、鋼板尺等工具

4.實驗方法

首先由指導老師對減速器現(xiàn)場進行結(jié)構(gòu)分析、介紹，并對主要零,部件的結(jié)構(gòu)及加工工藝過程進行分析、講解及介紹；再由學生們分組進行拆裝。指導老師解答學生們提出的各種問題。在拆裝過程中學生們進一步觀察了解減速器的各零、部件的結(jié)構(gòu)、相互間配合的性質(zhì)；零件的精度要求、定位尺寸、裝配關(guān)系及齒輪、軸承潤滑、冷卻的方式及潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布置；輸出、輸入軸與箱體間的密封裝置及軸承工作間隙調(diào)整方法及結(jié)構(gòu)等。

5.減速器拆裝步驟

（1）觀察外形及外部結(jié)構(gòu)

（2）拆卸箱蓋

（3）觀察減速器內(nèi)部各零部件的結(jié)構(gòu)和布置

（4）從箱體中取出各傳動軸部件

（5）裝配

（6）清點好工具，擦凈后交還指導老師驗收

6.撰寫實驗報告

2013.11.26

第三篇：減速器的拆裝實驗報告

一,實驗目的了解和熟悉各種減速器的結(jié)構(gòu),分析減速器中各零件的作用及裝配關(guān)系.測定減速器的主要參數(shù)和精度,培養(yǎng)和提高機械結(jié)構(gòu)的設計能力.二,實驗設備與原理

實驗設備主要包括單級圓柱齒輪減速器,二級展開式圓錐-圓柱齒輪減速器,一級蝸桿

蝸輪減速器等實物模型.拆裝和測量的工具主要有扳手,鋼板尺,木棰,起子,內(nèi)外卡鉗,卡尺等.三,實驗要求

1,按照正確的順序拆開減速器和軸系,分析減速器中各個零件的功用;2熟練掌握減

速器的拆裝方法。四,實驗步驟

1,仔細觀察減速器外面各部分的結(jié)構(gòu),分析思考以下問題:判斷傳動方式,級數(shù),輸入,輸出軸;了解鑄造箱體結(jié)構(gòu),如何才能保證箱體支撐具有足夠的剛度;軸承座兩側(cè)的上下箱體聯(lián)接螺栓應如何布置,支撐該螺栓的凸臺高度應該如何確定。

2,用扳手拆下觀察孔的蓋板,觀察觀察孔的位置是否恰當,大小是否合適.3,擰下箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓以及軸承端蓋螺釘,拔出定位銷,借助起蓋螺釘打開箱蓋.4,分析軸系結(jié)構(gòu):測量各段尺寸,了解軸的各部分結(jié)構(gòu)作用;了解軸承的組合結(jié)構(gòu)以及

軸承的拆裝,固定和軸向間隙的調(diào)整,了解軸承的潤滑方式和密封裝置.分析軸承是如

何進行潤滑的； 在什么條件下滾動軸承的內(nèi)圈要用擋油環(huán)； 其作用原理,構(gòu)造和

安裝位置如何 ；如果箱座結(jié)合面上有油溝,則箱蓋應該采取什么樣的結(jié)構(gòu)才能使箱

蓋上的油進入油溝 ；為了使?jié)櫥徒?jīng)油溝后能進入軸承,則軸承蓋的結(jié)構(gòu)應該如何

設計。

5,測定減速器的主要參數(shù)。

6,測量箱座上、下凸緣的寬度和厚度、箱壁厚度.7,測量齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離;大齒輪的頂圓與箱體內(nèi)壁之間的距離;軸承內(nèi)端

面到箱體內(nèi)壁之間的距離.8,將減速器還原.按照先內(nèi)部后外部的合理順序進行;裝配軸套和滾動軸承時應該注

意方向等.五、注意事項：正確的安裝，使用和維護減速器，是保證機械設備正常運行的重要環(huán)節(jié)。因此，在安裝減速器時，要嚴格按照下面的安裝使用相關(guān)事項，認真地裝配和使用。

第一步是安裝前確認電機和減速器是否完好無損，并且嚴格檢查電機與減速器相

連接的各部位尺寸是否匹配，這里是電機的定位凸臺、輸入軸與減速器凹槽等尺

寸及配合公差。

第二步是旋下減速器法蘭外側(cè)防塵孔上的螺釘，調(diào)整夾緊環(huán)使其側(cè)孔與防塵孔對

齊，插入內(nèi)六角旋緊。之后，取走電機軸鍵。

第三步是將電機與減速器自然連接。連接時必須保證減速器輸出軸與電機輸入軸

同心度一致，且二者外側(cè)法蘭平行。如同心度不一致，會導致電機軸折斷或減速

機齒輪磨損。

第四篇：減速器（本站推薦）

包頭職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計

設計題目：減速器箱體機械加工工藝及卡具設計

姓名： 學號：

專業(yè)：

指導教師：

摘要

箱體零件是一種典型零件，其加工工藝規(guī)程和工裝設計具有典型性。該箱體零件結(jié)構(gòu)復雜，零件毛坯采用鑄造成型，在加工過程中，零件毛坯采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準統(tǒng)一、準確，為了消除切削力、夾緊力、切削熱和因粗加工所造成的內(nèi)應力對加工精度的影響，整個工藝過程分為粗，精兩個階段。通過對加工零件的分析完成了機械加工工藝的設計及各加工工序機動時間的計算。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)及其功能，運用定位夾緊的知識完成了卡具設計。關(guān)鍵詞 箱體 工藝 卡具

目錄

摘要???????????????????????????????

1緒論??????????????????????????????? 1.1 課題背景???????????????????????????? 1.2 制定工藝路線的意義與作用及其基本要求????????????????? 1.3 卡具設計???????????????????????????? 2零件的分析???????????????????????????? 2.1箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點????????????????????? 2.2箱體零件圖樣分析?????????????????????????? 2.3箱體零件工藝分??????????????????????????? 2.4箱體零件的主要技術(shù)要求??????????????????????? 2.5主要設計內(nèi)容??????????????????????????? 3工藝規(guī)程設計??????????????????????????? 3.1箱體的材料及毛坯?????????????????????????? 3.2減速器箱體加工的主要問題和加工工藝過程設計所應采取的措施??????? 3.3減速器箱體加工定位基準的選擇???????????????????? 3.4制定箱體的工藝路線?????????????????????????

3.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.確定切削用量及基本時間（機動時間）。時間定額計算及生產(chǎn)安排????????????????

4卡具設計???????????????????????????? 4.1工件加工工藝分析????????????????????????? 4.2定位方案及定位元件設計?????????????????????

4.3夾緊方案及夾緊元件設計??????????????????????? 4.4鏜桿的直徑與長度?????????????????????????? 4.5卡具體的設計??????????????????????????? 4.6鏜套的設計???????????????????????????? 4.7切削力及夾緊力計算????????????????????????? 結(jié)論??????????????????????????????? 致謝??????????????????????????????? 參考文獻????????????????????????????

緒論

1.1課題背景

畢業(yè)設計是我們在學校學習的最后一門課程也是對自己在大學中所學知識的一個全面的檢驗。

本課題是來自于實際的生產(chǎn)中，是一個典型箱體的加工工藝設計。要求對部分加工工序進行卡具設計。本課題的題目是：減速器箱體機械加工工藝及卡具設計。在畢業(yè)設計中要求我們要運用所學知識，勤動腦，培養(yǎng)獨立思考能力，要有創(chuàng)新精神。

1.2制定工藝規(guī)程的意義與作用及其要求

機械加工工藝過程是機械生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程。他使用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達到的形狀，尺寸要求和表面粗糙度。

因此機械制造加工工藝主要是用切的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質(zhì)，成為具有所需的一定精度、粗糙度的零件。

對機械加工工藝規(guī)程的基本要求可以總結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三方面。這三者雖然有時候有矛盾，但是要把它們協(xié)調(diào)處理好，就成為一個整體。在編制工藝規(guī)程的時候要保證質(zhì)量的前提下，盡量降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應該是質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性統(tǒng)一的表現(xiàn)。1.3卡具設計

制造業(yè)中廣泛應用的卡具，是產(chǎn)品制造工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用卡具的質(zhì)量、工作效率及卡具的使用的可能性，對產(chǎn)品加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有決定性的影響。機床卡具一般都是有定位裝置、卡緊裝置及其它元件組一裝在個基本原件（卡具體）上形成的。由于各類機床的加工工藝特點、卡具和機床的連接方式等不盡相同，因此每一類卡具在總體結(jié)構(gòu)和所需元件等方面都有自己的特點，但設計的步驟和方法則基本相同。2零件的分析

2.1箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點

箱體是機械的基礎原件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。

箱體的種類很多，器尺寸大小很結(jié)構(gòu)形式隨著機器的機構(gòu)和箱體在機器中的功用不同有著較大的差異，但從工藝上分析他們又有許多的相同之處，其結(jié)構(gòu)特點：a、外形基本上由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種。b、結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，內(nèi)部是空腔形，腔體壁薄且厚薄不均。c、箱體上通常布置有平行孔系或垂直孔系。d、箱體上的加工面，主要是平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支撐孔和精度要求較低的緊固孔。

2.2箱體零件工藝分析

此零件為減速器箱體設計合理的加工方法，工序數(shù)量和順序，應考慮一下的關(guān)系：

①零件成形的內(nèi)在聯(lián)系

本箱體的材料為HT200.所以采用鑄造。機械加工中的安排原則與零件的材

料、種類、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度高低相關(guān)聯(lián)。從圖紙上可以看出此箱體的主要的加工面有：A-F面

②零件加工質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系

在加工過程中，粗、精加工階段應該分開，其目的在于對主要表面能及時發(fā)現(xiàn)毛坯的氣孔，縮孔、疏孔等缺陷，以避免后續(xù)工序的浪費。粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量選取的原則各異，其切削力、切學熱和且切削功率也不同。對加工中的主要表面和次要表面，為保證主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工過程的影響，也應劃分加工階段和工序。此箱體應該先加工R面，以及其上的6個孔。然后是銑三個支撐軸承的孔的端面，最后是精度要求不高的孔和斷面的加工

③零件加工成本的內(nèi)在聯(lián)系

機械加工工藝過程中的設計應該考慮工廠的優(yōu)勢，盡量做到機械加工過程中投入最小，物力消耗最低。

④零件加工生產(chǎn)率的內(nèi)在聯(lián)系

機械加工工藝過程設計中采用工序集中還是工序分散原則；各工序的工時定額是否符合生產(chǎn)節(jié)拍，是否合理的采用了高生產(chǎn)率的工藝方法等。綜上所述主要保證以下精度： A．R面作為精基準的粗糙度 B．a(chǎn)-F面作為配合面的粗糙度 C．前后兩孔的同軸度 D．R面到孔軸線的尺寸精度

2.3箱體零件的主要技術(shù)要求

箱體零件的精度要求較高，從零件圖可歸納一下 幾項精度要求。⑴孔徑精度

孔徑的尺寸誤差和幾何誤差會使軸承與孔配合不良。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動。主要孔的尺寸精度約為IT8級，可由鏜保證。⑵孔和平面的位置精度

一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，他們決定了主軸與床身軌道的相互位置關(guān)系。這項精度是在總裝過程中通過刮研達到的。為減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線對安裝基面的平行度公差。在垂直和水平兩個方向上

只允許主軸前端向上和向前偏。⑶主要平面的精度

R面是定位基準，要有一定的平面度和垂直度，公差等級為5級。⑷表面粗糙度

重要孔和主要表面的表面粗糙會影響連接面的配合剛度，器具體要求用Ra值來評價主要孔為Ra1.6?，其它各縱向孔為Ra6.3?，定位基準面為Ra2.0?，其它面是Ra3.2?。

毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為減少毛坯的制造時產(chǎn)生殘余應力，應使箱體壁盡量均勻，箱體鑄造后安排退火或時效處理工序。2.4主要設計內(nèi)容

本課題的基本內(nèi)容是減速器箱體的加工工藝過程與卡具設計，要研究的主要內(nèi)容有： ⑴分析零件圖

在設計開始時，應認真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對箱體零件的每一個細節(jié)都應仔細分析，如箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，以及箱體各孔系自身的精度（同軸度、圓柱度‘粗糙度等）和它們的相互位置精度(軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求)，箱體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清楚箱體零件的每一個尺寸。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加對零件的了解和認識，另一方面增加對CAD軟件的熟悉。⑵工藝分析

在設計開始時,我們必須根據(jù)批量等嚴格地選擇毛坯、擬定工藝路線（基準的選擇、定位、夾緊等問題）、確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額和每一步的工時以及分析定位誤差，為了與實際加工吻合，我們還必須對加工設備、切學用量、加工方法等進行選擇和設計。⑶設計專用卡具

在設計卡具過程中，主要考慮一下幾點：

① 基準選擇：在選擇基準時侯，要注意區(qū)別粗基準與精基準以及要了解基準的選擇原則，同時要知道基準的選擇既要滿足選擇原則，同時還要方便定位和夾緊，避免引起不必要的加工誤差，在基準選擇完之后就要考慮用什么元件進行定位。

② 限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度的限制，必須做到準確的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過定位。

③ 夾緊機構(gòu)：設計夾緊機構(gòu)時必須計算夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾緊力過小而使工件在切學過程中出現(xiàn)松動而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時，要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來選擇夾緊方式（手動、氣動或液壓夾緊）。

④ 卡具的用途：為了工件定位準確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高箱體零件的加工精度和安裝趙正方便，我們要采用專用的銑床夾具和鏜床夾具。同時，因為銑床卡具有T型槽、鏜床夾具有鏜模等特殊結(jié)構(gòu)，因此還要考慮夾具與機床的匹配，即機床的工作臺尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。

在卡具的設計過程中，我們統(tǒng)一以R面為主要定位面進行加工。卡具的設計必須保證卡具的準確定位機構(gòu)合理，考慮卡具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與卡具的認真分析，結(jié)合一些卡具的具體設計事例，查閱相關(guān)的卡具設計資料，聯(lián)系工廠看見的一些箱體零件加工的卡具來解決這些問題。

3工藝規(guī)程設計

3.1箱體的材料及毛坯

箱體材料一般選用HT200-HT400的各種牌號的灰鑄鐵，最常見的為HT200,這是因為灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較高的耐磨性、可鑄性、可切削行和阻尼特性。此外，精度要求較高的坐標鏜床主軸可選耐磨鑄鐵，負荷大的主軸箱也可采用鋼件。

毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)，有關(guān)數(shù)據(jù)可查閱有關(guān)資料及數(shù)據(jù)具體情況而定。如Ⅱ級精度灰鑄鐵鐵件，在大批大量生產(chǎn)時，平面的總加工余量為4.5-3㎜，孔的半徑余量為4.5㎜;成批生產(chǎn)時小于φ30㎜的孔和單件小批生產(chǎn)小于φ50㎜的孔不鑄出。① 毛坯的種類

常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件以及各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮一下幾點: a依據(jù)零件的材料及機械性能要求確定毛坯。對于本箱體材料選為鑄鐵，選用鑄造毛坯。

b依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，對于結(jié)構(gòu)比較復雜的零件采用鑄造比鍛造合理;c依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木摸砂型鑄造。

d確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。

本箱體生產(chǎn)綱領(lǐng)較大，屬于大批量生產(chǎn)，材料為HT200用鑄造成型。

② 毛坯的形狀及尺寸確定

毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或減去加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應。在確定毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下面問題：

a為了裝夾穩(wěn)定，加工方便，零件的鏜削可以考慮用專用夾具。

b為了提高機械加工的生產(chǎn)率，本零件可采用流水線和專用機床進行生產(chǎn)。在考慮毛坯是，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的設備進行生產(chǎn)。因此，毛坯種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本問題而且要保證零件的使用性。由于本箱體是大批量生產(chǎn)，所以應考慮提高生產(chǎn)效率為先，其次是節(jié)約成本的考慮。

對于零件上的小孔由于鑄造困難，不宜鑄造出，所以在鑄造時只對尺寸尺寸較大的進行鑄造。

③毛坯的熱處理

經(jīng)驗證明，HT200鑄造性能良好，焊接性能尚好，可切削性好，用于機架，連桿，箱體等。

毛坯的熱處理的主要目的是消除因鑄造引起的內(nèi)應力。毛坯鑄造時不允許有沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等影響機械性能的缺陷。特別是主要加工面要求更高。毛坯還應該達到規(guī)定的化學成分和機械性能要求。

3.2減速器箱體加工的主要問題和加工工藝過程設計所采用的相應措施

箱體類零件的主要加工部分是平面和孔系。一般來說，保證平面的加工精度要求要比孔的加工精度要求容易，對于箱體而言，在加工過程中主要問題是保證孔的尺寸精度以及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。

①平面和孔的加工順序

箱體類零件的加工應遵循先面后孔的原則，即先加工箱體上的基準平面，再以基準平面定位加工其他平面，然后在加工孔系。因為面的面積較大，用面定位可以確保定位可靠，夾緊勞靠，因而可以保證孔的加工精度。其次先加工面可以切去鑄件表面的凹凸不平，為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀具的調(diào)整，也有利于保護刀具。

②孔系加工方案的選擇

箱體孔系的加工方案應該選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮外，也要適當考慮經(jīng)濟因素，在滿足精度要求以及生產(chǎn)率的條件下，應該選用價格比較低的機床。3.3減速器箱體加工定位基準的選擇

⑴粗精準的選擇

粗精準選擇應當滿足一下要求：保證各主要孔的加工余量均勻；保證端面的加工余量均勻。

⑵精基準的選擇

從保證箱體面與孔、孔與孔、面與面之間的位置度關(guān)系考慮，經(jīng)濟準的選擇應該能保證箱體在整個加工過程中基本上能用統(tǒng)一基準定位。綜合在本零件圖中先以以其 面為粗基準來加工 面，然后在以表面 為精基準來加工其上面的孔。。。。。。。3.4制定箱體的工藝路線

對于大量生產(chǎn)的零件，一般是首先加工出統(tǒng)一的定位基準。后續(xù)工序安排應當遵循先粗后精、粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原則亦先精加工平面再加工孔系。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可安排在粗、精加工階段中分散進行。因此該零件的工藝流程如下；

1、鑄造

2.時效

3.油漆

4、銑平面

粗銑半精銑R面

5.鉆擴絞

鉆擴絞R面上螺紋底孔倒角 6.銑A-F面 7.磨

磨R面

8.鏜 粗鏜 半精鏜A –F孔 9.時效

10.鏜 精鏜A-F孔 11.銑 銑H面

12.鉆擴攻

鉆擴攻M18螺紋 13.銑

銑G面及u型槽 14.鉆擴锪

鉆擴锪φ12孔

15.鉆擴絞攻

鉆擴絞攻A-F面螺紋孔 16.攻 攻R面螺紋 17.去毛刺 清理

18.檢驗

由于在本方案加工中采用的是鑄造毛坯，大批量生產(chǎn)，工序集中有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)率機床，節(jié)省裝夾工件時間，減少工件的搬動次數(shù) 3.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。確定切削用量及基本功時（機動時間）。機動時間0.6min輔助時間0.3min單件時間1min。時間定額計算及生產(chǎn)安排

1、R面的加工余量

根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、半精銑磨加工。各工步余量如下：

粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量規(guī)定為 2.7-3.4mm，現(xiàn)取3.3mm半精銑0.9 磨余量0.3

2、R面上工藝孔及其他φ10孔

參照《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48.確定工序尺寸及加

工余量為： 鉆孔：φ8mm 擴孔：φ9m 鉸孔：φ10mm

3.A-F面加工余量 A-F采用銑削 磨削加工方法 加工余量查《機械加工工藝手冊》知 銑加工余量2.7mm 磨削加工余量0.3mm 4.H.G 面采用銑削加工 加工余量3mm 5.鉆螺紋孔 采用鉆擴絞攻加工方法 余量為鉆φ8擴φ9mm絞 φ9.5 mm 6.H面螺紋孔采用鉆擴攻方法 鉆φ16mm17mm 7.φ12孔加工采用鉆擴 余量為鉆φ11mm擴φ12mm

工序尺寸

1、粗銑半精銑R面保證尺寸72.3-0.12 2在R面鉆定位孔，鉸定位孔及锪孔，保證

φ10K7 3.A-F面銑后保證余量0.3單面偏差-0.02mm

4.H.G 面銑削后保證尺寸保證與零件設計尺寸一樣上 5螺紋孔工序尺寸按刀具實際尺寸

2.5確定切削用量及工時定額 工序4銑R面

1、機床：x52K 夾具：專用夾具

刀具：細齒錐柄立銑刀刀具尺寸φ22mm

量具：專用量具

2、銑刀每齒進給量為0.12

3、切削速度：粗銑12.43m/min半精銑13.8m/min

4、實際切削工時為5.6min 主軸轉(zhuǎn)速：粗銑180r/min 精銑200r/min 5.機動時間=508mm/0.72mm/r/180r/min+508mm/0.6mm/r/200r/min=8.2 Min 輔助時間1.5min單件時間9.7*1.1=10.7min 工序5鉆R面上螺紋低孔

1、機床：z518 夾具：專用夾具

刀具：鉆頭φ8擴刀φ9絞刀φ10mm

量具：卡尺 塞規(guī)

2、主軸轉(zhuǎn)速：340r/min

3、切削速度：鉆32.6m/min 擴23.0m/min 絞24.0m/min

4、進給量：0.2mm/r 5走刀次數(shù)：1 6.機動時間=1.5+1.05+1.05=3.6min 輔助時間=1.5min單件時間=5.1*1.1=5.6min

工序6銑A-F面

1、機床：X52k 夾具：專用夾具

刀具：高速鋼套式面銑刀

量具：專用量具

2、切削速度78m/min

3、主軸轉(zhuǎn)速：250r/min 4.機動時間=1.5min 輔助時間=0.3min單件時間=2min

工序7磨R面

1、機床：MM7112 夾具：專用夾具

刀具：磨具 H=20mm 量具：專用量具

2、主軸轉(zhuǎn)速：800r/min

3、切削速度：5m/min

4、進給量：8mm/r

5、切削深度：0.3mm

6、走刀次數(shù)：1 7.機動時間0.5min 輔助時間0.2min 單件時間1min 工序8粗鏜半精鏜A-F孔 1.機床T68 夾具；專用夾具 刀具;雙刃浮動鏜 量具；專用量具

2.主軸轉(zhuǎn)速粗鏜700r/min 半精鏜800r/min 3.切削速度粗鏜130m/min半精鏜140m/min 4.進給量粗鏜0.1mm/r半精鏜0.08mm/r 5.機動時間4.7min輔助時間4min單件時間9.6min 工序10精鏜A-F孔 1.機床T68 夾具；專用夾具 刀具;雙刃浮動鏜 量具；專用量具 2主軸轉(zhuǎn)速900r/min 3切削速度150m/min

4進給量0.06mm/r 5.機動時間3.33min輔助時間2.5min單件時間6.2min 工序11銑H面 1.機床X60w 夾具；專用夾具 刀具;高速鋼套式面銑刀 量具；專用量具 2.主軸轉(zhuǎn)速200r/min 3.切削速度78m/min 4.機動時間0.5min輔助時間0.2min單件時間0.77min 4.進給量4mm/r 工序12鉆擴攻M18螺紋孔 1.機床x60W 夾具；專用夾具 刀具;鉆頭 擴刀 絲錐 量具；專用量具 2主軸轉(zhuǎn)速340r/min 3切削速度鉆32.6m/min 擴23.0m/min攻20m/min 4進給量鉆0.2mm/r擴0.2mm/r攻0.5mm/r 5.機動時間1.05min輔助時間0.3min單件時間1.5min 工序13銑G面u型槽 1機床X60W 夾具；專用夾具

刀具;高速鋼套式面銑刀.立銑刀 量具；專用量具 2主軸轉(zhuǎn)速；250r/min 3切削速度;銑G面78m/min 銑U型槽13.8m/min 4進給量;銑G面4mm/r銑U型槽0.6mm/r 5.機動時間2.2min輔助時間0.5min單件時間3min 工序14鉆擴锪φ12孔 1.機床z516

夾具；專用夾具 刀具;鉆頭 擴刀 锪鉆 量具；專用量具 2.主軸轉(zhuǎn)速；340r/min 3切削速度；鉆32.6m/min 擴23.0m/min 锪24.0m/min 4進給量；0.2mm/r 5.機動時間2.5min輔助時間0.6min單件時間3.6min 工序15鉆擴絞攻 1.機床Z516 夾具；專用夾具

刀具;鉆頭 擴刀 絞刀 絲錐 量具；專用量具 2主軸轉(zhuǎn)速；340r/min 3切削速度;鉆32.6m/min擴23.0m/min絞24.0M/min攻20M/min 4進給量;0.2mm/r 攻0.15mm/r 5.機動時間4.62min輔助時間0.8min單件時間6min 工序16攻R面螺紋 1.機床z516 夾具；專用夾具 刀具;絲錐 量具；專用量具 2主軸轉(zhuǎn)速340r/min 3切削速度;20m/min 4進給量;0.15mm/r 5.機動時間1.3min輔助時間0..2min單件時間1.7min 工序17磨A-F面 1.機床MM7112 夾具；專用夾具 刀具;磨具 量具；專用量具

2主軸轉(zhuǎn)速;800r/min 3切削速度5m/min 4進給量;8mm/r 4卡具的設計

鏜床卡具的設計

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用卡具。經(jīng)過和老師的商量，決定設計第 道工序-——鏜 孔的鏜床卡具。本卡具將用于 鏜床，刀具為硬質(zhì)合金鏜刀，對該孔進行加工。4.1工件加工工藝分析

加工內(nèi)容： 鏜減速器箱體上的 孔，為了保證其加工精度，在鏜孔前所有的表面均已加工達到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。4.2定位方案及定位元件設計

結(jié)合零件圖的設計圖。采用一面兩孔定位方案，一個大支撐板限制三個自由度，一個圓柱銷限制兩個自由度，一個菱形銷限制一個旋轉(zhuǎn)自由度。4.3夾緊方案及夾緊元件設計

根據(jù)夾緊力應朝向主要定位基準面所以選取u型面為夾緊力施力點。通過查閱相關(guān)書籍決定采用弓形壓板裝置。4.4鏜桿的直徑與長度

鏜桿的直徑一般取孔徑的0.7到0.8倍左右。采用前后雙導向結(jié)構(gòu)，鏜桿的工件長度最好等于導向部分直徑的10倍最大不超過20倍。鏜桿裝刀位置應該根據(jù)零件圖確定，當在一根鏜桿上安裝幾把鏜刀時，其鏜刀位置應對稱分布，使刀桿徑向分力平衡，以減少變形。φ ：鏜桿直徑。取為33㎜ 此鏜桿的大致長度可算得為550㎜ 4.5夾具體的設計

夾具體底座的長度根據(jù)工件的尺寸與鏜套的長度尺寸來確定。鏜模支架與孔端面之間的距離取為 80㎜，夾具體底座的尺寸為： L= 546㎜ B=415㎜

至于夾具體的高度要根據(jù)箱體高度來確定。

4.6鏜套的設計

鏜套的結(jié)構(gòu)形式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有以下兩類： ① 固定式鏜套

固定式鏜套與鉆套相似，它固定在鏜模打的導向支架上而不隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動。鏜桿與鏜套之間有相對移動和相對轉(zhuǎn)動，使接觸面之間產(chǎn)生摩擦和磨損。圖中所示是固定鏜套的兩種結(jié)構(gòu)，其中A型鏜套無潤滑裝置，易于磨損，只適用于低速切削。B型鏜套帶有潤滑油杯，鏜套內(nèi)孔上有油槽，可注油脂潤滑，加工時可適當提高切削速度。

4.1 固定式鏜套

②回轉(zhuǎn)式鏜套

回轉(zhuǎn)式鏜套帶有可旋轉(zhuǎn)部分。鏜桿與鏜套之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動、使兩者之間的摩擦大大降低。避免了高速鏜孔時因發(fā)熱而出現(xiàn)的“咬死”現(xiàn)象。因此，回轉(zhuǎn)式鏜套一般應用在高速錘孔或速因鏜桿直徑較大時線度超過20m/min的場合。

根據(jù)回轉(zhuǎn)部分安裝的位置不同，可分為內(nèi)滾式回轉(zhuǎn)鏜套和外滾式回轉(zhuǎn)鏜套。如圖4.2所示是在同一根鏜桿上采用兩種回轉(zhuǎn)式鏜套的結(jié)構(gòu)。圖中的后導向a采用的是內(nèi)滾式鏜套。前導向b采用的是外滾式鏜套。

4.2回轉(zhuǎn)式鏜套

在鉆床夾具中，鉆套一般布置在被加工孔的前面，而鏜模上鏜套的位置則應按零件結(jié)構(gòu)和加工要求確定。故參考文獻【3】表8-69選擇：B型固定式鏜套（JB/T 8046.1-1995）,其鏜套的長度可計算得：

φ 的鏜套長度：L=(1.5～2)d=（1.5～2）x33=49.5～66mm。取66mm 引導形式：

前后雙支撐引導 4.7切削力及夾緊力計算 切削力：

根據(jù)文獻【17】查表4-1得： 切削力公式：

FZ=9.81×CFZapxFZf Y fz(60v)nfzKFZ 式中 ap=0.3mm f=0.10mm/r 根據(jù)文獻【17】查表4-1得： Cfz=92 xfz=1.0 yFZ=0.75 NFZ=0 根據(jù)文獻【17】查表4-3得：KFZ=(HB∕190)0.8=1.04 將以上數(shù)據(jù)帶入式（3.3）得切削力如下： 即FZ=9.81×CFZapxFZf Y fz(60v)nfzKFZ=47.87N 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)k=k1k2k3k4。其中：k1為基本安全系數(shù)2.0 k2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 k3為刀具鈍化系數(shù)1.1 k4為動力源波動系數(shù)1.5 所以 F’=KFV=2×1.1×1.1×1.5×47.87=173.77N 夾緊力：

根據(jù)文獻[7]查表1-2-35得：

MQ=WO·[rtgφ1+rztg(α+φ2)] 式中：

ηo——除螺旋外機構(gòu)的效率，其值為0.85～0.95，取為0.9.r——螺桿端部與工件的當量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端面的結(jié)構(gòu)形式而定參見根據(jù)文獻[7]表查1-2-20.取r =0

φ1——螺桿端部與工件間的摩擦角φ1=0 φ2——螺旋副的當量摩擦角（。），φ2=arctg

tg?2，式中φ2為螺旋副的cos?摩擦角，β為螺紋牙型半角，參見文獻[7]查表1-2-22。β=0 φ2=8?32’ 根據(jù)工件受力切削 找出在加工狀態(tài)中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際夾緊力的數(shù)值。

螺旋加緊產(chǎn)生的夾緊力按下式計算：

wa=QL

r1tg?1?r2tg(???2)式中：wa——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力;Q——原始作用力 L——作用力力臂

α——螺紋升角由文獻[7]查表1-2-21得：α=1?22?

r2——螺紋中經(jīng)之半；根據(jù)文獻[7]查表1-2-21得；r2=6.675 其余符號意義與以前形同

由以上數(shù)值可以算得夾緊力如下：

wa=

QL1088.16?459.74?0.001= =429.43N

r1tg?1?r2tg(???2)0?6.675tg9?54'則MQ=WO·[rtgφ1+rztg(α+φ2)]=468.8[0+6.675tg9?54?]=500.27N 采用次加緊機構(gòu)能滿足要求

4.8夾具精度分析計算

⑴定位誤差計算

定位誤差包括基準不重合誤差和基準位移誤差?；鶞什恢睾险`差是定位基準與設計基準不重合所引起的誤差?；鶞饰灰普`差是定位基準位移誤差?；鶞饰灰普`差又可分為由于工件定位表面不準確所引起的和由于夾具定位元件不準確所引起的兩部分。工件定位表面不準確所引起的基準位移誤差，對一批零件來說，就有一個尺寸分布帶，其中有系統(tǒng)誤差和隨機誤差。而夾具定位元件不準確所引起的基準位移誤差，對于一個夾具來說是系統(tǒng)誤差，但如果有幾個夾具同時使用，則隨機誤差在一起，出現(xiàn)多峰狀尺寸分布曲線。

則：定位誤差（ΔD）=基準不重合誤差(ΔB)+基準位移誤差（ΔY）基準不重合誤差(ΔB)：

在此夾具中定位基準與設計基準重合，所以基準不重合誤差為0.因此只要計算

基準位移誤差。

基準位移誤差；

工件以平面定位時不考慮定位副的制造誤差，即ΔY=0 ⑵夾具精度計算

夾具精度計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機床上加工工件時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間正確的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：

① 因工件在夾具中定位不準確，使工件的原始基準偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差。

② 因夾具在機床上安裝不準確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差。

③ 因刀具相對夾具位置不準確，或刀具與導向。對刀元件之間的配合間隙引起的導向或?qū)Φ墩`差。

④ 因機床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差。

這里主要考慮夾具制造與裝夾誤差。因為鏜套存在尺寸公差，所以鏜桿會有一定的偏移。

e =(H/2+h+B)Δmax∕H 式中e——刀具引偏量； H——小鏜套高度； h——中間距離； B——大鏜套高度；

Δmax——刀具與鏜套之間的最大間隙。

本夾具中，鏜桿與鏜套的配合選用H6/g5.可確定Δmax=0.075mm。將H=150mm，B=180mm，h=380+30=410mm。代入上面公式，可求得e=0.252mm。

上述各項誤差都是按最大值計算的。實際上各項誤差都不可能出現(xiàn)最大值，而且各項誤差方向也不可能都一樣。即有：

Δ0=（0.052+0.022+0.0292+0.012+0.2522）?≈0.067mm 式中Δ0為與夾具有關(guān)的加工誤差總和。該值小于兩孔的尺寸公差，故此夾具的制造與裝夾誤差滿足要求。

結(jié)論

本文是對蝸桿減速器速器箱體加工工藝及鉆夾具的設計，主要做了以下工作：調(diào)查研究設計的原始資料，明確加工應滿足的要求，收集了國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)文獻，現(xiàn)有殼體加工零件圖的設計圖紙及經(jīng)驗總結(jié)。差速器殼體加工工藝的設計為：首先進行五面粗車到精車, 根據(jù)零件的特點,在組合機床上用車削方法加工平面,只有使機床結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、加工精度高,這樣才能保證零件的精度。然后進行前后面、右面各孔的粗加工、精加工。大量的鉆、鏜工序都分開,沒有集中在同一個主軸箱完成。這是因為,鉆孔與鏜孔直徑往往相差很大,主軸轉(zhuǎn)速也就相差很大,導致主軸箱的傳動鏈復雜和設計困難。然后針對兩面鉆孔設計了一套鉆床夾具。本夾具采用的是“一面兩銷”定位方法。它的特點是：可以簡便的消除工件的六個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位，有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。另外本設計本設計還有許多欠缺的地方，例如夾具在加緊裝置設計方面針對夾緊力選用的螺旋夾緊在個方面考慮不是很全面。

致謝

經(jīng)過兩個多月來的專心設計，在張海軍.邢志剛老師耐心、細致和極其辛苦的輔導下，我們小組設計出了一套相對完整的箱體加工（尤其是銑加工）工藝流程，完成了專用組合機床概念設計和專用夾具設計。對于本次畢業(yè)設計我感觸頗多，首先該課題的工作量大大超過以往的課程設計，難度也超過我的想象，由于設計早期階段時間沒有充分利用，導致在后期階段工作量具增，進度緩慢，在這里再次感謝兩位老師的理解，讓我感覺到一位良師益友的幫助對于一個處于困難時期的人是多么的重要，完成設計后我有種脫胎換骨的感覺，讓我更加堅信該畢業(yè)設計課題的實用性。由于本人能力有限，設計中難免會出現(xiàn)諸多譬如設計思想不成熟、設計不周到、不完善以及一些錯誤等不足之處，還請老師給予批評指正，在這里萬分感謝！

主要參考文獻

[1]《 金屬機械加工工藝人員手冊》 上海科學技術(shù)出版社 金屬機械加工工藝人員手冊小組編

[2] 《金屬切削機床夾具設計手冊》 機械工業(yè)出版社 蒲林祥主編 [3] 《機械制造技術(shù)》 機械工業(yè)出版社 王茂元主編 [4]《機械制圖》 機械工業(yè)出版社 金大鷹主編 [5] 《公差配合與測量技術(shù)基礎》中國電力出版社 韓麗華主編

[6] 《機械工程材料及成型工藝基礎》 機械工業(yè)出版社 張至豐主編

第五篇：《主減速器設計》

第三章

主減速器設計

一、主減速器結(jié)構(gòu)方案分析

主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。

主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。

1.螺旋錐齒輪傳動

螺旋錐齒輪傳動(圖5-3a)的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷、制造也簡單。但是在工作中噪聲大，對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。

圖5—3 主減速器齒輪傳動形式

a)螺旋錐齒輪傳動 b)雙曲面齒輪傳動 c)圓柱齒輪傳動 d)蝸桿

傳動

2.雙曲面齒輪傳動

雙曲面齒輪傳動(圖5-3b)的主、從動齒輪的軸線相互垂直而不相交，主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線在空間偏移一距離E，此距離稱為偏移距。由于偏移距E的存在，使主動齒輪螺旋角?1大于從動齒輪螺旋角?2(圖5—4)。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動齒輪圓周力之比

F1cos?1?F2cos?2

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圖5-4雙曲面齒輪副受力情況

式中,F1、F2分別為主、從動齒輪的圓周力；β

1、β2分別為主、從動齒輪的螺旋角。

螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點A的切線TT與該點和節(jié)錐頂點連線之間的夾角。在齒面寬中點處的螺旋角稱為中點螺旋角(圖5—4)。通常不特殊說明，則螺旋角系指中點螺旋角。

雙曲面齒輪傳動比為

i0s?F2r2r2cos?2?F1r1r1cos?1

(5-2)式中，i0s為雙曲面齒輪傳動比；r1、r2分別為主、從動齒輪平均分度圓半徑。

螺旋錐齒輪傳動比i0L為

i0L?r2r1

(5-3)令K?cos?2cos?，則i0s?Ki0L。由于?1>?2，所以系數(shù)K>1，一般

1為1.25～1.50。這說明：

1)當雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。

2)當傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。

3)當傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。

另外，雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動還具有如下優(yōu)點： 1)在工作過程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動?？v向滑動可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。

2)由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動齒輪的?1大于從動齒輪的?2，這樣同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約30％。

3)雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當量曲率半徑較相應的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 強度提高。

4)雙曲面主動齒輪的變?1大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動比。

5)雙曲面齒輪傳動的主動齒輪較大，加工時所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長。6)雙曲面主動齒輪軸布置在從動齒輪中心上方，便于實現(xiàn)多軸驅(qū)動橋的貫通，增大傳動軸的離地高度。布置在從動齒輪中心下方可降低萬向傳動軸的高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車身地板中部凸起通道的高度。

但是，雙曲面齒輪傳動也存在如下缺點：

1)沿齒長的縱向滑動會使摩擦損失增加，降低傳動效率。雙曲面齒輪副傳動效率約為96％，螺旋錐齒輪副的傳動效率約為99％。

2)齒面間大的壓力和摩擦功，可能導致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。3)雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負荷增大。

4)雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油，螺旋錐齒輪傳動用普通潤滑油即可。

由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點，因而它比螺旋錐齒輪應用更廣泛。

一般情況下，當要求傳動比大于4.5而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪傳動更合理。這是因為如果保持主動齒輪軸徑不變，則雙曲面從動齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。當傳動比小于2時，雙曲面主動齒輪相對螺旋錐齒輪主動齒輪顯得過大，占據(jù)了過多空間，這時可選用螺旋錐齒輪傳動，因為后者具有較大的差速器可利用空間。對于中等傳動比，兩種齒輪 傳動均可采用。

3．圓柱齒輪傳動

圓柱齒輪傳動(圖5—3c)一般采用斜齒輪，廣泛應用于發(fā)動機橫置且前置前驅(qū)動的轎

車驅(qū)動橋(圖5—5)和雙級主減速器貫通式驅(qū)動橋。

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圖5—5 發(fā)動機橫置且前置前驅(qū)動轎車驅(qū)動橋 4．蝸桿傳動

蝸桿(圖5—3d)傳動與錐齒輪傳動相比有如下優(yōu)點：

1)在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動比(可大于7)。

2)在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲。3)便于汽車的總布置及貫通式多橋驅(qū)動的布置。4)能傳遞大的載荷，使用壽命長。5)結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，調(diào)整容易。

但是由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動效率較低。

蝸桿傳動主要用于生產(chǎn)批量不大的個別重型多橋驅(qū)動汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動機的大客車上。

主減速器的減速形式可分為單級減速、雙級減速、雙速減速、單雙級貫通、單雙級減速配以輪邊減速等。

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1.單級主減速器

單級主減速器(圖5—6)可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點。但是其主傳動比i0不能太大，一般i0≤7，進一步提高i0將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。

單級主減速器廣泛應用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動橋中。

2.雙級主減速器

雙級主減速器(圖5—7)與單級相比，在保證離地間隙相同時可得到大的傳動比，i0一般為7～12。但是尺寸、質(zhì)量均較大，成本較高。它主要應用于中、重型貨車、越野車和大客車上。

整體式雙級主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：第一級為錐齒輪，第二級為圓柱齒輪(圖5—8a)；第一級為錐齒輪，第二級為行星齒輪；第一級為行星齒輪，第二

圖5—6 單級主減速器 級為錐齒輪(圖5—8b)；第一級為圓柱齒輪，第二級

為錐齒輪(圖5—8c)。

對于第一級為錐齒輪、第二級為圓柱齒輪的雙級主減速器，可有縱向水平(圖5—8d)、斜向(圖5—8e)和垂向(圖5—8f)三種布置方案。

縱向水平布置可以使總成的垂向輪廓尺寸減小，從而降低汽車的質(zhì)心高度，但使縱向尺寸增加，用在長軸距汽車上可適當減小傳動軸長度，但不利于短軸距汽車的總布置，會使傳動軸過短，導致萬向傳動軸夾角加大。垂向布置使驅(qū)動橋縱向尺寸減小，可減小萬向傳動軸夾角，但由于主減速器殼固定在橋殼的上方，不僅使垂向輪廓尺寸增大，而且降低了橋殼剛度，不利于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動橋的布置。斜向布置對傳動軸布置和提高橋殼剛度有利。

在具有錐齒輪和圓柱齒輪的雙級主減速器中分配傳動比時，圓柱齒輪副和錐齒輪副傳動

比的比值一般為1.4～2.O，而且錐齒輪副傳動比一般為1.7～3.3，這樣可減小錐齒輪嚙合時的軸向載荷和作用在從動錐齒輪及圓柱齒輪上的載荷，同時可使主動錐齒輪的齒數(shù)適當增多，使其支承軸頸的尺寸適當加大，以改善其支承剛度，提高嚙合平穩(wěn)性和工作可靠性。

3.雙速主減速器

雙速主減速器(圖5—9)內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動機功率及變速器各擋速【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 比的大小來選定的。大的主減速比用于汽車滿載行駛或在困難道路上行駛，以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間擋位的變換次數(shù)；小的主減速比則用于汽車空載、半載行駛或在良好路面上行駛，以改善汽車的燃料經(jīng)濟性和提高平均車速。

圖5-7雙級主減速器

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圖5-8雙級主減速器布置方案

雙速主減速器可以由圓柱齒輪組(圖5-9a)或行星齒輪組(圖5-9b)構(gòu)成。圓柱齒輪式雙速主減速器結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量較大，可獲得的主減速比較大。只要更換圓柱齒輪軸、去掉一對圓柱齒輪，即可變型為普通的雙級主減速器。行星齒輪式雙速主減速器結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較小，具有較高的剛度和強度，橋殼與主減速器殼都可與非雙速通用，但需加強行星輪系和差速器的潤滑。

圖5—9 雙速主減速器 a)圓柱齒輪式 b)行星齒輪式

1-太陽輪 2-齒圈 3-行星齒輪架 4-行星齒輪

5-接合齒輪

對于行星齒輪式雙速主減速器，當汽車行駛條件要求有較大的牽引力時，駕駛員通過操縱機構(gòu)將嚙合套及太陽輪推向右方(圖示位置)，接合齒輪5的短齒與固定在主減速器上的接合齒環(huán)相接合，太陽輪1就與主減速器殼聯(lián)成一體，并與行星齒輪架3的內(nèi)齒環(huán)分離，【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 而僅與行星齒輪4嚙合。于是，行星機構(gòu)的太陽輪成為固定輪，與從動錐齒輪聯(lián)成一體的齒圈2為主動輪，與差速器左殼聯(lián)在一起的行星齒輪架3為從動件，行星齒輪起減速作用，其減速比為(1+a)，a為太陽輪齒數(shù)與齒圈齒數(shù)之比。在一般行駛條件下，通過操縱機構(gòu)使嚙合套及太陽輪移到左邊位置，嚙合套的接合齒輪5與固定在主減速器殼上的接合齒環(huán)分離，太陽輪1與行星齒輪4及行星齒輪架3的內(nèi)齒環(huán)同時嚙合，從而使行星齒輪無法自轉(zhuǎn)，行星齒輪機構(gòu)不再起減速作用。顯然，此時雙速主減速器相當于一個單級主減速器。

雙速主減速器的換擋是由遠距離操縱機構(gòu)實現(xiàn)的，一般有電磁式、氣壓式和電一氣壓綜合式操縱機構(gòu)。由于雙速主減速器無換擋同步裝置，因此其主減速比的變換是在停車時進行的。雙速主減速器主要在一些單橋驅(qū)動的重型汽車上采用。

4．貫通式主減速器

貫通式主減速器(圖5-10，圖5-1 1)根據(jù)其減速形式可分成單級和雙級兩種。單級貫通式主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量小，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性等優(yōu)點，主要用于輕型多橋驅(qū)動的汽車上。根據(jù)減速齒輪形式不同，單級貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結(jié)構(gòu)。雙曲面齒輪式單級貫通式主減速器(圖5-lOa)是利用雙曲面齒輪副軸線偏移的特

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圖5—10 單級貫通式主減速器 a)雙曲面齒輪式 b)蝸輪蝸桿式

點，將一根貫通軸穿過中橋并通向后橋。但是這種結(jié)構(gòu)受主動齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的

限制，而且主動齒輪工藝性差，主減速比最大值僅在5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)

動橋上。當用于大型汽車時，可通過增設輪邊減速器或加大分動器速比等方法來加大總減速

比。蝸輪蝸桿式單級貫通式主減速器(圖5—10b)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下可得到較大的 速比。它使用于各種噸位多橋驅(qū)動汽車的貫通式驅(qū)動橋的布置。另外，它還具有工作平滑無

聲、便于汽車總布置的優(yōu)點。如蝸桿下置式布置方案被用于大客車的貫通式驅(qū)動橋中，可降 低車廂地板高度。

對于中、重型多橋驅(qū)動的汽車，由于主減速比較大，多采用雙級貫通式主減速器。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可分為錐齒輪一圓柱齒輪式和圓柱齒輪一錐齒輪式兩種形式。錐齒輪一圓柱齒輪式雙級貫通式主減速器(圖5—11a)可得到較大的主減速比，但是結(jié)構(gòu)高度尺寸大，主動錐齒輪工藝性差，從動錐齒輪采用懸臂式支承，支承剛度差，拆裝也不方便。圓柱齒輪一錐齒輪式雙級貫通式主減速器(圖5—11b)的第一級圓柱齒輪副具有減速和貫通的作用。有時僅用作貫通用．將其速比設計為1。在設計中應根據(jù)中、后橋錐齒輪的布置、旋轉(zhuǎn)方向、雙曲面齒輪的偏移方式以及圓柱齒輪副在錐齒輪副前后的布置位置等因素來確定

錐齒輪的螺旋方向，所選的螺旋方向應使主、從動錐齒輪有相斥的軸【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 向力。這種結(jié)構(gòu)與前者

相比，結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，有利于降低車廂地板及整車質(zhì)心高度。

圖5—11 雙級貫通式主減速器 a)錐齒輪一圓柱齒輪式 b)圓柱齒輪一錐齒輪式

1-貫通軸 2-軸間差速器

5.單雙級減速配輪邊減速器

在設計某些重型汽車、礦山自卸車、越野車和大型公共汽車的驅(qū)動橋時，由于傳動系總傳動比較大，為了使變速器、分動器、傳動軸等總【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn

成所受載荷盡量小，往往將驅(qū)動橋的速比分配得較大。當主減速比大于12時，一般的整體式雙級主減速器難以達到要求，此時常采用輪邊減速器(圖5—12)。這樣，不僅使驅(qū)動橋的中間尺寸減小，保證了足夠的離地間隙，圖5—12 輪邊減速器

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a)圓柱行星齒輪式 b)圓錐行星齒輪式 c)普通外嚙合圓柱齒輪式

1-輪輞 2-環(huán)齒輪架 3-環(huán)齒輪 4-行星齒輪 5-行星齒輪架 6-行星齒輪軸 7-太陽輪 8-鎖緊螺母 9、10-螺栓 11-輪轂 12-接合輪 13-操縱機構(gòu) 14-外圓錐齒輪 15-側(cè)蓋

而且可得到較大的驅(qū)動橋總傳動比。另外，半軸、差速器及主減速器從動齒輪等零件由于所受載荷大為減小，使它們的尺寸可以減小。但是由于每個驅(qū)動輪旁均設一輪邊減速器，使結(jié)構(gòu)復雜，成本提高，布置輪轂、軸承、車輪和制動器較困難。

圓柱行星齒輪式輪邊減速器(圖5-12a)可以在較小的輪廓尺寸條件下獲得較大的傳動比，且可以布置在輪轂之內(nèi)。作驅(qū)動齒輪的太陽輪連接半軸，內(nèi)齒圈由花鍵連接在半軸套管上，行星齒輪架驅(qū)動輪轂。行星齒輪一般為3～5個均勻布置，使處于行星齒輪中間的太陽輪得到自動定心。圓錐行星齒輪式輪邊減速器(圖5-1 2b)裝于輪轂的外側(cè)，具有兩個輪邊減速比。當換擋用接合輪12位于圖示位置時，輪邊減速器位于低擋；當接合輪被專門的操縱機構(gòu)1 3移向外側(cè)并與側(cè)蓋1 5的花鍵孔內(nèi)齒相接合，使半軸直接驅(qū)動輪邊減速器殼及輪轂時，輪邊減速器位于高擋。

普通外嚙合圓柱齒輪式輪邊減速器，根據(jù)主、從動齒輪相對位置的不同，可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主要用于高通過性的越野汽車上，可提高橋殼的離地間隙；主動齒輪下置式輪邊減速器(圖5-12c)主要用于城市公共汽車和大客車上，可降低車身地板高度和汽車質(zhì)心高度，提高了行駛穩(wěn)定性，方便了乘客上、下車。

二、主減速器主、從動錐齒輪的支承方案

主減速器中必須保證主、從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。

1.主動錐齒輪的支承

主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu)(圖5-13a)的特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度倪和增加兩支承間的距離b，以改善支承剛度，應使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離b應大于2.5倍的懸臂長度a，且應比齒輪節(jié)圓直徑的70％還大，另外靠近齒輪的軸徑應不小于尺寸a。為了方便拆裝，應使靠近齒輪的軸承【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些?？拷X輪的支承軸承有時也采用圓柱滾子軸承，這時另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。

圖5—13 主減速器錐齒輪的支承形式

a)主動錐齒輪懸臂式 b)主動錐齒輪跨置式 c)從動錐齒輪

懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。

跨置式支承結(jié)構(gòu)(圖5-13b)的特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動齒輪軸的長度，使布置更緊湊，并可減小傳動軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復雜，加工成本提高。另外，因主、從動齒輪之間的空間很小，致使主動齒輪的導向軸承尺寸受到限制，有時甚至布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶蜉S承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個軸承。

在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。2.從動錐齒輪的支承

從動錐齒輪的支承(圖5-13c)，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設置加強肋以增強支承穩(wěn)定性，c+d應不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70％。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中，為了限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設輔助支承(圖5-14)。輔助支承與從動錐齒【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 輪背面之間的間隙，應保證偏移量達到允許極限時能制止從動錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動齒輪受載變形或移動的許用偏移量如圖5-15所示。

圖5—14 從動錐齒輪輔助支承 圖5—15 主、從動錐齒輪的許用偏移量

三、主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇

主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動錐齒輪齒數(shù)z1和z2、從動錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms主、從動錐齒輪齒面寬b1和b2、雙曲面齒輪副的偏移距E、中點螺旋角?、法向壓力角?等。

1.主、從動錐齒輪齒數(shù)z1和z2

選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應考慮如下因素： 1)為了磨合均勻，z1、z2之間應避免有公約數(shù)。

2)為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應不少于 40。

3)為了嚙合平穩(wěn)、，噪聲小和具有高的疲勞強度，對于轎車，z1一般不少于9；對于貨 車，z1一般不少于6。

4)當主傳動比主。較大時，盡量使z1取得少些，以便得到滿意的離地間隙。

5)對于不同的主傳動比，z1和z2應有適宜的搭配。2.從動錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)m。

對于單級主減速器，D2對驅(qū)動橋殼尺寸有影響，D2大將影響橋殼離地間隙；D2小則

影響跨置式主動齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。

D2可根據(jù)經(jīng)驗公式初選

D2?KD23Tc【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn(5-4)式中，為D2從動錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；KD2為直徑系數(shù)，一般為13.0～15.3；Tc

為從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩(N·m)，Tc?min?Tce,Tcs?(見本節(jié)計算載荷確定部分)。

ms由下式計算

ms?D2z2

(5-5)式中，ms為齒輪端面模數(shù)。

同時，ms還應滿足

ms?Km3Tc

(5-6)式中，Km為模數(shù)系數(shù)，取0.3～0.4。

3.主、從動錐齒輪齒面寬b1和b2

錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過窄及刀尖圓角過小。這樣，不但減小了齒根圓角半徑，加大了應力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間的減小。但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降低。

從動錐齒輪齒面寬b2推薦不大于其節(jié)錐距A2的0.3倍，即b2≤0.3A2,而b2應滿足b2≤10ms，一般也推薦b2=0.155D2。對于螺旋錐齒輪，b1一般比b2大10％。

4.雙曲面齒輪副偏移距E E值過大將使齒面縱向滑動過大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E值過小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動的特點。一般對于轎車和輕型貨車E≤0.2D2且E≤40％A2；對于中、重型貨車、越野車和大客車，E≤(0.10～0.12)D2，且E≤20％A2。另外，主傳動比越大，則E也應越大，但應保證齒輪不發(fā)生根切。

雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種。由從動齒輪的錐頂向其齒面看去，并使主動齒輪處于右側(cè)，如果主動齒輪在從動齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動齒輪中心線下方，則為下偏移。如果主動齒輪處于左側(cè)，則情況相反。圖5-16a、b為主動齒輪軸線下偏移情況，圖5-16c、d為主動齒輪軸線上偏移情況。

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圖5—16 雙曲面齒輪的偏移和螺旋方向 a)、b)主動齒輪軸線下偏移 c)、d)主動齒輪軸線上偏移

5.中點螺旋角?

螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端的螺旋角最小。

弧齒錐齒輪副的中點螺旋角是相等的，雙曲面齒輪副的中點螺旋角是不相等的，而且?1>?2,?1與?2之差稱為偏移角?(圖5-4)。

選擇?時，應考慮它對齒面重合度?F、輪齒強度和軸向力大小的影響。?越大，則?F也越大，同時嚙合的齒數(shù)越多，傳動就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高。一般?F應不小于1.25，在1.5～2.0時效果最好。但是?過大，齒輪上所受的軸向力也會過大。

汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為35°～40°。轎車選仔較大的?值以保證較大的?F，使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；貨車選用較小?值以防止軸向力過大，通常取35°。

6.螺旋方向

從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動錐旨輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。當變速導掛前進擋時，應使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離趨勢，號止輪齒卡死而損壞。

7.法向壓力角?

法向壓力角大一些可以增加輪齒強度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但對于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對于輕負荷工作的齒輪一般采用小壓力角，可使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對于弧齒錐齒輪，轎車：

貨車：?為20°；重型貨車：?為22°?一般選用14°30′或16°；30′。對于雙曲面齒輪，大齒輪輪齒兩側(cè)壓力角是相同的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的，選取平均壓力角時，轎車為19°或【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn

20°，貨車為20°?；?2°30′。

四、主減速器錐齒輪強度計算

(一)計算載荷的確定

汽車主減速器錐齒輪的切齒法主要有格里森和奧利康兩種方法，這里僅介紹格里森齒制錐齒輪計算載荷的三種確定方法。

(1)按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩Tce

Tce?KdTemaxki1ifi0?n

(5-7)式中，為計算轉(zhuǎn)矩(N·m)；其它見表4-1的注釋。

(2)按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩

Tcs???rrG2m2im?m

(5-8)式中，Tcs為計算轉(zhuǎn)矩(N·m)；其它見表4-1的注釋。

(3)按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩TcF

TcF?Ftrrim?mn

(5-9)式中，TcF為計算轉(zhuǎn)矩(N·m)；Ft為汽車日常行駛平均牽引力(N)；其它見表4-1的注釋。

用式(5-7)和式(5-8)求得的計算轉(zhuǎn)矩是從動錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，不同于用式(5-9)求得的日常行駛平均轉(zhuǎn)矩。當計算錐齒輪最大應力時，計算轉(zhuǎn)矩Tc取前面兩種的較小值，即Tc?min?Tce,Tcs?；當計算錐齒輪的疲勞壽命時，Tc取TcF。

主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩為

Tz?Tci0?G

(5-10)式中，Tz為主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩(N·m)；i0為主傳動比；?G為主、從動錐齒輪間的傳動效率。計算時，對于弧齒錐齒輪副，?G取95％；對于雙曲面齒輪副，當i0>6時，?G取85％，當i0≤6時，?G取90％。

(二)主減速器錐齒輪的強度計算 在選好主減速器錐齒輪主要參數(shù)后，可根據(jù)所選擇的齒形計算錐齒輪的幾何尺寸，而后根據(jù)所確定的計算載荷進行強度驗算，以保證錐齒輪有足夠的強度和壽命。

【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn 輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過載折斷、齒面點蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。下面所介紹的強度驗算是近似的，在實際設計中還要依據(jù)臺架和道路試驗及實際使用情況等來檢驗。

1.單位齒長圓周力

主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上的單位齒長圓周力來估算

p?Fb2

(5-11)式中，p為輪齒上單位齒長圓周力；F為作用在輪齒上的圓周力；b2為從動齒輪齒面寬。

按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時

p?2kdTemaxkigif?nD1b2?103

(5-12)式中，ig為變速器傳動比；D1為主動錐齒輪中點分度圓直徑(mm)；其它符號同前。

按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩計算時

p???rr2G2m2D2b2im?m

(5-13)式中符號同前。

許用的單位齒長圓周力[p]見表5-1。在現(xiàn)代汽車設計中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，[p]有時高出表中數(shù)值的20％～25％。

表5—1 單位齒長圓周力許用值[p]

2.輪齒彎曲強度

錐齒輪輪齒的齒根彎曲應力為

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?w?2Tk0kskm?103kvmsbDJw

(5-14)式中，?w為錐齒輪輪齒的齒根彎曲應力(MPa)；T為所計算齒輪的計算轉(zhuǎn)矩(N·m)，對于從動齒輪，T?min?Tce,Tcs?和TcF，對于主動齒輪，T還要按式(5-10)換算；k0為過載系數(shù)，一般取1；ks為尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當ms≥1.6mm時，ks=(ms／25.4)0.25，當ms<1.6mm時，ks=0.5；km為齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)：懸臂式結(jié)構(gòu)：km=1.0～1.1，km=1.10～1.25；kv為質(zhì)量系數(shù)，當輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動精度高時，kv=1.0；b為所計算的齒輪齒面寬(mm)；D為所討論齒輪大端分度圓直徑(mm)；．jw為所計算齒輪的輪齒彎曲應力綜合系數(shù)，取法見參考文獻[10]。

上述按min?Tce,Tcs?計算的最大彎曲應力不超過700MPa；按TcF計算的疲勞彎曲應力不應超過210MPa，破壞的循環(huán)次數(shù)為6?106。

3.輪齒接觸強度

錐齒輪輪齒的齒面接觸應力為

?j?cpD12TZk0kmkfkvbjj?103

(5-15)式中，?j為錐齒輪輪齒的齒面接觸應力(MPa)；D1為主動錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；b取b1和b2的較小值(mm)；ks為尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對淬透性的影響，通常取1.0；kf為齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)(如鍍銅、磷化處理等)，對于制造精確的齒輪，kf取1.0；cp為綜合彈性系數(shù)，鋼對鋼齒輪，cp取232.6N／mm,jj為齒面接觸強度的綜合系數(shù)，取法見參考文獻12[10]；k0、km、kv見式(5-14)的說明。

上述按min?Tce,Tcs?計算的最大接觸應力不應超過2800MPa，按TcF計算的疲勞接觸應力不應超過1750MPa。主、從動齒輪的齒面接觸應力是相同的。

五、主減速器錐齒輪軸承的載荷計算

1.錐齒輪齒面上的作用力

錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。

【中文word文檔庫】-專業(yè)海量word文檔免費下載：http://004km.cn(1)齒寬中點處的圓周力.齒寬中點處的圓周力F為

F?2TDm2

（5-16）

式中，T為作用在從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩;Dm2為從動齒輪齒寬中點處的分度圓直徑，由式(5-17)確定，即

Dm2?D2?b2sin?2(5-17)式中，D2為從動齒輪大端分度圓直徑；b2為從動齒輪齒面寬；?2為從動齒輪節(jié)錐角。

由F1F?cos?1cos?可知，對于弧齒錐齒輪副，作用在主、從動22齒輪上的圓周力是相等的；對于雙曲面齒輪副，它們的圓周力是不等的。

(2)錐齒輪的軸向力和徑向力圖5-1 7為主動錐齒輪齒面受力圖。其螺旋方向為左旋，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向為逆時針。FT為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點A處的法向力。在A點處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn)T分解成兩個相互垂直的力FN和Ff。FN垂直于OA且位于∠OOA所在的平面，F(xiàn)f位于以OA為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。Ff在此切平面內(nèi)又可分解成沿切線方向的圓周力F和沿節(jié)錐母線方向的力Fs。F與Ff之間的夾角為螺旋角?，F(xiàn)T與Ff之間的夾角為法向壓力角?。這樣有

F?FTcos?cos?

(5-18)

FN?FTsin??Ftan?cos?

(5-19)

Fs?FTcos?sin??Ftan?

(5-20)于是作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力Faz和徑向力Frz分別為

Faz?FNsin??Fscos?

(5-21)

Frz?FNcos??Fssin?

(5-22)若主動錐齒輪的螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向改變時，主、從動齒輪齒面上所受的軸向力和徑向力見表5-2。

表5-2 齒面上的軸向力和徑向力

軸承上的載荷確定后，很容易根據(jù)軸承型號來計算其壽命，或根據(jù)壽命要求來選擇軸承型號。

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六、錐齒輪的材料

驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當惡劣的，與傳動系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。它是傳動系中的薄弱環(huán)節(jié)。錐齒輪材料應滿足如下要求：

1)具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性。

2)輪齒芯部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，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，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而選用含錳、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、20MnTiB、22CrNiMo和l 6SiMn2WMoV等。

滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量較高的硬化層(一般碳的質(zhì)量分數(shù)為0.8％一1.2％)，具有相當高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性，故這類材料的彎曲強度、表面接觸強度和承受沖擊的能力均較好。由于較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點是熱處理費用高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與芯部的含碳量相差過多，便會引起表面硬化層剝落。

為改善新齒輪的磨合，防止其在運行初期出現(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、鍍錫處理。對齒面壺行應力噴丸處理，可提高25％的齒輪壽命。對于滑動速度高的齒輪，可進行滲硫處理以擊高耐磨性。滲硫后摩擦因數(shù)可顯著降低，即使?jié)櫥瑮l件較差，也能防止齒面擦傷、咬死習膠合。

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