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摘要 高爾夫球車(chē)后橋 驅(qū)動(dòng)橋 作為汽車(chē)四大總成之一 它承載著高爾夫球車(chē)的滿(mǎn) 載荷負(fù)重及地面經(jīng)車(chē)輪 車(chē)架及承載式車(chē)身經(jīng)懸架給予的鉛垂力 縱向力 橫向力及 其力矩 以及沖擊載荷 后橋 驅(qū)動(dòng)橋 還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩 橋殼還承受 著反作用力矩 高爾夫球車(chē)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有 重要影響外 也對(duì)汽車(chē)的行駛性能如動(dòng)力性 經(jīng)濟(jì)性 平順性 通過(guò)性 機(jī)動(dòng)性和操 動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響 另外 高爾夫球車(chē)驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)的各種總成中也是涵蓋機(jī)械 零件 部件 分總成等的品種最多的大總成 例如 驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器 差速器 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置 半軸及輪邊減速器 橋殼和各種齒輪 由上述可見(jiàn) 高爾夫球 車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛 對(duì)這些零部件 元件及總成 的制造也幾乎要涉及到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝 本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn) 行了高爾夫球車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù) 然后參考類(lèi)似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu) 確定出總體設(shè)計(jì)方案 最后對(duì)一二級(jí)主 從動(dòng)圓柱齒輪 半軸齒輪和全浮式半軸強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核 本設(shè)計(jì)有以下兩大難題 一是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到后 輪子上 達(dá)到更好的車(chē)輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮 從而提高載重汽車(chē)的行駛能力 二是差速器向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí) 允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 滿(mǎn)足兩邊 車(chē)輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛 減少輪胎與地面的摩擦 本設(shè)計(jì)具有以下的優(yōu)點(diǎn) 由于的是采用二級(jí)圓柱斜齒輪主減速器 使得整個(gè)后橋 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造工藝簡(jiǎn)單 從而大大的降低了制造成本 并且 提高了傳動(dòng)的可靠 性 本設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是 主減速器是采用傳統(tǒng)的圓柱斜齒輪減速器 與其他的齒輪 相比 具有工作平穩(wěn) 噪音和振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn) 且經(jīng)濟(jì)性好 關(guān)鍵詞 高爾夫球車(chē) 后橋 二級(jí)主減速器 圓柱斜齒輪 Summary The bridge drive bridge is a car after the golf car four greatly always become of a it loads the capacity load lotus of golf car negative heavy and ground through car wheel car and loading type carriage through hang the vertical dint that gives lengthways dint horizontal dint and its dint Ju and the impact carries a lotus The empress bridge drive bridge still delivers to spread to move to fasten medium biggest turn Ju the bridge hull still bears recoil Ju The golf car drives bridge structure pattern and in addition to having important influence to the credibility and durable of the car design parameter also to driving of car the function is like motive economy going smoothly and pass sex flexibility and hold to move stability etc to contain direct influence Moreover the golf car drives bridge in the car of various always become in is also that the species that covers machine spare parts parts and cent to always become etc is at most greatly total For example drive bridge containment the lord decelerates a machine bad soon machine drive felloe to spread to move device half stalk and round side decelerate machine bridge hull and various wheel gear From above mentioned it is thus clear that the golf car drives the species of machine zero partses and components that the bridge design involves extremely extensive also almost want to involve all modern machine manufacturings a craft to these zero partses components and the manufacturing always becoming This text according to the design method that the tradition drives bridged to carry on the design that the golf car drives bridge This text makes sure the structure pattern and main design parameter of main parts first Then make reference to similar drive the structure of bridge make sure a total design of of project Finally to 12 class lords from move cylinder wheel gear half stalk the wheel gear and the whole float type half stalk strength carry on pit in the school and accept bearings to carry on pit in the life span school towards paying This design contains following two greatest hard nut to crackses one is twist motor exportation the Ju pass ten thousand to spread to move stalk to deliver the motive to behind wheel up attain better car wheel to lead dint with change direction effective exertion of dint thus exaltation carry heavy car of drive ability Two is bad soon while machine is delivering motive toward the both sides half stalk allow both sides half stalk with dissimilarity of turn to soon revolve satisfy both sides car wheel possibly with purely roll over of the form make not etc be apart from to drive reduce the friction of tire and ground This design has a following advantage Because of is adopt a second class cylinder wheel gear lord to decelerate a machine and make whole after the structure of the bridge simple manufacturing the craft is simple and thus and consumedly lowered a manufacturing cost And raised to spread dynamic credibility The biggest characteristics of this design is The lord deceleration machine adopts traditional cylinder wheel gear to decelerate a machine and have to work compared with other wheel gears steady noise and vibrate a small advantage and economy good Key word Golf car Empress bridge The second class lord decelerates a machine Cylinder wheel gear 目錄 前言 5 1 高爾夫球車(chē)發(fā)展簡(jiǎn)介 6 1 1 1 國(guó) 內(nèi) 電 動(dòng) 車(chē) 行 業(yè) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 6 1 1 2 國(guó) 內(nèi) 電 動(dòng) 車(chē) 行 業(yè) 發(fā) 展 前 景 7 2 主減速器設(shè)計(jì) 9 2 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 9 2 1 1 主減速器的齒輪類(lèi)型 9 2 1 2 主減速器的減速形式 10 2 1 3 主減速器主 從動(dòng)錐齒輪的支承形式 10 2 2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 10 2 2 1 電機(jī)的選擇 10 2 2 2 主減速器傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 11 2 2 3 主減速器傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 12 2 2 4 主減速器圓柱齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 2 2 5 主減速器軸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 21 2 2 6 主減速器軸承壽命的校核 34 2 2 7 潤(rùn)滑與密封 37 結(jié)論 39 參考文獻(xiàn) 40 致謝 41 前言 汽車(chē)后橋 驅(qū)動(dòng)橋 位于傳動(dòng)系的末端 其基本功用首先是增扭 降速 改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向 即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩 并將轉(zhuǎn)矩 合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪 其次 驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面或車(chē)身之間的 垂直力 縱向力和橫向力 以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等 驅(qū)動(dòng)橋一般由主減 速器 差速器 車(chē)輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成 對(duì)于高爾夫球車(chē)來(lái)說(shuō) 要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車(chē)和客車(chē) 以及輕型商用車(chē)都 要小得多 以便能夠在高爾夫球場(chǎng)上行駛 所以選擇功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī) 對(duì)傳 動(dòng)系統(tǒng)的要求不是很高 而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用 隨著目 前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲 汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題 所以電瓶 裝置驅(qū)動(dòng)的電力車(chē)就成了新型的貴族 而設(shè)計(jì)相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就 顯得尤其重要了 設(shè)計(jì)后橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下基本要求 1 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比 以保證高爾夫球車(chē)在給定的條件下具有最佳的動(dòng) 力性 外廓尺寸小 保證高爾夫球車(chē)具有足夠的離地間隙 以滿(mǎn)足通過(guò) 性的要求 2 齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn) 噪聲小 3 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率 4 具有足夠的強(qiáng)度和剛度 以承受和傳遞作用于路面和車(chē)架或車(chē)身間的各 種力和力矩 在此條件下 盡可能降低質(zhì)量 減少不平路面的沖擊載荷 提高汽車(chē)的平順性 5 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào) 6 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工工藝性好 制造容易 維修 調(diào)整方便 在本設(shè)計(jì)中還采用了 CAD 繪圖軟件分別進(jìn)行了工程圖的繪制 運(yùn)用 CAD 繪制了 行星齒輪軸以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)半軸的零件圖 通過(guò)對(duì) CAD 的編輯工具與命令的運(yùn)用 掌握了從 CAD 基礎(chǔ)圖形的繪制 基礎(chǔ)零件的繪制 各類(lèi)零件圖的創(chuàng)建與繪制的 方法 并且理解了機(jī)械圖繪制的工作流程 為今后更好的學(xué)習(xí)和掌握各種應(yīng)用 軟件和技能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 第一章 高爾夫球車(chē)的發(fā)展簡(jiǎn)介 目 前 國(guó) 內(nèi) 的 電 瓶 車(chē) 主 要 用 于 觀 光 載 客 搬 運(yùn) 貨 物 之 用 電 動(dòng) 觀 光 車(chē) 的 主 要 用 途 是 在 公 園 景 區(qū) 休 閑 度 假 村 大 學(xué) 醫(yī) 院 高 爾 夫 球 場(chǎng) 房 地 產(chǎn) 公 司 等 場(chǎng) 所 用 作 載 客 電 動(dòng) 搬 運(yùn) 車(chē) 的 主 要 用 途 是 在 工 廠 港 口 碼 頭 物 流 庫(kù) 房 等 電 瓶 車(chē) 使 用 壽 命 一 般 為 8至 12年 其 蓄 電 池 使 用 壽 命 一 般 為 1 4年 視 使 用 維 護(hù) 情 況 國(guó) 內(nèi) 客 戶(hù) 在 采 購(gòu) 電 瓶 車(chē) 時(shí) 應(yīng) 注 意 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 售 后 服 務(wù) 和 電 瓶 配 置 等 電 瓶 車(chē) 發(fā) 展 歷 史 源 于 19世 紀(jì) 80年 代 用 作 私 人 轎 車(chē) 載 重 卡 車(chē) 和 城 市 公 共 交 通 車(chē) 電 瓶 車(chē) 的 低 速 度 充 電 里 程 有 限 并 不 是 缺 點(diǎn) 而 其 無(wú) 噪 音 維 修 費(fèi) 低 使 其 得 以 普 及 1920年 之 前 電 瓶 車(chē) 一 直 在 和 汽 油 車(chē) 競(jìng) 爭(zhēng) 后 來(lái) 電 瓶 車(chē) 開(kāi) 始 減 少 因 為 電 動(dòng) 啟 動(dòng) 器 使 汽 油 動(dòng) 力 車(chē) 變 得 更 具 吸 引 力 加 上 大 量 生 產(chǎn) 使 汽 油 車(chē) 成 本 降 低 在 歐 洲 電 動(dòng) 車(chē) 一 直 被 用 作 短 程 貨 運(yùn) 車(chē) 從 70年 代 開(kāi) 始 各 國(guó) 又 重 新 對(duì) 電 動(dòng) 車(chē) 產(chǎn) 生 興 趣 尤 其 是 受 到 不 應(yīng) 依 賴(lài) 外 國(guó) 石 油 和 環(huán) 境 問(wèn) 題 影 響 導(dǎo) 致 一 再 改 進(jìn) 電 瓶 車(chē) 速 度 和 行 駛 距 離 國(guó) 內(nèi) 發(fā) 展 狀 況 1 1 1 國(guó) 內(nèi) 電 動(dòng) 車(chē) 行 業(yè) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 二 十 一 世 紀(jì) 的 發(fā) 展 可 謂 是 呼 喚 綠 色 環(huán) 保 的 時(shí) 代 不 但 要 求 人 們 注 重 節(jié) 約 能 源 更 重 要 的 是 要 求 人 們 更 加 注 重 居 住 環(huán) 境 和 綠 色 環(huán) 保 以 實(shí) 現(xiàn) 社 會(huì) 的 可 持 續(xù) 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 是 目 前 世 界 上 唯 一 能 達(dá) 到 零 排 放 的 機(jī) 動(dòng) 車(chē) 由 于 環(huán) 保 的 要 求 加 之 新 材 料 和 新 技 術(shù) 的 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 進(jìn) 入 了 快 速 發(fā) 展 期 我 國(guó) 石 油 資 源 比 較 貧 乏 燃 油 與 尾 氣 的 排 放 污 染 又 是 未 來(lái) 大 中 城 市 大 氣 污 染 的 主 要 污 染 源 為 此 我 國(guó) 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 輛 無(wú) 疑 是 未 來(lái) 發(fā) 展 的 必 然 趨 勢(shì) 也 是 符 合 綠 色 環(huán) 保 革 命 的 需 求 因 為 電 動(dòng) 車(chē) 輛 環(huán) 保 低 能 耗 它 是 綠 色 環(huán) 保 凈 化 空 氣 污 染 的 最 好 交 通 產(chǎn) 物 如 何 給 廣 大 人 民 群 眾 的 居 住 環(huán) 境 和 身 心 健 康 提 供 一 個(gè) 良 好 的 生 態(tài) 環(huán) 境 電 動(dòng) 車(chē) 產(chǎn) 業(yè) 的 發(fā) 展 正 是 適 應(yīng) 了 這 種 趨 勢(shì) 更 是 一 種 社 會(huì) 可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 工 具 電 動(dòng) 車(chē) 作 為 綠 色 交 通 工 具 將 在 21世 紀(jì) 給 人 類(lèi) 社 會(huì) 帶 來(lái) 巨 大 的 變 化 順 應(yīng) 當(dāng) 前 國(guó) 際 科 技 發(fā) 展 的 大 趨 勢(shì) 將 電 動(dòng) 車(chē) 作 為 中 國(guó) 進(jìn) 入 21世 紀(jì) 汽 車(chē) 工 業(yè) 的 切 人 點(diǎn) 不 僅 是 實(shí) 現(xiàn) 中 國(guó) 汽 車(chē) 工 業(yè) 技 術(shù) 跨 越 式 發(fā) 展 的 戰(zhàn) 略 抉 擇 同 時(shí) 也 是 實(shí) 現(xiàn) 中 國(guó) 汽 車(chē) 工 業(yè) 可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 重 要 選 擇 目 前 我 國(guó) 電 動(dòng) 車(chē) 研 究 已 取 得 階 段 性 成 果 完 成 了 概 念 車(chē) 車(chē) 身 設(shè) 計(jì) 構(gòu) 想 書(shū) 及 界 面 設(shè) 計(jì) 電 池 方 面 正 在 組 織 開(kāi) 發(fā) 鎳 氫 電 池 鋰 離 子 電 池 鋅 空 氣 電 池 燃 料 電 池 有 望 取 得 突 破 電 動(dòng) 車(chē) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 體 系 已 經(jīng) 編 制 完 成 同 時(shí) 建 立 了 有 關(guān) 電 動(dòng) 車(chē) 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 電 動(dòng) 車(chē) 項(xiàng) 目 的 國(guó) 際 合 作 正 在 按 計(jì) 劃 進(jìn) 行 1 1 2 國(guó) 內(nèi) 電 動(dòng) 車(chē) 行 業(yè) 發(fā) 展 前 景 根 據(jù) 目 前 國(guó) 內(nèi) 市 場(chǎng) 狀 況 和 政 府 對(duì) 電 動(dòng) 車(chē) 行 業(yè) 所 持 的 態(tài) 度 可 以 預(yù) 見(jiàn) 電 國(guó) 內(nèi) 電 動(dòng) 車(chē) 行 業(yè) 前 景 十 分 光 明 為 維 護(hù) 我 國(guó) 能 源 安 全 改 善 大 氣 環(huán) 境 提 高 加 入 WTO 后 我 國(guó) 汽 車(chē) 工 業(yè) 的 競(jìng) 爭(zhēng) 力 科 技 部 在 十 五 國(guó) 家 863計(jì) 劃 中 特 別 設(shè) 立 電 動(dòng) 車(chē) 重 大 專(zhuān) 項(xiàng) 專(zhuān) 項(xiàng) 將 從 國(guó) 家 汽 車(chē) 產(chǎn) 業(yè) 發(fā) 展 戰(zhàn) 略 的 高 度 出 發(fā) 選 擇 新 一 代 電 動(dòng) 車(chē) 技 術(shù) 作 為 我 國(guó) 汽 車(chē) 科 技 創(chuàng) 新 的 主 攻 方 向 組 織 企 業(yè) 高 等 院 校 和 科 研 機(jī) 構(gòu) 以 官 產(chǎn) 學(xué) 研 四 位 一 體 的 方 式 聯(lián) 合 進(jìn) 行 攻 關(guān) 計(jì) 劃 在 十 五 期 間 促 進(jìn) 我 國(guó) 符 合 市 場(chǎng) 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 要 求 的 研 發(fā) 體 系 機(jī) 制 和 人 才 隊(duì) 伍 的 形 成 以 電 動(dòng) 車(chē) 的 產(chǎn) 業(yè) 化 技 術(shù) 平 臺(tái) 為 工 作 重 點(diǎn) 力 爭(zhēng) 在 電 動(dòng) 車(chē) 關(guān) 鍵 單 元 技 術(shù) 系 統(tǒng) 集 成 技 術(shù) 及 整 車(chē) 技 術(shù) 上 取 得 重 大 突 破 集 中 有 限 資 源 搶 占 新 一 代 電 動(dòng) 車(chē) 制 高 點(diǎn) 促 進(jìn) 我 國(guó) 汽 車(chē) 工 業(yè) 實(shí) 現(xiàn) 跨 越 式 發(fā) 展 具 體 任 務(wù) 是 推 動(dòng) 純 電 動(dòng) 汽 車(chē) 在 特 定 區(qū) 域 的 商 業(yè) 化 運(yùn) 作 建 立 燃 料 電 池 汽 車(chē) 產(chǎn) 品 技 術(shù) 平 臺(tái) 實(shí) 現(xiàn) 混 合 動(dòng) 力 電 動(dòng) 汽 車(chē) 的 批 量 生 產(chǎn) 開(kāi) 發(fā) 的 產(chǎn) 品 通 過(guò) 國(guó) 家 汽 車(chē) 產(chǎn) 品 型 式 認(rèn) 證 同 時(shí) 完 善 國(guó) 家 電 動(dòng) 車(chē) 示 范 區(qū) 和 相 關(guān) 電 動(dòng) 車(chē) 檢 測(cè) 基 地 的 建 設(shè) 研 究 制 定 促 進(jìn) 電 動(dòng) 車(chē) 產(chǎn) 業(yè) 化 的 政 策 法 規(guī) 和 相 關(guān) 標(biāo) 準(zhǔn) 完 善 相 關(guān) 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 的 建 設(shè) 支 持 北 京 綠 色 奧 運(yùn) 車(chē) 輛 的 研 發(fā) 和 應(yīng) 用 示 范 為 我 國(guó) 在 5 10年 內(nèi) 實(shí) 現(xiàn) 電 動(dòng) 車(chē) 的 產(chǎn) 業(yè) 化 奠 定 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 在 電 動(dòng) 車(chē) 共 性 關(guān) 鍵 技 術(shù) 上 建 立 我 國(guó) 電 動(dòng) 車(chē) 整 車(chē) 的 網(wǎng) 絡(luò) 總 成 及 通 訊 協(xié) 議 規(guī) 程 開(kāi) 發(fā) 電 動(dòng) 車(chē) 基 本 車(chē) 輛 控 制 器 模 塊 發(fā) 展 帶 有 電 子 管 理 系 統(tǒng) 的 高 性 能 動(dòng) 力 蓄 電 池 組 和 具 有 數(shù) 字 控 制 系 統(tǒng) 的 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng) 形 成 我 國(guó) 電 動(dòng) 車(chē) 零 部 件 工 業(yè) 基 礎(chǔ) 全 國(guó) 政 協(xié) 副 主 席 中 國(guó) 工 程 院 院 長(zhǎng) 徐 匡 迪 曾 在 十 五 電 動(dòng) 車(chē) 重 大 科 技 專(zhuān) 項(xiàng) 的 驗(yàn) 收 會(huì) 上 對(duì) 于 電 動(dòng) 車(chē) 的 應(yīng) 用 前 景 表 示 在 特 大 型 城 市 機(jī) 動(dòng) 車(chē) 密 集 的 區(qū) 域 自 然 生 態(tài) 保 護(hù) 區(qū) 以 及 旅 游 觀 光 景 區(qū) 等 領(lǐng) 域 電 動(dòng) 車(chē) 將 會(huì) 因 為 政 策 上 的 鼓 勵(lì) 得 到 普 及 應(yīng) 用 科 技 部 部 長(zhǎng) 徐 冠 華 說(shuō) 中 國(guó) 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 非 常 緊 迫 和 重 要 中 國(guó) 車(chē) 工 業(yè) 有 跨 越 式 發(fā) 展 的 可 能 所 以 要 堅(jiān) 定 不 移 地 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 科 技 部 將 進(jìn) 一 步 加 大 對(duì) 電 動(dòng) 車(chē) 專(zhuān) 項(xiàng) 的 支 持 力 度 中 國(guó) 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 具 有 獨(dú) 特 的 有 利 條 件 其 中 一 個(gè) 非 常 重 要 的 因 素 是 市 場(chǎng) 中 國(guó) 人 口 眾 多 具 有 世 界 最 龐 大 的 客 運(yùn) 交 通 市 場(chǎng) 因 此 也 具 有 世 界 最 龐 大 的 電 動(dòng) 觀 光 車(chē) 電 動(dòng) 小 轎 車(chē) 市 場(chǎng) 這 為 中 國(guó) 電 動(dòng) 車(chē) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 創(chuàng) 造 了 特 殊 的 市 場(chǎng) 有 利 條 件 另 外 大 力 發(fā) 展 電 動(dòng) 車(chē) 是 從 根 本 上 緩 解 乃 至 消 除 中 國(guó) 石 油 危 機(jī) 的 重 要 途 徑 之 一 目 前 在 中 國(guó) 的 石 油 消 費(fèi) 中 交 通 運(yùn) 輸 業(yè) 用 油 增 長(zhǎng) 最 為 迅 速 而 中 國(guó) 已 經(jīng) 成 為 繼 美 國(guó) 之 后 的 第 二 大 能 源 消 費(fèi) 大 國(guó) 和 第 五 大 石 油 進(jìn) 口 國(guó) 石 油 進(jìn) 口 依 存 度 已 達(dá) 40 美 伊 戰(zhàn) 爭(zhēng) 再 次 敲 響 中 國(guó) 石 油 安 全 問(wèn) 題 的 警 鐘 無(wú) 論 從 環(huán) 保 角 度 還 是 能 源 角 度 看 未 來(lái) 電 動(dòng) 車(chē) 都 需 要 有 一 個(gè) 大 的 發(fā) 展 其 開(kāi) 發(fā) 將 關(guān) 系 到 眾 多 工 業(yè) 的 興 衰 可 能 成 為 未 來(lái) 新 的 經(jīng) 濟(jì) 增 長(zhǎng) 點(diǎn) 在 我 國(guó) 電 動(dòng) 車(chē) 更 有 著 獨(dú) 特 的 市 場(chǎng) 大 都 市 都 普 遍 存 在 著 十 分 嚴(yán) 重 的 交 通 問(wèn) 題 和 汽 車(chē) 尾 氣 排 放 污 染 問(wèn) 題 作 為 一 種 小 型 中 速 和 短 途 的 日 常 交 通 工 具 電 動(dòng) 車(chē) 是 十 分 理 想 的 其 在 中 國(guó) 有 著 得 天 獨(dú) 厚 的 發(fā) 展 條 件 和 廣 闊 的 應(yīng) 用 前 景 第二章 主減速器的設(shè)計(jì) 2 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類(lèi)型 主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安 置方法以及減速形式的不同而異 2 1 1 主減速器的齒輪類(lèi)型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪 雙曲面齒輪 圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式 在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng) 其特點(diǎn)是主 從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn) 由于 輪齒端面重疊的影響 至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合 因此可以承受較大的 負(fù)荷 而且其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合 而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平 穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端 所以工作平穩(wěn) 噪聲和振動(dòng)小 而弧齒錐齒輪還存在一些 缺點(diǎn) 比如對(duì)嚙合精度比較敏感 齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急 劇變壞 并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大 但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí) 主動(dòng)齒輪 尺寸相同時(shí) 雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小 從而可以得到更大的離地間 隙 有利于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的總體布置 不過(guò) 像圓柱齒輪傳動(dòng)只在節(jié)點(diǎn)處一對(duì)齒廓 表面為純滾動(dòng)接觸而在其他嚙合點(diǎn)還伴隨著沿齒廓的滑動(dòng)一樣 螺旋錐齒輪與 雙曲面齒輪傳動(dòng)都有這種沿齒廓方向的滑動(dòng) 此外 雙曲面齒輪傳動(dòng)還具有沿 齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng) 這種滑動(dòng)有利于唐合 促使齒輪副沿整個(gè)齒面都能較好 地嚙合 因而更促使其工作平穩(wěn)和無(wú)噪聲 但雙曲面齒輪的縱向滑動(dòng)產(chǎn)生較多 的熱量 使接觸點(diǎn)的溫度升高 因而需要用專(zhuān)門(mén)的雙曲面齒乾油來(lái)潤(rùn)滑 且其 傳動(dòng)效率比螺旋錐齒輪略低 達(dá) 96 其傳動(dòng)效率與倔移距有關(guān) 特別是與所 傳遞的負(fù)荷大小及傳動(dòng)比有關(guān) 負(fù)荷大時(shí)效率高 螺旋錐齒輪也是一樣 其效 率可達(dá) 99 兩種齒輪在載荷作用下對(duì)安裝誤差的敏感性本質(zhì)上是相同的 如 果螺旋錐齒輪的螺旋角與相應(yīng)的雙曲面主 從動(dòng)齒輪螺旋角的平均值相同 則 雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角比螺旋錐齒輪的大 而其從動(dòng)齒輪的螺旋角則比螺旋 錐齒輪的小 因而雙曲面主動(dòng)齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的大 而從動(dòng)齒輪的 軸向力比螺旋錐齒輪的小 兩種齒輪都在同樣的機(jī)床上加工 加工成本基本相 同 然而雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的小齒輪較大 所以刀盤(pán)刀頂距較大 因而刀刃壽命較長(zhǎng) 2 1 2 主減速器的減速形式 由于 i 11 3 6 一般采用雙級(jí)主減速器 雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì) 雙 級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車(chē)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的一種 制造工藝較簡(jiǎn)單 成本較低 經(jīng)濟(jì)性好 目前高爾夫球車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)由于在載荷較小的情況下 選用雙級(jí)圓柱齒 輪傳動(dòng)的裝置 來(lái)完成高爾夫球車(chē)的慢速與平穩(wěn)的駕駛要求 雙級(jí)的傳動(dòng)雖然 效率有所下降 但是其平穩(wěn)性好 適合在高爾夫球場(chǎng)上的行駛 2 1 3 主減速器一二級(jí)主 從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式 作為一個(gè)載荷較小 極速不高的高爾夫球車(chē)來(lái)說(shuō) 其支承形式很簡(jiǎn)單 不 用過(guò)于復(fù)雜 裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承 多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支 承剛度的圓錐滾子軸承 其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱(chēng)為主動(dòng)圓柱齒輪前軸承 其后部緊靠齒輪背面的那個(gè)齒輪稱(chēng)為主動(dòng)圓柱齒輪后軸承 當(dāng)采用騎馬式支承 時(shí) 裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承一般稱(chēng)為導(dǎo)向軸承 導(dǎo)向軸承都采用圓柱 滾子式 并且內(nèi)外圈可以分離 有時(shí)不帶內(nèi)圈 以利于拆裝 其他各級(jí)齒輪 的支撐形式也大致差不多 2 2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 2 2 1 主減速器電動(dòng)機(jī)的選擇 1 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 按工作要求用 Y 型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 電壓為 72V 2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率 按參考文獻(xiàn) 1 有 awdP 由式 2 1 1 得 kwwwVF10 可取工作機(jī)效率 0 96 傳動(dòng)裝置的總效率 242齒 輪軸 承聯(lián) a 查參考文獻(xiàn) 1 第 10 章中表 10 2 機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值 確定各部分 效率為 聯(lián)軸器效率 滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 一對(duì) 9 0 聯(lián) 9 0 軸 承 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)效率 代入得7齒 輪 86 242 所需電動(dòng)機(jī)功率為 kwVFPww 4 3 09 150 因載荷平穩(wěn) 電動(dòng)機(jī)額定功率 略大于 即可 由參考文獻(xiàn) 1 第 19 章所示cdPd Y 型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù) 選電動(dòng)機(jī)的額定功率 為 4 kw cdP 3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 min4 127in3016106 rrDv 由參考文獻(xiàn) 1 可知 兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器一般傳動(dòng)比范圍為 8 40 則總 傳動(dòng)比合理范圍為 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為4 8 ai in5096 2 1in 127 0 rrniad 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500 和 3000 兩種方案進(jìn)行比較 由mi 參考文獻(xiàn) 1 表 19 1 查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于表 1 中 表 2 1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比 表 2 1 中 方案 2 的電動(dòng)機(jī)重量輕 價(jià)格便宜 但總傳動(dòng)比大 傳動(dòng)裝置外廓 尺寸大 結(jié)構(gòu)不緊湊 制造成本高 故不可取 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的 尺寸 重量 價(jià)格以及總傳動(dòng)比 選用方案 1 較好 即選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n inr方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功 率 kwPcd 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿(mǎn) 載 轉(zhuǎn) 速 總傳動(dòng) 比 ai 1 Y112M 4 4 1500 1400 11 3 2 Y112M 2 4 3000 2890 22 7 Y112M 4 2 2 2 主減速器傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 計(jì)算總傳動(dòng)比 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 及工作機(jī)轉(zhuǎn)速 可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比mnn 為 30 14 27 nia 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 對(duì)于兩級(jí)展開(kāi)式圓柱斜齒輪減速器 當(dāng)兩級(jí)齒輪的材料的材質(zhì)相同 齒寬 系數(shù)相同時(shí) 為使各級(jí)大齒輪浸油深度大致相近 即兩個(gè)大齒輪分度園直徑接 近 且低速級(jí)大齒直徑略大 傳動(dòng)比可按下式分配 即 ii 5 1 3 1 式中 高速級(jí)傳動(dòng)比 減速器傳動(dòng)比i 又因?yàn)閳A柱齒輪傳動(dòng)比的單級(jí)傳動(dòng)比常用值為 3 5 所以選 28 31 i 2 2 3 主減速器傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)84 32 i 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1 各軸轉(zhuǎn)速 min140rinom i 2 398 10i in4 17 02102 rinim 2 各軸輸入功率 kwPd50 397 634 120 5 工作機(jī)軸 k7 34 3 各軸輸入轉(zhuǎn)距 mNPTmdd 142098 35950 id 14 20 4769831 mNiT 21 0 923 工作機(jī)軸 i 0789 34 軸號(hào) 功率 P kw 轉(zhuǎn)距 T N m 轉(zhuǎn) 速 n r min 傳動(dòng)比 i 效率 電動(dòng)機(jī)軸 3 64 24 14 1440 1 0 99高速軸 3 60 23 90 1440 3 28 0 97 中速軸 3 50 92 20 361 81 3 84 0 97 低速軸 3 39 291 99 127 43 工作機(jī)軸 3 37 289 07 127 43 1 0 99 表 2 2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 2 2 4 主減速器圓柱齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 一 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù) 28 3min140 9 64 irnNTkwP 兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器 高速級(jí)常用斜齒輪 則設(shè)計(jì)第一傳動(dòng)所用齒輪為 斜齒圓柱齒傳動(dòng) 1 選定齒輪的精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 1 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器 轉(zhuǎn)速不高 故選用 7 級(jí)精度 GB10095 88 2 材料及熱處理 由參考文獻(xiàn) 2 選擇小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大齒輪材料 為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為 240HBS 二者材料硬度差為 40HBS 3 試選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)21 Z 取6 78 312 iZ72 Z 4 選取螺旋角 初選螺旋角 22 2 按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按參考文獻(xiàn) 2 式 10 21 計(jì)算 即 21312 tHEtdKTZu 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 試選 Kt 1 6 2 由參考文獻(xiàn) 2 知選取區(qū)域系數(shù) ZH 2 433 3 由參考文獻(xiàn) 2 知選取齒寬系數(shù) d 1 4 由參考文獻(xiàn) 2 知查得 60 187 07 02121 則 5 小齒輪轉(zhuǎn)距 23 90 N mm1T 3 6 由由參考文 2 查得材料的彈性影響系數(shù) 12EZ89 aMp 7 由參考文獻(xiàn) 2 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim160HaP 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim250HaP 由參考文獻(xiàn) 2 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大lim1Ha 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim2HaM 8 由參考文獻(xiàn) 2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9160140 3801 6 20IhNnjL 992 8 3 9 由參考文獻(xiàn) 2 查得接觸疲勞壽命系 91 08 021 HNHNK 10 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 由參考文獻(xiàn) 2 得 MPaSKHN528608 1lim1 H 9 2li2 MPaaHH 25 1425 082 1 2 計(jì)算 1 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 有計(jì)算公式得1tdmdt 40 3625 489328 946 1023331 2 計(jì)算圓周速度 ssmnvt 7 01 01 3 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) nt25 841 03641 96 96 2cos0 3cos854111 hbmmZdbttt 4 計(jì)算縱向重合度 427 1tan183 0tan 1 Zd 5 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知載荷平穩(wěn) 由參考文獻(xiàn) 2 選取使用系數(shù)取 AK 根據(jù) 7 級(jí)精度 由參考文獻(xiàn) 2 查得動(dòng)載系數(shù) 由表smv4 2 10 v 10 4 查得 的計(jì)算公式和直齒輪的相同H 故 05 1K 由參考文獻(xiàn) 2 查得 1 35F 由表 10 3 查得 故載荷系數(shù) 4H 16 20 vAK 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 由參考文獻(xiàn) 2 得 mKdtt 809 356 1240 31 7 計(jì)算模數(shù) Zmn 17 22cos5 cos1 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn) 2 213cos FaSndKTYZ 1 確定計(jì)算參數(shù) 1 計(jì)算載荷系數(shù) 079 235 140 1 FvA 2 根據(jù)縱向重合度 從參考文獻(xiàn) 2 查得螺旋角影響系數(shù) 27 Y 0 88 3 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 86 72cos1 93321 Zvv 4 查取齒型系數(shù) 由參考文獻(xiàn) 2 查得 815 2 FaY2 FaY 5 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由參考文獻(xiàn) 2 查得 47S681S 6 由參考文獻(xiàn) 2 查得小齒輪的彎曲疲勞極限 大齒輪的彎10FEaMP 曲疲勞極限 2380FEaMP 7 由參考文獻(xiàn) 2 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 82 1 FNK85 2 FN 8 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S 1 4 由文獻(xiàn) 2 式 10 12 得 MPaaSKFENF 71 2304 1850 8 9 22211 9 計(jì)算大 小齒輪的 并加以比較 aSFY 0172 2368 4 95121 FSaFY 大齒輪的數(shù)值大 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmn 39 1072 60 182cos9 07 323 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒跟彎曲疲勞n 強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 取 已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度 但為了同時(shí)滿(mǎn)足接 5nm 觸疲勞強(qiáng)度 需按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑 40 25mm 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的1d 齒數(shù) 于是由 03 25 1cos8093cos1 nmdZ 取 22 則 取 72 1 6 7212i 2Z 4 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算中心距 mZan 74 92cos5 1cos21 將中心距圓整為 100mm 2 按圓整后的中心距修正螺旋角 37 5021 7arcos2arcos1 mZn 因 值改變不多 故參數(shù) 等不必修正 K HZ 3 計(jì)算大 小齒輪的分度圓直徑 mmZdn 28 159 37 02cos 21 4 計(jì)算齒輪寬度 mm4 8 51 bd 圓整后取 B402 51 二 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù) 84 3min029 1 76523 irnNTkwP 1 選定齒輪的類(lèi)型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 1 按圖 2 所示的傳動(dòng)方案 選用直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng) 2 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器 轉(zhuǎn)速不高 故選用 7 級(jí)精度 GB10095 88 3 材料及熱處理 選擇參考文獻(xiàn) 2 表 10 1 小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大 齒輪材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為 240HBS 二者材料硬度差為 40HBS 4 試選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 取173 Z 58 72184 324 Zi Z2 78 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按參考文獻(xiàn) 2 式進(jìn)行試算 即 3 211 HEdt ZuKTd 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 試選 Kt 1 3 2 由參考文獻(xiàn) 2 選取齒寬系數(shù) d 1 3 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距 mNT 1064 71 4 由參考文獻(xiàn) 2 查得材料的彈性影響系數(shù) 12EZ89 aMp 5 由參考文獻(xiàn) 2 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim160HaMP lim250HaP 6 由參考文獻(xiàn) 2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 163 038 102 439 hjLnN25 8 5 7 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 19 查得接觸疲勞壽命系 97 095 021 HNHNK 8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 由參考文獻(xiàn) 2 式 10 12 得 MPaSKHN570695 0 1lim1 H 37 2li2 2 計(jì)算 1 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 有計(jì)算公式得1td3211 HEdt ZuKTd m507 63 58194 2306 72 3 2 2 計(jì)算圓周速度 ssndvt 2 1106 106 3 計(jì)算齒寬 b mtd57 3 1 4 計(jì)算齒寬與齒高之比 h 模數(shù) Ztt 25 170 63 齒高 mmht 06 25 06 b 5 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知載荷平穩(wěn) 由參考文獻(xiàn) 2 表 10 2 選取使用系數(shù)取 1AK 根據(jù) 7 級(jí)精度 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 8 查得動(dòng)載系數(shù)smv20 1 3 直齒輪 FHK 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 4 用插值法查得 7 級(jí)精度 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置時(shí) 423 1 由 查參考文獻(xiàn) 2 圖 10 13 得 故載荷系89 hb423 1 HK37 1 FK 數(shù) 46 123 0 vA 6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 由參考文獻(xiàn)式 10 10a 得 mKdtt 103 63 1507 631 7 計(jì)算模數(shù) mZdm2 0 631 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn) 2 式 10 5 321 FSadYZKT 1 計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 由參考文獻(xiàn) 2 中圖 10 20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501 大齒輪的彎曲疲勞極限 MPaFE3802 2 由參考文獻(xiàn) 2 圖 10 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 8 1FNK 86 0 FNK 3 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S 1 4 由參考文獻(xiàn) 2 式 10 12 得 MPaaSKFENF 43 24 13806 57 52211 4 計(jì)算載荷系數(shù) 1 7 FvA 5 查取齒型系數(shù) 由參考文獻(xiàn) 2 表 10 5 查得 80 2 FaY29 Fa 6 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由文獻(xiàn) 2 表 10 5 查得 51S71S 7 計(jì)算大 小齒輪的 并加以比較 FaSY 0169 43 279 5 0821 FSaFY 大齒輪的數(shù)值大 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm2 0169 201 9 34 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) m 大于由齒跟彎曲疲 勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度 的承載能力 而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑 即模 數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān) 可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2 22 并就近圓整為標(biāo) 準(zhǔn)值 并按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑 66 10mm 算出m5 2 1d 小齒輪齒數(shù) 4 17 0613dZ 取 17 則 取 78 3 84 7 324 Zi 4Z 4 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算大 小齒輪的分度圓直徑 mmZd17625 843 2 計(jì)算中心距 a043 3 計(jì)算齒輪寬度 mm813 db 則取 mB2451 小結(jié) 項(xiàng)目 d mm z mn mm B mm 材料 旋 向 齒輪 1 35 809 22 45 40Gr 左 旋 高 速 級(jí) 齒輪 2 159 28 72 1 5 40 37 502 45 鋼 右 旋 齒輪 3 65 17 45 40Gr低 速 級(jí) 齒輪 4 185 78 2 25 38 45 鋼 表 2 3 2 2 5 主減速器軸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 齒輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)列于下表 級(jí)別 高速級(jí) 低速級(jí)1Z 22 722 17 78mn 1 5 2 25 mmt 2 25 2 25 37 502 0n 2 ah 1 齒寬 mm 451 B02 451 B382 表 2 4 一 高速軸的設(shè)計(jì) 已知參數(shù) kwP60 3 min140rn mNT 1039 24 1 求作用在齒輪上的力 因已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為 Zmdt 952 11 而 NF NdTtantrt 298 37 502ta18946costncos189 3509241 圓周力 徑向力 及軸向力 的方向如圖 3 所示 trF 5 2 R1R1 6H7k6ABCD 圖 3 高速軸結(jié)構(gòu)圖 2 初步確定軸的最小直徑 先按參考文獻(xiàn) 2 式 15 2 初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表 15 3 取 于是得120 AmnPAd2 15406 31230min 高速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 圖 4 為了使所選 d 的軸 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng) 需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào) d 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距 查參考文獻(xiàn) 2 表 14 1 考慮到轉(zhuǎn)距變化很 TKAca 小 故取 則3 1A mNTKca 3107 0924 按照計(jì)算轉(zhuǎn)距 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)距條件 查參考文獻(xiàn) 1 標(biāo)準(zhǔn)ca GB T5014 2003 選用 LX1 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 其公稱(chēng)轉(zhuǎn)距為 250000N mm 半聯(lián)軸器的孔徑 故取 半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L 42mm 半md16 d16 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 mL301 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 擬定軸上零件的裝配方案 如圖 4 2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1 為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位要求 軸段右端需制出一軸肩 故取 段的直徑 左端用軸端擋圈定位 按軸端直徑取擋圈直徑md19 D 22mm 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 為了保證軸端擋圈只壓在mL301 半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上 故 段長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些 現(xiàn)取 l28 2 初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用 故選用單列 圓錐滾子軸承 參照工作要求并根據(jù) 由軸承產(chǎn)品目錄中初步選md19 取 0 基本游隙組 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30205 其尺寸為的 故 mTDd25 1625 25 3 由于齒根圓到鍵槽底部的距離 為端面模數(shù) 所以把齒輪做在te t 軸上 形成齒輪軸 參照工作要求并根據(jù) 左端滾動(dòng)軸承與軸md 之間采用套筒定位 故選 同理右端滾動(dòng)軸承與軸之間也采用套d31 筒定位 因此 取 m 4 軸承端蓋的總寬度為 20mm 由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定 根 據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求 取端蓋的外端面與半聯(lián) 軸器右端面間的距離 故取 l30 l50 5 已知高速級(jí)齒輪輪轂長(zhǎng) b 45mm 做成齒輪軸 則 ml45 6 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a 16mm 圓柱齒輪與圓柱齒輪之間的距離為 c 20mm 考慮到箱體的鑄造誤差 在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí) 應(yīng)距箱體內(nèi)壁一 段距離是 s 取 s 8mm 已知滾動(dòng)軸承寬度 T 16 25mm 低速級(jí)大齒輪輪轂長(zhǎng) L 70mm 套筒長(zhǎng) 則mL20 mLTlsacl 25 36 025 16 4894 071 至此 已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 3 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接 半聯(lián)軸器與軸連接 按 由參數(shù) d 文獻(xiàn) 2 表 6 1 查得平鍵截面 鍵槽用鍵槽銑刀加工 長(zhǎng)為mhb5 25mm 同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性 故選擇半聯(lián)軸器與 軸配合為 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的 此處選軸的6KH 直徑尺寸公差為 m6 4 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考參考文獻(xiàn) 2 表 15 2 取軸端倒角為 各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖 458 0 3 4 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 圖 3 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖 4 在確定軸承的支點(diǎn)位 置時(shí) 應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值 對(duì)于 30205 型圓錐滾子軸承 由參考文獻(xiàn) 1 中查 得 a 12 5mm 因此 作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 根據(jù)軸的mL5 19232 計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎距圖和扭距圖 圖 4 圖 4 高速軸彎距圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎距圖和扭距圖中可以看出截面 c 是軸的危險(xiǎn)截面 現(xiàn) 將計(jì)算出的截面 c 處的 的值列于下表 參看圖 4 HMV及 表 5 載 荷 水平面 H 垂直面 V 支 反 力 F N 310 N8792H NFV148 29 彎 距 M m 4mMV 0531N62 總 彎 距 4805349821 m69122 扭 距 T N 5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí) 通常只校核軸上承受最大彎距和扭距的截面 即危險(xiǎn)截面 c 的 強(qiáng)度 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 式 15 5 及上表中的數(shù)據(jù) 以及軸單向旋轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)切 應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 取 軸的計(jì)算應(yīng)力6 0 MPaWTMca 9 1831 2948221 前已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由參考文獻(xiàn) 2 表 15 1 得 因此 故安全 MPa60 1 1 ca 二 中速軸的設(shè)計(jì) 已知參數(shù) kw5 3 min02 439rn mNT 1064 7 1 求作用在齒輪上的力 因已知中速軸小齒輪的分度圓直徑為 Zdt 5 13 而 NF Tntrt 1032ta837a87604213 由受力分析和力的對(duì)稱(chēng)性 則中速軸大齒輪的力為 Nt892 r42Fa98 圓周力 徑向力 及軸向力 的方向如圖 5 所示 tr 12 8 56 R H7nABCDmm 3 圖 5 中速軸結(jié)構(gòu)圖 2 初步確定軸的最小直徑 先按參考文獻(xiàn) 2 式 15 2 初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表 15 3 取 于是得120 AmnPAd 9 2381 3650230min 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 擬定軸上零件的裝配方案 如圖 4 2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1 初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用 故選用單列 圓錐滾子軸承 參照工作要求并根據(jù)軸的最小直徑 由軸承產(chǎn)品目錄中初步 選取 0 基本游隙組 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30207 其尺寸為的 故 mTDd25 18735 md35 2 取安裝小齒輪處的軸段 的直徑 齒輪的左端與左軸承之9 間采用套筒定位 已知齒輪輪轂的寬度為 70mm 為了使套筒可靠地壓緊齒輪 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度 故取 齒輪右端采用軸肩定位 軸肩l6 高度 h 0 07d 故取 h 3 5mm 則軸直徑 md4 3 取安裝大齒輪處的軸段 的直徑 齒輪的右端與右軸承之0 間采用套筒定位 已知齒輪輪轂的寬度為 40mm 為了使套筒可靠地壓緊齒輪 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度 故取 齒輪左端采用軸肩定位 取l37 h 3mm 與小齒輪右端定位高度一樣 4 取小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 由齒輪對(duì)稱(chēng)原則 大齒輪距箱體ma16 內(nèi)壁的距離為 齒輪與齒輪之間的距離為a5 8 40 2162 c 20mm 考慮到箱體的鑄造誤差 在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí) 應(yīng)距箱體內(nèi)壁一 段距離是 s 取 s 8mm 已知滾動(dòng)軸承寬度 T 18 25mm 則 masTl mcsl 75 4 35 182 3740 5521 2 6 至此 已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 3 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接 按 由參數(shù)文獻(xiàn) 2 表 6 1 查得平鍵截 d 面 鍵槽用鍵槽銑刀加工 長(zhǎng)為 56mm 同時(shí)為了保證齒輪mhb812 與軸配合有良好的對(duì)中性 故選擇齒輪與軸配合為 同理 由參數(shù)文獻(xiàn) 2 表6nH 6 1 查得平鍵截面 鍵槽用鍵槽銑刀加工 長(zhǎng)為 32mm 同時(shí)hb812 為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性 故選擇齒輪與軸配合為 滾動(dòng)軸6n 承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的 此處選軸的直徑尺寸公差為 m6 4 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考參考文獻(xiàn) 2 表 15 2 取軸端倒角為 各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖 452 5 4 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 圖 5 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖 6 在確定軸承的支點(diǎn)位 置時(shí) 應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值 對(duì)于 30207 型圓錐滾子軸承 由參考文獻(xiàn) 1 中查 得 a 15 5mm 因此 作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 根據(jù)mL5 189321 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎距圖和扭距圖 圖 6 圖 6 中速軸彎距圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎距圖和扭距圖中可以看出截面 B 和 C 是軸的危險(xiǎn)截面 現(xiàn)將計(jì)算出的截面 B 和 C 處的 的值列于下表 參看圖 6 MVH 及 表 6 載 荷 水平面 H 垂直面 V 支反 力 F NN281 N79H NFV7031 62 彎距 M m 1N 30249 mMV 581N032 V 79 總彎 距 m 851378221 N7091063492 M 22 扭距 T N 5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí) 通常只校核軸上承受最大彎距和扭距的截面 即危險(xiǎn)截面 c 的 強(qiáng)度 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 式 15 5 及上表中的數(shù)據(jù) 以及軸單向旋轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)切 應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 取 軸的計(jì)算應(yīng)力6 0 MPaWTMca 32221 41 9037 Pa8 5 前已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由參考文獻(xiàn) 2 表 15 1 得 因此 故安全 P60 1 1 ca 三 低速軸的設(shè)計(jì) 已知參數(shù) kw39 min43 27rn mNT 10 293 1 求作用在齒輪上的力 受力分析和力的對(duì)稱(chēng)性可知 NFt2837 r103 圓周力 徑向力 的方向