轎車長安汽車主減速器和差速器設(shè)計含4張CAD圖

轎車長安汽車主減速器和差速器設(shè)計含4張CAD圖,轎車,長安,汽車,減速器,差速器,設(shè)計,CAD 長安汽車主減速器和差速器設(shè)計 Changan Automobile Main Reducer 摘 要 本篇本科畢業(yè)論文主要討論并計算長安汽車主減速器和差速器機械傳動部分的設(shè)計計算，最后對其進行三維建模,以驗證了主減速器和差速器的工作原理和機械齒輪傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性。通過對汽車主要參數(shù)的分析，通過相關(guān)的經(jīng)驗公式，計算出設(shè)計主減速器和差速器的基本參數(shù),并對其進行相應(yīng)的設(shè)計載荷計算和校核,最終采用了Solid Works軟件包對減速器和差速器進行了三維建模。然后該軟件包將生成相應(yīng)的二維工程圖。裝配完成后,將模擬最大的齒輪和差動平方量來證明差速器的原理。 關(guān)鍵詞：solid works三維建模；主減速器；差速器  Abstract This topic introduces the design and modeling method of the main gearbox and differential gearbox of the car, discusses the structure and dealing principle of the pinion and ring gear case and main gearbox of the automotive designs and strength checks the differential gearbox and main gear case of the automobile by analyzing and conniving the legendary main parameters of the automobile, and uses solid works to model the main gearbox and differential gearbox in 3D, after which the software generates the corresponding 2D engineering drawings. After completing the assembly, the motion simulation of the main gearbox and differential gearbox was performed to demonstrate the principle of differential casing. Keywords: solid works 3D modeling, automotive main shell and differential  目 錄 一、緒論 1 1.1課題研究的背景及意義 1 1.2主減速器概述 2 1.3差速器概述 3 1.4國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 5 1.4.1國外減速器現(xiàn)狀 5 1.4.2國內(nèi)減速器現(xiàn)狀 6 1.5發(fā)展趨勢 7 1.6課題研究的主要內(nèi)容 7 1.7課題研究的重難點以及解決方法 8 二、長安汽車主要參數(shù)與主減速器、差速器的結(jié)構(gòu)選型 9 2.1長安汽車的主要參數(shù) 9 三、主減速器設(shè)計及主要參數(shù)選擇和計算 11 3.1 主減速器形式與輪齒類型的選擇以及支撐方案的選擇 11 3.2 主減速器齒輪計算載荷的確定 11 3.2.1按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和變速箱最低檔傳動比確定從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 11 3.2.2 按驅(qū)動車輪的計算轉(zhuǎn)矩和打滑轉(zhuǎn)矩確定主減速器從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 12 3.2.3按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來確定從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 12 3.3主減速器齒輪傳動設(shè)計 13 3.3.1主從動輪錐齒輪基本參數(shù)選擇（z1，z2 ） 13 3.3.2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計【16】 13 3.3.3按齒根彎曲強度設(shè)計 15 3.3.4按變速器一檔齒輪設(shè)計 18 3.4差速器行星齒輪與半軸齒輪主要參數(shù)選擇和計算 22 3.4.1行星齒輪數(shù)目的選擇 22 3.4.2行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 22 四、主減速器與差速器的三維實體建模 25 4.1主減速器和差速器三維建模分析與建模思路 25 4.2單級直齒錐齒輪主減速器和差速器相關(guān)參數(shù)的計算 26 4.3基于solid works建立汽車單級主減速器三維模型的步驟 27 4.3.1單級直齒錐齒輪主減速器建模的理論知識 27 4.3.2單級直齒錐齒輪主減速器主從動錐齒輪三維建模 28 4.4基于solid works前置前驅(qū)汽車差速器的三維建模 44 4.5單級直齒錐齒輪主減速器和差速器外殼的建模 53 4.5.1單級直齒錐齒主減速器外殼的建模【23】 53 4.5.2差速器外殼的建模 54 致謝 55 參考書目 56 IV 一 緒論 1.1課題研究的背景及意義 汽車的誕生已經(jīng)有一個多世紀了,隨著社會的快速發(fā)展,汽車的購買和使用越來越頻繁,汽車成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?。?jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的相關(guān)調(diào)查,僅在2018年一年的時間里,中國本地的乘用車銷總量就已經(jīng)達到了2371萬余輛,連續(xù)十年成為全球最大的乘用車市場,中國已經(jīng)連續(xù)十年成為世界銷量第一的國家。預(yù)計2019年將上升到2800萬輛。伴隨著汽車高銷量和高使用率的趨勢,汽車排放的尾氣已經(jīng)成為當前全球變暖的主要原因,在監(jiān)管和市場力量的推動下,過去幾十年來汽車面臨的嚴格的性能、排放和燃油經(jīng)濟性標準(如歐洲的ACEA標準、排放交易政策等),使得汽車行業(yè)的創(chuàng)新和改革變得十分迫切。根據(jù)我國關(guān)于發(fā)展新型汽車產(chǎn)業(yè)和加強節(jié)能減排事項的戰(zhàn)略決策,為了可以減輕我國本土的化石燃料的污染，為2060年我國境內(nèi)實現(xiàn)碳中和做出努力,我國現(xiàn)階段將大力推動汽車產(chǎn)業(yè)從普及化石能源汽車向著新能源汽車轉(zhuǎn)型,以促進汽車領(lǐng)域和資源的可持續(xù)發(fā)展。這項戰(zhàn)略舉措不僅將加速中國汽車工業(yè)的發(fā)展, 它可能會培育新的經(jīng)濟過程點并激發(fā)中國的能力,從而增強中國汽車工業(yè)在國際上的競爭優(yōu)勢和競爭力。電力系統(tǒng)。新能源汽車是指使用新動力系統(tǒng)由清潔能源(例如電,氣等)驅(qū)動的車輛。近期能源驅(qū)動型汽車的創(chuàng)新和發(fā)展可能成為中國汽車行業(yè)最關(guān)鍵的戰(zhàn)略。 主減速器和差速器是汽車中必不可少的關(guān)鍵性部件，主減速器的作用是將汽車變速箱所傳遞出的動力在車軸內(nèi)重新分配。差速器的功能是使發(fā)動機的速度與車輪的實際速度相協(xié)調(diào),并可用于最大限度地提高電動機的性能,同時差速器的性能也可以直接影響到整車的能力表現(xiàn)。顯然,差速器技術(shù)創(chuàng)新是中國汽車事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。目前,中國的主要汽車制造商和一些分析機構(gòu)正在積極開展變速器結(jié)構(gòu)和性能的基本創(chuàng)新技術(shù)分析和開發(fā)工作,并努力研發(fā)并可以實際應(yīng)用到汽車領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。 本篇畢業(yè)論文通過對汽車主減速器和差速器資料的收集，在本科學習的理論基礎(chǔ)上對汽車主減速器和差速器的學習并對其做最基礎(chǔ)的設(shè)計,在其基礎(chǔ)上對汽車重要零件進行強度的計算校核和分析等,可以更好的學習和掌握汽車重要部件的外觀設(shè)計和計算以及批量分析某些相關(guān)的信息的能力;強化了我對機械專業(yè)所學知識的綜合應(yīng)用,讓我對本科專業(yè)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識有了更加清晰的理解和鞏固,培養(yǎng)了我對機械設(shè)計的基本技能的研究和單獨收集資料和處理問題的能力。 1.2主減速器概述 主減速器（如圖1.1）是一臺可以改變驅(qū)動軸內(nèi)扭矩和速度的機器。其基本功能是將變速箱輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)的降低轉(zhuǎn)速。主變速箱的傳動結(jié)構(gòu)由一對或幾對減速齒輪組成。當汽車正常運行時,發(fā)動機轉(zhuǎn)速一般在2000至3000r/min左右【1】【20】。 圖1.1 主減速器結(jié)構(gòu)圖 如果僅靠變速器來降低高速,那么變速器內(nèi)齒輪的傳動幅度關(guān)系就必須很大,而且齒輪的傳動幅度關(guān)系越大,2個齒輪的半徑幅度關(guān)系就越大,換句話說,變速器的尺寸就越大,齒輪箱的尺寸也會越大。此外,速度降低,力也不可避免地增加,這將增加殼體的傳動負荷,也將增加殼體的機構(gòu),所以需要在差速器之前加上另一個機械件，主減速器。 汽車減速器的存在有其下兩個總要作用,其主要作用是增大轉(zhuǎn)矩減小轉(zhuǎn)速并可以改變轉(zhuǎn)矩的扭轉(zhuǎn)方向。第二是充當變速器的延伸部分,以提供具有齒輪之間共同的定量關(guān)系的傳動比。 眾所周知變速器的輸出的轉(zhuǎn)矩是繞縱向軸線旋轉(zhuǎn),而車輪向前滾動則需要繞橫軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩,所以就需要一個裝置來改變動力傳輸?shù)姆较颍褪侵鳒p速器,就是因為該設(shè)備與其相連的部件的定量關(guān)系是一個整體定量關(guān)系,也就是說,無論變速器處于什么檔位上,這個裝置的傳動比都和汽車的總傳動比的一個相對確定的定量關(guān)系。有了這個比例,設(shè)計者可以降低變速器對汽車的減速能力的要求,從而有效減小變速器的尺寸,使得汽車的真題配置更加的合理，也可以使得汽車的總體尺寸的質(zhì)量有所減少。 降低轉(zhuǎn)速并增加轉(zhuǎn)矩是主減速器在汽車驅(qū)動橋中所扮演的一個搞重要角色。根據(jù)本科所學理論知識我們不難知道,有汽車的功率計算可以確定了發(fā)動機的輸出功率（即利用公式功率=扭矩*速度可以計算得出）,由于主變速器輸出的轉(zhuǎn)速會通過主減速器降下來,而這時減速器的輸出軸就會得到一個比變速器輸出轉(zhuǎn)矩更高的轉(zhuǎn)矩,以此獲得一個更大的驅(qū)動力。同時,汽車的大多數(shù)情況下還具有調(diào)整動力輸出方向的性能,實現(xiàn)左、右輪的差速或中、后軸的差速。 1.3差速器概述 《汽車構(gòu)造》本科教材的理論知識，我們指導(dǎo)汽車在正常行駛過程中，車輪相對于路面的運動僅可以分為滾相對滾動、相對滑動。其中車輪與路面之間的相對滑動又可以分為邊滑邊轉(zhuǎn)和車輪相對于路面只做滑動。當汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，內(nèi)外2側(cè)車輪中心在同一時刻所作出的位移是顯然不一樣的，即外側(cè)車輪的位移要大于內(nèi)側(cè)車輪的位移，所以可以簡單的做出分析，要使得汽車可以正常的轉(zhuǎn)彎，其內(nèi)側(cè)的車輪必然要做邊滾動邊滑轉(zhuǎn)的運動。同樣汽車行駛在顛簸的道路上時，也是一樣的道理，兩側(cè)車輪實際位移過的距離也不相等。即使路面平滑，但由于車輪車胎的內(nèi)壓的不盡相同，所以行駛中的車輪依然會出現(xiàn)上述的狀況。因此，為了確保汽車在正常行駛過程中，兩側(cè)的車輪盡量不發(fā)生滑動，在汽車的構(gòu)造上，必須保證汽車的各個驅(qū)動輪在不同情況下都可以能夠用不同的轉(zhuǎn)速運動。 如果只有減速器，減速器的輸出軸只有一根，也就是說汽車的驅(qū)動橋在只有主減速器的情況下，它的輸出軸帶給兩側(cè)驅(qū)動輪的只能是相等的角速度，為了可以使得兩側(cè)的驅(qū)動輪可以在轉(zhuǎn)彎或是在不平路面，其都可以以不同的角速度轉(zhuǎn)動，也就是說在上述情況下，車輪只做純滾動運動，這時我們就必須在主減速器之后添加上另一個機械件，差速器。這樣的差速器可以形象的稱其為輪間差速器。 差速器的設(shè)計必須滿足一個要求n1+n2=2n0，也就是兩側(cè)的驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速（也是第四章所建模的半軸齒輪軸的轉(zhuǎn)速）之和是差速器殼體轉(zhuǎn)速的兩倍。這時，一旦汽車發(fā)生轉(zhuǎn)彎,差速器兩側(cè)的半軸齒輪的轉(zhuǎn)速時不同的,內(nèi)輪速度降低,外輪轉(zhuǎn)速上升【1】【2】。 圖1.2 差速器 差速器的最基本的作用是在汽車轉(zhuǎn)彎或是在其他要使得兩側(cè)驅(qū)動輪曲線位移不同時，汽車可以借助差速器內(nèi)的行星齒輪實現(xiàn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使得汽車兩側(cè)車輪可以相對于路面做純滾動運動。 這種作用是差速器最簡單,最基本的，實現(xiàn)這種功用的差速器被稱為輪間差速器,此外還有安裝在各個驅(qū)動橋之間的軸間差速器，當車輪與路面附著條件較差時所安裝的防滑差速器等 【1】【7】。 1.4國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 主變速箱是變速箱和驅(qū)動軸之間的獨立的閉合傳動裝置,是一種精密機械。利用它達到降低輸出軸轉(zhuǎn)速而增加輸出軸轉(zhuǎn)矩的目的,以滿足汽車的各種工作需要。 汽車主減速器主要由減速器外殼、機械傳動所需要的齒輪，軸以及軸承。可以將減速器分為以下三部分： 1?齒輪、軸及軸承的配合； 2?主減速器箱體：主減速器殼體主要用來保證差速器齒輪以及主減速器齒輪能在一個密閉的環(huán)境中工作,以提高傳動系壽命、保障傳動平穩(wěn),另外主減速器殼體還要給差速器與主減速器齒輪提供支撐,使其能夠穩(wěn)定、平穩(wěn)工作。箱體是減速器必不可少的一部分。它是減速器傳動元件的基礎(chǔ), 因此它必須具有足夠的強度和剛度。 3?減速器附件：為了確保主減速器可以正常運行并盡可能延長主減速器的使用壽命,主要對其機械傳動部分的齒輪、軸、軸承進行必要的潤滑和防護，必須考慮到軸與軸承間潤滑脂的填充，減速器的油池中潤滑油的體積, 軸承座蓋和軸承座的拆卸維護，軸承和軸上零件的精確定位,適時的更換輔助組件。減速器的主要種類有：齒輪減速器，齒輪減速器，齒輪減速器和套件減速器。 1.4.1國外減速器現(xiàn)狀 減速器日常的工業(yè)生產(chǎn)中都有著極為廣泛的應(yīng)用，在機械制造和應(yīng)用領(lǐng)域更是扮演者不可或缺的角色。當前市場上所存在的減速器普遍都有著體積大、重量重的、傳動定量關(guān)系太大、機械效能太低的劣勢。 德國,丹麥和日本地區(qū)的機組研發(fā)的減速器處于世界領(lǐng)先地位,特別是在材料處理和制作工藝方面，所用的技術(shù)遠超我國現(xiàn)有的制造水平。這些國家設(shè)計制造的減速器，工作可靠,使用壽命長，運動平穩(wěn)性高。但由于減速器的傳動部分仍然是軸齒輪機械傳動,并且在體積和重量方面并無明顯的降低,機械效能低的關(guān)鍵問題尚未得到有效解決。 日本住友重工業(yè)公司開發(fā)的solfa高精度減速機,以及美國的艾倫牛頓公司開發(fā)的XY類減速機,在傳輸原理和結(jié)構(gòu)上彼此相似,而區(qū)域機組是世界上最廣泛使用的減速機，它們是當今世界上最先進的齒輪減速器。目前，這些企業(yè)在不斷提高的材料處理方式和制作工藝之外,還在不斷地對現(xiàn)有的機械傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)進行了更為深刻的研究。這是一個簡單的道理，他們明白只有這樣減速器的發(fā)展更上一個臺階。在相同的時間,減速器的結(jié)構(gòu)以及電動機也是一種蓬勃發(fā)展的類型,并取得了結(jié)構(gòu)形式的普及和動力型號商品的普及。目前,對超小型減速器的分析結(jié)果似乎還不是很明顯。在醫(yī)學、應(yīng)用科學和人工智能領(lǐng)域內(nèi),小型電動機已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。分子電動機的最新發(fā)展在美國和荷蘭,其結(jié)構(gòu)尺寸已達到納米范圍,如果可以輔以納米還原劑,其應(yīng)用前景將非常廣闊。 1.4.2國內(nèi)減速器現(xiàn)狀 國內(nèi)現(xiàn)存的減速器主要還是以齒輪傳動、蝸桿傳動等普通的機械結(jié)構(gòu)傳動為主,但通常都存在著傳動功率小,減速器結(jié)構(gòu)尺寸大,重量大,或是傳動比大但機械效能低的缺點。此外,制作減速器零件所用的材料的品質(zhì)和制造工藝上也存在不少缺陷,尤其是在大型的減速器中上訴的缺點則展示的更加明顯,并且這樣的零件使用壽命也很短。在中國使用的大型減速機(功率超過500kw),其中最先進的減速器都來自國外,為此國家和企業(yè)不得不付更多的費用。 1960年,減速器的研發(fā)得到進一步的發(fā)展，擺線驅(qū)動、諧波傳動等減速器研發(fā)成功，這些新型的減速器具有傳動比大,體積小,機械效率高的優(yōu)點,所以他們開始在各行各業(yè)中大量使用。但是,它們?nèi)匀皇艿綑C械傳動理論的限制,這些減速器并不能傳遞太大的功率。由于在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上并沒有太大突破,減速器從根本上仍然無法解決體積大、重量高、機械效率低這些普遍存在的缺陷。十九世紀初,中國出現(xiàn)了一種三環(huán)(齒輪)減速器。這通常是一個外部平面齒輪減速器,它將達到更大的變速箱定量關(guān)系,并具有強大的載荷傳遞能力。它的體積和重量都非常高。它比設(shè)定的軸齒輪減速器小。由于其尺寸和重量比已安裝的軸齒輪減速器的尺寸和重量小,因此減速器的結(jié)構(gòu)不那么復(fù)雜,因此傳動能力更高。得益于減速器的三軸平行結(jié)構(gòu),輸出功率與減速器數(shù)量的定量關(guān)系仍然非常小。輸入軸和輸出軸似乎不在恒定軸上,因此在明智的應(yīng)用中存在一些不便之處。此后,北京科技大學成功地研制出了"內(nèi)平齒減速機",它不僅具有三環(huán)減速機的優(yōu)點,而且對減速機的重量比小，并具有很大的輸出功率,重要的是它的輸入和輸出軸在同一軸上，使得它可以被更為廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域,其制造工藝在國內(nèi)甚至世界都處于領(lǐng)先地位。 1.5發(fā)展趨勢 現(xiàn)階段，減速器的研發(fā)向著大功率,大傳動比,小體積和高機械效率的方向不斷發(fā)展。在這個階段,對減速器的性能要求越來越高,不僅需要長壽命,高性能,而且還要求汽車減速器能在產(chǎn)生很小的噪音條件下長時間的運轉(zhuǎn)。 1. 高水平、高性能。經(jīng)過滲碳或滲氮和淬火、磨齒處理后的齒輪，其承載能力將達到普通零件的4倍以上，其物理性能，使用性也可以得到大幅度的提升; 2. 積木式組合設(shè)計。使得機械零件通用性和互換性提高,在大批大量生產(chǎn)中可以顯著降低生產(chǎn)成本; 3. 形式多樣化，變形設(shè)計多樣化。采用這樣的設(shè)計方式使得主減速器的結(jié)構(gòu)有了很大的變化，現(xiàn)有的主減速器不再拘泥于傳統(tǒng)的底座安裝方式，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上發(fā)展出了了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等多形式的安裝，使得減速器可以使用在更多樣化的場合。 1.6課題研究的主要內(nèi)容 1） 緒論，講述汽車主減速器與差速器的功用及國內(nèi)外發(fā)展的進展情況及發(fā)展趨勢； 2） 汽車的主要參數(shù)； 3） 主減速器，差速器的結(jié)構(gòu)選型； 4） 主減速器減速比的確定； 5） 主減速器三種載荷的計算； 6） 變速器機械傳動齒輪的參數(shù)選擇； 7） 主減速器與差速的三維建模； 8） 主減速器與差速器的裝配。 本文介紹了汽車主變速箱和差動變速箱主要部件的設(shè)計與標定,在計算和3D建模的過程中,差動變速箱和主變速箱的機械結(jié)構(gòu)以及其工作原理都比較好。通過對汽車主要參數(shù)的分析和計算來設(shè)計和計算差速器變速箱和主變速箱的主要部件,并使用實體工程對主變速箱和差速器變速箱進行3D建模,并使用相應(yīng)的2D模型進行建模。工程圖通過軟件自動生成。組裝完成后,對主變速箱和差速箱進行仿真,以證明差速箱的原理。 1.7課題研究的重難點以及解決方法 在當代汽車的發(fā)展中,對主減速器的要求不僅僅是降速增矩、機械效能的提高,而且隨著人們生活水平的提高，噪音性能也成為制造汽車主減速器的關(guān)鍵指標。 減速器的噪聲源主要來自于主、從動齒輪的嚙合碰撞和傳動軸與軸承的相對滑動,它的強弱取決于齒輪輪齒的加工方法、制作工藝和零件安裝的精確度。與傳統(tǒng)的加工技術(shù)完全不同,采用磨齒工藝,并使用合適的磨削方法可以有效減少或消除齒類零件在熱處理過程中產(chǎn)生的熱變形。因此,與傳統(tǒng)的加工方法相比較,磨齒工藝可獲得更高的精度和重合性的齒輪。 為了減小驅(qū)動輪的外形尺寸,現(xiàn)在在大多數(shù)主變速箱中都取消了直錐齒輪傳動裝置。從實踐和理論實驗來看,不帶根部切割的螺旋錐齒輪的最小齒數(shù)小于直齒輪的最小齒數(shù)。顯然,在相同的傳動比率并符合制造要求的情況制造減速器時，使用螺旋錐齒輪傳動裝置,比使用普通齒輪更緊湊,操作更平穩(wěn),噪音更低。 二 長安汽車主減速器、差速器的結(jié)構(gòu)選型 長安汽車是一款發(fā)動機前置的前輪驅(qū)動的轎車。由于本次設(shè)計是以長安汽車某型號家用轎車為原型，有資料表明該車的整套動力系統(tǒng)是橫向布置，并且采用的都是質(zhì)量較小、結(jié)構(gòu)較為簡單的傳動部件，所以整車的總體重量小，發(fā)動機輸出功率也較不大。所以，本次設(shè)計的汽車主減速器的主減速比并不需要太大。因此這里根據(jù)其車型，本次設(shè)計將會選用結(jié)構(gòu)簡單、體積和質(zhì)量小且傳動效能較高的單級式主減速器。 對于在行駛在普通城市道路的汽車，行駛路面狀況是十分良好的，其前側(cè)兩個驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)沒有明顯的區(qū)別，且車輪與路面的附著能力較好，因此采用了結(jié)構(gòu)簡單、操作流暢、制造方便的輪間差速器，此種差速器是多種類型中最簡單也是最基本的。 2.1長安汽車的主要參數(shù) 長安汽車基本參數(shù)表（2-1） 類型 數(shù)值 總質(zhì)量/kg 1465 最高車速km/h 205 最大扭矩n*m/rpm 155/3500 車輪滾動半徑/m 0.286 傳動機械系效率 0.89 最大道路阻力系數(shù) 0.472 發(fā)動機最大功率kw/rpm 94/6000 第一檔傳動比 3.550 第二檔傳動比 2.071 第三當傳動比 1.474 第四檔傳動比 1.038 第五檔傳動比 0.844 主減速器的主減速比的大小將會影響主減速器的減速類型、外形尺寸、結(jié)構(gòu)的設(shè)計。所以主減速比的計算時設(shè)計汽車減速器的第一步也是尤為重要一步。汽車主減速比,依據(jù)汽車發(fā)動機的最大功率和變速器最高檔的傳動比選擇。 根據(jù)下述公式和表2-1所提供的數(shù)據(jù)，計算得所設(shè)計汽車主減速器的傳動比i0，i0=3.739. i0=0,377rr×npvamax×?gh 注： rr:車輪滾動半徑?rr=0.286m； np:發(fā)動機最大功率時轉(zhuǎn)速?np=6000r/min； vamax:最高車速?vamax=205km/h； igh:變速器最高檔傳動比?igh=ig5=0.844。  三 主減速器設(shè)計及主要參數(shù)選擇和計算 3.1 主減速器形式與輪齒類型的選擇以及支撐方案的選擇 主減速器按照其進行減速增距的機械傳動的齒輪副的數(shù)目，可分為單級減速主減速器,雙級減速主減速器；按照主減速器傳動比檔數(shù)可以分為單速式主減速器,雙速式主減速器。減速器種類的選擇取決于主減速比的大小,因此取決于車輛性能(例如功率和燃油經(jīng)濟性)所需的驅(qū)動軸下方的離地間隙,并因此取決于驅(qū)動軸的范圍。如果減速器的減速模式只是選擇與最大減少量的定量關(guān)系的尺度一致，在傳統(tǒng)情況下，一旦汽車主減速器的最大減少量的定量關(guān)系，則選擇單級主減速器的減速模式。 單級主減速器的機械傳動方式，考慮到本科學習知識有限，這里選擇使用直齒錐齒輪傳動（懸臂式支撐方式）。 3.2 主減速器齒輪計算載荷的確定 由于汽車行駛后能力傳遞負載的不穩(wěn)定性,因此很難準確地計算出實際齒輪的計算負載。通常,發(fā)動機的最大扭矩是通過以下兩種情況中的較小者來計算的:在變速器的最低傳動比和驅(qū)動輪在良好道路上開始滑動的兩種情況下,作用在主齒輪的從動齒輪上的扭矩中的較小者,在車輛的強度設(shè)計和標定計算中,將計算得出的主變速箱從動齒輪上較小的扭矩用作計算負荷【1】【6】。 3.2.1按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和變速箱最低檔傳動比確定從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tce=Kd×T?max×i1×i0×ηn Tce=1831.072n?m 注： Kd:接離合器的動載系數(shù)Kd=1； Temax:動機最大轉(zhuǎn)矩Temax=155N·m； i0:減速比?i0=3.739； i1:速器一檔傳動比?i1=3.550； N:動橋數(shù)n=1； η:動效率η =0.89。 3.2.2 按驅(qū)動車輪的計算轉(zhuǎn)矩和打滑轉(zhuǎn)矩確定主減速器從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tcs=G2φrrμLb×?LB Tcs=1925.15n?m 注： G1:狀態(tài)下驅(qū)動橋的動載荷G1=7840N； φ:輪與路面的附著系數(shù)φ =0.85； rr:胎滾動半徑?rr=0.286； μ:減速器中從動齒輪到車輪之間的傳動效率和傳動比μjb=0.99，μLb=1。 3.2.3按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來確定從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩? Tjm=Ga×rr?×n×ηfr+fn+fP Tjm=4020.61n?m 注： Ga:車滿載時的總重量?Ga=1465kg； i:主減速器從從動齒輪到車輪之間的總傳動比? i =1； rr:輪胎滾動半徑?rr=0.286； μ:主減速器從動齒輪到車輪之間的總傳動效率? μ =0.99； n:驅(qū)動橋數(shù)n=1； fr:滾動阻力系數(shù)fr=0.015； fh:平均爬坡能力系數(shù)?fh=0.08； fp:汽車性能系數(shù)?fp=0。 3.3主減速器齒輪傳動設(shè)計 設(shè)計方法：通過4年本科階段學習的《機械設(shè)計》和《機械原理》教材所提供的公式及理論，本次設(shè)計將按照主減速器一檔齒輪對減速器進行齒輪設(shè)計，并依次對傳動齒輪進行齒輪齒面接觸疲勞強度、齒輪齒根彎曲疲勞強度設(shè)計及校核【1】【16】，最后比較兩者的計算結(jié)果，確定減速器傳動齒輪的基本參數(shù)。 3.3.1主減速器參與機械傳動的直齒錐齒輪基本參數(shù)選擇（z1，z2 ） 1.齒輪類型，材料及齒數(shù)的選擇 1） 本次設(shè)計選擇使用由一對標準直齒錐齒輪嚙合的機械傳動，齒輪精度選擇7級； 2） 材料選擇：選擇40Cr（調(diào)質(zhì)）作為小齒輪的材料；45鋼（調(diào)質(zhì)）作為大齒輪的材料。 3） 齒輪齒數(shù)Z1 =16，大齒輪齒數(shù)Z2=io×z1 =3.739×16≈60。 3.3.2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計【1】【15】 1） 計算小齒輪分度圓直徑 d1t≥34kHtT1ΦR1-0.5ΦR2U×ZH×zEσH2 d1t≥57.001mm 公式中的各參數(shù)值： a) 選KHt=1.3； b) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=9.55×106P/n，=9.55×106×94/6000 =1.5×106 N?mm； c) 選取齒寬系數(shù)中ΦR=0.3； d) 主減速器傳動比U=z1z2 =3.75； e) 區(qū)域系數(shù)zh=2.5； f) 彈性影響系數(shù)ZE=189.8 MPa1/2； g) 計算直齒錐齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力[σH］ 小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別取σHlim1=1200MPa，σHlim2=1200MPa。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（按壽命10年，每年300天，每天3小時計算）(n1=6000rmin)： N1=60n1jLh=60×6000×1×(10×3×300)=3.24×109； N2=N1u=3024×109/3.3.719=8.67×108； 接觸疲勞壽命系數(shù)取KHN1=0.90，KHN2=0.95;失效概率取1%，安全系數(shù)取S=1，結(jié)合公式計算σH σH=KHN×σHlims σH1=1080Mpa σH2=1140 Mpa 取σH1，σH2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，則σH=1080 Mpa。 2） 計算圓周速度 d1m=d1t1-0.5?R=48.45mm v=π?1mn160×1000 v=15.22ms 3） 計算齒寬b b=d1t×?Ru2+12 b =33.18 mm 齒寬系數(shù)?R=0.3， b=33.18 mm. 4） 計算載荷系數(shù)KH （查《機械設(shè)計》第十章中表格和圖表）確定計算載系數(shù)的相關(guān)參數(shù)：使用系數(shù)KA=1.5；動載系數(shù)KV=1.15；齒間載荷分配系數(shù)Khα=Kfα=1.1。 KH=KA×Kv×Khα×Kfα K=2.08725 按實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： d1=?1t3KKHt （注：KHt=1.3.） d1=66.746mm 計算齒輪模數(shù)m： m=d1z1 m=4.1716 mm 3.3.3按齒根彎曲強度設(shè)計 1. 由公式試算模數(shù)，即 mt≥3kFtT1?R1-0.5?R2×z12U2+1YFaY5ασF mt=4.3210mm 確定公式中各參數(shù)值 a) 初選KFt=1.3 ； b) 計算YFaY5ασF： 由分錐角δ1=tan-11u=14.931°和δ2=90°-14.931°=75.039°，可得當量齒數(shù) Zv1=z1cosδ1=16.56 Zv2=z2cosδ2=232.41 查得Error! Reference source not found.齒形系數(shù)YFα1=3.1、YFα2=2.28；應(yīng)力修正系數(shù)Ysα1=1.48、Ysα1=1.73；小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為σlim1=810MPa、σlim2=810MPa；取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.89、KFN2=0.92；取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4。計算許用應(yīng)力σF： σFI=kFN1σlim1s=514.929Mpa σF2=kFN2σlim2s=532.286 Mpa YFa1Y5α1σF1=0.00891;YFa2Y5α2σF2=0.00741 取大值YFaY5ασF=0.00891。 2. 調(diào)整齒輪模數(shù) 1） 圓周速度v： d1=mz1=67.5mm d1m=d11-0.5?R=57.375 mm v=π?1mn160×1000=18.02mS 2） 齒寬b： b=d1×?Ru2+12 b=39.30mm 3） 計算實際載荷系數(shù)KF 確定計算載系數(shù)的相關(guān)參數(shù)：使用系數(shù)KA=1.5；動載系數(shù)KV=1.15；齒間載荷分配系數(shù)Kfα=1.1；（?d=bd1=0.58≈0.6）查表得Khβ=1.208，所以Kfβ=1.32。 KF=KA×Kv×Kfα×Kfβ=2.5047 4） 按實際載荷系數(shù)計算齒輪模數(shù)m m=mt3kkFt=5.377 比較計算結(jié)果,齒輪模數(shù)取標準值M=5 mm；齒輪的分度圓直徑d1=66.746mm，小齒輪齒數(shù)z1=d1m=14.83。 取z1=14,則大齒輪齒數(shù)z2=uz1=52.5，取z2=53（從齒輪的應(yīng)力循環(huán)考慮，兩個嚙合的齒輪其齒數(shù)應(yīng)互質(zhì)）。 3. 幾何尺寸計算 1) 計算分度圓直徑 d1=z1m=75 mm d2=z2m=285mm 2) 計算分錐角 δ1=arctan1u=14.93° δ2=90°-14.93°=75.07° 3) 計算齒輪寬度 b=?R?1u2+12=40.61mm 取b1=b2=40 mm。 根據(jù)以上對主減速器傳動齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度的計算，得出以下有關(guān)汽車主減速器機械傳動部分設(shè)計結(jié)論：小齒輪齒數(shù)z1=14，大齒輪齒數(shù)z2=53；模數(shù)m=5 mm；壓力角α=20°；變位系數(shù)x1=x2=0；分錐角δ1=14.93°，δ2=75.07°；齒寬b1=b2=40 mm。小齒輪材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪精度為7級。 3.3.4按變速器一檔齒輪設(shè)計 上面使用的設(shè)計計算方法是"機械設(shè)計"和"機械原理"教科書中提到的設(shè)計驗證方法,由與按照理論計算所得到的齒輪尺寸較大,其并不適用于發(fā)動機橫向裝置的前驅(qū)動汽車,這里采用變速器一擋齒輪設(shè)計作為參照設(shè)計主減速器的傳動齒輪。 1） 模數(shù)選擇【1】【14】 在齒輪中心距相似的情況下,齒輪選擇較小的模數(shù),由公式可知齒輪的齒數(shù)會增加,繼而在增加齒輪的接觸線長度,這樣就會增加齒輪嚙合的重合度,還可以減少齒輪產(chǎn)生的噪音嚙合傳動,因此從降低噪音的角度出發(fā)應(yīng)適度降低模量,增加齒寬;而從減小機械總質(zhì)量方面來看,應(yīng)該適當增加齒輪的模數(shù)、削減齒寬。 對于家用車來說,降低噪音非常必要,因此本次設(shè)計會優(yōu)先選擇較小的模數(shù)的傳動齒輪。對于汽車的發(fā)動機排量在1.6以下的家用汽車,其機械傳動部分的齒輪模數(shù)通常在2.5和2.75之間選擇；發(fā)動機排量在0.6到2.5之間時,其機械傳動部分的齒輪模數(shù)通常在2.75到3.00之間選擇。所選模數(shù)的值應(yīng)為每個國家或地區(qū)的標準值。選擇變速箱的模數(shù)時,應(yīng)首選下表的第一系列。? 表3.1??汽車變速器常用齒輪模數(shù)表 (mm) 第一系列 第二系列 1.00 1.75 1.25 2.25 1.50 2.75 2.00 （3.25） 2.50 3.50 3.00 （3.75） 4.00 4.50 5.00 5.50 2） 壓力角選擇 選擇較小的齒輪壓力角時,齒輪嚙合重疊程度較大,但這可能會降低齒輪的剛度,從而增加嚙合齒輪之間的沿接觸線的載荷的不均勻程度,使傳動穩(wěn)定性下降。所以對于要求齒輪的接觸強度高的場合,應(yīng)該選擇較大的壓力角【1】【13】。 從查詢到資料上看,對于普通的家用車而言,為了延長齒輪的重疊度并減少齒輪嚙合產(chǎn)生的噪音,應(yīng)該采取14.5o、15o、16o、16.5o和其他較小的合適的壓力角;對于大型、負載較大的貨運車輛,為了提高汽車機械傳動部分齒輪的承載能力,應(yīng)該選擇25o或22.5o和其他較大的合適的壓力角。對于需要具有較大傳動比的齒輪傳動,應(yīng)該采用更大的壓力角來增加強度。 3） 螺旋角的選擇 注：本次課題中選用直齒錐齒輪單級主減速器的傳動形式，故螺旋角的選用可以忽略。 4） 齒寬系數(shù)的選擇 增加齒寬系數(shù)，齒輪的軸向尺寸會增大，而徑向尺寸會減小。家用車要求要使使傳動裝置的軸向尺寸最小化和減小差速器總質(zhì)量以減小汽車驅(qū)動橋的整體尺寸,這時在保證減速器傳動齒輪接觸強度的前提下，較小的齒寬系數(shù)會是更好的選擇。有時根據(jù)公式來確定齒寬的尺寸,并根據(jù)齒輪模塊的尺寸來確定:螺旋齒輪,取值在6.0-8.5之間,一旦傳動定量關(guān)系很大,則齒寬恒定將用作更大的價格來延長接觸線的長度,減小牙齒表面的接觸應(yīng)力。 5） 齒輪變位系數(shù)選擇 方形變速齒輪主要分為兩類:極變速齒輪和角變速齒輪。極度變速的齒輪嘗試是指使修正常數(shù)為零的齒輪相互嚙合的嘗試。因此,角位移齒輪嘗試是指零位移常數(shù)嚙合的齒輪。 標準齒輪傳動具有設(shè)計簡單，互換性好等一系列優(yōu)點，但在一些特殊場合標準安裝的齒輪傳動就會存在一些使用給限制，如：標準傳動齒輪正常嚙合的必要條件之一便是齒輪的齒數(shù)必須大于等于最小根齒數(shù)，否則會發(fā)生根切現(xiàn)象；其次，標準傳動齒輪只適用于標準中心距的情況（中心距大于標準值，會產(chǎn)生過大的齒側(cè)間隙，小于標準值則無法安裝。 所以為了改善標準齒輪嚙合的不足，要對齒輪進行必要的修正，一些教材中稱之為變?yōu)樾拚?。因此當傳動比較大時,就應(yīng)該選擇較大的變?yōu)橄禂?shù)來獲得高強度的齒輪組合。 齒頂高常數(shù)選擇較小的值,齒輪重疊很小,工作時會產(chǎn)生噪音,這時齒輪的齒面所受的彎曲力矩減小,齒輪齒根的彎曲疲勞強度增加。在齒輪技術(shù)的精度上,不再使用短齒系統(tǒng)齒輪,因此我國規(guī)定的齒頂高系數(shù)可以為1.00。為了使一對嚙合齒輪增加重疊程度,同時相應(yīng)地降低噪音,提高齒根彎曲疲勞強度,一般使用齒頂高系數(shù)大于1.00的高齒細齒系齒輪。一旦使用細齒高系統(tǒng),就必須確保齒的最高厚度不超過0.3米,這樣就不會在齒輪上產(chǎn)生根部割傷和齒頂干擾。目前,這類細高齒制齒輪的齒頂高系數(shù)還沒有統(tǒng)一的規(guī)范。這里取《機械設(shè)計》本科教材中的標準值,齒頂高系數(shù)ha*=1。 綜上所述，本次設(shè)計的單級主減速器的主、從動直齒錐齒輪的主要參數(shù)如表3.2和表3.3所示。對于主減速器主、從動齒輪的其他幾何參數(shù)將在solid works三維建模中通過相關(guān)計算公式加以計算并確定。 表3.2主減速器直齒錐齒輪從動齒輪主要參數(shù) 齒輪參數(shù)類型 數(shù)值 法面模數(shù)（mm） 5 齒數(shù) 53 法面壓力角（°） 20 分錐角（°） 75.07 齒輪寬度（mm） 40 齒頂高系數(shù) 1 頂隙系數(shù) 0.2 法面變位系數(shù) 0 表3.3主減速器直齒錐齒輪主動齒輪主要參數(shù) 齒輪參數(shù)類型 數(shù)值 法面模數(shù)（mm） 5 齒數(shù) 14 法面壓力角（°） 20 分錐角（°） 14.93 齒輪寬度（mm） 40 齒頂高系數(shù) 1 頂隙系數(shù) 0.5 法面變位系數(shù) 0 3.4差速器行星齒輪與半軸齒輪主要參數(shù)選擇和計算 3.4.1行星齒輪數(shù)目的選擇 普通汽車的差速器通常用一對行星齒輪,貨運汽車主要使用四個行星齒輪,一些汽車差速器使用3個行星齒輪。齒輪的球形半徑由小齒輪和冠狀齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)定。小齒輪和冠狀齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸有時取決于齒輪后部的球形半徑。該半徑是齒輪的安裝尺寸,實際上是。在上表示行星齒輪的螺距。差速器的小齒輪和冠輪在某種程度上是差速器強度的象征【1】【11】。通常根據(jù)隨后的化學公式計算出球半徑： Rb=Kb×3Tj=36.09mm 公式中參數(shù)如下： a) Kb: 行星齒輪球半徑系數(shù)=2.52-2.99,對于具有一對行星齒輪和所有越野模型的汽車以及礦車,可以將行星齒輪的球面半徑系數(shù)作為一個較大的值。這里半徑系數(shù)取2.95【1】【15】； b) Tj:計算轉(zhuǎn)矩，在Tce與Tcs中取較小值，即Tj=Tce=1831.072n?m。 差速器行星齒輪球面半徑Rb確定后，可根據(jù)下式選擇合適的行星齒輪的節(jié)錐距： A0=0.98-0.99Rb 這里節(jié)錐距A0取35.50mm。 3.4.2行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了使差速器的傳動齒輪擁有較高的接觸強度，這樣就要使行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)盡量小一些，但一般不應(yīng)該少于10。資料顯示普通家用汽車所用的輪間差速器，普通輪間差速器其半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比一般在1.5至2之間【1】【5】，這使得在本次設(shè)計中，只需確定行星齒輪齒數(shù)，根據(jù)比例計算出半軸齒輪齒數(shù)即可。 當一對行星齒輪和兩個半軸齒輪的差動機械傳動同時嚙合時,行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù)就可以確定。軸齒輪確定后,有必要考慮其四個齒輪之間的關(guān)系。根據(jù)相關(guān)信息,連接到齒輪的小齒輪和齒圈齒輪差速器應(yīng)將左小齒輪和右小齒輪的齒數(shù)之和除以行星齒輪的數(shù)量,因此行星齒輪將在軸上平均分配,否則,將無法正確區(qū)分速度,使得差速器的齒輪無法正確嚙合【1】【8】。 ?這里初步選定行星齒輪的齒數(shù)z1=10，半軸齒輪的齒數(shù)z2=18。 1. 輪間差速器機械傳動部分齒輪模數(shù)以及半軸齒輪節(jié)圓直徑的計算 1） 行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角γ1，γ2的確定： γ1=arctanz1z2=29.0546° γ2=arctanz2z1=60.9464° 2） 圓錐齒輪的大端面模數(shù)m： m=2×A0z1sinγ1= 3.470mm m=2×A0z2sinγ2=3.445mm m取3.4575. 3） 半軸齒輪節(jié)圓直徑d： d=mz2= 62.235mm 4） 壓力角（α）的選擇： 汽車差速器使用的壓力角為22.5o,齒高常數(shù)為0.8。因此,對于輪間差速器的行星齒輪齒數(shù)選擇為12,齒距通常不小于10。因此,如果不切割行星齒輪的齒,則縱橫齒輪的切向校正齒的厚度通常是雙曲線的,行星齒輪的強度以及半軸齒輪的強度是相等的。 綜上所述，我將差速器的行星齒輪、半軸齒輪的主要參數(shù)整理到下表（表3.4）。 表3.4 行星齒輪（左側(cè)）與半軸齒輪（右側(cè)）的主要參數(shù) 參數(shù)類型 數(shù)值 參數(shù)類型 數(shù)值 模數(shù)（mm） 6.35 模數(shù)（mm） 6.35 齒數(shù) 12 齒數(shù) 20 節(jié)錐角（°） 34.287 節(jié)錐角（°） 55.731 齒輪寬度（mm） 12 齒輪寬度（mm） 12 齒頂高系數(shù) 1.0 齒頂高系數(shù) 1.0 頂隙系數(shù) 0.188 頂隙系數(shù) 0.188 變位系數(shù) 0 變位系數(shù) 0  四 主減速器與差速器的三維實體建模 SolidWorks 是美國SolidWorks公司研發(fā)的一款三維CAD軟件,它可以快速建模許多機械結(jié)構(gòu),并且是當今使用最廣泛的三維CAD軟件。它使用恒定數(shù)量特征建模技術(shù)來提供強大的樣式靈活性。外觀方法的整體連接外觀方法的整體連接使設(shè)計人員可以在外觀方法的任何階段切換外觀,同時以極其連續(xù)的方式更改連接零件的外觀參數(shù)【1】【3】。 SolidWorks軟件包以及“今日制造”“麥迪”插件為本次設(shè)計中的主減速器和差速器建模提供了高效經(jīng)濟開發(fā)平臺。利用SolidWorks軟件系統(tǒng)和相關(guān)插件,我們很輕易的建立起一個主減速器的三維模型,并利用其虛擬裝配和運動仿真技術(shù)模擬出主減速器完整的運動方式。運用solid works軟件,在汽車主減速器設(shè)計的圖紙繪制階段, 可以很直觀的觀察減速器和差速器各個傳動部件之間的干涉 ,主減速器和差速器內(nèi)在的設(shè)計缺點和缺陷也往往在其開發(fā)過程中就可以被發(fā)現(xiàn),進一步滿足設(shè)計的要求,從而在設(shè)計階段就可以進一步優(yōu)化主減速和差速器的設(shè)計,在實際生產(chǎn)和制造中極大的減少了開發(fā)和生產(chǎn)所需要的資源和時間。 4.1主減速器和差速器三維建模思路以及建模具體步驟 主減速器齒輪的建模采用參數(shù)化和3D繪圖的建模思路。該畢業(yè)項建模主要集中在單級正齒輪和冠輪主減速器和差速器的齒輪傳動部分。關(guān)鍵是創(chuàng)建其三維模型，裝配及動畫，以實現(xiàn)運動模擬的目的。 三維建模要求： 1. 查閱相關(guān)書籍及論文資料，根據(jù)已得數(shù)據(jù)得出單級主減速器和差速器的齒輪的具體尺寸參數(shù)； 2. 根據(jù)齒輪精確的計算參數(shù)，運用solid works軟件對單級主減速器和差速器進行三維模型的創(chuàng)建，需要設(shè)計的零件的三維模型包括：主減速器——單級主減速器的主動錐齒輪、從動錐齒輪，以及減速器的外殼共繪制三個模型；差速器——一對行星齒輪，一對半軸齒輪，共4個零件，并依據(jù)資料繪制出額外的兩個直齒錐齒輪的傳動。 3. 將繪制的兩零件裝配到一起； 4. 單級主減速外殼的三維建模。 4.2單級直齒錐齒輪主減速器和差速器相關(guān)參數(shù) 由論文第三章的計算，主減速器主動錐齒輪齒數(shù)Z1=14，從動錐齒輪齒數(shù)為Z2=53。再根據(jù)第三章的計算數(shù)據(jù)及《機械原理》中的相關(guān)計算公式得出如表4.1主減速器主從動直齒錐齒輪的主要尺寸參數(shù)。（其他三維建模相關(guān)參數(shù)在以下論述在做計算） 表4.1主減速器標準直齒錐齒輪傳動的幾何參數(shù)類型及尺寸 名稱 數(shù)值 大齒輪 小齒輪 齒數(shù) 14 53 分錐角δ（°） 14.93° 75.07° 模數(shù)（mm） 5 壓力角（°） 20 齒頂高系數(shù)ha* 1.0 頂隙系數(shù)C* 0.2 齒頂高ha 5 齒根高hf 1.2 全齒高H 6.2 分度圓直徑d（mm） 70 265 齒頂圓直徑?a（mm） 71.93 265.52 齒根圓直徑?f（mm） 67.68 264.38 錐距R 137.04 齒根角θf 0.50 頂錐角δa（°） 15.43 75.57 根錐角δf（°） 14.43 74.57 頂隙c 1 分度圓齒厚s 7.85 當量齒數(shù)zV 14.49 205.71 齒寬Bmm 40 表4.2 差速器行星齒輪與半軸齒輪主要參數(shù)類型以及尺寸 參數(shù)類型 數(shù)值 參數(shù)類型 數(shù)值 模數(shù)（mm） 6.35 模數(shù)（mm） 6.35 齒數(shù) 12 齒數(shù) 20 節(jié)錐角（°） 34.287 節(jié)錐角（°） 55.731 齒輪寬度（mm） 12 齒輪寬度（mm） 12 齒頂高系數(shù) 1.0 齒頂高系數(shù) 1.0 頂隙系數(shù) 0.188 頂隙系數(shù) 0.188 變位系數(shù) 0 變位系數(shù) 0 4.3基于solid works建立汽車單級主減速器三維模型的步驟 4.3.1單級直齒錐齒輪主減速器建模的理論知識 1. 錐齒輪軸測圖主要由齒頂圓母線、分度圓母線、基圓母線、齒根圓母線以及被錐線構(gòu)成；其中分度圓母線與X軸所構(gòu)成的圓錐我們稱之為分度圓錐，所構(gòu)成的角度就為分錐角（δ）；被錐線與X軸形成的圓錐叫做被錐； 2. 分度圓母線與被錐線相垂直，分度圓直徑（d=mz）； 3. 分度圓母線與被錐線的交點距齒頂圓母線與被錐線交點的距離為齒頂高（Ha）；距齒根圓母線與被錐線交點的距離為齒根高（Hf）；距基圓母線與被錐線交點的距離為齒基高（Hb）； 4.3.2單級直齒錐齒輪主減速器主從動錐齒輪三維建模 1. 建模前的參數(shù)方程及數(shù)值的輸入； 打開solid works2018，首先建立一個零件模板；之后打開solid works2018頁面的左上角，點擊展開，點擊工具T，點擊方程式一欄Σ方程式Q（如表4.2所示）（注：有方程式文件的話可以直接點擊輸入I即可；若想更改方程式，將對勾取消即可修改），輸入完成點擊確定。（如圖4.1） 圖4.1 表4.2 需要導(dǎo)入的相關(guān)參數(shù)和方程式 數(shù)值 類型 "m"= 5mm' 模數(shù) "z1"= 14' 小齒輪齒數(shù) "z2"= 53' 大齒輪齒數(shù) "α"= 20度' 壓力角 "b"= 40mm' 齒寬 "Ha*"= 1' 齒頂高系數(shù) "Ha*"= 1' 齒頂高系數(shù) "c*"= 0.2' 頂隙系數(shù) "Ha"= "m" * "Ha*"' 齒頂高 "Hf"= "m" * "Ha*" + "m" * "c*"' 齒根高 "H"= "Ha" + "Hf"' 全齒高 "δ"= atn ( "z1" / "z2" )' 分錐角 "d"= "m" * "z1"' 分度圓直徑 "?_a"= "d" + cos ( "δ" ) * "Ha" * 2' 齒頂圓直徑 "?_f"= "d" - 2 * "Hf" * cos ( "δ" )' 齒根圓直徑 "R"= "m" * sqr ( "z1" * "z1" + "z2" * "z2" ) / 2' 錐距 "θf"= atn ( "Hf" / "R" )' 齒根角 "δa"= "θf" + "δ"' 頂錐角 "δf"= "δ" - "θf"' 根錐角 "c"= "m" * "c*"' 頂隙 "s"= "m" * "π" / 2' 分度圓齒厚 "π"= 3.1415926' 參數(shù)π "zv"= "z1" / cos ( "δ" )' 當量齒數(shù) "db"= "d" * cos ( "α" )' 基圓直徑 "hb"= ( "d" - "db" ) / ( cos ( "δ" ) * 2 )' 齒基高 "da 1"= "d" + "Ha" * 2' 大端面齒頂圓直徑 "db 1"= "d" - "hb" * 2' 大端面基圓直徑 "r1"= "d" / 2' 大端面分度圓半徑 "ra1"= "da 1" / 2' 大端面齒頂圓半徑 "rb1"= "db 1" / 2' 大端面基圓圓半徑 "rf1"= "df 1" / 2' 大端面齒根圓半徑 "11" = ( "π" * "m" ) / ( "r1" * 4 ) "22" = tan ( arccos ( "rb1" / "r1" ) ) "33"= "π" * arccos ( "rb1" / "r1" ) / 180 "offset"= "11" - "22" + "33"' 大端面漸開線偏移角度 2. 主減速器主動錐齒輪實體的繪制； 1） 觀察solid works左側(cè)設(shè)計樹，右擊右視基準面,再點擊最右側(cè)草圖繪制圖標； 2） 在草圖工具欄中點擊，以原點為起始端繪制三角形，并以最右側(cè)端點為起點繪制三條線段交與對角邊（被錐線）;由4.3.1繪制理論，4條起于右側(cè)頂點，終于對角邊的四條線段分別為齒頂圓母線、分度圓母線、基圓母線、齒根圓母線，并且已知齒頂圓母線與被錐線相互垂直，故定義兩者垂直——鼠標選擇齒頂圓母線，按下CTAL鍵，在選擇被錐線，在左側(cè)彈出的屬性選框中選擇垂直U；最后框選整個圖形在彈出的屬性中找見選項O，選擇作為構(gòu)造線C；（如圖4.2所示） 圖4.2 3） 為之上述草圖標注尺寸，選擇智能標注。 a) 從左至右，分別標注被錐線上點到X軸（底邊）的距離，分別為齒根圓直徑?f、基圓直徑?b、分度圓直徑d、齒頂圓直徑?a的一半——點擊一點和底邊，鼠標下移至底邊之下，solid works軟件會自動標注為直徑尺寸，選擇之后彈出（如圖4.3所示），之后刪除數(shù)值彈出對話框，選擇全局變量，在新對話框中選擇對應(yīng)的數(shù)據(jù)即可（智能標注均如此，之后不再細述），之后由4.3.1錐齒輪繪制理論，以同樣方法標注錐距R，此時草圖1已經(jīng)完全定義（如圖4.4）； 圖4.3 圖4.4草圖1 b) 繪制錐齒輪輪廓線，選擇直線L工具，這里以最高點為起點繪制，如圖4.5所示，標注齒寬b，標注定與被錐線共線的線段的下頂點與齒根圓母線交與被錐線的點的距離為全齒高H，并約束與其對邊平行，之后標注對邊線段的下頂點到其與齒根圓母線相交點的距離為0.8倍的全齒高H； c) 最后在被錐線上定義一點，此點到分度圓母線與被錐線的交點的距離為分度圓直徑d的一半。此點為錐齒輪輪齒的繪制提供輔助作用。（如圖4.5所示） 圖4.5草圖二 4） 點擊左上角退出草圖，選擇工具欄中特征選項卡，點擊旋轉(zhuǎn)凸臺/基體，點擊已完全定義的草圖，旋轉(zhuǎn)軸選擇之前按所繪制的三角形的底邊，角度選擇為360°，最終形成的回轉(zhuǎn)體1即為錐齒輪的實體如圖4.6所示。 圖4.6回轉(zhuǎn)體1 3. 主動直齒錐齒輪輪齒的繪制； 1） 以第二部分第三個步驟的C小步建立的點和如圖4.7所示的傾斜面為參照建立一個基準面1——點擊工具欄倒數(shù)第三個標識參考，彈出對話框后，點擊基準面， 圖4.7基準