桑塔纳轿车主减速器的设计
主减速器设计全解
课程论文主减速器的设计指导教师学院名称专业名称摘要汽车主减速器作为汽车驱动桥中重要的传力部件，是汽车最关键的部件之一。
它承担着在汽车传动系中减小转速、增大扭矩的作用，同时在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可以使主减速器前面的传动部件，如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，同时也减小了变速箱的尺寸和质量，而且操控灵敏省力。
汽车主减速器结构多种多样，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速型式的不同而异。
按照主减速器齿轮的类型分为：螺旋锥齿轮和双曲面齿轮；按照主减速器主动锥齿轮的支承型式及安置方法分为：悬臂式和跨置式；按照主减速器减速形式分为：单级减速、双级减速、双速减速、贯通式主减速器和轮边减速等。
主减速器设计的好坏关系到汽车的动力性、经济性以及噪声、寿命等诸多方面。
如何协调好各方关系、合理匹配设计参数，以达到满足使用要求的最优目标，是主减速器设计中最重要的问题。
关键词：中型客车主减速器圆锥齿轮主减速器的设计1、汽车的主要参数车型 中型货车驱动形式 FR4×2发动机位置 前置、纵置最高车速 U max =90km/h最大爬坡度 i max ≥28%汽车总质量 m a =9290kg满载时前轴负荷率 25.4%外形尺寸 总长L a ×总宽B a ×总高H a =6910×2470×2455mm 3轴距 L=3950mm前轮距 B 1=1810mm后轮距 B 2=1800mm迎风面积 A ≈B 1×H a空气阻力系数 C D =0.9轮胎规格 9.00—20或9.0R20离合器 单片干式摩擦离合器变速器 中间轴式、五挡下面参数为参考资料所得：发动机最大功率及转速 114Kw-2600r/min;发动机最大转矩及转速 539Nm-1600r/min ；主减速比 0i =4.44;变速器传动比抵挡/高档 6.3/1轮胎半径：型号为9.0R20，轮胎胎体直径为9.0英尺，轮辋直径为20英尺，所以半径为()m 48.024.522020.9≈⨯+⨯=r r汽车满载时质量 14t 2、主减速器结构形式的确定主减速器可以根据其齿轮类型、减速形式以及主、从动齿轮的支承形式的不同而分类。
毕业设计(论文)-SVW7180DD型桑塔纳轿车主减速器设计
目录第一章总体方案的确定 (1)1.1主减速器方案 (1)1.1.1主减速器概述 (1)1.1.2主减速器方案的选择 (1)1.1.3主减速器主从动齿轮的支撑形式 (1)1.2差速器的结构形式选择 (2)1.3基本参数确定 (3)第二章主减速器设计 (4)2.1主减速器载荷计算 (4)2.2主减速器基本参数计算 (6)2.3相关参数 (8)2.4双曲面锥齿轮的强度计算 (14)2.5主减速器轴承的计算 (18)第三章差速器设计 (23)3」行星齿轮数目的选择 (23)3.2行星齿轮球面半径R B的计算 (23)3.3行星齿轮齿数的选择 (23)3.4差速器圆锥齿轮模数的初步确定 (24)3.5压力角 (24)3.6行星齿轮安装孔直径中与其深度L (25)3.7参数计算 (25)3.8齿轮的强度计算 (27)参考文献 (28)第一章总体方案的确定1.1主减速器方案1.1.1主减速器概述本次设计的参考对象SVW7180DD桑塔纳驱动桥采用单级主传动，但主传动比io不能太大，因为如果传动比过大减速器从动轮的直径将会增大，会导致减速器轴与轴之间的距离会减小增加从动轮热处理的难度，或是会增大主减速器的体积，所以一般i。
工7.6,而轿车一般为3〜4.5,单级驱动桥为最新型使用结构，其具有结构简单，质量小，成本低，使用方便的优点。
由上述分析结果主减速器的传动齿轮可以选用弧齿锥齿轮传动。
1.1.2主减速器方案的选择由于双曲面齿轮传动时如果齿轮的啮合点保持不变，那么双曲面齿轮传动的直径将会小于旋转齿轮的直径。
因此一传动比必须大于 4.5,并且圆周尺寸受到限制，则双曲线齿轮更为合理。
1.1.3主减速器主从动齿轮的支撑形式(1)主动双曲面齿轮对于装载质量小于2T的卡车和质量不足2T家用汽车。
这种类型的汽车载荷较小，所以主减速器轴偏角角。
的绝对值以可选用较小的值。
因此，选择悬臂支撑是最经济最方便的支撑方式。
(2)从动齿轮从动齿轮的支承刚度被多种因素影响，影响支承刚度的重要因素主要由轴承的类型、支撑的距离和轴承之间的载荷分布这几个因素影响。
桑塔纳轿车驱动桥设计
二、设计（论文）的基本内容、
设计内容： （1）对设计的驱动桥的主减速器，差速器，半轴，驱动桥壳进行确定和计算各个尺寸， 和各弯曲强度的计算与选用材料的选取 （2）对以上的计算和选取，把计算过程与结果和材料选取的汇总到一份完整的设计说 明书 （3）最后利用 Autocad 软件建立驱动桥二维图纸（驱动桥装配图，零件图） 拟解决的主要问题 1.选择适当的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。 2.外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。主要是指牙包尺寸尽量小。 3.齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。 4.在各种转速和载荷下具有高的传动效率。 5.在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善 汽车平顺性。 6.与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。 7.结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。
[9] 付建红.载重汽车后桥半轴的技术改进[J]. 新余高专学报，2006， （2 ）. [10] 周小平.避免驱动桥半轴扭断的工艺改进[J]. 新余高专学报,2005，(10). [11] 杨朝会，王丰元，马浩.基于有限元法驱动桥壳分析[J]. 农业装备与车辆工程， 2006， （10）. [12] [13] [14] [15] [16] [17] 正祥. 汽车驱动桥桥壳动力特性分析与疲劳寿命预测[D]合肥工业大学, 2009 王斌. 汽车驱动桥桥壳结构强度与模态的有限元法分析[D]合肥工业大学, 2008 王革新. 某车型汽车驱动桥壳的力学分析[D]东北大学, 2006 . 张乃平. 中国汽车工业创新系统研究[D]武汉理工大学, 2003 . 美 F. Y. Chen. Mechanism and Design of Cam Mechanisms,2006 美 H. A. Rothbart. Cans. John Wiley and Sons,2004
乘用车主减速器和差速器设计
乘用车主减速器和差速器设计乘用车的减速器和差速器是汽车传动系统中非常重要的部件，它们起着调节车轮转速和扭矩的作用。
本篇文章将重点讨论乘用车主减速器和差速器的设计。
一、乘用车主减速器的设计主减速器是汽车传动系统中连接发动机和变速器的部件，其功能是降低发动机传递到车轮的转速，提高车辆的扭矩输出。
主减速器在设计上需要考虑以下几个方面：1.扭矩传递能力：主减速器需要承受发动机输出的扭矩，并将其传递到车轮上。
因此，主减速器的设计需要考虑材料的强度和耐久性，以确保其能够承受车辆的负载和恶劣的工况环境。
2.齿轮传动比：主减速器的齿轮传动比是决定车轮转速和车辆速度的关键因素。
传统的主减速器通常采用齿轮传动机构，通过不同大小的齿轮组合来实现不同的传动比。
近年来，随着技术的发展，主减速器也出现了越来越多的变速器设计，使得车辆的传动比可以更精确地调整，提高车辆的驱动性能。
3.装配和维修性：主减速器在汽车生产和维修环节中需要进行装配和维修。
因此，在设计过程中需要考虑到主减速器的结构和组装方式，以及易于拆卸和维修的特点。
4.热管理：主减速器在工作过程中会产生大量的热量，这需要考虑到热管理的问题。
主减速器的设计应该包括散热器和冷却系统，以确保主减速器能够正常工作，并避免过热导致故障。
二、乘用车差速器的设计差速器是乘用车传动系统中的一个关键部件，它通过将传递到车轮的扭矩分配给两个驱动车轮，以实现车辆的平稳行驶。
差速器的设计需要考虑以下几个方面：1.扭矩分配：差速器的核心功能是将传递到车轮的扭矩合理分配给驱动车轮。
差速器需要在转弯等特定情况下将扭矩更多地分配给车辆外侧的车轮，以保证车辆的稳定性和操控性。
因此，差速器的设计需要考虑到扭矩分配的平衡和精确度。
2.差速锁：差速器在一些情况下需要将两个驱动车轮锁定，以实现更大的牵引力。
例如，在越野行驶或紧急情况下，差速锁可以有效地改变扭矩分配，提高车辆通过性和操控性。
因此，差速器的设计需要考虑到差速锁的可靠性和操作性。
微型轿车主减速器设计说明书
2-6 主减速器设计一、任务：1、确定主减速器方案。
2、设计主减速器主、从动齿轮。
3、编制设计说明书。
二、原始条件：车型微型轿车驱动形式FF4×2发动机位置前置、横置最高车速U max=120km/h最大爬坡度i max≥30%汽车总质量m a=1020kg满载时前轴负荷率50%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=3500×1445×1470mm3迎风面积A≈0.78 B a×H a空气阻力系数C D=0.35轴距L=2300mm前轮距B1=1440mm后轮距B2=1420mm车轮半径r=300mm离合器单片干式摩擦离合器变速器两轴式、四挡微型轿车主减速器设计说明书摘要：主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。
对发动机纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。
在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可以使变速箱的尺寸、质量减小、操纵省力。
微型轿车越来越受消费者欢迎，在汽车市场的占有率越来越高，为此，本文为一款微型轿车设计了主减速器并制作了说明书。
关键词：主减速器；齿轮；传动；载荷一、设计给定参数车型微型轿车驱动形式 FF4×2发动机位置前置、横置最高车速 Umax=120km/h最大爬坡度 imax≥30%汽车总质量 ma=1020kg满载时前轴负荷率 50%外形尺寸总长La×总宽Ba×总高Ha=3500×1445×1470mm3迎风面积 A≈0.78 Ba×Ha空气阻力系数 CD=0.35轴距 L=2300mm前轮距 B1=1440mm后轮距 B2=1420mm车轮半径 r=300mm离合器单片干式摩擦离合器变速器两轴式、四挡二、主减速器的结构形式(一)主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式，运用最为广泛的是弧齿锥齿轮和双曲面齿轮。
汽车制造与维修——主减速器的设计03
主减速器的设计二．主减速器主、从动锥齿轮的支承方案主减速器中必须保证主、从动齿轮具有良好的啮合状况，才能使它们很好的工作。
齿轮的正确啮合，除与齿轮的加工质量、装配调整及轴承、主减速器壳体的刚度有关以外，还与齿轮的支承刚度密切相关。
1．主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。
悬臂式支承结构(图5—13a)的特点是在锥齿轮大端一侧采用较长的轴颈，其上安装两个圆锥滚子轴承。
为了减小悬臂长度a和增加两支承间的距离凸b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。
为了尽可能地增加支承刚度，支承距离b应大于2．5倍的悬臂长度a，且应比齿轮节圆直径的70％还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸a。
为了方便拆装，应使靠近齿轮的轴承的轴径比另一轴承的支承轴径大些。
靠近齿轮的支承轴承有时也采用圆柱滚子轴承，这时另一轴承必须采用能承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承。
支承刚度除了与轴承形式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外，还与轴承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。
跨置式支承结构(图5—13b)的特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，因此齿轮的承载能力高于悬臂式。
此外，由于齿轮大端一侧轴颈上的两个相对安装的圆锥滚子轴承之间的距离很小，可以缩短主动齿轮轴的长度，使布置更紧凑，并可减小传动轴夹角，有利于整车布置。
但是跨置式支承必须在主减速器壳体上有支承导向轴承所需要的轴承座，从而使主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。
另外，因主、从动齿轮之间的空间很小，致使主动齿轮的导向轴承尺寸受到限制，有时甚至布置不下或使齿轮拆装困难。
跨置式支承中的导向轴承都为圆柱滚子轴承，并且内外圈可以分离或根本不带内圈。
它仅承受径向力，尺寸根据布置位置而定，是易损坏的一个轴承。
在需要传递较大转矩情况下，最好采用跨置式支承。
桑塔纳轿车主减速器的设计.doc
桑塔纳轿车主减速器的设计..桑塔纳轿车主减速器的设计范治尚（德州学院汽车工程学院，山东德州253000）摘要: 轿车的主减速器是驱动桥最主要的组成部分，其功用是将传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，是汽车减小车速增大扭矩的主要部件。
对于发动机纵向放置的轿车来说，主减速器还有改变动力传输方向的作用。
本次设计设计一款用于桑塔纳轿车的主减速器。
本设计在给定的发动机最大功率、转速及变速器最大传动比等条件下，设计出符合桑塔纳轿车使用要求的主减速器。
设计计算齿轮的结构参数及对其进行校核计算。
在对各种结构件进行了分析计算后，绘制出主减速器装配图及从动齿轮零件图。
关键词：汽车；驱动桥；桑塔纳轿车；主减速器1 绪论1.1 课题研究的意义本课题对主减速器进行设计主要是为了使轿车获得最佳的动力性能，充分利用发动机传递过来的转矩，兼顾汽车的动力性和燃油经济性。
当下全世界石油资源严重缺乏，所以本次设计主要针对主减速器进行设计，进而提高轿车的动力性，有利于提高轿车在市场上的竞争力。
1.2 国内外的研究现状目前国家正致力于发展高速公路网，环保、舒适、快捷成为汽车市场的主旋律。
对于整车总成主要部分之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低已经成为汽车主减速器技术的发展趋势。
在产品上，国内汽车用户主要优先选择承载能力强、齿轮疲劳寿命高、易维护等特点的产品。
目前已开发的产品基本上都效仿国外同类产品的新技术，进而针对国内市场的需求，研制开发出高性能、高品质的车桥产品。
这些产品就代表了国内车用减速器发展的方向。
现在世界各汽车生产国都致力于研制六高、二低、二化方向的齿轮和减速器，即高承载能力、高齿面硬度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本、多样化。
随着计算机技术、自动化技术的普遍应用，汽车主减速器将有更进一步的发展[1]。
1.3 本文主要研究内容本论文的研究内容主要包括：本次设计在给定的发动机最大功率、转速及变速器最大传动比等条件下，设计出符合桑塔纳轿车使用要求的主减速器。
绘制两轴式四档变速器传动简图,并分析一档和倒档传动路线
绘制两轴式四档变速器传动简图,并分析一档和倒档传动路线二轴式变速器用于发动机前置、前轮驱动的汽车，一般与驱动桥（前桥）合称为手动变速驱动桥。
目前，我国常见的国产轿车均采用这种变速器，如桑塔纳、捷达、富康、奥迪等。
前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式，与其配用的二轴式变速器也有两种不同的结构形式。
发动机纵置时，主减速器为一对圆锥齿轮，如奥迪100、桑塔纳2000轿车，如图所示。
发动机纵置的两轴式变速器传动示意图（桑塔纳2000）1—纵置发动机；2—离合器；3—变速器；4—变速器输入轴；5—变速器输出轴（主减速器主动锥齿轮）；6—差速器；7—主减速器从动锥齿轮；8—前轮。
Ⅰ~Ⅴ—：一至五挡齿轮；R—倒挡齿轮。
发动机横置时，主减速器采用一对圆柱齿轮，如下图所示。
发动机横置的两轴式变速器传动示意（捷达）：一、发动机纵向布置二轴式手动变速器下面分别为桑塔纳2000型汽车二轴式五挡手动变速器传动机构的结构及示意图。
桑塔纳2000型汽车二轴式五挡手动变速器传动机构的结构：桑塔纳2000车型二轴式五挡手动变速器变速传动机构的示意图：该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴，二轴平行布置，输入轴是离合器的从动轴，输出轴是主减速器的主动锥齿轮轴。
该变速器具有五个前进挡（一至三挡为降速挡，四挡为直接挡，五挡为超速挡）和一个倒挡，全部采用锁环式惯性同步器换挡。
输入轴上有一至五挡主动齿轮，其中一挡、二挡主动齿轮与轴制成一体，三挡、四挡、五挡主动齿轮通过滚针轴承空套在轴上。
输入轴上还有倒挡主动齿轮，它与轴制成一体。
三挡、四挡同步器和五挡同步器也装在输入轴上。
输出轴上有一至五挡从动齿轮，其中一挡、二挡从动齿轮通过滚针轴承空套在轴上，三挡、四挡、五挡齿轮通过花键套装在轴上。
一挡、二挡同步器也装在输出轴上。
在变速器壳体的右端还装有倒挡轴，上面通过滚针轴承套装有倒挡中间齿轮。
桑塔纳2000车型变速器动力传动路线如下：一挡：变速器操纵杆从空挡向左、向前移动，实现动力→输入轴→输入轴→挡齿轮→输出轴→挡齿轮→输出轴上一挡、二挡同步器→输出轴→动力输出二挡：变速器操纵杆从空挡向左、向前移动，实现动力→输入轴→输入轴二挡齿轮→输出轴二挡齿轮→输出轴上一挡、二挡同步器→输出轴→动力输出三挡：变速器操纵杆从空挡向前移动，实现动力→输入轴→输入轴三挡、四挡同步器→输入轴三挡齿轮→输出轴三挡齿轮→输出轴→动力输出四挡：变速器操纵杆从空挡向后移动，实现动力→输入轴→输入轴三挡、四挡同步器→输入轴四挡齿轮→输出轴四挡齿轮→输出轴→动力输出五挡：变速器操纵杆从空挡向右、向前移动，实现动力→输入轴→输入轴五挡同步器→输入轴五挡齿轮→输出轴五挡齿轮→输出轴→动力输出倒挡：变速器操纵杆从空挡向右、向后移动，实现动力→输入轴→输出轴倒挡齿轮→倒挡轴倒挡齿轮→输出轴倒挡齿轮→输出轴→动力反向输出二、发动机横向布置二轴式手动变速器别克凯越汽车二轴式五挡变速器的结构：手动变速器（倒挡主动齿轮）动力传递示意：别克凯越汽车各挡动力传动路线如下：一挡：变速器操纵杆从空挡向左、向前移动，实现动力→主动轴→主动轴一挡齿轮→从动轴一挡齿轮→从动轴一挡、二挡同步器→从动轴→动力输出二挡：变速器操纵杆从空挡向左、向后移动，实现动力→主动轴→主动轴二挡齿轮→从动轴二挡齿轮→从动轴一挡、二挡同步器→从动轴→动力输出三挡：变速器操纵杆从空挡向前移动，实现动力→主动轴→主动轴三挡齿轮→从动轴三挡齿轮→从动轴三挡、四挡同步器→从动轴→动力输出四挡：变速器操纵杆从空挡向后移动，实现动力→主动轴→主动轴四挡齿轮→从动轴四挡齿轮→从动轴三挡、四挡同步器→从动轴→动力输出五挡：变速器操纵杆从空挡向右、向前移动，实现动力→主动轴→主动轴五挡齿轮→从动轴五挡齿轮→从动轴五挡同步器→从动轴→动力输出倒挡：变速器操纵杆从空挡向左、向前移动，实现动力→主动轴→主动轴倒挡齿轮→倒挡惰轮→倒挡从动齿轮（一挡、二挡同步器）→从动轴→动力反向输出。
主减速器建模及从动齿轮的静力分析
课程设计任务书目录1.绪论 (3)1.1研究内容 (3)1.2所用软件的介绍 (3)2.驱动桥从动齿轮的三维Catia建模 (4)2.1 catia宏的应用（齿轮设计） (4)2.2从动齿轮中间部位设计 (6)2.3总装配图 (9)3.从动齿轮的ANSYS有限元分析 (10)3.1 导入ansys (10)3.2网格划分及添加约束、载荷 (12)3.3结果分析 (18)参考文献 (18)1绪论1.1研究内容某主动齿轮的有限元分析或模态分析，用catia软件进行对主减速器壳体以及主动锥齿轮的三维实体建模，然后生成的实体导入有限元分析软件Ansys中进行主动齿轮的静力分析。
1.2所用软件的介绍（1）catia软件CATIA是法国达索飞机公司开发的高档CAD/CAM软件。
目前在中国由IBM公司代理销售。
CATIA软件以其强大的曲面设计功能而在飞机、汽车、轮船等设计领域享有很高的声誉。
CATIA的曲面造型功能体现在它提供了极丰富的造型工具来支持用户的造型需求。
比如其特有的高次Bezier曲线曲面功能，次数能达到15，能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。
而我们现在所用到的CATIA的功能是三维实体建模！（2）Ansys软件ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。
前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
车辆工程毕业设计178桑塔纳2000机械变速器设计说明书
前言从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。
一、手动变速器(MT)手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。
比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。
首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。
以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。
我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。
特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。
而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。
其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。
从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。
虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。
另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。
第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。
例如，夏利、奇瑞、吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车，它们的各款车型基本上都是5档手动变速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
桑塔纳轿车主减速器的设计治尚（学院汽车工程学院，253000）摘要: 轿车的主减速器是驱动桥最主要的组成部分，其功用是将传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，是汽车减小车速增大扭矩的主要部件。
对于发动机纵向放置的轿车来说，主减速器还有改变动力传输方向的作用。
本次设计设计一款用于桑塔纳轿车的主减速器。
本设计在给定的发动机最大功率、转速及变速器最大传动比等条件下，设计出符合桑塔纳轿车使用要求的主减速器。
设计计算齿轮的结构参数及对其进行校核计算。
在对各种结构件进行了分析计算后，绘制出主减速器装配图及从动齿轮零件图。
关键词：汽车；驱动桥；桑塔纳轿车；主减速器1 绪论1.1 课题研究的意义本课题对主减速器进行设计主要是为了使轿车获得最佳的动力性能，充分利用发动机传递过来的转矩，兼顾汽车的动力性和燃油经济性。
当下全世界石油资源严重缺乏，所以本次设计主要针对主减速器进行设计，进而提高轿车的动力性，有利于提高轿车在市场上的竞争力。
1.2 国外的研究现状目前国家正致力于发展高速公路网，环保、舒适、快捷成为汽车市场的主旋律。
对于整车总成主要部分之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低已经成为汽车主减速器技术的发展趋势。
在产品上，国汽车用户主要优先选择承载能力强、齿轮疲劳寿命高、易维护等特点的产品。
目前已开发的产品基本上都效仿国外同类产品的新技术，进而针对国市场的需求，研制开发出高性能、高品质的车桥产品。
这些产品就代表了国车用减速器发展的方向。
现在世界各汽车生产国都致力于研制六高、二低、二化方向的齿轮和减速器，即高承载能力、高齿面硬度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本、多样化。
随着计算机技术、自动化技术的普遍应用，汽车主减速器将有更进一步的发展[1]。
1.3 本文主要研究容本论文的研究容主要包括：本次设计在给定的发动机最大功率、转速及变速器最大传动比等条件下，设计出符合桑塔纳轿车使用要求的主减速器。
对齿轮的结构参进行计算并校核。
在对各种结构件进行了分析计算后，绘制出主减速器装配图及主、从动齿轮的零件图。
设计包括：1.主减速器的结构形式包括减速形式的选择和主动轴参数的确定。
2.主减速器设计计算包括主减速比的确定、齿轮载荷的确定、齿轮基本参数的选择、材料的选择及热处理，从动轴参数的确定，轴承的选择以及齿轮的强度校核。
1.4 毕业设计初始数据来源和依据本次设计选用大众桑塔纳轿车系列桑塔纳2000时代骄子车型作为毕业设计原始数据：1.满载总质量:1600kg2.额定功率:68kw3.发动机额定转矩:140N.m4.最大车速:170km/h5.变速器一档传动比：3.456.主减速器传动比：3.947.车轮滚动半径：0.5m2 总体方案设计主减速器主要依齿轮的种类、减速形式以及主、从动齿轮的支承形式进行分类。
首先确定主减速器的结构形式，确定主减速器主动轴的基本参数，齿轮类型及参数，确定主减速器主、从动锥齿轮的支撑方式，选择主减速器的轴承再进行校核。
2.1主减速器减速形式本次设计要求为单级主减速器，单级主减速器由一对圆锥齿轮或者准双曲面锥齿、一对圆柱齿轮或者由蜗轮蜗杆组成，具备构造轻易、体积小、本钱低、使用简单等益处。
但其主传动比小于7，如果传动比大将增加从动齿轮直径的小离地间隙，和从动齿轮热处理难度。
单级主减速器广泛运用与乘用车和质量较小的商务车的驱动桥中；而双级主减速器主要用于总质量较大的商务车，例如中、重型货车及越野车和大客车上[2]2.2单级主减速器齿轮轴的设计2.2.1主动锥齿轮轴的选材对于承受弯矩交变应力因疲劳破坏为主的零件，选用低碳钢、低碳合金钢配合淬火及低温回火，或选用中碳钢，中碳合金钢配合淬火及中温回火，将取得更加良好的强度与韧性的配合。
首先，在同样大小受力截面的条件下，由于强度的提高，零件的疲劳寿命将延长，符合延长产品的服役期限原则；而如果要求寿命相同，则可减少受力截面积，从而减少材料用量，减少零件尺寸，达到节约材料的目的，均能取得较好的技术经济效益。
这里齿轮轴材料的选用，尽量少用含镍、铬元素的材料，而是选用含有锰、钒等元素的合金钢。
汽车主减速器锥齿轮目前常用的渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi 、20MnVB 、20MnTiB 、 22CrNiMo 和16SiMn2WMoV 。
在此，齿轮所采用的钢为20CrMnTi 。
2.2.2主动锥齿轮轴尺寸的确定锥齿轮在工作过程中，相互齿合的齿面上作用有一法向力。
该法向力可分解为沿齿轮切向方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直与齿轮轴线的径向力。
齿宽中点处的圆周力为 md T =P 2 式中：T —作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩；md —该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径； 2222sin γb d d m -=2121Z Z =m m d d 式中：m d 1，m d 2—主、从齿面宽中点分度圆直径；2b —从动齿轮齿宽；2d —从动齿轮节圆直径；1Z 、2Z —主、从动齿轮齿数2γ—从动齿轮的节锥角由上式可以算出mm d m 55.471=，mm d m 9.2192=主减速器的主动锥齿轮齿宽中点处的圆周力N =⨯⨯=P '65.723355.47100098.17121 轴承A 、B 的径向载荷分别为：212)5.0a ()(b 1d A R a p R ⋅-⋅+⋅=前 212)5.0c ()c (b1d A R p R ⋅-⋅+⋅=后 式中：mm b a c 3.92=+=代入公式得： N =72.4027前RN =13.10977后R2.2.3主动锥齿轮轴参数的确定图2-1 主减速器齿轮轴 此轴为花键轴，初选为3m d T K =K 取4.0，m T 为变速器输出的最大转矩，则mm d 64.3593.318043=⨯⨯=由于花键为标准件，所以查表得花键径32mm ，外径35mm其他的各段的尺寸为：第一段：主动锥齿轮，其齿宽为44mm ，大端分度圆直径为56mm ,齿顶圆直径为73.58mm ；第二段：直径为47mm ，宽度为4mm ；第三段：直径为41mm ，长4mm ；第四段：这段与轴承相配合，其选用的轴承代号为30209，其小径为45mm ，大径为85mm ，小径宽为20.75mm ，其轴的直径为45mm ，宽度为20mm ；第五段：直径为41mm ，长为30mm ；第六段：这段与轴承相配合，其选用的轴承代号为30207，其小径为35mm ，大径为72mm ，小径宽为18.25mm ，其轴的直径为35mm ，宽度为16mm ；第七段：花键轴，花键小径为32mm ，大径为35mm ，花键宽度为40mm ；第八段：螺栓轴，螺栓直径为M 30。
螺栓长度为40mm 。
由此计算可得主动锥齿轮的总长度为201mm 。
2.3主减速器齿轮的设计2.3.1 主减速器的轮齿类型的选择主减速器的齿轮主要有圆锥齿轮、准双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。
单级主减速器普遍采用圆锥齿轮传动或者准双曲面齿轮传动[3]。
1)圆锥齿轮传动圆锥齿轮传动的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点。
齿轮的啮合是从一端连续的转向另一端。
由于轮齿在啮合时有时会端面重叠，导致有两对以上的轮齿同时在啮合，所以轮齿工作比较平稳，且能够支撑较大的负荷。
另外齿轮副锥顶若有不吻合的迹象，便会使工作条件迅速的变差，并伴随着磨损加重和噪声的增大。
为了保证齿轮副的正确啮合，必须将支撑轴承预紧，提高其支撑刚度，增大壳体的刚度。
2)准双曲面齿轮传动准双曲面齿轮应力分析如下图2-2所示，主、从动齿轮轴线从上端偏移到下端的距离E 称为偏移距。
由啮合面上法向力相等，可得出主、从动齿轮圆周力之比为：2cos cos 121ββ=F F （2-1） 式中，1F 、2F —双曲面齿轮主、从动齿轮的圆周力1β、2β—双曲面齿轮主、从动齿轮的螺旋角1 2 3 4图2-2 主减速器的几种齿轮类型1圆锥齿轮传动 2准双曲面齿轮传 3圆柱齿轮传动 4蜗杆传动 双曲面齿轮传动比为：11221122cos cos ββs s s s os r r r F r F i == （2-2）式中，1F 、2F —准双曲面齿轮主、从动齿轮的圆周力1β、2β—准双曲面齿轮主、从动齿轮的螺旋角s r 1、s r 2—准双曲面齿轮主、从动齿轮的平均分度圆半径命21cos cos ββ=K ，即010ki i s =。
因为21ββ〉，即1〉K ，一般为1.25～1.50图2-3 准双曲面齿轮啮合时应力分析3)圆柱齿轮传动 圆柱齿轮传动普遍用于发动机横置的前置先驱的乘用车驱动桥和双极主减速器驱动桥以及轮边差速器。
4)蜗杆传动蜗杆传动与其他齿轮传动形式相比，有如下的优点：体积和质量小但能得到较大的传动比；工作非常稳定且无噪声；能传递大的载荷，使用寿命长；结构简单并且容易拆装和调整。
它的主要的缺点是需要采用高质量的锡青铜制作，故成本较高；而且传动效率较低。
综上所述，考虑到实际加工成本和传动比的设计是<4.5，所以进行准双曲面锥齿轮的设计。
2.3.2主减速器主动锥齿轮的支承方式减速器主从动齿轮啮合条件好，能保证其良好的工作。
齿轮啮合条件的好坏与齿轮的加工好坏、齿轮的装配调整以及轴承、主减速器壳体的刚度有关，还受齿轮的支承刚度的影响。
现在支持汽车主减速器锥齿轮传动装置主要有以下两种。
1)悬臂式支承如图2-4①所示，其结构是一对圆锥滚子轴承安装在主轴的锥齿轮上。
为了减小悬臂长度a ，保证主轴上的两圆锥滚子轴承的大端向外，从而使悬臂长度b 减小支承距a 增大；同时为了增加支承刚度，支承距b 应不小于2.5倍的悬臂长度a ，且大于齿轮节圆直径的70％。
轴承的闭式齿轮有时也用圆柱滚子轴承，那么另一轴承必须用能承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承[4]。
2)跨置式支承如图2-4②所示，其结构特点是由于锥齿轮的两端均有轴承支承，大大增加了其支承刚度，减小了轴承载荷，因此其承载能力高于悬臂式。
但由于加工和安装不便，所以通常在需要传递较大转矩的情况下才采用此支承方式[5]。
①②图2-4 主动锥齿轮的支承方式①悬臂式支承②跨置式支承2.3.3主减速器主、从动齿轮基本参数的选择主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动锥齿轮齿数和，从动锥齿轮分度圆直径、横模数、齿宽、准双曲面齿轮幅的偏移中点、螺旋角、法向压力角等[7]。
1)主、从动锥齿轮齿数1Z和2Z选取主、从动锥齿轮齿应考虑以下因素①为了磨合合理，1Z，2Z之间不应该有公约数②为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不大于等于40③为了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车1Z一般不小于6④主传动比0i较大时，1Z尽量小，以获得满意的离地间隙⑤对于不同的主传动比，1Z和2Z应有适宜的搭配结论，选定主动锥齿轮1Z=11，从动锥齿轮2Z=43。