越野汽车轮边减速器设计毕业设计说明书

EQ2050越野汽车轮边减速器设计
摘要
越野车轮边减速器作为汽车底盘的一部分已成为越野车上不可缺少的一部分，采用轮边减速器是为了提高汽车的驱动力，以满足或修正整个传动系统驱动力的匹配。

目前采用的轮边减速器，就是为满足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置。

从发动机经离合器、变速器和分动器把动力传递到前、后桥的主减速器，再从主减速器的输出端传递到轮边减速器及车轮，以驱动汽车行驶。

在这一过程中，轮边减速器的工作原理就是把主减速器传递的转速和扭矩经过其降速增扭后，再传递到车轮，以便使车轮在地面附着力的反作用下，产生较大驱动力。

本文介绍普通圆柱齿轮式轮边减速器的发展历史，以及未来发展趋势；研究了普通圆柱齿轮式轮边减速器的基本结构和原理，以此为理论基础，设计了EQ2050越野车轮边减速器，完成了轮边减速器的布置方案分析、回转件结构参数的确定、齿轮、轴的设计以及强度校核、轴承的使用寿命计算等。

关键词：设计轮边减速器普通圆柱齿轮
The wheel reductor design of off-road vehicle EQ2050
Abstract
Reducer side wheel off-road vehicle chassis as part of off-road vehicles has become an indispensable part of, the use of wheel speed reducer is to increase the driving force of motor vehicles to meet the needs of the entire transmission system or an amendment to match the driving force. Side of the current round of the reducer is to meet the needs of the entire drive system to match, and the increase in a deceleration of the gears by twisting gear. From the engine by the clutch, transmission and sub-actuators to power delivered to the before and after the bridge's main reducer, speed reducer from the main output delivered to the wheel and wheel speed reducer to drive car. In this process, the round edge of the reducer is the main principle of the speed reducer and torque transmission through the deceleration by twisting and then delivered to the wheels, the wheels on the ground so that the adhesion of the reaction, the have a greater driving force. This article describes the common cylindrical gear reducer round of the history of the development side, as well as future development trends; Study the general cylindrical gear wheel reducer the basic structure and principle, as a theoretical foundation, designed off-road wheels while EQ2050 reducer, reducer completed a round edge of the layout analysis, turning pieces of the structure parameters, gear, shaft design and strength check, bearing life calculations.
Key words：Design Wheel redactor Standard cylindrical gears
目录
摘要......................................................... I Abstract..................................................... I I 1 绪论.. (1)
1.1背景及意义 (1)
1.2国内外研究现状和发展趋势 (1)
1.3本文研究内容及技术路线 (2)
1.3.1研究内容 (2)
1.3.2技术线路 (2)
2 EQ2050轮边减速器总体方案的设计 (3)
2.1轮边减速器的工作原理 (3)
2.2轮边减速器的设计中所涉及的问题 (3)
2.3结构方案的分析及选型的确定 (3)
2.3.1结构方案的分析 (3)
2.3.2行星齿轮式轮边减速器 (4)
2.3.3普通圆柱齿轮式轮边减速器 (5)
2.4轮边减速器的设计要求 (5)
3 轮边减速器零部件的设计 (7)
3.1轮边减速器及传动机构 (7)
3.2轮边减速器零部件结构方案分析 (7)
3.2.1齿轮形式 (7)
3.2.2齿轮布置形式 (7)
3.3轮边减速器减速比 (7)
3.4轮边减速器齿轮参数的确定 (7)
3.4.1齿轮的输入转矩 (7)
3.4.2中心距 (8)
3.4.3齿数 (8)
3.4.4模数 (8)
3.4.5分度圆直径 (8)
3.4.6齿宽 (8)
3.5轮边减速器轴类零件的设计计算 (8)
3.5.1轴的功用及设计要求 (8)
3.5.2轴尺寸初选 (8)
4 轮边减速器零部件的计算与校核 (10)
4.1轮齿强度计算 (10)
4.2轴的强度计算 (11)
4.2.1输出轴 (11)
4.3轴承的选用与寿命计算 (13)
4.3.1输入轴轴承 (13)
4.3.2输出轴轴承 (14)
4.4轴承细节的设计 (14)
4.4.1轴承的配合 (14)
4.4.2轴承的润滑 (14)
4.4.3轴承的密封 (15)
5 轮边减速器壳体的设计 (16)
5.1材料的选择 (16)
5.2设计要点 (16)
5.3油封的设计 (16)
结论 (17)
参考文献 (18)
谢辞 (19)
EQ2050越野汽车轮边减速器设计
1 绪论
1.1背景及意义
越野车要求有高的动力性，而车速一般较低，因此其传动系的低挡传动比都很大。

为了使变速器、分动器、传动轴等总成不致因承受过大转矩而使尺寸及质量过大，应将传动系的传动比以较大的比率分配给驱动桥，这就使得越野车的主减速比往往要求很大。

采用轮边减速器，可以使中间主减速器的外形尺寸减小，保证车辆具有足够的离地间隙，而且由于是最后的一级减速，其前面的半轴、差速器及主减速器的从动件等零件的尺寸都可以减小[1]。

我国研制汽车轮边减速器始于20世纪70年代中期，由于各种原因，至今发展不快，只有几个厂家从事生产，技术水平只相当于国外20世纪80年代末的水平，数量和质量也远远满足不了国内运输业发展的需要。

进入21世纪以来，我国经济形势发生了很大的变化。

公路运输得到了很快的发展，为了降低运输成本，缓解铁路压力，促使汽车的运输能力和载货量逐渐加大。

因此，重型汽车轮边减速器在我国的应用前景十分广阔。

自从我国加入了WTO之后，减速器行业面临极大的压力和挑战，为了应对这一严峻形势，一方面要引进更多更好的国外产品与相关技术，另一方面必须迅速发展民族工业。

国外的汽车减速器应用的比较好，技术也比较先进，但价格比较高。

一般情况是：国外的整机价格是国内价格的23倍，而易损件、备件的价格却是5~8倍，因此，发展我国的轮边减速器产品是非常有必要的。

轮边减速器属于汽车减速零部件的关键总成，是为了提高汽车的驱动力，以满足或修正整个传动系统力的匹配[2]。

由于采用轮边减速器的驱动桥结构相对较复杂，成本较高。

只有当驱动桥总减速比大于12的工程机械、重型车和对离地间隙有特殊要求的越野车，才推荐采用轮边减速器。

对于EQ2050所要求的高机动性、高通过性、高越野性的越野汽车而进行轮边减速器的设计具有很实际及必要性的意义。

1.2国内外研究现状和发展趋势
国外发达国家在汽车轮边减速器方面的研究开展得比较早，如针对其结构和传动比的优化，结构的轻量化，一级在机构上能妥善处理制动器、轮毂等分总成与轮边减速器的布置关系，目前已达到产品成熟化阶段。

众所周知的乌尼莫克等国外军用越野车在汽车通过性方面的优良表现，与国外轮边减速器的生产设计技术水平是分不开的。

国内外在技术上的主要差别除了零部件的材料、加工工艺外，就是正向设计方法方面。

本文在EQ2050越野车设计中主要涉及后面的工作。

目前，国内外关于轮边减速器系统的设计研究主要有以下几个方面内容：
（1）轮边减速器设计理论及方法；
（2）轮边减速器的优化设计；
（3）轮边减速器对车辆通过性的影响[3]。

1.3本文研究内容及技术路线
1.3.1研究内容
主要有两点：
1.从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确地选择性能指标、重量和主要尺寸，然后提出整体设计方案，为各零部件设计提供整体参数和设计要求。

2.对内部零件，主要有齿轮、轴承、传动轴等，进行合理的布置并对其进行强度、刚度、寿命等校核，使其达到结构紧凑、质量轻、安全可靠性好、造型美观、维修方便、运动协调。

1.3.2技术线路
初步将该轮边减速器设计为由一对圆柱齿轮所组成。

在设计该轮边减速器时，发现其结构比较复杂，尺寸难以确定，而且还要考虑到整个齿轮的密封与支承以及齿轮的轴向窜动问题，这就使得零件的尺寸非常难以确定。

在设计的同时，难以确定所依据的各种其他配套产品的数据。

其次就是对该减速器的轴承的设计与校核。

2 EQ2050轮边减速器总体方案的设计
2.1轮边减速器的工作原理
一般来说，采用轮边减速器是为了提高汽车的驱动力，以满足或修正整个传动系统驱动力的匹配。

目前采用的轮边减速器，就是为满足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置。

从发动机经离合器、变速器和分动器把动力传递到前、后桥的主减速器，再从主减速器的输出端传递到轮边减速器及车轮，以驱动汽车行驶。

在这一过程中，轮边减速器的工作原理就是把主减速器传递的转速和扭矩经过其降速增扭后，再传递到车轮，以便使车轮在地面附着力的反作用下，产生较大驱动力。

从而减少了轮边减速器前面各零件的受力[4]。

2.2轮边减速器的设计中所涉及的问题
轮边减速器属于汽车传动系统的一部分。

而传动系统是发动机动力与汽车车轮负载之间的动力传递装置。

因此它要满足使用上对汽车性能的要求，主要有以下几项：（1）保证汽车在各种使用工况下所必需的牵引力变化范围。

因汽车实际载重量、路道坡度、路面好坏、交通与道路情况等均在很大范围内变化所致。

（2）保证汽车在各种使用工况下对速度的变化要求，这一速度变化范围从零到最高车速。

在发动机旋转方向不变的情况下，可获得倒挡行驶。

汽车在转弯的时候，能以外轮转得快，内轮转得慢的不同转速正常转向。

（3）在满足上述基本要求的同时，应保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。

轮边减速器是将动力直接传递给轮子的一个重要部件，是应用于原动机和车轮之间的独立传动装置，其主要功能是降低转速，增大扭矩，以便带动大扭矩的机械。

为了使变速器、分动器等总成不致因承受过大扭矩而使他们尺寸过大、重量过重，应将其传动比以尽可能达到所需的减速要求，设计时，考虑其安装空间有限，应在保证一定的传动比时尽可能地将其尺寸减小。

在设计的同时，还应考虑齿轮的模数、齿数以及其它零部件的尺寸[5]。

2.3结构方案的分析及选型的确定
2.3.1结构方案的分析
减速器的用途很广泛，种类也比较多，按照传动类型可分为：蜗轮蜗杆减速器，行星齿轮减速器，蜗轮减速器以及通过他们按照一定形式结合起来的减速器：由传动比的级数能分为单级减速器与多级减速器；由轮边减速器齿轮轮齿的形状可分为：圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器与圆锥圆柱齿轮减速器；由行星齿轮传动布置的样式
可分为：分流式减速器，展开式减速器和同轴式减速器；总的来说应该分四类，谐波减速器，蜗轮蜗杆减速器，摆线针轮加速器和行星减速器。

其中蜗轮蜗杆强度最大，但是效率低，精度也不高，但是它有反向自锁功能，可以有较大的减速比，体积大，输入转速高；谐波减速器的主要特点就是体积不大，精度不高，寿命有限，不耐冲击，刚性和金属件相比较差，输入转速不能太高；行星减速器结构比较紧凑，回程间隙小，精度最高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大[6]。

按齿轮及布置方式分：行星齿轮式及普通圆柱齿轮式两种类型。

2.3.2行星齿轮式轮边减速器
常见的行星齿轮式轮边减速器为单排圆柱行星齿轮机构，多在国内外工程机械的驱动桥上采用。

由于其太阳轮、 齿圈和行星齿轮架等有关零件在轮边减速器中起的作用有所变化，单排圆柱行星齿轮式轮边减速器有图1-1 a 、b 、c 所示的三种结构方案。

a)太阳轮为主动件, 齿圈为从动件, 行星齿轮架为固定件
b)太阳轮为主动件, 行星齿轮架为从动件, 齿圈为固定件
c)齿圈为主动件, 行星齿轮架为从动件, 太阳轮为固定件
1.太阳轮;
2.齿圈;
3.行星齿轮架;
4.行星齿轮;
5.半轴;
6.桥壳;
7.驱动车轮
图2-1单排圆柱行星齿轮式轮边减速器的结构方案
（1）当太阳轮为主动件，齿圈为从动件，行星齿轮架固定（图2a ）时： 1
221Z Z n n i LB -=-==α （2-1） （2）太阳轮为主动件，行星齿轮架为从动件，齿圈固定（图2b ）时：
1
23111Z Z n n i LB +=+==α （2-2） （3）齿圈为主动件，行星齿轮架为从动件，太阳轮固定（图2c ）时：
2
132111Z Z n n i LB +=+==α （2-3） 式（2-1）、式（2-2）和式（2-3）中1n 、2n 、3n 分别为太阳轮、齿圈和行星齿轮架的转速，1Z 、2Z 分别为太阳轮和齿圈的齿数。

2.3.3普通圆柱齿轮式轮边减速器
对于普通外啮合圆柱式轮边减速器，根据主、从动齿轮相对位置的不同，分为主动齿轮上置和下置两种形式。

主动齿轮上置式轮边减速器可提高桥壳的离地间隙；主动齿轮下置式轮边减速器主要可提高汽车行驶稳定性。

下面是主动齿轮上置式轮边减速器的结构图，如图2-1所示，其减速比为：
122
1Z Z n n i LB ''=''= 式中，1
n '、2n '分别为主动轮、从动轮的转速，1Z '、2Z '分别为主动轮和从动轮齿数。

1.主动齿轮;
2.从动齿轮;
3.轮边驱动轴;
4.驱动车轮
图 2-2普通圆柱齿轮式轮边减速器结构方案[7]
2.4轮边减速器的设计要求
汽车设计中对齿轮变速器的要求是：
（1） 传递两个平行轴或相交轴间的回转运动和转矩；
（2） 保证传动比恒定不变；
（3） 能传递足够大的动力，工作可靠；
（4） 保证较高的运动精度；
（5） 能达到预定的工作寿命；
（6） 与汽车采用的内燃机匹配后使汽车具有较好的动力性和经济性；
（7） 传动效率高、重量轻、体积小、噪声低、制造简单、维修方便等[8]。

根据整车和驱动桥的要求来选择轮边减速器的结构型式，对越野车来说，考虑到离
地间隙，推荐选择普通圆柱齿轮式。

本设计是根据EQ2050越野车而开展的，由所设计对象的相关资料决定了该减速器的特点：高机动性、高通过性、高越野性。

综合分析后，本文设计采用的轮边减速器是普通圆柱齿轮式轮边减速器。

本章主要对轮边减速器设计中所涉及的问题，对行星齿轮和普通圆柱齿轮传动类型、特点和传动装置进行了分析，由此确定了EQ2050越野汽车轮边减速器结构总体的设计方案。

3 轮边减速器零部件的设计
3.1轮边减速器及传动机构
一般来说，采用轮边减速器是为了提高汽车的驱动力，以满足或修正整个传动系统驱动力的匹配。

目前采用的轮边减速器，就是为满足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置[4]。

3.2轮边减速器零部件结构方案分析 3.2.1齿轮形式
轮边减速器器用直齿圆柱齿轮。

因斜齿圆柱齿轮制造时复杂、工作时有轴向力，故采用直齿圆柱齿轮。

3.2.2齿轮布置形式
普通圆柱齿轮轮边减速器即可降低车辆的离地间隙，也可提高车辆的离地间隙。

由于EQ2050越野车需要较高的通过性，故用于EQ2050越野车上的轮边减速器需提高车辆的离地间隙。

所以该设计的轮边减速器输入齿轮应位于输出齿轮的正上方[4]。

3.3轮边减速器减速比
减速比对轮边减速器的结构型式，轮廓尺寸及质量影响很大，应根据总体设计和传动系的总速比(变速器速比、分动器速比、驱动桥主减速比)一起考虑，并通过整车动力性的计算后确定。

通常轮边减速比是固定的，需调整的是主减速比[9]。

减速比LB i ：
1
2
Z Z i LB =
（3-1） 3.4轮边减速器齿轮参数的确定 3.4.1齿轮的输入转矩
（1）按发动机最大转矩和传动系的最低传动比确定轮边减速器的输入计算转矩。

n
i i i T T f e 20
1max 1=
（3-2）
式中，1T 为计算的转矩，max e T 为发动机最大使用转矩，n 为计算的驱动桥数，1i 为变速器一档速比，f i 为分动器传动比，0i 为主减速器传动比。

（2）按驱动轮打滑扭矩确定轮边减速器的输入计算转矩。

1
2i r G T ⋅=
ϕ （3-3）
式中，2T 为计算的转矩，G 为满载状态下一个驱动轮的静负荷，ϕ为附着系数，r 为车轮滚动半径，1i 为轮边减速器传动比。

根据EQ2050越野车各传动部件技术参数计算，得出m N T ⋅=30501，m N T ⋅=23262。

按上述的计算方法计算出1T 和2T 后，根据汽车设计理论知识，可知应选取这两种计算结果的较小值作为计算转矩[10]。

所以，最终确定m N T ⋅=23262作为轮边减速器的输入转矩值。

3.4.2中心距
齿轮中心距是变速器很重要的参数，它对变速器整体尺寸及质量有很大影响。

通常根据经验公式初选中心距。

经验公式：mm T a 5.222232675.1675.16332=⨯=⨯=。

3.4.3齿数
初选261=Z ，12Z i Z LB =，取632=Z 。

3.4.4模数
初选模数时，可以参考同类型汽车的齿轮模数确定，也可根据大量现代汽车轮边减速器齿轮模数的统计数据，找出模数的变化规律，即经验公式。

利用经验公式初选模数，直齿轮mm m 5=。

3.4.5分度圆直径
mm mz d 13026511=⨯== mm mz d 31563522=⨯==
3.4.6齿宽
因此得齿宽mm b 651305.0=⨯=。

常啮合齿轮副的齿宽系数取大些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮的寿命[11]。

3.5轮边减速器轴类零件的设计计算 3.5.1轴的功用及设计要求
轮边减速器轴在工作时承受扭矩、弯矩，因此应具备足够的强度和刚度。

3.5.2轴尺寸初选
（1）输入轴。

输入轴直接与主减速器旁的差速器相连，因此轴向尺寸近似为车宽
的一半，输入轴按主动齿轮直径大小，并考虑采用单键连接，直径d 初选mm 72。

（2）输出轴。

输出轴位于车轮正中央，轴线与车轮轴线重合。

输出轴长度应控制在轮胎宽度范围内，故mm D 255 ，轴的直径根据从动大齿轮而初选mm 86。

本章主要进行了轮边减速器零部件的设计，分别进行了齿轮形式和齿轮布置形式的选取，减速比、转矩、中心距、齿数、模数、分度圆直径、齿宽、相关轴的尺寸等计算确定。

4 轮边减速器零部件的计算与校核
4.1轮齿强度计算
齿轮弯曲应力：
βαβσY Y Y K K K K bm
F S F F F V A t
F =
（4-1） min
222lim F X
RrelT relT NT ST F FP S Y Y Y Y Y δσσ=
（4-2）
式中：F σ—为齿轮的计算弯曲应力，MPa ；
FP σ—为齿轮的许用弯曲应力，MPa ；
t F —为圆周力，根据齿轮参数计算N F t 62.35784=；
A K —为使用系数，查表得75.1=A K ；
V K —为动载系数，查表并通过计算19.1=V K ； βF K —为齿向载荷分布系数，查表30.1=βF K ；
αF K —为齿间载荷分配系数，查表20.1=αF K ；
F Y —为齿形系数，查表并通过计算30.1=F Y ；
S Y —为应力修正系数，查表88.11=S Y ，11.22=S Y ； βY —为螺旋角系数，直齿齿轮1=βY ；
NT Y —为寿命系数，查表89.01=NT Y ，91.02=NT Y ；
relT Y δ—为相对齿根圆角敏感系数，查表993.01=relT Y δ，998.02=relT Y δ； RrelT Y —为相对齿根表明状况系数，查表029.12==RrelT RrelT Y Y ；
X Y —为尺寸系数，查表，对于5≤m ，1=X Y ； min F S —为最小安全系数，查表25.1min =F S ；
b —为齿宽，mm b 65=； m —为模数，mm m 5=。

由式（4-1）可得：
MPa F 09.4461=σ
MPa F 91.4332=σ
由式（4-2）可得：
1135.854F FP MPa σσ>=
2256.878F FP MPa σσ>= 符合条件。

齿轮接触应力：
αββεσH H V A t E H H K K K K u
u b d F Z Z Z Z 1
1+= （4-3）
min
lim H X
W R V L NT H HP S Z Z Z Z Z Z σσ=
（4-4）
式中：H σ—为齿轮的计算接触应力MPa ；
HP σ—为齿轮的许用接触应力MPa ；应按小轮计算
βH K —为齿向载荷分布系数，查表并通过计算15.1=βH K ；
εZ —为重合度系数，查表87.0=εZ ；
αH K —为齿间载荷分配系数，查表并通过计算87.0=αH K ； βZ —为螺旋角系数，直齿轮1=βZ ；
H Z —为节点区域系数，查表并通过计算49.2=H Z ；
E Z —为弹性系数，查表8.189=E Z ；
NT Z —为寿命系数，通过计算92.01=NT Z ，95.02=NT Z ；
L Z —为润滑系数，查表并通过计算97.021==L L Z Z ；
V Z —为速度系数，查表并通过计算97.021==V V Z Z ；
R Z —为粗糙度系数，查表并通过计算96.021==R R Z Z ；
W Z —为工作硬化系数，查表1=W Z ；
X Z —为尺寸系数，查表02.1=X Z ； min H S —为最小安全系数，查表1min =H S [12]； 由式（4-3）可得：
MPa H 75.1186=σ
由式（4-4）可得：
H HP MPa σσ>=68.12791
H HP MPa σσ>=18.13272 符合条件[13]。

4.2轴的强度计算 4.2.1输出轴
轴的许用应力：
W
M
=σ （4-5） 式中：σ—为轴的许用应力，MPa ；
M —为轴所受的弯矩，mm N ⋅；
W —为抗弯截面系数，查表得36.53mm W =；
输出轴受力分析如图4-1所示。

图4-1 输出轴受力分析简图
刚度条件：
mm N T ⋅⨯=⨯⨯=531031.8618.410184
N d T F t 1508621
1
==
，N tg F F t r 3.6339==βα，N tg F F t 59.584==βα mm a 85.45=，mm b 85.45=，mm d 86=
05.00004.032
2<==EIL b a F f r c
10.0000007.032
2<==
EIL
b a F f t s 全挠度： 2.00004.022<=+=
s c f f f
式中：c f —为轴在垂直面内的挠度，mm ；
s f —为轴在水平面内的挠度，mm ；
1F —为齿轮齿宽中间平面上的圆周力，N ； 2F —为齿轮齿宽中间平面上的径向力，N ；
d —为轴的直径，mm ；
E —为弹性模量，MPa ；
I —为惯性矩，4mm ；
a 、
b —为齿轮上作用力距支座A 、B 的距离，mm ；
L —为支座间距离，mm 。

强度条件：
图4-2 垂直方向受力分析简图
VA
R VB R
B A
图4-3 水平方向受力分析简图
向B 点取矩，得：0624.205=+-r VA F R N R VA 64.1638=∴ 向C 点取矩，得：0624.205=+-t HA F R N R HA 18.4502=∴
mm N a R M VA c ⋅==98.234980，mm N a R M HA s ⋅==61.645612
弯矩如图4-4所示：
图4-4 垂直方向弯矩图
图4-5 水平方向弯矩图
mm
N t M M M n s c ⋅=++=92.10782352
22
由式（4-5）可得：
mm N mm N W
M
40025.200<==
σ 强度合格[14]。

4.3轴承的选用与寿命计算 4.3.1输入轴轴承
选用圆锥滚子轴承30214[15]。

KN C or 175=，KN C r 132=，mm d 70=，mm D 125=，mm B 24=
轴承实际寿命h L ：
3
66010⎪⎭
⎫
⎝⎛=P C n L or h （4-6）
式中：h L —为轴承实际寿命，h ；
or C —为轴承的额定静载荷，N ；
P —为当量动载荷，N ；
c M
＋
c M
＋
HB
R B
n —为轴的转速，m in r 。

N d T F t 41.212321
1
1==
，N tg F F t r 86.77211==α 0422.0=or a C F 查表得26.0=e e F F
r
a > 56.0=∴X ，71.1=Y mm N YF XF P a r ⋅=+=42.1232
842.11221===
Z Z n n i gc ∴常啮合齿轮转速min 217112r i n
n gc
== 由式（4-6）可得：
h h P C n L or h 2000023.101977460103
6>=⎪⎭
⎫ ⎝⎛= 条件符合[16]。

4.3.2输出轴轴承
选用圆锥滚子轴承 30216。

KN C or 212=，KN C r 161=，mm d 80=，mm D 140=，mm B 26=
由式（4-6）可得：
h h P C n L or h 2000083.2078760103
6>=⎪⎭
⎫
⎝⎛= 条件符合。

4.4轴承细节的设计 4.4.1轴承的配合
一般轴承处于运行状态下会有少许游隙，而轴承组装后游隙为负值状态，是预压法得以适用。

作用：①受力情况下刚性可以提高；②抑制轴的振动，提高旋转精度；③防止外部振动引起滚道的磨蚀。

经验：靠测量轮毂轴的起动力矩确定预紧值，包括油封阻力前提下，通过台架试验确定一个精确值。

首先拧紧内螺母并转动轮毂使轴承处于正确的安装位置，拧紧力矩同相应螺纹规格对应，然后将螺母松15⁄~14⁄ 圈，或者再装锁紧螺母，或采用其他方式保证内螺母不松动。

4.4.2轴承的润滑
保证轴承滚动面或滑动面形成油膜，一般采用润滑油GL-4，军用越野车建议采用GL-5。

由于相对主减速器来说结构简单，通常采用飞溅润滑形式。

4.4.3轴承的密封
同壳体的油封一起考虑。

本章主要进行了齿轮和轴承的强度、应力、寿命的计算和校核，还有轴承的设计。

具体分别对轮齿强度的计算，包括齿转弯曲应力和齿轮接触应力的计算；轴的强度计算；轴承的选用及其寿命计算；轴承细节的设计，轴承的配合、润滑和密封的设计。

5 轮边减速器壳体的设计
5.1材料的选择
轮边减速器由于是最后一级传动总成，整个传动系中处于受力最复杂的环节，因此壳体材料对总成的可靠性影响很大。

推荐材料：球铁QT400、QT450、QT500或铸钢。

由于壳体具备承担悬架和转向系统运动学等功能，不建议采用铸铝件。

5.2设计要点
同整车和悬架系统优化设计共同确定包容角即主销内倾角和车轮外倾角的和，由于主销内倾角控制半度公差，包容角公差不得超过0.25°。

设计时间最好保证主销旋转中心点同球笼旋转中心点重合，可以避免输入轴产生附加弯矩给运动带来不利影响。

壳体保证足够润滑冷却性能，容积尽量缩小，满足轻量化要求，装车后最低处预留带磁铁的放油螺塞位置。

5.3油封的设计
油封：考虑油的介质。

工作温度和旋转方向等，而根据经验采用不同材质和结构。

通常采用丁晴橡胶和丙烯酸脂；考虑橡胶弹性，耐高温性相对低，可选用丁腈橡胶；另现在比较广泛采用耐热和耐油性好，但成本稍高的氟橡胶。

本章主要是根据轮边减速器设计的一般设计流程，从整体结构设计考虑，在完成总体方案设计和传动设计计算之后，进行对轮边减速器的壳体设计等一一加以介绍，为轮边减速器的设计完善开发提供参考。

结论
普通圆柱齿轮式轮边减速器目前主要应用于越野车上，它可以大大提高越野车离地间隙，从而增加越野车的通过性。

同时轮边减速器还能起到减速增扭的作用，增加车轮扭矩，能使车辆适应更加恶劣的道路环境。

本设计以EQ2050越野车轮边减速器为原型，应用Auto CAD设计了齿轮、轴、壳体。

本文设计的相关内容如下：
（1）通过轮边减速器的减速比、中心距和齿轮模数来确定每个齿轮的齿数；
（2）通过模数、齿数求各个齿轮的分度圆直径等一些齿轮参数，并对齿轮强度进行校核；
（3）通过齿轮的大小确定轴的尺寸，然后对轴进行强度校核；
（4）通过初选的轴承，然后结合轴来对轴承进行寿命校核。

参考文献
[1] 李军，邢俊文，覃文洁，等.ADAMS实例教程[M].北京：北京理工大学出版社，2002
[2]张展.齿轮减速器现状及发展趋势[J].水利电力机械，2001,2
[3]王斌，过学迅.越野车轮边减速器设计研究[J].汽车零部件研究与开发，2010,05：56-59.
[4] 王犹松，平建军．EQ2050越野汽车轮边减速器总成台架疲劳试验方案设计[J]．汽车科技，2007，
(1)：44—47
[5] 张银保．汽车轮边减速器[J]．湖北工业大学学报．2005，20(3)：103—106
[6] 张展.减速器设计选用手册，上海科学技术出版社.2002
[7] 汪振晓，李增辉．轮边减速器总成设计[J]．汽车科技增刊．2008，（2）：32—35
[8] 林梅，马盛明等．汽车手动变速器与变速驱动桥[M]．北京：机械工业出版社，1998：58—61
[9] 刘维信．汽车设计[M]．北京：清华大学出版社，2001：87—92
[10]余志生．汽车理论（第三版）[M]．北京：机械工业出版社，2000：40—44
[11] 张洪欣，汽车设计（第2版）[M]．北京：机械工业出版社，1995
[12] 卜炎．机械传动装置设计手册[M]．北京：机械工业出版社，1999：171—245
[13] Christian Bader．Power train electronics-progress on the use and development of the computer aided
gearshift systems[J]．SAE 901160，1990，28（3）：110－116
[14] E．Hendricks．Qualitative and quantitative influence of a fully controlled on fuel economy and
vehicle performance[J]．SAE 930668，1993，15（11）：23—25
[15] 成大先．机械设计图册[M] ．北京：化学工业出版社，2000：711—731
[16] Bran Bach．Development of a Shift By Wire Synchronized 5-Speed Manual Transmission[J]．SAE
980831，1998，15(9)：55—58。