单级主减速器@汽车底盘精品资源池

前言

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。

汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，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。

现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双曲面齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。主减速器的种类繁多：有单级式和双级式；有单速式和双速式；还有贯通式和轮边式等。本文主要对轿车的单级主减速器进行设计。

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1课题背景及意义

主减速器是很多不同大小的齿轮组合而成的。也许你见过可变速的自行车，它的后轮齿轮就是好几个大小不一的齿轮组合起来的，自行车通过链条传动，脚蹬处的齿轮大于后轮齿轮，则车速块，相反则省力也就是扭力大。

机动车的减速器是夹在发动机和传动轴之间的设备。

1、首先发动机转速是很高的，每分钟好几千转，不可能让发动机直接连接传动轴，否则车轮也会达到每分钟几千转，那是很恐怖的

2、发动机通过小齿轮带动减速器的大齿轮，实现了转速的下降和动力的传递

3、当减速器里不同大小的齿轮连接发动机时，传递到车轮的动力则不同：发动机的小带减速器的最大齿轮，则扭力最大，也就是机动车的一、而档位；发动机的小带减速器的最小齿轮，则车辆速度最高。

本文对汽车的主减速器进行设计主要是为了是汽车或得最佳的动力性能，能充分的利用发动机传递过来的转矩，由于今年了石油资源的紧缺，所以对减速器进行设计，使轿车或得最佳的动力性，对于提高汽车在市场上的竞争力有很大帮助。对于不同的轿车选用不同的主减速器和主减速形式，提高和改善汽车的性能，本文主要是对轿车的单级主减速器的主动锥齿轮和从动锥齿轮进行设计。

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2总体方案设计

2.1 主减速器的结构形式

2.1.1主减速器齿轮的类型：

现代汽车单级主减速器中多采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮两种。

1）螺旋锥齿轮，其主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，且两者的螺旋角21ββ和相等，可知螺旋锥齿轮的传动比为：

l l ol

r r i 12= (2-1) 式中：l r 1、l r 2—螺旋锥齿轮主、从动齿轮的平均分度圆半径。

2）双曲面齿轮如图2-1所示，主、从动齿轮轴线偏移了一个距离E ，称为偏移距，。 根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比为：

2121cos cos ββ=F F （2-2）

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。

图2-1 双曲面齿轮啮合时受力分析

Figure 2-1 Of the hypoid gear mesh stress analysis

双曲面齿轮传动比为：

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221122cos cos ββs s s s os r r r F r F i == （2-3）

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；

s r 1、s r 2—双曲面齿轮主、从动齿轮的平均分度圆半径

令12cos /cos ββ=K ，则s s os r Kr i 12/=。由于21ββ>，所以1>K ，通常为1.25～1.50。

2.1.2主减速器减速形式：

设计要求为单级主减速器，单级主减速器由一对锥齿轮传动，具有结构简单、质量小、

成本低、使用简单等优点，广泛应用于主减速比0i ≤7.6的各种轿车和轻、中型轿车上（对

于双曲面齿轮通常要求0i ≤6.5）；而双级减速和双速主要用于重型载货汽车，贯通式则用

于多桥驱动的汽车。

2.1.3主减速器主动锥齿轮的支承方式：

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。由于题目为轿车，故所需传递的转矩较小采用悬臂式支承。

（a ）悬臂式支承 （b ）跨置式支承

图2-2 主动锥齿轮的支承方式

Figure 2-2 Active bevel gear of supporting mode

（1）悬臂式支承如图2-2（a ）所示，其特点是主动锥齿轮轴上两圆锥滚子轴承的大端向外，以减少悬臂长度b ，增加支承距a ，提高支承刚度；为了尽可能地增加支承刚度，支承距a 应大于2.5倍的悬臂长度b ，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b 。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。悬臂式支承结构简单，但支承刚度较差，用