摘要本設(shè)計是關(guān)于長安歐諾商務(wù)車傳動系統(tǒng)中的重要組成部分之一后橋齒輪。后橋齒輪是汽車傳動系統(tǒng)的重要一環(huán)，它通過與其他齒輪的嚙合，將發(fā)動機(jī)的動力傳遞到車輪，以此驅(qū)動汽車前進(jìn)或后退。因此，后橋齒輪的設(shè)計必須能夠確保動力傳遞的順暢和高效。在設(shè)計后橋齒輪時，我們需要考慮的關(guān)鍵因素包括齒輪的材料、結(jié)構(gòu)、齒形以及精度等。材料的選擇直接影響到齒輪的強(qiáng)度、耐磨性和抗疲勞性，因此必須根據(jù)使用環(huán)境和負(fù)載情況進(jìn)行合理選擇。結(jié)構(gòu)上，后橋齒輪需要具有足夠的剛性和穩(wěn)定性，以承受高速旋轉(zhuǎn)和復(fù)雜工況下的各種力。齒形設(shè)計則需要考慮到嚙合性能、噪聲和振動等因素，以提高傳動的平穩(wěn)性和可靠性。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對后橋齒輪的性能要求也越來越高。因此，在設(shè)計過程中，我們需要不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，采用先進(jìn)的設(shè)計理念和制造技術(shù)，以提高后橋齒輪的性能和可靠性。同時，我們還需要關(guān)注行業(yè)內(nèi)的最新動態(tài)和技術(shù)趨勢，以便及時將新技術(shù)應(yīng)用到后橋齒輪設(shè)計中，推動汽車傳動系統(tǒng)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：后橋；材料；強(qiáng)度；耐磨性；抗疲勞性；穩(wěn)定性；AbstractThisdesignpertainstotherearaxlegear,acrucialcomponentinthetransmissionsystemoftheChanganOunuocommercialvehicle.Therearaxlegearplaysavitalroleintransmittingenginepowertothewheelsthroughmeshingwithothergears,therebyfacilitatingthevehicle'sforwardorbackwardmovement.Therefore,itisimperativetoensuresmoothandefficientpowertransmissioninthedesignofrearaxlegears.Keyconsiderationsinthedesignprocessincludematerialselection,structuraldesign,toothprofile,andgearaccuracy.Materialchoicedirectlyimpactsthegear'sstrength,wearresistance,andfatigueresistance,necessitatingarationalselectionbasedontheintendedusageenvironmentandloadconditions.Structurally,therearaxlegearmustpossesssufficientrigidityandstabilitytowithstandtheforcesencounteredduringhigh-speedrotationandcomplexoperationalscenarios.Thetoothprofiledesignshouldconsiderfactorslikemeshingperformance,noisereduction,andvibrationcontroltoenhancethesmoothnessandreliabilityofthetransmissionsystem.Astheautomotiveindustrycontinuestoevolve,theperformancestandardsforrearaxlegearsareconstantlyrising.Therefore,itisessentialtocontinuouslyinnovateandoptimizethedesignprocess,adoptingadvanceddesignconceptsandmanufacturingtechniquestoimprovetheperformanceandreliabilityofrearaxlegears.Additionally,keepingabreastofthelatestindustrydevelopmentsandtechnologicaltrendsiscrucialtotimelyintegratenewtechnologiesintothedesignofrearaxlegears,therebyadvancingthedevelopmentofautomotivedrivetrains.Keywords：Rearaxle,material,strength,abrasionresistance,fatigueresistance,stability;

第一章緒論1.1論文研究背景以及意義齒輪傳動系統(tǒng)中，內(nèi)部非線性激勵如誤差激勵和嚙合沖擊激勵，是引發(fā)系統(tǒng)振動、噪聲及齒輪早期失效的關(guān)鍵因素。鑒于噪聲是評估后橋質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，控制齒輪噪聲顯得尤為重要?；诰植抗曹椑碚撆c赫茲接觸原理，后橋齒輪副在實際負(fù)載下會產(chǎn)生彈性變形，其齒面接觸區(qū)域呈橢圓形。為了優(yōu)化齒輪傳動系統(tǒng)，減少嚙合沖擊并提升嚙合性能，齒輪工程師們一直致力于研究多參數(shù)耦合下的后橋齒輪副接觸印痕及接觸性能，并探索它們對傳動誤差變化的影響規(guī)律。這一研究既具有挑戰(zhàn)性，也至關(guān)重要。REF_Ref29171\w\h[1]1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀齒輪在機(jī)械傳動中具有舉足輕重的地位，然而據(jù)統(tǒng)計，多數(shù)的機(jī)械故障往往與齒輪問題息息相關(guān)，這使得齒輪故障的診斷研究備受重視。REF_Ref29997\w\h[4]在重型車輛后橋齒輪油污染和故障檢測領(lǐng)域，當(dāng)前主流的齒輪損傷檢測技術(shù)主要分為兩大類：一是振動檢測技術(shù)，二是油液檢測技術(shù)。REF_Ref30242\w\h[2]由于齒輪在嚙合傳動過程中會受到諸如材料類型、熱處理工藝、工作環(huán)境等多重因素的影響，因此可能會遭遇輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合以及齒面磨損等常見故障，這些都是齒輪失效的常見表現(xiàn)。REF_Ref30242\w\h[6]1.2.1國外研究現(xiàn)狀自20世紀(jì)初，齒輪傳動所引發(fā)的振動和噪聲問題就已受到人們的關(guān)注，并啟動了相關(guān)研究。然而，直到20世紀(jì)60年代中期，振動和噪聲才被確立為評估齒輪傳動性能的重要指標(biāo)。1968年，英國學(xué)者H.Optiz系統(tǒng)地闡述了齒輪的噪聲和振動與齒輪傳動誤差、傳動功率及精度之間的函數(shù)關(guān)系。REF_Ref32277\w\h[7]進(jìn)入70年代末，齒輪故障診斷的頻域法開始受到廣泛重視，吸引了眾多研究者投身其中。例如，Randall.R.B等人對齒輪箱的持續(xù)運(yùn)動過程表現(xiàn)出濃厚興趣，他們研究了齒輪箱運(yùn)行周期內(nèi)的動態(tài)信息，并基于齒輪的振動信號提出了故障恢復(fù)方法。這一方法同樣被應(yīng)用于齒輪磨損和裂紋的故障診斷中，均取得了顯著成效。REF_Ref32561\w\h[8]隨著研究的深入，人們在齒輪故障診斷方面取得了更多進(jìn)展，能夠在很大程度上準(zhǔn)確判斷齒輪的失效形式。P.D.McFaddenREF_Ref32620\w\h[9]等人提出了一種齒輪故障檢測方法，他們首先通過頻譜圖了解齒輪振動信號的時域和頻域分布情況，然后利用圖像處理技術(shù)對提取的振動信號進(jìn)行分析和處理。而C.SreepradhREF_Ref7634\w\h[10]等人在齒輪故障診斷方面取得了重大突破，他們將診斷成功率提高到了95%以上。這一成就得益于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，該網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)齒輪的振動、溫度和扭矩情況有效預(yù)測齒輪的磨損狀況。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀在過去，由于我國的機(jī)械化程度相對較低，重型機(jī)械的使用并不廣泛，因此在國外齒輪故障診斷研究如火如荼的時候，我國在這一領(lǐng)域的研究尚未起步。然而，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加速，機(jī)械裝置的應(yīng)用日益增多，齒輪故障問題也逐漸凸顯。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，國內(nèi)領(lǐng)先的科研院校率先開展了齒輪故障診斷的相關(guān)研究。在改革開放的大背景下，我們積極引進(jìn)并學(xué)習(xí)了國外的先進(jìn)技術(shù)、研究方法和測試手段，逐步形成了較為系統(tǒng)的研究體系。旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷一直是技術(shù)人員面臨的難題，但隨著我國齒輪診斷技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些技術(shù)也被成功應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷中。REF_Ref2102\w\h[11]程軍圣等研究者為了更有效地突出齒輪振動信號的故障特性并精準(zhǔn)捕捉故障信息，創(chuàng)新性地結(jié)合了VPMCD和EMD分析方法，從而顯著提高了故障診斷的準(zhǔn)確性。REF_Ref2598\w\h[12]喻洪平等人則在這一領(lǐng)域取得了更大的進(jìn)展，他們設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng)能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)實時測試的需求。其團(tuán)隊基于快速傅里葉變換實現(xiàn)了齒輪噪聲的計算機(jī)輔助測試技術(shù)，并對誤差的來源及減小方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。REF_Ref2774\w\h[13]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于齒輪的故障診斷中。展望未來，齒輪故障診斷技術(shù)的發(fā)展將主要體現(xiàn)在以下四個方面：綜合診斷法的應(yīng)用、智能化發(fā)展、故障機(jī)理的深入研究和遠(yuǎn)程故障診斷的實現(xiàn)。這些方向?qū)⒐餐苿育X輪故障診斷技術(shù)向更高水平邁進(jìn)。1.綜合診斷法:在某些復(fù)雜系統(tǒng)中，特別是那些需要高度精密齒輪傳動系統(tǒng)來滿足工作需求的場景，如高溫、振蕩等極端惡劣的工作環(huán)境，故障往往更為隱蔽和難以捉摸。若僅依賴單一的診斷技術(shù)，可能會在系統(tǒng)發(fā)生故障時無法及時且準(zhǔn)確地識別，從而導(dǎo)致不必要的損失。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，綜合診斷法應(yīng)運(yùn)而生。綜合診斷法的核心在于將各種故障診斷方法進(jìn)行有機(jī)融合，取長補(bǔ)短，從而顯著提升診斷的精確度和速度。這種方法能夠充分發(fā)揮每種診斷技術(shù)的優(yōu)勢，同時彌補(bǔ)其不足，確保在齒輪傳動故障診斷中能夠發(fā)揮最大的價值。通過綜合應(yīng)用多種診斷手段，我們可以更全面、更深入地了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在故障，為系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供有力保障。REF_Ref5553\w\h[14]2.向智能化發(fā)展:隨著科技的不斷進(jìn)步，將最新的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于齒輪故障診斷中已成為必然趨勢。這種智能化的發(fā)展將使診斷方法更加多元化和高效。特別是人工智能技術(shù)的引入，為齒輪故障診斷帶來了革命性的變化。在齒輪故障診斷過程中，人工智能可以應(yīng)用于信號提取與檢測、故障模式預(yù)判以及解決方案制定等多個環(huán)節(jié)。通過智能算法的處理和分析，我們能夠更準(zhǔn)確地識別故障信號，預(yù)測可能的故障模式，并提供針對性的解決方案。然而，在現(xiàn)實中，由于檢測人員專業(yè)知識的匱乏，傳統(tǒng)的診斷方法往往效果不夠理想。通用的知識規(guī)則在實際應(yīng)用中也存在很大的局限性，難以普及和推廣。因此，我們必須加大對智能化齒輪故障診斷技術(shù)的研究力度，推動其向更加系統(tǒng)、完善的方向發(fā)展。REF_Ref5677\w\h[15]將人工智能與齒輪故障診斷相結(jié)合，不僅可以提高診斷的準(zhǔn)確性和效率，還可以為故障診斷技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。這將有助于我們更好地應(yīng)對復(fù)雜的齒輪故障問題，保障機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，推動工業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。3.深入剖析齒輪系統(tǒng)故障機(jī)理與研究先進(jìn)診斷方法:齒輪傳動系統(tǒng)因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和多變的工作環(huán)境而備受關(guān)注。這類系統(tǒng)常常需要在高溫、高壓、振蕩等極端條件下長期運(yùn)行，因此故障的發(fā)生率和復(fù)雜性都相對較高。目前，我國在齒輪傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型和故障產(chǎn)生機(jī)理方面的研究尚顯薄弱，缺乏深入的理解和掌握先進(jìn)的分析測試手段。近年來，國內(nèi)研究人員已經(jīng)在該領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展，如時變參數(shù)模型法、盲信號分離技術(shù)REF_Ref5717\w\h[16]、AR模型分析法REF_Ref5756\w\h[17]以及EEMD能量熵分析法REF_Ref6739\w\h[18]等。然而，這些研究方法的理論基礎(chǔ)仍在不斷完善中，需要更多的實踐驗證和深入探索。為了更有效地應(yīng)對齒輪系統(tǒng)的故障挑戰(zhàn)，我們必須深入剖析其故障機(jī)理，并致力于研究更為先進(jìn)的故障診斷方法。這包括對齒輪系統(tǒng)的各個組成部分進(jìn)行詳細(xì)的力學(xué)分析，了解其在不同工作條件下的性能變化，以及探索各種可能的故障模式和原因。同時，我們還需要建立詳細(xì)、完整且權(quán)威的數(shù)學(xué)模型和專家知識庫，以便更準(zhǔn)確地預(yù)測和診斷故障，提供及時有效的解決方案。這將是一個長期而艱巨的任務(wù)，但對于提高我國齒輪系統(tǒng)的可靠性和性能具有重要意義。4.實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷:當(dāng)前，國內(nèi)在齒輪故障的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)方面仍然處于起步階段。盡管在某些診斷功能上我們已經(jīng)取得了突破，但與現(xiàn)代設(shè)備診斷的高標(biāo)準(zhǔn)相比，還存在顯著的差距。傳統(tǒng)的診斷方法往往表現(xiàn)出不穩(wěn)定和不準(zhǔn)確的問題，這無法滿足現(xiàn)代工業(yè)對故障診斷的精確性和及時性的需求。為了克服這些挑戰(zhàn)，將產(chǎn)品的設(shè)計系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)集成在一起顯得尤為重要。這種集成能夠確保在設(shè)計階段就充分考慮到故障診斷的需求，從而在產(chǎn)品中嵌入更為智能和高效的診斷功能。同時，將綜合診斷技術(shù)與遠(yuǎn)程診斷相融合，可以充分利用兩者的優(yōu)勢，實現(xiàn)更快速、更準(zhǔn)確的故障診斷。展望未來，這種融合的診斷技術(shù)將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。通過遠(yuǎn)程診斷，我們可以實現(xiàn)對齒輪故障的及時發(fā)現(xiàn)和處理，避免因故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷和設(shè)備損壞，從而為企業(yè)節(jié)省大量的維護(hù)成本和時間成本。因此，加大在遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)方面的研究和投入，對于提升我國工業(yè)領(lǐng)域的整體競爭力具有重要意義。REF_Ref7144\w\h[19]1.3本文主要研究內(nèi)容本文來源于長安歐諾商務(wù)車后橋開發(fā)項目，希望通過本論文的研究，從而為后橋齒輪的設(shè)計提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐。具體研究內(nèi)容如下：從后橋齒輪設(shè)計出發(fā)分析后橋齒輪主體結(jié)構(gòu)方案確定后橋齒輪主體機(jī)構(gòu)的設(shè)計對主減速器、差速器齒輪的參數(shù)進(jìn)行尺寸計算及校核對齒輪的材料進(jìn)行選取、進(jìn)行熱處理以及齒輪的潤滑系統(tǒng)進(jìn)行分析齒輪三維模型的建立本論文運(yùn)用AutoCAD工程制圖、solidworks三維建模、ANSYS仿真分析等先進(jìn)手段，結(jié)合整車對后橋齒輪進(jìn)行分析設(shè)計。1.4論文的章節(jié)安排針對以上論文，本文的章節(jié)安排如下：1.第一章為緒論部分，主要是闡述論文研究背景，簡單介紹后橋齒輪的主體結(jié)構(gòu)2.第二章為對主減速器齒輪結(jié)構(gòu)的分析，對主減速器的載荷、齒輪的齒數(shù)模數(shù)等幾何參數(shù)進(jìn)行計算以及強(qiáng)度計算，最后對主減速器齒輪的材料進(jìn)行選取，進(jìn)行各種熱處理工藝才提高齒輪的耐久性‘對齒輪的潤滑系統(tǒng)進(jìn)行分析。3.第三章對差速器齒輪的結(jié)構(gòu)分析，對差速器齒輪的基本參數(shù)進(jìn)行選擇，對行星齒輪與半軸齒輪的齒數(shù)進(jìn)行選擇，以及最后的安裝。4.第四章為整個齒輪三維模型的建立。5.第五章長安歐諾商務(wù)車后橋齒輪的設(shè)計的結(jié)論與展望。第二章主減速器齒輪設(shè)計2.1主減速齒輪計算載荷的確定為了確定作用于主減速器從動齒輪上的計算載荷，考慮兩種極端條件：一是當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩且傳動系統(tǒng)處于最低檔傳動比時的情況；二是驅(qū)動車輪滑動時的情況。在這兩種情況下，取較小的轉(zhuǎn)矩值作為從動齒輪的計算載荷，用于驗算其最大應(yīng)力。即：/n=1642.86（）（2.1）=2974.40（）（2.2）式中：——發(fā)動機(jī)最大扭矩，本車取N.m；——最低檔傳動比；已知；ηT——傳動效率，ηT＝0.9；K0——超載系數(shù)，對于商務(wù)汽車取K0＝1；G2——汽車滿載最大負(fù)荷，取G2＝8540.7N；Φ——輪胎附著系數(shù)，取Φ＝1.0；Rr——車輪滾動半徑，Rr＝334.334mm；ηLB＝0.96,iLB＝1。這種方法考慮了發(fā)動機(jī)的最大扭矩、傳動系統(tǒng)的最低檔傳動比、傳動部分的效率、超載系數(shù)、驅(qū)動橋數(shù)目、汽車滿載時對地面的最大負(fù)荷、輪胎與路面的附著系數(shù)以及車輪的滾動半徑等多個因素。通過這些參數(shù)，可以通過公式（2.1）和（2.2）計算得到主減速器從動齒輪的計算載荷：==1215.82（）（2.3）式中：——汽車滿載總重，N；——道路滾動阻力系數(shù)，通常0.015～0.020，取=0.018；——爬坡能力系數(shù)。通常0.09～0.30，取=0.15；——汽車性能系數(shù)(2.4)當(dāng)=26.86>16取=02.2主減速器齒輪參數(shù)的選擇1.齒數(shù)的選擇:齒數(shù)的選擇直接關(guān)系到整個傳動系統(tǒng)的性能，包括效率、耐久性以及驅(qū)動橋的離地間隙，這對于確保車輛的運(yùn)行性能和可靠性至關(guān)重要。主減速比（i0）是決定齒數(shù)選擇的關(guān)鍵因素。當(dāng)主減速比較大時，為了獲得理想的驅(qū)動橋離地間隙，推薦使主動齒輪的齒數(shù)（Z1）盡可能小。具體而言，當(dāng)i0大于或等于6時，Z1的最小值可以是5，但為了確保更平穩(wěn)的嚙合和更高的疲勞強(qiáng)度，Z1最好大于5。相反，當(dāng)i0較小，即在3.5到5的范圍內(nèi)時，Z1的建議值在7到12之間。這是因為，如果主從齒輪的齒數(shù)過多，可能導(dǎo)致齒輪尺寸過大，從而無法保證足夠的離地間隙。為了確保磨合過程的均勻性，主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)（Z1和Z2）應(yīng)該避免有公約數(shù)。這有助于分散接觸點，減少特定區(qū)域的磨損。同時，為了獲取理想的齒面重疊系數(shù)，齒輪的總齒數(shù)（Z1+Z2）應(yīng)不小于50，這有利于改善嚙合過程，減少振動和噪音，提高傳動的平滑性。根據(jù)上述原則和考慮到本車的主減速比，最終確定的主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)分別為10和43。這種選擇兼顧了設(shè)計的理想性能和實際的應(yīng)用需求，展現(xiàn)了在復(fù)雜工程設(shè)計中如何平衡理論與實踐、性能與可行性的過程。2.節(jié)度圓直徑地選擇:節(jié)度圓直徑的選擇基于從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，其中考慮了式（2.2）和式（2.3）計算得到的轉(zhuǎn)矩值，并取兩者中較小的一個作為計算依據(jù)。通過使用經(jīng)驗公式，確定從動錐齒輪的節(jié)圓直徑為177mm。這一步驟是齒輪設(shè)計中的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到齒輪的基本尺寸和承載能力：=177mm（2.5）式中：d2——從動錐齒輪直徑，mm；Kd2——直徑系數(shù)，取Kd2＝=13～16；Tj——計算轉(zhuǎn)矩；取Tje與TjΦ中較小者：3.齒輪的端面模數(shù)是基于節(jié)圓直徑的選擇確定的，關(guān)鍵在于保證齒輪具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時也便于制造和裝配。在本設(shè)計中，從動齒輪的大端模數(shù)被選為4.5，這提供了一個良好的基礎(chǔ)，以進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)度校核和設(shè)計優(yōu)化，并用下式校核=4.54.齒面寬的選擇關(guān)系到齒輪的接觸強(qiáng)度和疲勞壽命。對于汽車主減速器螺旋錐齒輪，推薦的齒面寬度為38.75mm，但在初步設(shè)計階段可取為30mm。這一選擇平衡了齒輪的承載能力和空間限制，確保了齒輪的有效接觸和強(qiáng)度。F=0.155=38.75mm，可初取F=30mm。5.在設(shè)計螺旋錐齒輪時，通常將主動齒輪設(shè)為左旋，從動齒輪設(shè)為右旋。這樣的設(shè)計可以使得兩齒輪的軸向力互相斥離，從而減少軸承的載荷，提高整個傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命。6.螺旋角是影響齒輪傳動效率和負(fù)載分布的重要參數(shù)。在一般機(jī)械制造中，推薦使用35°的螺旋角。這一角度提供了良好的抗載能力和運(yùn)行平穩(wěn)性，同時也便于制造：2.2.1主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算見表2.1表2.1主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算用表序號項目計算公式計算結(jié)果1主動齒輪齒數(shù)102從動齒輪齒數(shù)433模數(shù)4.54齒面寬FF=30mm5工作齒高7.2456全齒高=8.0467法向壓力角=16°8軸交角=90°9節(jié)圓直徑=45mm=193.5mm10節(jié)錐角arctan=90°-=13.091°=76.908°11節(jié)錐距A==A=100mm12周節(jié)t=3.1416t=14.137mm13齒頂高=6.075mm=1.125mm14齒根高==1.971mm=6.921mm15徑向間隙C=c=0.846mm16齒根角=1.1348°=3.9289°17面錐角；=17.06995°=3.9289°18根錐角===11.12°=72.9291°19齒頂圓直徑==56.83424mm=194.0096mm20節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離=95.374mm=21.404mm21理論弧齒厚=27.38mm=3.9915mm22齒側(cè)間隙B=0.102～0.1520.125mm23螺旋角=35°24螺旋方向減少軸向力，提高傳動的穩(wěn)定性主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋25驅(qū)動齒輪小齒輪小齒輪26驅(qū)動方向指明力的傳遞方向，這對確保齒輪系統(tǒng)的正確安裝和運(yùn)行至關(guān)重要主動齒輪為順時針，從動齒輪為反時針2.2.2主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算在進(jìn)行主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算之前，了解齒輪可能的破壞形式及其影響因素是至關(guān)重要的。這有助于選擇合適的計算方法和安全系數(shù)，確保齒輪設(shè)計的可靠性和耐久性。主要的齒輪破壞形式包括：疲勞破壞:疲勞破壞是齒輪最常見的破壞形式之一，通常發(fā)生在齒面或齒根。齒面接觸疲勞（也稱為點蝕）產(chǎn)生的小坑點可能會擴(kuò)展成更大的疲勞裂紋，最終導(dǎo)致齒面層片狀剝落。齒根疲勞裂紋則是由于交變應(yīng)力引起的，可能導(dǎo)致齒輪齒斷裂。磨損:磨損是在長時間運(yùn)行過程中由于齒輪之間的相對滑動而引起的材料逐漸損失。如果潤滑不足或齒輪材料選擇不當(dāng)，磨損會加速，影響齒輪的傳動精度和壽命。塑性變形:在極端載荷下，齒輪的齒面或齒根可能發(fā)生塑性變形。這種變形會改變齒輪的嚙合條件，可能導(dǎo)致傳動不平穩(wěn)，增加噪音和振動。斷齒:斷齒是齒輪承受過大沖擊載荷或疲勞裂紋擴(kuò)展至關(guān)鍵尺寸時的突然破壞，嚴(yán)重影響齒輪箱的正常工作。。螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算：1.主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算①單位齒長上的圓周力（2.6）式中：——單位齒長上的圓周力，N/mm;F——作用在齒輪上的圓周力，N；按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時：=1260.74N/mm（2.7）按最大附著力矩計算時：=836.22（2.8）②輪齒的彎曲強(qiáng)度計算。（2.9）式中：——超載系數(shù)1.0；——尺寸系數(shù)——載荷分配系數(shù)1.1~1.25；——質(zhì)量系數(shù)，取1；3.輪齒的接觸強(qiáng)度計算螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應(yīng)力（MPa）為：（2.10）式中：——材料的彈性系數(shù)，取232.6；=1，=1，=1.11，=1；——表面質(zhì)量系數(shù)，取1；J——計算應(yīng)力的綜合系數(shù)，=0.1875。=666.7MPa<=1750MPa=2373.45MPa<=2800MPa，由以上數(shù)據(jù)可以得到如圖2.1、圖2.2圖2.1主動齒輪圖2.2從動齒輪2.3主減速器齒輪的材料及熱處理2.3.1主減速器齒輪的材料選取主減速器不僅負(fù)責(zé)承受較大的載荷，而且其工作環(huán)境復(fù)雜，需經(jīng)受長時間的運(yùn)作以及頻繁且多變的載荷條件，包括沖擊負(fù)荷。因此，齒輪的損壞模式多樣，主要包括齒根彎曲折斷、齒面疲勞點蝕、磨損和擦傷等?；谶@些條件，驅(qū)動橋齒輪材料及其熱處理需滿足以下幾點要求：1.高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度：齒輪材料應(yīng)具備優(yōu)良的彎曲疲勞強(qiáng)度與接觸疲勞強(qiáng)度，并且齒面需要有較高的硬度以提高耐磨性。這是因為齒輪在運(yùn)行過程中，尤其是齒面，會經(jīng)歷復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，包括重復(fù)的壓縮和拉伸應(yīng)力，這要求齒輪材料必須能夠承受這些應(yīng)力而不發(fā)生疲勞損傷。2.良好的韌性：齒輪的輪齒芯部應(yīng)具有適當(dāng)?shù)捻g性，以便能夠吸收和分散沖擊載荷，防止沖擊條件下輪齒根部的折斷。這要求齒輪材料在高硬度的表面下保持一定的韌性，以保證在遇到突然沖擊時不會發(fā)生脆性斷裂。3.加工性能優(yōu)良：選用的鋼材應(yīng)具有良好的鍛造、切削和熱處理等加工性能，以便在熱處理過程中控制變形，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低制造成本并減少廢品率。這意味著材料的選擇和熱處理工藝的優(yōu)化對于生產(chǎn)效率和成本控制至關(guān)重要。4.合理選用合金元素：在選擇齒輪材料的合金元素時，應(yīng)考慮到資源的可得性和成本效益。例如，我國開發(fā)的以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)，旨在節(jié)約如鎳、鉻等稀缺資源，同時保證材料性能滿足設(shè)計要求。2.3.2主減速器齒輪的熱處理主減速器齒輪的熱處理是一個關(guān)鍵的工藝過程，旨在提高齒輪的硬度、耐磨性、耐疲勞性以及確保齒輪的尺寸穩(wěn)定性。主減速器齒輪熱處理的主要步驟和技術(shù)要求：1.預(yù)加熱：在進(jìn)行主要的熱處理前，對齒輪進(jìn)行預(yù)加熱，以增加齒輪整體溫度，減小熱應(yīng)力和溫度梯度，確保后續(xù)熱處理過程的均勻性。預(yù)加熱溫度和時間根據(jù)齒輪材料、尺寸和熱處理要求來確定。2.加熱：通過提高齒輪的溫度，使其達(dá)到適合熱處理的階段。加熱溫度和時間的選擇取決于齒輪材料和所需的組織結(jié)構(gòu)和性能變化。3.保溫：在加熱后，齒輪需要進(jìn)行一定時間的保溫，以確保所需的相變和組織結(jié)構(gòu)形成。保溫時間根據(jù)齒輪材料和所需的組織結(jié)構(gòu)和性能變化來確定。4.冷卻：在完成保溫后，齒輪需要進(jìn)行冷卻過程，以固化材料的組織結(jié)構(gòu)和性能。淬火是齒輪熱處理中的重要步驟。主減速器齒輪具體的熱處理方法包括：1.表面淬火：如高頻淬火（適用于小尺寸齒輪）和火焰淬火（適用于大尺寸齒輪）。表面淬火的淬硬層包括齒根底部時，其效果最好，齒面硬度可達(dá)特定范圍。2.滲氮：滲氮可以確保齒輪在變形最小的條件下，達(dá)到很高的齒面硬度和耐磨性，提高承載能力。3.滲碳淬火：滲碳淬火齒輪具有相對較大的承載能力，但必須經(jīng)過精加工工序來消除熱處理變形，以保證精度。滲碳淬火齒輪的硬度從齒輪表面至深層逐漸降低。當(dāng)前，汽車主減速器和差速器圓錐齒輪及雙曲面齒輪普遍采用滲碳合金鋼制造，這種材料經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，在確保芯部具有良好韌性的同時，能使齒輪表面硬度達(dá)到HRC58～64，適應(yīng)模數(shù)m≤8的條件。滲碳深度根據(jù)端面模數(shù)有明確規(guī)定，確保了齒輪的耐用性和抗疲勞性。此外，為防止新齒輪在初期運(yùn)行時由于潤滑不良而產(chǎn)生的膠合、咬死或擦傷，推薦在圓錐齒輪與雙曲面齒輪副的草熱處理及精加工后進(jìn)行磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面處理，雖不作為公差尺寸的補(bǔ)償，也不能替代潤滑，但可有效預(yù)防早期磨損。齒面的噴丸處理可提高齒輪壽命約25%，而對于高滑動速度的齒輪，通過滲硫處理可顯著提高耐磨性，降低摩擦系數(shù)，即使在潤滑條件較差的情況下，也能有效防止齒輪的咬死、膠合和擦傷現(xiàn)象，這些措施都體現(xiàn)了對齒輪材料及熱處理工藝的深入理解和科學(xué)應(yīng)用，是確保齒輪系統(tǒng)可靠性和壽命的關(guān)鍵。2.4主減速器齒輪的潤滑長安歐諾商務(wù)車的后橋齒輪潤滑系統(tǒng)是其動力傳輸系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分，其主要功能是確保齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中得到充分的潤滑，以減小摩擦、降低磨損，并提高齒輪的使用壽命。以下是關(guān)于后橋齒輪潤滑系統(tǒng)的詳細(xì)分析：1.潤滑系統(tǒng)設(shè)計：后橋齒輪的潤滑系統(tǒng)通常包括潤滑油箱、油泵、油道以及油濾器等關(guān)鍵部件。潤滑油箱負(fù)責(zé)儲存潤滑油，油泵則通過動力驅(qū)動將潤滑油從油箱中抽出，并通過油道輸送到后橋齒輪的各個部位。油濾器則起到過濾雜質(zhì)、保持潤滑油清潔的作用。2.潤滑油的選擇：對于后橋齒輪來說，選擇合適的潤滑油至關(guān)重要。通常，需要選擇粘度適中、抗磨性能好、耐高溫的潤滑油，以確保齒輪在各種工作條件下都能得到良好的潤滑。此外，定期更換潤滑油也是保持潤滑系統(tǒng)性能的重要措施。3.潤滑效果與監(jiān)控：有效的潤滑系統(tǒng)能夠確保齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中保持適當(dāng)?shù)挠湍ず穸?，不僅有助于降低摩擦和磨損，而且能夠有效地將齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱量帶走。起到降溫的作用。為了監(jiān)控潤滑系統(tǒng)的性能，通常會設(shè)置油壓傳感器和油溫傳感器，以便及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題。4.維護(hù)與保養(yǎng)：為了保持后橋齒輪潤滑系統(tǒng)的良好性能，需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。這包括檢查潤滑油的油位和質(zhì)量、清洗油濾器、更換老化的油封和密封件等。此外，還需要注意避免潤滑油的污染和混入雜質(zhì)，以免對齒輪造成損害。5.在主減速器及差速器的設(shè)計中，潤滑系統(tǒng)的設(shè)計是保證其長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。良好的潤滑不僅能減少齒輪、軸承以及其他摩擦表面的磨損，還有助于散熱、清潔，并防止銹蝕。尤其對于主減速器中的主動錐齒輪前軸承的潤滑，需要特別注意，因為這一部分的潤滑不可依賴于潤滑油的飛濺來實現(xiàn)。在實際應(yīng)用中，通過在主減速殼內(nèi)壁靠近主動齒輪處設(shè)立專門的集油槽，有效地收集飛濺到殼體內(nèi)壁上的潤滑油。這部分油液之后通過靠近油孔的路徑引導(dǎo)至前軸承圓錐滾子的小端。得益于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的泵油作用，潤滑油能夠從圓錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)由前軸承前端的回油孔流回至驅(qū)動橋殼的中間油盆中，從而實現(xiàn)潤滑油的循環(huán)使用。這一設(shè)計不僅確保了軸承的良好潤滑、有效的散熱和清潔，而且還保護(hù)了前端油封不被損壞，延長了設(shè)備的使用壽命和維護(hù)周期。此外，為了保證差速器獲得充足的潤滑油，某些設(shè)計采用了專門的倒油匙來引導(dǎo)潤滑油。綜上所述，長安歐諾商務(wù)車的后橋齒輪潤滑系統(tǒng)是一個復(fù)雜而重要的系統(tǒng)，它關(guān)系到齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和車輛的行駛安全。因此，需要對其進(jìn)行精心的設(shè)計和維護(hù)，以確保其能夠發(fā)揮最佳的性能。2.5本章小結(jié)本章主要是為了進(jìn)行主減速器齒輪的設(shè)計。計算主減速器從動齒輪載荷，在各種極端條件下確定出最終載荷為1215.82；最終確定的主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)分別為10和43；最終確定的主動齒輪和從動齒輪的齒數(shù)分別為10和43；確定從動錐齒輪的節(jié)圓直徑為177mm；齒輪的端面模數(shù)確定為4.5、齒面寬的選擇關(guān)系到齒輪的接觸強(qiáng)度和疲勞壽命，對于汽車主減速器螺旋錐齒輪，推薦的齒面寬度為38.75mm，但在初步設(shè)計階段可取為30mm；螺旋角是影響齒輪傳動效率和負(fù)載分布的重要參數(shù)，推薦使用35°的螺旋角;接著進(jìn)行主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算,計算出彎曲疲勞強(qiáng)度為666.7MPa；計算出接觸強(qiáng)度為2373.45MPa主減速齒輪的材料的選取至關(guān)重要，要有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的韌性、加工性能優(yōu)良、合理選用合金元素。在選擇齒輪材料的合金元素時，應(yīng)考慮到資源的可得性和成本效益。例如，我國開發(fā)的以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)，旨在節(jié)約如鎳、鉻等稀缺資源，同時保證材料性能滿足設(shè)計要求。主減速器齒輪的熱處理是一個關(guān)鍵的工藝過程，通過滲硫處理可顯著提高耐磨性，降低摩擦系數(shù)，即使在潤滑條件較差的情況下，也能有效防止齒輪的咬死、膠合和擦傷現(xiàn)象，這些措施都體現(xiàn)了對齒輪材料及熱處理工藝的深入理解和科學(xué)應(yīng)用，是確保齒輪系統(tǒng)可靠性和壽命的關(guān)鍵。最后是齒輪系統(tǒng)的潤滑，良好的潤滑不僅能減少齒輪、軸承以及其他摩擦表面的磨損，還有助于散熱、清潔，并防止銹蝕。尤其對于主減速器中的主動錐齒輪前軸承的潤滑。通過對潤滑系統(tǒng)設(shè)計、潤滑油的選擇、潤滑的效果與監(jiān)控、定期的維護(hù)與保養(yǎng)以確保齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中得到充分的潤滑，以減小摩擦、降低磨損，并提高齒輪的使用壽命。第3章差速器齒輪設(shè)計3.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇如圖3.1所示，差速器是汽車驅(qū)動系統(tǒng)的重要組成部分，它允許驅(qū)動輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，而不影響驅(qū)動力的傳遞。這在汽車轉(zhuǎn)彎時尤為重要，因為內(nèi)側(cè)輪子走的路徑比外側(cè)輪子短，所以內(nèi)側(cè)輪子需要較慢的速度以減少輪胎的滑動和磨損。圖3.1齒輪差速器的工作原理圖在設(shè)計差速器齒輪時，必須仔細(xì)考慮其基本參數(shù)，包括：1.從動齒輪尺寸：從動齒輪的尺寸直接關(guān)系到差速器殼的設(shè)計和裝配。它必須與主減速器的從動齒輪協(xié)調(diào)一致，確保兩者能夠無縫配合工作。2.主動齒輪尺寸：主動齒輪的尺寸也必須適配差速器的設(shè)計，尤其是在確保足夠的強(qiáng)度和壽命的同時，滿足差速器內(nèi)部空間的限制。3.輪廓尺寸：差速器的外部輪廓尺寸受到其安裝空間的限制，特別是當(dāng)差速器殼裝在主減速器從動齒輪上時，以及從動齒和主動齒輪導(dǎo)向軸承支座的空間限制。4.軸承支座：軸承支座必須設(shè)計得足夠堅固，以確保差速器齒輪在不同載荷下都能穩(wěn)定工作。在差速器的工作中，內(nèi)部齒輪必須能夠自由旋轉(zhuǎn)，并且通過星輪（衛(wèi)星齒輪）和側(cè)齒輪（行星齒輪）來允許輪軸以不同的速度轉(zhuǎn)動。如圖4.1，ω1和ω2分別表示左右車輪的角速度，ω3表示差速器殼體的角速度。力矩P則均勻分布到兩個車輪上，即使它們的旋轉(zhuǎn)速度不同。此外，圖示也表現(xiàn)了通過差速作用，左右車輪承受的壓力差ΔP。正確設(shè)計差速器能夠保證車輛轉(zhuǎn)彎時的動態(tài)穩(wěn)定，提高行駛的舒適性和安全性。3.1.1行星齒輪數(shù)目的選擇球面半徑：=29.735～35.281（mm）（3.1）圓整取=35mm式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，2.52～2.99，取2.99；節(jié)錐距：=（0.98～0.99）=34.30～34.65mm（3.2）取34.50mm3.1.2行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇對于行星齒輪來說，較少的齒數(shù)有利于獲得較大的模數(shù)，從而增強(qiáng)齒輪的強(qiáng)度。但是，齒數(shù)過少可能會影響齒輪的嚙合，從而影響差速器的平滑運(yùn)轉(zhuǎn)和噪音水平。通常，行星齒輪的齒數(shù)不應(yīng)少于10，以保持適當(dāng)?shù)膰Ш虾瓦\(yùn)行性能。而半軸齒輪通常選擇14至25的齒數(shù)范圍。這個齒數(shù)范圍允許足夠的接觸面積來分散載荷，減少每個齒面上的應(yīng)力，同時也容許設(shè)計的靈活性來適配不同車型和驅(qū)動需求。行星齒輪與半軸齒輪的齒數(shù)比在實際應(yīng)用中大多位于1.5至2的范圍內(nèi)。這個齒數(shù)比提供了平衡的動力分配給兩個輪軸，允許差速器在車輛轉(zhuǎn)彎時有效地工作。齒數(shù)比的選擇同時考慮到了傳動比、尺寸限制以及制造成本。在本例中，如果行星齒輪的齒數(shù)取為10，半軸齒輪的齒數(shù)取為20，這就形成了一個2:1的齒數(shù)比，這個比例不僅能夠提供良好的承載能力，同時也能保持差速器的緊湊設(shè)計，確保在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高效的動力傳輸。在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左、右兩半軸齒輪的齒數(shù)之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目n所整除，否則將不能安裝，即應(yīng)滿足：=10（3.3）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角：（3.4）式中：——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)：=3.104（3.5）取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)6；式中：在前面已初步確定。算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑d即可由下式求得：（3.6）3.1.3壓力角汽車差速器齒輪的設(shè)計常采用一個較大的壓力角，這樣的選擇有助于齒輪的強(qiáng)度和剛度，允許在小齒輪（如行星齒輪）上實現(xiàn)較少的齒數(shù)，而不至于導(dǎo)致齒頂變尖，這通常與一般的齒輪設(shè)計中所采用的20°壓力角相比，可以減少至10個齒。較大的壓力角提供的是更大的齒面接觸長度，在同等載荷條件下，齒面接觸應(yīng)力較低，有利于提高齒輪的疲勞壽命。齒高系數(shù)通常取為0.8，這個系數(shù)決定了齒輪齒高的大小，一個較小的齒高系數(shù)有助于提高齒輪的幾何強(qiáng)度，同時允許齒輪設(shè)計更加緊湊。通過選擇合適的齒高系數(shù)，可以在保持足夠強(qiáng)度的同時減小齒輪的尺寸，這對于空間受限的差速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)尤為重要。利用切相修正（ProfileShifting），在不改變小齒輪齒頂形狀的前提下，可以通過加大半軸齒輪（大齒輪）的齒厚來實現(xiàn)齒輪的等強(qiáng)設(shè)計。這樣的修正不僅改善了齒輪的接觸比和載荷分布，而且在傳動過程中能減少齒輪的應(yīng)力集中，提高整個齒輪組的強(qiáng)度和壽命。此外，等強(qiáng)度設(shè)計還意味著行星齒輪和半軸齒輪可以更均勻地分?jǐn)傒d荷，這在保持差速器緊湊尺寸的同時，提高了整個傳動系統(tǒng)的可靠性。通過對行星齒輪數(shù)目的選擇、對齒數(shù)的選擇等等、以及壓力角的確定可以利用AutoCAD工程制圖對行星齒輪與半軸齒輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪制：如圖3.1行星齒輪、圖3.2半軸齒輪圖3.1行星齒輪圖3.2半軸齒輪3.1.4行星齒輪安裝孔直徑及其深度L的確定行星齒輪安裝孔與行星齒輪名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。=35.97（mm）=32.70mm（3.7）式中：差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩24942；n——行星齒輪數(shù)4；——行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x，mm.，是半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，l=64mm;[]——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取69MPa.3.2差速器齒輪的幾何尺寸計算與強(qiáng)度計算如表4.1，錐齒輪的幾何尺寸計算。表3.1汽車差速器錐齒輪的幾何尺寸計算表序號項目計算1行星齒輪齒數(shù)2半軸齒輪齒數(shù)3模數(shù)4齒面寬=30.2mm，取F=30mm5齒工作高=1.6m=5.6mm6齒全高h(yuǎn)=1.788m+0.051=6.039mm7壓力角8軸交角9節(jié)圓直徑10節(jié)錐角11節(jié)錐距A===39.1mm12周節(jié)t=3.1416m=10.9956mm13齒頂高3.77125mm1.8287mm14齒根高mmmm15徑向間隙16齒根角mmmm17面錐角mmmm18根錐角mmmm19外圓直徑mmmm20節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離mmmm21理論弧齒厚mmmm22齒側(cè)間隙差速器齒輪的設(shè)計要求確保齒輪在車輛正常使用期間不會因為彎曲應(yīng)力超出材料的強(qiáng)度極限而發(fā)生破壞。由于差速器在大部分行駛情況下，并不經(jīng)歷大的轉(zhuǎn)速差異，其內(nèi)部齒輪的載荷變化相對較小。因此，行星齒輪在正常的直線行駛中，確實更像是一個等臂推力桿，傳遞扭矩而不產(chǎn)生相對滾動。在轉(zhuǎn)彎或者車輪失去牽引力時，差速器允許車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，行星齒輪會與半軸齒輪產(chǎn)生相對滾動，但這種情況不是持續(xù)發(fā)生的。由于這種相對滾動的頻率較低，疲勞破壞不是差速器齒輪設(shè)計的主要考慮因素。相反，差速器齒輪的設(shè)計主要考慮彎曲強(qiáng)度，以確保在極端工況下，如快速轉(zhuǎn)彎時，齒輪仍能承受由于不同輪速產(chǎn)生的載荷。汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為（4.8）式中：T——差速器一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，；（4.9）n——差速器行星齒輪數(shù)目4；——半軸齒輪齒數(shù)20；——超載系數(shù)1.0；——質(zhì)量系數(shù)1.0；——尺寸系數(shù)——載荷分配系數(shù)1.1；F——齒面寬30mm;m——模數(shù)3.5；J——計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力的總和系數(shù)0.226。當(dāng)扭矩T=815.725Nm時，計算得到的工作彎曲應(yīng)力σw=564.342MPa，這個值低于材料的許用強(qiáng)度極限980MPa。表明在較高扭矩下，齒輪保持了足夠的強(qiáng)度，是合格的。對于較小扭矩T=185.937Nm，工作彎曲應(yīng)力σw=148.645MPa，同樣低于材料的許用強(qiáng)度極限210MPa。表明在較低扭矩下齒輪強(qiáng)度也是合格的。綜合考慮這兩種工況，得出結(jié)論，齒輪的設(shè)計強(qiáng)度滿足要求。3.3本章小結(jié)本章節(jié)主要是對差速器齒輪的設(shè)計。節(jié)錐距選取為34.50mm、行星齒輪的齒數(shù)取為10，半軸齒輪的齒數(shù)取為20、行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角分別為26.565°、63.43°；圓錐齒輪的大端模數(shù)為3.104；節(jié)圓直徑d為70mm;星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。并得知當(dāng)扭矩T=815.725Nm時，計算得到的工作彎曲應(yīng)力σw=564.342MPa，這個值低于材料的許用強(qiáng)度極限980MPa。表明在較高扭矩下，齒輪保持了足夠的強(qiáng)度，是合格的。對于較小扭矩T=185.937Nm，工作彎曲應(yīng)力σw=148.645MPa，同樣低于材料的許用強(qiáng)度極限210MPa。表明在較低扭矩下齒輪強(qiáng)度也是合格的。綜合考慮這兩種工況，得出結(jié)論，齒輪的設(shè)計強(qiáng)度滿足要求。第四章螺旋錐齒輪三維模型的建立4.1如何建立螺旋錐齒輪的三維模型圖4.1螺旋錐齒輪大概操作步驟如下：1.新建零件：首先，打開SolidWorks軟件，點擊“文件”菜單，選擇“新建”來創(chuàng)建一個新的零件。接下來，選擇合適的單位和標(biāo)準(zhǔn)，并確定零件的名稱和保存路徑。2.創(chuàng)建基本形狀：通過選擇相應(yīng)的繪圖工具，在繪圖區(qū)域中進(jìn)行繪制。根據(jù)螺旋錐齒輪的設(shè)計要求，使用合適的繪圖命令和工具來創(chuàng)建齒輪的基本形狀。3.添加特征：在繪制基本形狀后，通過添加各種特征來完善模型。對于螺旋錐齒輪，可能需要添加的特征包括凸臺、倒角等。此外，重點是創(chuàng)建螺旋錐齒輪的特定形狀和齒面。4.生成齒面：根據(jù)螺旋錐齒輪的齒面設(shè)計要求，可能需要使用SolidWorks的高級功能或插件來生成齒面。這通常涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算和幾何關(guān)系，以確保齒面的精確性和準(zhǔn)確性。5.進(jìn)行布爾運(yùn)算：根據(jù)需要，可以使用SolidWorks中的布爾運(yùn)算工具，如“實體布爾減運(yùn)算”，來從基本形狀中去除不需要的部分，以創(chuàng)建出所需的齒輪形狀。6.保存并檢查模型：完成建模后，保存模型并對其進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保所有尺寸和特征都符合設(shè)計要求。4.2本章小結(jié)通過建立螺旋錐齒輪的三維模型可以更直觀地驗證螺旋錐齒輪的設(shè)計是否符合要求，如尺寸、形狀、配合度等。此外，模型還可以用于優(yōu)化設(shè)計，通過模擬不同參數(shù)下的齒輪性能，找到最佳的設(shè)計方案；可以為螺旋錐齒輪的加工制造提供精確的指導(dǎo)。制造人員可以根據(jù)模型確定加工路徑、切削參數(shù)等，提高加工精度和效率；利用三維模型，可以對螺旋錐齒輪的運(yùn)動進(jìn)行動態(tài)分析，了解其在不同工況下的性能表現(xiàn)。這有助于預(yù)測齒輪的壽命、承載能力、傳動效率等關(guān)鍵指標(biāo)，為實際應(yīng)用提供重要參考；在裝配過程中，三維模型可以用于指導(dǎo)齒輪與其他部件的裝配順序和配合方式，確保裝配精度。同時，模型還可以用于虛擬調(diào)試，提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)行改進(jìn)。綜上所述，螺旋錐齒輪建立三維模型在設(shè)計、制造、運(yùn)動分析、裝配調(diào)試以及教學(xué)研究等方面都具有重要作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，三維建模將在螺旋錐齒輪的設(shè)計與應(yīng)用中發(fā)揮越來越大的作用。第五章長安歐諾商務(wù)車后橋齒輪設(shè)計的結(jié)論與展望5.1后橋齒輪設(shè)計的發(fā)展的結(jié)論長安歐諾商務(wù)車后橋齒輪的設(shè)計，作為車輛動力傳輸系統(tǒng)的重要組成部分，車輛的行駛穩(wěn)定性、安全性以及燃油經(jīng)濟(jì)性均受到直接影響。1.結(jié)構(gòu)設(shè)計合理：長安歐諾商務(wù)車的后橋齒輪采用了先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過優(yōu)化齒形、齒距和齒高等參數(shù)，實現(xiàn)了較高的傳動效率和較低的磨損率。這種設(shè)計有助于提升車輛的行駛性能和延長齒輪的使用壽命。2.材料選擇恰當(dāng)：齒輪采用了高強(qiáng)度、耐磨損的合金鋼材料，經(jīng)過精密加工和熱處理工藝，具有良好的機(jī)械性能和抗疲勞性能。這有助于確保齒輪在高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速的工作環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。3.潤滑系統(tǒng)完善：后橋齒輪的潤滑系統(tǒng)設(shè)計合理，通過有效的油路設(shè)計和潤滑油選擇，實現(xiàn)了良好的潤滑效果。這有助于降低齒輪工作時的摩擦損失和熱量產(chǎn)生，提高齒輪的工作效率和可靠性。5.2新技術(shù)、新材料在齒輪設(shè)計中的應(yīng)用前景1.進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計：隨著科技的發(fā)展和制造工藝的進(jìn)步，未來可以進(jìn)一步探索和優(yōu)化后橋齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高傳動效率、降低噪音和振動。例如，可以采用更先進(jìn)的齒形設(shè)計和更精確的加工技術(shù)來提升齒輪的性能。2.開發(fā)新型材料：未來可以研發(fā)具有更高強(qiáng)度、更耐磨損和更低重量的新型材料，用于制造后橋齒輪。這不僅可以提升齒輪的性能和壽命，還可以降低車輛的整備質(zhì)量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。3.智能化和集成化：隨著智能化和集成化技術(shù)的發(fā)展，未來可以考慮將傳感器、控制器等智能元件集成到后橋齒輪中，實現(xiàn)對其工作狀態(tài)的實時監(jiān)測和智能調(diào)控。這有助于提高車輛的行駛安全性和維護(hù)便利性。綜上所述，長安歐諾商務(wù)車后橋齒輪的設(shè)計已經(jīng)取得了顯著成果，但仍具有較大的優(yōu)化和發(fā)展空間。未來可以通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，進(jìn)一步提升后橋齒輪的性能和可靠性，為車輛提供更加穩(wěn)定、高效的動力傳輸保障。參考文獻(xiàn)鄧杰.某汽車后橋齒輪優(yōu)化設(shè)計[J].重慶理工大學(xué)，2022（1）：8-10\t"/https/34263054423230556a6d256d76542e4bfa9406e6cd29112c574da523/reader/SBGX201919049"王嘉琪.二級齒輪減速器的失效形式及改善措施[J].設(shè)備管理與維修,2019(19).8-10\t"/https/34263054423230556a6d256d76542e4bfa9406e6cd29112c574da523/reader/JXQD201605009"趙麗娟;劉曉東;李苗;.齒輪故障診斷方法研究進(jìn)展[J].機(jī)械強(qiáng)度,2016(05).8-10ZhaoJun,ZhangDan,WangJinGuang.Failurecauseandvibrationdiagnosisofgearbox[J].Chinashiprepair,2018,21(5):8-10.WangW.J.;McFaddenP.D..Earlydetectionofgearfailurebyvibrationanalysis--ii.interpretationofthetime-frequencydistributionusingimageprocessingtechniques[J].MechanicalSystemsandSignalProcessing,19