汽车驱动桥双级主减速器设计
应的发展，各生产厂家基本上形成了专业化、系列化、批量化生产的局面。国际间的技术合作交流，还有激烈的市场竞争不仅使得车桥的整体质量提高了，还使得各专业生产厂家增加车桥其附件的技术含量，所以，车桥系统中的减速器也随着整车的发展不断成长和成熟起来。
随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为客车和货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为客车和货车主减速器技术的发展趋势。
产品上，国内卡车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如作为陕汽重卡黄金产业链的重要一环，汉德车桥是国内最大的斯太尔桥生产基地，也是国内主要的重型车桥生产企业之一。自20世纪80年代独 家引进奥地利斯太尔桥生产技术以来，汉德车桥紧跟行业发展步伐，2004年与德国 MAN 公司开展技术合作的485单级减速驱动桥，一汽集团和东风公司的13吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了457、460、480、500等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。设计开发上，CAD、CAE、CAM等计算机应用技术，以及AUTO CAD、UG、SolidWorks、PR/E等设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代减速器设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求。
与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后(国外己实现计算机编程化、电算化)。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的高档车用减速器总成，由仿制到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。近几年来，国内汽车生产厂家，
4
汽车驱动桥双级主减速器设计
如重汽集团、福田汽车、江淮汽车等通过与国外卡车巨头，如沃尔沃、通用、五十铃、现代、奔驰、雷诺等进行合资合作，在车桥减速器的开发上取得了显著的进步。目前，上汽集团、东风、一汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实与世界先进技术的接轨，争取设计开发的新突破。
总体来说，车用减速器发展趋势和特点是向着六高、二低、二化方向发展，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本，标准化、多样化，计算机技术、信息技术、自动化技术广泛应用。从发动机的大马力、低转速的发展趋势以及商用车的最高车速的提升来看，公路用车桥减速器应该向小速比方向发展:在最大输出扭矩相同时齿轮的使用寿命要求更高(齿轮疲劳寿命平均可达50万次以上);在额定轴荷相同时，车桥的超载能力更强;主减速器齿轮使用寿命更长、噪音更低、强度更大，润滑密封性能更好;整体刚性好，速比范围宽。
1.3 本设计基本参数
设计的车型：中型客车
参考车型：哈尔滨牌HKC6978AHT中型团体客车 外型尺寸（长?宽?高）： 9680?2480?3000 后轮距：1800mm 总质量：Gn ＝ 11648kg 轴荷分配系数：后桥0.6 满载时后桥总质量：6989kg ,
G2 ＝68492.2 N
发动机标注额定功率： ＝118 kw 发动机最高转速： nP＝3000 r/min 发动机最大转矩： Temax＝431 N2m 最高车速： vamax＝79.7 km/h 变速器前进档最大速比： ig＝7.31 驱动桥数目： n＝1 主减速比： i0＝6.94 轮胎类型与规格：子午线胎9.00-20 车轮滚动半径： rr＝0.489(m)
5
汽车驱动桥双级主减速器设计
第二章 双级主减速器结构方案分析
主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，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后，便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。
驱动桥中主减速器设计应满足如下基本要求：
a）所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。 b）外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。
c）在各种转速和载荷下具有高的传动效率；与悬架导向机构与动协调。 d）在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。 e）结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。
2.1 双级主减速器的齿轮类型
主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。 按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动、双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式传动（又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动）和蜗杆蜗轮式传动等形式。
6
汽车驱动桥双级主减速器设计
2.1.1 螺旋锥齿轮传动
图2.1—1 螺旋锥齿轮传动
螺旋锥齿轮传动(图2.1-1)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。为了减少驱动桥的外轮廓尺寸，主减速器中基本不用直齿圆锥齿轮而采用螺旋锥齿轮。因为螺旋锥齿轮不发生根切（齿轮加工中产生轮齿根部切薄现象，致使齿轮强度大大降低）的最小齿数比直齿轮的最小齿数少，使得螺旋锥齿轮在同样的传动比下主减速器结构较紧凑。
7
汽车驱动桥双级主减速器设计
2.1.2 双曲面齿轮传动
图2.1—2 双曲面齿轮传动
双曲面齿轮传动(图2.1—2a)的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离E，此距离称为偏移距。由于偏移距E的存在，使主动齿轮螺旋角?1大于从动齿轮螺旋角?2(图5—4)。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比
F1F2?cos?1cos?2 (2-1)
图2.1—2b双曲面齿轮副受力情况
式中,F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力；β1、β2分别为主、从动齿轮的螺旋角。
8
