基于Solidworks的减速器的设计

第一篇：基于Solidworks的减速器的设计

第三章 基于SolidWorks 的三维建模

3.1 SolidWorks 软件介绍

SolidWorks 软件是由SolidWorks 公司开发的，SolidWorks 公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，从1993 年，PTC 公司与CV 公司成立SolidWorks 公司，并于1995 年推出该软件，引起设计相关领域的一片惊叹。现在SolidWorks 最新版为2009 SP0 多国语言版，本次毕业设计用的是SolidWorks2008 SP0 版本。

SolidWorks 软件集三维建模、装配、工程图于一身，功能强大、易学易用和技术创新，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。具有零件建模、曲面建模、钣金设计、有限元分析、注塑分析、消费产品设计工具、模具设计工具、焊件设计工具和装配设计等功能。

该软件将各个专业领域的世界级顶尖产品连接到一起，具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行模具制造及计算机辅助工程分析、虚拟装配、动态仿真等一些其他CAD 软件无法完成的工作。

该软件本身集成了较多的插件，方便设计者利用，降低了设计劳动，本次毕业设计用到如下的插件：GearTrax 主要用于精确齿轮的自动设计和齿轮副的设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及其它相关参数，GearTrax 可以自动生成具有精确齿形的齿轮。

toolbox 提供了如iso、din 等多标准的标准件库。利用标准件库，设计人员不需要对标准件进行建模，在装配中直接采用拖动操作就可以在模型的相应位置装配指定类型、指定规格的标准件。

3.1.1 对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模

Ⅰ、齿轮三维模型的形成

SolidWorks 的插件GearTrax 用以生成各种齿轮模型，如图3.1。根据机械设计数据，选择直齿，输入齿轮的模数m = 2，大小齿轮齿数88和22，点击齿面厚，键入大小齿轮的齿轮宽度b 50mm。分别点1 = b 44mm 2 =击激活大小齿轮后，点击完成，插件自动将成型的齿轮导入SolidWorks 中，从而完成齿轮建模,如图3.2 和图3.3。

图3.1 GearTrax2008 操作

图3.3 大齿轮的大体建模

图3.3 大齿轮的大体建模

得到了大齿轮的大体建模，然后修改大齿轮：

① 通过【拉伸切除】命令构造轮毂直径为50mm，键槽高、宽分别为5mm、10mm。如图3.5。

② 修改大齿轮，按工程图画减重槽和减重孔，利用【拉伸切除】命令，先画减重槽，深度为10mm,如图3.6，利用基准面通过【镜像】命令，画出另一侧。

③ 通过【拉伸切除】命令打一个减重孔，孔径为36mm,如图3.7，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆心为基准轴，如图3.8，通过【圆周阵列】命令，选择基准轴和阵列的数目，完成多个减重孔成型如图3.9。

④ 通过【倒角】命令倒角，最后成型,如图3.10。

图3.4 齿轮的工程图

图3.5 加工轮毂和键糟 图3.6 加工减重槽

图3.7 加工减重孔 图3.8 插入基准轴

图3.9 减重孔圆周整列 图3.10 大齿轮的三维建模

Ⅱ、小齿轮轴的三维建模

在Ⅰ中GearTrax 导入小齿轮的基础上,按照二维工程图进行建模，如图3.11。

① 依次用【拉伸】命令构造小齿轮轴，完成小齿轮轴的大体建模，如图3.12。② 然后利用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在小齿轮轴的外伸端建立基准平面1,如图3.13，再在该基准平面上利用【拉伸切除】命令，按照高速轴和V 带轮联接键的尺寸：高速轴和V 带轮联接键为：键8X28 GB1096-79b ×h = 8×7,L = 28，绘制草图，选择切除厚度，完成键槽的成型，如图3.14。

③ 利用【倒角】和【倒圆角】命令修改小齿轮轴，完成建模如图3.15。

图3.11 小齿轮轴工程图

3.12 图3.13 建立基准面1

齿轮拉伸

图3.14 拉伸键 图3.15 小齿轮轴的三维建模

Ⅲ、轴的三维建模

① 用【拉伸】命令，选择任意基准平面，按照设计尺寸依次拉伸成型，如图3.16。

② 通过【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在齿轮安装段和外伸端建立两个基础平面，如图3.17，依次用【拉伸切除】命令切出大齿轮与轴的键槽和低速轴（如图3.18）和联轴器的联接键键槽（如图3.19）。③ 用【倒角】和【倒圆角】命令修改轴，完成建模，如图3.20。

图3.16 轴的工程图

图3.17 轴的拉伸图 3.18 建立两个基准面

图3.19 齿轮键拉伸 图3.20 联轴器的键拉伸

图3.21 轴的三维建模

3.1.2 对箱体、箱盖的三维建模

Ⅰ、箱体三维建模

① 根据箱体的二维图，如图3.22，图3.23，图3.24，用【拉伸】命令，选择任意基准面，构造箱体大体立方体，如图3.25 用【圆角】命令将立方体四个棱边倒R=20mm 的圆角。

② 利用【抽壳】命令，选择壁厚度8mm，选择挖出材料面，完成抽壳，如图3.26。

③ 在抽壳选择面使用【拉伸】命令，拉伸出顶面凸缘，厚度为12mm，如图3.27，选择底面拉伸出箱体底板厚度为20mm，如图3.28，并【拉伸切除】底面通槽如图3.29。在凸缘下面【拉伸】轴承座凸台（如图3.30）和凸台（如图3.31），在轴承座凸台上用【拉伸切除】命令切出轴承槽，如图3.32。

④ 用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令分别在两个轴承座建立基准平面1 和基准平面2，如图3.33，用【筋】命令，绘制轴承座凸台的加强筋，如图3.34。

⑤ 用【镜像】命令选择镜像对称平面，镜像凸台、轴承座凸台、加强筋和轴承槽，如图3.35。

⑥ 选择中间基准平面，用【筋】命令构造两个吊耳，如图3.36。⑦ 用【扫描切除】命令，绘制油沟，绘制扫描路线和扫描截面，如图3.37，用【异形孔向导】在轴承槽端面上打M8 的螺纹孔，如图3.38，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，分别建立基准轴1 和2，圆周阵列螺纹孔，等间距，孔数为6，如图3.39。

⑧ 用【拉伸切除】命令在顶面凸台上打d=13mm 起盖螺钉孔和销孔，在凸台上打d=17mm 螺栓孔，在底板上打d=18mm 地脚螺钉孔。

⑨ 用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令在箱体后端面建立一个45°平面作为基准，如图3.40，用【拉伸】命令构造凸台，如图3.41，在凸台上打油标尺M12 的螺纹孔。在后端面上拉伸的d=30mm 的凸台，在凸台上打M20 的油塞孔。用【倒圆角】对箱体各处进行R=10mm 倒圆角，完成建模，如图3.42。

图3.22 箱体主视图

图3.23 箱体俯视图

图3.24 箱体左视图

图3.25 拉伸长方体 3.26 长方体的抽壳

图3.27 拉伸凸缘 图3.28 拉伸底板

图3.29 拉伸切除通糟 图3.30 拉伸轴承座

图3.31 拉伸凸台 图3.32 拉伸切除轴承安装槽

图3.33 建立两个基准图 3.34 轴承座加强筋

图3.41 拉伸油标尺凸台 图3.42 箱体三维建模

Ⅱ、箱盖的三维建模

根据减速器箱盖二维工程图进行建模，如图3.43，图3.44,图3.45。

① 【拉伸】构造箱盖的大体轮廓，如图3.46，【抽壳】命令，选壁厚为8mm ,选择底面为去除材料面，如图3.47，在去除材料面【拉伸】凸缘，厚度为12mm,如图3.48，在凸缘上【拉伸】出轴承座（图3.49）和凸台(图3.50)，【拉伸切除】打52mm 和80mm 的轴承安装槽,如图3.51。

② 【镜像】，选择凸台、轴承座和轴承安装槽为对象，选择箱体对称面为基准面，构造另一侧，如图3.52。

③ 【筋】命令，构造吊耳，选择箱盖的对称面做草图，如图3.53。④ 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，用【异形孔向导】选择在轴承侧面打M8 的螺纹孔，【圆周阵列】选择基准轴1 为旋转轴，螺纹孔为阵列对象，数目选择为6，如图3.54。

⑤ 【拉伸切除】在吊耳上打10mm 的孔，在凸缘上打四个13mm 的起盖螺钉孔，在凸台上打六个17mm 螺栓通孔，再【旋转切除】出两个8mm 销孔。

⑥ 选择箱盖上表面为基准面，先【拉伸】出90X60 的，厚度为4mm 的凸台，如图3.55，再【拉伸切除】出观察孔，如图3.56，再在观察盖凸台上【异形孔向导】打四个M6 螺纹孔。

⑦ 【倒圆角】、【倒角】命令，对箱盖进行R5mm 和1mm 的倒角，完成建模，如图3.57。

图3.43 箱盖的主视图

图3.44 箱盖的俯视图

图3.45 箱盖的左视图

图3.46 构造大体轮廓 图3.47 抽壳

图3.48 拉伸凸缘图 3.49 拉伸轴承座

图3.50 拉伸凸台 图3.51 拉伸轴承槽

图3.52 镜像凸台凸缘 图3.53 建立吊耳

图3.54 整列M8 螺纹孔 图3.55 拉伸观察盖凸台

图3.56 拉伸切除观察 图3.57 箱盖的三维建模

3.1.3 对轴承的三维建模

Ⅰ.保持架：

① 【拉伸】选择任意基准面，在草图上画一个内径为38mm 和外径40mm 的圆环，对称拉伸，拉伸厚度为5mm，如图3.58。

② 【旋转】，对称拉伸面作为基准面，画通过中心的虚线为旋转轴，画直径12mm 的半圆为旋转截面，如图3.59，用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，【圆周阵列】命令，选择基准轴1 为旋转轴，阵列对象为旋转、拉伸出的实体，如图3.60，【旋转切除】，仍然选择对称拉伸面为基准面，在刚才旋转出的圆体内切出一个空心为8mm 的球体，如图3.61，然后再次整列空心球体。【拉伸切除】切掉圆环外多余的材料，即完成建模，如图3.62。

图3.58 拉伸圆环 图3.59 旋转球体

图3.60 整列球体 图3.61 旋转切除

图3.62 保持架的三维建模

Ⅱ.滚动体：

【旋转】，选择任意基准面，画出虚线旋转轴，半径为4mm 的半圆截面，如图，3.63，完成建模，如图3.64。

Ⅲ.内圈、外圈：

【旋转】，选择任意基准面，画出虚线旋转轴，画出内圈外圈的截面草图如图3.65 和图3.66，即完成建模如图3.67 和图3.68。

图3.63 旋转拉伸滚动体 图3.64 滚动体的三维建模

图3.65 外圈的草图 图3.67 外圈的三维建模

图3.66 内圈的草图 图3.68 内圈的三维建模

3.1.4 油标尺、观察盖、油塞和通孔器的三维建模

1.端盖：

① 【旋转】命令，任意选择基准面，建立选线基准轴，画出端盖的截面草图，旋转得到实体，如图3.69。

② 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准

轴1，【拉伸切除】在端盖上打9mm 的孔，【圆周阵列】命令，基准轴1 为旋转轴，9mm 的孔为阵列对象，数目为6，完成建模，如图3.70。

图3.69 端盖的旋转草图 图3.70 端盖的三维建模

2.油标尺：

① 【旋转】，任意选择基准面，建立选线基准轴，画出油标尺的截面草图，旋转得到实体，如图3.71。

② 在螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】，选择Ｍ１２螺纹，完成建模，如图3.72。

图3.71 油标尺的旋转草图 图3.72 油标尺的三维建模

3.观察盖：

① 【拉伸】厚度为4mm,长X 宽为60Ｘ90 的实体，如图3.73。② 【拉伸切除】在观察盖4 个角切4 个7mm 的通孔。

③ 在观察盖上【拉伸】凸台，【异形孔向导】在凸台上打M12 的螺纹孔。④ 对4 条侧棱进行【倒圆角】R10mm.完成建模，如图3.74，图3.73 拉伸观察盖 图3.74 观察盖的三维建模

4.油塞: ① 【拉伸】,任意选择基准面，在草图上画六边形，完成拉伸。

② 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1【旋转切除】切出螺帽的形状，选择中间对称面画1.5X1.5 的直角三角的旋转截面，选择基准轴1 为旋转轴，如图3.75。

③ 【拉伸】构造剩下的实体，在待加工螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】，完成建模，如图3.76。

图3.75 螺帽旋转切除 图3.76 油塞的三维建模

5.通气器：

① 【拉伸】,任意选择基准面，在草图上画六边形，完成拉伸，如图3.76。② 用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1【旋转切除】切出螺帽的形状，选择中间对称面画1.5X1.5 的直角三角的旋转截面，选择基准轴1 为旋转轴。

③ 【拉伸】构造剩下的实体，在待加工螺纹面，【插入】-【注释】-【装饰螺纹线】。

④ 【拉伸切除】打两个交叉的4mm 的通孔，完成建模，如图3.77。

图3.76 螺帽拉伸 图3.77 通气器三维建模

第四章减速器的装配和仿真

4.1 减速器的装配

装配是将各种零件模型插入到装配体文件中，利用零件的相应结构来限制各零件的相对位置，使构成机构的某部分，或者是一个完整的机构或机器。Solidworks 允许用户在装配体文件中插入数目众多的零件进行组装配合。

4.1.1 轴承的装配

首先组装轴承，【新建装配体】。

【插入】：内圈，外圈，保持架，滚动体，如图4.1。

【配合】：选择滚动体和保持架的小圈内圈，同心约束，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，【圆周整列】，选择基准轴1 为旋转轴，滚动体为阵列对象，数目为12个。【配合】内圈与保持架同心、对称面重合约束，外圈与保持架同心、对称面重合约束，完成轴承的装配，如图4.2。

图4.1 轴承的爆炸视图 图4.2 轴承的装配体

4.1.2 小齿轮轴的装配

接着装配小齿轮轴，在完成轴承的装配基础上。

【插入】：小齿轮轴，V 带轮和减速器联接键，套筒，如图4.3。【配合】：

① 小齿轮轴和套筒同心、面重合约束。

② 轴承和小齿轮轴同心约束，与套筒面重合约束。利用小齿轮的对称面【镜像】第二轴承。

③ V 带轮和减速器联接键和键槽面重合、同心、对称面重合约束。

图4.3 小齿轮轴的爆炸视图

4.1.3 齿轮轴的装配

装配完小齿轮轴，装配齿轮轴。

【插入】：齿轮轴的轴承的保持架、内圈、外圈、滚动体，完成轴承的装配，再插入轴、齿轮、齿轮和轴联接键、轴和联轴器联接键、套筒，如图4.4。

【配合】：

①轴和联轴器联接键、齿轮和轴联接键和轴的键槽面重合、同心、对称面重合约束。

②齿轮键槽与齿轮和轴联接键面平行约束，轮毂与轴同心约束，齿轮侧面与轴肩面重合约束。

③套筒和轴同心重合，与齿轮面重合约束。

④轴承与轴同心重合，与套筒面重合约束，利用大齿轮的对称面为基准，【镜像】轴承，完成装配。

图4.4 齿轮轴的爆炸视图

4.1.4 齿轮轴与箱体的装配

完成两个轴的装配，把轴安装进齿轮箱体内。【插入】：箱体如图4.5。【配合】： ① 约束。② 束。大齿轮轴上的轴承与轴承安装槽同心重合，大齿轮和箱的对称面重合约小齿轮轴上的轴承与轴承安装槽同心重合，大齿轮和箱体的对称面重合图4.5 轴和箱体的装配图

4.1.5 箱盖、端盖、观察盖等的装配

盖上箱盖，安装上一系列的附件，完成齿轮箱大体装配。

【插入】：箱盖、端盖、观察盖、通孔器、油塞、油标尺，如图4.6。【配合】：

①

箱盖与箱体对称面重合、接触面面重合、同心约束。

②

端盖与箱体同心约束，与轴承座的对称面重合，与箱体接触面重合约束。③

观察盖和箱盖接触面重合、对称面重合约束。④

通孔器于观察盖面重合、同心约束。⑤ 油塞和油标分别与箱体面重合、同心约束。

图4.6 箱盖、端盖、观察盖等的爆炸视图

4.1.6 M6、M8 螺钉的装配

完成箱体大体装配，装上螺钉固定。【插入】： M6 螺钉，M8 螺钉，如图4.7。【装配】：

① M6 螺钉与观察盖接触面重合、同心约束。

② M8 螺钉与轴承端盖接触面重合、同心约束，【镜像】，利用箱体对称面分别镜像大小轴承端盖上的螺钉，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，在每个端盖上分别用【圆周整列】，选择每个轴的基准轴为旋转轴，数目为6，完成M8 螺钉的装配。

图4.7 M6、M8 螺钉的爆炸视图

4.1.7 销、螺栓和起盖螺钉的装配

装好端盖螺钉，开始安装销和螺栓。

【插入】：销、M16（螺栓、螺母、垫片）、M12（螺栓、螺母、垫片），如图4.8。

【装配】：

①

销和销孔同心约束，销基准面和箱体凸缘底面重合约束。

② M12 螺钉与箱盖接触面重合，螺钉与螺纹孔同心约束；垫片与螺钉同心约束，与箱体凸缘下底面面接触；螺母与螺钉的同心约束，与垫片面重合约束。③ M16 螺钉与箱盖接触面重合，螺钉与螺纹孔同心约束；垫片与螺钉同心约束，与箱体凸缘下底面面接触；螺母与螺钉的同心约束，与垫片面重合约束。④ 将M12 和M16 装配好箱盖的一半，用【镜像】命令，选择箱盖的对称面为基准面，镜像所选螺钉和螺栓等，完成装配，如图4.9。

图4.8 螺栓和销的爆炸视图

图4.9 减速器的装配体

4.2 干涉检查

装配完成后，进行零部件之间的干涉检查，以检查装配体有无干涉及干涉位置。步骤：

（1）单击装配体工具栏上的【干涉检查】。（2）选择需要干涉检查的零部件。

（3）单击【计算】，在结果中即会显示干涉的位置及大小。

（4）存在干涉，使用零部件中的碰撞检查，对干涉的位置进行调整，对干涉零件的尺寸或者位置进行调整，完后再进行（1）的步骤，直到干涉检查结果显示无即可。

通过干涉检查，发现减速器存在的干涉主要是螺纹干涉和齿轮干涉，螺纹干涉，螺纹是固定的，不参与减速器运动，螺纹干涉被忽略不计，齿轮干涉通过碰撞干涉旋转齿轮的位置进行调整，直至消除齿轮干涉，如图4.10。

图4.10 干涉检查

4.3 Cosmosmotion 插件介绍

Cosmosmotion 三维运动仿真软件，如图4.11，它可以对复杂机构进行完整的运动学和动力学仿真，得到系统中各个零部件的运动情况，包块能量、动量、位移、速度、加速度、作用力和反作用力等结果，并能以动画、图表、曲线等形式输出；还可以将零部件在复杂运动情况下的载荷情况直接输出到主流有限元分析软件中，从而进行正确的强度分析。

允许工程师通过虚拟的产品模型很容易地模拟装配体的复杂运动，保证准确的设计，排队产品设计错误。

图4.11 Cosmosmotion 插件界面

4.3.1 Cosmosmotion 运动仿真

1)加载Cosmosmotion:【工具】－【插件】－【COSMOSMotion 2008】，运行插件。

2)【打开】减速器装配体，点击箱盖，选择【隐藏零部件】，点击【旋转零部件】命令，选择【碰撞检查】，检查范围选择为【这些零部件之间】：大齿轮和小齿轮轴，选上【碰撞时停止】，旋转小齿轮轴，直至小齿轮轴不与大齿轮发生齿面重合为止，选择确定，如图4.12。

3)单击齿轮轴，选择【隐藏零部件】，单击【配合】-【机械配合】，选择齿轮轮毂和小齿轮轴，点击【齿轮】，比率选为4：1，反转，确定即可，如图4.13。

图4.12 旋转零部件界面 图4.13 齿轮配合界面

4）自由旋转小齿轮轴，大齿轮随即啮合运动，【新建运动算例】-【COSMOSMotion】-【马达】-【旋转马达】，对高速轴添加旋转方向，以及转速为382.4RPM,点击确定后，选定运动时间为8s，点击【计算】即可开始模拟。计算完成后，即可在截面上看到齿轮啮合运动的图像，如图4.14。5）【保存】即可输出运动动画。

图4.14 齿轮啮合运动图

参考文献

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第二篇：《主减速器设计》

第三章

主减速器设计

一、主减速器结构方案分析

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。

主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。

1.螺旋锥齿轮传动

螺旋锥齿轮传动(图5-3a)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。

图5—3 主减速器齿轮传动形式

a)螺旋锥齿轮传动 b)双曲面齿轮传动 c)圆柱齿轮传动 d)蜗杆

传动

2.双曲面齿轮传动

双曲面齿轮传动(图5-3b)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

F1cos1F2cos2

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图5-4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；β

1、β2分别为主、从动齿轮的螺旋角。

螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的齿线任意一点A的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角(图5—4)。通常不特殊说明，则螺旋角系指中点螺旋角。

双曲面齿轮传动比为

i0sF2r2r2cos2F1r1r1cos1

(5-2)式中，i0s为双曲面齿轮传动比；r1、r2分别为主、从动齿轮平均分度圆半径。

螺旋锥齿轮传动比i0L为

i0Lr2r1

(5-3)令Kcos2cos，则i0sKi0L。由于1>2，所以系数K>1，一般

1为1.25～1.50。这说明：

1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。

2)当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。

3)当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。

另外，双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点： 1)在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。

2)由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的1大于从动齿轮的2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30％。

3)双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 强度提高。

4)双曲面主动齿轮的变1大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。

5)双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。6)双曲面主动齿轮轴布置在从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。

但是，双曲面齿轮传动也存在如下缺点：

1)沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为96％，螺旋锥齿轮副的传动效率约为99％。

2)齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。3)双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。

4)双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。

由于双曲面齿轮具有一系列的优点，因而它比螺旋锥齿轮应用更广泛。

一般情况下，当要求传动比大于4.5而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋锥齿轮小。当传动比小于2时，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为后者具有较大的差速器可利用空间。对于中等传动比，两种齿轮 传动均可采用。

3．圆柱齿轮传动

圆柱齿轮传动(图5—3c)一般采用斜齿轮，广泛应用于发动机横置且前置前驱动的轿

车驱动桥(图5—5)和双级主减速器贯通式驱动桥。

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图5—5 发动机横置且前置前驱动轿车驱动桥 4．蜗杆传动

蜗杆(图5—3d)传动与锥齿轮传动相比有如下优点：

1)在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可得到较大的传动比(可大于7)。

2)在任何转速下使用均能工作得非常平稳且无噪声。3)便于汽车的总布置及贯通式多桥驱动的布置。4)能传递大的载荷，使用寿命长。5)结构简单，拆装方便，调整容易。

但是由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作，故成本较高；另外，传动效率较低。

蜗杆传动主要用于生产批量不大的个别重型多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。

主减速器的减速形式可分为单级减速、双级减速、双速减速、单双级贯通、单双级减速配以轮边减速等。

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1.单级主减速器

单级主减速器(图5—6)可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮蜗杆组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。但是其主传动比i0不能太大，一般i0≤7，进一步提高i0将增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙，且使从动齿轮热处理困难。

单级主减速器广泛应用于轿车和轻、中型货车的驱动桥中。

2.双级主减速器

双级主减速器(图5—7)与单级相比，在保证离地间隙相同时可得到大的传动比，i0一般为7～12。但是尺寸、质量均较大，成本较高。它主要应用于中、重型货车、越野车和大客车上。

整体式双级主减速器有多种结构方案：第一级为锥齿轮，第二级为圆柱齿轮(图5—8a)；第一级为锥齿轮，第二级为行星齿轮；第一级为行星齿轮，第二

图5—6 单级主减速器 级为锥齿轮(图5—8b)；第一级为圆柱齿轮，第二级

为锥齿轮(图5—8c)。

对于第一级为锥齿轮、第二级为圆柱齿轮的双级主减速器，可有纵向水平(图5—8d)、斜向(图5—8e)和垂向(图5—8f)三种布置方案。

纵向水平布置可以使总成的垂向轮廓尺寸减小，从而降低汽车的质心高度，但使纵向尺寸增加，用在长轴距汽车上可适当减小传动轴长度，但不利于短轴距汽车的总布置，会使传动轴过短，导致万向传动轴夹角加大。垂向布置使驱动桥纵向尺寸减小，可减小万向传动轴夹角，但由于主减速器壳固定在桥壳的上方，不仅使垂向轮廓尺寸增大，而且降低了桥壳刚度，不利于齿轮工作。这种布置可便于贯通式驱动桥的布置。斜向布置对传动轴布置和提高桥壳刚度有利。

在具有锥齿轮和圆柱齿轮的双级主减速器中分配传动比时，圆柱齿轮副和锥齿轮副传动

比的比值一般为1.4～2.O，而且锥齿轮副传动比一般为1.7～3.3，这样可减小锥齿轮啮合时的轴向载荷和作用在从动锥齿轮及圆柱齿轮上的载荷，同时可使主动锥齿轮的齿数适当增多，使其支承轴颈的尺寸适当加大，以改善其支承刚度，提高啮合平稳性和工作可靠性。

3.双速主减速器

双速主减速器(图5—9)内由齿轮的不同组合可获得两种传动比。它与普通变速器相配合，可得到双倍于变速器的挡位。双速主减速器的高低挡减速比是根据汽车的使用条件、发动机功率及变速器各挡速【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 比的大小来选定的。大的主减速比用于汽车满载行驶或在困难道路上行驶，以克服较大的行驶阻力并减少变速器中间挡位的变换次数；小的主减速比则用于汽车空载、半载行驶或在良好路面上行驶，以改善汽车的燃料经济性和提高平均车速。

图5-7双级主减速器

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图5-8双级主减速器布置方案

双速主减速器可以由圆柱齿轮组(图5-9a)或行星齿轮组(图5-9b)构成。圆柱齿轮式双速主减速器结构尺寸和质量较大，可获得的主减速比较大。只要更换圆柱齿轮轴、去掉一对圆柱齿轮，即可变型为普通的双级主减速器。行星齿轮式双速主减速器结构紧凑，质量较小，具有较高的刚度和强度，桥壳与主减速器壳都可与非双速通用，但需加强行星轮系和差速器的润滑。

图5—9 双速主减速器 a)圆柱齿轮式 b)行星齿轮式

1-太阳轮 2-齿圈 3-行星齿轮架 4-行星齿轮

5-接合齿轮

对于行星齿轮式双速主减速器，当汽车行驶条件要求有较大的牵引力时，驾驶员通过操纵机构将啮合套及太阳轮推向右方(图示位置)，接合齿轮5的短齿与固定在主减速器上的接合齿环相接合，太阳轮1就与主减速器壳联成一体，并与行星齿轮架3的内齿环分离，【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 而仅与行星齿轮4啮合。于是，行星机构的太阳轮成为固定轮，与从动锥齿轮联成一体的齿圈2为主动轮，与差速器左壳联在一起的行星齿轮架3为从动件，行星齿轮起减速作用，其减速比为(1+a)，a为太阳轮齿数与齿圈齿数之比。在一般行驶条件下，通过操纵机构使啮合套及太阳轮移到左边位置，啮合套的接合齿轮5与固定在主减速器壳上的接合齿环分离，太阳轮1与行星齿轮4及行星齿轮架3的内齿环同时啮合，从而使行星齿轮无法自转，行星齿轮机构不再起减速作用。显然，此时双速主减速器相当于一个单级主减速器。

双速主减速器的换挡是由远距离操纵机构实现的，一般有电磁式、气压式和电一气压综合式操纵机构。由于双速主减速器无换挡同步装置，因此其主减速比的变换是在停车时进行的。双速主减速器主要在一些单桥驱动的重型汽车上采用。

4．贯通式主减速器

贯通式主减速器(图5-10，图5-1 1)根据其减速形式可分成单级和双级两种。单级贯通式主减速器具有结构简单，体积小，质量小，并可使中、后桥的大部分零件，尤其是使桥壳、半轴等主要零件具有互换性等优点，主要用于轻型多桥驱动的汽车上。根据减速齿轮形式不同，单级贯通式主减速器又可分为双曲面齿轮式及蜗轮蜗杆式两种结构。双曲面齿轮式单级贯通式主减速器(图5-lOa)是利用双曲面齿轮副轴线偏移的特

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图5—10 单级贯通式主减速器 a)双曲面齿轮式 b)蜗轮蜗杆式

点，将一根贯通轴穿过中桥并通向后桥。但是这种结构受主动齿轮最少齿数和偏移距大小的

限制，而且主动齿轮工艺性差，主减速比最大值仅在5左右，故多用于轻型汽车的贯通式驱

动桥上。当用于大型汽车时，可通过增设轮边减速器或加大分动器速比等方法来加大总减速

比。蜗轮蜗杆式单级贯通式主减速器(图5—10b)在结构质量较小的情况下可得到较大的 速比。它使用于各种吨位多桥驱动汽车的贯通式驱动桥的布置。另外，它还具有工作平滑无

声、便于汽车总布置的优点。如蜗杆下置式布置方案被用于大客车的贯通式驱动桥中，可降 低车厢地板高度。

对于中、重型多桥驱动的汽车，由于主减速比较大，多采用双级贯通式主减速器。根据齿轮的组合方式不同，可分为锥齿轮一圆柱齿轮式和圆柱齿轮一锥齿轮式两种形式。锥齿轮一圆柱齿轮式双级贯通式主减速器(图5—11a)可得到较大的主减速比，但是结构高度尺寸大，主动锥齿轮工艺性差，从动锥齿轮采用悬臂式支承，支承刚度差，拆装也不方便。圆柱齿轮一锥齿轮式双级贯通式主减速器(图5—11b)的第一级圆柱齿轮副具有减速和贯通的作用。有时仅用作贯通用．将其速比设计为1。在设计中应根据中、后桥锥齿轮的布置、旋转方向、双曲面齿轮的偏移方式以及圆柱齿轮副在锥齿轮副前后的布置位置等因素来确定

锥齿轮的螺旋方向，所选的螺旋方向应使主、从动锥齿轮有相斥的轴【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 向力。这种结构与前者

相比，结构紧凑，高度尺寸减小，有利于降低车厢地板及整车质心高度。

图5—11 双级贯通式主减速器 a)锥齿轮一圆柱齿轮式 b)圆柱齿轮一锥齿轮式

1-贯通轴 2-轴间差速器

5.单双级减速配轮边减速器

在设计某些重型汽车、矿山自卸车、越野车和大型公共汽车的驱动桥时，由于传动系总传动比较大，为了使变速器、分动器、传动轴等总【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com

成所受载荷尽量小，往往将驱动桥的速比分配得较大。当主减速比大于12时，一般的整体式双级主减速器难以达到要求，此时常采用轮边减速器(图5—12)。这样，不仅使驱动桥的中间尺寸减小，保证了足够的离地间隙，图5—12 轮边减速器

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a)圆柱行星齿轮式 b)圆锥行星齿轮式 c)普通外啮合圆柱齿轮式

1-轮辋 2-环齿轮架 3-环齿轮 4-行星齿轮 5-行星齿轮架 6-行星齿轮轴 7-太阳轮 8-锁紧螺母 9、10-螺栓 11-轮毂 12-接合轮 13-操纵机构 14-外圆锥齿轮 15-侧盖

而且可得到较大的驱动桥总传动比。另外，半轴、差速器及主减速器从动齿轮等零件由于所受载荷大为减小，使它们的尺寸可以减小。但是由于每个驱动轮旁均设一轮边减速器，使结构复杂，成本提高，布置轮毂、轴承、车轮和制动器较困难。

圆柱行星齿轮式轮边减速器(图5-12a)可以在较小的轮廓尺寸条件下获得较大的传动比，且可以布置在轮毂之内。作驱动齿轮的太阳轮连接半轴，内齿圈由花键连接在半轴套管上，行星齿轮架驱动轮毂。行星齿轮一般为3～5个均匀布置，使处于行星齿轮中间的太阳轮得到自动定心。圆锥行星齿轮式轮边减速器(图5-1 2b)装于轮毂的外侧，具有两个轮边减速比。当换挡用接合轮12位于图示位置时，轮边减速器位于低挡；当接合轮被专门的操纵机构1 3移向外侧并与侧盖1 5的花键孔内齿相接合，使半轴直接驱动轮边减速器壳及轮毂时，轮边减速器位于高挡。

普通外啮合圆柱齿轮式轮边减速器，根据主、从动齿轮相对位置的不同，可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主要用于高通过性的越野汽车上，可提高桥壳的离地间隙；主动齿轮下置式轮边减速器(图5-12c)主要用于城市公共汽车和大客车上，可降低车身地板高度和汽车质心高度，提高了行驶稳定性，方便了乘客上、下车。

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，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。为了减小悬臂长度倪和增加两支承间的距离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【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 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。

图5—13 主减速器锥齿轮的支承形式

a)主动锥齿轮悬臂式 b)主动锥齿轮跨置式 c)从动锥齿轮

悬臂式支承结构简单，支承刚度较差，用于传递转矩较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。

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。2.从动锥齿轮的支承

从动锥齿轮的支承(图5-13c)，其支承刚度与轴承的形式、支承间的距离及轴承之间的分布比例有关。从动锥齿轮多用圆锥滚子轴承支承。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸c+d。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，c+d应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70％。为了使载荷能尽量均匀分配在两轴承上，应尽量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主传动比和径向尺寸较大的从动锥齿轮的主减速器中，为了限制从动锥齿轮因受轴向力作用而产生偏移，在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助支承(图5-14)。辅助支承与从动锥齿【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 轮背面之间的间隙，应保证偏移量达到允许极限时能制止从动锥齿轮继续变形。主、从动齿轮受载变形或移动的许用偏移量如图5-15所示。

图5—14 从动锥齿轮辅助支承 图5—15 主、从动锥齿轮的许用偏移量

三、主减速器锥齿轮主要参数的选择

主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动锥齿轮齿数z1和z2、从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2、双曲面齿轮副的偏移距E、中点螺旋角、法向压力角等。

1.主、从动锥齿轮齿数z1和z2

选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素： 1)为了磨合均匀，z1、z2之间应避免有公约数。

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少于 40。

3)为了啮合平稳、，噪声小和具有高的疲劳强度，对于轿车，z1一般不少于9；对于货 车，z1一般不少于6。

4)当主传动比主。较大时，尽量使z1取得少些，以便得到满意的离地间隙。

5)对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。2.从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数m。

对于单级主减速器，D2对驱动桥壳尺寸有影响，D2大将影响桥壳离地间隙；D2小则

影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。

D2可根据经验公式初选

D2KD23Tc【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com(5-4)式中，为D2从动锥齿轮大端分度圆直径(mm)；KD2为直径系数，一般为13.0～15.3；Tc

为从动锥齿轮的计算转矩(N·m)，TcminTce,Tcs(见本节计算载荷确定部分)。

ms由下式计算

msD2z2

(5-5)式中，ms为齿轮端面模数。

同时，ms还应满足

msKm3Tc

(5-6)式中，Km为模数系数，取0.3～0.4。

3.主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2

锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命，反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起的切削刀头顶面宽过窄及刀尖圆角过小。这样，不但减小了齿根圆角半径，加大了应力集中，还降低了刀具的使用寿命。此外，在安装时有位置偏差或由于制造、热处理变形等原因，使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端，会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽也会引起装配空间的减小。但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。

从动锥齿轮齿面宽b2推荐不大于其节锥距A2的0.3倍，即b2≤0.3A2,而b2应满足b2≤10ms，一般也推荐b2=0.155D2。对于螺旋锥齿轮，b1一般比b2大10％。

4.双曲面齿轮副偏移距E E值过大将使齿面纵向滑动过大，从而引起齿面早期磨损和擦伤；E值过小，则不能发挥双曲面齿轮传动的特点。一般对于轿车和轻型货车E≤0.2D2且E≤40％A2；对于中、重型货车、越野车和大客车，E≤(0.10～0.12)D2，且E≤20％A2。另外，主传动比越大，则E也应越大，但应保证齿轮不发生根切。

双曲面齿轮的偏移可分为上偏移和下偏移两种。由从动齿轮的锥顶向其齿面看去，并使主动齿轮处于右侧，如果主动齿轮在从动齿轮中心线的上方，则为上偏移；在从动齿轮中心线下方，则为下偏移。如果主动齿轮处于左侧，则情况相反。图5-16a、b为主动齿轮轴线下偏移情况，图5-16c、d为主动齿轮轴线上偏移情况。

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图5—16 双曲面齿轮的偏移和螺旋方向 a)、b)主动齿轮轴线下偏移 c)、d)主动齿轮轴线上偏移

5.中点螺旋角

螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端的螺旋角最小。

弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的，双曲面齿轮副的中点螺旋角是不相等的，而且1>2,1与2之差称为偏移角(图5-4)。

选择时，应考虑它对齿面重合度F、轮齿强度和轴向力大小的影响。越大，则F也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高。一般F应不小于1.25，在1.5～2.0时效果最好。但是过大，齿轮上所受的轴向力也会过大。

汽车主减速器弧齿锥齿轮螺旋角或双曲面齿轮副的平均螺旋角一般为35°～40°。轿车选仔较大的值以保证较大的F，使运转平稳，噪声低；货车选用较小值以防止轴向力过大，通常取35°。

6.螺旋方向

从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。主、从动锥旨轮的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。当变速导挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离趋势，号止轮齿卡死而损坏。

7.法向压力角

法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减少齿轮不发生根切的最少齿数。但对于小尺寸的齿轮，压力角大易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮端面重合度下降。因此，对于轻负荷工作的齿轮一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，噪声低。对于弧齿锥齿轮，轿车：

货车：为20°；重型货车：为22°一般选用14°30′或16°；30′。对于双曲面齿轮，大齿轮轮齿两侧压力角是相同的，但小齿轮轮齿两侧的压力角是不等的，选取平均压力角时，轿车为19°或【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com

20°，货车为20°。或22°30′。

四、主减速器锥齿轮强度计算

(一)计算载荷的确定

汽车主减速器锥齿轮的切齿法主要有格里森和奥利康两种方法，这里仅介绍格里森齿制锥齿轮计算载荷的三种确定方法。

(1)按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce

TceKdTemaxki1ifi0n

(5-7)式中，为计算转矩(N·m)；其它见表4-1的注释。

(2)按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩

TcsrrG2m2imm

(5-8)式中，Tcs为计算转矩(N·m)；其它见表4-1的注释。

(3)按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩TcF

TcFFtrrimmn

(5-9)式中，TcF为计算转矩(N·m)；Ft为汽车日常行驶平均牵引力(N)；其它见表4-1的注释。

用式(5-7)和式(5-8)求得的计算转矩是从动锥齿轮的最大转矩，不同于用式(5-9)求得的日常行驶平均转矩。当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩Tc取前面两种的较小值，即TcminTce,Tcs；当计算锥齿轮的疲劳寿命时，Tc取TcF。

主动锥齿轮的计算转矩为

TzTci0G

(5-10)式中，Tz为主动锥齿轮的计算转矩(N·m)；i0为主传动比；G为主、从动锥齿轮间的传动效率。计算时，对于弧齿锥齿轮副，G取95％；对于双曲面齿轮副，当i0>6时，G取85％，当i0≤6时，G取90％。

(二)主减速器锥齿轮的强度计算 在选好主减速器锥齿轮主要参数后，可根据所选择的齿形计算锥齿轮的几何尺寸，而后根据所确定的计算载荷进行强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。

【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com 轮齿损坏形式主要有弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。下面所介绍的强度验算是近似的，在实际设计中还要依据台架和道路试验及实际使用情况等来检验。

1.单位齿长圆周力

主减速器锥齿轮的表面耐磨性常用轮齿上的单位齿长圆周力来估算

pFb2

(5-11)式中，p为轮齿上单位齿长圆周力；F为作用在轮齿上的圆周力；b2为从动齿轮齿面宽。

按发动机最大转矩计算时

p2kdTemaxkigifnD1b2103

(5-12)式中，ig为变速器传动比；D1为主动锥齿轮中点分度圆直径(mm)；其它符号同前。

按驱动轮打滑转矩计算时

prr2G2m2D2b2imm

(5-13)式中符号同前。

许用的单位齿长圆周力[p]见表5-1。在现代汽车设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，[p]有时高出表中数值的20％～25％。

表5—1 单位齿长圆周力许用值[p]

2.轮齿弯曲强度

锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力为

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w2Tk0kskm103kvmsbDJw

(5-14)式中，w为锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力(MPa)；T为所计算齿轮的计算转矩(N·m)，对于从动齿轮，TminTce,Tcs和TcF，对于主动齿轮，T还要按式(5-10)换算；k0为过载系数，一般取1；ks为尺寸系数，它反映了材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等因素有关，当ms≥1.6mm时，ks=(ms／25.4)0.25，当ms<1.6mm时，ks=0.5；km为齿面载荷分配系数，跨置式结构：悬臂式结构：km=1.0～1.1，km=1.10～1.25；kv为质量系数，当轮齿接触良好，齿距及径向跳动精度高时，kv=1.0；b为所计算的齿轮齿面宽(mm)；D为所讨论齿轮大端分度圆直径(mm)；．jw为所计算齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，取法见参考文献[10]。

上述按minTce,Tcs计算的最大弯曲应力不超过700MPa；按TcF计算的疲劳弯曲应力不应超过210MPa，破坏的循环次数为6106。

3.轮齿接触强度

锥齿轮轮齿的齿面接触应力为

jcpD12TZk0kmkfkvbjj103

(5-15)式中，j为锥齿轮轮齿的齿面接触应力(MPa)；D1为主动锥齿轮大端分度圆直径(mm)；b取b1和b2的较小值(mm)；ks为尺寸系数，它考虑了齿轮尺寸对淬透性的影响，通常取1.0；kf为齿面品质系数，它取决于齿面的表面粗糙度及表面覆盖层的性质(如镀铜、磷化处理等)，对于制造精确的齿轮，kf取1.0；cp为综合弹性系数，钢对钢齿轮，cp取232.6N／mm,jj为齿面接触强度的综合系数，取法见参考文献12[10]；k0、km、kv见式(5-14)的说明。

上述按minTce,Tcs计算的最大接触应力不应超过2800MPa，按TcF计算的疲劳接触应力不应超过1750MPa。主、从动齿轮的齿面接触应力是相同的。

五、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算

1.锥齿轮齿面上的作用力

锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有一法向力。该法向力可分解为沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。

【中文word文档库】-专业海量word文档免费下载：http://www.xiexiebang.com(1)齿宽中点处的圆周力.齿宽中点处的圆周力F为

F2TDm2

（5-16）

式中，T为作用在从动齿轮上的转矩;Dm2为从动齿轮齿宽中点处的分度圆直径，由式(5-17)确定，即

Dm2D2b2sin2(5-17)式中，D2为从动齿轮大端分度圆直径；b2为从动齿轮齿面宽；2为从动齿轮节锥角。

由F1Fcos1cos可知，对于弧齿锥齿轮副，作用在主、从动22齿轮上的圆周力是相等的；对于双曲面齿轮副，它们的圆周力是不等的。

(2)锥齿轮的轴向力和径向力图5-1 7为主动锥齿轮齿面受力图。其螺旋方向为左旋，从锥顶看旋转方向为逆时针。FT为作用在节锥面上的齿面宽中点A处的法向力。在A点处的螺旋方向的法平面内，FT分解成两个相互垂直的力FN和Ff。FN垂直于OA且位于∠OOA所在的平面，Ff位于以OA为切线的节锥切平面内。Ff在此切平面内又可分解成沿切线方向的圆周力F和沿节锥母线方向的力Fs。F与Ff之间的夹角为螺旋角，FT与Ff之间的夹角为法向压力角。这样有

FFTcoscos

(5-18)

FNFTsinFtancos

(5-19)

FsFTcossinFtan

(5-20)于是作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力Faz和径向力Frz分别为

FazFNsinFscos

(5-21)

FrzFNcosFssin

(5-22)若主动锥齿轮的螺旋方向和旋转方向改变时，主、从动齿轮齿面上所受的轴向力和径向力见表5-2。

表5-2 齿面上的轴向力和径向力

轴承上的载荷确定后，很容易根据轴承型号来计算其寿命，或根据寿命要求来选择轴承型号。

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六、锥齿轮的材料

驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其它齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点。它是传动系中的薄弱环节。锥齿轮材料应满足如下要求：

1)具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面具有高的硬度以保证有高的耐磨性。

2)轮齿芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。

3)锻造性能、切削加工性能及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。

4)选择合金材料时，尽量少用含镍、铬元素的材料，而选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢。

汽车主减速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和l 6SiMn2WMoV等。

渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层(一般碳的质量分数为0.8％一1.2％)，具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性，故这类材料的弯曲强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。由于较低的含碳量，使锻造性能和切削加工性能较好。其主要缺点是热处理费用高，表面硬化层以下的基底较软，在承受很大压力时可能产生塑性变形，如果渗透层与芯部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层剥落。

为改善新齿轮的磨合，防止其在运行初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理及精加工后，作厚度为0.005～0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。对齿面壶行应力喷丸处理，可提高25％的齿轮寿命。对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以击高耐磨性。渗硫后摩擦因数可显著降低，即使润滑条件较差，也能防止齿面擦伤、咬死习胶合。

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第三篇：减速器设计心得[推荐]

在这次减速器设计过程中，理论基础知识把握得不牢固，在设计中难免会出现这样那样的题目，如：在选择计算标准件的时候可能会出现误差，假如是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够正确；其次：在确定设计方案，选择电动机方面就被“卡住了”，拖了好久，同学在这方面的知识比较缺乏，幸好得到了老师的指点，找到了方法，把题目解决了；再次，在轴的设计方面也比较薄弱，联轴器的选择，轴的受力分析等方面都碰到了困难，在同学的帮助下逐步解决了。这些都暴露出了前期我在这些方面知识的欠缺和经验的不足。对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决题目的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！

本次的课程设计，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和理论联系实际，应用生产实际知识解决工程实际题目的能力；在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了很多个人无法解决的题目；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。

但是由于水平有限，难免会有错误，还看老师批评指正

课程设计心得体会

作为一名机械设计制造及自动化大四的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的三年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上把握的仅仅是专业基础课的理论面，如何往面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中往呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感慨最深确当属查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。我们做的是课程设计，而不是艺术家的设计。艺术家可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。记得我曾经设计了一个很“艺术化”的减速器箱盖吊钩，然后找老师询问，结果马上被老师否定了，由于这样的设计，理论上可用，实际上加工困难，增加产品本钱。所以我们工程师搞设计不要以为自己是艺术家，除非是外形包装设计。

作为一名专业学生把握一门或几门制图软件同样是必不可少的，固然本次课程设计没有要求用 auto CAD制图，但我却在整个设计过程中都用到了它。用cad制图方便简洁，易修改，速度快，我的设计，大部分尺寸都是在cad上设计出来的，然后按这尺寸画在图纸上。这样，有了尺寸就能很好的控制图纸的布局。

另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的第二大收获。整个设计我基本上还满足，由于水平有限，难免会有错误，还看老师批评指正。希看答辩时，老师多提些题目，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。

1.理论和实践同等重要。理论能指导实践，使你能事半功倍，实践能上升成为理论，为以后的设计打下基础。从校门走出后,一定要重视实践经验的积累,要多学多问。师德培训心得学习体会

经过学校的师德培训，以及对《教学纲要》的解读，心里颇有感触。切合实际，适时而为是我们当前教育教学中所面临的首要任务。高尚的德行是教师为人师之核心，一些道德失范的教师实际上是失去了教师本质的人。虽然中西方的师道存在较大的差异，但对教师职业道德都很重视。在我国，自古以来对教师的职业道德都有很高的要求，强调为人师表、以身立教，以及对学生的人格感化。西方则一贯强调通过教师的道德、人格感化学生。赫尔巴特指出：“教学如果没有进行道德教育，只是一种没有目的的手段”，这要求教师的日常教育教学行为要具有“教育性”。现代教育的培养目标发生了很大的变化，要求教师不仅要做到“传授知识”，而且还要通过传授知识去实现学生“人格的建设性变化”，这就意味着教师对学生的发展负有更全面的责任。因此，对教师专业素质的要求不只是知识与技能的发展，还要提高教师内在的专业品质，即实现教师个体专业技能与专业精神在知行范畴和道德范畴的高度统一。可见，做教师难，做一个符合标准师德的教师更难。官方给予教师的称号是“人类灵魂的工程师”、“园丁”，已经到了神的境界，其实我们压根儿就是人。

师德建设作为提高教师道德的系统工程，对促进教师专业发展是具有特殊而重要的意义。从师德建设与教师专业发展的密切关系来看，实现师德建设与教师专业发展的一体化是必要的。现在，教师在专业发展中技术至上的倾向仍占优势，加以社会竞争如此激烈，现实如此残酷，如何使师德建设与教师专业发展相结合，是我们一直探讨的话题。教师的专业发展是具有阶段性，在不同的阶段教师面临不同的发展任务，其发展水平、需求、心态、信念也各不相同。所以，我觉得教师专业道德的发展与教师专业发展的阶段特征也应该是有阶段性的，同时也受到教师专业实践与整体专业水平所制约。比如，新入职的教师和学生发生“矛盾与冲突”，很可能是由于教师专业知识与专业能力不足引起的。因此，师德建设要适应教师专业发展的阶段特征，确定师德建设的目标，在内容、方法上也要有所侧重。因此，师德教育作为师德建设的一个重要组成部分，应与教师专业实践相结合。尽管教师专业发展的途径众多，但是都不能代替教师在学校教育教学场景中的日常专业实践。师德主要表现在教师的专业实践当中，专业实践也是教师师德建设的重要途径。教师的许多优良品质是在专业实践中形成与发展的，专业道德规范只有在专业实践中才能内化为教师的专业品质。道德具有实践性与情境性的特征，不同的教育教学情境会呈现出不同的道德现象与道德问题，教师在实际工作中究竟会如何做，在专业实践中能不能主动按照教师专业道德规范履行自己的职责，这与他本人的实践经验有着极大的关系。因此，师德教育要与教师日常的专业发展紧密结合，让教师在专业实践过程中，通过对道德现象、道德问题，甚至是道德冲突的认识、解释与诠释来提高师德修养与能力。脱离教师专业实践的师德教育难以深入教师心灵，更难以激起教师内在的道德需要。所以师德培训不能这样的说教，更不能一刀切，一培训就一哄上，其实现实已经告诉我们这样的师德培训是没有效果的，这样做有自欺欺人，掩耳盗铃之嫌疑。

最后，说一句，要成为真正的机械工程师,不是一步就能完成的,要慢慢积累，路慢慢其修远兮,吾将上下而求索!

第四篇：减速器设计心得体会

经过一个月的努力，我终于将机械设计课程设计做完了。在这次作业过程中，我遇到了许多困难，一遍又一遍的计算，一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。刚开始在机构设计时，由于对matlab软件的基本操作和编程掌握得还可以，不到半天就将所有需要使用的程序调试好了。可是我从不同的机架位置得出了不同的结果，令我非常苦恼。后来在钱老师的指导下，我找到了问题所在之处，将之解决了。同时我还对四连杆机构的运动分析有了更进一步的了解。在传动系统的设计时，面对功率大，传动比也大的情况，我一时不知道到底该采用何种减速装置。

最初我选用带传动和蜗杆齿轮减速器，经过计算，发现蜗轮尺寸过大，所以只能从头再来。这次我吸取了盲目计算的教训，在动笔之前，先征求了钱老师的意见，然后决定采用带传动和二级圆柱齿轮减速器，也就是我的最终设计方案。至于画装配图和零件图，由于前期计算比较充分，整个过程用时不到一周，在此期间，我还得到了许多同学和老师的帮助。在此我要向他们表示最诚挚的谢意。整个作业过程中，我遇到的最大，最痛苦的事是最后的文档。

尽管这次作业的时间是漫长的，过程是曲折的，但我的收获还是很大的。不仅仅掌握了四连杆执行机构和带传动以及齿轮，蜗杆传动机构的设计步骤与方法；也不仅仅对制图有了更进一步的掌握；matlab和autocad，word这些仅仅是工具软件，熟练掌握也是必需的。对我来说，收获最大的是方法和能力。那些分析和解决问题的方法与能力。在整个过程中，我发现像我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。总体来说，我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进。有时候，一个人的力量是有限的，合众人智慧，我相信我们的作品会更完美!

第五篇：Solidworks 2016草图设计视频教程

Solidworks 2016草图设计视频教程下载

01-solidworks2016-进入退出草图及草图的编辑 02-solidworks2016-点和直线的绘制 03-solidworks2016-圆的两种画法 04-solidworks2016-绘制样条线 05-solidworks2016-矩形的绘制 06-solidworks2016-绘制圆弧

07-solidworks2016-椭圆 抛物线 圆锥曲线 08-solidworks2016-写字

09-solidworks2016-直槽口绘制 10-solidworks2016-多边形的绘制 11-solidworks2016-圆角和倒角

12-solidworks2016-剪裁实体 延伸实体

13-solidworks2016-转换实体引用和交叉曲线 14-solidworks2016-等距实体 15-solidworks2016-镜像实体

16-solidworks2016-线性草图阵列和圆周草图阵列 17 缩放平移 旋转 伸展实体 18-solidworks2016-尺寸标注 19-solidworks2016-添加约束 20-solidworks2016-完全约束草图

21-solidworks2016-草图的合法性检查与修复 22-solidworks2016-草图实战样例1 23-solidworks2016-草图实战练习2 24-solidworks2016-3D草图实例