[其他]汽车后轿主传动单级齿轮减速器

说明书

本实用新型涉及传送旋转运动的锥齿轮传动装置和车辆齿轮传动装置。

单级齿轮减速器是汽车后桥主传动装置的一种主要形式，它具有结构简单的特点，但其减速比一般不大于1：7，且应能承受较大的负荷。轻型、中型汽车大都采用这一结构。第二汽车厂制造的东风EQ－140型载重汽车是 中型载重车，它的后桥主传动装置就是采用这一结构的，为单级双曲面齿轮减速器，其设计参数为，小齿轮齿数Z₁＝6，大齿轮齿数Z₂＝38，模数m＝9.8947，偏置距e＝38，齿宽b＝46，压力角β＝50°，刀盘半径r_C＝6″。这一结构在实际使用中存在着可靠差的缺点，据台架上疲劳寿命试验结果，当输入扭矩为2.75KN·m时，在10×10⁴到30×10⁴次范围内就发生损坏，平均寿命为20×10⁴次循环，损坏形式大多数是在主动齿轮的中部或略偏小端处的齿顶局部断裂。在实际道路行驶中，损坏情况与台架试验相似，特别是在使用条件比较恶劣的场合，寿命只有二、三万公里。

要提高这一结构的使用寿命，要末改变后桥结构，改变整个传动系统的设计，而这一方案由于涉及面太大往往是难于实现的。最好的办法是局限在齿形的改进上，根据现有设计参考书刊，如北京齿轮厂编写的“螺旋锥齿轮”（科学出版社，1974年5月出版），刘惟信编写的“圆锥齿轮与双曲面齿轮传动”（人民交通出版社，1980年12月出版），长春汽车厂编写的“锥齿轮和双曲面齿轮加工”（吉林人民出版社1980年10月出版）的介绍，一般都用增大偏置距、压力角和对齿形进行变位修正等方法来提高强度，这些做法在齿轮设计时都已予以充分的考虑，可供改进的潜力是不大的。

本实用新型的目的是提供一种强度高的汽车后桥单级齿轮减速器，它作为一组具有独特参数的齿轮，可使同样速比和外形尺寸的齿轮减速器大大提高使用寿命。

本实用新型的目的是通过下述方法实现的，一是采用了非对称压力角的设计，齿轮的压力角对齿轮强度有明显的影响，压力角增大，齿轮的弯曲应力会减小，而且能减小到齿轮不产生根切的最少齿数，但易使齿顶变尖；小的压力角有较高的重叠系数，也允许有较大的安装误差。目前国外资料，如格里森公司的设计手册（Gleason bevel and hypoid gear design）虽然介绍推荐采用非对称压力角。但由于并未给出设计计算方法，故至今国内外都尚未实际使用，没有一种车型采用人为设计的非对称压力角主传动减速齿轮。本实用新型齿轮通过设计计算选用了工作面为小的压力角，非工作面上为大的压力角的园弧锥齿轮结构。二是用小直径的刀盘进行加工，刀盘直径一般都按推荐的公式根据锥距和螺旋角进行计算，选用相近的大于计算值的直径的刀盘进行加工，按此法设计东风EQ－140载重车的齿轮应选用12″， 以上的刀盘进行加工，而本实用新型齿轮选用9″刀盘，即半径r_C＝4.5″，进行加工，由于刀盘直径较小，齿长的曲率就大，这样受力工作时，接触部位的变化就不敏感，从而也提高了齿轮的强度。刀盘过小，会引起二次切削，刀盘直径的选择，可按力的分析方法进行选择。

以东风EQ－140型载重车为本实用新型的具体实施例，作如下的说明。它的结构如附图所示。图1为主动齿轮，图2为从动齿轮。经设计计算及样品台架试验结果，下述参数的齿轮具有最好的效果：小齿轮齿数Z₁＝6，大齿轮齿数Z₂＝38，模数m＝10，偏置距e＝38，齿宽b＝48，工作面压力角α_n＝14°，非工作面压力角α_C＝31°，螺旋角β＝50°，刀盘半径r_C＝4.5″。经小直径刀盘加工的小齿轮如图所示在前端的轴承档上留有加工刀槽，这槽并无不良影响。根据计算，齿轮工作面上的压力角α_n从12°到18°，即非工作面压力角α_C从33°到27°同样能取得显著提高工作可靠性的效果。

本实用新型齿轮与原设计相比，取得了显著提高可靠性的效果，下表为试验结果的对比数据。

从所列数据可见，本实用新型较原设计齿轮平均寿命提高7倍以上，非但可节约大量备件购置费用，并可减少因齿轮损坏的维修更换等费用及由此而造成的经济损失，对提高汽车运输的经济性有较大的效果。