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课程设计说明书轮边减速器说明书

华侨大学机电及自动化学院

课程设计说明书

姓名:

班级：

学号：

指导老师：

2014年1月

一任务介绍

驱动桥位于汽车传动系统的结尾，要紧由主减速器、差速器、半轴及桥壳等组成。

其功用用是：

将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动轮，实现降低转速、增大转矩；通过主减速器锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差速器实现双侧车轮的差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向[1]。

本次课程设计的任务确实是通过实物驱动桥的拆装达到认知且熟知的目的，从而在此基础上对驱动桥主传动部份进行设计、三维装配、工程装配图和运动仿真，画出爆炸图，达到对驱动桥主传动部份详知目的。

采纳轮边减速器是为了提高汽车的驱动力，以知足或修正整个传动系统驱动力的匹配。

目前采纳的轮边减速器，确实是为知足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置。

安装在车辆动力输出终端，减轻变速箱负载。

发动机点火经聚散器、变速器和分动器把动力传递到前、后桥的主减速器，再从主减速器的输出端传递到轮边减速器及车轮，以驱动汽车行驶。

在这一进程中，轮边减速器的工作原理确实是把主减速器传递的转速和扭矩通过其降速增扭后，再传递到车轮，以便使车轮在地面附着力的反作用下，产生较大驱动力。

本次课程设计，通过测绘一驱动桥的轮边减速器，用CAD及pro/e画出其各零件二维及三维图，再通过装配，从而进行仿真运动。

二轮边减速器简介

轮边减速器，确实是为知足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置。

安装在车辆动力输出终端，减轻变速箱负载。

其中铸铁密封环装配在壳体的凹槽内，挡耳、方形支座和销轴装配到连接体上，通过冲铆销轴进行连接固定，连接体、环形密封盘、弹簧和橡胶体通太低碳钢丝连接密封，形成小总成，上述小总成通过螺栓连接到壳体上，并用低碳钢丝锁固，铜制环形密封盘通过沉头螺钉固定在主动轮总成上，装配了铜制环形密封盘的主动轮总成装配到输出轴，通过自紧螺母、端盖和橡胶密封垫进行固定，现在铜制环形密封盘与环形密封盘齿面接触密封。

其组成为：

半轴、行星齿轮、行星架、齿圈、太阳轮和连接用的螺栓等。

中心太阳轮以花键方式与车桥半轴联接，随车桥半轴转动，是主动件；齿圈与齿圈支架利用卡环固联，齿圈支架利用花键与半轴套管固联，齿圈固定不动。

图

材料的选择

轮边减速器的行星齿轮、齿圈及半轴的太阳轮工作环境为高速环境这些零件的表面要求有高的硬度和耐磨性及高的接触疲劳强度，心部则要求具有良好的韧性，故通过量重考虑，只有采纳合金渗碳钢经渗碳处置后才能知足上述性能要求。

合金渗碳钢分为三类：

一类为低淬性合金渗碳钢，如：

20Cr、20Mn二、20MnV等，用于制造尺寸较小的零件，如小齿轮、活塞销等。

一类为中淬透性合金渗碳钢，如20CrMn、20CrMnTi等，可用于制造经受高速、中速、冲击和在猛烈摩擦条件下工作的零件，如汽车、拖沓机的变速箱齿轮、聚散器轴等。

最后一类为高淬透性合金渗碳钢，如18Cr2Ni4WA等，用于制造大截面、高速负荷和要求高耐磨性及良好韧性的重要零件，如飞机、坦克的曲轴、齿轮及内燃机车的主动牵引齿轮等。

[2]从经济性、安全性等各方面考虑，行星齿轮及太阳轮采纳中淬透性合金渗碳钢20CrMnTi钢较为适宜。

半轴材料采纳优质碳素结构钢。

优质碳素结构钢要紧用于制造机械零件。

依照碳的质量分数不同，有不同的用途。

0八、08F、10钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成型性能，常冷轧呈薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖沓机的冷冲压件，如汽车车身、拖沓机驾驶室等；1五、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨，心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞销、样板等；30、3五、45钢经热处置后具有良好的综合性能，即具有较高强度和较高的塑性、韧性用于制作轴类零件。

通过综合的分析对照和半轴具体的工作环境，采纳45号钢用于制造半轴。

铸造性能对铸件的结构设计工艺性的要求

减速器的行星轮、半轴、齿圈采纳中淬透性合金渗碳钢，其采纳淬火+低温回火，其表面组织为细针状回火高碳马氏体+粒状碳化物+少量残留奥氏体，硬度为56~64HRC，心部组织为铁素体（或托氏体）+低碳马氏体，硬度为35~45HRC。

其热处置工艺规范为正火、机加工、渗碳、油冷、回火、磨齿。

半轴采纳45号钢，不通过相应的热处置达不到材料所要求的性能，其热处置工艺为淬火+高温回火即调质处置，通过该项热处置后，其具有良好的综合性能，即具有较高的强度和较高的韧性、塑性。

三装配工艺规程

装配工艺规程是规定产品或部件装配工艺规程和操作方式等的工艺文件，是制订装配打算和技术预备，指导装配工作和处置装配工作问题的重要依据。

它对保证装配质量，提高装配生产效率，降低本钱和减轻工人劳动强度等都有踊跃的作用。

装配工艺是一个和复杂、很细致的工作。

即便有高质量的零件，若装配工艺不妥，轻则机械的性能达不到要求，造成返工，重则造成机械或人身事故。

因此，应严格依照装配的技术要求进行工作。

轮边减速器装配的工艺流程为：

齿圈联接于轮毂的花键上，行星齿轮通过行星轴装配在行星架上，行星架与轮边支承轴花键联接为一体，行星齿轮与齿圈啮合。

太阳齿轮通过花键配合连接于轮边输入轴上并与行星齿轮啮合。

装配前要求

装配之前应熟知装配前要求：

一、应当熟悉机械各零件的彼此连接关系及装配技术要求。

例如：

行星齿轮与行星轴的配合。

二、确信适当的装配工作地址，预备好必要的设备、仪表、工具和装配时所需的辅助材料，如纸垫、毛毡、铁丝、垫圈、开口销等。

3、零件装配前必需进行清洗，保证装配前零部件的干净，确保装配的精度。

装配进程要求

一、装配时应注意装配方式与顺序，注意采纳适合的工具及设备，碰到有装配困难的情形，应分析缘故，排除障碍，禁止乱敲猛打

二、过盈配合件装配时，应先涂润滑油脂，以利装配和减少配合表面的磨损。

;

3、装配时，应查对零件的各类安装记号，避免装错。

4、对某些装配技术要求，如装配间隙、过盈量（紧度）、灵活度、啮合印痕等，应边安装边检查，并随时进行调整，幸免装后返工。

五、旋转的零件，检修后由于金属组织密度不均、加工误差、本身形状不对称等缘故，可能使零部件的重心与旋转中心发生偏移因此在装配前，应付旋转零件按要求进行静平稳或动平稳实验。

合格后方能许诺装配。

六、对运动零件的摩擦面，均应涂以润滑油脂，一样采纳与运转时所用的润滑油相同。

油脂的盛具须清洁加盖，不使沙尘进入。

盛具应按期清洗。

7、所有附设之锁紧制动装置，必需按机械原定要求配齐，不得遗漏。

八、每一部件装配完毕，必需认真检查和清理，避免有遗漏和未装的零件。

避免将工具、多余零件密封在箱壳当中造成事故。

装配后要求

轮边减速器要紧由半轴、太阳轮、行星架、行星轮、齿圈组成，对照工艺卡片，对装配后的部件进行测试，对各个零部件装配的要求进行分析，反复校对，最后确认无误，各零部件之间不发生干与，固定的部件不发生松动，可移动的部件仅发生按要求规定的运动方可。

四画图

三维图建模

建模是装配进程中很重要的步骤，必需保证每一个零件的尺寸都要很精准，然后才能与其他零件去配合。

在装配进程中，一开始装的时候发觉不同同窗的零件由于测量误差跟测量精度的问题致使装配时无法配合。

第一是行星架上，三个行星轮轴离行星架中心线稍大致使行星轮跟半轴齿轮不能啮合好，将行星轮轴心跟行星架轴心调整后行星轮跟半轴齿轮啮合良好，初步解决了装配问题。

缺省视图

图

在装轮毂时是将轮毂跟制动盘作为一个整体装在支撑轴上，发觉轮毂跟支撑轴之间的尺寸也有问题。

通过同窗一路再测量发觉两个尺寸都有问题，第一轮毂装轴承的地址尺寸不够，轴承会露出来，改好以后轴承能专门好的装在轮毂上，通过调剂后将轮毂制动盘跟支撑轴上。

主视图

图

轮毂跟行星架还有齿圈装配时，发觉齿圈跟行星架上的行星轮不能完全在一个平面上，由于轮毂太长致使行星架不能完全跟齿圈配合，测量后是轮毂外侧测量时长度多了30mm致使的，将轮毂改好以后所有零件的图的尺寸都能专门好的对上去了，三维建模的工作也差不多完成了，再将所有的标准件键好，就开始装配仿真了。

三维建模，每一个零件是很简单的事，但要将所有的零件都配合在一路那必需每一步每一个尺寸都必需很精准，不然会给后面装配带来很多问题，因此并非是自己完成自己的那部份工作就完成了，还要多跟同窗交流，如此才能保证所有的尺寸到最后都能用，才能好的建模三维装配。

侧视图

图

工程图的制作

三维建模完通过仿真后就得制作工程图，本次课设采纳CAD2010进行工程图制作。

工程图是通过平面制图让人对东西有很明确的明白得，其中包括其大体尺寸、大体零件，有的部位还需通过剖面将零件表达出来，有配合品级的还需要标注他的配合品级。

制作工程图时是将个零件的零件图拿过来，通过必然的调剂将每一个零件都装上去，且保证每一个零件都能专门好的表达出来，通过不同的视图将每一个零件表达清楚。

装配图的工程图必需要有技术要求，技术要求要详细明确。

工程图

图

五轮边减速器的装配

装配前的预备工作

研究和熟悉装配图的技术条件，了解产品的结构和零件作用，和相连接关系。

确信装配的方式、程序和所需的工具。

领取和清洗零件。

装配时，应检查零件与装配有关的形状和是不是合格，检查有无变形、损坏等，并应注意零件上各类标记，避免错装。

固定连接的零部件，不许诺有间隙。

活动的零件，能在正常的间隙下，灵活均匀地按规定方向运动，不该有跳动。

各运动部件的接触表面，必需保证有足够的润滑、如有油路，必需畅通。

各类管道和密封部位，装配后不得有渗漏现象。

在进行主传动部份的装配工作之前，必需预备好所需要的部件与工具。

从外观上检查各配件是不是有损，预备好装配工具。

只有通过零件的预装才能确保正式装配的顺利进行。

在试配进程中，有些零件通过试配后还要拆卸，待正式进行部件装配时再从头安装。

组件装配，即依照划分的组件进行装配。

部件由许多零件和组件组合而成。

组件装配后，即可按必然顺序将所有组件和零件相互连接起来，并进行正确信位和调整，从而达到对部件装配所提出的技术要求。

装配的具体步骤及注意事项

1、加装行星轮，别离将一个行星轮垫片与行星轮轴插入行星轮中。

注意垫片的凹槽面向齿轮。

然后装配第一圈滚针，放入隔套，然后装配第二圈滚针装上垫片，一样注意垫片凹槽面向行星轮。

然后依次加装剩下的两个行星轮。

二、将太阳轮垫片装入行星轮中间位置，然后别离将三个行星轮及轴放入行星架中。

注意压装前需将行星轮垫片的圆弧侧对着太阳轮的缺省位置。

3、将太阳轮放入行星轮的中间位置，注意太阳轮必需与行星轮啮合且无旋转困难的情形。

为此，能够再装配太阳轮的进程中对其润滑，然后加装垫片。

4、注意框架桶与行星架的配对，将框架桶压入行星轮与太阳轮的总成中，紧固框架桶与行星架的连接螺钉。

1）轮毂安装轮边减速器总成

操作注意事项：

①将“O”形密封圈装在轮毂密封槽内，并在轮边减

速器框架内腔配合处均匀涂抹润滑脂，使工具压装轮边减速器壳到位，在装入3个沉头螺钉紧固；轮边减速器装配前注意除去磕碰毛刺。

②轮边减速器与轮毂连接沉头螺钉要装到底。

2）装中、后桥制动鼓

操作注意事项：

①利用塞尺测量同一侧两蹄片与制动鼓的间隙差，要求不大于。

如有超差改换制动蹄片总成。

②轮边减速器与轮毂连接沉头螺钉要装到底。

3）装半轴、太阳轮

操作注意事项：

应先将衬套装于半轴套管后，再将半轴插入差速器壳体中时，不要到底；装配前检查半轴、太阳轮磕碰伤并修复。

4）装轮边端盖

操作注意事项：

①清洁端盖与轮边减速器框架的配合面，在端盖上放上纸垫片。

②用螺栓扭紧端盖，螺栓的扭紧力矩为：

41～。

③拧紧放油螺塞，加油并拧紧加油螺塞。

拧紧力矩为25～。

装配工艺流程设计

具体的装配工序流程见工序卡。

拧紧力矩的确信

目前,螺栓的联接在设计和安装时,几乎无拧紧力矩要求,常由于预紧力不足,使螺栓产生松动。

用螺栓联接零部件是靠施加预紧力达到紧固联接的目的,较高的预紧力对联接件和被联接件的寿命都是有利的。

但太高的预紧力,若是操纵不妥会致使联接失效。

要使联接靠得住而又不使螺栓断裂或螺纹脱扣,则要求设计、工艺及装配中必需十分重视,不能凭体会选择螺栓。

螺栓联接的受力情形在工作进程中,机械振动,致使传动装置元部件失效,阻碍驱动桥正常运转,降低了差速器运行的靠得住性。

因此对重要部位螺栓联接要进行受力分析,提高螺栓轴向预紧力,增加紧固件在振动工况条件下的靠得住性和安全性。

多数情形下螺栓都是成组利用的,设计时,是依照被联接件的结构和联接的载荷来确信联接的传力方式、螺栓的数量和布置。

其受力情形有以下几种:

（1）纯轴向力,即只在螺栓的轴向受力;

（2）横向力,即螺栓的径向受力;（3）旋转力矩,如轮法兰联接;（4）翻转力矩。

（1）、（4）种受力是采取受拉螺栓联接,

（2）、（3）种受力情形既可采取受拉螺栓联接,也可采取受剪螺栓联接。

生产中,采取受拉螺栓联接为多,按国家标准选用的螺栓也为受拉螺栓（GBΠ紧固件机械性能）。

故讨论受拉螺栓联接。

螺栓轴向力与力矩的关系拧紧螺栓联接时,拧紧力矩T需要克服螺拧紧螺栓联接时,拧紧力矩T需要克服螺纹副的螺纹阻力矩T1和螺母与被联接件支承面间的端面摩擦力矩T2。

螺栓拧紧时,施加一个预紧力,其螺栓螺纹部份受轴向力F和螺纹力矩T的作用。

=

=

+

）

+

[3]

（1）

式中λ———螺纹升角,

（π

）]=

];

（2）

———螺纹当量摩擦角,

———螺纹中径;

———螺母和垫圈间接触面的平均半径;

μ———螺母和垫圈间的摩擦系数;

L———导程;

n———线数;

S———螺距;

———当量摩擦系数;

f———实际摩擦系数;

β———牙形斜角。

当利用具有必然形式的螺栓、螺母、垫圈时,由于

、β、λ、f、rn、μ为定数,则　　　

　　　T=K

F（3）

式中　K———拧紧力矩系数。

从式（中能够看出T与F成正比,而且力矩系数的取值是直接阻碍螺栓联接安装质量的重要因素。

设计时,为使联接靠得住和安全,对重要部位螺栓的紧固力矩应作出具体详细的规定。

其力矩适当,既不能过大,也不能过小。

过大将使螺栓产生永久性变形以至断裂或螺纹变形脱扣,过小螺栓容易动脱落,发生安全事故;对重要联接应作受力分析,依照受力情形确信F值,再依照F值的大小选择联接螺栓和螺母（在有关紧固件标准中给出了螺栓和螺母的最小拉力载荷或保证载荷）,在选定联接件后,依照T=Kd2F能够确信适合的拧紧力矩。

装配时只要拧紧到设计时确信的拧紧力矩,使螺栓取得准确的轴向预紧力,则螺栓在工作时既能经受施加在螺栓上的力,又不致于显现螺栓变形、断裂和松动等缺点。

因此提高了紧固件在工作条件下的靠得住性和安全性。

拧紧力矩的查验依照上述方式,能够确信拧紧力矩,在联接件装配时应严格按拧紧力矩要求进行装配,最好使劲矩扳手来拧紧,以便操纵拧紧力矩的大小。

为查明拧紧力矩是不是达到要求必需进行查验。

（1）静拧矩查验方式　该方式为顺紧固件的紧固方向均匀拧紧,直到断裂,测其断裂时的力矩值。

这种要求拧到紧固件断裂与实际要求查验已装配后的螺栓联接的紧固程度是不是达到了规定值的内容是不一致的。

（2）利用进程中查验方式　先在联接件紧固后的装配位置上打上标记,然后旋松约1Π4圈,接着再拧紧到打标记位置,检查其拧紧力矩值。

此法由于放松后再拧紧,其螺纹状态、接头板材的密贴程度、施工误差、螺母复位的准确度等对力矩值有专门大阻碍。

即便第2次拧紧到原先位置,其值也达不到最初数值,比最初值要小。

用此方式检查,由于是在利用进程中查验,第2次的数值达不到最初的数值,一样比最初数值平均低10%左右

（3）放松拧紧的查验方式　拧紧螺栓的力矩和螺栓轴向力有必然关系,拧松螺母时,力矩和螺栓轴向力也有必然关系,拧松的力

（4）

一样情形下,拧松力矩为拧紧力矩的70%～75%。

此法由于读出螺母刚开转动时的力矩比较困难,因此实验结果比较分散,误差比较大。

（4）使劲矩扳手顺螺母拧紧方向的查验方式使劲矩扳手顺螺母拧紧方向,当读数达到规定要求下限,螺母不转动,而螺母转动时的读数值小于规定要求的上限则可判定为合格;当未达到规定值下限螺母即转动或读数已超过规定值的上限螺母仍不转动则判定为不合格。

这种查验方式结果比较靠得住,操作方便,也是目前应用最普遍的一种方式。

在设计时对重要部位的螺栓联接应进行受力分析,选定符合要求的螺栓和螺母,再依照螺栓的最小拉力载荷、保证载荷及螺母的保证载荷确信适合的拧紧力矩。

在查验时最好用顺螺母拧紧方向的查验方式,通过力矩扳手达到设计规范。

装配后的调整及检查

轮边减速器装配的成功与否，关键是看在装配完成后转动太阳轮和半轴，整个转动是不是流畅，是不是有噪音和振动，所受阻力是不是过大，如显现上述情形，可行的解决方法有：

（1）紧固螺栓。

（2）调整垫片位置，改变间隙距离。

（3）用齿轮油润滑。

（4）采纳对称的方式加装紧固件。

六运动仿真

仿真

本次仿真是通过PROE实现的，第一是各零件的三维图制作，将轮毂、行星架、行星轮、行星轮轴、半轴及个螺栓垫片等标准件三维建模，然后依次将这些零件装上去。

由于仿真必需是装配时概念运动副，因此每一步都要考虑到跟后续装配的兼容性。

通过一番试探后取得如下三位仿真装配步骤：

1.第一新建装配文档，插入轮边支撑轴，其状态为刚性固定。

2.再将轮毂跟制动盘以销钉的方式插入，使其达到完全约束

3.将齿圈通过约束与支撑轴花键刚性连接

4.行星架行星轮半轴作为一个整体装配，行星架为固定刚性，太阳轮概念为销钉，行星轮一太阳轮为基础概念销钉。

5.将装好的行星架行星轮及半轴部份以销钉装入轮毂部份调剂好位置取得如图

图

将装好的三维图打开并隐藏行星架部份能够看到如图。

图

打开结构分析，概念机构，将半轴齿轮跟行星轮概念为齿轮链接且齿数比为12:

19，三个行星轮都是如此。

由于行星架跟轮毂是通过螺栓连接在一路的且行星架上的行星轮是通固定齿圈的导轨运动，可是齿圈跟支撑轴是通过花键链接是不动的就给行星轮轴一个反力使行星架运动，行星架通过螺栓带动轮毂运动。

因此概念轮毂跟行星轮也为齿轮链接其齿数比按行星轮跟齿圈的齿数比来概念是19:

51。

概念完运动后再在半轴上加电机自概念其速度。

最后运动仿真。

（详见视频）

通过仿真能够看出来半轴的速度通过轮边减速器减速后轮毂的速度明显速度降低，减速成效达到，仿真成功。

爆炸图

通过PROE将装配好的轮边减速器装配图散开，再将每一个小零件标号，把每一个零件都清楚的表达出来。

将装配好的装配图分解取得爆炸图

图

1、法兰面螺栓二、行星架盖3、螺栓M8×204、橡胶密封圈五、行星轮六、螺栓M12×307、行星轮轴八、行星架九、垫片110、滚针1一、垫片21二、轴承Φ7013轴承Φ7514、油孔螺栓1五、轮毂1六、齿圈17、半轴1八、挡圈1九、内六角M8×1620、支撑轴

七终止语

通过一个多月的课程设计，期间碰到过许多问题，有过欢笑有过争吵，但大伙儿都是为了一个一起的目标完成课设，半个班一组确实考验专门大，每一个人都不能只做自己要与同窗彼此联系配合，有一个同窗出过失这次课程设计就不能完成，很享受大伙儿在一路彼此帮忙一路协作的这一个月。

有好多同窗他们都是早出晚归，天天呆在实验室做课设，这一个月在实验室的气氛专门好，大伙儿一路为一个一起的目标奋斗，这种精神值得咱们继续发扬。

固然老师期间对咱们的催促指导也有专门大帮忙，廖老师黄老师给咱们指导让咱们清楚自己该做哪部份，明确的任务分派提高了咱们课设的进度。

通过这次课程设计，咱们再次温习了以前学过的知识，讲义上或是软件上的，只有通过一次次的运用咱们所学的知识在能再咱们脑袋里扎根发芽，咱们才能通过这些知识去制造！

致谢

通过了为期一个月的课程设计，有汗水有笑颜，今天终于大体完成了。

期间参考了网上相关资料、课外相关书籍和上届师兄师姐的课程设计论文，和查阅了相关设计工艺图。

这期间，有失败有挫折，固然也有克服重重困难时的欢欣喜悦。

最大的感受，确实是做好课程设计，不仅需要细心，更要有耐心，而且必需富有责任心。

细心能幸免自己因错误，需要大量从头计算，浪费精力和时刻。

耐心确实是得坚持做下去，一步一步做下去。

尽管还有好些问题不大懂，明白得不透，可是通过自己查找课外书籍独立解决并决不舍弃的坚持下来，我感觉这确实是最大的胜利。

而在课程设计期间，关于数据处置和图形的绘制，不免要利用到CAD和PROE，使我对这两个软件的利用加倍熟悉，这也为咱们以后毕业设计及工作打下了结实的基础。

在设计中，关于其中进程的步骤该如何进行的考虑，锻炼咱们处置情形的能力。

同时在这次设计，我也学到了做情形要一步一个脚印，细心处置每一个数据，如此才能够顺利地完成设计。

作为一名车辆专业的学生，希望多学点这方面的知识，或许设计方面不是很在行，但在原理、设计方面有必然的熟悉对以后仍是比较好的。

总之，通过这次课程设计，自己仍是有收成的，希望自己以后做任何事都要有这态度。

同时，也要感激在这次课程设计中给予我帮忙的黄老师和廖老师，正是你们的帮忙，才使得我的课程设计能顺利完成。

参考文献

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