張長坤
(德州學院汽車工程學院,山東 德州 253023)
主減速器是汽車驅動系統中不可或缺的部分,在汽車的整車設計中處于關鍵地位。主減速器是依靠齒數少的齒輪帶齒數多的齒輪來實現減速的,采用圓錐齒輪傳動則可以改變轉矩旋轉方向。將主減速器布置在動力向驅動輪分流之前的位置,有利于減小其前面的傳動部件(如離合器、變速器、傳動軸等)所傳遞的轉矩,從而減小這些部件的尺寸和質量。
國內汽車市場用戶主要以承載能力強、齒輪疲勞壽命高、結構先進、易維護等特點的產品為首選。目前己開發的產品,如陜西漢德引進德國撇N公司技術的485單級減速驅動橋,一汽集團和東風公司的13噸級系列車橋為代表的主減速器技術,都是在有效吸收國外同類產品新技術的基礎上,針對國內市場需求開發出來的高性能、高可靠性、高品質的車橋產品。這些產品基本代表了國內車用減速器發展的方向。通過整合和平臺化開發,目前國內市場形成了457、460、480、500等眾多成型穩定產品,并被用戶廣泛認可和使用。
國外由于工業革命影響,他們的汽車工業及產業相對的比較先進,技術比較成熟。他們對產品的研發效率高,設計時間短,主減速器的設計水平也相對較高。自改革開放以來我國積極引進先進的汽車技術,再加上一批專業的汽車人才的不斷實踐和探索,對主減速器作了多次重大的技術改進,進而使得主減速器的結構設計都更加合理和先進,不斷地拉近了我們與國外汽車業的差距。
主減速器的功用是將輸入的轉矩增大并相應降低轉速,以及當發動機縱置時還具有改變轉矩旋轉方向的作用。
主減速器的分類有很多種。實際生產中應用范圍最廣泛的當屬單級和雙級主減速器,其區別是齒輪副數目。轎車、中型汽車對于動力性以及傳動比要求不高,一般采用單級主減速器。常見的有桑塔納2000GSI、奧迪100等。雙級式主減速器相較單級主減速器有較大的傳動比,所以當要求主減速器具有較大的主傳動比時,一般采用雙級主減速器。例如:菲亞特682N3、重型載重車、越野車、大型客車。對傳動比和離地間隙有較大的需求,一般采用輪邊減速器;例如斯太爾汽車。
按齒輪副結構形式分析,有圓柱齒輪式(又可分為軸線固定式和行星齒輪式)、其中圓錐齒輪式和準雙曲面齒輪式兩者可以進行結合使用。
實際工作中我們是按著不同的使用需求對主減速器進行選擇的。一般結構形態比較簡單、總體質量輕巧、生產制造成本低廉、使用操作便捷的單級主減速器被廣泛應用于輕型轎車和中型汽車上,當然也包括震源車。而雙級主減速器和置于兩側車輪附近形成獨立部件的輪邊減速器則大多應用于大型客車,越野汽車等重型車上。本文著重介紹單級主減速器。
為了保證主減速器齒輪在工作中能夠達到我們預期的齒輪強度,經久耐用的使用年限,我們在對其進行完理論分析及幾何計算后,我們會計算其齒輪強度值,對照相應參數,檢驗其是否滿足需求。
齒輪在工作中會出現齒輪斷齒,齒輪表面腐蝕,齒輪表面部分削落,齒輪間的相互磨損,齒輪面膠合在一起等,這些都會影響齒輪的正常運行,當然這些有的我們可以控制避免,有的不能控制避免。所以在對齒輪的生產制造過程中,就要求我們對于原材料的選擇,齒輪加工時的精度,加工時熱處理是否正確,以及齒輪的設計是否合理等進行嚴格的把關。因為這些都是造成齒輪損壞、影響齒輪使用壽命的重要原因(當然不正確的使用條件也會造成齒輪損壞)。
本文是針對震源車主減速器進行的設計研究。采用的單級主減速器可以保證震源車在不設置副變速比的情況下,增加傳動器的傳動比,從而提升牽引力保證其穩定性。為了傳遞較大的轉矩,該車后驅動橋主動錐齒輪的支承形式采用騎馬式支承,而為了減小在運行過程中因軸承能力和支承剛度不夠導致齒隙變化,產生噪音,增加磨損,采用具有較大支承剛度的圓錐滾子軸承。本次設計既結構簡單,工作平穩可靠,且被大多數汽車廠所生產,減少了成本,又能保證產品的質量。