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译文标题
原文标题
作
者
原文出处
Martin
Balv
í
n
货车主减速器
Truck Main
Reduction Gear
译
名
Core
网
国
籍
货车主减速器
在能源竞争激烈的二十世纪七十年代初,汽车业不得不将注意力越来越多地
定
格在改进产品的质量上,但仍然维持其尽可能低的价格。在此之前,吉凯恩车
桥有限公司
占据着最佳经济规模的优势,他们是最具竞争力的公司,在价格允许
范围内生产极具竞争
力的不同类型车轴,使所有客户的需求可以得到满足,所有
类型的车轴都可以制造。但由
于汽车制造商并没有经历过这样一个非常注重燃油
经济性的时期,因此,对重量轻的要求
,这些标准车轴似乎可满足所有条件,满
足各种各样的应用。现在汽车制造商需要车轴设
计和开发的具体应用。轴设计正
变得越来越专业化,在性能的可靠性方面,客户越来越多
地提高自己的期望。出
于这个原因,他们在找一个能提供各种车辆轴的公司。
然而自二十世纪七十年代以来,在几乎所有其他汽车行
业供应商的技术里,
GKN
从根本上
改变了它的原有的方法,
从而来以适应当前的环境,
满足不同汽
车的
需求,他们在二十世纪八十年代和九十年代的生产目的是提供完整的轮轴安装,
p>
其中包括,刹车、所有的设计和整合、具体的汽车设计,以及为专业市场特别设
计的各种刹车、轮轴以及整合,甚至包括具体的汽车设计。
现在的重点是选择合理化的材料,方法和内容途径。总
的改革是必要的,对
于复杂性很大的现代化汽车,需要考虑总体的效率,紧凑性,汽车的
质量要轻,
考虑汽车的可靠性,汽车的耐用性,汽车的完善性以及汽车的免维护运行的能
力。
在另一个方面,
GKN
提供的车轴
是扩大了供应的部件和组件,如限滑差速器,球关
节,齿轮和某些类型的悬挂架。
对于越野车
,某些车辆设计公司花费了相当多的精力在较低齿轮但高扭矩的
齿轮设计上。在大多数情
况下,多变的地形可能使这样的汽车轮胎发生打滑等现
象。例如,在相当坚硬的沙质路面
上,它可能允许轮胎咬进去,轮胎可以陷入地
面内,从而使扭转疲劳显著大于在平稳的道
路行驶,也就是说增大了轮胎的抓地
能力。虽然在很大程度上这种抓地能力,这种与地面
交合的能力取决于汽车的速
度,但汽车速度过大的话,汽车的纵向和横向打滑发生的可能
性也会将更加的严
重。冲击负荷也会影响刹车和加速扭矩,车速过大造成的刹车不平稳,
速度过大
同时会需要更大的发动机转矩这都会增加发动机的冲击负荷,这种冲击负荷影响
是取决于速度的。
准双曲面齿轮传动是锥齿轮传动中的普遍形式,而螺旋锥齿轮传动中的螺旋
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锥齿轮
是准双曲线齿轮的一种特殊情况。他们的优点是齿轮的具体比例较大,齿
轮体积较大,齿
轮的齿与齿之间的啮合区域也较大,这种锥齿轮传动所具有的优
点就是低噪音
,
这种锥齿轮他们从本质上是强度更大,硬度更大,齿轮的运转更持
久齿轮的使用也更耐用。
汽车主减速器的作用是用来降低传动轴传来的转速而增大旋转扭矩,并将扭
矩改变传动方向,经差速器传给半轴,发动机传来的转速一般都比较大,通过减
速器,
因传动比的存在可以降低差速器的转速同时增大齿轮的转矩。汽车主减速
器的结构和形式
主要是根据齿轮的类型、减速器形式不同而不同,不同的结构形
式不同的齿轮类型所对应
的汽车减速器不同。汽车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。
双级主减速
器与单级主减速器相比,在保证离地间隙相同时可得到更大的传
动比,传动比
i0
一般为
7
~
12
。但是双击主减速器尺寸、质量均较大,这种减速
< br>器的成本也较高。这种双级主减速器主要应用于中型、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:第一种方案是
,
第一级传动齿轮为锥齿
轮,第二级传动齿轮为圆柱齿轮;第二种方案是
,
第一级传动齿轮为锥齿轮,第二
级传动齿轮为行星齿轮;第三种方案是,第一级传动齿
轮为行星齿轮,第二级传
动齿轮为锥齿轮;第四种方案是,第一级传动齿轮为圆柱齿轮,
第二级传动齿轮
为锥齿轮。
对于第一级传动齿轮为锥齿轮、第二级传动齿轮为圆柱齿轮的双级主减速器,
又有不同的布置方案,具体可有纵向水平布置方案、斜向布置和垂向布置三种布
置方案。
纵向水平布置
可以使总成的垂向轮廓尺寸减小,使汽车减速器的整体尺寸在
水平方向上减小,从而降低
汽车的质心高度,但与此同时使纵向尺寸增加使汽车
变得更宽,但这种缺点在不同的汽车
上使用可以变劣势为优势,当用在长轴距汽
车上时可适当减小传动轴的长度,但不利于短
轴距汽车的总布置,如果布置在短
轴距汽车上会使传动轴过于短,导致万向传动轴的夹角
加大。垂向布置的减速器
可以使驱动桥的纵向尺寸减小,与此同时可减小万向传动轴的夹
角,但由于这种
垂向布置的主减速器壳固定在桥壳的上方,这种布置形式不仅使垂向轮廓
尺寸增
大,而且降低了桥壳的刚度,这种垂向布置形式不利于齿轮工作。但是这种布置<
/p>
形式也有他的优势,虽然这种布置降低了桥壳的刚度不利于齿轮工作,但是可便
于贯通式驱动桥的布置。而斜向布置对传动轴布置和提高桥壳刚度都有利,可以
说是具有了垂直布置形式和纵向布置形式的优点。
在具有锥齿轮和圆柱齿轮的双级主减速器中,需要分配两级传动比的比值各
为多少,在分配传动比时,我们根据以往的经验和设计数据显示,让圆柱齿轮副
和锥齿轮副传动比的比值一般应为
1.4
~
< br>2.0
,而且锥齿轮副传动比一般为
1.7
~
共
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页
3.3
,这样分配传动比的优点是可减小锥齿轮啮合时的轴向载荷,与此同时可使作
用在从动锥齿轮及圆柱齿轮上的载荷减小,同时可使主动锥齿轮的齿数适当增多,
< br>增加了主动锥齿轮的齿数使其支承轴颈的尺寸适当加大,以改善其支承刚度,提
高
齿轮间啮合的平稳性和工作可靠性。
现代齿轮设计中,齿轮润滑油的选择是至关重要的。汽车运行在高速公路上,
车
桥油温可以最终上升到很高的温度,有时润滑油的油温甚至会高于
130
℃
,所
以在设计中保持车桥
外壳的通风良好也是很重要的。这种良好的通风性可以通过
两个轴承携带的小齿轮来达到
改善的目的。因此,齿轮的形状和齿轮尺寸之间的
间隙,套管等的设计可能都是至关重要
的,在减速器设计时,需要有足够的排水
能力,水冷却的水道,油冷的油道设计都至关重
要。在设计中必须提供的润滑油
的流向,油液通过渠道流入小齿轮轴承座,再回到套管。
在齿轮的轴承选择中,圆锥
滚子轴承普遍应用在齿轮的设计中。因为圆锥滚
子轴承他们有较大的承载能力,具有较为
良好的通过稳定性、和较为准确的定位。
法兰密封的齿轮对于抗高温和相对较高的速度是
至关重要的。
在齿轮设计中
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
起的切削刀头的情况,与此同时齿面过宽还会导致切
削刀头顶面宽过窄及刀尖圆角过小。
这样,不但减小了齿根圆半径,加大了应力
集中,从而还降低了刀具的使用寿命。此外,
在安装时由于安装位置偏差或着由
于制造、热处理变形等原因的存在,各种加工制造误差
也有可能累积,导致加工
误差大,使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端,会引起轮齿小端由
于应力集中,磨
损严重等情况,使其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。但是也不是说齿面越小越好,齿面若是过窄,轮齿表面的耐磨性会降低,<
/p>
从而使齿轮的耐磨性下降,强度不足等情况的,从而影响减速器的正常工作。
为改善新齿轮的磨合能力,防止其在运行
初期出现早期的磨损、擦伤、胶合
或咬死等情况,锥齿轮设计时在选择加工处理时应特别
注意,在热处理及精加工
后,要作厚度为
0.005
~
0.020mm
的磷化处理或镀铜、镀锡处理。
对减速器锥齿面
进行应力喷丸处理,这种处理方式可提高齿轮
2
5
%的使用寿命。对于在运行过程
中滑动速度高的齿轮,可进行
渗硫处理以提高耐磨性。渗硫后齿轮间的摩擦因数
可显著降低,即使齿轮的润滑条件变得
较差,也能防止齿面擦伤、咬死和胶合的
情况。
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Truck Main
Reduction Gear
In
the
highly
competitive
period
following
the
energy
crisis
of
the
early
1970's,
the
automotive
industry
had
to
shift
attention
increasingly
towards
improvement
of
the
quality
of
the
product,
yet
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still
keeping
its
prices
as
low
as
possible.
Prior
to
that
GKN
Axles
Ltd,
to
take
optimum
advantage
of
economies
of
scale,
had
been
producing
at
highly
competitive
prices
a
standard
range
of
axles
of
different
types
and
sizes,
from
which
all
customers'
needs
could
be
satisfied. Because vehicle
manufacturers had not hitherto had to place
such a great emphasis on fuel economy,
and therefore on light weight,
these
standard axles could cater reliably for all
conditions likely to be
met
in
a
wide
variety
of
applications.
Now
vehicle
manufacturers
require
axles
designed
and
developed
for
their
specific
applications.
As
axle
design
is
becoming
increasingly
specialised,
customers
are
increasingly
raising
their
aspirations
in
terms
of
performance
an
reliability. For this reason, they are
turning to specialists such as GKN
Axles Ltd who have the ability to
provide axles for a wide variety of
vehicles
。
Since
the
1970s,
however,
in
common
with
virtually
all
other
suppliers
to
the
high
volume
producers
in
the
motor
industry,
GKN
has
radically modified its approach to suit the
prevailing conditions as
they change
through the 1980s and on into the 1990s. Its aim
now is at
supplying
complete
axle
assembles,
including,
for
example,
the
brakes, all designed and fully
developed for and integrated, as a matter
of course, into specific vehicle
designs including, in particular, those
for the specialist market.
Emphasis
is
now
on
rationalization
of
materials,
methods
and
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components.
This
overall
change
has
been
necessary
because
of
the
greatly in
creased sophistication demanded of the modern
vehicle, in
terms
of
overall
efficiency,
compactness,
light
weight,
reliability,
durability,
refinement
and
maintenance-free
operation.
Another
area
into which GKN Axles
has expanded is the supply of components and
assemblies
such
as
limited-slip
differentials,
ball-joints,
transfer
boxes, gears and
some types of suspension.
For
off-road
operation,
the
duty
cycles
may
be
entirely
different
in
both
torsional
and
beam
loading-denpending
on
the
application. For example, some types of
vehicle spend a considerable
proportion
of their running time
at high torque in
low gear. In
most
circumstances, the terrain may be such
that the tyres tend to slip more
readily than on tarmac; in others,
however, for example in fairly firm
sandy
screes,
it
may
allow
tyres
to
bite
into
it,
and
thus
lead
to
torsional
fatigue
loading
significantly
greater
than
on
smooth
roads.
Vertical
and
lateral
loading,
too,
may
be
much
more
severe,
though
this dose depend to a major extent on
speeds. Shock loading can also
affect
braking and acceleration torques though, again,
such effects are
speed-dependent.
Host reduction gear effect is to be
used to reduce the rotation rate
that
the transmission shaft sends in but to enhance
revolution moment
of torsion , changes
drive direction with moment of torsion , passes on
to half axes after differential
mechanism and. The host reduction gear
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