CN108223699A - 新能源电动物流车后桥驱动主减速器 - Google Patents

新能源电动物流车后桥驱动主减速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源电动物流车后桥驱动主减速器，包括减速器壳体和通过轴承转动设置在壳体中的输入轴、传动轴、输出轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮。输入轴轴承与电机花键联接处间距为9.95厘米；第二齿轮与第一齿轮的重合度为3.03，第四齿轮与第三齿轮的重合度3.05；第二齿轮与第一齿轮的齿廓滑动率均为0.98，第四齿轮与第三齿轮的齿廓滑动率均为0.94。通过减小输入轴轴承与电机花键联接的跨度，减小输入轴的高速转动时的震动，噪音从94分贝将至72分贝。通过提高重合度，齿轮传动啮合的噪声降低。在满足齿根弯曲强度的前提下，降低模数，增加齿数，提高重合度与传动的平稳性，降低齿面的滑动率，减少磨损、降低噪音，提高使用寿命。

Description

新能源电动物流车后桥驱动主减速器
技术领域
本发明涉及一种新能源电动物流车后桥驱动主减速器。
背景技术
现有车后桥驱动主减速器，高速级输入轴轴承支撑点的跨度比较长，刚性比较差，如图1所示。且齿轮啮合的时候有径向力的作用，特别是在不同转速的时候，容易产生共振，噪音明显的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源电动物流车后桥驱动主减速器，解决现有车辆后桥驱动主减速器的高速级输入轴轴承支撑点的跨度比较长，刚性比较差，且齿轮啮合的时候有径向力的作用，导致出现噪声的技术问题。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
新能源电动物流车后桥驱动主减速器，包括减速器壳体和通过轴承转动设置在壳体中的输入轴、传动轴和输出轴；所述输入轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与输入轴一体成型，电机输出轴与该主减速器的输入轴通过花键联接，输入轴上靠近电机一侧的轴承与花键之间的跨距为9.95cm；；同时缩短了输入轴上两轴承的间距；
所述传动轴上设置有第二齿轮和第三齿轮，其中第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与传动轴一体成型，第二齿轮位于传动轴上靠近电机的一端；所述输出轴上设置有第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合；
现有技术中输入轴轴承与电机花键联接处跨度比较长，为19cm，输入轴刚性比较差。且第二齿轮与第一齿轮啮合时存在径向力的作用，使输入轴产生震荡，输入轴轴承与电机花键联接处跨越大，越不稳定，特别是在不同转速的时候，容易产生共振，噪音明显的增加。通过将输入轴轴承与电机花键联接处跨设计为9.95cm，同时减小两轴承跨度，增强了输入轴刚性，减小了输入轴的高速转动时产生的震荡，降低了噪音，特别在输入轴转速为8000rpm时，具有明显的优势。所述电机通过
所述第二齿轮与第一齿轮的重合度为3.03，第四齿轮与第三齿轮的重合度3.05。现有技术中第二齿轮与第一齿轮的重合度为2.36，第四齿轮与第三齿轮的重合度3.05。通过提高重合度，齿轮传动啮合的噪声降低。
重合度表示在齿轮转过一个齿距时间内，参与啮合的轮齿的平均对数，该值越大，表明同时参与啮合的轮齿对数多，在相同的载荷作用下分摊到每对轮齿的载荷就小，负荷变动量小，从而提高了整个齿轮的承载能力，且传动平稳，减小振动和噪声，改善传动性能，因此重合度越大越好。
斜齿轮重合度的最大值为εmax＝1.981+B×tgβ/Pt。
其中B—齿宽，β—螺旋角，pt—端面齿距；
所述第二齿轮与第一齿轮的齿廓滑动率均为0.98，第四齿轮与第三齿轮的齿廓滑动率均为0.94。
滑动率也称滑动系数，滑动系数为一对啮合的齿轮,在同一啮合点上二齿廓的线速度并不相同(节点除外),因而齿廓间存在滑动,从而导致齿面的磨损或胶合破坏。通常用滑动系数表示齿面间相对滑动的程度。滑动系数,就是轮齿接触点处两齿面间的相对切向速度(即滑动速度)与该点切向速度(线速度)的比值。现有技术中第一齿轮的齿廓滑动率均为8.53，第二齿轮的齿廓滑动率均为1.57，第三齿轮的齿廓滑动率均为2.91，第四齿轮的齿廓滑动率均为0.99，齿面滑动率相差比较大，且数值也比较大，齿面啮合的摩擦力变大，噪音大。齿轮齿廓的相对滑动越严重，其齿面的磨损也越严重，也越易产生胶合与损坏，故在本发明中，在满足齿根弯曲强度的前提下，降低齿轮的模数，增加了齿轮的齿数，提高重合度，降低齿面的滑动率，减少磨损、降低噪音，提高使用寿命。
进一步改进，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均为斜齿圆柱齿轮，螺旋角为21°-30°。斜齿圆柱齿轮具有啮合特性好、重合度大、不产生根切的最小齿数较直齿少等优点。
进一步改进，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的齿端、齿顶进行倒棱，有效的避免毛刺及锋口的产生，也预防了装配时没啮合好装配拉毛，从而避免造成噪音及异响。现有齿轮设计上，没考虑齿端的倒棱问题，会导致齿面容易碰伤，在齿轮啮合的过程中就会有干涉，产生间歇的啮合响声。
进一步改进，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均为变位齿轮，第一齿轮与第二齿轮，以及第三齿轮与第四齿轮的总变位系数按照“等滑移系数”的原则来分配。根据齿轮中心距及齿轮的参数，按照“等滑移系数”的原则来分配，减小滑移系数，减小齿轮的磨损。现有齿轮为零变位，齿面滑动率相差比较大，且数值也比较大，齿面啮合的摩擦力变大，是产生噪音的一个因素。
变位齿轮的作用，即为什么要对标准齿轮进行变位。原因有三个:
1)、一对啮合的标准齿轮，由于小齿轮齿根厚度薄，参与啮合的次数又较多，因此强度较低，容易损坏，影响了齿轮传动的承载能力。变位齿轮
2)、标准齿轮中心距用a表示，若实际需要的中心距(用A表示)A<a时，就根本无法安装；若A>a,可以安装，却产生大的侧隙，重合度也降低，都影响了传动的平稳性。
3)、若滚齿切制的标准齿轮齿数小于17，则会发生根切现象，影响实际使用。
现有技术中，齿轮没有进行齿形、齿向上的微观修形,在啮合、转动过程中容易产生噪音。本发明中，使用KISSSOFT软件，模拟实际工况，通过输入的实际工况参数进行齿轮载荷及应力的分析，判断齿轮的发热变形、实际偏载、以及壳体加工、齿轮制造误差等因素，计算应力在齿面上的分布，确定合格的相对稳定的应力分布，从而锁定齿轮的修形参数，达到对齿轮进行齿形及齿向的微观修形，来避免与环节这些不利因素对实际使用时噪音与震动的影响。KISSSOFT软件是齿轮设计、齿轮传动系统设计及轴、轴承设计的专业软件工具，为本领域技术人员熟知的软件，不再赘述。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)、通过将输入轴轴承与电机花键联接处跨距为9.95厘米，减小了跨度，增强了输入轴刚性，减小了输入轴的高速转动时产生的震动，降低了噪音，特别在输入轴转速为8000rpm时，具有明显的优势，噪音从94分贝将至72分贝。
2)、通过提高重合度，齿轮传动啮合的噪声降低。本发明中，在满足齿根弯曲强度的前提下，降低齿轮的模数，增加了齿轮的齿数，提高重合度，降低齿面的滑动率，减少磨损、降低噪音，提高使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中车后桥驱动主减速器的示意图。
图2为本发明所述车后桥驱动主减速器的示意图。
图3为本发明所述新能源电动物流车后桥驱动主减速器的结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐释本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图2、3所示，新能源电动物流车后桥驱动主减速器，包括减速器壳体1和通过轴承转动设置在壳体中的输入轴2、传动轴3和输出轴4；所述输入轴上设置有第一齿轮5，第一齿轮5与输入轴2一体成型，电机输出轴与该主减速器的输入轴通过花键联接(电机在图中未示出)，输入轴上靠近电机一侧的轴承与花键之间的跨距为9.95cm；同时缩短了输入轴上两轴承的间距；
所述传动轴3上设置有第二齿轮6和第三齿轮7，其中第二齿轮6与第一齿轮5啮合，第三齿轮7与传动轴3一体成型，第二齿轮6位于传动轴上靠近电机的一端；所述输出轴4上设置有第四齿轮8，第四齿轮8与第三齿轮7啮合；在本实施例中，所述第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8均为斜齿圆柱齿轮。
在本实施例中，第一齿轮5、第二齿轮6、第三齿轮7和第四齿轮8的参数如下：
第一齿轮5：模数m＝2.75，齿数z＝21，螺旋角β＝29°，分度圆直径d＝63.7mm；
第二齿轮6：模数m＝2.75，齿数z＝43，螺旋角β＝29°，分度圆直径d＝130.4mm；
第三齿轮7：模数m＝3，齿数z＝17，螺旋角β＝21°，分度圆直径d＝54.6mm；
第四齿轮8：模数m＝3，齿数z＝67，螺旋角β＝21°，分度圆直径d＝215.3mm。
通过将输入轴轴承与电机花键联接处跨度设计为9.95cm，减小了二者间距，增强了输入轴刚性，减小了输入轴的高速转动时产生的震荡，降低了噪音，特别在输入轴转速为8000rpm时，具有明显的优势。
所述第二齿轮6与第一齿轮5的重合度为3.03，第四齿轮8与第三齿轮7的重合度3.05。现有技术中第二齿轮与第一齿轮的重合度为2.36，第四齿轮与第三齿轮的重合度3.05。通过提高重合度，齿轮传动啮合的噪声降低。
斜齿轮重合度的最大值为εmax＝1.981+B×tgβ/Pt。
其中B—齿宽，β—螺旋角，pt—端面齿距；
所述第二齿轮6与第一齿轮5的齿廓滑动率均为0.98，第四齿轮8与第三齿轮7的齿廓滑动率均为0.94。本发明中，在满足齿根弯曲强度的前提下，降低齿轮的模数，增加了齿轮的齿数，提高重合度，降低齿面的滑动率，减少磨损、降低噪音，提高使用寿命。
在本实施例中，所述第一齿轮5、第二齿轮3、第三齿轮7和第四齿轮8的齿端、齿顶进行倒棱，有效的避免毛刺及锋口的产生，也预防了装配时没啮合好装配拉毛，从而避免造成噪音及异响。现有齿轮设计上，没考虑齿端的倒棱问题，会导致齿面容易碰伤，在齿轮啮合的过程中就会有干涉，产生间歇的啮合响声。
在本实施例中，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均为变位齿轮，第一齿轮与第二齿轮，以及第三齿轮与第四齿轮的总变位系数按照“等滑移系数”的原则来分配。根据齿轮中心距及齿轮的参数，按照“等滑移系数”的原则来分配，减小滑移系数，减小齿轮的磨损。
本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.新能源电动物流车后桥驱动主减速器，其特征在于，包括壳体和通过轴承转动设置在壳体中的输入轴、传动轴和输出轴；
所述输入轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与输入轴一体成型，电机转轴与该主减速器的输入轴通过花键联接，输入轴上靠近电机一侧的轴承与花键之间的跨距为9.95cm；
所述传动轴上设置有第二齿轮和第三齿轮，其中第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与传动轴一体成型，第二齿轮位于传动轴上靠近电机的一端；
所述输出轴上设置有第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合；
所述第二齿轮与第一齿轮的重合度为3.03，第四齿轮与第三齿轮的重合度3.05；
所述第二齿轮与第一齿轮的齿廓滑动率均为0.98，第四齿轮与第三齿轮的齿廓滑动率均为0.94。
2.根据权利要求1所述的新能源电动物流车后桥驱动主减速器，其特征在于，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均为斜齿圆柱齿轮，螺旋角度为21°-30°。
3.根据权利要求1或2所述的新能源电动物流车后桥驱动主减速器，其特征在于，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的齿端、齿顶进行倒棱。
4.根据权利要求3所述的新能源电动物流车后桥驱动主减速器，其特征在于，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮均为变位齿轮，第一齿轮与第二齿轮，以及第三齿轮与第四齿轮的总变位系数按照“等滑移系数”的原则来分配。
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