4座微型客貨兩用車設(shè)計(jì)（后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架設(shè)計(jì)）【說明書+CAD】,說明書+CAD,4座微型客貨兩用車設(shè)計(jì)（后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架設(shè)計(jì)）【說明書+CAD】,微型,客貨兩用車,設(shè)計(jì),驅(qū)動(dòng),懸架,說明書,仿單,cad 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書 （指導(dǎo)老師填表） 填表時(shí)間： 08年3月29日 學(xué)生姓名 李超鋒 專業(yè) 班級(jí) 車輛04級(jí)041班 指導(dǎo) 老師 李水良/馬心坦 課題 類型 工程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）題目 4座微型客貨兩用車設(shè)計(jì)（后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架設(shè)計(jì)） 主要研 究?jī)?nèi)容 4座客貨兩用車的基本參數(shù)為：發(fā)動(dòng)機(jī)擬選為JL462Q或相近系列，最高車速為95Km/h，最小轉(zhuǎn)彎半徑≤4.5米，乘員人數(shù)4人，載重量0.5噸，檔位數(shù)4+1。 參照上述基本參數(shù)，查閱汽車設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，參照現(xiàn)有車型的整體布局參數(shù)（網(wǎng)上可以查到，如昌河CH10011AXEi廂貨、長(zhǎng)安火車系列等）、亞洲牌客貨兩用車底盤實(shí)物、長(zhǎng)劍牌轎車實(shí)物（車輛實(shí)驗(yàn)室整車陳列室內(nèi)），進(jìn)行必要的調(diào)研和資料查閱，設(shè)計(jì)出合適現(xiàn)代社會(huì)需要的客貨兩用車。 主要技 術(shù)指標(biāo) （或研究目標(biāo)） 完成客貨兩用車的后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架設(shè)計(jì)。繪制總和不少于3張的零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含用計(jì)算機(jī)繪制（或手工繪制）的具有中等難度的1號(hào)圖紙一張以上。 按要求格式獨(dú)立撰寫不少于12000字的設(shè)計(jì)說明書，應(yīng)有中英文摘要（摘要不少于400字），全部用計(jì)算機(jī)打?。ň幣乓蟮胶幽峡萍即髮W(xué)教務(wù)處網(wǎng)站查：《河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè)》），查閱與課題相關(guān)的文獻(xiàn)資料15篇以上，獨(dú)立完成總量10000以上印刷符號(hào)與本人相關(guān)的外文資料譯文。 速度計(jì)劃 （6~7周）全組集體討論，確定總體方案。每個(gè)學(xué)生確定自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容與繪圖數(shù)量。在進(jìn)行調(diào)研、搜集、分析資料的基礎(chǔ)上，完成開題報(bào)告（4月14日交）。 （8~9周）整理本設(shè)計(jì)內(nèi)容的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行必要的理論計(jì)算，擬出說明書草稿，搜集相關(guān)外文資料并翻譯。 （10~11周）完成主要總圖設(shè)計(jì)。（5月5日下午至少完成一張零號(hào)草圖）。 （12~13周）完成零、部件圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖。（5月23下午之前完成）。 （14~15周）要求整理、編寫設(shè)計(jì)說明書。 （ 16周）整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備上交。（6月13日下午四點(diǎn)交全部設(shè)計(jì)資料）。 （ 17周 ）審閱、評(píng)閱設(shè)計(jì)資料，答辯，評(píng)定成績(jī)。 主要參 考文獻(xiàn) 汽車構(gòu)造； 汽車?yán)碚摚? 汽車設(shè)計(jì)； 汽車車身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)； 車身造型； 汽車車型手冊(cè)； 有關(guān)汽車行業(yè)雜志； 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)； 汽車相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（院資料室） 研究所（教研室）主任簽字： 年 月 日 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （學(xué)生填表） 院系：車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2008年4月 8日 課題名稱 4座微型客貨兩用車設(shè)計(jì)（后驅(qū)動(dòng)橋、后懸設(shè)計(jì)） 學(xué)生姓名 李超鋒 專業(yè)班級(jí) 車輛041 課題類型 工程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 李水良 馬心坦 職稱 課題來源 生產(chǎn) 1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 汽車是20世紀(jì)最具代表性的人文景觀，也是21世紀(jì)最具影響力的社會(huì)事物。 而作為汽車組成部分的后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架的設(shè)計(jì)對(duì)汽車的性能影響是相當(dāng)大的，對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展也具有深遠(yuǎn)的意義。 本次設(shè)計(jì)的車型為4座客貨兩用車，屬于輕型車系列。由于該車型是大批量生產(chǎn)，使用條件較好，且后懸架的結(jié)構(gòu)形式定為非獨(dú)立懸架，故本次設(shè)計(jì)中將后驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)為與后懸架結(jié)構(gòu)形式和特性相適應(yīng)的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，大大降低了設(shè)計(jì)和制造成本。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術(shù)的提高，在驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還應(yīng)朝著能以幾種典型的零部件、以不同方案組合的設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)方式達(dá)到驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的系列化和變型的方向發(fā)展。 懸架，在英語(yǔ)里懸架系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的是單詞――Suspension。顧名思義，它是將車輪通過彈簧連接在車體上，并與其它部件構(gòu)成可動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在本次設(shè)計(jì)中，4座客貨兩用車的載重量為0.5噸，整車質(zhì)量也不大，故考慮采用鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架。在這種懸架中，鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件。這種形式的懸架技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。這樣既降低了生產(chǎn)成本，又保證了汽車的行駛平順性和衰減振動(dòng)的能力。 在本次設(shè)計(jì)中，后驅(qū)動(dòng)橋和后懸架的設(shè)計(jì)都在滿足汽車性能要求的前提下采用了經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)理念，這對(duì)汽車的批量生產(chǎn)提供了可靠的保證，也使此類汽車在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。物美價(jià)廉的汽車產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者也具有相當(dāng)?shù)奈Α? 2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 近年來，準(zhǔn)雙曲面齒輪廣泛應(yīng)用在轎車、輕型車主減速器上，也越來越多地應(yīng)用在中型、重型貨車上。這樣主動(dòng)錐齒輪的軸線可相對(duì)從動(dòng)錐齒輪軸線偏移。當(dāng)主動(dòng)錐齒輪軸線向下偏移時(shí)，在保證一定離地間隙的情況下，可降低主動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸的位置，因而使車身和整車質(zhì)心降低，有利于提高汽車行駛穩(wěn)定性。目前，汽車上廣泛采用的是對(duì)稱式錐齒輪差速器。瑞典斯堪尼亞LT100型汽車用的是強(qiáng)制鎖止式差速器；大眾高爾夫（Golf）轎車用的是摩擦片式自鎖差速器；托森（Torsen）差速器是一種新型差速機(jī)構(gòu)，奧迪80和奧迪90（Audi Quattro）就采用了這種新型的托森差速器；高爾夫——辛克羅（Golf Syncro）型轎車的前后驅(qū)動(dòng)軸之間采用了粘性聯(lián)軸器作為軸間差速器。現(xiàn)代汽車基本采用全浮式半軸支撐和半浮式半軸支撐兩種形式。解放CA1091型汽車的驅(qū)動(dòng)橋殼為整體式。整體式橋殼具有較大的強(qiáng)度和剛度，且便于主減速器的裝配、調(diào)整和維修，因此它也普遍應(yīng)用于各類汽車上。 目前國(guó)外廣泛采用空氣懸架，空氣懸架系統(tǒng)是以空氣彈簧為彈性元件，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈性作用的——壓縮氣體的氣壓能夠隨載荷和道路條件變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不論滿載還是空載，整車高度不會(huì)變化，可以大大提高乘坐的舒適性。我國(guó)在汽車懸架系統(tǒng)方面，除了鋼板彈簧懸架的設(shè)計(jì)及應(yīng)用比較成熟以外，其它的懸架技術(shù)的應(yīng)用絕大部分還處于車型引進(jìn)、仿制或直接購(gòu)買產(chǎn)品階段。懸架產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)滯后，一方面表現(xiàn)在設(shè)計(jì)手段落后，計(jì)算機(jī)應(yīng)力分析、動(dòng)態(tài)仿真在企業(yè)中應(yīng)用還較少；另一方面沒有建立起一套完善的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系。 3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容 （1）參考同類車型，完成4座客貨兩用車后驅(qū)動(dòng)橋和后懸架的設(shè)計(jì)。 （2）根據(jù)整車參數(shù)，完成后驅(qū)動(dòng)橋和后懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算。 （3）繪制后驅(qū)動(dòng)橋和后懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖，繪制總和不少于3張零號(hào)圖紙，其中包含一張以上計(jì)算機(jī)繪制（或手工繪制）的具有中等難度的一號(hào)圖紙。 （4）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書用計(jì)算機(jī)打印，不少于12000字，應(yīng)有中英文摘要（摘要不少于400字），完成總量10000以上印刷符號(hào)的外文資料翻譯。 4. 設(shè)計(jì)（或研究）方法 根據(jù)所給技術(shù)條件和要求，按照后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架設(shè)計(jì)的方法，將后驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)為非斷開式驅(qū)動(dòng)橋、單級(jí)主減速器、對(duì)稱式錐齒輪差速器、半軸的支承形式采用全浮式。后懸架采用鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架，鋼板彈簧總片數(shù)為4片，減振器采用雙向作用筒式減振器。 5. 實(shí)施計(jì)劃 確定總體方案、調(diào)研、收集資料、完成開題報(bào)告。 6～～7周 整理數(shù)據(jù)資料、進(jìn)行理論計(jì)算。 8～～9周 完成主要總圖設(shè)計(jì)。 10～11周 完成零、部件圖設(shè)計(jì)、完成機(jī)繪圖。 12～13周 整理、編寫設(shè)計(jì)說明書。 14～15周 整理圖紙及設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備上交。 16周 審閱、評(píng)審設(shè)計(jì)資料，答辯，評(píng)定成績(jī)。 17周 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 研究所（教研室）意見 研究所所長(zhǎng)（教研室主任）簽字： 年 月 日 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4座微型客貨兩用車設(shè)計(jì) （后驅(qū)動(dòng)橋、后懸設(shè)計(jì)） 摘 要 本設(shè)計(jì)為4座微型客貨兩用車的后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架設(shè)計(jì)。參照現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平，綜合考慮生產(chǎn)成本，以及使用條件等多種因素, 經(jīng)過收集各類型的后驅(qū)動(dòng)橋、懸架的資料、實(shí)車觀測(cè)和老師的指導(dǎo)，完成了本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)確定采用整體式驅(qū)動(dòng)橋。其主減速器為單級(jí)，采用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)，差速器采用普通對(duì)稱式圓錐齒輪對(duì)稱式圓差速器，全浮式半軸，整體鑄造式驅(qū)動(dòng)橋殼。主減速器齒輪主要設(shè)計(jì)的是雙曲面齒輪的尺寸、校核及材料選擇；差速器主要計(jì)算的是對(duì)稱式圓錐齒輪的主要參數(shù)計(jì)算及校核；半軸設(shè)計(jì)主要是根據(jù)強(qiáng)度來確定半軸的半徑和半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理；驅(qū)動(dòng)橋橋殼既是承載件又是傳動(dòng)件，因此橋殼需要有足夠的強(qiáng)度和剛度。 后懸架采用鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架，其需要計(jì)算的內(nèi)容比較廣泛，但也主要是集中在對(duì)彈性元件的計(jì)算上。計(jì)算包含了從滿載弧高，各鋼板彈簧片長(zhǎng)度、厚度、寬度，到整個(gè)懸架系統(tǒng)的動(dòng)、靜撓度值的確定。這是因?yàn)樵趹壹芟到y(tǒng)中，鋼板彈簧既是它的彈性元件又是它的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，是其最為重要的部件。 綜合各部分的設(shè)計(jì)與校核的結(jié)果，本次設(shè)計(jì)基本能滿足其設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：后驅(qū)動(dòng)橋, 整體式，非獨(dú)立懸架，鋼板彈簧 THE DESIGNING FOR THE MINIATURE MOTORCAR TO CARRY PERSONS AND GOODS WITH 4 SEATS （THE DESIGN OF BACK DRIVING AXLE AND REAR SUSPENSION） ABSTRACT This design is for the back driving axle and back suspension of the miniature motorcar to carry persons and goods with 4 seats. According to the existing production technique level, synthesize the consideration production cost, and use the condition etc. various factor. In weeks , there was much useful information about the back driving axle and the rear suspension collected. With the helping of my teacher ,and observation on vehicle in laboratory , this designing is completed. This design assurance adopts the whole type to drive the bridge. Its lord decelerates the machine as single class, the adoption allows a curved face wheel gear to spread to move, differ soon the machine adopt the common and symmetry type cone wheel gear symmetry type circle differ soon machine, the whole float type half stalk, hurtle to cast the whole type to drive the bridge hull. The lord mainly decelerate the machine wheel gear what to design is a pair of pit and the material choice of size, school of curved faces wheel gear. Bad soon machine mainly what to compute is the main parameter calculation and school pits of the symmetry type cone wheel gear.The half stalk design is mainly the basis strength to certain structure design and material and hot processingses of the radius and half stalk of the half stalks. Drive the bridge bridge hull since is to load the piece and is to spread to move the piece, so the bridge hull needs to have the enough strength and just degree. The design of the rear suspension adopts unindependent suspension with steeel spring. It has more data computation.There are entire rate of rear suspension, heavy load arch high ,dynamic distortion quantity,the different length of different leaf brade, thickness and width of them.Those are indispensable data in suspension of a vehicle. The result of design and school pit of comprehensive each part, this time design basic can satisfy it designs the request. KEY WORDS：back driving axle， the whole type， unindependent suspension，steeel spring 目 錄 第一章 前言............. ...................... ........1 第二章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).................................2 §2.1驅(qū)動(dòng)橋的組成與結(jié)構(gòu)方案分析......................2 §2.2 主減速器的結(jié)構(gòu)形式的分析和確定..................2 §2.2.1 主減速器傳動(dòng)齒輪的類型......................2 §2.2.2 主減速器的減速形式..........................3 §2.3差速器的方案分析及確定......................... .3 §2.4半軸............................................3 §2. 5驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析............................4 第三章 驅(qū)動(dòng)橋尺寸計(jì)算 .................................5 §3.1主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算................5 §3.1.1主減速比的確定.............................5 §3.1.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定.................. 5 §3.1.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇.................. 6 §3.2差速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算.................17 §3.2.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇................. 17 §3.2.2差速器齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算............... 18 §3.3全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算...........................20 §3.4驅(qū)動(dòng)橋橋殼的設(shè)計(jì)計(jì)算...........................21 §3.4.1驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析....................... 21 §3.4.2驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算........................... 22 第四章 驅(qū)動(dòng)橋強(qiáng)度計(jì)算.................................28 §4.1主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度校核.................28 §4.1.1單位齒長(zhǎng)圓周力............................. 28 §4.1.2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 ........................29 §4.1.3輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算......................... 30 §4.2差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算...........................30 §4.3半軸強(qiáng)度計(jì)算...................................31 §4.3.1半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力............................... 31 §4.3.2半軸的最大扭轉(zhuǎn)角........................... 31 第五章 軸承的壽命計(jì)算.................................33 §5.1主減速器主動(dòng)錐齒輪支承軸承的計(jì)算...............33 §5.1.1主減速器主動(dòng)齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩的計(jì)算....... 33 §5.1.2主從動(dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)處的圓周力p的計(jì)算....33 §5.1.3雙曲面齒輪的軸向力與徑向力的計(jì)算........... 33 §5.1.4懸臂式支承主動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷的確定... 34 §5.1.5軸承壽命的計(jì)算............................. 35 §5.2從動(dòng)齒輪支承軸承校核...........................36 §5.2.1單級(jí)主減速器從動(dòng)齒輪支承軸承徑向載荷的確定. 36 §5.2.2軸承壽命計(jì)算............................... 36 第六章 后懸架結(jié)構(gòu)分析.................................38 §6.1懸架概述.......................................38 §6.2懸架結(jié)構(gòu)形式和布置的分析.......................38 第七章 后懸架參數(shù)確定和尺寸計(jì)算.......................40 §7.1總體布置及其基本參數(shù)...........................40 §7.2彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算.............................40 §7.2.1鋼板彈簧的布置方案......................... 40 §7.2.2鋼板彈簧結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計(jì)算................... 40 §7.3后懸架減振器的設(shè)計(jì)與計(jì)算....................... 47 §7.3.1選取相對(duì)阻尼系數(shù)..........................47 §7.3.2最大卸荷力的確定..........................47 §7.3.3減振器工作缸直徑D的確定....................47 第八章 結(jié) 論..........................................48 參考文獻(xiàn)...............................................49 致謝...................................................50 V 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 前 言 汽車是20世紀(jì)最具代表性的人文景觀，也是21世紀(jì)最具影響力的社會(huì)事物。而作為汽車組成部分的后驅(qū)動(dòng)橋、后懸架的設(shè)計(jì)對(duì)汽車的性能影響是相當(dāng)大的，對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展也具有深遠(yuǎn)的意義。 本次設(shè)計(jì)的車型為4座微型客貨兩用車，屬于輕型車系列。由于該車型是大批量生產(chǎn)，使用條件較好，且后懸架的結(jié)構(gòu)形式定為非獨(dú)立懸架，故本次設(shè)計(jì)中將后驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)為與后懸架結(jié)構(gòu)形式和特性相適應(yīng)的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，大大降低了設(shè)計(jì)和制造成本。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術(shù)的提高，在驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還應(yīng)朝著能以幾種典型的零部件、以不同方案組合的設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)方式達(dá)到驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的系列化和變型的方向發(fā)展。 懸架，在英語(yǔ)里懸架系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的是單詞――Suspension。顧名思義，它是將車輪通過彈簧連接在車體上，并與其它部件構(gòu)成可動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在本次設(shè)計(jì)中，4座客貨兩用車的載重量為0.5噸，整車質(zhì)量也不大，故考慮采用鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架。在這種懸架中，鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件。這種形式的懸架技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。這樣既降低了生產(chǎn)成本，又保證了汽車的行駛平順性和衰減振動(dòng)的能力。 在本次設(shè)計(jì)中，后驅(qū)動(dòng)橋和后懸架的設(shè)計(jì)都在滿足汽車性能要求的前提下采用了經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)理念，這對(duì)汽車的批量生產(chǎn)提供了可靠的保證，也使此類汽車在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。物美價(jià)廉的汽車產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者也具有相當(dāng)?shù)奈Α? 第二章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) §2.1 驅(qū)動(dòng)橋的組成與結(jié)構(gòu)方案分析 在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器，差速器，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開式。當(dāng)采用獨(dú)立懸架時(shí)，為保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為斷開式。 具有橋殼的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。但整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋?qū)儆诨上沦|(zhì)量，對(duì)汽車的平順性和降低動(dòng)載荷不利。斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛時(shí)作用在車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)根據(jù)所定車型及其動(dòng)力布置形式（前置后驅(qū)）采用了非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 §2.2 主減速器的結(jié)構(gòu)形式的分析和確定 主減速器的結(jié)構(gòu)形式，主要是依據(jù)其齒輪類型和主動(dòng)齒輪的安裝方法及減速形式的不同而異。 §2.2.1 主減速器傳動(dòng)齒輪的類型 主減速器傳動(dòng)齒輪的類型有：“格里森”或“奧利康”制螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪傳動(dòng)；圓柱齒輪傳動(dòng)；渦輪渦桿。 由于雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減小，所以可選用較小的齒數(shù)，這樣可以增大傳動(dòng)比，并可使進(jìn)入嚙合的齒數(shù)增多，因而雙曲面齒輪傳動(dòng)要比螺旋錐齒輪傳動(dòng)更加平穩(wěn)，無噪聲，強(qiáng)度也高；雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來了方便。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用雙曲面齒輪傳動(dòng)。 §2.2.2 主減速器的減速形式 主減速器的減速形式主要有：?jiǎn)渭?jí)主減速器；雙速主減速器；單級(jí)貫通式主減速器；雙級(jí)貫通式主減速器；單級(jí)（或雙級(jí)）主減速器附輪邊減速器。 由于單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此，它廣泛地用在主減速比小于7.6的各種中、小型汽車上。根據(jù)本車總布置對(duì)傳動(dòng)比的要求，本設(shè)計(jì)采用單級(jí)主減速器。 §2.3 差速器的方案分析及確定 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要的結(jié)構(gòu)型式有：對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器；強(qiáng)制鎖止式防滑差速器；自鎖式差速器；帶有摩擦元件的圓錐齒輪防滑差速器；滑塊—凸輪式高摩擦差速器；渦輪式高摩擦差速器；帶有常作用式摩擦元件的圓錐齒輪差速器；自由輪式差速器；變傳動(dòng)比式差速器。 多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車，對(duì)于在公路上行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)幾乎沒有差別，且附著較好，因此，幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用與公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。由于本設(shè)計(jì)為4座微型客貨兩用車在良好路面上行駛，故采用對(duì)稱式 圓錐行星齒輪差速器即可滿足使用要求。 §2.4 半軸 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩有差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車輪。在一般非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來。普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支撐形式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種。 全浮式半軸理論上只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，工作可靠，故廣泛的應(yīng)用于輕型以上的各類汽車上。本設(shè)計(jì)采用全浮式半軸的支撐型式。 §2.5 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動(dòng)橋殼大致可分為可分式、整體式和組合式三種形式。 組合式橋殼是將主減速器殼和部分橋殼鑄為一體，而后用無縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者間用塞焊或銷釘固定。優(yōu)點(diǎn)是從動(dòng)齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車、輕型貨車中。由于本設(shè)計(jì)是4座微型客貨兩用車，整備質(zhì)量小，故采用整體式橋殼。 第三章 驅(qū)動(dòng)橋尺寸計(jì)算 §3.1 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 §3.1.1 主減速比的確定 對(duì)于有很大功率儲(chǔ)備的轎車，的值應(yīng)能滿足汽車達(dá)到的最高車速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)正發(fā)出最大功率。 所以 =0.377 （3-1） =0.377 =5.137 式中，—車輪的滾動(dòng)半徑；M —變速器最高檔傳動(dòng)比；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速；—車輪滾動(dòng)半徑。 考慮到主、從動(dòng)主減速齒輪可能有的齒數(shù)，對(duì)值予以校正為。 §3.1.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 = （3-2） = =1167.74 Nm 式中，為計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm）。 按驅(qū)動(dòng)橋打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 = （3-3） = =2745.98 N·m 式中，為計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 在式（3-2）（3-3）的計(jì)算中： ——猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m； ——由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比； ——傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，取=0.9； n——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目； ——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，N； ——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，取=0.85； ——車輪滾動(dòng)半徑。m; ,——分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比。 主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： （3-4） = = §3.1.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 減速器齒輪應(yīng)滿足以下條件： 1)為了磨合均勻和得到理想的齒面重疊系數(shù)，并避免小齒輪根切和兩齒輪齒數(shù)有公約數(shù)。 2)為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎矩強(qiáng)度，主從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。 3)為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車不小于9，對(duì)于貨車一般不小于6。 4)當(dāng)主動(dòng)比較大時(shí)，應(yīng)盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。 5)對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇钆洹? 一、主從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 ， 二、從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑和齒輪端面模數(shù) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 = （3-5） 代入數(shù)據(jù)得： =15=157.957mm 式中，為直徑系數(shù)，一般取13.0~15.3；為從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=min［］。 根據(jù) = （3-6） =0.35 =3.68 取m=4 三、主、從動(dòng)齒輪的齒面寬F和偏移距E 齒面寬F： =0.155 （3-7） =0.155157.957 =24.48mm 雙曲面齒輪的偏移距E E≤0.2 （3-8） =31.59 四、雙曲面齒輪的螺旋方向 從動(dòng)齒輪左旋，主動(dòng)齒輪右旋，主動(dòng)齒輪軸線上偏移。這樣可使主從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止輪齒卡死而損壞。 五、中點(diǎn)螺旋角 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，小端的螺旋角最小。選擇時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。越大，重合度就大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)也越多，傳動(dòng)就平穩(wěn)，噪聲低。但是過大，齒輪上受的軸向力也會(huì)過大。 根據(jù)“格里森”制推薦用公式近似地預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值： 式中，為主動(dòng)齒輪的名義螺旋角的預(yù)選值；和為主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；為從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑；為雙曲面齒輪的偏移距。 六、法向壓力角 法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。一般為或，本設(shè)計(jì)取=。 §3.1.4主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算 表3-1 主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪幾何尺寸計(jì)算用表 序號(hào) 算 例 注 釋 （1） 7 小齒輪齒數(shù) （2） 36 大齒輪齒數(shù) （3） 0.1944 （4） F 24.48 大齒輪齒面寬 （5） E 31.59 小齒輪軸線偏距 （6） 157.957 大齒輪分度圓直徑按式=預(yù)選 （7） 63.5 刀盤名義直徑按式2=預(yù)選 （8） 小齒輪螺旋角的預(yù)選值 （9） tan 1.3937 (10) cot=1.2（3） 0.2333 (11) sin 0.9738 (12) 67.0587 大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的分度圓半徑 （13） sin= 0.4588 (14) cos 0.8886 (15) (14)+(9)(13) 1.5279 (16) (3)(12) 13.0391 (17) =(15)(16) 19.9229 小齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的分度圓半徑 (18) =0.02（1）+1.06 或=1.30 1.2 (19) +(17) 307.3173 齒輪收縮系數(shù) (20) Tan= 0.102793 0.113072 0.124379 (21) 1.005269 1.006372 1.007705 (22) sin= 0.102254 0.112356 0.123428 (23) 5.869 6.451 7.09 (24) sin= 0.440701 0.437699 0.434409 (25) tan 0.490947 0.486807 0.482294 (26) tan= 0.208279 0.230801 0.2559189 (27) cos 0.978991 0.974384 0.968778 (28) sin= 0.4501579 0.449206 0.448409 (29) cos 0.892949 0.893428 0.893828 (30) tan= 1.410577 1.412499 1.414115 (31) （28）[（9）-（30）] -0.007597 -0.008444 -0.009154 (32) （3）（31） -0.0014773 -0.001642 -0.00178 (33) Sin=(24)-(22)(23) 0.440852 0.437884 0.434629 (34) tan 0.491156 0.487061 0.482595 (35) tan= 0.208191 0.230681 0.255759 (36) (37) cos 0.979008 0.974409 0.968815 (38) sin= 0.450304 0.449383 0.448619 (39) 26.704133 26.655143 (40) cos 0.892875 0.893339 0.893723 (41) tan= 1.39341 1.393348 1.393283 (42) (43) cos 0.583053 0.583071 0.583089 (44) =(42)-（39） 27.676741 (45) cos 0.886437 0.885969 0.885582 (46) tan 0．522146 0.523423 0.524493 (47) cot= 0.231946 0.256589 0.283985 (48) (49) sin 0.974139 0.968622 0.961962 (50) cos 0.225948 0.248538 0.273183 (51) 20.248978 20.333196 20.441061 (52) 296.787905 269.812965 245.471914 (53) (51)+(52) 317.036883 290.146161 265.912975 (54) 61.021325 61.336508 61.734216 (55) 56.708862 51.394255 46.602235 (56) -tan= 0.148742 0.136154 0.122412 (57) - 8.46 7.75 6.98 (58) cos 0.989118 0.990858 0.992591 (59) 0.010235 0.00933 0.008344 (60) 0.000262 0.000264 0.000261 (61) (54)(55) 3460.449954 3152.344175 2876.952499 (62) 0.001246 0.003153 0.005259 (63) (59)+(60)+(62) 0.0117434 0.012748 0.013865 (64) 74.191796 68.238748 62.660645 (65) = 75.0080189 68.868346 63.128372 (66) 0.846576 0.922049 1.005887 (67) (3)(50);1.0－（3） 0.0531189 0.805556 左欄用左公式；右欄用右公式 (68) (35)(37) 60.363151 0.247784 左欄用左公式；右欄用右公式 （69） （37）+（40） 1.016289 （70） =（49）（50） 19.663527 （71） Z=（12）（47）－（70） -0.619875 大齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)到小齒輪軸線的距離，正(+)號(hào)表示該節(jié)錐頂點(diǎn)越過了小齒輪軸線，負(fù)(-)號(hào)表示該節(jié)錐點(diǎn)在大齒輪輪體與小齒輪軸線之間。 （72） = 69.710313 在節(jié)平面內(nèi)大齒輪齒面寬中點(diǎn)錐距 （73） = 82.101462 大齒輪節(jié)錐距 （74） （73）－（72） 12.391149 （75） = 5.938598 ：大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的齒高工作系數(shù)， (76) 0.553887 (77) －（76） 0.53236 （78） 齒輪兩側(cè)壓力角之和。 （79） Sin 0.707106 (80) (81) cos 0.923879 (82) tan 0.414214 (83) 1.285232 (84) = 377.001311 雙重收縮齒齒根角的總和（分） (85) 0.13 大齒輪齒頂高系數(shù) (86) 1.02 (87) 0.772018 大齒輪齒面寬中點(diǎn)處的齒頂高 (88) 6.10737 大齒輪齒面寬中點(diǎn)處的齒根高 (89) 雙重收縮齒： 標(biāo)準(zhǔn)收縮齒： 傾根錐母線收縮齒： 大齒輪齒頂角 2 3, 4,為負(fù)值。故，即用雙重收縮齒， 5，按雙重收縮齒計(jì)算=49.01 大齒輪齒頂角（單位為分）：為了得到良好的收縮齒，應(yīng)按下述計(jì)算來確定采用雙重收縮齒，還是傾根錐母線收縮齒：1.用標(biāo)準(zhǔn)收縮齒的公式來計(jì)算2.算標(biāo)準(zhǔn)收縮齒齒頂角與齒根角之和； 3計(jì)算 4.當(dāng)為負(fù)數(shù)：=（84）即為雙重收縮齒應(yīng)按雙重收縮齒計(jì)算公式；當(dāng)為正數(shù)：=（18）為傾根錐母線收縮齒。 (90) sin 0.014256 (91) 雙重收縮齒： 標(biāo)準(zhǔn)收縮齒： 傾根錐母線齒： 5.466519 大齒輪的齒根角（單位為分） (92) sin 0.095264 (93) 0.948665 大齒輪齒頂高 (94) 7.287801 大齒輪齒根高 (95) C=0.150(75)+0.05 0.940789 頸向間隙C為大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的工作齒高的15%再加上0.05 (96) 8.236467 大齒輪齒全高 (97) 7.295677 大齒輪齒工作高 (98) 大齒輪面錐角 (99) sin 0.965759 (100) cos 0.259441 (101) =(48) 大齒輪根錐角 (102) sin 0.931563 (103) cos 0.363581 (104) cot 0.390291 (105) 158.475318 大齒輪外圓直徑 (106) (70)+(74)(50) 23.048575 (107) 22.135994 大齒輪外援至小齒輪軸線的距離 (108) 0.229635 (109) 0.572713 (110) -0.849509 大齒輪面錐頂點(diǎn)至小齒輪軸線的距離正（+）號(hào)表示該面錐頂點(diǎn)越過小齒輪軸線；負(fù)（-）號(hào)表示該面錐頂點(diǎn)在大齒輪輪體與小齒輪軸線之間 (111) -0.047161 大齒輪根錐角頂點(diǎn)至小齒輪軸線的距離，正（+）號(hào)表示該跟錐頂點(diǎn)越過小齒輪，負(fù)（-）號(hào)表示該根錐頂點(diǎn)在大齒輪輪體與小齒輪軸線之間 (112) (12)+(70)(104) 74.733185 (113) sin 0.422704 (114) cos 0.906268 (115) tan 0.466423 (116) sin 0.329502 (117) 19.238523 大齒輪面錐角 (118) cos 0.944155 (119) tan 0.348991 (120) 2.466731 (121) 12.012431 小齒輪面錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線的距離，正（+）號(hào)表示該面錐頂點(diǎn)越過大齒輪軸線，負(fù)（-）表示該面錐頂點(diǎn)在小齒輪輪體與大齒輪軸線之間 (122) tan 0.023448 (123) ；0.999725 (124) ;cos ; 0.90399 (125) ; 0.996357 (126) 0.092728: -0.5883 (127) 1.105898 (128) 60.554444 (129) 0.947607 (130) (74)(127) 13.703351 (131) 74.09051 小齒輪外圓至大齒輪軸線的距離 (132) (4)(127)－（130） 13.36904 (133) 44.392198 小齒輪輪齒前緣至大齒輪軸線的距離 (134) (121)+(131) 86.102942 (135) 60.09829 小齒輪外圓直徑 (136) 72.341088 (137) sin 0.436681 (138) (139) cos 0.899616 (140) 0.463951 (141) 14.818329 小齒輪根錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線的距離，正（+）號(hào)表示該根錐頂點(diǎn)越過大齒輪軸線，負(fù)（-）號(hào)表示該根錐頂點(diǎn)在小齒輪輪體與大齒輪軸線之間 (142) sin 0.233398 (143) 小齒輪根錐角 (144) cos 0.972381 (145) tan 0.240027 (146) 0.2 (147) 0.4 (148) (90)+(92) 0.10952 (149) (96)－（4）（148） (150) 57.621462 在節(jié)平面內(nèi)大齒輪內(nèi)錐距 §3.2 差速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 §3.2.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 一、行星齒輪數(shù)目的選擇 轎車常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野車多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪。根據(jù)載荷計(jì)算本車采用4個(gè)行星齒輪。 行星球面半徑有公式： mm （3-9） 確定。式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，=2.52～2.99，對(duì)于4個(gè)行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取最小值，對(duì)于2個(gè)行星齒輪的轎車以及所有越野車和礦車取最大值?！?jì)算轉(zhuǎn)距，取=min［］。 則： mm （0.98~0.99）mm=26.45mm 上式中,為節(jié)錐距。 二、行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩個(gè)半軸齒輪齒數(shù)、之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻的分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則差速器無法安裝。即應(yīng)滿足的安裝條件為： （3-10） 式中，——左、右半周齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器來說，；n——行星齒輪數(shù)目；I——任意整數(shù)。 取 =14 則 行星齒輪齒數(shù)為：，半軸齒輪齒數(shù)為。 三、差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先，初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角、； （3-11） （3-12） 則 ； 式中，——分別為行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m （3-13） 得： m=2.986 取m=3 反推出26.74mm 節(jié)圓直徑d即可根據(jù)齒數(shù)Z和模數(shù)m由下式求得： d=mz （3-14） 則 , 四、壓力角的確定 取，齒高系數(shù)為0.8，最少齒數(shù)可減至10。 五、行星齒輪安裝孔直徑及深度L的確定 （3-15） =13.483 取 l=1.1=15.4 §3.2.2差速器齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 表3-2差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 （1） 行星齒輪數(shù) （2） 半軸齒輪 =14 （3） 模數(shù) M=3 （4） 齒面寬 F=7.975269 （5） 齒工作高 (6) 齒全高 （7） 壓力角 （8） 軸交角 = （9） 節(jié)圓直徑 , （10） 節(jié)錐角 ， ， （11） 周節(jié) T=3.1416m=9.4248 （12） 節(jié)錐距 （13） 齒頂高 (14) 齒根高 （15） 徑向間隙 C= （16） 齒根角 （17） 面錐角 （18） 根錐角 （19） 外圓直徑 （20） 節(jié)錐頂點(diǎn)至外緣距離 （21） 理論弧齒厚 =4.92027 （22） 齒側(cè)間隙 B=0.21 （23） 弦齒厚 （24） 弦齒高 §3.3 全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 在設(shè)計(jì)時(shí)，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行： (3-16) 因?yàn)榘胼S承受的最大縱向力為 式中, 為汽車加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)；為滿載靜止汽車的驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴妮d荷。 則左右半軸承受的轉(zhuǎn)矩T為： 所以 取 §3.4 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的設(shè)計(jì)計(jì)算 驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支撐汽車質(zhì)量，并承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。 §3.4.1驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動(dòng)橋殼大致可分為可分式、整體式和組合式三種形式。 一、可分式橋殼 可分式橋殼(圖3—1)由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，兩部分通過螺栓聯(lián)接成一體。每一部分均由一鑄造殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成，軸管與殼體用鉚釘連接。 這種橋殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。但拆裝、調(diào)整、維修很不 圖3-1可分式橋殼 方便，橋殼的強(qiáng)度和剛度受結(jié)構(gòu)的限制，曾用于輕型汽車上，現(xiàn)已較少使用。 二、整體式橋殼 整體式橋殼(圖3—2)的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。它具有強(qiáng)度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。 圖3-2 整體式橋殼 按制造工藝不同，整體 a)鑄造式 b）鋼板沖壓焊接式 式橋殼可分為鑄造式(圖3—2a)、 鋼板沖壓焊接式(圖3—2b)和擴(kuò)張成形式三種。 鑄造式橋殼的強(qiáng)度和剛度較 大，但質(zhì)量大，制造工藝復(fù)雜，但整體式橋殼可以制成復(fù)雜的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應(yīng)力分布，故其強(qiáng)度和剛度均較好，工作可靠，主要用于中、重型貨車上。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，但其橋殼不能做成復(fù)雜而理想的斷面，因壁厚一定，故難于調(diào)整應(yīng)力分布。鋼板沖壓焊接式橋殼主要應(yīng)用于轎車和中、小型貨車及部分重型貨車上。 三、組合式橋殼 組合式橋殼(圖3—3)是將主減速器殼與部分橋殼鑄為一體，而后用無縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者間用塞焊或銷釘固定。它的優(yōu)點(diǎn)是從動(dòng)齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工 精度，常用于轎車、輕型貨車 圖3-3 組合式橋殼 中。 §3.4.2驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋，強(qiáng)度計(jì)算的載荷工況與半軸強(qiáng)度計(jì)算的：三種載荷工況相同。圖3-4為驅(qū)動(dòng)橋殼受力圖，橋殼危險(xiǎn)斷面通常在鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)附近，橋兒端郎的輪轂軸承座根部也應(yīng)列為危險(xiǎn)斷面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。 橋殼的許用彎曲應(yīng)力為300～500MPa，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為150～400MPa?？慑戣T鐵橋殼取較小值，鋼板沖壓焊接橋殼取較大值。 一、橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 圖3-4 橋殼受力簡(jiǎn)圖 橋殼像一個(gè)空心梁,兩端經(jīng)過輪轂支撐在車輪上,在鋼板彈簧座處承受汽車的簧上載荷。 兩個(gè)鋼板彈簧座之間的彎矩為： Nm （3-17） 計(jì)算結(jié)果為： =836.97Nm 由于橋殼的危險(xiǎn)截面在鋼板彈簧座的附近,通常由于遠(yuǎn)小于,而且設(shè)計(jì)時(shí)不易準(zhǔn)確的預(yù)計(jì),當(dāng)沒有數(shù)據(jù)時(shí),可以忽略. 而靜彎曲應(yīng)力則為: MPa （3-18） 其中 ----為地面對(duì)車輪垂直反力在危險(xiǎn)斷面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩 ----危險(xiǎn)截面處（鋼板彈簧座附近）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)： （3-19） =14523.8 計(jì)算 關(guān)于橋殼的危險(xiǎn)截面在鋼板彈簧座的附近的形狀,主要有橋殼的結(jié)構(gòu)形式和制造工藝來確定。 二、在不平的路面沖擊載荷的作用下的強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)汽車在不平的路面行駛,橋可還會(huì)另外的承受附加的沖擊載荷,在這兩種載荷的作用下所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力： （3-20） 其中 ---動(dòng)載荷系數(shù)，對(duì)轎車、客車取1.75，對(duì)貨車取2.5，對(duì)越野汽車取3.0。此處取2.5。 計(jì)算結(jié)果： 三、汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 為使計(jì)算簡(jiǎn)化,不考慮側(cè)向力,汽車直線行使.假設(shè)地面對(duì)后驅(qū)動(dòng)橋左右輪的垂直反作用力為： （3-21） 而作用于左右驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩所引起的地面對(duì)左右驅(qū)動(dòng)輪的最大切向反作用力為： （3-22） 由于驅(qū)動(dòng)橋車輪所承受的地面對(duì)其作用的最大切向力反作用力，使驅(qū)動(dòng)橋殼也承受著水平方向的彎矩，對(duì)于裝有普通圓錐齒輪差速器的驅(qū)動(dòng)橋，由于其左、右驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩相等，故有： （3-23） 橋殼還承受因?yàn)轵?qū)動(dòng)橋傳遞轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩,這時(shí),兩個(gè)鋼板彈簧座之間的橋殼承受的轉(zhuǎn)矩為: （3-24） 設(shè)計(jì)中,鋼板彈簧座附近的橋殼為圓管斷面,在該處合成的彎矩為: （3-25） 該危險(xiǎn)截面的合成應(yīng)力為: （3-26） 橋殼的許用彎曲應(yīng)力為300～500Mpa,許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為150～400Mpa,可鍛鑄鐵橋殼取小值，鋼板沖壓焊接橋殼取大值。 四、汽車緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 假設(shè)地面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋左右輪的垂直反作用力相等,則: （3-27） 因?yàn)? （3-28） 所以制動(dòng)減速度為： a=g （3-29） 代入式（3-27）得: （3-30） 因此,可以求的緊急制動(dòng)時(shí),兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩以及水平方向的彎矩: （3-31） （3-32） 橋殼在兩個(gè)鋼板彈簧座的外側(cè)部分還承受由于制動(dòng)力所引起的轉(zhuǎn)矩T為： （3-33） 所以,可以求得緊急制動(dòng)時(shí),橋殼在左右鋼板彈簧座危險(xiǎn)截面處的合成應(yīng)力為: （3-34） 得： 五、汽車受最大側(cè)向力時(shí)的橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 汽車高速行駛時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)作用于汽車質(zhì)心的相當(dāng)大的離心力.當(dāng)汽車所受的汽車側(cè)向力達(dá)到地面給輪胎的側(cè)向反作用力的最大值即側(cè)向附著力時(shí),汽車處于臨界的側(cè)滑狀態(tài).因此,汽車側(cè)滑的條件: （3-35） 式中 ，---驅(qū)動(dòng)橋所受的側(cè)向力，N ； ---地面給左、右驅(qū)動(dòng)車輪的側(cè)向反作用力，N； ---汽車滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，N； φ---輪胎魚地面間的側(cè)向附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取。 設(shè)計(jì)橋殼時(shí)，應(yīng)充分考慮汽車的使用條件，根據(jù)汽車的類型及使用條件，合理地選擇橋殼的結(jié)構(gòu)類型、材料、及安全條件。 關(guān)于橋殼材料，鑄造整體式多采用可鍛鑄鐵（KT350-10,KT370-12）、球墨鑄鐵（QT400-18）、鑄鋼（ZG45,多用于重型汽車的橋殼鑄件）；對(duì)于鋼板沖壓焊接整體式橋殼，多采用16Mn、09SiV、35或40中碳鋼板。半軸套管多采用40Cr、40MnB等中碳合金鋼或45中碳鋼的無縫鋼管或鑄件。 第四章 驅(qū)動(dòng)橋強(qiáng)度計(jì)算 §4.1 主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度校核 主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算主要有單位齒長(zhǎng)上的圓周力、輪齒彎曲強(qiáng)度、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算等。 §4.1.1 單位齒長(zhǎng)圓周力 一、對(duì)于主動(dòng)齒輪按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算 = （4-1） = =699.02＜893 = （4-2） = =147.628＜321 式中 P——單位單位齒長(zhǎng)上的圓周力，； —發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距； —主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm； —變速器傳動(dòng)比。 二、對(duì)于從動(dòng)齒輪按最大附著力矩計(jì)算時(shí) p= （4-3） = =563.24＜1071 式中 ——從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm； ——驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴呢?fù)荷，N； ——輪胎與地面的附著系數(shù)； ——輪胎滾動(dòng)半徑，m。 §4.1.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪輪齒彎曲應(yīng)力為： = （4-4） 對(duì)于從動(dòng)齒輪，按=計(jì)算時(shí) ==474.75＜700 對(duì)于主動(dòng)齒輪 = （4-5） 按=計(jì)算時(shí) === ==527.5＜700 式中，—超載系數(shù)； —齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，?。? —超載系數(shù)； —尺寸系,； —載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均為騎馬式支撐時(shí)，=1.00～1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支撐時(shí)，=1.10～1.25； —質(zhì)量系數(shù)； Z—計(jì)算齒輪齒數(shù)； m—端面模數(shù)； J—計(jì)算彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)。 §4.1.3 輪齒接觸強(qiáng)度計(jì)算 小齒輪輪齒工作頻率高，且小齒輪曲率半徑較大齒輪的小，因此小齒輪的接觸強(qiáng)度較弱，故只校核小齒輪的接觸強(qiáng)度即可。 按=計(jì)算 = （4-6） = =357.9＜2800 按=計(jì)算 = （4-7） = =839.8＜1750 式中—材料的彈性系數(shù)，其它同上。 由以上計(jì)算可知：主減速器齒輪滿足使用要求。 §4.2 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪主要是進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮，這是由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只是起等臂推力桿的作用，僅在左右驅(qū)動(dòng)車輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸齒輪才有相對(duì)滑動(dòng)的緣故。由于半軸齒輪的齒數(shù)大于行星齒輪的齒數(shù)，故半軸齒輪的彎曲強(qiáng)度較低，因此只對(duì)半軸齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核即可。 按半軸齒輪承受的最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算： = （4-8） = =859.75＜980 按半軸齒輪承受的工作轉(zhuǎn)矩計(jì)算： = （4-9） = =192.82＜210.9。 式中 、分別為主減速器從動(dòng)齒輪承受最大轉(zhuǎn)矩和工作轉(zhuǎn)矩；其它意義同上。 §4.3 半軸強(qiáng)度計(jì)算 §4.3.1 半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 （4-10） = Mpa＜=500Mpa 式中——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，；T——半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)距， d——半軸桿部直徑，； ——半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力。 §4.3.2 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角 （4-11） = = 式中T——半軸承受的最大轉(zhuǎn)距，；l——半軸長(zhǎng)度， G——材料的剪切彈性模量，； J——半軸橫截面的極慣性距，J=，。 第五章 軸承壽命的計(jì)算 §5.1 主減速器主動(dòng)錐齒輪支承軸承的計(jì)算 §5.1.1 主減速器主動(dòng)齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 = （5-1） = =62.1 式中，為變速器1，2，3，4檔使用率； 為變速器1，2，3，4檔傳動(dòng)比； 為變速器處于1，2，3，4檔時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率； 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 §5.1.2 主從動(dòng)圓錐齒輪齒面寬中點(diǎn)處的圓周力p的計(jì)算 ===3120.6N （5-2） ==3120.6=4739.486N （5-3）§5.1.3 雙曲面齒輪的軸向力與徑向力的計(jì)算 一、雙曲面錐齒輪的軸向力和徑向力的計(jì)算 = （5-4） = =4653.417N = （5-5） = =1097.89N 二、從動(dòng)齒輪的軸向力和徑向力的計(jì)算 = （5-6） = =1453.22N = = =2996.9N §5.1.4 懸臂式支承主動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷的確定 圖5-1 主動(dòng)錐齒輪支承軸承 軸承A的徑向載荷為： = （5-7） = =1574.3N = = =4455.8N §5.1.5 軸承壽命的計(jì)算 一、初選軸承型號(hào) 根據(jù)已知軸徑和工作條件，初選軸承A為30305，B為30306。 查表得 =44.8KN，=30KN，=0.31，=1.9 =55.8KN，=38.5KN，=0.31，=1.9 二、 計(jì)算兩軸承的內(nèi)部軸向力、及軸向載荷、 ===414.3N （5-10） ===1172.6N 因?yàn)? +=4653.417+414.3=5067.717N﹥ 所以 ==414.3N =+=5067.717N 三、計(jì)算兩軸承的當(dāng)量載荷、 軸承A：==0.263﹤ 故查表得 =1，=0 軸承A在工作中受沖擊比較嚴(yán)重，故取=1.8 ==1.8×1574.3=2833.74N 軸承B：=﹥ 故查表得=0.4，=1.9 工作中B沒有A受沖擊大，故取=1.2 = （5-11） =1.2×（0.4×4455.8+1.9×5067.717） =13693.2N 四、 計(jì)算軸承使用壽命 ===30052h （5-12） ===3274h 式中 —主減速器主動(dòng)齒輪支承軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，； §5.2從動(dòng)齒輪支承軸承校核 §5.2.1單級(jí)主減速器從動(dòng)齒輪支承軸承徑向載荷的確定 圖5-2 從動(dòng)齒輪支承軸承 = = =1293.25N = = =3674.4N §5.2.2 軸承壽命計(jì)算 一、初選軸承型號(hào) 選C、D為30207型軸承,查表得=51.5, =37.2,e=0.4,Y=1.7 二、計(jì)算兩軸承的內(nèi)部軸向力,及軸向載荷, ===380.37N ===1080.7N 因?yàn)? +=1080.7+1453.22=2533.92﹥ 所以 ==1080.7N =+=2533.92N 三、計(jì)算兩軸承當(dāng)量載荷, 軸承C:=﹥e,故查表得=0.4,=1.9. 軸承C在工作中受到的沖擊大故取=1.5 =1.5×(0.4×1293.25+1.9×2533.92) =7997.7N 軸承D: ==0.294﹤e,故查表得=1, =0;取=1.5 ==1.5×3674.6=5511.9N 四、計(jì)算軸承壽命 == =82792h == = 286331h 式中為主減速器從動(dòng)齒輪支承軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 第六章 后懸架結(jié)構(gòu)分析 §6.1 懸架概述 懸架的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力及這些反力所造成的力矩傳到車架上，以保證汽車到正常行駛。 現(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但一般都由彈性元件、減震器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。此外，為限制彈簧的最大變形并防止彈簧直接撞擊車架，一般鋪由緩沖塊。 懸架設(shè)計(jì)的基本要求為： 1）保證汽車有良好的行駛平順性； 2）具有合適的衰減振動(dòng)的能力； 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性； 4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角）合適； 5）結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間尺寸要?。? 6）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命； 7）制造成本低，便于維修和保養(yǎng)。 §6.2懸架結(jié)構(gòu)形式和布置的分析 汽車懸架可分為兩大類：非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架。非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是左、右車輪用一根整體軸線連接，再經(jīng)過懸架與車架連接；獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是左、右車輪通過各自的懸架與車架連接。 非獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)是：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好；2、工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；3、車輪上下振動(dòng)所引起的前輪定位變化小，輪胎磨損??；4、轉(zhuǎn)向時(shí)，車身側(cè)傾后車輪的外傾角不變，傳遞測(cè)向力的能力不降低；5、側(cè)傾中心位置較高，有利于減小轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角。缺點(diǎn)是：汽車行駛平順性較差，在不平路面上行駛時(shí)左、右車輪相互影響，當(dāng)兩側(cè)車輪不同步跳動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)左右擺動(dòng)，使前輪容易產(chǎn)生擺振。 獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)是：1、減輕簧下部分重量，提高車輪的附著性；2、左右前輪不是連在一起的，這就減少了對(duì)轉(zhuǎn)向桿系的干涉，因而不易發(fā)生跳擺；3、一般車輪機(jī)構(gòu)和懸架彈簧是分開的，這樣可減少跳擺的危害，因而常使用軟彈簧提高車的舒適性；4、由于沒有連接左右車輪的車軸，能降低發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛室的高度，從而降低了重心，同時(shí)也能擴(kuò)大車身和行李箱等等面積。缺點(diǎn)是：1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維修困難；2、一般在車輪上下跳動(dòng)時(shí)前輪外傾角、輪距等定位產(chǎn)生變化，影響輪胎壽命。這種懸架主要用在乘用車和部分總質(zhì)量不大的商用車上。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及動(dòng)力布置的形式，對(duì)比非獨(dú)立懸架與獨(dú)立懸架的優(yōu)缺點(diǎn)后，本設(shè)計(jì)后懸架采用非獨(dú)立懸架。 為改善汽車的行駛平順性，大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部都裝有減震器。減震器可分為：（1）、液力減震器，（2）、充氣式減震器，（3）、阻力可調(diào)式減震器。由于液力式減震器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以維修，制造成本低，因此本次設(shè)計(jì)采用液力式減震器． 汽車懸架系統(tǒng)中采用的彈簧元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、氣體彈簧和橡膠彈簧等幾種結(jié)構(gòu)形式。其中，鋼板彈簧是汽車懸架中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件