3888 重型貨車驅動橋設計,重型,貨車,驅動,設計 本科學生畢業(yè)設計重型貨車驅動橋設計系部名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級： 交通運輸 B04-12 班 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 二○○八年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Design for Driving Axle of Heavy TruckCandidate：Zhang WenpingSpecialty：Traffic and TransportationClass：B04-12Supervisor：Prof. Zang JieHeilongjiang Institute of Technology2008-06·Harbin黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計I摘 要本次設計的題目是重型貨車驅動橋設計。驅動橋一般由主減速器、差速器、半軸及橋殼四部分組成，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，將轉矩分配給左、右車輪，并使左、右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；此外，還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。本設計首先論述了驅動橋的總體結構，在分析驅動橋各部分結構型式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點的基礎上，確定了總體設計方案：采用整體式驅動橋，主減速器的減速型式采用雙級減速器，主減速器齒輪采用螺旋錐齒輪，差速器采用普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，半軸采用全浮式型式，橋殼采用鑄造整體式橋殼。在本次設計中，主要完成了雙級減速器、圓錐行星齒輪差速器、全浮式半軸的設計和橋殼的校核及材料選取等工作。關鍵詞： 驅動橋；設計；計算；校核；材料黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計IIABSTRACTThe object of the design is The Design for Driving Axle of Heavy Truck. Driving Axle is consisted of Main Decelerator, Differential Mechanism, Half Shaft and Axle Housing. The basic function of Driving Axle is to increase the torque transmitted by Drive Shaft or directly transmitted by Gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in Automobile Driving Kinematics; besides, the Driving Axle must also stand the lead hangs down strength, the longitudinal force and the transverse force acted on the road surface, the frame or the compartment lead.The configuration of the Driving Axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure and the developing process of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Double Reduction Gear for Main Decelerator’s deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerator’s gear, Full Floating for Axle and Casting Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Double Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full Floating Axle and Axle Housing.Keywords: Driving Axle; Design; Calculation; Check; Material黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計i目 錄摘要 ........................................................................................................................................IAbstract.................................................................................................................................II第 1 章 緒論 .......................................................................................................................11.1 設計主要參 數 ..........................................................................................................11.2 驅動橋的結構和種類 ..............................................................................................11.2.1 汽車車橋的種類 .............................................................................................11.2.2 驅動橋的種類 .................................................................................................11.2.3 驅動橋結構組成 .............................................................................................21.3 設計主要內容 ..........................................................................................................6第 2 章 設計方案的確定 ................................................................................................72.1 主減速比的計算 ......................................................................................................72.2 主減速器結構方案的確定 ......................................................................................72.3 差速器 結構方案的確定 ..........................................................................................82.4 半軸型式的確定 ......................................................................................................82.5 橋殼型式的確定 ......................................................................................................92.6 本章小結 ...................................................................................................................9第 3 章 主減速器設計 ...................................................................................................103.1 主減速齒輪計算載荷的確定 ................................................................................103.2 主減速器齒輪參數的選擇 ....................................................................................113.3 主減速器 螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 ............................................123.3.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算 .......................................................123.3.2 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 ...............................................................133.4 主減速器齒輪的材料及熱處理 ............................................................................153.5 主減速器軸承的計算 ............................................................................................163.6 主減速器的潤滑 ....................................................................................................193.7 本章小結 .................................................................................................................19第 4 章 差速器設計 .......................................................................................................20黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計ii4.1 概 述 ........................................................................................................................204.2 差速器的作用 ........................................................................................................204.3 對稱式圓錐行星齒輪差速器 ................................................................................204.3.1 差速器齒輪的基本參數選擇 .......................................................................214.3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 ...................................................224.4 本章小結 .................................................................................................................25第 5 章 半軸設計 ............................................................................................................265.1 概述 ........................................................................................................................265.2 半軸的設計與計算 ................................................................................................265.2.1 全浮式半軸的設計計算 ...............................................................................265.2.2 半軸的結構設計及材料與熱處理 ...............................................................285.3 本章小結 .................................................................................................................29第 6 章 驅動橋橋殼的校核 .........................................................................................306.1 概述 ........................................................................................................................306.2 橋殼的受力分析及強度計算 ................................................................................306.2.1 橋殼的靜彎曲應力計算 ...............................................................................306.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強度計算 ...........................................316.2.3 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼的強度計算 ...........................................316.2.4 汽車緊急制動時的橋殼強度計算 ...............................................................336.3 本章小結 .................................................................................................................37結論 ......................................................................................................................................38參考文獻 ............................................................................................................................39致謝 ......................................................................................................................................40附錄 ......................................................................................................................................41黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計1第 1 章 緒 論1.1 設計主要參數本次設計的任務是重型貨車驅動橋的設計。技術參數：發(fā)動機最大功率 Pemax kW/np （r/min） 117.76/1800（2000）發(fā)動機最大轉矩 Temax N·m/nr （r/min） 700/1250裝載質量 kg 8000汽車總質量 kg 15060最大車速 km/h 70最小離地間隙 mm >180輪胎（輪輞寬度-輪輞直徑） 英寸 11.00－201.2 驅動橋的結構和種類1.2.1 汽車車橋的種類車橋通過懸架與車架（或承載式車身）相連，它的兩端安裝車輪，其功用是傳遞車架（或承載式車身）于車輪之間各方向的作用力及其力矩。根據懸架結構的不同，車橋分為整體式和斷開式兩種。當采用非獨立懸架時，車橋中部是剛性的實心或空心梁，這種車橋即為整體式車橋；斷開式車橋為活動關節(jié)式結構，與獨立懸架配用。根據車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋四種類型。其中，轉向橋和支持橋都屬于從動橋，一般貨車多以前橋為轉向橋，而后橋或中后兩橋為驅動橋。1.2.2 驅動橋的種類驅動橋作為汽車的重要的組成部分處于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，將轉矩分配給左、右驅動車輪，并使左、石驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；同時，驅動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計2在一般的汽車結構中、驅動橋包括主減速器（又稱主傳動器） 、差速器、驅動車輪的傳動裝置及橋殼等部件如圖 1.1 所示。1　　 　2　 　3 　4　 　 　　　5　 　6　 　7　 　　　8　　 　　9　 　101－半軸　2－圓錐滾子軸承　3－支承螺栓　4－主減速器從動錐齒輪　5－油封6－主減速器主動錐齒輪　　7－彈簧座　　8－墊圈　　9－輪轂　　10－調整螺母圖 1.1 驅動橋對于各種不同類型和用途的汽車，正確地確定上述機件的結構型式并成功地將它們組合成一個整體——驅動橋，乃是設計者必須先解決的問題。驅動橋的結構型式與驅動車輪的懸掛型式密切相關。當驅動車輪采用非獨立懸掛時，例如在絕大多數的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開式驅動橋；當驅動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅動橋。本次設計采用非獨立懸架，整體式驅動橋。這種類型的車一般的設計多采用雙級減速器，它與單級減速器相比，在保證離地間隙的同時可以增大主傳動比。1.2.3 驅動橋結構組成1．主減速器 主減速器的結構形式，主要是根據其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安裝（1）主減速器齒輪的類型 在現(xiàn)代汽車驅動橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。螺旋錐齒輪如圖 1.2（a ）所示主、從動齒輪軸線交于一點，交角都采用 90 度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉時其噪聲和振動也是很小的。雙曲面齒輪如圖 1.2（b）所示主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點有：①尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。②傳動比一定時，如果主動齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計3徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。圖 1.2 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪③當傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。④工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側向滑動，又有沿齒長方向的縱向滑動，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉平穩(wěn)性。雙曲面齒輪傳動有如下缺點：①長方向的縱向滑動使摩擦損失增加，降低了傳動效率。②齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。③雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負荷增大。④雙曲面齒輪必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油。（2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承形式有如下兩種：①懸臂式 懸臂式支承結構如圖 1.3 所示，其特點是在錐齒輪大端一側采用較長的軸徑，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度 a 和增加兩端的距離 b，以改善支承剛度，應使兩軸承圓錐滾子向外。懸臂式支承結構簡單，支承剛度較差，多用于傳遞轉鉅較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。圖 1.3 錐齒輪懸臂式支承②騎馬式 騎馬式支承結構如圖 1.4 所示，其特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善，在需要傳遞黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計4較大轉矩情況下，最好采用騎馬式支承。圖 1.4 主動錐齒輪騎馬式支承（3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應使它們的圓錐滾子大端相向朝內，而小端相向朝外。為了防止從動錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應用兩端的調整螺母調整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結構并用細牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。（4）主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調整 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度。分析可知，當軸向力于彈簧變形呈線性關系時，預緊使軸向位移減小至原來的 1/2。預緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當預緊力超過某一理想值時，軸承壽命會急劇下降。主減速器軸承的預緊值可取為以發(fā)動機最大轉矩時換算所得軸向力的 30％。主動錐齒輪軸承預緊度的調整采用套筒與墊片，從動錐齒輪軸承預緊度的調整采用調整螺母。（5）主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速（如圖 2.5） 、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關，有時也與制造廠的產品系列及制造條件有關，但它主要取決于由動力性、經濟性等整車性能所要求的主減速比 io 的大小及驅動橋下的離地間隙、驅動橋的數目及布置形式等。通常單極減速器用于主減速比 io≤7.6 的各種中小型汽車上。2.差速器 根據汽車行駛運動學的要求和實際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內所滾過的行程往往是有差別的。例如，拐彎時外側車輪行駛總要比內側長。另外，即使汽車作直線行駛，也會由于左右車輪在同一時間內所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動半徑不相等而要求黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計5（a） 單級主減速器 　　　 （b） 雙級主減速器圖 1.5 主減速器車輪行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右車輪的轉速雖然相等而行程卻又不同的這一運動學上的矛盾，引起某一驅動車輪產生滑轉或滑移。這不僅會是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時中心轉向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉彎時有大的滑轉或滑移，易使汽車在轉向時失去抗側滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運動學上的不協(xié)調而產生的這些弊病，汽車左右驅動輪間都有差速器，后者保證了汽車驅動橋兩側車輪在行程不等時具有以下不同速度旋轉的特性，從而滿足了汽車行駛運動學的要求。差速器的結構型式選擇，應從所設計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結構型式有多種，大多數汽車都屬于公路運輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅動車輪與路面的附著系數變化很小，因此幾乎都采用了結構簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側驅動車輪滑轉而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結構式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。3.半軸驅動車輪的傳動裝置置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉矩由差速器半軸齒黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計6輪傳給驅動車輪。在斷開式驅動橋和轉向驅動橋中，驅動車輪的傳動裝置包括半軸和萬向接傳動裝置且多采用等速萬向節(jié)。在一般非斷開式驅動橋上，驅動車輪的傳動裝置就是半軸，這時半軸將差速器半鈾齒輪與輪轂連接起來。在裝有輪邊減速器的驅動橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動齒輪連接起來。半浮式半軸具有結構簡單、質量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點。主要用于質量較小，使用條件好，承載負荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。3/4 浮式半軸，因其側向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。全浮式半軸廣泛應用于輕型以上的各類汽車上，本設計采用此種半軸。4.橋殼驅動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅動橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪。作用在驅動車輪上的牽引力、制動力、側向力和垂向力也是經過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋完既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器、差速器及驅動車輪傳動裝置（如半軸）的外殼。在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應力求減小橋殼的質量。橋殼還應結構簡單、制造方便以利于降低成本。其結構還應保證主減速器的拆裝、調整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結構型式時，還應考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應等。結構形式分類：可分式、整體式、組合式。按制造工藝不同分類：鑄造式——強度、剛度較大，但質量大，加工面多，制造工藝復雜，用于中重型貨車，本設計采用鑄造橋殼。鋼板焊接沖壓式——質量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產，轎車和中小型貨車，部分重型貨車。1.3 設計主要內容（1） 完成驅動橋的主減速器、差速器、半軸、驅動橋橋殼的結構形式選擇；（2） 完成主減速器的基本參數選擇與設計計算；（3） 完成差速器的設計與計算；（4） 完成半軸的設計與計算；（5） 完成驅動橋橋殼的受力分析及強度計算；（6） 繪制裝配圖及零件圖。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計7第 2 章 設計方案的確定2.1 主減速比的計算主減速比對主減速器的結構形式、輪廓尺寸、質量大小以及當變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃料經濟性都有直接影響。 的選擇應在汽車總體設計時和傳動0i系統(tǒng)的總傳動比一起由整車動力計算來確定?？衫迷诓煌南碌墓β势胶鈭D來計算對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設計，對發(fā)動機與傳動系參數作最佳匹配的方法來選擇 值，可是汽車獲得最佳的動力性和燃料經濟性。0i為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，一般選得比最小值大 10%～25%，即按下式選擇：=0.377 =0.377×0.5425×1800/（70×1 ）=5.182 0ighaprivnmx（2.1）式中： ——車輪的滾動半徑r=0.0254[ +（1- ）b]=0.5425 （m） 輪輞直徑 d=20 英寸輪輞寬度 b=11r2d?英寸， =0.05；——變速器最高檔傳動比 1.0（為直接檔） 。 ghi2.2 主減速器結構方案的確定（1）主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉時其噪聲和振動也是很小的。本次設計采用螺旋錐齒輪 [4]。（2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇本次設計選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承）從動錐齒輪：騎馬式支撐（圓錐滾子軸承）（3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應使它們的圓錐滾子大端相向朝內，而小端相向朝外。為了防止從動錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應用兩端的調整螺母調整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結構并用細牙螺釘以黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計8精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。（4）主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調整支承主減速器的圓錐滾子軸承需預緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度。分析可知，當軸向力于彈簧變形呈線性關系時，預緊使軸向位移減小至原來的 1/2。預緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當預緊力超過某一理想值時，軸承壽命會急劇下降。主減速器軸承的預緊值可取為以發(fā)動機最大轉矩時換算所得軸向力的 30％。主動錐齒輪軸承預緊度的調整采用調整螺母（利用叉形凸緣實現(xiàn)） ，從動錐齒輪軸承預緊度的調整采用調整螺母。（5）主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關，有時也與制造廠的產品系列及制造條件有關，但它主要取決于由動力性、經濟性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅動橋下的離地間隙、驅動橋的數目及布置形式等。本次設計采用雙級減速，主要從傳動比及它是載重量超過 6t 的重型貨車和保證離地間隙上考慮。2.3 差速器結構方案的確定差速器的結構型式選擇，應從所設計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結構型式有多種，大多數汽車都屬于公路運輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅動車輪與路面的附著系數變化很小，因此幾乎都采用了結構簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側驅動車輪滑轉而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結構式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。但對于本設計的車型來說只選用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器即可。本次設計選用：普通錐齒輪式差速器，因為它結構簡單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設計的汽車驅動橋。2.4 半軸型式的確定3/4 浮式半軸，因其側向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計9壽命，故未得到推廣。全浮式半軸廣泛應用于輕型以上的各類汽車上。本次設計選擇全浮式半軸。2.5 橋殼型式的確定整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構成單獨的總成，調整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。其主要缺點是橋殼不能做成復雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調整應力分布。鑄造式橋殼強度、剛度較大多用于重型貨車。本次設計驅動橋殼就選用鑄造式整體式橋殼。2.6 本章小結本章首先確定了主減速比，以方便確定其它參數。對主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇、主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調整及主減速器的減速形式上得以確定從而逐步給出驅動橋各個總成的基本結構，分析了驅動橋各總成結構組成。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計10第 3 章 主減速器設計3.1 主減速齒輪計算載荷的確定通常是將發(fā)動機最大轉矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅動車輪打滑時這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉矩（ ）的較小者，作為載貨汽車計算中用?jeT,以驗算主減速器從動齒輪最大應力的計算載荷。即/n=24942 （ ） （3.1） TTLej Ki????0max mN?=44236（ ） （3.2）BrjiG??2?式中： ——發(fā)動機最大轉矩 700 ；maxeT?——由發(fā)動機到所計算的主加速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比；Li= =5.182×7.64=39.5905TLi01maxax0(cosin)rtgTGf??????根據同類型車型的變速器傳動比選取 =7.641i——上述傳動部分的效率，取 =0.9；T?T——超載系數，取 =1.0；0K0Kn——驅動橋數目 1；——汽車滿載時驅動橋給水平地面的最大負荷，N ；但后橋來說還應考慮到2G汽車加速時負荷增大量，可初取：= ×9.81×60%=95932.2N2滿G——分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅動輪之間的傳動效率和減LBi,?速比，分別取 0.96 和 1。由式（3.1） ，式（3.2）求得的計算載荷，是最大轉矩而不是正常持續(xù)轉矩，不能用它作為疲勞損壞依據。對于公路車輛來說，使用條件較非公路用車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉矩是根據所謂平均牽引力的值來確定的，即主加速器的平均計算轉矩為= =7005.82（ ） （3.3）jmT)()(PHRLBrTaffniG????mN?黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計11式中： ——汽車滿載總重 15060×9.81N；aG——所牽引的掛車滿載總重，N，僅用于牽引車取 =0；T TG——道路滾動阻力系數，貨車通常取 0.015～0.020，可初取 =0.018；Rf Rf——汽車正常使用時的平均爬坡能力系數。貨車通常取 0.05～0.09，可初H取 =0.07；f——汽車性能系數Pf])(195.06[maxeTPGf ???（3.4）當 =46.86>16 時，取 =0max)(195.0eTG?Pf3.2 主減速器齒輪參數的選擇（1）齒數的選擇 對于普通雙級主減速器，由于第一級的減速比 i01 比第二級的i02 小些（通常 i01/ i02≈1.4～2.0），這時，第一級主動錐齒輪的齒數 z1 可選的較大，約在 9～15 范圍內。第二級圓柱齒輪傳動的齒數和，可選在 68±10 的范圍內。（2）節(jié)圓直徑地選擇 根據從動錐齒輪的計算轉矩（見式 3.2，式 3.3 并取兩者中較小的一個為計算依據）按經驗公式選出：=219.8～277.5mm 322jdTK??（3.5）式中： ——直徑系數，取 =13～16；2dK2dK——計算轉矩， ，取 ， 較小的。jTmN?jTje計算得， =219.8～277.5mm，初取 =250mm。2 2（3）齒輪端面模數的選擇 選定后，可按式 算出從動齒輪大端模數，d2/zdm?并用下式校核= 9.57 3tmjKT??（4）齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐齒輪齒面寬度推薦為：F=0.155 =38.75mm，可初取 F =40mm。2d2（5）螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計12（6）螺旋角的選擇 螺旋角應足夠大以使 1.25。因 愈大傳動就愈平穩(wěn)噪?FmF聲就愈低。螺旋角過大時會引起軸向力亦過大，因此應有一個適當的范圍。在一般機械制造用的標準制中，螺旋角推薦用 35°。3.3 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算與強度計算3.3.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算 雙重收縮齒的優(yōu)點在于能提高小齒輪粗切工序。雙重收縮齒的齒輪參數，其大、小齒輪根錐角的選定是考慮到用一把實用上最大的刀頂距的粗切刀，切出沿齒面寬方向正確的齒厚收縮來。當大齒輪直徑大于刀盤半徑時采用這種方法是最好的。主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算見表 3.1。表 3.1 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算用表序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結 果1 主動齒輪齒數 1z132 從動齒輪齒數 2 253 模數 m10㎜4 齒面寬 b2b=40㎜5 工作齒高 Hhg1?17㎜?gh6 全齒高 2 =18.88㎜7 法向壓力角 ?=22.5°?8 軸交角 ?=90°?9 節(jié)圓直徑 =dmz130㎜?1d=250㎜210 節(jié)錐角arctan?1?21=90°-2 =27.47°1?=62.53°211 節(jié)錐距 A = 1sin?d=02iA =140.91㎜012 周節(jié) t=3.1416 mt=31.416㎜13 齒頂高21agah??k2 =11.347mm1ah=5.66mm214 齒根高 =fa=7.533mm1f=13.22mm2黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計13序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結 果15 徑向間隙 c= gh?c=1.88㎜16 齒根角 0arctnAff??=3.06°1f?=5.36°217 面錐角 ；21fa??12fa???=32.83°a=65.59°218 根錐角=ff??=22=24.41°f=57.17°219 齒頂圓直徑11cos?aahd?=22?=150.14㎜1ad=255.22㎜220 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離11inakA?2dk?2s?h=119.766㎜1kA=59.978㎜221 理論弧齒厚 1tsmSk2 =27.38mm1s=10.32mm222 齒側間隙 B=0.305～0.406 0.356mm23 螺旋角 ?=35°?3.3.2 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應對其強度進行計算，以保證其有足夠的強度和壽命以及安全可靠性地工作。在進行強度計算之前應首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。螺旋錐齒輪的強度計算：（1）主減速器螺旋錐齒輪的強度計算①單位齒長上的圓周力FPp?（3.6）式中： ——單位齒長上的圓周力，N/mm;pP——作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機最大轉矩 和最大附著力矩兩maxeT種載荷工況進行計算；按發(fā)動機最大轉矩計算時：黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計14=1780<1786.25N/mm FdiTpge??2103max（3.7）按最大附著力矩計算時：=2819 FdrGp??2103?/Nm（3.8）雖然附著力矩產生的 p 很大，但由于發(fā)動機最大轉矩的限制 p 最大只有 1780 N/mm可知，校核成功。②輪齒的彎曲強度計算。汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計算彎曲應力為)/(2mNw?JmzFKTvSjw????20312?（3.9）式中： ——超載系數 1.0；0K——尺寸系數 = =0.783；s sK4.25m——載荷分配系數 1.1~1.25；m——質量系數，對于汽車驅動橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動精vK度高時，取 1；J——計算彎曲應力用的綜合系數，見圖 3.1， 。210.3,.5J?黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計15圖 3.1 彎曲計算用綜合系數 J作用下： 從動齒輪上的應力 =455.37MPa<700MPa；jeT2w?作用下： 從動齒輪上的應力 =125.36MPa<210.9MPa；jm '當計算主動齒輪時， /Z 與從動相當，而 ，故 < ，

收藏