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購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 松花江微型汽車驅(qū)動橋設(shè)計 系部名稱 ： 汽車工程系 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 秦增強 指導(dǎo)教師 ： 王 瑛 璞 職 稱 ： 高級實驗師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○○ 九 年六月 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 s 009龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 本次設(shè)計的題目是 松花江微型汽車 驅(qū)動橋設(shè)計 。驅(qū) 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(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學(xué)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(shè)計 首 先論述了驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)，在分析驅(qū)動橋各部分結(jié)構(gòu)型式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計方案： 采用整體式驅(qū)動橋，主減速器的減速型式采用 單 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 半 浮式型式， 橋殼采 用 鋼板沖壓焊接式 整體式橋殼。在本次設(shè)計中， 主要完成了 單 級減速器、圓錐行星齒輪差速器、 半 浮式半軸 的設(shè)計 和橋殼 的校核及 圖 等 工作。 關(guān)鍵詞 ： 驅(qū)動橋； 主減速器 ； 設(shè)計 ； 計算 ； he of is of is of of is to by or by it to is in on or of is in at On of of of of s s of In we of AD so . 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 i 目 錄 摘要 ........................................................................................................................................ I ............................................................................................................................... 1 章 緒論 ....................................................................................................................... 1 動橋的結(jié)構(gòu) 和 種類 ............................................................................................... 1 車車橋的種類 ............................................................................................. 1 動橋的種類 ................................................................................................. 1 動橋結(jié)構(gòu)組成 ............................................................................................. 2 計內(nèi)容 .................................................................................................................. 6 第 2 章 設(shè)計方案的確定 ................................................................................................ 7 計 主要參數(shù) .......................................................................................................... 7 減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 ...................................................................................... 7 速器 結(jié)構(gòu)方案 的 確定 .......................................................................................... 8 軸型式的確定 ...................................................................................................... 8 殼型式的確定 ...................................................................................................... 9 章小結(jié) .................................................................................................................. 9 第 3 章 主減速器 設(shè)計 ................................................................................................... 10 減速 比 的 確定 .................................................................................................... 10 減速齒輪計算載荷的 確定 ................................................................................ 10 減速器齒輪參數(shù)的選擇 .................................................................................... 11 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 ............................................ 12 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算 ....................................................... 12 減速器螺旋錐齒輪的強度計算 ............................................................... 13 減速器齒輪的材料及熱處理 ............................................................................ 16 減速器軸承的計算 ............................................................................................ 17 減速器的潤滑 .................................................................................................... 21 章小結(jié) ................................................................................................................ 21 第 4 章 差速器設(shè)計 ....................................................................................................... 22 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 述 ........................................................................................................................ 22 稱式圓錐行星齒輪差速器 ................................................................................. 22 速器齒輪的基本參數(shù)選擇 ....................................................................... 23 速器齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 ................................................... 24 章小結(jié) ................................................................................................................ 27 第 5 章 半軸設(shè)計 ............................................................................................................ 29 述 ........................................................................................................................ 29 軸的設(shè)計與計算 ................................................................................................ 29 浮式半軸的設(shè)計計算 ............................................................................... 29 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................................................................... 32 章小結(jié) ................................................................................................................ 33 第 6 章 驅(qū)動橋 橋殼 的校核 ......................................................................................... 34 述 ........................................................................................................................ 34 殼的受力分析及強度計算 ................................................................................ 34 車以最大牽引力行駛時的橋殼的強度計算 ........................................... 34 車側(cè)向力最大時的橋殼的強度計算 ....................................................... 34 車在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強度計算 .................................... 34 章小結(jié) ................................................................................................................ 36 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 37 參考文獻 ............................................................................................................................ 38 致謝 ...................................................................................................................................... 39 附錄 ...................................................................................................................................... 41 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 動橋的結(jié)構(gòu) 和 種類 車車橋的種類 根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋分為整體式和斷開式兩種。當(dāng)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(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，與獨立懸架配用。 根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四種類型。其中，轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋，一般貨車多以前橋為轉(zhuǎn)向橋，而后橋或中后兩橋為驅(qū)動橋。 動橋的種類 驅(qū)動橋作為汽車的重要的組成部分，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使左、石驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學(xué)所要求的差速功能；同時，驅(qū)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。 在一般的汽車結(jié)構(gòu)中、驅(qū)動橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件如圖 示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1－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(diào)整螺母 圖 動橋 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 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(jié)構(gòu)型式并成功地將它們組合成一個整體 —— 驅(qū)動橋，乃是設(shè)計者必須先解決的問題。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動車輪的懸掛型式密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸掛時，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅(qū)動橋。 非獨立懸架，整體式驅(qū)動橋。這種類型的車一般的設(shè)計多采用 單 級減速器，它 可以 保證 足夠大的 離地間隙同時 也 可以增大主傳動比。 動橋結(jié)構(gòu)組成 1．主減速器 主減速器的結(jié)構(gòu)形式，主要是根據(jù)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(qū)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 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(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 雙曲面齒輪如圖 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徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 圖 旋錐齒輪與雙曲面齒輪 ③ 當(dāng)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(cè)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(zhuǎn)平穩(wěn)性。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 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 [1]。 （ 2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇： ① 懸臂式 懸臂式支承結(jié)構(gòu)如圖 示，其特點是在錐齒輪大端一側(cè)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(yīng)使兩軸承圓錐滾子向外。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)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 齒輪懸臂式支承 ② 騎馬式 騎馬式支承結(jié)構(gòu)如圖 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，在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用騎馬式支承。 圖 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(yīng)使它們的圓錐滾子大端朝 內(nèi)，而小端 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(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)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 [2]。 （ 4） 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 ， 支承主減速 器的圓錐滾子軸承需預(yù)緊黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 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(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的 1/2。預(yù)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(dāng)預(yù)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(yù)緊值可取為以發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的30％。 主動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用套筒與墊片，從動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。 （ 5） 主減速器的減速形式 的選擇 ， 主減速器的減速形式分為單級減速 （ 如圖 、雙級減速、單級貫通 、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。 按主減速比的變化可分為單速主減速器和雙速主減速器 兩種 [3]。 減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟性等整車性能所要求的主減速比 動橋的數(shù)目及布置形式等。通常單極減速器用于主減速比 各種中小型汽車上。 根據(jù)汽車行駛運動學(xué)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(nèi)所滾過的行程往往是有差別的 [4]。例如，拐彎時外側(cè)車輪行駛總要比內(nèi)側(cè)長。即使汽車 作直線行駛，也會由于左右車輪在同一時間內(nèi)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 （ a） 單級主減速器 （ b） 雙級主減速器 圖 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(qū)動車輪軸將動黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 力傳給左右車輪，則會由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運動學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)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(qū)動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)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(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車 行駛運動學(xué)的要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)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(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)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(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)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(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(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)動車輪滑轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。 驅(qū)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(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。在斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中 ， 驅(qū)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(qū)動橋上，驅(qū)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(qū)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(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊 湊、造價低廉等優(yōu)點。主要用于質(zhì)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(cè)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(yīng)用于 各類重型 汽車上。 驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)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(qū)動車輪上的牽引力、制動力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)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(qū)動車輪傳動裝置 （ 如半軸 ） 的外殼。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 在汽車行 駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)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(zhì)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(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 結(jié)構(gòu)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(zhì)量大，加工面多，制造工藝復(fù)雜，用于中重型貨車 。 鋼板焊接沖壓式 —— 質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，轎車和中小型貨車，部分重型貨車。 計內(nèi)容 （ 1） 完成驅(qū)動橋 的 主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 ； （ 2） 完成主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 ； （ 3） 完成差速器的設(shè)計與計算 ； （ 4） 完成半軸的設(shè)計與計算 ； （ 5） 完成驅(qū)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(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 第 2 章 設(shè)計方案的確定 計 主要參數(shù) 本次設(shè)計的任務(wù)是 松花江微型 車驅(qū)動橋的設(shè)計。 技術(shù)參數(shù)： 發(fā)動機最大功率 kW/ r/ 000 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 ·m/ r/ 74/3500 整車整備質(zhì)量 870 汽車總質(zhì)量 1460 最大車速 km/h 120 最小離地間隙 >180 輪胎（輪輞直徑） 英寸 12 減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 （ 1） 主減速器齒輪的類型 的選擇 本次設(shè)計選用： 螺旋錐齒輪 因為它 能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 所以 采用螺旋錐齒輪。 （ 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(shè)計選用 ：懸臂式支撐 （ 圓錐滾子軸承 ） ，由于結(jié)構(gòu)簡單拆裝、維修方便一般用于主傳動比較小的主減速器上，為了減小懸臂長度和增加兩支撐之間的距離以便為了改善支撐剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由 靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。 （ 3） 從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 本次設(shè)計選用：從動錐齒輪： 跨置 式支撐 （ 圓錐滾子軸承 ） ， 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使它們的圓錐滾子大端朝內(nèi)，而小端朝外。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(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)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(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預(yù)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(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的 1/2。預(yù)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(dāng)預(yù)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(yù)緊值可取為以發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的 30％。 主動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母 （利用軸承座實現(xiàn)） ，從動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)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(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動橋下的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置形式等。 本次設(shè)計采用 單 級減速，主要從 主 傳動比 70 ? 速器 結(jié)構(gòu)方案的確定 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)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(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)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(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)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(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(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)動車輪滑轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計選用：普通錐齒輪式差速器， 因為它結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計的汽車驅(qū)動橋。 軸型式的確定 半軸 根據(jù)其車輪端的支方承方式不同 ， 可分為半浮式、 3/4 浮式和全浮式三種形式。由于半浮式半軸具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點，故被質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負荷也不大的轎車和微型客、貨車所采用 [6]，所以 本次設(shè)計選擇黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 半 浮式半軸。 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(gòu)成單獨的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，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(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便 等優(yōu)點 。 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴張成型三種。鋼板沖壓焊接式和擴張成型式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適用大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車。 本次設(shè)計驅(qū)動橋殼就選用 鋼板沖壓焊接式 整體式橋殼。 章小結(jié) 本章 首先 給出主要的設(shè)計參數(shù)， 確定 主減速器 的 類型， 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(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 及 主減速器的減速形式 上得以確定 ， 從而逐步 確定 驅(qū)動橋 各個總成 的基本 結(jié)構(gòu) ， 分析了驅(qū) 動橋各總成結(jié)構(gòu)組成 及其作用 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 第 3 章 主減速器 設(shè)計 減速比的 確定 主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性都有直接影響。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 。即 0i=iv （ 式中： 發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速 5000r/n ； 汽車最高 行駛車速 120km/h ； — 汽車滾動半徑 變速器最高檔傳動比 減速 器 齒輪計算載荷的 確定 通常是將發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)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(zhuǎn)矩 （?T ,） 的較小者，作為載貨汽車計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。即 ???? 0m a x/n=964 （ ） （ i ??? ? ?? 2=1935（ ） （ 式中： 發(fā)動機最大 轉(zhuǎn) 矩 74 ； — 由發(fā)動機到所計算的為加速器從動 齒輪 之間的傳動系最低檔傳動比； 6 時，取 0。 減速器齒輪參數(shù)的選擇 （ 1） 齒數(shù)的選擇 對于普通 單 級主減速器， 為了磨合均勻， 間應(yīng)該避公數(shù) 為了得到理想的重合度和高的齒輪彎曲強度，主，從動齒輪和不應(yīng)小于 40。為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強度，對于乘用車， 般不少于 9；對于商用車， 。主傳動比 大時， 量取得少些，以便得到滿意的離地間隙。對于不同的主傳動比， 具有適宜的搭配。 （ 2） 節(jié)圓直徑地選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 （ 見式 式 取兩者中較小的一個為計算依據(jù) ） 按經(jīng)驗公式選出： 32 2 ?= （ 式中：2 直徑系數(shù)，取23～ 計算轉(zhuǎn)矩， ，取jT， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 計算得， 2d =取 2d = （ 3） 齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，可按式 22 / 算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 3t T??= （ 4） 齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋 錐齒輪 面寬度推薦為 ： F=d =初取 （ 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。 （ 6） 螺旋角沿 齒寬 是 變 化的， 輪齒 大端的 螺旋角最大， 輪齒 小端螺旋角最小。 弧 齒錐齒輪 副的中 點 螺旋角是相等的， 選 ? 時應(yīng) 考 慮 它 對齒面 重合度 ? ， 輪齒強 度和軸 向力大小的影 響 ， ? 越大， 則 ? 也越大，同 時嚙 合的 齒越多 ， 傳動 越平 穩(wěn) ，噪 聲越低，而且 輪齒 的 強 度越高， ? 應(yīng) 不小于 果最好，但 ? 過 大，會導(dǎo) 致 軸 向力增大。 汽 車主減 速器弧 齒錐齒輪 的平均螺旋 角為 35° ～ 40°，而商用 車選用較 小的 ? 值以防止 軸 向力 過 大，通常取 35°。 減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 減速器 螺旋 錐 齒輪的幾何尺寸計算 表 減速器 螺旋錐 齒輪的幾何尺寸計算用表 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 1 主動齒輪齒數(shù) 1z 8 2 今動齒輪齒數(shù) 2z 41 3 模數(shù) m 齒面寬 b 2b = 工作齒高 ? ? 全齒高 ? h = 法向壓力角 ? ? =22° 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 續(xù)表 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 8 軸交角 ? ? =90° 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d 28d =0 節(jié)錐角 ?1? 12? =90°- 1? 1? =2? =11 節(jié)錐距 11d =22d 2 周節(jié) t=m t=3 齒頂高 21 ?2 14 齒根高 15 徑向間隙 c= c= 16 齒根角 0?1f? =2f? =17 面錐角 211 ?? ?? ； 122 ?? ?? 1a?=2a? =18 根錐角 1f?= 11 f?? ? 2f? = 22 f?? ? 1f? =2f? =19 齒頂圓直徑 1111 c aa ?2 221 1 2 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 1121 s ak ? 212 22 2 21 理論弧齒厚 21 ?k?2 1s =s =2 齒 側(cè)間隙 B=3 螺旋角 ? ? =35° 減速器螺旋錐齒輪的強度計算 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 在完成主減速器齒輪的幾何 尺寸 計算之后，應(yīng)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(yīng)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 式中： p —— 單位齒長上的圓周力， N/ P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 2b —— 從動齒輪 的 齒面寬， 在此取 23 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時： ??21013m a x =805N/ （ 式中： — 發(fā)動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 74 ； — 變速器的傳動比， 1d —— 主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取 28 按最大附著力矩計算時 ： r?????210232 ?=1103 /N （ 式中： 2G —— 汽 車滿載時 一 個驅(qū)動橋給 水平地面的最大 負 荷， 對 于后 驅(qū)動橋還應(yīng) 考 慮汽 車 最大加速 時 的 負 荷增加量，在此取 7791N； ? —— 輪 胎與地面的附 著 系 數(shù) ，在此取 r —— 輪 胎的 滾動 半 徑 ，在此取 在 現(xiàn) 代汽 車 的 設(shè)計 中，由于材 質(zhì)及 加 工工藝 等制造 質(zhì) 量的提高， 單 位 齒長 上的 圓周力有 時 提高 許 用 資 料的 20%～ 25%。 經(jīng)驗算 以上 兩數(shù) 據(jù)都在 許 用范 圍內(nèi) 。其中上述 兩種方法 計 算用的 許 用 單 位 齒長 上的 圓 周力 1865N/故滿足條件。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 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(yīng)力)/( 2為 30 102 ??412 （ 式中： — 錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力， T —— 齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，對從動齒輪，取 T 和 中的較小值，為 964（ ； 過載系數(shù)，一般取 1； 尺寸系數(shù)， ( 齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)， 質(zhì)量系數(shù)，取 1； 從動齒輪端面模數(shù)取 b—— 所計算的齒輪齒面寬； b= D— 所討論齒輪大端分度圓直徑； D= 齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取 對于主動錐齒輪， T=209動錐齒輪， T=964 將各參數(shù)代入式（ 2有： 主動錐齒輪， =395 從動錐齒輪， =412 按照文獻 [1], 主從動錐齒輪的 [ =700齒彎曲強度滿足要求。 小齒輪齒數(shù) 曲計算用綜合系數(shù) J 大齒輪齒數(shù)Z 2黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 （ 2） 輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應(yīng)力j?（ 為： σ j= p 3z 0 s m f1 v T k k k k × 10D k b J=1669 （ 式中： σ j— 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力， 主動錐齒輪大端分度圓直徑， 8mm b— 主、從動錐齒輪齒面寬較小值； b=齒面品質(zhì)系數(shù)，取 綜合彈性系數(shù)，取 232； 尺寸系數(shù)，取 齒面接觸強度的綜合系數(shù)，取 主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩； 09（ 。 按照文獻 [1]，σ j≤ [σ j]=2800齒接觸強度滿足要求。 大齒輪齒數(shù) 觸強度計算綜合系數(shù) J 減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與 傳動系其他齒輪比較，它具有載荷大、工作時間長、載荷變化多、帶沖擊等特點。其損壞形式主要有齒根彎曲折斷、齒面疲勞點蝕 （ 剝落 ） 、磨損和擦傷等。據(jù)此對驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： （ 1） 具有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； 小齒輪齒數(shù)Z 1黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 （ 2） 輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； （ 3） 鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率； （ 4） 選擇齒輪材料的合金元素時要適應(yīng)我國的情 況。例如 :為了節(jié)約鎳、鉻等我國發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng) [7]。 汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號 C rM nM oC rM nT i 22,20 ， M