驅(qū)動(dòng)橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋是構(gòu)成汽車的四大總成之一，一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成，它位于傳動(dòng)系末端，其基本作用是增矩、降速，承受作用于路面和車架或車身之間的力。它的性能好壞直接影響整車性能，而對(duì)于載重汽車顯得尤為重要，采用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已經(jīng)成為未來載重汽車的發(fā)展方向。</p><p>　

2、　本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了載重汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)首先對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的特點(diǎn)進(jìn)行了說明，根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定汽車總體參數(shù)，再確定主減速器、差速器、半軸和橋殼的結(jié)構(gòu)類型及參數(shù)，并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。數(shù)據(jù)確定后，利用AUTOCAD建立二維圖，再用CATIA軟件建立三維模型，最后用CAITA中的分析模塊對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行有限元分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋；CAD；CATIA；有限元分析</p>

3、<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Drivie axle is one of the four parts of a car, it is generally constituted by the main gear box, the differential device, the wheel transmission device and th

4、e driving axle shell and so on it is at the end of the powertrain.Its basic function is increasing the torque and reducing speed and bearing the force between the road and the frame or body.Its performance will have a di

5、rect impact on automobile performance,and it is particularly important for the truck. Using single stage and high transmis</p><p>　　This article referred to the traditional driving axle's design method t

6、o carry on the truck driving axle's design.In this design,first part is the introduction of the characteristics of the drive axle,according to the given date to calculate the parameters of the automobile,then confirm

7、 the structure types and parameters of the Main reducer, differential mechanism,half shaft and axle housing,then check the strength and life of them.After confirming the parameters, using AUTOCAD to establish 2 di</p&

8、gt;<p>　　Key words: drive axle;CAD;CATIA;finite element analysis</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介1</p><p&g

9、t;　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 主減速器設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式5</p><p>　　2.1.2 主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定7</

10、p><p>　　2.1.3 小結(jié)17</p><p>　　2.2 差速器設(shè)計(jì)17</p><p>　　2.2.1 對(duì)稱錐齒輪式差速器工作原理17</p><p>　　2.2.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)18</p><p>　　2.2.3 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)19</p>

11、<p>　　2.2.4 小結(jié)23</p><p>　　2.3 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)23</p><p>　　2.3.1 結(jié)構(gòu)形式分析24</p><p>　　2.3.2 全浮式半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25</p><p>　　2.3.3 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算25</p><p>　　2.3.4 半軸的結(jié)

12、構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理26</p><p>　　2.3.5 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算26</p><p>　　2.4 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)27</p><p>　　2.4.1 整體式橋殼的結(jié)構(gòu)27</p><p>　　2.4.2 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算28</p><p>　　2.4.3 小結(jié)29</p

13、><p>　　3 CATIA三維建模30</p><p>　　3.1 CATIA軟件介紹30</p><p>　　3.2 主減速器建模31</p><p>　　3.2.1 主動(dòng)錐齒輪三維建模31</p><p>　　3.2.2 主減速器殼三維建模34</p><p>　　3.2.

14、3 軸承三維建模34</p><p>　　3.3 差速器建模35</p><p>　　3.3.1 齒輪的三維建模35</p><p>　　3.3.2 半軸齒輪的建模36</p><p>　　3.3.3 從動(dòng)齒輪建模36</p><p>　　3.4 半軸三維建模38</p><

15、p>　　3.5 驅(qū)動(dòng)橋殼三維建模38</p><p>　　3.6 輪胎三維建模39</p><p>　　3.7 主減速器及行星齒輪建模40</p><p>　　3.8 驅(qū)動(dòng)橋三維建模40</p><p>　　4 驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析41</p><p>　　4.1 驅(qū)動(dòng)橋殼的約束及受力分析

16、41</p><p>　　4.2 計(jì)算方法的局限性41</p><p>　　4.3 驅(qū)動(dòng)橋殼的靜強(qiáng)度分析41</p><p>　　4.3.1 靜強(qiáng)度分析41</p><p>　　4.3.2 結(jié)果分析43</p><p>　　4.4 小結(jié)44</p><p><b>

17、　　結(jié) 論45</b></p><p><b>　　致 謝46</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)47</b></p><p><b>　　附錄A48</b></p><p><b>　　附錄B55</b></p&

18、gt;<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介</p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋處于汽車傳動(dòng)系的末端，主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼組成。其基本功用是將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩；通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪

19、差速作用，保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的類型有斷開式驅(qū)動(dòng)橋和非斷開式驅(qū)動(dòng)橋兩種。驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋；驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器(有時(shí)還有副變速器和分動(dòng)器)還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性和行駛要求間

20、的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左右驅(qū)動(dòng)車輪，必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時(shí)還得由驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解決左右驅(qū)動(dòng)車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速問題。其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)僅在于通過選擇適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)及各檔傳動(dòng)比，以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)矩特性能適應(yīng)汽車在各種行駛阻力下對(duì)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的要求，而驅(qū)動(dòng)橋主減速器(有時(shí)還有輪邊減速器)的功用則在于當(dāng)變速器處于最高檔位(通常為直接

21、檔，有時(shí)還有超速檔)時(shí)，使汽車有足夠的牽引力、適當(dāng)?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜加徒?jīng)濟(jì)性。為此，則要將經(jīng)過變速器、傳動(dòng)軸傳來的動(dòng)力，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)橋的主減速器進(jìn)行進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，要想使汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的合理，首先必須恰當(dāng)選擇好汽車的總傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)膶⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。后者的減速比稱為主減速比。當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)，汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速比。在汽車的總體布置設(shè)計(jì)時(shí)</p><p>　

22、　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　汽車和汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代社會(huì)及人民生活中具有十分重要的作用。在當(dāng)前中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)中，汽車處于十分突出和優(yōu)先的地位。近年來汽車工業(yè)中國機(jī)械工業(yè)各行業(yè)中，其增長速度相對(duì)比其它行業(yè)都要高得多。但是中國汽車業(yè)的發(fā)展仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上需求，每年都要進(jìn)口大量的各種汽車及其零部件。由于種種原因，中國汽車工業(yè)距國際水平還有相當(dāng)?shù)牟罹啵貏e在驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研究方面距離更大一些

23、，這方面應(yīng)該為中國的許多部門和企業(yè)所認(rèn)識(shí)。目前，我國的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，基本上尚處在類比設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，這樣的設(shè)計(jì)往往偏于保守而限制了驅(qū)動(dòng)橋性能的提高和產(chǎn)品成本的降低。因此，我國驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品設(shè)計(jì)與國外的主要差距之一是所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋過于笨重。在現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中，要使其做到盡可能的輕量化不但可以節(jié)省材料消耗和降低成本，而且可以合理的規(guī)劃汽車簧上簧下質(zhì)量、降低動(dòng)載和提高汽車的平順性。</p><p>　　但是驅(qū)動(dòng)橋作為各種

24、車輛的組成部分，要求應(yīng)該具有高度的可靠性和安全性，這與輕量化常常是矛盾的，所以輕量化設(shè)計(jì)要保證同時(shí)具有足夠的可靠性和絕對(duì)的安全性，即在滿足上述基本要求的情況下減輕重量。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)與分析理論對(duì)于我國的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　1.3 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式雖然可以各不相同，但在使用中對(duì)

25、他們的基本要求卻是一致的，綜合上述，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的基本要求可以歸納為：</p><p>　　(1)所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　(2)差速器在保證左右驅(qū)動(dòng)車輪能以汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速滾動(dòng)外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷(無脈動(dòng))的傳遞給左右驅(qū)動(dòng)車輪。</p><p>　　(3)當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)不

26、同時(shí)，應(yīng)能充分的利用汽車的牽引力。</p><p>　　(4)能承受和傳遞路面和車架或車廂間的鉛垂力、縱向力和橫向力，以及驅(qū)動(dòng)時(shí)的反作用力矩和制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩。</p><p>　　(5)驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性。</p><p>　　(6)輪廓尺寸不大以便于汽車

27、的總體布置與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)。</p><p>　　(7)齒輪與其他傳動(dòng)部件工作平穩(wěn)，無噪聲。</p><p>　　(8)驅(qū)動(dòng)橋總成及其他零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求。</p><p>　　(9)在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率。</p><p>　　(10)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方

28、便，機(jī)件工藝性好，制造容易。</p><p><b>　　2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功用首先是增扭,降速,改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向,即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，其次,驅(qū)動(dòng)橋還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直立、縱向力和橫向力,遺跡制動(dòng)力矩和反作用力矩等。</p>

29、;<p>　　驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成,轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有等速萬向節(jié)。</p><p>　　設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：</p><p>　　1．選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　2．外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。</p

30、><p>　　3．齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。</p><p>　　4．在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。</p><p>　　5．具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。</p><p>　　6．與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

31、協(xié)調(diào)。</p><p>　　7．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便</p><p>　　8．某中型載貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)及強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)參數(shù)：</p><p>　　(1) 后輪距：1500mm</p><p>　　(2) 車輪半徑：509mm</p><p>　　(3) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩：560N.m／1400 r

32、／min</p><p>　　(4) 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=65513N</p><p>　　(5) 變速比：ig1=6.515</p><p>　　(6) 后懸架板簧托板中心距：1035mm</p><p>　　2.1 主減速器設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式</

33、p><p>　　主減速器的結(jié)構(gòu)型式，主減速器可根據(jù)齒輪類型,減速形式以及主,從動(dòng)齒輪的支承形式不同分類.</p><p>　　1. 主減速器的齒輪類型</p><p>　　主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪,雙曲面齒輪,圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。</p><p>　　比較幾種齒輪的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)。</p><p&g

34、t;　　弧齒錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是主從動(dòng)齒輪的軸線垂直相交于一點(diǎn)。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合, 因此螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷, 加之其輪齒不是在齒的全長上同時(shí)嚙合，面是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另—端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也是很小的,但弧齒錐齒輪對(duì)嚙合精度很敏感,齒輪副錐頂稍不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞,并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大。</p><p>　　2.

35、 主減速器的減速形式</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用中央單級(jí)主減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。影響減速形式選擇的因素有汽車類型、實(shí)用條件、驅(qū)動(dòng)橋處的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋數(shù)和布置形式以及主傳動(dòng)比。其中，的大小影響汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　(1) 中央單級(jí)減速器</p><p>　　單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,質(zhì)量小,尺寸緊湊,制造成本低等優(yōu)點(diǎn),因而廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比i0

36、＜7的汽車上.單級(jí)主減速器多采用一對(duì)弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng).單級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)形式,尤其是其齒輪的支承形式和拆裝方法,與橋殼的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān).</p><p>　　(2) 雙級(jí)主減速器</p><p>　　雙級(jí)主減速器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由兩級(jí)齒輪減速組成的主減速器.與單級(jí)主減速器相比,雙級(jí)主減速器在保證離地間隙相同時(shí)可得到大的傳動(dòng)比, i0一般為7～12;但其尺寸,質(zhì)量均較大,結(jié)構(gòu)復(fù)

37、雜,制造成本也顯著曾加,因此主要應(yīng)用在總質(zhì)量較大的商用車上.</p><p>　　(3) 雙速主減速器</p><p>　　雙速主減速器內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動(dòng)比.它與普通變速器相配合,可得到雙倍于變速器的檔位.雙速主減速器的高低檔傳動(dòng)比,是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動(dòng)機(jī)功率及變速器各檔傳動(dòng)比的大小來選定的.大的豬傳動(dòng)比用于汽車滿載行駛或在困難道路上行駛,以克服較大的行駛阻力并減少變

38、速器中間檔位的變換次數(shù);小的傳動(dòng)比則用于汽車空載、半載行駛或在良好路面上行駛,以改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和提高平均車速.</p><p>　　(4) 雙級(jí)貫通式主減速器</p><p>　　對(duì)于總質(zhì)量較大的多橋驅(qū)動(dòng)汽車，由于主傳動(dòng)比較大，多采用雙級(jí)貫通式主減速器。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可以分為錐齒輪-圓柱齒輪式和圓柱齒輪-錐齒輪式兩種形式。</p><p>　　3.

39、 主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支撐方案</p><p>　　圖2.1 主動(dòng)錐齒輪懸臂式支承形式</p><p>　　圖2.2 主動(dòng)錐齒輪跨置式支撐形式</p><p>　　圖2.3 從動(dòng)錐齒輪支撐形式</p><p>　　懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較跨置式較差，用于傳遞較小轉(zhuǎn)矩的主減速器上。</p><p>　　跨置式

40、支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪兩端的軸上均有軸承，這樣可大大增加支撐剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長度，使布置更緊湊，并可減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承所需的軸承座，使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主從動(dòng)齒輪之間的空隙很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限

41、制，有時(shí)布置不下或拆裝困難。</p><p>　　綜合比較兩種形式的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用懸臂式支撐方案。</p><p>　　2.1.2 主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定</p><p><b>　　1.主減速比的選擇</b></p><p>　　：車輪滾動(dòng)半徑0.496m</p><p>　　

42、：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率最大時(shí)主軸轉(zhuǎn)速2300rpm</p><p>　　：最高車速94km/h</p><p>　?。鹤兯倨髯罡邫n速比1</p><p>　　為了得到足夠的儲(chǔ)備功率，一般應(yīng)加大10%~25%，取大10%，則=4.575*1.1=5.032</p><p>　　主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定</p><p>　　(

43、1) 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　= (2.1)</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—計(jì)算轉(zhuǎn)矩，

44、；</b></p><p>　　—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； =560 </p><p>　　n—計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，n=1；</p><p>　　—變速器傳動(dòng)比，=6.515；</p><p>　　—主減速器傳動(dòng)比，i0=5.125；</p><p>　　η—變速器傳動(dòng)效率，取η=0.9；</p><

45、p>　　k—液力變矩器變矩系數(shù)，K=1；</p><p>　　—由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，Kd=1；</p><p>　　代入式(2.1)，有：</p><p>　　==16828.24</p><p>　　(2) 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　(2.2)

46、</b></p><p>　　式中 ——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，后橋所承載65513N的負(fù)荷;</p><p>　　——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車，取=0.85；對(duì)于越野汽車取1.0，計(jì)算時(shí)可取0.85;</p><p>　　m2——汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù),取1.2</p><p&

47、gt;　　——車輪的滾動(dòng)半徑，車輪的滾動(dòng)半徑為0.496m；</p><p>　　，——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，取0.9，由于沒有輪邊減速器取1.0</p><p><b>　　所以==36827</b></p><p>　　3. 錐齒輪主要參數(shù)選擇</p><p>　　(1)

48、 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和</p><p>　　選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：</p><p>　　1)為了磨合均勻，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)。</p><p>　　2)為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。</p><p>　　3)為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于乘用車，一般不少于9；對(duì)于

49、商用車，一般不少于6</p><p>　　4)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。</p><p>　　5)對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>　　取=8，則=5.032*=40.256所以取=41（40有公約數(shù)）， 因此最終選擇=41/8=5.125且 +=49〉40滿足要求。</p><p>　　(

50、2) 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)</p><p>　　對(duì)于單級(jí)主減速器，增加尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼高度尺寸和離地間隙，減小又影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支撐座得安裝空間和差速器的安裝。</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即</p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　式中 ——從動(dòng)齒輪大

51、端分度圓直徑(mm);</p><p>　　——直徑系數(shù)，一般取13.0～15.3；</p><p>　　——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，.</p><p>　　故 =(13.0～15.3)=(333.13～392.07)</p><p>　　初選=350 則=/=350/46=8.54</p><p>　　參考

52、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取= 9，且=(0.3～0.4)=(7.69～10.25)所以滿足條件，則=369</p><p>　　(3) 主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和</p><p>　　對(duì)于從動(dòng)齒輪的齒面好寬，推薦不大于其節(jié)錐距的0.3倍，而且應(yīng)滿足，一般也推薦=0.155.對(duì)于弧齒錐齒輪，一般比大10%。</p><p>　　=0.155369=57.195 </

53、p><p><b>　　取60，取66mm</b></p><p>　　(4) 中點(diǎn)螺旋角</p><p>　　螺旋角沿齒寬是變化的，齒輪打斷的螺旋角最大，輪齒小段的螺旋角最小。</p><p>　　弧齒錐齒輪副的重點(diǎn)螺旋角是相等的。</p><p>　　同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，

54、而且齒輪的強(qiáng)度越高。</p><p>　　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°。</p><p><b>　　(5) 螺旋方向</b></p><p>　　從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是

55、相反的。螺旋方向與錐齒輪的螺旋方向影響其受軸向力的方向。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止齒輪因卡死而損壞。</p><p>　　(6) 法向壓力角</p><p>　　法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減小齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)。對(duì)于弧齒錐齒輪，乘用車的а一般選用14°30’或16°,商用車的а為20

56、6;或22.5°,這里取а＝20°。</p><p>　　4. 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　表2.1 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表</p><p>　　5. 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　(1) 單位齒長圓周力</p><p>　　

57、主減速器錐齒輪的表面耐磨性，通常輪齒上的單位齒長圓周力來估算，即</p><p>　　N／mm (2.4)</p><p>　　式中：P——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N； </p><p>　　F ——作用在齒輪上的圓周力，N； </p><p>　　—

58、—從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取60mm. </p><p>　　1)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：</p><p>　　N／mm (2.5)</p><p>　　式中： ——變速器的傳動(dòng)比，6.515； </p><p>　　——主動(dòng)錐齒輪分度圓直徑：= =72mm</p><p>　　——發(fā)

59、動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取560；</p><p>　　按上式=986.18N／mm </p><p>　　P=715.18<[P],校核滿足要求。</p><p>　　2)按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算：</p><p>　　后驅(qū)動(dòng)橋在滿載狀態(tài)下的靜載荷： =65513N;</p><p>　　汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷

60、轉(zhuǎn)移系數(shù)： =1.2；</p><p>　　輪胎與路面之間的付著系數(shù)： =0.85;</p><p>　　車輪滾動(dòng)半徑： =0.496m; =H+d/2;</p><p>　　主減速器從動(dòng)齒輪到車輪間的傳動(dòng)比： =1；</p><p>　　主減速器從動(dòng)齒輪到車輪間的傳動(dòng)效率： =0.9。</p><p>　　=3

61、69mm ； = 60mm </p><p>　　將各參數(shù)代入上式得：p= 1375Mpa<[p]=1429Mpa</p><p><b>　　齒輪表面耐磨性合格</b></p><p>　　(2) 齒輪彎曲強(qiáng)度</p><p>　　錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為：</p><p>

62、　　= (2.6)</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，對(duì)于主動(dòng)齒輪=3350.5,對(duì)從動(dòng)齒輪，中的較小值，為16828.24</p><p>　　—過載系數(shù)，一般取1；</p><p>　　—尺寸系數(shù)，0.697；</p>

63、<p>　　—齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)，k取=1.1；</p><p><b>　　—質(zhì)量系數(shù)，取1；</b></p><p>　　b—所計(jì)算的齒輪齒面寬；=66mm =60mm</p><p>　　D—所討論齒輪大端分度圓直徑；=72mm =369mm</p><p>　　—齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)

64、，選取小齒輪的＝0.27，大齒輪＝0.25.；</p><p>　　===489.41MPa</p><p>　　主從動(dòng)錐齒輪的≤[]=700MPa，輪齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　(3) 輪齒接觸強(qiáng)度</p><p>　　錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為：</p><p><b>　　(2.7)&l

65、t;/b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，MPa；</p><p>　　—主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，mm；=72mm</p><p>　　b—主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值；b=60mm</p><p>　　—齒面品質(zhì)系數(shù)，取1.0；

66、</p><p>　　—綜合彈性系數(shù)，取232.6N1/2/mm；</p><p>　　—尺寸系數(shù)，取1.0；</p><p>　　—齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，查表取0.229；</p><p>　　—主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；Tz=16828.24N.m</p><p>　　k0、km、kv選擇同式(2.7)</p&g

67、t;<p>　　將各參數(shù)代入式 (2.8)，有：</p><p>　　=2237.21 MPa</p><p>　　≤[]=2800MPa，輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　6. 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算</p><p>　　錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上租用有一法向力。該法向力可以分解為沿齒輪切線方向的

68、圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。</p><p>　　(1) 錐齒輪齒面上的作用力</p><p>　　齒寬中點(diǎn)處的圓周力為</p><p>　　＝　N　 (2.8)</p><p>　　式中：——作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩</p&

69、gt;<p>　　——該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑。</p><p>　　按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 ==7.54KN</p><p>　　(2) 錐齒輪的軸向力和徑向力</p><p>　　圖2.4 主動(dòng)錐齒輪齒面受力圖</p><p>　　如圖2.4所示，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮D(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，

70、F 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力，在A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn)分解成兩個(gè)相互垂直的力F和，F(xiàn)垂直于OA且位于∠OO′A所在的平面，位于以O(shè)A為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力F和沿節(jié)圓母線方向的力。F與之間的夾角為螺旋角，F(xiàn)與之間的夾角為法向壓力角，這樣有:</p><p><b>　　(2.9)</b></p><p><

71、;b>　　(2.10)</b></p><p><b>　　(2.11)</b></p><p>　　于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為:</p><p><b>　　(2.12)</b></p><p><b>　　(2.13)</b><

72、;/p><p>　　由式(2.12)可計(jì)算-3719.94N</p><p><b>　　=4299.2N</b></p><p>　　作用在從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為:</p><p><b>　　(2.14)</b></p><p><b>　　(2.1

73、5)</b></p><p>　　由上式可計(jì)算5823.4N</p><p><b>　　=2277.21N</b></p><p>　　(3) 主減速器錐齒輪軸承載荷的計(jì)算</p><p>　　對(duì)于主動(dòng)齒輪采用懸臂式支撐，對(duì)于從動(dòng)齒輪采用傳統(tǒng)的跨置式支撐方式。</p><p>　　

74、對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖2.5所示</p><p>　　圖2.5單級(jí)主減速器軸承布置位置</p><p>　　軸承A，B的徑向載荷分別為</p><p>　　R= (2.16)</p><p><b>　　(2.17)</b></p><p&

75、gt;　　求得=-3719.94N，=4299.2N，a=110mm ，b=40mm，c=100mm ,d=180mm</p><p><b>　　軸承A的徑向力=</b></p><p><b>　　=3578N</b></p><p><b>　　其軸向力為0</b></p><

76、;p><b>　　軸承B的徑向力R=</b></p><p>　　=12400.86N</p><p><b>　　其軸向力為0</b></p><p><b>　　對(duì)于軸承A</b></p><p>　　采用圓柱滾子軸承，采用30210型軸承，此軸承的額定動(dòng)載荷為72.

77、2KN，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 取X=1 則Q=1=3578N</p><p><b>　　(s)</b></p><p>　　式中 ——溫度系數(shù)，取1.0</p><p>　　——載荷系數(shù)，取1.2</p><p>　　L= =4.81 (s)</p><p>　　對(duì)于無輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)

78、橋來說，主減的從動(dòng)齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　則主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　所以軸承能工作的額定軸承壽命為</p><p>　　若大修里程S定為100000公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命</p><p><b>　　即</b></p><p>　　而，故軸承符合使用要求</

79、p><p>　　對(duì)于軸承B 是一對(duì)軸承</p><p>　　對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y值按雙列軸承選用，e值與單列軸承相同。在此選用30210型軸承，此軸承的額定動(dòng)載荷為32.2KN。</p><p><b>　　派生軸向力</b></p><p><b>　　軸向載荷：

80、 </b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　　:沖擊載荷系數(shù)，取1.2</p><p><b>　　=N</b></p><p>　　，故軸承符合使用要求</p><p>　　對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承C ，D </p><

81、;p>　　選用圓錐滾子軸承，選用30213，軸承的額定動(dòng)載荷為112KN，經(jīng)過校核，符合使用要求。</p><p><b>　　2.1.3 小結(jié)</b></p><p>　　本章運(yùn)用傳統(tǒng)理學(xué)的計(jì)算方法，利用已知的數(shù)據(jù)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的尺寸進(jìn)行了計(jì)算，在計(jì)算結(jié)果和理論經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)果形式進(jìn)行了具體選擇。并且對(duì)所選擇的結(jié)果進(jìn)行了強(qiáng)度校核和壽命計(jì)算等，均滿足設(shè)計(jì)要

82、求。</p><p>　　2.2 差速器設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際上的車輪、道路以及他們之間的相互關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長。另外，即使汽車作直線行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)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(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差

83、等原因引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪行程不等。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(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會(huì)是輪胎過早磨損、無益地消耗功率和燃料以及驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)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(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑能力而使

84、穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)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(dòng)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不同時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。在此，選用對(duì)稱錐齒輪式差速器。</p><p>　　2.2.1 對(duì)稱錐齒輪式差速器工作原理</p><p>　　其工作原理如圖2.6所示</p><p>　　為主減速器從

85、動(dòng)齒輪或差速器殼的角速度；分別為左右兩半軸的角速度；為差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩；為差速器的內(nèi)摩擦力矩；分別為左右兩半軸對(duì)差速器的反轉(zhuǎn)矩。</p><p><b>　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析可得</b></p><p><b>　　(2.18)</b></p><p>　　顯然，當(dāng)一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時(shí)，另一側(cè)半軸將以2倍的差速器殼體角速度旋轉(zhuǎn)；當(dāng)

86、差速器殼體不轉(zhuǎn)時(shí)，左右半軸將等速、反向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)力矩平衡可得</p><p><b>　　(2.19)</b></p><p>　　普通錐齒輪差速器的鎖緊洗漱k一般為0.05-0.15，兩半軸的轉(zhuǎn)矩比為1.11-1.35，這說明左右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大，故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對(duì)于在良好路面上行駛的汽車來說是很合適的。當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘、

87、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)很兇時(shí)，盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減小，無法發(fā)揮潛在的牽引力，以致汽車停駛。</p><p>　　2.2.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。如圖2.7所示。由

88、于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。</p><p>　　圖2.7 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器</p><p>　　1，12-軸承；2-螺母；3，14-鎖止墊片；4-差速器左殼；5，13-螺栓；6-半軸齒輪墊片；7-半軸齒輪；8-行星齒輪軸；9-行星齒輪；10-行星齒輪墊片；11-差速器右殼</p><p>

89、　　2.2.3 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇</p><p>　　(1) 行星齒輪數(shù)n</p><p>　　農(nóng)用運(yùn)輸車承載較大采用4個(gè)行星齒輪。</p><p>　　(2) 行星齒輪球面半徑</p><p>　　行星齒輪球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大

90、小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定。圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。</p><p>　　球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定：</p><p>　　mm (2.20)</p><p>　

91、　式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.52～2.99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的載貨汽車取小值；</p><p>　　T——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取Tce和Tcs的較小值，N·m.</p><p>　　根據(jù)上式=2.8=71.75mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距A=75mm</p><p>　　(3) 行星齒輪與半軸齒輪的選擇</p><p>　　為了

92、使齒輪有較高的強(qiáng)度，希望取較大的模數(shù)，但尺寸會(huì)曾大，于是又要求行星齒輪的齒數(shù)盡量少。但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25，大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比/在1.5～2.0的范圍內(nèi)。</p><p>　　在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(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地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為：</p>

93、;<p><b>　　(2.21)</b></p><p>　　式中：，——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來說，=</p><p><b>　　——行星齒輪數(shù)目；</b></p><p>　　在此=10，=18 滿足以上要求。</p><p>　　(4) 差速器圓錐齒輪

94、模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定</p><p>　　先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，</p><p>　　==29.055° =90°-=60.945°</p><p>　　再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m</p><p>　　m====6.62mm</p><p&

95、gt;　　由于強(qiáng)度的要求在此取m=6mm</p><p>　　得mm =6×18=108 mm</p><p><b>　　(5) 壓力角α</b></p><p>　　汽車差速器的齒輪大都采用22.5°的壓力角，齒高系數(shù)為0.8的齒形。某些總質(zhì)量較大的商用車采用25°壓力角，以提高齒輪強(qiáng)度。在

96、此選22.5°的壓力角。</p><p>　　(6) 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L</p><p>　　行星齒輪的安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常取：</p><p><b>　　(2.22)</b></p><p>　　式中：——差速器傳

97、遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；在此取16828.24N·m</p><p>　　——行星齒輪的數(shù)目；在此為4</p><p>　　——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm， ≈0.5d， d為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而d≈0.8；</p><p>　　——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取98 MPa</p><p>　　根據(jù)上式

98、 =86.4mm =0.5×86.4=43.2mm</p><p>　　≈30.06mm 33.07mm</p><p>　　2. 差速器齒輪的幾何計(jì)算</p><p>　　表2.2汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表</p><p>　　3. 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　差速器齒輪的

99、尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度(Mpa)為</p><p>　　= MPa (2.23)</p><p>　　式中：——差速器的行星齒輪數(shù)；</

100、p><p>　　——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，</p><p>　　——差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式</p><p>　　在此為2524.23N·m；</p><p><b>　　——半軸齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　根據(jù)上式==300.48MP

101、a〈980 MPa</p><p>　　所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　2.2.4 小結(jié)</b></p><p>　　本章對(duì)差速器的尺寸進(jìn)行了

102、具體的計(jì)算，對(duì)差速器的結(jié)果形式進(jìn)行了選擇并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了校核。</p><p>　　2.3 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于傳動(dòng)系的末端,其基本共用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪.對(duì)于斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋,驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置為萬向傳動(dòng)裝置;對(duì)于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋,驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的主要零件為半軸。</p><p>　　半軸根據(jù)其車

103、輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。</p><p>　　半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對(duì)車輪的反力所引起的全部力和力矩。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所受載荷較大，用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車上。</p><p>　　3／4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸

104、套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。該形式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用在乘用車和質(zhì)量較小的商用車上。</p><p>　　全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(lián)，而輪轂又借用兩個(gè)圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上。理論上來說，半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受。但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同女、半軸法蘭

105、平面相對(duì)其軸線不垂直等因素，會(huì)引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為5～70MPa。全浮式半軸主要用于質(zhì)量較大的商用車上。</p><p>　　2.3.1 結(jié)構(gòu)形式分析</p><p>　　半軸根據(jù)其車輪端支承方式不同,可分為半浮式,3/4浮式和全浮式。</p><p>　　半軸是差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與

106、輪轂連接。本設(shè)計(jì)采用全浮式半軸。</p><p>　　全浮式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受任何反力和彎矩，因而廣泛應(yīng)用于各類汽車上。全浮式半軸易于拆裝，只需擰下半軸突緣上的螺栓即可抽出半軸，而車輪與橋殼照樣能支持汽車，從而給汽車維護(hù)帶來方便。 　　半浮式半軸既傳遞扭矩又承受全部反力和彎矩。它的支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，因而被廣泛用于反力彎矩較小的各類轎車上。但這種半軸支承拆取麻煩，且汽車行駛中若半軸折斷則易造成車輪飛脫的危

107、險(xiǎn)。</p><p>　　1、 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定</p><p>　　全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩可有附著力矩求得，其中，的計(jì)算，可根據(jù)以下方法計(jì)算，并取兩者中的較小者。</p><p>　　若按最大附著力計(jì)算，即</p><p><b>　　(2.24)</b></p><p>　

108、　式中：——輪胎與地面的附著系數(shù)取0.8；</p><p>　　——汽車加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取1.2～1.4在此取1.2。</p><p>　　根據(jù)上式 =31446.24 N ，

109、

110、 </p><p><b>　　15597.34</b></p>

111、;<p>　　若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即</p><p><b>　　(2.25)</b></p><p>　　式中：——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器取0.6；</p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，560N·m；</p><p>　　——汽車傳動(dòng)效率，計(jì)算時(shí)取0.9；<

112、;/p><p>　　——傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比；</p><p>　　——輪胎的滾動(dòng)半徑，0.496m。</p><p>　　根據(jù)上式31446.24 N</p><p>　　在此31446.24N =15597.34N·m</p><p>　　2.3.2 全浮式半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><

113、p>　　1.全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式初步選取</p><p><b>　　(2.26)</b></p><p>　　K為直徑系數(shù)，取0.205～0.218</p><p>　　取小值為15597.34，根據(jù)上式d= mm</p><p>　　根據(jù)強(qiáng)度要求在此取53mm。</p><p&

114、gt;　　2.半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑，以便使半軸各部分基本達(dá)到等強(qiáng)度。</p><p>　　3.半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑，尤其是凸緣與桿部、花鍵與桿部的過渡部分，以減小應(yīng)力集中。</p><p>　　4.當(dāng)桿部較粗且外端凸緣也較大時(shí)，可采用兩端用花鍵連接的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　5.設(shè)計(jì)全浮式

115、半軸桿部的強(qiáng)度儲(chǔ)備應(yīng)低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳力零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半軸起一個(gè)“熔絲”的作用。</p><p>　　2.3.3 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為</b></p><p>　　MPa (2.27)</p><p>　　式中：——半軸

116、的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m在此取15597.34 Nm；</p><p>　　——半軸桿部的直徑，d=53mm</p><p>　　根據(jù)上式＝＝533.8 MPa< =(490～588) MPa</p><p><b>　　所以滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p><b>　　半軸的扭轉(zhuǎn)角為</

117、b></p><p><b>　　(2.28)</b></p><p>　　式中，為扭轉(zhuǎn)角；為半軸長度，取=1200/2=600mm，G為材料剪切彈性模量，為半軸截面極慣性矩，lp=22986.37mm。</p><p>　　轉(zhuǎn)角宜為每米長度～。計(jì)算較核得7.36，滿足條件范圍。</p><p>　　2.3.4

118、半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理</p><p>　　將加工花鍵的端部做得粗些可以使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加，通常取10齒(轎車半軸)至18齒(載貨汽車半軸)。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。</p><p>　　半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如40Cr，40CrMnMo

119、，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi等。40MnB是我國研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為HB388—444(突緣部分可降至HB248)。近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。這種處理方法使半軸表面淬硬達(dá)HRC52～63，硬化層深約為其半徑的1／3，心部硬度可定為HRC30—35；不淬火區(qū)(突緣等)的硬度可定在HB248～277范圍內(nèi)。由于

120、硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得十分顯著。由于這些先進(jìn)工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳(40號(hào)、45號(hào))鋼的半軸也日益增多。</p><p>　　2.3.5 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 </p><p>　　在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力