【正文】 .................................... 22 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定 ........................................................................ 22 半軸的強(qiáng)度計(jì)算 ............................................................................................ 22 半軸花鍵的剪切應(yīng)力與擠壓應(yīng)力的計(jì)算校核 ............................................ 23 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角 ........................................................................................ 23 6 驅(qū)動橋殼 ........................................................................................................................... 25 驅(qū)動橋殼的型式 ....................................................................................................... 25 橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 ....................................................................................................... 25 驅(qū)動橋殼在靜止時(shí)的彎曲應(yīng)力 .................................................................... 25 載貨汽車在路況較差的路面上的強(qiáng)度計(jì)算 ................................................ 25 載貨汽車在以發(fā)動機(jī)最大功率時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算 ............................................ 26 載貨汽車在緊急剎車時(shí)驅(qū)動橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 ............................................ 27 結(jié) 論 ............................................................................................................................... 29 謝 辭 ............................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 31 1 1 前 言 伴隨著科技的日新月異，貨物運(yùn)輸?shù)姆绞揭灿辛硕嘣倪x擇。盡管如此，載貨汽車在我們的生活中仍然在貨物運(yùn)輸方面充當(dāng)著 中堅(jiān)力量，所以一個(gè)質(zhì)量有保證的載貨汽車才能保證貨物運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性。 驅(qū)動橋在 汽車整體傳動系統(tǒng)中處在最后位置 ，它的功能是將汽車發(fā)動機(jī)傳遞過來的轉(zhuǎn)矩通過主 減速器、差速器、半軸等一系列裝置傳遞到車輪，使汽車能正常的行駛；同時(shí)，驅(qū)動橋還要承受來自車架和車身對于地面的之間的重力和橫向力。 由此可見，驅(qū)動橋在汽車的組成中的地位也是十分重要的。一個(gè)良好的驅(qū)動橋是保證汽車能良好運(yùn)行的一個(gè)重要保障之一。 對于汽車驅(qū)動橋，在汽車史上已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗(yàn)積累。國內(nèi)外對于驅(qū)動橋的研究也是十分重視的。目前國內(nèi)對于驅(qū)動橋的發(fā)展來說，應(yīng)該是處于一個(gè)上升階段，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國也已經(jīng)能夠自主獨(dú)立地設(shè)計(jì)出并生產(chǎn)出屬于自己品牌的驅(qū)動橋，但是與國外相比，我國生產(chǎn)制造出的驅(qū)動橋仍然和 國際水平有一定 的差距，尤其是在模擬運(yùn)動方面，以及精密儀器加工的時(shí)候，由于軟件和硬件的技術(shù)都有一定的差距，從而導(dǎo)致驅(qū)動橋整體生產(chǎn)出來后的質(zhì)量產(chǎn)生了一定的差距。 隨著汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和時(shí)速的不斷提高，從人們的環(huán)保意識和對噪音污染的意識的深入，降低汽車在行駛中的噪音和節(jié)省燃油也成為了在設(shè)計(jì)汽車中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。驅(qū)動橋的傳遞效率主要取決于驅(qū)動橋中的各個(gè)部件之間的軸承以及齒輪之間的配合產(chǎn)生的摩擦損失；而噪音主要來自驅(qū)動橋中的齒輪和另外的傳動件，所以在驅(qū)動橋中正確選擇齒輪嚙合，軸承的型號以及如何配合還有潤滑方式的選擇，都是影響驅(qū)動橋質(zhì)量的好壞的因素。 設(shè)計(jì)驅(qū)動橋，我們可以按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來借鑒設(shè)計(jì)。雖然驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式有各式各樣，但是真正在實(shí)際運(yùn)用中，對于驅(qū)動橋的基本要求 卻是一樣的。所以在設(shè)計(jì)驅(qū)動橋的時(shí)候可以總結(jié)出如下的幾點(diǎn)要求： ， 要能夠使載貨汽車有足夠的動力同時(shí)節(jié)省汽油 。 ，同時(shí)還要保證和地面間一定的安全距離。 ，不能產(chǎn)生過大的噪音。 。 ，用來承受和傳遞車身以及發(fā)動機(jī)之間的力矩。 ，應(yīng)使驅(qū)動橋的質(zhì)量盡量小，以保證汽車在行駛中的平穩(wěn)和通順性。 ，工藝性要好，制造方便，調(diào)整，拆卸，安裝，維修，保養(yǎng)要方便。 2 2 驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)型式和布置 對于 設(shè)計(jì)汽車驅(qū)動橋，我們第一點(diǎn)就要確定驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式。 在驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式的 確定 時(shí)， 我們要從汽車的類型和功能的角度出發(fā)，因?yàn)槠嚨念愋秃凸δ懿灰粯?，所使用到的?qū)動橋 結(jié)構(gòu)型式也不一樣 。因此，在我們設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該選擇一個(gè)具體型式的汽車驅(qū)動橋時(shí)，必須滿足于前面所說的幾項(xiàng)要求，從而能保證所設(shè)計(jì)出來的驅(qū)動橋?qū)τ谄嚳梢杂蟹€(wěn)定的行駛效率。 關(guān)于驅(qū)動橋的 結(jié)構(gòu)型式 ，按照驅(qū)動橋在 工作 時(shí)的 特征，可以分為兩大類：斷開式驅(qū)動橋和非斷開式驅(qū)動橋。 如下圖 21，圖 22： 圖 21 斷開式驅(qū)動橋 圖 22 普通的 非斷開式驅(qū)動橋 非斷開式驅(qū)動橋，由于它的整體 結(jié)構(gòu)相對 來說比較 簡單， 并且制造 成本不高， 同時(shí)它在 工作 時(shí) 穩(wěn)定可靠， 所以應(yīng)用十分廣泛，多用于各種載貨汽車以及城市公交車上，另外很 大 一 部分 的越野車和一些家用車 也 都 采用了這種 普通 非斷開式驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu) 型式 。 因本 次 設(shè)計(jì)是關(guān) 于載貨汽車的后驅(qū)動橋，根據(jù)上述闡明的優(yōu)點(diǎn)來看，本次驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式我們選擇非斷開式驅(qū)動橋。 3 而 斷開式驅(qū)動 橋的特點(diǎn)是對于非斷開式驅(qū)動橋來說，它的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜， 而且內(nèi)部零件比非斷開式驅(qū)動橋要多，能有效減少振動，可以使壽命延長，多用在一些高檔的家用汽車和一些比賽中需要穩(wěn)定性的越野車上使用，對于路況多 為公路的載貨汽車來說，使用斷開式驅(qū)動橋的經(jīng)濟(jì)效益來說，意義不大。 表 21 設(shè)計(jì)載貨汽車的主要參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)值 單位 汽車滿載質(zhì)量 4000 Kg 汽車質(zhì)量 2021 Kg 發(fā)動機(jī)最大功率 80 Kw 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 230 NM 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（最大功率） 3500 r/min 最高時(shí)速 110 Km/h 輪距 1400 mm 輪胎型號 295/80 子午線輪胎 滿載時(shí)載荷分布 前 1900；后 2100 kg 鋼板彈簧座中心距 830 mm 變速器 6 檔手動 無 4 3 主減速器 主減速器的 基本參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式 其基本參數(shù)包括了主減速比，而結(jié)構(gòu)型式是依據(jù) 它的齒輪的種類和主動 螺旋錐 齒輪以及從動 螺旋錐 齒輪的支承型式和安置方法來決定。 主減速比的確定 主減速比 i0的大小，對于整個(gè)主減速器 的 影響很大 ，其中尤其是對于載貨汽車運(yùn)輸時(shí)的動力和發(fā)動機(jī)傳出的轉(zhuǎn)矩是否能高效利用，因此一個(gè)合適 的主減速比 i0，可以使載貨汽車的動力性得到明顯地改善，同時(shí)也可以提高載貨汽車的最高時(shí)速 ， 并且功率傳遞損失也更小，也同時(shí) 可以節(jié)省燃料 ，符合低碳經(jīng)濟(jì)生活 。 對載貨汽車來說，最高時(shí)速相比那些在賽道上的競速賽車來說，并沒有那么重 要，因此我們可以降低載貨汽車的 最高時(shí)速 來得到足夠大的功率 。主減速比 i0一般按照如下來計(jì)算： I0=(~) ?????????????????????? (31) 式中： Rr—— 車輪的滾動半徑， 經(jīng)計(jì)算為 ； Np—— 發(fā)動機(jī) 的 轉(zhuǎn)速 ,3500r/min； Vmax—— 載貨汽車 的最高時(shí)速， 110km/h； Igh—— 最高檔傳動比，取 1； 將各數(shù)值代入，得： ≤ i0≤ 。綜合考慮，主減速比初步定為 i0= 主減速器的齒輪類型選擇 圖 31 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 在現(xiàn)代汽車的構(gòu)造中，應(yīng)用最為廣泛的主減速器 齒輪類型是“格里森”制或“奧利康”制的螺旋錐齒輪 如圖 31(a)和雙曲面齒輪 如圖 32(b)。 螺旋錐齒輪的特點(diǎn)是能夠一直平衡穩(wěn)定地傳遞轉(zhuǎn)矩 ， 并且可以使整個(gè)系統(tǒng)的振動和噪音保持一個(gè)較低的水平 ，同時(shí)也可以承受 較大的載荷 。而雙曲面齒輪也具有相同的特點(diǎn)，但在主減速比 i0≥ 的情況下，選擇螺旋錐齒輪更為合理，而在一些家用轎車的驅(qū)動橋上，一般選擇雙曲面齒輪，因?yàn)槟鼙ＷC驅(qū)動橋整體的尺寸相對來說比較小一些 。 5 另外 ，在 兩種 齒輪 的加工過程中，螺旋錐齒輪的加工要比雙曲面齒輪的加工相對來說比較簡單。 綜合本 次 設(shè)計(jì) 的 主減速比 i0為 的情況下，考慮主減速器齒輪類型 選擇“格里森”制的螺旋錐齒輪。 主減速器中的主、從螺旋錐齒輪的支承和安裝的方式 通過查閱相關(guān)資料了解到， 主減速器的主動 螺旋 錐齒輪的支承 方式 有兩種，分別是懸臂式和騎馬式。 兩者相比，在 家用 轎車和一些輕型的載貨汽車上，由于載荷 相對來說不算太 大，主減速器的主動 螺旋錐齒輪應(yīng)該選擇制造方便，經(jīng)濟(jì)效益好的 懸臂式支承，而支承軸承則選擇使用圓錐滾子軸承。 而對于從動 螺旋 錐齒輪，在 家用 轎車和輕型載貨汽車上，主減速器的從動 螺旋 錐齒輪 大多是采用無幅式 的 結(jié)構(gòu)，這樣可以提高齒輪的強(qiáng)度，增加齒輪的使用壽命。 根據(jù)上述綜合考慮到本次設(shè)計(jì)為輕型載貨汽車，主減速器的 主動 螺旋 錐齒輪采用懸臂式，軸承為圓錐滾子軸承；從動 螺旋 錐齒輪采用無幅式，軸承為圓錐滾子軸承。 主減速器的減速型式 主減速器的減速型式一般有單級減速和 雙級減速 兩種。其 選擇 的 主要 方式也 是 要從汽車類型和汽車的主要功能的角度所出發(fā)。通常來說 ，當(dāng)主減速比 i0不大于 時(shí)，減速型式應(yīng)選單級減速；當(dāng)主減速比 i0在 到 12 時(shí)，減速型式應(yīng)選擇雙級減速。 根據(jù)查閱有關(guān)的資料總結(jié)出，一般來看 家用轎車，輕型載貨汽車和一些中型載貨汽車都采用單級減速型式。這是由于單級主減速器具有結(jié)構(gòu) 較雙級減速器 簡單、體積以及質(zhì)量都較小，加工 難易度也不高，制造成本相比也不算高 ，具 有良好 的經(jīng)濟(jì)性，所以應(yīng)用十分廣泛。 由于本次設(shè)計(jì)的 載貨汽車的主減速比 i0=，綜上所述，主減速器的減速型式采用一對螺旋錐齒輪的單級主減速器。 主減速器的計(jì)算 確定主減速比 i0、主減速器的齒輪類型、以及主減速器的支承 和安裝方式， 減速型式之后，要進(jìn)行 對 主減速器的各個(gè)部件的計(jì)算。 主減速器齒輪計(jì)算載荷確定 一般來說是以 主減速器的從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩 T1 和 T2 其中的較小的一個(gè)，作為載貨汽車 齒 輪的計(jì)算載荷 。公式如下： T1=TmaxITLK0ηT/n (32) T2=??2?????????????????? (33) 式中： Tmax—— 發(fā)動機(jī) 最大轉(zhuǎn)矩， 230NM ； ITL—— 發(fā)動機(jī)到主減速器的最低檔傳動比， ITL=I0 I1=； 本次設(shè)計(jì)載貨汽車為手動 6 檔，分別為 5 前進(jìn)檔， 1倒檔，傳動比如下分配。 6 I1= I2= I3= I4= I5= I 倒 = K0—— 超載系數(shù)， K0=1； ηT—— 傳動系的傳動效率， ηT=； n—— 該車驅(qū)動橋的個(gè)數(shù)， n=1； G2—— 汽車滿載時(shí)，驅(qū)動橋給水平地面最大的負(fù)荷， 20580N； φ—— 輪胎對地面附著系數(shù)， φ =； Rr—— 見式 (31)下解釋 ， ； ILB—— 主減速器從動輪到驅(qū)動輪之間傳動比，取 1； ηLB—— 主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪的傳遞效率，取 ； 將各項(xiàng)代入計(jì)算，得： T1=?M T2=?M 主減速器從動齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 T3 根據(jù)式（ 32）、（ 33）得到的計(jì)算載荷為最大轉(zhuǎn)矩，而不是主減速器的正常轉(zhuǎn)矩。