【正文】 對圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直上方；輪式裝載機(jī)的輪邊減速器一般為行星式，以減小其尺寸，獲得大的傳動(dòng)比，且將其安裝在輪轂內(nèi)。 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 斷開式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒有一個(gè)連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運(yùn)動(dòng)，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。 多橋驅(qū)動(dòng)的布置 為了提高裝載量和通過性，有些重型機(jī)械及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動(dòng)，常采用的有4688等驅(qū)動(dòng)型式。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對 88汽車來說，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜，也難于布置了。為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點(diǎn)是，不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動(dòng)橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。第三章 主減速器設(shè)計(jì) 主減速器是車輛傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的車輛，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于車輛在各種道路上行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。由上表選定減速型式為單級(jí)減速附行星輪邊減速，如圖 21所示。 結(jié)構(gòu)型式表31減速形式減 速 型 式特 點(diǎn)應(yīng) 用單級(jí)減速結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本低、傳動(dòng)比一般在7以下中小型底盤，如JSJS2 小反斗車、 裝載機(jī)前置錐齒輪雙級(jí)減速可得較大傳動(dòng)比（5~9，最大可達(dá)11）和離地間隙，橋的縱向尺寸大，傳動(dòng)軸的夾角增大較長軸距的中、重型底盤，如QQY8汽車起重機(jī)上置錐齒輪雙極減速傳動(dòng)裝置布置較高，便于傳動(dòng)軸通過，車身較高多橋驅(qū)動(dòng)底盤， 如上安QY15（SH361）PY160 平地機(jī)等單級(jí)減速附外嚙合輪邊減速橋的中央部分、差速器、半軸負(fù)荷減小、尺寸小、提高離地間隙中、大型底盤，如Z42 裝載機(jī)單級(jí)減速附行星輪邊減速橋中部差速器，半軸體積小，縮短橋中心到傳動(dòng)軸凸緣的距離，行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，半軸與輸出驅(qū)動(dòng)軸同軸，傳動(dòng)比可達(dá)12~18工程機(jī)械和重型汽車上廣泛應(yīng)用，如ZL50、ZLZLSH380、TL160、CL70雙級(jí)減速附行星輪邊減速是前兩種結(jié)構(gòu)的組合，減速比很大，增大扭矩，減低重心超重型多橋底盤如QD100 汽車起重機(jī)圖31 錐齒輪齒形（1）直錐齒輪，如圖 31（a）所示，齒線形狀為直線，是最簡單的型式，便于加工。缺點(diǎn)是直錐齒輪的小齒輪齒數(shù)小于8～9個(gè)就產(chǎn)生根切，因此得不到大的傳動(dòng)比，且重疊系數(shù)小，齒面接觸區(qū)小。故在主傳動(dòng)中一般不采用。（2）零度弧齒錐齒輪，即弧齒錐齒輪中，其中點(diǎn)螺旋角b = 0 （圖31（b））。其性能介于直錐齒輪與螺旋錐齒輪之間，同時(shí)嚙合的齒數(shù)比直錐齒輪多，傳遞載荷較大。一般用在載荷較大而軸向力不大的主傳動(dòng)上。（3）弧齒螺旋錐齒輪，中點(diǎn)螺旋角不等于零的其他弧齒錐齒輪（圖31（c））所示。其優(yōu)點(diǎn)是：不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可為5～6，傳動(dòng)的傳動(dòng)比大；同時(shí)嚙合齒數(shù)較多，重疊系數(shù)大，在高速和大傳動(dòng)比工作時(shí)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音??；可采用不等的齒側(cè)面曲率半徑，使接觸區(qū)位于輪齒中部，提高傳動(dòng)的耐久性和可靠性。并使齒輪嚙合對裝配錯(cuò)位不像直齒敏感，從而裝配較容易。（4）準(zhǔn)雙曲面齒輪，如圖32所示。它的外形與弧齒錐齒輪相似，加工方法也用弧齒錐齒輪機(jī)床。但是這種齒輪相當(dāng)于把垂直相交的小齒輪軸線，向下或向上偏移了E距離，如圖所示，E稱偏置距。和螺旋錐齒輪相比，由于主動(dòng)齒輪螺旋角增大（可達(dá)50176。左右），可使主動(dòng)錐齒輪軸加粗，增大了端面模數(shù)，提高嚙合剛度和壽命，重疊系數(shù)更大，因此傳動(dòng)更平穩(wěn)，負(fù)荷能力加大。有由于主、從動(dòng)齒輪軸線不相交，這就可以提高驅(qū)動(dòng)橋高度，增大離地間隙，提高越野能力?；蚩墒管圀w重心下降，增加平穩(wěn)性。缺點(diǎn)是齒面滑移大，軸承推力大，傳動(dòng)效率低，（螺旋錐齒輪h = 95%）加工精度要求高。根據(jù)各種齒輪的優(yōu)缺點(diǎn)和裝載機(jī)的工作特點(diǎn)，選定為弧齒螺旋錐齒輪。圖32 準(zhǔn)雙曲面齒輪 支承方案 主動(dòng)錐齒輪的支承 主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結(jié)構(gòu)（如圖33（a）示）。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。跨置式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的1／30以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%左右。圖33 主、從動(dòng)錐齒輪支承形式 從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 33（b）示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d 應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是 c 等于或大于 d。 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì)（1）錐齒輪的最大載荷（a）按從發(fā)動(dòng)機(jī)通過變矩器傳來的最大靜力矩（N m）計(jì)算： （31） 式中變矩器最大變矩系數(shù)；當(dāng)液力變矩器傳動(dòng)比為零，變矩系數(shù)最大時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作匹配工況點(diǎn)所決定的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值，采用部分功率方案匹配時(shí)， ；發(fā)動(dòng)機(jī)額定扭矩，偏安全設(shè)計(jì)可取最大扭矩，則；I 從變矩器渦輪至計(jì)算零件的傳動(dòng)比；h 從變矩器渦輪至計(jì)算零件的傳動(dòng)效率；則驅(qū)動(dòng)橋主傳動(dòng)器主、從動(dòng)錐齒輪所受的最大靜力矩（）如下： （32） （33） 式中 變矩器最大變矩系數(shù)，； 考慮驅(qū)動(dòng)橋數(shù)和載荷分配系數(shù)，（ ~ ），根據(jù)任務(wù)書K1 = ；同上分動(dòng)箱傳動(dòng)比，；變速箱前進(jìn)一檔傳動(dòng)比，；主傳動(dòng)比，；分動(dòng)箱傳動(dòng)效率，；變速箱一檔時(shí)的傳動(dòng)效率，；萬向傳動(dòng)軸效率，；主傳動(dòng)器傳動(dòng)效率，；則由上式可得大、小錐齒輪的最大扭矩為：（b）按附著條件計(jì)算最大靜扭矩（）： (34) （35）式中 裝載機(jī)自重（N ）， =167000N ；額定載重量（N ），= 50000N ；f附著系數(shù)，輪式裝載機(jī)，；動(dòng)力半徑（m），計(jì)算公式如下： 式中 d輪輞直徑（英寸），對于型號(hào)的輪胎，d = 25inch；H / B高寬比，對于寬基或超寬基輪胎，H / B = ，；B輪胎斷面寬度（英寸）， 25的輪胎，B = ；變形系數(shù)， = ，；主減速器傳動(dòng)比，；輪邊減速器傳動(dòng)比， = ；主減速器傳動(dòng)效率， ；輪邊減速器傳動(dòng)效率， ；其他參數(shù)同上；則大、小錐齒輪所受的最大扭矩為：（2）平均載荷作用下錐齒輪收到的平均扭矩（N m） 對錐齒輪的疲勞強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)以經(jīng)常作用的載荷為依據(jù)。其所受的計(jì)算載荷，即受外部載荷變化的影響，又收到內(nèi)因產(chǎn)生的動(dòng)載荷的影響，同時(shí)與進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的最大力矩如何確定也有關(guān)。而齒輪重疊系數(shù)對計(jì)算載荷的影響又是與齒輪制造精度和同時(shí)嚙合的齒對之間的載荷分配有關(guān)的一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題。我們認(rèn)為把這些影響反應(yīng)到疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷中去較合適。即在實(shí)際計(jì)算中，用平均載荷作為計(jì)算載荷，考慮以上影響，用一個(gè)假想的小于最大載荷的值來進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。實(shí)際上用綜合影響系數(shù)K 值把短時(shí)最大載荷轉(zhuǎn)換為疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的計(jì)算載荷。即： 式中 M平——錐齒輪所受的平均載荷（N m）；K ——綜合影響系數(shù)，其計(jì)算公式如下：K外—— 外載荷變化的影響；K大—— 按疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的最大力矩與短時(shí)過載時(shí)最大力矩不同所產(chǎn)生的影響；K動(dòng)—— 動(dòng)載荷的影響；K重—— 齒輪重疊系數(shù)的影響；對于輪式裝載機(jī)來說，K ，； —— 錐齒輪所受的最大載荷，取按發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩計(jì)算和按地面附著條件計(jì)算的最大載荷中的較小值；則大、小錐齒輪驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度的平均載荷為：（1）主從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 盡量使嚙合齒輪的齒數(shù)沒有公約數(shù)，為保證必要的重疊系數(shù)，大、小齒輪的齒數(shù)和不應(yīng)小于40。齒數(shù)可按表22選擇。從表中選擇 = 9；，圓整取52；驗(yàn)算傳動(dòng)比:；，傳動(dòng)比合適，齒數(shù)選擇合適。(2)主、從動(dòng)齒輪齒形參數(shù)計(jì)算表32 小齒輪齒數(shù) 的選擇型式傳動(dòng)比齒數(shù)允許范圍推薦齒數(shù)單級(jí)減速～9～1010～8～109～7～98～6～87～5～76雙級(jí)減速～12～1614～11～1513～10～1311～9～1110從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，按經(jīng)驗(yàn)公式：式中 —— 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑（mm）； —— 直徑系數(shù)， ~ ；—— 計(jì)算載荷， 則初選大端分度圓直徑為520mm則模數(shù)為經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)?shù)符合要求！根據(jù) (3)主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。b≦1／3La。 b≤。 b≦10m。所以取。(4)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，輪齒小端螺旋角最小?；↓X錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選時(shí)應(yīng)考慮它對齒面重合度，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高，～，但過大，會(huì)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35176?！?0176。，而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35176。(5) 螺旋方向 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。這樣可使主、從 動(dòng)齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂 看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。(6) 法向壓力角 法向壓力角大一些可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重合度下降。對于弧齒錐齒輪，乘用車的а一般選用14176。30’或16176。,商用車的а為20176?；?2176。30’。這里取 а＝20176。表33 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果主動(dòng)齒輪齒數(shù)9從動(dòng)齒輪齒數(shù)52