【正文】 變速器出了故障，對于后輪驅(qū)動的汽車就不需要對差速器進行維修，但是對于前輪驅(qū)動的汽車來說也許就有這個必 要了，因為這兩個部件是做在一起的。 在科學技術(shù)快速發(fā)展的今天，隨著汽車工業(yè)的不斷進步以及貨車應(yīng)用的普及，汽車的各項性能指標也在不斷提高，作為傳動系末端的驅(qū)動橋的設(shè)計，更要有進一步的改進和發(fā)展，適應(yīng)市場的需要，促進汽車行業(yè)的發(fā)展，有著至關(guān)重要的意義。且的驅(qū)動橋處于動力系的末端。其功用是將傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩增大并適當減低轉(zhuǎn)速后分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力。必須有合理的驅(qū)動橋設(shè)計，才能滿足汽車有良好的汽車動力性、通過性和安全可靠性。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)方案 選擇 在選擇驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)形式時，應(yīng)從所設(shè)計汽車的類型及使用、生產(chǎn)條件出發(fā)和所設(shè)計汽車的其他部件，尤其是與懸架的結(jié)構(gòu)形式與特性相適應(yīng)，以共同保證整個汽車預期使用性能的實現(xiàn)。因此，在設(shè)計中當選擇某一具體汽車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式時，必須從前面 所提到的各項要求中，找出對設(shè)計的既定用途的汽車的獨特使用技能有直接影響的主要優(yōu)點。從而保證所設(shè)計汽車的最重要的使用性` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 能的實現(xiàn)。 驅(qū)動橋一般包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件。 驅(qū)動橋的機構(gòu)型式雖然各不相同，但在使用中對它們的基本要求卻是一致的， 驅(qū)動橋的基本要求可 以歸納為： 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力性和燃料經(jīng)濟性。 2）當驅(qū)動車輪以不同角速度轉(zhuǎn)動時，應(yīng)能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)且連續(xù)不斷 地傳遞到兩個驅(qū)動車輪上。 3） 差速器除在保證左、右驅(qū)動車輪能以汽車運動學所要求的差速滾動外還要能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而無脈動地傳遞給左、右驅(qū)動車輪。 4） 當左右驅(qū)動車輪與地面地附著系數(shù)不同時應(yīng)能充分利用汽車的牽引力。 5） 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)動時的反作用力矩和動時的制動力矩。 6） 輪廓尺寸要小以便于汽車的總體布置及保證所 要求的離地間隙。 7） 齒輪與其它傳動機件工作平穩(wěn)、無噪聲。 8） 在各種載荷及轉(zhuǎn)數(shù)工況下保證有高地傳動效率。 9） 驅(qū)動橋總成及零、部件的設(shè)計應(yīng)盡量滿足零件的標準化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及車變型的要求。 10） 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，維護方便機件工藝性好制造容易。 設(shè)計中首先解決的問題就是要正確地確定各部件的結(jié)構(gòu)型式并成功地將它們組合成一個整體 —— 驅(qū)動橋， 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動車輪的懸架型式密切相關(guān)。當驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，例如在絕大多數(shù)載貨汽車和部分小轎車上，都采用整體式驅(qū)動橋；當驅(qū)動橋車輪采用獨 立懸架時，則應(yīng)采用斷開式驅(qū)動橋。 驅(qū)動橋的重量主要決定于橋殼及主減速器的結(jié)構(gòu)型式。汽車的簧下質(zhì)量與簧上質(zhì)量的比率與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式由密切關(guān)系。對于普通的整體式驅(qū)動橋來說，整個驅(qū)動橋總成及一端與其相連并支撐其上的傳動軸的部分質(zhì)量，與左右驅(qū)動橋車輪一起均屬于汽車的簧下質(zhì)量。當汽車行駛時，由于輪胎與不平路面相撞擊式簧下質(zhì)量產(chǎn)生的沖擊載荷經(jīng)懸架的彈性元件減緩后傳給車架、車廂。顯然，這種沖擊載荷隨車速的提高和路面不平度的增大而增大，還隨汽車簧下質(zhì)量的增大而增大。沖擊載荷的增大將降低汽車的可靠性、行駛平順性和縮短汽車的 使用壽命。 由上述可知，在汽車的行駛過程中，驅(qū)動橋的受力情況復雜。整體式驅(qū)動橋的橋殼，相當于受力復雜的空心梁，它必須有足夠的強度和剛度，同時還應(yīng)盡量減輕其質(zhì)量，在設(shè)計中應(yīng)盡量較好的解決這兩種要求之間的矛盾。` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2章 驅(qū)動橋主減速器設(shè)計 主減速器簡介 主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時，其驅(qū)動輪上要求必須具有一定的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個 主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動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。 主減速器齒輪類型 主減速器的結(jié)構(gòu)型式，主要式根據(jù)其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速器的不同而異。 主減速器齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等型式。 雙曲面齒輪的特點是主、從齒輪的軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角也都采用 90176。夾角。主動齒輪齒輪軸相對于從動齒輪軸有向上或向下的便宜，稱為上偏置或下偏置。該偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距。 近年來，有些汽車的主 減速器采用準雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡稱雙曲面?zhèn)鲃樱﹤鲃?。準雙曲面錐齒輪傳動與圓錐齒輪相比，準雙曲面齒輪傳動不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強度和接觸強度更高，同時還可使主動齒輪的軸線相對于從動齒輪軸線偏移。當主動準雙曲面齒輪軸線向下偏移時，可降低主動錐齒輪和傳動軸位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車行使的穩(wěn)定性。 本次設(shè)計采用雙曲面錐齒輪 (如圖 )的主、從動齒輪的軸線相互垂直但不相交 。 ` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 圖 雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪相比由如下優(yōu)點： 1） 由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使 其主動齒輪的 1? 大于從動齒輪的 2? ，這樣同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約 30%。 2） 雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑及螺旋角都較大，所以想嚙合齒輪的當量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強度提高。 3） 雙曲面主動齒輪的 1? 變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動比。 4） 雙曲面齒輪傳動的 主動齒輪較大，加工時所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長。 5） 雙曲面主動齒輪軸布置從動齒輪中心上方，便于實現(xiàn)多軸驅(qū)動橋的貫通，增大傳動軸的離地高度。布置在從動齒輪中心下方可降低萬向傳動軸的高度，有利于降低轎車車身高度，有利于降低轎車車身高度，并可減少車身地板中部凸起通道的高度。 主減速器的減速型式 現(xiàn)代汽車主減速器主動錐齒輪的支撐形式有 ：懸臂式 （如圖 ） 和跨置式支 承。 懸臂式 支撐的結(jié)構(gòu)特點是，在錐齒輪大端一側(cè)有較長的軸，并在其上安裝一對圓錐滾子軸承。 跨置式支撐的結(jié)構(gòu)特點是 ， 錐齒輪的兩端均有軸承支 承，這樣可以增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善。但是跨置式的支 承 必須在主減速器殼體上由支 承 導向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復雜?？缰檬街尾鹧b困難，導向軸承是一個易壞的軸承。 ` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 本次設(shè)計采用懸臂式支撐。 圖 懸臂式 圖 主減速器的減速型式 主減速器的減速型式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速型式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，主要取決于動力性，經(jīng)濟性等整車性能所要求的主 減速比 0i 的大小及驅(qū)動橋的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置型式等。 單級主減速器與雙級相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點。一般 0i ≤ 7，廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動橋中。本次設(shè)計采用單級主減速器， 其結(jié)構(gòu) 如圖 所示 。將主減速器與差速器組合為一個大總成并從整體橋殼前面的開孔裝入橋殼內(nèi)，拆裝方便。 圖 單級主減速器布置形式 1橋殼 2從動錐齒輪 3主動錐齒輪 4— 差速器半軸 ` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 主減速比的確定 主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)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(jīng)濟性都有直接影響。 i0 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系的總傳動比 i 一起由整車動力計算來確定?？衫迷诓煌?i0 下的功率平衡田來研究 i0 對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選 擇 i0 值，可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當變速器處于最高擋位時汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性都由直接影響。為了使汽車得到足夠的功率儲備系數(shù)而使最高車速稍有下降， 0i 一般按下式計算： LBFhghapr iiiv nrim a x0 ? （ 21） maxav =LBFhghpriiii nr0 ≤ 120 ?i 式中 r —— 車輪的滾動半徑， m ；（ r=） ghi —— 變速器最高擋傳動比；（ ghi =0795） Fhi —— 分動器和加力器的最高擋傳動比；（不存在） LBi —— 輪邊減速器的傳動比。（不存在） 根據(jù)計算結(jié)果和與參考現(xiàn)有同類車型，并考慮將確定的主、從動齒輪齒數(shù)，確定 0i =。 主減速器齒輪計算載荷的確定 除主減速比 0i 及驅(qū)動橋離地間隙外，另一項原始參數(shù)便是是主減速器齒輪的計算載荷。 由于汽車行駛時傳動系載荷的不穩(wěn)定性，因此要準確地算出主減速器齒輪的計算載荷是比較困難的。 通常是將發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩以傳動系最低擋傳動比和驅(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（ jeT 、 ?jT ）較小者，作為載貨汽車或越野汽車在強度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： ` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 nKiTT TTLeje /0m a x ????? ? （ 22） =71 = mN? LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ 23） = ? ??=4114 mN? 式中 maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， mN? TLi —— 由發(fā)動機到主減速器從動齒輪之間的傳動系最低擋傳動比； T? —— 上述傳動部分的效率，取 T? =； 0K —— 超載系數(shù)，對于一 般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動的各類汽車取 0K =1； n—— 該車的驅(qū)動橋數(shù)目； 2G —— 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷； ? —— 輪胎對于路面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路汽車，取 ? =；對于越野汽車取 ? =；對于安裝專門防滑的寬胎的高級轎車取 ? =； r —— 車輪的滾動半徑， m； LB? ， LBi —— 分別為所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和減速比。 主減速器齒輪基本參數(shù)選擇 （ 1） 主、從動錐齒輪齒數(shù) z1和 z2 1）為了磨合均勻， 1z 、 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 2）為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎曲強度，主 、從齒輪齒數(shù)和不應(yīng)少于 40。 3）為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強度，對于轎車， 1z 一般不少于 9；對于貨車， 1z 一般不少于 6。 4）當主傳動比 0i 較大時，盡量使 1z 取得少些，以便得到滿意的離地間隙。 5）對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 根據(jù)上述原則選 取 1z =9， 2z =40，則 0i =12zz = 940 = 符合要求。 （ 2）節(jié)圓直徑的選擇 可根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（式 2式 23 中較小的一個為計算依據(jù)）按` 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 經(jīng)驗計算公式選出： 322 jd TKd ? （ 24） =15 =159 ㎜ 取 1502 ?d ㎜ 式中 2d —— 從動錐齒輪的節(jié)圓直徑 ㎜； 2dK —— 直徑系數(shù)，取 2dK =13～ 16； jT —— 計算轉(zhuǎn)矩， mN? ；按式（ 22）、式（ 23）求得，并取其中較小者。 （ 3）齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，按式 sm = 2d /2z =150/40= ㎜ （ 25） 校核式為： sm = 3 jm TK （ 26） = 3 = ㎜ 根據(jù)計算結(jié)果取 sm =4 ㎜ 式中 jT —— 計算轉(zhuǎn)矩， mN? ，見式（ 24）下的說明； mK —— 模數(shù)系數(shù)，取 mK =～ 。 （ 4）齒面寬的選擇 汽車主減速器雙曲面齒輪的從動齒面寬 b（㎜）推薦為： b= 2d = 180=㎜ 取 23 ㎜ （ 27）式中 2d —— 從動齒輪節(jié)圓直徑 ㎜。 （ 5） 雙曲面齒輪的偏移距 E E 值過大將使齒面縱向滑動過大，從而引起齒面早期磨損和擦傷； E 值過小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪的特點。一般對于中型貨車， E? （ ～ ） 2d 且E? 20% 2A 。根據(jù)這一原則取 E=36 ㎜。 （ 6）雙曲