【正文】 器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅動橋零件的相互通用性，并且簡化了結構、減小了體積和質量。這對于 汽車的設計 (如汽車的變型 )、制造和維修，都帶來方便。 由于非斷開式驅動橋結構簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內(nèi)相YC1090 貨車驅動橋的設計 4 關貨車的設計 ,最后本課題選用非斷開式驅動橋。 其結構如圖 21 所示： 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－調整螺母 圖 21 驅動橋 本科生畢業(yè)設計說明書 2021 5 3 主減速器設計 主減速器是汽車傳動系中減小轉速、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，其驅動輪上要求必須具有一定的驅動力矩和轉速，在動力向左右驅動輪分流的差速器之前設置一個主減速器后，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量減小、操縱省力。 驅動橋中主減速器、差速器設計應滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應能保證汽車既有最佳的動力性和 燃料經(jīng)濟性。 b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動件工作平穩(wěn)，噪音小。 c）在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率；與懸架導向機構與動協(xié)調。 d）在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質量小，以改善汽車平順性。 e）結構簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調整方便。 主減速器結構方案分析 主減速器的結構形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。 螺旋錐齒輪傳動 圖 31 螺旋錐齒輪傳動 按齒輪副結構型式分，主減 速器的齒輪傳動主要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉式齒輪傳動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動等形式。 在發(fā)動機橫置的汽車驅動橋上，主減速器往往采用簡單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動機縱置的汽車驅動橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動或準雙曲面齒輪式傳動。 為了減少驅動橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。因為螺旋錐齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在 同樣的傳動比下主減速器結構較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運轉平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點，YC1090 貨車驅動橋的設計 6 汽車上獲得廣泛應用。 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。東風 EQ1090E 型汽車即采用下偏移準雙曲面齒輪。但是，準雙曲面齒輪傳 遞轉矩時，齒面間有較大的相對滑動，且齒面間壓力很大，齒面油膜很容易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將時齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。 查閱文獻 [1]、 [2]，經(jīng)方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動形式（如圖 31 示）。螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷、制造也簡單 。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 結構形式 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結構形式也是不同的。 按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目分，有單級式主減速器和雙級式主減速器、雙速主減速器、雙級減速配以輪邊減速器等。雙級式主減速器應用于大傳動比的中、重型汽車上，若其第二級減速器齒輪有兩副，并分置于兩側車輪附近，實際上成為獨立部件，則稱輪邊減速器。單級式主減速器應用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級主減速器由一對圓錐齒輪組成，具有結構簡單、質量小、成本低、使用簡 單等優(yōu)點。 查閱文獻 [1]、 [2]，經(jīng)方案論證，本設計主減速器采用單級主減速器。其傳動比 i0一般小于等于 7。 主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質量裝配調整及軸承主減速器殼體的剛度有關以外，還與齒輪的支承剛度密切相關。 主動錐齒輪的支承 本科生畢業(yè)設計說明書 2021 7 圖 32主動錐齒輪跨置式 主動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，經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結構（如圖 32示）。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式?？缰檬街С惺怪С袆偠却鬄樵黾樱过X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．而主動錐齒輪后軸承的徑向負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。 裝載質量為 2t以上的汽車主減速器主動齒輪都是采用 跨置式 支承。本課題所設計的 YC1090 貨車裝載質量為 5t，所以選用 跨置式 。 圖 33從動 錐齒輪支撐形式 從動錐齒輪的支承 從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 33示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設置加強肋以增強支承穩(wěn)定性， c+d應不小于從動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，應是 c 等于或大于 d。 主減速器錐齒輪設計 主減速比 i 0、驅動橋的離地間隙和計算載荷，是主減速器設計的原始數(shù)據(jù)，應在汽車總體設計時就確定。 主減速比 i 0的確定 主減速比對主減速器的結構型式、輪廓尺寸、質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 的選擇應在汽車總體設計時和YC1090 貨車驅動橋的設計 8 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。 對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，在給定發(fā)動機最大功率 amaxP 及其轉速 pn 的情況下，所選擇的 i0 值應能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 amaxv 。這時 i0 值應按下式來確定 ： rp0amax ghrni = vi （ 31） 式中 r —— 車輪的滾動半徑， r = igh—— 變速器量高檔傳動比。 igh =1 對于其他汽車來說，為了得到足夠的功率儲備而使最高車速稍有下降， i0 一般選擇比上式求得的大 10％～ 25％，即按下式選擇： rp0a m a x g h F h L Brni = ( 0 .3 7 7 ~ 0 .4 7 2 ) v i i i （ 32） 式中 i—— 分動器或加力器的高檔傳動比 iLB—— 輪邊減速器的傳動比。 根據(jù)所選定的主減速比 i0 值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級、雙級等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應。 把 nn=3000r/n , amaxv =85km/h , rr = , igh=1代入 （ 31） 計算出 i0 = 從動錐齒輪計算轉矩 Tce Tce= d emax 1 f 0k T ki i i ηn （ 33） 式中： Tce— 計算轉矩， Nm； Temax— 發(fā)動機最大轉矩； Temax =430 Nm n— 計算驅動橋數(shù)， 1； if— 變速器傳動比， if=； i0— 主減速器傳動比， i0=； η — 變速器傳動效率，η =； k— 液力變矩器變矩系數(shù)， K=1； Kd— 由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù)， Kd=1； i1— 變速器最低擋傳動比， i1=1； 代入式（ 33），有： Tce=10190 Nm 主動錐齒輪計算轉矩 T= Nm 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇 本科生畢業(yè)設計說明書 2021 9 a)主、從動錐齒輪齒數(shù) z1和 z2 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應考慮如下因素； 為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強度，大小齒輪的齒數(shù)和不少于 40在轎車主減速器中，小齒輪齒數(shù)不小于 9。 查閱資料，經(jīng)方案論證，主減速器的傳動比為 ，初定主動齒輪齒數(shù) z1=6，從動齒輪齒數(shù) z2=38。 b）主、從動錐齒輪齒形參數(shù)計算 按 照文獻 [3]中的設計 計算方法進行設計和計算，結果見表 31。 從動錐齒輪分度圓直徑 dm2=14310190 = 取 dm2=304mm 齒輪端面模數(shù) 22/ 30 4 / 38 8m d z? ? ? 表 31主、從動錐齒輪參數(shù) 參 數(shù) 符 號 主動錐齒輪 從動錐齒輪 分度圓直徑 d=mz 64 304 齒頂高 ha=。h2= 齒根高 hf= 齒頂圓直徑 da=d+2hacosδ 90 376 齒根圓直徑 df=d2hfcosδ 60 270 齒頂角 θ a 2176。 41′ 3176。 21′ 齒根角 θ f=arctanRh2 3176。 21′ 2176。 41′ 分錐角 δ =arctan21zz 14176。 76176。 頂錐角 δ a 15176。 41′ 78176。 21′ 根錐角 δ f 11176。 39′ 74176。 19′ 錐距 R= d2sinδ 132 132 分度圓齒厚 S= 9 9 齒寬 B= 47 47 c）中點螺旋角β 弧齒錐齒輪副的中點螺旋角是相等的。汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角的平均螺旋角一般為 35176?！?40176。貨車選用較小的β值以保證較大的ε F，使運轉平穩(wěn)，噪音低。取β =35176。 d）法向壓力角α 法向壓力角大一些可以增加輪齒強度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可YC1090 貨車驅動橋的設計 10 以使齒輪運轉平穩(wěn)，噪音低。對于貨車弧齒錐齒輪，α一般選用 20176。 e) 螺旋方向 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、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向 與錐齒輪的旋轉方向影響其所受軸向力的方向。當變速器掛前進擋時，應使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可以使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。 主減速器錐齒輪的材料 驅動橋錐齒輪的工作條件是相當惡劣的，與傳動系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此，傳動系中的主減速器齒輪是個薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應滿足如下的要求： a） 具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。 b） 齒輪芯部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。 c） 鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。 d） 選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻呀的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。 汽車主減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、 20MnVB、 20MnTiB、 22CrNiMo 和 16SiMn2WMoV。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量較高的硬