【正文】 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(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對(duì)于 汽車的設(shè)計(jì) (如汽車的變型 )、制造和維修，都帶來(lái)方便。 由于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，查閱資料，參照國(guó)內(nèi)相YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 4 關(guān)貨車的設(shè)計(jì) ,最后本課題選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 其結(jié)構(gòu)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(dòng)錐齒輪 5－油封 6－主減速器主動(dòng)錐齒輪 7－彈簧座 8－墊圈 9－輪轂 10－調(diào)整螺母 圖 21 驅(qū)動(dòng)橋 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 5 3 主減速器設(shè)計(jì) 主減速器是汽車傳動(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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(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(wàn)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。 驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和 燃料經(jīng)濟(jì)性。 b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。 c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。 d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。 e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)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(dòng) 圖 31 螺旋錐齒輪傳動(dòng) 按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減 速器的齒輪傳動(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。 為了減少驅(qū)動(dòng)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?yàn)槁菪F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(qiáng)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(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 6 汽車上獲得廣泛應(yīng)用。 近年來(lái)，有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡(jiǎn)稱雙曲面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時(shí)還可使主動(dòng)齒輪的軸線相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線偏移。當(dāng)主動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時(shí)，可降低主動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)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(fēng) EQ1090E 型汽車即采用下偏移準(zhǔn)雙曲面齒輪。但是，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳 遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，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(shí)齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。 查閱文獻(xiàn) [1]、 [2]，經(jīng)方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式（如圖 31 示）。螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，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)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單 。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 結(jié)構(gòu)形式 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。 按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級(jí)主減速器由一對(duì)圓錐齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn) 單等優(yōu)點(diǎn)。 查閱文獻(xiàn) [1]、 [2]，經(jīng)方案論證，本設(shè)計(jì)主減速器采用單級(jí)主減速器。其傳動(dòng)比 i0一般小于等于 7。 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動(dòng)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(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 主動(dòng)錐齒輪的支承 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 7 圖 32主動(dòng)錐齒輪跨置式 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 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?，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。 裝載質(zhì)量為 2t以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用 跨置式 支承。本課題所設(shè)計(jì)的 YC1090 貨車裝載質(zhì)量為 5t，所以選用 跨置式 。 圖 33從動(dòng) 錐齒輪支撐形式 從動(dòng)錐齒輪的支承 從動(dòng)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(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) 主減速比 i 0、驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。 主減速比 i 0的確定 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。 i0 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 8 傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 i 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌?i0 下的功率平衡田來(lái)研究 i0 對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇 i0 值，可使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、長(zhǎng)途公共汽車尤其是競(jìng)賽車來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 amaxP 及其轉(zhuǎn)速 pn 的情況下，所選擇的 i0 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 amaxv 。這時(shí) i0 值應(yīng)按下式來(lái)確定 ： rp0amax ghrni = vi （ 31） 式中 r —— 車輪的滾動(dòng)半徑， r = igh—— 變速器量高檔傳動(dòng)比。 igh =1 對(duì)于其他汽車來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)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(dòng)器或加力器的高檔傳動(dòng)比 iLB—— 輪邊減速器的傳動(dòng)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(jí)、雙級(jí)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(yīng)。 把 nn=3000r/n , amaxv =85km/h , rr = , igh=1代入 （ 31） 計(jì)算出 i0 = 從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tce Tce= d emax 1 f 0k T ki i i ηn （ 33） 式中： Tce— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， Nm； Temax— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； Temax =430 Nm n— 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， 1； if— 變速器傳動(dòng)比， if=； i0— 主減速器傳動(dòng)比， i0=； η — 變速器傳動(dòng)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(dòng)載系數(shù)， Kd=1； i1— 變速器最低擋傳動(dòng)比， i1=1； 代入式（ 33），有： Tce=10190 Nm 主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 9 a)主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) z1和 z2 選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素； 為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強(qiáng)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(dòng)比為 ，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù) z1=6，從動(dòng)齒輪齒數(shù) z2=38。 b）主、從動(dòng)錐齒輪齒形參數(shù)計(jì)算 按 照文獻(xiàn) [3]中的設(shè)計(jì) 計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表 31。 從動(dòng)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(dòng)錐齒輪參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 主動(dòng)錐齒輪 從動(dòng)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(diǎn)螺旋角β 弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)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(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可YC1090 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 10 以使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對(duì)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(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(kāi)錐頂方向，這樣可以使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止輪齒卡死而損壞。 主減速器錐齒輪的材料 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求： a） 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。 b） 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)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(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬