【正文】 通過以上的探 究發(fā)現(xiàn)，若 采用單級(jí)主減速器代替雙級(jí)主減速器，可以大大的減小驅(qū)動(dòng)橋 的質(zhì)量。此外，用 球墨鑄鐵代替普通的可鍛鑄鐵來鑄造主減速器殼 不僅能滿足強(qiáng)度要求，也可以 減小 驅(qū)動(dòng)橋的 質(zhì)量并 且改進(jìn)鑄造工藝 。 另外普通 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量 也在很大程度上受 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 的影響 。 同時(shí)， 非斷開式 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸 取決于其主減速器的結(jié)構(gòu)型式。由于一般汽車的輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定，因而就 限制了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的大小。對(duì)于最常見的主減速齒輪 —— 普通的螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪來 說，由于模數(shù)（由強(qiáng)度及壽命來確定）已定 ， 從動(dòng)齒輪的齒 數(shù)愈少 它的直徑就愈小，因而會(huì)導(dǎo)致主減速器的垂向輪廓尺寸也愈小，又因?yàn)?齒輪齒數(shù)的選擇是有一定范圍的。 所以 給定主減速比的情況下 ，如果單級(jí)主減速器不能 夠滿足驅(qū)動(dòng)橋離地間隙要求，就要改用雙級(jí)減速結(jié)構(gòu)。但是 雙級(jí)主減速器的質(zhì)量和制造成本等 諸多性能指標(biāo)都比單級(jí)主減速器差，因此一般只 用于主減速比大于 且裝載質(zhì)量在 6t 以上的大型汽車上。一般的雙級(jí)主減速器 ，通常 要 把兩級(jí)減速齒輪放在一個(gè)主減速器殼內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪移向驅(qū)動(dòng)車輪并靠近輪轂，作為輪邊減速器。 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 若果僅 從外觀上看，斷開式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷 開式驅(qū)動(dòng)橋的 一個(gè)很明顯特點(diǎn)就是前者沒有一個(gè) 用于 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(duì)運(yùn)動(dòng)，因而這種橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋 。另外，由于斷開式驅(qū)動(dòng)橋 總是與獨(dú)立懸掛相匹配，因此又 被稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。斷開式驅(qū)動(dòng)橋 的濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 中段，主減速器及差速器總成 懸置在車架橫 梁 或車廂底板上 ，并與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量 共 同屬于汽車的懸掛質(zhì)量，而兩側(cè) 的驅(qū)動(dòng)車輪則通過獨(dú)立懸架的彈性元件與車架或車廂 彈性聯(lián) 接 。因此，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪都能夠彼此獨(dú)立的相對(duì)于車架或車廂做上下擺動(dòng)，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)車輪的傳 動(dòng)裝置及其外面的殼或套管也做對(duì)應(yīng)的 擺動(dòng)。所以斷開式驅(qū)動(dòng)橋又稱為“帶有擺動(dòng)式半軸的驅(qū)動(dòng)橋”。 圖 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 1— 主減速器 2— 半軸 3— 彈性元件 4— 減振器 5— 驅(qū)動(dòng)車輪 6— 擺臂 7— 擺臂軸 多 橋驅(qū)動(dòng) 的布置 眾所周知， 為了提高 汽車的 裝載量和通過性 ,一些重型汽車及所有的 越野汽車 上都是采用多橋驅(qū)動(dòng)，其中最常 采用的有 4 6 88 等驅(qū)動(dòng)型式，而各驅(qū)動(dòng)橋又采用貫通式 和非貫通式 兩中 布置。 圖 非貫通式驅(qū)動(dòng)橋與貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置簡(jiǎn)圖 a) 66 汽車 非貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置 b) 88 汽車貫通 式驅(qū)動(dòng)橋的布置 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 驅(qū)動(dòng)橋 結(jié)構(gòu)方案的確定 由于本次設(shè)計(jì) 載重汽車 的驅(qū)動(dòng)橋 ，首先應(yīng)該考慮的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低 廉、工作可靠。普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 可以很好的滿足 這個(gè)要求， 所以 這種橋廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和 積累的 經(jīng)驗(yàn)，最后本 設(shè)計(jì) 選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 其結(jié)構(gòu)如下 圖 。 圖 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 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 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3 主減速器設(shè)計(jì) 主減速器 在 汽車傳動(dòng)系中 的作用是 減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩 。 它 通過 齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪 達(dá)到以上的作用 。 在 發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車 中 ，其主減速器還 通過 錐齒輪傳動(dòng) 來 改變動(dòng)力方向。由于汽車 需要 行使 各種道路上 ，其驅(qū)動(dòng)輪上 必須 要 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，就能夠 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 增大 ，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力 [1]。驅(qū)動(dòng)橋中主減速器 的 設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： (1) 所 計(jì)算 的主減速比應(yīng)能保證汽車有最 優(yōu) 的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 (2) 選用 主減速器 在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率 ，其次 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的 運(yùn) 動(dòng) 要 協(xié)調(diào) 。 (3) 設(shè)計(jì) 外型 輪廓 尺寸要 盡量 小，保證 必要的離地間隙 ，以提高汽車的通過性 ；齒輪 及 其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音 要 盡量 小。 (4) 在保證 驅(qū)動(dòng)橋 足夠的強(qiáng)度、剛度 的必要要求 下，應(yīng) 保證 質(zhì)量 要 小，以改善汽車 的 平順性。 (5) 力求 達(dá)到 結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便 ，便于維護(hù)，使用壽命長(zhǎng) 。 主減 速器的結(jié)構(gòu) 型 式 主減速器的結(jié)構(gòu) 型 式主要是根據(jù)齒輪類型、減 速器 型 式 差別 而不同。 主減速器齒輪的類型 （ 1） 螺旋錐齒輪傳動(dòng) (圖 a)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是 從一端 逐漸 連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于 受到 輪齒端面重疊的影響， 任何時(shí)候都 至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷 而且 制造也簡(jiǎn)單。但是 缺點(diǎn)也很明顯， 工作中噪聲 很 大，對(duì)嚙合精度 特別的 敏感，齒輪副錐頂 如果發(fā)生 不吻合 就 會(huì)使 齒輪的 工作條件 產(chǎn)生 急劇變壞， 就會(huì) 產(chǎn)生 磨損增 大 和噪聲增大 等不利影響 。 因而 必須將支承軸承預(yù)緊，提高 軸承的 支承剛度，同時(shí) 增 加 殼體 的 剛度 ，以 保證齒輪副的正確嚙合 。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 主減速器齒輪 四種 傳動(dòng)形式 a) 螺旋 錐齒輪傳動(dòng) b) 雙曲面齒輪傳動(dòng) c) 圓柱齒輪傳動(dòng) d) 蝸桿傳動(dòng) （ 2） 雙曲面齒輪傳動(dòng) (圖 b)的特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直而不相交，并 且主動(dòng)齒輪軸相對(duì) 于 從動(dòng)齒輪軸線向上或向下偏移一個(gè)距離，稱為偏移距 E。這是與 螺旋 錐齒輪傳動(dòng)不同之處。存在偏移距會(huì) 使 的主動(dòng)齒輪螺旋角大于從動(dòng)齒輪螺旋角，這里 將兩螺旋角之差稱為偏移角。 雙曲面齒輪與 螺旋 錐齒輪的尺寸相同的條件下，雙曲面齒輪傳動(dòng)可以得到更大的傳 動(dòng)比； 從另一個(gè)角度說，當(dāng)傳動(dòng)比一定、從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比螺旋 錐齒輪的直徑更大 ，從而有較高的輪齒強(qiáng)度，較大的主動(dòng)齒輪軸和 較大的 軸承剛度；再?gòu)牡谌齻€(gè)角度看，當(dāng)傳動(dòng)比和主動(dòng)齒輪尺寸一定時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的 螺旋 錐齒輪小，因而能夠 增大主減速器殼處的離地間隙。 但是，雙曲面齒輪傳動(dòng)也有 其缺點(diǎn)，那就是 摩擦較嚴(yán)重， 另外 在工作過程中， 除了 沿齒高方面的側(cè)向滑動(dòng)之外，還有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng) ， 從而 大大 降 低傳動(dòng)效率。 （ 3） 圓柱齒輪傳動(dòng) (圖 c)結(jié)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置或者 前置前驅(qū)動(dòng)的乘用車驅(qū)動(dòng)橋和雙級(jí)主 減速器驅(qū)動(dòng)橋以及輪邊減速器 上 得到了廣泛的應(yīng)用，這里的 齒輪均為斜齒輪。 （ 4） 蝸桿蝸輪傳動(dòng) (圖 d)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于 在輪廓尺寸較小、結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下 能夠 得到較大的傳動(dòng)比（傳動(dòng)比可大于 7）， 并且 工作平穩(wěn)、噪聲低；便于汽車的總體布置，適宜把多驅(qū)動(dòng)橋汽車的驅(qū)動(dòng)橋布置成貫通式； 同時(shí) 可以傳遞大的載荷，使用壽命長(zhǎng)； 而且 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，調(diào)整容易。但是 其缺點(diǎn)也是很明顯 ，蝸桿蝸輪傳動(dòng)效率較低，成本較高，要求采用價(jià)格高的材料（蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量錫青銅）。由于以上特點(diǎn)，蝸桿蝸輪傳動(dòng)僅在生產(chǎn)批量不大的少數(shù)場(chǎng)合得到應(yīng)用。 主減速器的減速型式 主減速器的減速 型 式 有很多種。大致 可分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速、單雙級(jí)貫通、單雙級(jí)減速配以輪邊減速等 。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 （ 1） 單級(jí)主減速器 單級(jí)主減速器 (圖 )一般由 一對(duì)圓錐齒輪、一對(duì)圓柱齒輪或 者 由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等 諸多 優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動(dòng)比不能太大，一般 是 i0≤7，進(jìn)一步提高 i0 會(huì) 增大從動(dòng)齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動(dòng)齒輪熱處理困難。 單級(jí)主減速器 的諸多優(yōu)點(diǎn)使之 廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋中。 圖 單級(jí)主減速器 （ 2） 雙 級(jí)主減速器 雙級(jí)主減速器 (圖 )與單級(jí) 主減速器 相比，在保證離地間隙相同時(shí) 能夠 得到大的傳動(dòng)比， i0 一般 可以達(dá)到 7～ 12。但是 其 尺寸、質(zhì)量均較大，成本 也 較高。它主要應(yīng)用于中、重型貨車、越野車和大客車上。 整體式雙級(jí)主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為圓柱齒輪；第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為行星齒輪；第一級(jí)為行星齒輪，第二級(jí)為錐齒輪；第一級(jí)為圓柱齒輪，第二級(jí)為錐齒輪。 對(duì)于第一級(jí)為錐齒輪、第二 級(jí)為圓柱齒輪的雙級(jí)主減速器， 有、與、又能夠 有縱向水平、斜向和垂向三種布置方案。 縱向水平布置可以使 減速器 總成 的垂向輪廓尺寸減小，從而 使的 汽車的質(zhì)心高度降低 ，但 是也 使 得 縱向尺寸增加， 這種形式 用在長(zhǎng)軸距 的汽 車上可適當(dāng)減小傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，但 是卻 不利于短軸距汽車的總 體 布置，會(huì)使 得 傳動(dòng)軸過短， 從而引起 萬向傳動(dòng)軸濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 夾角加大。垂向布置 能夠使 驅(qū)動(dòng)橋縱向尺寸減小， 同時(shí) 可 以 減小萬向傳動(dòng)軸夾角，但是 由于主減速器殼固定在橋殼的上方，不 但會(huì) 使 的 垂向輪廓尺寸增大，而且 也使得 橋殼剛度 降低 ， 這 不利于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。斜向布置 有利 于 傳動(dòng)軸 的 布置和橋殼剛度 的 提高 。 在 具有錐齒輪和圓柱齒輪的雙級(jí)主減速器中 ，在 分配傳動(dòng)比時(shí)，圓柱齒輪 副和錐齒輪副傳動(dòng)比的比值一般 在 ～ 之間 ，而 錐齒輪副傳動(dòng)比一般 在 ～ 之間 ，這樣 能夠 減小錐齒輪嚙合時(shí)的軸向載荷和作用在從動(dòng)錐齒輪 以 及圓柱齒輪上的載荷，同時(shí) 又 可使主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)適當(dāng)增多，使其支承軸頸的尺寸適當(dāng)加大 以改善其支承剛度，提高 了 嚙合 的 平穩(wěn)性和工作 的 可靠性。 圖 雙級(jí)主減速器 （ 3） 雙速 主減速器 在 雙速主減速器內(nèi) 通過 齒輪的不同組合 能夠 獲得兩種傳動(dòng)比。 所以 它與普通變速器相配合 的時(shí)候 ， 能夠 得到雙倍于 普通 變速器的擋位。 雙速主減速器 一般應(yīng)用 在一些單橋驅(qū)動(dòng)的重型汽車上 。 （ 4） 貫 通式 主減速器 貫通式主減速器根據(jù) 減速 型 式 的不同 可分成單級(jí)和雙級(jí)兩種 形式 。單級(jí)貫通式主減速器 的優(yōu)點(diǎn)是 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量小，并 能夠 使中 、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性 ，主要用于輕型多橋驅(qū)動(dòng)的汽車上 。 （ 5） 單雙級(jí)減速配輪邊減速器 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 在設(shè)計(jì) 重型汽車 、礦山自卸車、越野車和大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，由于傳動(dòng)系統(tǒng)的 總傳動(dòng) 比 大，為了使變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸等總成所受載荷盡量 的減 小，往往要 將驅(qū)動(dòng)橋的 減 速比分配得較大。當(dāng)主減速比大于 12 時(shí)，一般的整體式雙級(jí)主減速器 就很 難 達(dá)到要求，此時(shí) 經(jīng) 常采用輪邊減速 器。另外， 由于 半軸、差速器及主減速 器從動(dòng)齒輪等零件 所 承受的 載荷大為減小，使它們的尺寸可以 盡量 減小。但是由于每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪旁均 需要 設(shè) 置 一 個(gè) 輪邊減速器， 就 使 的 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，布置輪轂、軸承、車輪和制動(dòng)器 就會(huì)產(chǎn)生 較 大 困難。 結(jié)構(gòu)方案的確定 根據(jù) 以上 各種 型 式不同的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)選用單級(jí) 螺旋錐 齒輪傳動(dòng) 。 主減 速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 主減速器 為了 能 夠 使 各部件 很好的工作 ，就必 須保證主、從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況。齒輪的正確 良好 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 存在 密切 的 相關(guān)。 主動(dòng)錐齒輪的支 承 主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為 兩種 ： 懸臂式支承和跨置式支承。 圖 3 .4 主減速器錐齒輪的 幾種 支撐形式 a) 主動(dòng)錐齒輪懸臂式 b) 主動(dòng)錐齒輪跨置式 c) 從動(dòng)錐齒輪 懸臂式支承結(jié)構(gòu) (圖 a)的特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸， 在軸頸上 安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂 的 長(zhǎng)度 a 同時(shí)又 增加兩支承間的距離 b，以增加 支承剛度， 就要 使兩 圓錐滾子 軸承的大端朝外，使作用在齒輪上 的 離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的 那個(gè) 軸承 承受，而反向軸向力則 是 由另一 個(gè) 軸承承受。為了 使 支承剛度 盡可能地增加，支承距離 b 應(yīng)大于 倍的懸臂長(zhǎng)度 a，且應(yīng) 大于 齒輪節(jié)圓直徑的 70%，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸 a。 同時(shí) 為了 拆裝 更加 方便，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一 個(gè) 軸承的支承軸徑大些。靠近齒輪的支承軸承有時(shí)也 可以 采用圓柱滾子軸承，這 樣的話 另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承[1]。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 跨置式支承結(jié)構(gòu) (圖 b)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣 就 可 以大大增加 軸承的 支承剛度， 同時(shí) 又 能 使軸承負(fù)荷減小， 而且 齒輪嚙合條件改善，因此齒輪 的承載能力 就會(huì)