【正文】 ont Drive Axle Candidate： XXX Specialty： Vehicle Engineering Class： XX Supervisor： Experimentalist XX Heilongjiang Institute of Technology 202006Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) Ⅰ 摘 要 隨著現(xiàn)代車(chē)型 的 發(fā)展， 普通汽車(chē)已經(jīng)逐漸走進(jìn)每個(gè)人的生活中 。 關(guān)鍵詞： 前驅(qū)動(dòng)；轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器；半軸；橋殼 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) Ⅱ ABSTRACT As the development of the auto industry, car has gradually bee part of everyone39。 概論 1. 本課題解決的主要問(wèn)題 設(shè)計(jì)出符合課題要求的前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。其次，需將經(jīng)過(guò)變速器、傳動(dòng)軸傳來(lái)的動(dòng)力，通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋的主減速器，進(jìn)行進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。驅(qū)動(dòng)橋的噪聲主要來(lái)自齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件。要求設(shè)計(jì)規(guī)范合理，計(jì)算準(zhǔn)確，并計(jì)算機(jī)輔助繪圖畫(huà)出裝配圖和零件圖，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 在具體工藝細(xì)節(jié)方面，我國(guó)和世界水平的差距還比較大，歸根結(jié)底后橋的共用時(shí)承載和驅(qū)動(dòng)。 為適應(yīng)不斷完善社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的要求以及加入世貿(mào)組織后國(guó)內(nèi)外汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 新形勢(shì)，推進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)，全面提高汽車(chē)產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求，促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，特制定汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。生產(chǎn)出質(zhì)量好，操 作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜的低速載貨汽車(chē)將適合大多數(shù)消費(fèi)者的要求。然而，不可否認(rèn)的是，國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀離產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 本設(shè)計(jì)的目的與意義 隨著現(xiàn)代車(chē)型的多樣化、個(gè)性化的需求與發(fā)展，越野車(chē)以其優(yōu) 越的克服惡劣環(huán)境的能力吸引著大眾的視線。四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的前后橋，都是轉(zhuǎn)向橋。各種車(chē)型的轉(zhuǎn)向橋結(jié)構(gòu)基本相同，主要由前梁 ，轉(zhuǎn)向節(jié)組成。 通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用《汽車(chē)構(gòu)造》、《汽車(chē)?yán)碚摗?、《汽?chē)設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《汽車(chē)制造工藝學(xué)》等課程的知識(shí)，使學(xué)生掌握運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè) 和查閱相關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)汽車(chē)設(shè)計(jì)技能，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。 以及在如此嚴(yán)酷的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下國(guó)內(nèi)企業(yè)的對(duì)策。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋參數(shù) 汽車(chē)的主要參數(shù) 包括尺寸參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)和汽車(chē)性能參數(shù)。 基本參數(shù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 單位 車(chē)身長(zhǎng)度 4600 mm 車(chē)身寬度 1855 mm 軸距 2660 mm 整體質(zhì)量 1590 kg 前輪距 1560 mm 后輪距 1560 mm 離地最小間隙 最大功率 最大扭矩 最高車(chē)速 主減速比 前輪胎規(guī)格 后輪胎規(guī)格 190 125/6000 224/400 180 225/65R17 225/65R17 mm kw/rpm N當(dāng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開(kāi)式 (或稱(chēng)為整體式 )，即驅(qū)動(dòng)橋是一根連接左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的剛性空心梁，而主減速器、差速器及車(chē)輪傳動(dòng)裝置 (由左、右半軸組成 )都裝在它里面。 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一跟支承在左右驅(qū)動(dòng)車(chē)論上的剛性空心梁，而主減速器、差速器及半軸等傳動(dòng)機(jī)件都裝在其中。因此，在汽車(chē)的平順性、操縱穩(wěn)定性和通過(guò)性等方面不如斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 最后介紹了汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要分為 普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 ，分析并選擇了本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案為斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。根據(jù) 本次課程設(shè)計(jì)所給的主傳動(dòng)比 i0 的特點(diǎn)， 采用 單級(jí)主減速器 優(yōu)勢(shì)突出。加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)同時(shí)嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，因此其工作平穩(wěn)，即使在告訴時(shí)，噪聲和振動(dòng)也很小。 3—油封 。 7—墊片 。 現(xiàn)在汽車(chē)主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式有懸臂式、騎馬式兩種。在這里采用懸臂式結(jié)構(gòu)合理。 主減速器 基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速比 0i 、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(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。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 0i 值，可使汽車(chē)獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 由最大爬坡度要求的變速器 Ⅰ 檔傳動(dòng)比： ? ?m a x 0 m a x m a x m a xc o s s i ne g I TrT i i m g f a a m gr ? ? ? ? ? (31) 得 ： m a xm a x 01 5 9 0 9 . 8 0 . 7 0 . 3 6 2 1 5 3 . 3 8 3 82 2 4 5 . 7 9 1 0 . 9rgIem g ri Ti ?? ? ? ?? ? ??? (32) 式子中： M—— 汽車(chē)質(zhì)量， 本車(chē)質(zhì)量為 1590Kg； G—— 重力加 速度 為 ； max? — 道路最大阻力系數(shù) 取 ； r—— 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 這里為 ； Te max—— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 為 224N?m； 0i —— 主減速比 為 ； η—— 傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率 。m)為 ： () ()a T rj m R H PmmG G rT f f fin???? ? ?? (36) ? ?18 90 0 62 15 1 8 01 7 63 5N m?? ? ???? 式中： aG —汽車(chē)滿(mǎn)載總重 ， 18900 N TG —所牽引的掛車(chē)滿(mǎn)載總重，但僅用于牽引車(chē)； Rf —道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)轎車(chē)取 Rf =～ ；載貨汽 車(chē)取 ～；越野汽車(chē)取 ～ ；該車(chē)取 Hf —汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。m 39。當(dāng) i0較小 (如 i0=～ 5)時(shí)，引可取為 7～ 12，但這時(shí)常常會(huì)因主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)太多、尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙。m。m； Km——模數(shù)系數(shù)，取 Km=。 考慮到齒輪強(qiáng)度要求取 40mm。傳動(dòng)比愈大則 E 也應(yīng)愈大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)，偏移距 E 可達(dá)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 d2的 20％～ 30％。由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去，并使主動(dòng) 齒輪處于右側(cè)，如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動(dòng)齒輪中心線下方，則為下偏移如果主動(dòng)齒輪處于左側(cè)，則情況相反，本次設(shè)計(jì)選擇的是上偏移。 (7) 齒輪法向壓力角的選擇 法向壓力角大些可以增加齒輪強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)，在 格里森制規(guī)定 中， 轎車(chē)主減速器螺旋錐齒輪 的 法向壓力角選用 14176。30′ 。的平均壓力角。 (8)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，輪齒小端的螺旋角最小，汽車(chē)主減速器弧齒錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為 35176。 表 31 圓弧螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算說(shuō)明 結(jié) 果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) Z1 9 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) Z2 52 3 端面模數(shù) m 4 齒面寬 F=。； 176。2 ah Km? ； 14 齒根高 39。39。11 0arctan hA? ?； 39。 17 面錐角 01 1 2? ? ???； 02 2 1? ? ??? 176。01 1 1 12 cosd d h ??? ； 39。 24 螺旋方向 — 主動(dòng)齒輪為左旋；從動(dòng)齒輪為右旋 25 驅(qū)動(dòng)齒輪 — 小齒輪 26 旋轉(zhuǎn)方向 — 主動(dòng)齒輪順時(shí)針； 從動(dòng)齒輪逆時(shí)針 主減速器 螺旋錐 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 在汽車(chē)工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用于其輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)的圓周力的估算，即 FPp? (310) 式中： p——單位齒長(zhǎng)上的圓角力， N／ mm； P——作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Teamx和最大附著力矩 2 rGr? 兩種 載荷工況進(jìn)行計(jì)算 ， N； F——從動(dòng)齒輪的齒面寬， mm。 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力 w? (N／ mm2) 為 ： 30 102 ????? ????? JDMFK KKKTSvmscw? (313) 按 (Tje、 Tjh)較小值校核 主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度 ： 30 22 10c s mwvT K K KK F z m J? ? ? ? ???? ? ? ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 ? ?22 6 3 5 1 0 . 6 5 6 2 1 . 11 4 4 9 4 . 7 1 0 . 2 1 44 8 7 . 6 2 0 M Pa 7 0 0 M P a?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? 從動(dòng)齒輪的彎 曲強(qiáng)度校核 ： 30 22 10c s mwvT K K KK F z m J? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?22 3 2 5 2 1 0 . 6 5 6 2 1 . 11 4 4 5 2 4 . 7 1 0 . 2 6 53 8 3 . 9 3 6 M Pa 7 0 0M P a?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? 式中： Tc——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N K0——超載系數(shù)；取 1 Ks——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)按日常行駛轉(zhuǎn)矩 jmT 計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為 1750MPa；當(dāng)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jeT 和 jT? 計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為 2800MPa。 = mm 最后解得 2452N1 ?F ； N 20202 ?F 式 (316)與 (317)中： F —從動(dòng)齒輪齒面寬 2? —從動(dòng)齒輪節(jié)錐角 錐齒輪的軸向力和徑向力 計(jì)算 1. 軸向力 主動(dòng)齒輪： )co ss ins in( t anco s1 ????? ?? FF az (318) ? ?2452 ta n 1 6 sin 9 .8 1 7 sin 3 5 c o s 9 .8 1 7c o s 3 51 8 7 7 .5 N? ? ? ? ? ??? 從動(dòng)齒輪： )c o ss ins in( t a nc o s2 ????? ?? FF ac (319) ? ?2020 ta n 1 6 sin 8 0 .1 8 3 sin 3 5 c o s 8 0 .1 8 3c o s 3 53 0 8 2 .7 N? ? ? ? ? ??? 2. 徑向力 ： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 主動(dòng)齒輪： )s ins inc o s( t a nc o s1 ????? ?? FF Rz (320) ? ?2452 ta n 1 6 c o s 9 .8 1 7 sin 3 5 sin 9 .8 1 7c o s 3 56 4 9 .1 N? ? ? ? ? ??? 從動(dòng)齒輪： )s i ns i nc o s( t a nc o s2 ????? ?? FF Rc (321) ? ?2020 ta n 1 6 c o s 8 0 .1 8 3 sin 3 5 sin 8 0 .1 8 3c o s 3 57 4 1 2 .7 N? ? ? ? ? ??? 上 述的 4 式中 ： ? —— 錐齒輪的法向壓力角 16176。 錐齒輪軸的軸徑選擇 當(dāng)錐齒輪齒面所受的圓周力、軸向力與徑向力計(jì)算確定后，根據(jù)主減速器軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。即取 mind =30 mm。b=45mm。 從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。 對(duì)于滲碳層深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù) m≤5 時(shí)，為 ～ ； m5～ 8 時(shí)，為 ～ ； m8 時(shí)，為 ～ 。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提 高其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專(zhuān)門(mén)的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐浪子的小端通向大端，并經(jīng)前軸承前 端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，抽