【正文】 較大的直徑，較高的齒輪強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和 軸承剛度。 圖 主減速器齒輪傳動(dòng)形式 雙曲面齒輪的傳動(dòng)比為 si0 = 2F 2r / 1F 1r =2r 2cos? /1r 1cos? （ si0 為雙曲面齒輪傳動(dòng)比； 1r 、 2r 分別為主、從動(dòng)輪平 均分度圓半徑； 1F 、 F 2 為主從動(dòng)齒輪圓周力）。主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一定距離 E ，這個(gè)距離稱 為偏移距。 單級(jí)主減速器多采用一對(duì)弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)，廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比 0i ≤ 7 的汽車上。 主減速器的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形式。 4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下，具有較高的傳動(dòng)效率。 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 的基本要求 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好壞。 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性連成一體的，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 其功用是： ① 將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降 低轉(zhuǎn) 速 、 增大轉(zhuǎn)矩； ② 通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向； ③ 通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速的作用，保證內(nèi)、外車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向 ；④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，以及制動(dòng) 力矩和反作用力矩等。 本設(shè)計(jì)保持了驅(qū)動(dòng)橋有足夠的強(qiáng)度、剛度和足夠的使用壽命，以及足夠的其他性能。其中根據(jù)本次設(shè)計(jì)的車型為中型汽車，所以主減速器的形式采用雙級(jí)主減速器；而差速器則采用目前被廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式錐齒輪差速器；其半軸為全浮式支撐。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)說明書 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 。在本次設(shè)計(jì)中完成了對(duì)主減速器、 差速器、半軸、橋殼及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。并且在本次設(shè)計(jì)中力求做到零件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。 驅(qū)動(dòng)橋分?jǐn)嚅_式和非斷開式兩類。故稱這種驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榉菙嚅_式驅(qū)動(dòng)橋，亦稱為整體式 驅(qū)動(dòng)橋。因此，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： 1） 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 5） 保證足夠的強(qiáng)度和剛度條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的行駛平順性。 主減速器一般根據(jù)所采用的齒輪型式、主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的裝置方法以及減速型式的不同 而互異。乘用車、質(zhì)量較小的商用車都采用單級(jí)主減速器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)；雙級(jí)主減速器是由兩級(jí)齒輪減速組成的主減速器，第一級(jí)是錐齒輪、第二級(jí)是圓柱齒輪傳動(dòng)，與單級(jí)主減速器相比，保證有足夠的離地間隙同時(shí)可得較大的傳動(dòng)比， 0i 一般為 7～ 12。由于 E 的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角 1? 大于從動(dòng)齒輪的螺旋角 2? 。 螺旋齒輪的傳動(dòng)比 Li0 = 2r / 1r ，令 K = 2cos? / 1cos? ,則 si0 =K Li0 。 3）當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙 4）在工作工程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，而且還有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)。 7）雙曲面齒輪主動(dòng)齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，所以選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。 但是，雙曲面齒輪也存在以下的缺點(diǎn)； 1）沿齒長(zhǎng)方向縱向滑動(dòng)也會(huì) 使 摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。 4）雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 跨置式支撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 在錐齒輪 兩端 的軸上均有軸承，這樣可大大增加支承 剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善。跨置式支撐拆裝困難，導(dǎo)向軸承是 個(gè)易 損 壞的 一個(gè) 軸承。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。從動(dòng)錐齒輪多采用圓錐滾子軸承，為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子軸承大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c +d ；且距離 c +d 應(yīng)不小于從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑的 65%。 但是過緊，則傳動(dòng)效率低， 且加速磨損。 m。它包括齒面嚙合印跡和齒側(cè)間隙的調(diào)整 。 （ 2） 嚙合間隙的調(diào)整方法是擰動(dòng)支承差速器殼的圓錐滾子軸承 外側(cè)的調(diào)整螺母 ，以改變從動(dòng)錐齒輪的位置。 潤(rùn) 滑 雙曲面齒輪工作時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)；且齒面間壓力很大，齒面油膜易被破壞，為減少摩擦，提高效率，必須使用含防刮傷添加劑的 雙曲面齒輪油。 加油孔應(yīng)設(shè)在加油方便之處，放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處。 min 1? ； maxav —— 最高車速 maxav =100km/h； ghi —— 最高檔傳動(dòng)比 ghi =1。 =； T? —— 傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，取 T? =； 0k —— 由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于性能系數(shù) pf =0 的汽車 dk =1； n —— 該汽車的驅(qū)動(dòng)橋目數(shù) ， n =1； 2G —— 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷， 2G =9200179。 1179。 m （ 24） 式中： aG —— 汽車滿載總重， aG =9200179。 LBi、 LB? 、 T maxe 、 n 等見式（ 2— 2）、式（ 2— 3）下的說明。 考慮以上因素后，選擇主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)為： 1z =13， 2z =28。 2d =(13～ 16)179。 m。 F =179。如果在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、 熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)負(fù)荷集中于輪齒小端，則易引起小端的過早損壞和疲勞。另外，主傳動(dòng)比越大，則 E 也越大，但要保證齒輪不發(fā)生根切。 在雙曲面 錐齒輪傳動(dòng)中，小齒輪偏移距 E 的大小及偏移方向是雙曲面錐齒輪傳動(dòng)的重要參數(shù)。它們之差稱為偏移角ε。當(dāng) Fm ≥ 時(shí)可得到很好的效果。范圍內(nèi)。（ 2z /1z ） 2/1 +90176。1? =25176。 確定從動(dòng)齒輪的名義螺旋角： 2? = 1? ? 式中： ? —— 雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移角的近似值， sin? ≈ E /( 2d /2+F /2) E —— 雙曲面齒輪的偏移距， mm； 2d —— 雙曲面從動(dòng) 齒輪的節(jié)圓直徑， mm； F —— 雙曲面從動(dòng)齒輪的齒面寬， mm。 =31176。 6．螺旋方向的選擇 雙曲面齒輪的螺旋方向指的是輪齒節(jié)錐線的曲線彎曲方向，分為“左旋”和“右旋”兩種。 ? 的選擇 加大法向壓力角可以提高輪齒的強(qiáng)度、減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。在車輛驅(qū)動(dòng) 橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動(dòng)中， 貨 車選用 20176。否則需要重新試算 表 21 圓弧齒雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 mm 序 號(hào) 計(jì) 算 公 式 數(shù) 值 注 釋 （ 1） 1z 13 小齒輪齒數(shù) （ 2） 2z 28 大齒輪齒數(shù) （ 3） 1z / 2z （ 4） F 50 大齒輪齒面寬 （ 5） E 35 偏心距 （ 6） 2d 320 大齒輪分度圓直徑 （ 7） dr 刀盤名義直徑 （ 8） 39。i =(5)*(11)/(12) （ 14） cosε 39。 （ 30） tg ?1? =((15)(29))/(28) （ 31） (28)*[(9)(30)] （ 32） (3)*(31) （ 33） sin ε1 =(24)(22)*(32) （ 34） tanε 1 （ 35） tan 1? =(22)/(34) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 36） 1? 28176。 48′ （ 40） cosε 39。 2′ 大齒輪節(jié)錐角 （ 49） sin 2? （ 50） cos 2? （ 51） ((17)+(12)*(32))/(37) （ 52） (12)/(50) （ 53） (51)+(52) （ 54） (12)*(45)/(49) （ 55） (43)*(51)/(35) 續(xù)表 （ 56） tg 01? =((41)*(55)(46)* (54))/(53) （ 57） 01? 4176。正號(hào)（ +） 表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了小齒輪軸線，負(fù)號(hào)（ ）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪 體之間。一般采用 45176。2m =(75)*(86)+ 大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處齒根高 （ 89） 2? =3438*（ 87） /（ 72） 63 176。2h =（ 88） +（ 74） *（ 92） 大齒輪的齒根高 （ 95） C=*(75)+() 徑向間隙為大齒輪在齒面寬 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 中點(diǎn)處的 （ 96） h=(93)+(94) 大齒輪的齒全高 （ 97） hg =(96)(95) 大齒輪的齒工作高 （ 98） 02? =（ 48） +（ 89） 123176。 （ 111） ZR =(71)+(109) 大齒輪根錐頂點(diǎn)到小齒輪軸 線的距離。正號(hào)（ +）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了大齒輪軸線，負(fù)號(hào)（ ）表 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 示該節(jié)錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。 cos 39。? 10176。 27′ （ 139） cosε 0 （ 140） ((99)*(110)+(95) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 )/(100) （ 141） GR =((5)*(137)(140))/(139) （ 142） sin 1R? =(100)*(139) （ 143） 1R? 30176。 m； gi —— 變速器傳動(dòng)比； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 1d —— 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑， mm； F —— 從動(dòng)齒 輪齒面寬， mm。 103 /130179。 1w? =2179。 179。 102 =535 N/mm2 ＜[ w? ]=700N/mm2 1w?? =2179。 179。 =203 N/mm2 ＜[ jm? ]=2w? =2 179。 179。 13 179。 20200179。 50179。 雙曲面齒輪的齒面接觸強(qiáng)度 為： j? =Cp / 1d [2 jzT 0K sK mK fK 179。 [2179。 1179。 汽車主減速器雙曲面齒輪與差速器的直齒錐齒輪，基本上都用滲碳合金鋼制造；其鋼號(hào)主要有： 20CrMnTi、 22CrMnMo、 20MnVB、 20CrNiMo、 20Mn2TiB 等。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。即使路面非常平直， 但由于輪胎制造尺寸誤差，磨損程度不同或充氣壓力不等，各個(gè)輪胎的滾動(dòng)半徑實(shí)際上不可能相等。 差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇 本設(shè)計(jì)中采用的是普通錐齒輪式差速器中的對(duì)稱式錐齒輪差速器，由于其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，所以被廣泛采用。行星齒輪的中心點(diǎn)為 C ， A 、 B 、 C 三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 r。 于是， 1? + 2? =2 0? ，或表示為 021 2nnn ?? 。行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，而兩個(gè)半軸齒輪半徑也是相等的。此摩擦力矩 使行星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪附加作用了大小相等而方向相反的兩個(gè)圓周力21 FF和 。為了衡量 差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性，常以鎖緊系數(shù) K表征，即 K =（ 2M 1M ） / 0M = rM / 0M 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 差速器內(nèi)摩擦力矩和其輸入轉(zhuǎn)矩之比，定義為差速器鎖緊系數(shù) K 。據(jù)此，本方案采用 4個(gè)行星齒輪 ， n =4。 所以： BR =178。 半軸齒輪的齒數(shù) 采用 14～ 25。 34′ 2? =arctan( 2z /1z ) =arctan(22/13)=59176。 64/13179。 22=110mm 5)壓力角 ? 目前大多選用 22176。 ， 齒高系數(shù)為 。 m； n —— 行星齒輪目數(shù)； l —— 行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x， mm； l ≈ 2d? , 2d? 為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而 2d? ≈ 2d ； [ c? ]—— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 98MPa。 20=22mm 差速器強(qiáng)度計(jì)算 汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為： w? =2179。 T =15159179。 179。 20179。 差 速器直齒圓錐齒輪參數(shù) （ 1）行星齒輪齒數(shù)： 1z =13 （ 2）半軸齒輪齒數(shù)： 2z =22 （ 3）模數(shù)： m =5mm （ 4）齒面寬： F =（ ～ ） 0A =179。