【正文】 度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求　　　　　　　(a)　單級(jí)主減速器 　　　 (b)　雙級(jí)主減速器車輪行程不等。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。主要方案：運(yùn)用齒輪傳動(dòng)原理，先用圓錐齒輪改變其轉(zhuǎn)矩的方向，并同時(shí)達(dá)到減速增扭的目的。的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。這時(shí)值應(yīng)按下式來(lái)確定： （） 式中 ——車輪的滾動(dòng)半徑,==，單位； ——變速器最高檔傳動(dòng)比； ——最高車速； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。由式（）得，即： = （） 把=、=3000r/min、=1===（）中，算的=。2主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇本次設(shè)計(jì)選用： 主動(dòng)錐齒輪：懸臂式支撐(圓錐滾子軸承) 從動(dòng)錐齒輪：騎馬式支撐(圓錐滾子軸承)3從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來(lái)的1/2。5主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來(lái)說(shuō)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無(wú)路地區(qū)的越野汽車來(lái)說(shuō)，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。本次設(shè)計(jì)選用：普通錐齒輪式差速器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動(dòng)橋 主減速齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩()的較小者，作為載貨汽車計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。～，可初取=； ——汽車性能系數(shù) ()當(dāng) =16時(shí)，取=0 主減速器齒輪參數(shù)的選擇1齒數(shù)的選擇 對(duì)于普通雙級(jí)主減速器，由于第一級(jí)的減速比i01比第二級(jí)的i02小些(通常i01/ i02≈～)，這時(shí)，第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)z1可選的較大，約在9～15范圍內(nèi)。 3齒輪端面模數(shù)的選擇 選定后，可按式算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，并用下式校核= 4齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐齒輪齒面寬度推薦為：F==，可初取F=40mm。螺旋角過(guò)大時(shí)會(huì)引起軸向力亦過(guò)大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?。?dāng)大齒輪直徑大于刀盤半徑時(shí)采用這種方法是最好的。9節(jié)圓直徑=110㎜=230㎜10節(jié)錐角arctan=90176。=176。=176。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算：(1)主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算①單位齒長(zhǎng)上的圓周力 () 式中：——單位齒長(zhǎng)上的圓周力，N/mm。 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力=700MPa；作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力=；當(dāng)計(jì)算主動(dòng)齒輪時(shí)，/Z與從動(dòng)相當(dāng)，而，故,綜上所述，故所計(jì)算的齒輪滿足彎曲強(qiáng)度的要求。由于齒輪在汽車倒檔時(shí)工作的時(shí)間很少，并且一檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩比倒檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，所有我們可以認(rèn)為齒輪只是單向工作。法向壓力角=。把已知數(shù)代入上式得：==由李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表41取[10]。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)于滲碳深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m5時(shí)，～。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性進(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)一專門的集油槽，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)近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錐滾子的下端通向大端，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，油孔位置也決定了油面位置。 第3章 差速器設(shè)計(jì)根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路的特征，為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用采用該結(jié)構(gòu)。 2行星齒輪球面半徑(mm)的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。取=11，=22。 6行星齒輪安裝孔直徑及其深度L的確定 行星齒輪安裝孔與行星齒輪名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度。 汽車差速器直齒錐齒輪切向修正系數(shù)(弧齒系數(shù))差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮,這是由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，僅在左/右驅(qū)動(dòng)車輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸齒輪之間有相對(duì)滾動(dòng)的緣故。 本章小結(jié)本章首先說(shuō)明了差速器作用及工作原理，對(duì)對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的基本參數(shù)進(jìn)行了必要的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)差速器齒輪的幾何尺寸及強(qiáng)度進(jìn)行了必要的計(jì)算，最終確定了所設(shè)計(jì)差速器的各個(gè)參數(shù)，取得機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)值并滿足了強(qiáng)度計(jì)算和校核。汽車在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。按式（）主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力==主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力= =。二級(jí)減速機(jī)構(gòu)作用在二級(jí)主、從動(dòng)齒輪面上的軸向力A和徑向力R分別為：== （）== () 式中：——齒輪的螺旋角，；把已知條件代入式（）和式（）可算出==，==。由于圓錐滾子軸承在潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑油只能從圓錐滾子軸承的小端通過(guò)離心力流向大端，所以在殼體上應(yīng)該有通入兩軸承間的右路管道和返回殼體的回油道。由此可得到：式中：——軸承的最小安裝尺寸[由殷玉楓主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》書表124可查的]。當(dāng)量動(dòng)載荷 Q= ()式中、 、。對(duì)于載貨汽車和公共汽車可取30～35 km/h，在此取35 km/h。若大修里程S定為100000公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命即 = h () 所以==，＞，故軸承符合使用要求。，對(duì)于從動(dòng)圓錐齒輪的圓周力、徑向力、軸向力、由計(jì)算公式可知=，==，==，在這里我們把二級(jí)主動(dòng)齒輪與軸做成一體的，選擇軸承時(shí)應(yīng)與齒輪的外尺寸176相當(dāng)，選擇軸承為30316型，它的外直徑為170，剛好滿足要求，它的額定動(dòng)載荷為278。根據(jù)上面所算得的數(shù)據(jù)代入式（316），（317）可得：====對(duì)于軸承C，在此選用30316型軸承，此軸承的額定動(dòng)載荷為278KN，== 軸向力=，方向與第一級(jí)從動(dòng)齒輪的相反，所以軸承C不受軸向力，因此=0＜=，此時(shí)=1，=0。 由式（320）可得當(dāng)量動(dòng)載荷Q===，所以軸承的使用壽命： ==s =＞所以軸承D符合使用要求。 第5章 軸的設(shè)計(jì) 一級(jí)主動(dòng)齒輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由上面所設(shè)計(jì)出來(lái)的齒輪的大小和軸承的大小，裝配時(shí)所要求的間隙等，參照現(xiàn)有車型對(duì)軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖31，可得到主動(dòng)一級(jí)主動(dòng)齒輪的基本尺寸大小，并滿滿足其所要的要求。 第6章 軸的校核 主動(dòng)錐齒輪軸的校核由第3章可知，齒輪的圓周力，軸向力，徑向力，并還知道兩軸承受徑向力和軸向力分別為，；。求出水平面上的彎矩并畫出彎矩圖：= （）規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，其齒輪受到的彎矩為正，后齒輪受到的彎矩為負(fù)，前齒輪受到的彎矩為正，： 垂直面上彎矩圖求出垂直面上的彎矩并畫出彎矩圖：== （）根據(jù)上面的方向，： 垂直面上彎矩圖合成彎矩可得：= = （）由上面的圖科知，在后軸承受力點(diǎn)上的彎矩最大，其彎矩為： 計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸的直徑，軸的材料選擇20CrMnTi，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)等處理，彎曲許用應(yīng)力，則：= （）由于截面處軸的直徑為80，所以校核成功。 通過(guò)本章對(duì)軸的校核，軸滿足其要求，對(duì)它所受的彎矩計(jì)算有更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)自己的計(jì)算水平有一定的提高，對(duì)將來(lái)對(duì)軸的設(shè)計(jì)和校核積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。橋殼、半軸等零件的方案。 參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2001.[2] [M].:機(jī)械工業(yè)出版社,2000 .[3] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.[4] [M].第3 :機(jī)械工業(yè)出版社,2000.[5] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.[6] 吳穎 解放CA1091維修手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995.[7] 徐灦. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.[8] 王鐵，張國(guó)忠，[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào),2003,(1):5053.[9]石琴，陳朝陽(yáng)，錢鋒，溫千紅汽車驅(qū)動(dòng)橋殼模態(tài)分析[J].上海汽車，1999，(4):13，8.[10]王聰興,馮茂林. 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].公路與汽運(yùn)，2004，(4):68.[11][M]：：人民交通出版社，2001.[12]陳家瑞．汽車構(gòu)造[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003．[13]張學(xué)孟．汽車齒輪設(shè)計(jì)（文集）[M]．北京：北京齒輪總廠科協(xié)技協(xié)，1995．[14]周松鶴，徐烈烜．工程力學(xué)[M]．第2 版．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[15]臧杰,[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．[16]曾范量．差速器的工作原理與使用[J]．汽車維修，2005,(9):15．[17]Shichi Sano，Yoshimi furukawa， Wheel Steering 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This use of puters and external devices product design methods, collectively referred to as puteraided design. CAD and CAM will be the future into CADMAT system will show the usefulness of its huge. (2) basic studies to support the drive axle design and