【正文】 mine the structure of major ponents and the main design parameters, the analysis of the various parts of the structure of the bridge drive type, the form of the development process and its advantages and disadvantages of the past, determined on the basis of the design program, using the traditional design method of various parts of the drive axle Main reducer, differential, axle, axle housing was designed to calculate and plete the check. Finally plete the final assembly drawing by using CAXA and mapping the main ponents. Keywords: Pickup truck。 Axle。 作為汽車關鍵零部件之一的汽車驅動橋也得到相應的發(fā)展，各生產廠家在研發(fā)和生產過程中基本上形成了專業(yè)化、系列化、批量化的局面 ， 汽車驅動橋是汽車的重要總成，承載著汽車車架及承載式車身經懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。驅動橋設計新方法的應用使得其開發(fā)周期縮短，成本降低，可靠性增加。模態(tài)分析技術的特點與優(yōu)點是在對系統(tǒng)做動力學分析時，用模態(tài)坐標代替物理學坐標，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。有限元法將具有無限個自由度的連續(xù)體 3 離散為有限個自由度的單元集合體，使問題簡化為適合于數(shù)值解法的問題。前種處理方式易于散熱 , 后種處理方式為了降低成本 , 甚至有廠商把制動器的殼體與橋殼鑄為一體 , 既易于散熱，又利于降低材料成本 , 但這對鑄造技術、鑄造精度和加工精度都提出了極高的要求。一些企業(yè)技術力量相對要好些的企業(yè)，測繪的是從國外引進的原裝橋，并且這些企業(yè)一般具有較為完善的開發(fā)體系和流程，也具有較完善的試驗手段，但是開發(fā)過程屬于對國外的仿制，對其逆向研究后結合自我情況生產。 設計主要內容和預期成果 驅動橋結構形式及布置方案的確定。 根據(jù)懸架結構的不同，車橋分為整體式和斷開式兩 種。 根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋四種類型。驅動橋的結構型式與驅動車輪的懸掛型式密切相關。 外廓尺寸小，保證 汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。 與懸架導向機構運動協(xié)調。 0i 的選擇應在汽車總體設計時和傳動系統(tǒng)的總傳動比一起由整車動力計算來確定。這時 0i 值應按下式來確定： 0i =ghapr iv nrmax （ ）式中： r ——車輪的滾動半徑， r = ghi ——變速器最高檔傳動比 （為直接檔）。 在現(xiàn)代貨車車驅動橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點有： 尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。 雙曲面齒輪傳動有如下缺點： 長方向的縱向滑動使摩擦損失增加，降低了傳動效率。 螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉向另一端。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關，有時也與制造廠的產品系列及制造條件有關，但它主要取決于由動力性、經濟性等整車性能所要求的主減速(a) (b) 10 比 io 的大小及驅動橋下的離地間隙、驅動橋的數(shù)目及布置形式等。 經方案論證，并查閱文獻本設計主減速器采用雙級主減速器。為了減小懸臂長度 a 和增加兩端的距離 b，以改善支承剛度，應使兩軸承圓錐滾子向外?？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．而主動錐齒輪后軸承的徑向負荷比懸臂式的要減小至1/5～ 1/7。 主減速器從動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 從動錐齒輪只有跨置式一種支撐形式 如圖 所示 ，兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應使它們的圓錐滾子大端相向朝內，而小端相向朝外。 差速器結構方案的確定 根據(jù)汽車行駛運動學的要求和實際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內所滾過的行程往往是有差別的。這不僅會是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時中心轉向而使操縱性變壞。 差速器的結構型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結構簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅動 車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側驅動車輪滑轉而陷車，則可采用防滑差速器。 半軸形式的確定 驅動車輪的傳動裝置置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉矩由差速器半軸齒輪傳給驅動車輪。 如圖 所示， 根據(jù)半軸外端支撐形式分為半浮式， 3/4 浮式，全浮式。 3/4 浮式半軸 的結構特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅動橋殼半軸套管的端部，直接支撐著輪轂，而半軸則以其端部與輪轂想固定 ，因其側向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命， 所以 未得到推廣。 可分式橋殼 可分式橋殼的整個橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個鑄件殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成。但對主減速器的裝配、調整及維修都很不方便，橋殼的強度和剛度也比較低。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構成單獨的總成，調整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內，并與橋殼用螺栓固定在一起。鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點在于可制成復雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應力分布，其強度及剛度均較好，工作可靠，故要求橋殼承載負荷較大的中、重型汽車，適于采用這種結構。 17 第 3 章 主減速器設計 概述 主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。 18 jeT =200 ? ? 1 ? ? 按驅動輪在良好 路面上打滑轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩 ?jT LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ ） 式中： 2G ——汽車滿載時驅動橋給水平地面的最大負荷， N；但后橋來說還應考慮到汽車加速時負腷增大量，可初?。? 2G = 滿G =4100=40180N； ?——輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ? =； 對于越野汽車，取 ? =； r ——車輪滾動半徑， ； LBLBi,? ——分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅動輪之間的傳動效率和傳動比，分別取 和 1。 按汽車日常行駛平均轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩 jmT 19 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? （ ） 式中： aG ——汽車滿載總重 N, aG =6000=58800N； TG ——所牽引的掛車滿載總重， N，僅用于牽引車取 TG =0； Rf ——道路滾動阻力系數(shù)，初取 Rf =； Hf ——汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)。 主減速器的傳動比為 ，初定主動齒輪齒數(shù) z1=21，從動齒輪齒數(shù) z2=43。 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 3t mjm K T?? （ ） 式中 ： mK ——模數(shù)系數(shù)，取 Km =~； jT ——計算轉矩， mN? ，取 jeT 。對于汽車工業(yè)，主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用： 2b = 2d =，可初取 2b =50mm。當變速器掛前進擋時，應使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。 21 螺旋角應足夠大以使 ?Fm 。壓力角。 1? 1? =176。 17 面錐角 211 ??? ??a ； 122 ??? ??a 1a? =176。 19 外圓直徑 1111 co s2 ?aa hdd ?? 2ad = 222 cos2 ?ahd ? 1ad =163mm 2ad =303mm 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 11201 sin2 ?? ahd ?? 2102 d?? 22sin?ah? 01? = 02? = 21 理論弧齒厚 21sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側間隙 B=~ 23 螺旋角 ? ? =35176。它們的主要特點及影響因素分述如下： （ 1） 輪齒折斷 主要分為疲勞折斷及由于彎曲強度不足而引起的過載折斷。隨 著載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴大，最后導致輪齒部分地或整個地斷掉。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。由于接觸區(qū)產生很 24 大的表面接觸應力，常常在節(jié)點附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內開始，形成極小的齒面裂紋進而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點的現(xiàn)象就稱為點蝕。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應力。造成齒面剝落的主要原因是表面層強度不夠。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產生撕裂或擦傷痕跡。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應予避免。在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的耐久疲勞次數(shù)。 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 （ 1） 單位齒長上的圓周力 在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即 FPp? （ ） 式中： p ——單位齒長上的圓周力， N/mm； P——作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機最大轉矩 maxeT 和最大附著力矩 rrG?2兩種載荷工況進行計算 。 （ 2） 輪齒的彎曲強度計算 汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計算彎曲應力 )/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中： jT ——齒輪計算轉矩 mN? ，對從動齒輪，取 ?jT ， jeT 較小的者即jeT = mN? 和 jmT = mN? 來計算；對主動齒輪應分別除以傳動效率和傳動比得 1jeT = mN? ， 1jmT = mN? ； 0K ——超載系數(shù)， ； sK ——尺寸系數(shù) sK =4=； mK ——載荷分配系數(shù)取 mK =1； vK ——質量系數(shù)，對于汽車驅動橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動精度高時，取 1； J——計算彎曲應力用的綜合系數(shù)，見圖 ， 1J =， 2J =。 （ 4） 主動齒輪軸的彎矩 如圖 所示為主動齒輪受力及彎矩圖。 設計時。 經計算， ?? =??? =230MPa 所以主動齒輪軸滿足要求。 （ 3） 輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應力 j? （ N／ mm2 ）為： 求 綜 合 系 數(shù) J 的 齒 輪 齒 數(shù)