【正文】 force acted on the road surface, the frame or the partment lead. The configuration of the Driving Axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure and the developing process of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Single Reduction Gear for Main Decelerator’s deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerator’s gear, Full Floating for Axle and Casting Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we acplished the design for Double Reduction Gear, tapered Plaary Gear Differential Mechanism, Full Floating Axle, the checking of Axle Housing and the election of the material and so on. Key words: Driving Axle； Single； Main Decelerator； Differential； Gear； Material； Computer Aided Design 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘要 ……………………………………………………………………………………… ...Ⅰ Abstract ………………………… .…………………………………………………… ......Ⅱ 第 1 章 ...................................................................................................................................1 選題的目的和意義 . .................................................................錯誤 !未定義書簽。汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。以計算機(jī)技術(shù)為核心，以設(shè)計理論為指導(dǎo)，是現(xiàn)代設(shè)計的主要特征。這種利用計算機(jī)及其外部設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的方法，統(tǒng)稱為計算機(jī)輔助設(shè)計 (CAD)。現(xiàn)代汽車設(shè)計，除傳統(tǒng)的方法和計算機(jī)輔助設(shè)計方法外，還引進(jìn)了最優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元分析、計算機(jī)模擬計算或仿真分析、模態(tài)分析等現(xiàn)代設(shè)計剛方法于分析手段，甚至還引進(jìn)了雷達(dá)防 撞、 衛(wèi)星導(dǎo)航 、 智能化電子儀表及顯示 系統(tǒng)等新技術(shù)。 研究現(xiàn)狀 國內(nèi)現(xiàn)狀 我國驅(qū)動橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進(jìn)、自主開發(fā)三種組成。這種開發(fā)模式是無法從根本上提高我國驅(qū)動橋產(chǎn)品開發(fā)水平的。我國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展階段，在科技迅速發(fā)展的推動下，高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國外汽車新技術(shù)的引進(jìn)，研究團(tuán)隊自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動橋設(shè)計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進(jìn)的汽車零部件設(shè)計制造技術(shù)水平。 優(yōu)點是減少設(shè)計及工裝制造的投入 , 減少了零件種類 , 提高規(guī)模生產(chǎn)程度 , 降低制造 費用 , 提高市場響應(yīng)速度等。有限元法將具有無限個自由度的連續(xù)體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。目前它是 CAD 技黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。另外，汽車電子控制系統(tǒng)和總線驅(qū)動系統(tǒng)的迅速發(fā)展，如線控?fù)Q擋、線控轉(zhuǎn)向、線控制動等的研究開發(fā)。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu) 和 種類 汽車車橋的種類 車橋通過懸架與車架（或承載式車身）相連，它的兩端安裝車輪，其功用是傳遞車架（或承載式車身）于車輪之間各方向的作用力及其力矩。 驅(qū)動橋的種類 驅(qū)動橋作為汽車的重要的組成部分處于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使左、石驅(qū)動車輪黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 具有汽車行駛運動學(xué)所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸掛時，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅(qū)動橋。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 圖 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 ③ 當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。 ③ 雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)鉅較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的30％。通常單 級 減速器用于主減速比 io≤ 的各種中小型汽車上。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運動學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 半軸 驅(qū)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(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 半浮式半軸具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點。 橋殼 驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪。為了減小汽車的簧 下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。 結(jié)構(gòu)形式分類：可分式、整體式、組合式。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 第二章 設(shè)計方案的確定 設(shè)計主要參數(shù) 本次設(shè)計的任務(wù)是 獅跑汽車后 橋的設(shè)計。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機(jī)與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇 0i 值，可是汽車 獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 （ 2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承） 從動錐齒輪： 跨置 式支撐（圓錐滾子軸承） （ 3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(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，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的 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減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、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(qū)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(jié)構(gòu)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(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)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(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。 本次設(shè)計選用：圓錐行星齒輪差速器 。 橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強(qiáng)度及剛度都比較好。 鑄造式橋殼 強(qiáng)度、剛度較大 多 用于 越野車和 重型貨車。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 第 3章 主減速器 設(shè)計 主減速齒輪計算載荷的 確定 通常是將發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（ ?jjeTT, ）的較小者，作為載貨汽車計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。通常取 ～ ，可初取Hf =； Pf —— 汽車性能系數(shù) ])([1001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) max)(eTaT GG ? =16 時，取 Pf =0 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 （ 1）齒數(shù)的選擇 根據(jù)主減速比確定： 對于單級主減速器，當(dāng) i0 較大時，則應(yīng)盡量使主動齒輪的齒數(shù) Z1取小些，以得到滿意的驅(qū)動橋離地間隙 [1]。 （ 6）螺旋角的選擇 格里森制推薦公式：2021001 dE90zz525 ?????｀? 。 8 軸交角 ? EMBED ? =90176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 =100 ㎜ 12 周節(jié) t= m t= ㎜ 13 齒頂高 21 aga hhh ?? mkh aa ?2 1ah = 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c= ㎜ 16 齒根角 0arctan Ahff ?? 1f? =176。 18 根錐角 1f?= 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。在進(jìn)行強(qiáng)度計算之前應(yīng)首先了解 齒輪的破壞形式及其影響因素。汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計算彎曲應(yīng)力)/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中： 0K —— 超載系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) mK —— 載荷分配系數(shù) ~； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動精度高時，取 1； （ 2）輪齒的接觸強(qiáng)度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應(yīng)力 j? （ MPa）為： JFK KKKKTdC v fmsjpj ?? ???????3011102? （ ） 式中： pC —— 材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 0K =1， sK =1， mK =， sK =1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取 1； J—— 計算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 2J =，見圖 所示 。據(jù)此對驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： （ 1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性，故 齒表面應(yīng)有高的硬度； （ 2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； （ 3）鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率； （ 4）選擇齒輪材料的合金元素時要適應(yīng)我國的情況。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，齒輪表面硬度可高達(dá) HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng) m≤ 8 時為 HRC32～ 45。 對齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25％。 主減速器軸承的計算 設(shè)計時，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號，然后驗算軸承壽命。 注：汽車在行駛過程中，由于變速器檔位的改變，且發(fā)動機(jī)也不盡處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，因此主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩 處于經(jīng)常變化中。 主動錐齒輪選圓錐滾子軸承 (GB/T2971994)：滾動軸承 30207 GB/T2971994 滾動軸承 30208 GB/T2971994 從動齒輪選圓錐滾子 軸承 (GB/T2971994)： 滾動軸承 30208 GB/T2971994 （ 2）主減速器軸承載荷的計算 軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力。 式中： P —— 齒面寬中點處的圓周力； A—— 主動齒輪的軸向力； R —— 主動齒輪的徑向力； md1 —— 主動齒輪齒面寬中點的分度圓直徑。為了保證有黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 足夠的潤滑油流進(jìn)差速器，有的采用專門的倒油匙。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器的參數(shù)， 對主減速器齒輪計算載荷的計 算、齒輪參數(shù)的選擇，螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算與強(qiáng)度計算 并對主減速器 齒輪的材料及熱處理， 軸承的預(yù)緊， 主減速器的 潤滑 等 做了必