【正文】 半徑， m。 半軸的強(qiáng)度計(jì)算 首先是驗(yàn)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? ： 316dT??? （ 44） 式中： T —— 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N 在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。 BD —— 半軸花鍵的外徑， mm，在此取 。 ? —— 載荷分布的不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 。 考慮的設(shè)計(jì)的是載貨汽車(chē)，驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。為了進(jìn)一步提高其強(qiáng)度和剛度，鑄造整體式橋殼的兩端壓入較長(zhǎng)的無(wú)縫鋼管作為半軸套筒，并用銷(xiāo)釘固定。橋殼中部前端的平面及孔用于安裝主減速器及差速器總成，后端平面及孔可裝上后蓋，打開(kāi)后蓋 可作檢視孔用。尤其是重型 汽車(chē)，其驅(qū)動(dòng)橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 殼。在通常的情況下，在設(shè)計(jì)橋殼時(shí)多采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，這時(shí)將橋殼看成簡(jiǎn)支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。 1. 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)汽車(chē)在不平路面上高速行駛時(shí)，橋殼除承受靜止?fàn)顟B(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 52 汽車(chē)以最大牽引力行駛的受力簡(jiǎn)圖 作用在左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩所引起的地面對(duì)于左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的最大切向反作用力共為： rTge r iiTP ????? 1m a xm a x （ 52） 根據(jù)上式可計(jì)算得 m a x ????P = 由于設(shè)計(jì)時(shí)某些參數(shù)未定而無(wú)法計(jì)算出汽車(chē)加速行駛時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) 2m 值，而對(duì)于載貨汽車(chē)的后驅(qū)動(dòng)橋 2m 可在 ～ 范圍內(nèi)選取，在此取 。 m 橋殼還承受因驅(qū)動(dòng)橋傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩，這時(shí)在兩鋼板彈簧座間橋殼承受的轉(zhuǎn)矩 T 為 T = 2max ???iTe (55) 式中： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此為 350N m 所以在鋼板彈簧座附近的危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力 w? 和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? 分別為 hhvvw WMWM ??? (56) tWT?? (57) 式中： hv MM, —— 分別為橋殼在兩鋼板彈簧座之 間的垂向彎矩和水平彎矩，見(jiàn)式 （ 55），和式（ 56）； thv WWW , —— 分別為橋殼在危險(xiǎn)斷面處的垂向彎曲截面系數(shù)，水平彎曲截面 系數(shù)和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)。2m 不可計(jì)算，一般對(duì)于載貨汽車(chē)后驅(qū)動(dòng)橋 39。22 ?mG ，因此可求得緊急制動(dòng)時(shí)橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩 vM 及水平方向的彎矩 hM 分別為 22 39。239。222? （ 510） 根據(jù)上式 5 02 0 0 ????T = N m hM = 2 ???? = N2 sBmG ?? （ 59） 式中： 2G ， wg ， B ， s —— 見(jiàn)式（ 51）下的說(shuō)明； 39。 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 53為汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)后驅(qū)動(dòng)橋殼的受力分 析簡(jiǎn)圖，此時(shí)作用在左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上除了有垂向反作用力 2/39。 3. 汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 這時(shí)不考慮側(cè)向力，圖 55 為汽車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)的受力簡(jiǎn)圖。 i —— 傳動(dòng)系的最低傳動(dòng)比； 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 ? —— 傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，在此取 。 根據(jù)上式 vM = 2 03 20 0 ??? = N 根據(jù)上式 ???wd? MPa 2. 汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 為了使計(jì)算簡(jiǎn)化，不考慮側(cè)向力，僅按汽車(chē)作直線行駛的情況進(jìn)行計(jì)算，另從安全系數(shù)方面作適當(dāng)考慮 。只要在這三種載荷計(jì)算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車(chē)各種行駛條件下是可靠的。 橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行受力分析，選擇其端面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。安裝制動(dòng)底板的凸緣與橋殼住在一起。鋼板彈簧座與橋殼鑄成一體，故在鋼板彈簧座附近橋殼的截面可根據(jù)強(qiáng)度要求鑄成適當(dāng)?shù)男螤?，通常多為矩形。在?鐵中加入 %的鎳，解決了球鐵低溫（ 41176。 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第五章 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支承汽車(chē)質(zhì)量，并承受有車(chē)輪傳來(lái)的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架 傳給車(chē)身，它同時(shí)又是主減速器，差速器和半軸的裝配體。 z —— 花鍵齒數(shù)；在此取 24 pL —— 花鍵工作長(zhǎng)度， mm，在此取 120mm。 m ，在此取 m； d —— 半軸桿部的直徑， mm。 根據(jù)上式 ?????? RL XX = N 在此 ?? RL XX 22 N T = Nm —— 汽車(chē)加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ～ 。 由于車(chē)輪承受的縱向力 2X ，側(cè)向力 2Y 值的大小受車(chē)輪與地面最大附著力的限制，即有 22222 YXZ ??? 故縱向力最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第四章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置位于汽車(chē)傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。 ?? ?? 1?h = 2?h = 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1201 sin2 ?? hd ?? ?? mm 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 239。 2o? =65.02176。 022 arctan Ahf?? 1? =176。 ，?? ? 11 節(jié)錐距 22110 sin2sin2 ?? ddA ?? 0A = 12 周節(jié) t = t = 13 齒頂高 21 aga hhh ?? 。2 ??d =144mm l = 144=72mm ? 3??? ??≈ 25mm ??L ≈ 28mm 差速器齒輪的幾何計(jì)算 表 31汽車(chē)差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥ 10，應(yīng)盡量取最小值 1z =10 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿(mǎn)足式（ 34） 2z =18 3 模數(shù) m m =8mm 4 齒面寬 677777777777777777777777777b=(～ )A0 。 m n —— 行星齒輪的數(shù)目；在此為 4 l —— 行星齒輪支承面中點(diǎn) 至錐頂?shù)木嚯x， mm， l ≈ 39。在此選 176。 的壓力角，齒高系數(shù)為 。 4. 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? 211 arctan zz?? = 1810arctan =176。但一般不少于 10。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 1. 行星齒輪數(shù)目的選擇 載貨汽車(chē)采用 4個(gè)行星齒輪。如圖 31所示。 所以軸承 D滿(mǎn)足使用要求。 所以軸承符合使用要求。 = = h 和 hL 比較， hL 〉 hL39。對(duì)于載貨汽車(chē)和公共汽車(chē)可取 30～ 35 km/h，在此取 km/h。 RA =1 15976=16276N。 F與fF 之間的夾角為螺旋角 ? ， FT 與 fF 之間的夾角為法向壓力角 ? ，這樣就有： ??? ta ns inc o s FFF TS ?? （ 211） ??? c o s/ta ns in FFF TN ?? （ 212） ?? coscosTFF ? （ 213） 于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸 向力 A和徑向力 R 分別為： ? ???????? c o ss ins int a nc o sc o ss in ???? FFFF SNaz （ 214） ? ???????? s ins inc o st a nc o ss inc o s ???? FFFF SNRz （ 215） 有式（ 214）可計(jì)算： ? ? ???????? ? o s35s a n35c o s 3azF 20201N 有式（ 215）可計(jì)算： RzF ? ????????? in35s o a n35c o s 3 =9661N 2. 主減速器軸承載荷的計(jì)算 軸承的軸向載荷就是上述的齒輪的軸向力。 m； 1if ， 2if ? iRf —— 變速器在各擋的使用率，可參考表 23選??； 1gi ， 2gi ? gRi —— 變速器各擋的傳動(dòng)比； 1Tf ， 2Tf ? TRf —— 變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表 23選?。? 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 22 if 及 Tf 各擋使用率 轎車(chē) 公共汽車(chē) 商用汽車(chē) 三檔 四檔 四檔 五檔帶超速檔 四檔 四檔帶超速檔 五檔 KT80 KT80 fi 一 二 三 四 五 超速檔 1 9 90 1 4 20 75 2..5 16 2 6 27 65 1 4 15 50 30 1 3 11 85 7 59 30 2 5 15 fT 一 二 三 四 五 超速檔 60 60 60 70 65 60 60 65 60 60 70 70 60 60 70 70 60 60 75 60 60 70 60 50 60 70 70 70 50 60 70 70 60 經(jīng)計(jì)算 dT 為 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。它綜合考慮了嚙合齒面 的相對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，按圖 22 選取 J = 按上式 3??? ???????j?=1444 〈 1750 N/ 2mm 主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。按圖 21選取小齒輪的 J ＝ ， 大齒輪 J ＝ . 按上式231 122 2 4 2 0 3 0 5102 ????? ??????? ＝ 183 N/ 2mm N/ 2mm 1 9 2 0 3 0 5102232 ???? ??????? = N/ 2mm N/ 2mm 所以主減速器齒輪滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度要求。 z —— 計(jì)算齒輪的齒數(shù)； m —— 端面模數(shù)， mm。 2f? =176。 11 節(jié)錐距 A0 = 11sin2 ?d = 22sin2 ?d A0 = ㎜ 12 周節(jié) t= m t= ㎜ 13 齒頂高 mhh aa *? ah = ㎜ 14 齒根高 fh =? ?mcha ** ? fh = ㎜ 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 15 徑向間隙 c= mc* c= ㎜ 16 齒根角 0arctan Ahff ?? f? = 176。 8 軸交角 ? ? =90176。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。 ～ 40176。 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 根據(jù)以上要求參考《汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)》 [1]中表 312 表 313 取 1z =9 2z =40 2） 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) tm 對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸 2D 會(huì)影