【正文】 29 JFK KKKKTdC v fmsjzpj ?? ???????301102? （ ） 式中： jzT ——主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩分別為 1jeT = mN? ， 1jmT = mN? ； pC ——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 1d ——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑， 49mm； 0K ， vK ， mK 同 ； sK ——尺寸系數(shù)， sK =1； fK ——表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1； F——齒面寬，取齒輪副中較小值即從動(dòng)齒輪齒寬 50mm； J—— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， J =，見(jiàn)圖 所示。 表 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力 ??p (N／ mm) 一檔 二檔 直接檔 轎車 893 536 321 載貨汽車 1429 250 公共汽車 982 214 牽引汽車 536 250 按最大附著力矩計(jì)算時(shí)： FdrGp r?????210232 ? （ ） 式中： 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，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增加量，在此取 40180N； ?——輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取 ； 類別 檔位 27 r ——輪胎的滾動(dòng)半徑，在此取 ； 按上式 80 3? ????p= N／ mm。 表 汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 ( N／ mm2 ) 計(jì)算載荷 主減速器齒輪的 許用彎曲應(yīng)力 主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力 jeT ， ?jT 中的較小者 700 2800 980 jmT 1750 實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。 25 汽車驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。 （ 4） 齒面磨損 這是輪齒齒面間相互滑動(dòng)、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。當(dāng)滲碳 齒輪熱處理不當(dāng)使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時(shí)，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來(lái)。 ② 齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點(diǎn)蝕更深的凹坑。在齒輪繼續(xù)工作 時(shí)，則擴(kuò)大凹坑的尺寸及數(shù)目，甚至?xí)饾u使齒面成塊剝落，引起噪音和較大的動(dòng)載荷。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。 ② 過(guò)載折斷：由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過(guò)了齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。 ① 疲勞折斷：在長(zhǎng)時(shí)間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 18 根錐角 1f?= 11 ??? 2f? = 22 ??? 1f? =176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 =167mm 22 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 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 Ahf?? 1? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。 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)汽車前進(jìn)。 螺旋錐齒輪螺旋方向 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。 所以有： 1d =147mm 2d =301mm。取 jeT = mN? 。 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? = )( ????? = mN? 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 主、從動(dòng)齒數(shù)的選擇 選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40；為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車 1z 一般不小于 6；主傳動(dòng)比 0i 較大時(shí)， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 由式（ ），式（ ）求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。對(duì)主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器的減速形式、主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇，從而確定逐步給出驅(qū)動(dòng)橋各個(gè)總成的基本結(jié)構(gòu)，分析了驅(qū)動(dòng)橋各 總成結(jié)構(gòu)組成。 整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式 、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。 組合式 組合式橋殼 又稱為支架式橋殼，對(duì)加工精度要求較高，剛度較差，通常用于微型汽車、轎車、輕型以下載貨汽車。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過(guò)在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。 根據(jù)相關(guān)車型及設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用全浮半軸。 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。在一般非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半鈾齒輪與輪轂連接起來(lái)。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。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。另外，即使汽車作直線行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損 程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 車輪行程不等。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無(wú)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 ，從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑較大時(shí)采用螺栓和差速器殼固定在一起 。 跟據(jù)實(shí)際情況，所設(shè)計(jì)的為輕型貨車所以采 用懸臂式支撐。 圖 錐齒輪懸臂式支承 （ 2） 跨置式 跨置 式支承結(jié)構(gòu) 如圖 24 所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，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，在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用 跨置 式支承。這種布置使從動(dòng)圓柱齒輪軸的中心線與其他齒輪軸的中心線位于同一水平面內(nèi)。目前貨車車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢(shì)使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多貨車使用條件對(duì)汽車通過(guò)性的要求降低，因此，產(chǎn)品不必像過(guò)去一樣，采用復(fù)雜的結(jié) 構(gòu)提高其的通過(guò)性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性增加。本次設(shè)計(jì)采用螺旋錐齒輪。 雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 9 圖 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合 過(guò)程是由點(diǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。 主減速器的齒輪類型 按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇 0i 值，可是汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 主減速比的計(jì)算 主減速比 0i 對(duì)主減速器的 結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小影響很大。 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成 在多數(shù)汽車中，驅(qū)動(dòng)橋包括 主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸）及橋殼等部件如圖 所示。 驅(qū)動(dòng)橋的種類 驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，其基本功用首先是增扭、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從 變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩。在絕大多數(shù)的載貨汽車和少數(shù)轎車上，采用的是整體式非斷開(kāi)式。 完成驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋裝配圖和主要部分零件 。個(gè)別比較有實(shí)力的企業(yè)，雖有自己獨(dú)立的研發(fā)機(jī)構(gòu)但都處于發(fā)展的初期。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)驅(qū)動(dòng)橋制造企業(yè)的開(kāi)發(fā)模式主要由測(cè)繪、引進(jìn)、自主開(kāi)發(fā)三種組成。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)以及工程問(wèn)題的一種有效的數(shù)值方法 ，也為驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋進(jìn) 行模態(tài)分析，掌握和改善其振動(dòng)特性，是設(shè)計(jì)中的重要方面。 (2) 模態(tài)分析 模態(tài)分析是對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)分析研究的最先進(jìn)的現(xiàn)代方法與手段之一。汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝， 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并且 通過(guò)對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能， 所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的 輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋 具有一定的實(shí)際意義。 2021 年，國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”的投入不斷加大，同時(shí)隨著鐵路不斷提速也為“門(mén)到門(mén)”的短途運(yùn)輸提供了機(jī)會(huì)，受此影響，輕型貨車在以后幾年也會(huì)呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)。 final drive。 本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù) ，在分析驅(qū)動(dòng)橋各部分結(jié)構(gòu)形式、發(fā)展過(guò)程及其以往形式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計(jì)方案， 采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對(duì)驅(qū)動(dòng)橋各部件主減速器、差速器、半軸、橋殼進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并完成校核。 輕型載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 作 者 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 單 位 名 稱： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè) 名 稱： 車輛工程 Drive axle design I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 輕型載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 基本內(nèi)容： (1) 滿足如下設(shè)計(jì)參數(shù)要求：總質(zhì)量： 6000kg；裝載質(zhì)量： 3000kg；軸距： 4000mm；后輪距 1500mm；鋼板彈簧座中心距離： 865mm；滿載時(shí)前軸荷 1900kg；滿載時(shí)后軸荷 4100kg；最大功率 70kw/3200r/min；最大轉(zhuǎn)矩 200Nm/2200r/min； (2) 進(jìn)行總體方案分析，總體參數(shù)設(shè)計(jì)和計(jì)算，完成總體設(shè)計(jì)全部?jī)?nèi)容； (3) 進(jìn)行零部件設(shè)計(jì)好校核計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)件選擇和校核等； (4) 完成總體和主要零部件二維設(shè)計(jì)； (5) 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (6) 翻譯一篇與汽車相關(guān)的外文文獻(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分： 題目： 基本內(nèi)容： 學(xué)生接受畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目日期 第 周 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 II 摘 要 輕型汽車在商用汽車生產(chǎn)中占有很大的比重，而且驅(qū)動(dòng)橋在整車中十分重要 。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并且 通過(guò)對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)