【正文】 剪切彈性模量，； pI為半軸截面極慣性矩， lp=。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的 口益增多。 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 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 35mm。 ?——載荷分布的不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 。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. 驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋，強(qiáng)度計(jì)算的載荷工況與半軸強(qiáng)度計(jì)算的：三種載荷工況相同。 ???????????????M P aWTM P aWMWMTThhVv) ()(?? 校驗(yàn)合格 (2) 當(dāng)側(cè)向力最大時(shí) 橋殼內(nèi)、外板簧座處斷面的彎曲應(yīng)力 δi,δo 分別為 ???????????VrozovrziiWrbFWrbF)()(1212???? 計(jì)算得 Fz2i =Fz2o =G2/2= ? i= 0? = (3) 當(dāng)汽車通過不平路面時(shí) 動(dòng)載系數(shù)為是，危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力口為 K 為液力變矩系數(shù)取 1 G2= N b=280 WV = cm3 ? = 橋殼 的許用彎曲應(yīng)力為 300～ 500MPa，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 150～ 400MPa。 為了擴(kuò)大軟件的用戶群并使軟件能夠易學(xué)易用， Dassault System(達(dá)索系統(tǒng) )公司于1994 年開始重新開發(fā)全新的 CATIA V5 版本 。 CATIA V5 版本具有以下應(yīng)用特點(diǎn)： NT 和 UNIX 硬件平臺(tái)的獨(dú)立性 4 專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用 CATIA V5 可用于不同的行業(yè)，并能適應(yīng)這些行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 主減速器 建模 主動(dòng)錐齒輪三維建模 建模過程 (1) 利用 CAXA 軟件，輸入齒輪基本參數(shù)，即可得到齒形輪廓，得到圖 。 。 圖 主動(dòng)錐齒輪齒坯 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 (3)將主動(dòng)錐齒輪的齒廓線復(fù)制到草圖 ,經(jīng)過 。 6 消費(fèi)品 另外，為了驗(yàn)證一種新的概念在美觀和風(fēng)格選擇上達(dá)到一致， CATIA 可以 用數(shù)字化定義的產(chǎn)品模型，生成具有真實(shí)效果的渲染照片。在這個(gè)環(huán)境中，可以對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。 VWbkG2 2??大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 3 CATIA 三維建模 CATIA 軟件介紹 CATIA軟件是法國(guó) Dassault System(達(dá)索系統(tǒng) )公司開發(fā)的 CAD/CAE/CAM一體化軟件。 (1) 當(dāng) 牽引力或制動(dòng)力最大時(shí) ??????????TThhVvWTWMWM?? )( 橋殼鋼板彈簧座處危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力 δ 和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ分別為 式中， Mv 為地面對(duì)車輪垂直反力在危險(xiǎn)斷面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩，Mv= 239。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)為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。 小結(jié) 本章對(duì)半軸尺寸進(jìn)行了具體的計(jì)算包括長(zhǎng)度的計(jì)算和軸頸的初選，并對(duì)軸和軸上花鍵進(jìn)行了強(qiáng)度校核。 z——花鍵齒數(shù)；在此取 24 pL ——花鍵工作長(zhǎng)度， mm，在此取 50mm。m ，在此取 由于硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得十分顯著。 40MnB 是我國(guó)研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。計(jì)算較核得 ，滿足條件范圍。m； d——半軸桿部的直徑， d=32mm 根據(jù)上式 ? ＝ 3360? ＝ MPa ??? =(490～ 588) MPa 所以滿足強(qiáng)度要求。 ，可采用兩端用花鍵連接的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)上式 ?? RL XX 22 8960 N 在此 ?? RL XX 22 8960 N T =3360N22 GmXX RL ?? () 式中： ? ——輪胎與地面的附著系數(shù)取 ； 39。它的支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，因而被廣泛用于反力彎矩較小的各類轎車上。本設(shè)計(jì)采用全浮式半軸。但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同女、半軸法蘭平面相對(duì)其軸線不垂直等因素，會(huì)引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為 5～ 70MPa。 3／ 4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部，直 接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、 3／ 4浮式和全浮式三種形式。 由于差速器齒輪輪齒要求的精度低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。因此 ， 對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。2102 sin2 ?? hd ?? ?? mm ?? mm 理論弧齒厚 21 sts ?? ? ? mhhts ?? ???? t a n2 39。 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R? =176。022 arctan Ahf?? 1? =176。 節(jié)圓直徑 11 mzd ? ； 22 mzd ? 1d =40mm 2d =72mm 節(jié)錐角 211 arctanzz?? ，12 90 ?? ??? ?? ? ?? ? 節(jié)錐距 22110 s in2s in2 ?? ddA ?? mmA ? 周節(jié) t = t = 齒頂高 21 aga hhh ?? 。2 ??d = l == ? 943??? ??≈ ??L ? 2. 差速器齒輪的幾何計(jì)算 表 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥10，應(yīng)盡量取最小值 1z =10 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿足式 () 2z =18 模數(shù) m m =4 齒面寬 b=(～ )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。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 m=110 sin2 ?zA = 220sin2 ?zA = ?? 05 = 由于強(qiáng)度的要求在此取 m=4mm 得 4010411 ???? mzd mm 22 mzd ? =418=72 mm (5) 壓力角 α 汽車差速器的齒輪大都采用 176。 在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù) Lz2 ， Rz2 之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： 整數(shù)??n zz RL 22 () 式中： Lz2 ， Rz2 ——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來說， Lz2 = Rz2 n——行星齒輪數(shù)目； 在此 1z =10， 2z =18 滿足以上要求。 球面半徑 BR 可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 3TKR BB? mm () 式中： BK ——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～ ，對(duì)于有 4 個(gè)行星齒輪的載貨汽車取小值； T——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs 的較小值， N由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。根據(jù)力矩平衡可得 ?????? ?? ??rTTTTTT1221 () 普通錐齒輪差速器的鎖緊洗漱 k 一般為 ，兩半軸的轉(zhuǎn)矩比 bk 為 ，這說明左右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大，故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對(duì)于在良好路面上行駛的汽車來說是很合適的。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)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不同時(shí)具有以不同速度旋轉(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原因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。 小結(jié) 本章運(yùn)用傳統(tǒng)理學(xué)的計(jì)算方法，利用已知的數(shù)據(jù)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的尺寸進(jìn)行了計(jì)算，在計(jì)算結(jié)果和理論經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)果形式進(jìn)行了具體選擇。hhLL? ，故軸承符合使用要求 2） 對(duì)于軸承 B 是一對(duì)軸承 對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y值按雙列軸承選用， e 值與單列軸承相同。 按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F = .? = (2) 錐齒輪的軸向力和徑向力 圖 主動(dòng)錐齒輪齒面 受力圖 如圖 所示，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針， FT 為作用在節(jié)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 錐面上的齒面寬中點(diǎn) A 處的法向力，在 A 點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)， FT 分解成兩個(gè)相互垂直的力 FN 和 fF ， F N 垂直于 OA 且位于 ∠ OO′A所在的平面， fF 位于以 OA 為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。 (3) 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： 301 102 ??JvfmszpJ bJk kkkkTDc? () 式中： J? —錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力， MPa； 1D —主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑， mm； 1D =49mm b—主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值； b=50mm fk —齒面品質(zhì)系數(shù)，取 ； pc —綜合彈性系數(shù)，取 1/2/mm； sk —尺寸系數(shù)，取 ； 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 jJ —齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，查表取 ； zT —主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩； Tz= k0、 km、 kv 選擇同式 () 將各參數(shù)代入式 ()，有： 301 102 ??JvfmszpJ bJk kkkkTDc? = MPa J? ≤[ J? ]=2800MPa，輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求。 車輪滾動(dòng)半徑： r =。 齒頂圓直徑 1111 co s2 ?aa hdd ?? 2ad = 222 cos2 ?ahd ? 1ad = 2ad = 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 齒側(cè)間隙 查表取低精度 螺旋角 ? 取 ? =35176。 面錐角 211 fa ??? ?? 122 fa ??? ?? 1a? =176。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 軸交角 ? =90 ? =90 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d 49mm 2d =322mm 節(jié)錐角 ?1? arctan21zz 2? =90176。,商用車的 а 為 20176。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止齒輪因卡死而損壞 ??5 。而商用車選用較小的 ? 值 以防止軸向力過大，通常取 35176。 弧齒錐齒輪副的重點(diǎn)螺旋角是相等的。 取 1z =7 2z =46 1z + 2z =53〉 40 (2) 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) sm 對(duì)于單級(jí)主減速器，增加尺寸 2D 會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼高度尺寸和離地間隙，減小 2D 又影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支撐座得安裝空間和差速器的安裝。22 = ? ???= mN? 2. 錐齒輪主要參數(shù)選擇 (1) 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z 選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素 ??9 ： 1)為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定 1. 主減速器 齒輪 計(jì)算載荷的確定 (1) 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ceT 從