【正文】 6000 h。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： [1] (1)具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(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(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度可高達(dá) HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù) m8 時(shí)為 HRC29～ 45，當(dāng) m8 時(shí)為 HRC32～ 45。 對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25%。 主減速器的潤(rùn)滑 主減速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤(rùn)滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤(rùn)滑，因?yàn)槠錆?rùn)堵不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來實(shí)現(xiàn)。 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開油濺所及之處。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。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 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)車輪在行程不等時(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)要求 [2]。 再次，我們對(duì)主減速器錐齒輪軸承進(jìn)行校核，算出了錐齒輪軸承軸向 力和徑向力，確定了軸徑，并計(jì)算了軸承上的載荷，算出了軸承的使用壽命，證明本次設(shè)計(jì)所選擇的軸承型號(hào)是符合并滿足所給條件的。最終不僅導(dǎo)致輪胎過早磨損，無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操作性變壞。 如圖 所示。此設(shè)計(jì)采用 2 個(gè)行星齒輪． 行星齒輪球面半徑 RB(mm)的確定 [1] 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑 RB，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代替了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。 按上式可以計(jì)算出行星齒輪球面半徑 RB 為 mm RB 確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 A0=(～ ) RB (42) 本次 設(shè)計(jì) 中我們 選用較大值 行星 齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 [1] 為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于 10。 因此 半軸齒輪的齒數(shù)選 z２ 用 20 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 [1] 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 1? 、 2? ： )/arctan( 211 zz?? ＝ )20/11arctan( ＝ 176。 并且 10 41F m mm?? 考慮到齒輪強(qiáng)度要求取 12mm。 30′ ，的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10，并且在小齒輪 (行星齒輪 )齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。 30′ 的壓力角，齒高系數(shù)取 行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 的確定 [1] ][ 1030????? lnTc?? (47) ＝ mm 式 中： T0——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， 3252 N? ； [ c? ]——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 98MPa。3022o 22176。239。2239。7 8 hmhhmh ???? ； 15 徑向間隙 0 5 8 ???? mhhcg 16 齒根角 oo AhAh 2211 a rc t a n。 ；176。 19 外圓直徑 239。2102139。2。sin2????hdhd??? ； 21 理論弧齒厚 mahhtSSts???????tan)(2。1101 c os2 。 ?????? ???? RR 176。 ； 17 面錐角 12022101 。39。13 7 3 。d2=mz2 ； 82 10 節(jié)錐角 。通常取 ??L ＝ ? ＝ mm 表 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計(jì)算 [5] 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) z1 ,10? 應(yīng)盡量取小值 11 2 半軸齒輪齒數(shù) z2=14~25,且需滿足式 (414) 20 3 模數(shù) m 4 齒面寬 F=(~)A0。 dl?， 39。 的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。 壓力角，這時(shí)齒高系數(shù)為 1，而最少齒數(shù)是 13。 (44) 式中： z z2——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ～ 2 范圍內(nèi)。m，取 3252 N 5—半軸齒輪 ； 6—行星齒輪 ； 8—軸架 ； 9—長(zhǎng)軸 。 圖 普通差速器的工作原理圖 本設(shè)計(jì)采用 自鎖 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 4 章 差速器 設(shè)計(jì) 汽車行駛學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路及其相關(guān)關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程常常是不相等的。 其次，我們進(jìn)行了主減速器基本參數(shù)的選擇，主要通過主減速比，我們計(jì)算出 最低檔傳動(dòng) 、車輪打滑以及正常工作式的齒輪的計(jì)算載荷，并且根據(jù)這些計(jì)算載荷，我們選擇確定了主減速器齒輪的基本參數(shù)，并將齒輪的參數(shù)制定了表格用于參考。這不僅會(huì)使輪胎過早 磨損、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互關(guān)系表 明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。滲硫處理時(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。所以此設(shè)計(jì)中的滲碳層深度為 由于新齒輪潤(rùn)滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副 (或僅大齒輪 )在熱處理及精加工 (如磨齒或配對(duì)研磨 )后均予以厚度為 ～ ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。 汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。 主減速器齒 輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。c=190mm 則較遠(yuǎn)處軸承的當(dāng)量載荷 Q1= YAXR? 其中對(duì)于單列圓錐滾子軸承，當(dāng) RA e 時(shí)， X=1； Y=0 當(dāng) RA e 時(shí)， X=； Y 值及判斷參數(shù) e 參考軸承手冊(cè)或產(chǎn)品樣本 此設(shè)計(jì)中 RA = e= ? = 時(shí)， X=； Y= 所以 Q= N 此時(shí)對(duì)于 31306 型軸承，由文獻(xiàn) [13]可查的它的額定動(dòng)載荷 c=，則 軸承的壽命 ?)(6010 6 Qf cfnLpth ? =21115h (325) 式中： tf —— 溫度系數(shù)，取 pf —— 載荷系數(shù)，對(duì)于車輛，可取 pf =，此設(shè)計(jì)取 ? —— 壽命指數(shù)，滾子軸承取 10/3 n—— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速：ramrvn ? =? 50/ = r/min r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h；對(duì)于轎車取為 5055km/h；對(duì)于載貨汽車和公共汽車可取為 3035km/h 同理 ， 較近處軸承選用 32021型，它的當(dāng)量載荷 Q2= AR = N，額定動(dòng) c= 此時(shí)此軸承的壽命 hL =40760h。 由裝配關(guān)系可以得出最小直徑的位置是安裝導(dǎo)向軸承的，所以確定導(dǎo)向軸承的型號(hào)為 31306 的圓錐滾子軸承。主動(dòng)錐齒輪軸的材料選用 40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。 ； ? —— 螺旋角 35176。計(jì)算時(shí)應(yīng)將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上。當(dāng)端面模數(shù) m≥， Ks= 4 ； Km——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)， Km＝ ~；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)， Km＝ ~。m，對(duì)于主動(dòng)齒輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上； 主動(dòng)輪上為 635 N 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： 3max1102egTip dF???? (311) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 式中： Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， N02 2 2 22 cosd d h ??? ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 20 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 39。； 18 根錐角 1 1 1R? ? ???； 2 2 2R? ? ??? 176。39。 39。39。 11 節(jié)錐距 120122 s in 2 s inddA ???? 12 周節(jié) ? 13 齒頂高 39。 10Fm? 40 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5 齒工作高 1gh Hm? 6 齒全高 2h Hm? 單位 mm 7 法向壓力角 ? 16176。 ~40176。當(dāng) zl≥8 時(shí)，其平均壓力角均選用 21176。對(duì)于雙曲面齒輪，由于其主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不等，因此應(yīng)按平均壓力角考慮，載貨汽車選用 22176。30′ 或 16176。 (6)螺旋方向 從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，這時(shí)如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線上方時(shí)，則為上偏移，在下方時(shí)則為下偏移。但當(dāng) E 大干 d2黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 的 20％時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切 。 小錐齒輪的齒面寬一般要比大錐齒輪的大 10%,故取 44mm。 由 (27)可得模數(shù)的取值范圍為 ～ ,故模數(shù)取 合適。 Tc 為 3252 N為了磨合均勻，主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù) z1， z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不少于 40，對(duì)于轎車應(yīng)不少于 50。 0 635T 1 1 35 .7 9 1 0 .9 7jmz Ti ?? ? ?? N通常轎車取 ；載貨汽車和城市公共汽車取 ～ ；長(zhǎng)途公共汽車取 ～ ，越野汽車取 ～ 。 3. 上面求得的計(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的依據(jù)。 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 通常是將發(fā)動(dòng)機(jī) 最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下。 0i 選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 i 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定。 8—位置 調(diào)整墊片 。 4—前軸承 。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。轎車和裝載質(zhì)量小于 2t 的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。 (a)螺旋錐齒輪傳動(dòng)； (b) 雙曲面齒輪 圖 螺旋錐齒輪與栓曲面齒輪傳動(dòng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法，對(duì)其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一。 螺旋錐齒輪的主從齒輪軸線相交于一點(diǎn)，交角可以是任意的，但是絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速齒輪副都采用 90176。 主減速器類型較多，有單級(jí)、雙級(jí)、雙速、輪邊減速器等。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪 與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)雖然叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接。這種驅(qū)動(dòng)橋無剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨(dú)立地分別相對(duì)于車架或車身作上下擺動(dòng)，車輪傳動(dòng)裝置采用萬向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)橋的總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來說有三種：普通的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋合和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。汽車的質(zhì)量參數(shù)包括 整車整備質(zhì)量、汽車總質(zhì)量、載客量、軸荷分配等。使學(xué)生學(xué)會(huì)從工程一線的角度出發(fā)，合理選擇各總成的結(jié)構(gòu)類型，制定設(shè)計(jì)方案，正確地分析、計(jì)算、校核，并考慮制造工藝、經(jīng)濟(jì)、使用、維修等問題，培養(yǎng)未來工作的綜合能力，從而可以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要是通過查閱近幾年來有關(guān)國(guó)內(nèi)外前 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所要完成的主要任務(wù)如下： (1)通過比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握汽車前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)及工作原理； (2)基于給定的參數(shù)確定主要零部件的主