【正文】 X r? ? ? ? （ 53） 三種半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由下式計算： 3316 10Td? ? ???? （ 54） 式中 ? —— 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力， MPa； T— 一半軸的計算轉(zhuǎn)矩， T=； d—— 半軸桿部直徑， d=40mm。 半軸的計算應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況： a）縱向力 X2最大時 (X2＝ Z2? )附著系數(shù) 取 ，沒有側(cè)向力作用； b）側(cè)向力 Y2最大時，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時，為 Z2 1? 中，側(cè)滑時輪胎與地面?zhèn)认蚋街禂?shù) 1? ，在計算中取 ，沒有縱向力作用； c）垂向力 Z2 最大時，這發(fā) 生在汽車以可能的高速通過不平路面時，其值為(Z2gw)kd， kd是動載荷系數(shù)，這時沒有縱向力和側(cè)向力的作用。但在實際工作中由于加工和裝配精度的影響及橋殼與軸承支承剛度的不足等原因，仍可能使全浮式半軸在實際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應(yīng)力約為 5～ 70MPa。可用于轎車和輕型載貨汽車，但未得到推廣。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。 半軸的型式 普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、 3/4浮式和全浮式三種。 5 驅(qū)動半軸的設(shè)計 驅(qū)動車輪的傳動裝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。 初選差速器齒輪材料為20CrMoTi。 176。 176。 直齒錐齒輪節(jié)錐距半徑 A0為 家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 19 A0=() RS 錐齒輪大端模數(shù) m為 m= 0112Asinγz （ 44） 將各參數(shù)代入式（ 44），有： m=— 查閱文獻 [3]，取模數(shù) m= e）半軸齒輪與行星齒輪齒形參數(shù) 按照文獻 [3]中的設(shè)計計算方法進行設(shè)計和計算，結(jié)果見表 41。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 21zz 在 ～ ，且半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除。例如加進摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操縱的、能強制鎖住差速器的裝置 —— 差速鎖等。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 普通齒輪式差速器的傳動機構(gòu)為齒輪式。 差速器是個差速傳動機構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動，用來保證各驅(qū)動輪在各種運動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。圖 34為單級主減速器的跨置式支承的尺寸布置圖 : 圖 34單級主減速器軸承布置尺寸 圖 3— 4中各參數(shù)尺寸： a=44mm， b=30mm， c=50mm， d=122mm。該法向力 Fn可分解為沿 齒輪切線方向的圓周力 Ft、沿齒輪軸線方向的軸向力 Fa以及垂直于齒輪軸線的徑向力 Fr。 齒輪彎曲強度 斜齒圓柱 齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為： wσ =αβε Y2 dbmYTKY SaFa （ 38） 式中： wσ — 斜齒圓柱 齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力， MPa； T— 主動 齒輪 傳遞 的轉(zhuǎn)矩， Nm； K— 載荷系數(shù)， ?? KKKK VA?K ； AK — 使用 系數(shù)， 按照文獻 [2]表 102取 ； VK — 動載 系數(shù)， 按照文獻 [2]表 108取 ； αk — 齒面載荷分配系數(shù)， 按照文獻 [2]表 103取 ； βk — 齒向載荷分布 系數(shù)， 按照文獻 [2]表 104取 ； FaY — 斜齒輪的齒形系數(shù)，按照文獻 [2]可近似地按當(dāng)量齒數(shù) βcosz≈Z 3v 由表105查取，為 ； 家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 13 Ysa— 斜齒輪的應(yīng)力校正系數(shù)，按照文獻 [2]可近似地按當(dāng)量齒數(shù)?3v coszZ ?由表 105查取，為 ； Yβ 螺旋角影響系數(shù)，按照文獻 [2]數(shù)值查圖 1028可得 ； b— 所計算的齒輪齒面寬； b=44mm d1— 所討論齒輪分度圓直徑； 主動齒輪為 ，從動齒輪為 ； αε — 斜齒輪的縱合重合度，nmπβsinbεα = =； 對于主動 斜齒圓柱 齒輪， T=191Nm；從動 斜齒圓柱 齒輪， T=783 Nm； 將各參數(shù)代入式（ 38），有： 主動 斜齒圓柱 齒輪， wσ =243MPa； 從動 斜齒圓柱 齒輪， wσ =213MPa； 按照文獻 [2], 主從動 斜齒圓柱 齒輪的 wσ ≤ [ wσ ]=487MPa，輪齒彎曲強度滿足要求。 為改善新齒輪的磨合，防止其在余興初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，斜齒圓柱 齒輪在熱處理以及精加工后，作厚度為 ～ 、鍍錫處理。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %～ %），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有 良好的韌性。 b） 齒輪芯部 應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。當(dāng)變速器掛前進擋時，應(yīng)使主動齒輪的軸向力離家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 11 開 齒 頂方向，這樣可以使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。對于貨車弧齒錐齒輪，α一般選用 20176。 節(jié)錐角 γ 1=arctanZ1/Z2 γ 2=90176。 b）主、從動 斜齒圓柱 齒輪齒形參數(shù)計算 按 照文獻 [3]中的設(shè)計計算方法 進行設(shè)計和計算，結(jié)果見表 31。 把 pn =4500r/n , amaxv =110km/h , rr = , igh=1代入（ 31） 計算出 i0 = ① 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比計算載荷 Tce niTT KTLece /η T0m a x= （ 32） 式中： Tce— 計算轉(zhuǎn)矩， Nm； Temax— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； Temax =50 Nm n— 計算驅(qū)動橋數(shù)， 1； tη — 變速器傳動效率，η =； 0K — 液力變矩器變矩系數(shù)， 為 1； TLi — 由發(fā)動機至所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比為 Tη — 傳動系上述部分的傳動效率取 代入式（ 32），有： Tce= Nm ② 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動 斜齒圓柱 齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 LBLBrc irGT η αα 2= （ 33） 式中： csT 計算轉(zhuǎn)矩， Nm； 2G 滿 載 情 況 下 一 個驅(qū)動橋 作 用 于 地 面 上 的 最 大 負 荷， 為600**=3528N； α 輪胎與路面間的附著系數(shù)，在安裝一般輪胎的汽車在良好的混凝土或瀝青路上，取 ； 家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 9 r — 車輪的滾動半徑，取 ； LBLBi,η — 分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和傳動比，前者取 1，后者取 . 代入式（ 33），有 αcT = Nm 主動 斜齒圓柱 齒輪的計算轉(zhuǎn)矩為 GCZ iTT η0= （ 34） 式中： [ ]αcceC TTT ,min= ； zT 為主動 斜齒圓柱 齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， Nm； oi 為主傳動比 ，取 ； Gη 為主、從動 斜齒圓柱 齒輪間的傳動效率。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇 i0 值，可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 主減速器 斜齒圓柱 齒輪設(shè)計 主減速比 i 0、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷，是主減速器設(shè)計的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計時就確定。 家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 7 （ 2） 從動 斜齒圓柱 齒輪的支承 圖 33從動 齒輪支撐形式 從動 斜齒圓柱 齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 33 示）。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承 支承，故又稱兩端支承式。 主減速器主、從動 斜齒圓柱 齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。單級式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。為家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 6 保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高 支承剛度，增大殼體剛度。此外， 斜齒 圓柱 齒輪還具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點，汽車上獲得廣泛應(yīng)用。 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。 b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動件工作平穩(wěn)，噪音小。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。 斷開式驅(qū)動橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨立懸掛相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性比較好 ， 獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu) 雖然家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 4 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載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命 。 g)結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。 c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 2 總體方案 的布置 驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩 ,并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力和橫向 力。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機是動力的輸出者，也是整個機器的心臟，而驅(qū)動橋則是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。 對于乘用汽車來說，要改善其動力性與燃油經(jīng)濟性，這便對傳動系統(tǒng)有家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 3 較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。 但是 有以下兩大難題，一是將發(fā)動機輸出扭矩通過 變速箱 將動力傳遞到 差速器上，達到更好的車輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮，從而提高汽車的行駛能力。另外，汽車驅(qū)動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。 汽車驅(qū)動橋位于 傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學(xué)所要求的差速功能。故本說明書將以“驅(qū)動橋設(shè)計”內(nèi)容對驅(qū)動橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式 及 設(shè)計計算 進行 介紹。汽車驅(qū)動 橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能如動力性、經(jīng)濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。因此，通過對汽車驅(qū)動橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計實踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技 能。 目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè) ,采 用 前 輪驅(qū)動 汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高 。這就必須在發(fā)動機的動力輸出之后，在從發(fā)動機 — 傳動軸 — 驅(qū)動橋這一動力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中 的損失。 所以 前 輪驅(qū)動必然會使得乘車更加安全、舒適， 由于前驅(qū)傳動效率比后驅(qū)要高，所以還會 帶來可觀的經(jīng)濟效益。 b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 f)與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋 ， 后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。 其結(jié)構(gòu)如圖所示： 3 驅(qū)動橋各零部件的設(shè)計 主減速器設(shè)計 主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪 或 斜齒圓柱齒輪 帶動齒數(shù)多的錐齒輪 或 斜齒圓柱齒輪 。 驅(qū)動橋中主減速器、差速器設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求： 家用微型車驅(qū)動橋設(shè)計說明書 5 a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 e）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 為了 盡可能抵消主動軸上軸承的軸向力 ，主減速器中基本不用直齒圓 柱 齒輪而采用 斜齒圓柱 齒輪。它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷。雙級式主減速器應(yīng)用于大傳動比的中、重型汽車上，若其第二級減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實際上成為獨立部件，則稱輪邊減速器。其傳動比i0一般小于等于 7。查閱資料、文獻，經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結(jié)構(gòu)（如圖 32 示）。 本課題所設(shè)計的 乘用車最大總質(zhì)量 為 ， 所以 選用 跨置式 可以提高齒輪的承