【正文】 ??????? s i ns i nc ostanc oss i nc os ???? FFFF SNRz （ 217） 有式（ 216）可計算 ? ? ????????? os35s i i a n35c os 3azF 20202N 有式（ 217）可計算 RzF ? ????????? i n35s i a n35c os 3 =9662N 17 式（ 212）～式（ 217） 參考《汽車設(shè)計》 [3]。ｍ 對于圓錐齒輪的齒面中點的分度圓直徑 222 sin ?bdd m ?? 2121 zzdd mm ? 經(jīng)計算 md1 ＝ md2 = 式（ 211） 參考《汽車車橋設(shè)計》 ［１］ 。汽車在行駛過程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動機也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。這種表面不應(yīng)用于補償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。根據(jù)這些情況，對于驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： ①具有較高的疲勞彎曲強度和表面接觸疲勞強度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； ②輪齒心部應(yīng)有適當?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)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時間、減少生產(chǎn)成本并將 低廢品率； ④選擇齒輪材料的合金元素時要適合我國的情況。它綜合考慮了嚙合齒面的相對曲率半徑、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?=1445 〈 1750 N/ 2mm 主、從動齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。 按圖 21 選取小齒輪的 J ＝ ，大齒輪 J ＝ . 按上式231 ????? ??????? ＝ 173 N/ 2mm N/ 2mm 232 ???? ??????? = N/ 2mm N/ 2mm 所以主減速器齒輪滿足彎曲強度要求。 z —— 計算齒輪的齒數(shù)； m —— 端面模數(shù)， mm。 0K —— 超載系數(shù)；在此取 sK —— 尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)， 當ｍ ? 時， 4 ?，在此 4?sK＝ mK —— 載荷分配系數(shù)，當兩個齒輪均用騎馬式支 承型式時， mK ＝ ～ 式式支承時取 ～ 。 2） 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強度計算 （ 1） 單位齒長上的圓周力 在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即 2bPp? N／ mm (26) 式中： P—— 作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 Temax 和最大附著力矩 rrG?2 兩種載荷工況進行計算， N； 2b —— 從動齒輪的齒面寬，在此取 80mm. 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時： 213m ax210bdiTp ge ?? N／ mm （ 27） 式中： maxeT —— 發(fā)動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 830 mN? ； gi —— 變速器的傳動比； 1d —— 主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取 108mm. 按上式 1731802108 3 ?????p N／ mm 按最大附著力矩計算時： 2232210bdrGp r ?? ? N／ mm （ 28） 式中： 2G —— 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷，對于后驅(qū)動橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時的負荷增加量，在此取 130000N； 12 ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取 ： r —— 輪胎的滾動半徑，在此取 按上式275240 0000 3?? ????p=1619 N／ mm 在現(xiàn)代汽車的 設(shè)計中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長上的圓周力有時提高許用數(shù)據(jù)的 20%～ 25%。在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的耐久疲勞次數(shù)。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產(chǎn)生撕裂或擦傷痕跡。造成齒面剝落的主要原因是表面層強度不夠。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應(yīng)力。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點的現(xiàn)象就稱為點蝕。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。 ② 過載折斷：由于設(shè)計不當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，使載荷超過了齒輪彎曲強度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。 10 ① 疲勞折斷：在長時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。在進行強度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 18 根錐角 1f? = 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 2? =176。 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算 表 21 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算用表 序 號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 1 主動齒輪齒數(shù) 1z 9 2 從動齒輪齒數(shù) 2z 40 3 端面模數(shù) m 12 ㎜ 4 齒面寬 b 1b =80㎜ 2b =75㎜ 5 工作齒高 mhh ag *2? ?gh ㎜ 6 全齒高 ? ?mchh a *2 ?? h = ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =176。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當變速器掛前進擋時，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。 汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為 35176。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。 5）對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 、從動錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素： 1）為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 ?—— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取 ? =；對于越野汽車取 ；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取 。 主減速器主，從動錐齒輪的支承形式 作為 重型卡車 的驅(qū)動橋，傳 動的轉(zhuǎn)矩較大，所以主動錐齒輪采用騎馬式支承。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個以上的輪齒同時嚙合，因此可以承受較大的負荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動小。圖 11Meritor 單后 驅(qū)動橋 為中國重汽引進的美國 ROCKWELL 公司 13 噸 級單級減速橋 的外形圖。 因此 ， 重型汽車不必像過去一樣 ， 采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高通過性 ； (4) 與帶輪邊減速器的驅(qū)動橋相比 ， 由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化 ， 單級減速驅(qū)動橋機械傳動效率提高 ， 易損件減少 ， 可靠性提高。由于輪邊減速比大 ， 因 此， 中央主減速器的速比一般均小于 3， 這樣 大錐 齒輪就可取較小的直徑 ， 以保證重型汽車對離地問隙的要求。這類橋與中央雙級減速橋的區(qū)別在于 ： 降低半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 ， 把增大的轉(zhuǎn)矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上 ，其 “ 三化 ” 程度較高。當前輪邊減速橋可分為 2 類 ： 一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋 ； 另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動橋。在國內(nèi)目前的市場上 ， 中央雙級驅(qū)動橋主要有 2 種類型 ： 一類如伊頓系列產(chǎn)品 ， 事先就在單級減速器中預(yù)留好空間 ， 當要求增大牽 引力與速比時 ， 可裝 入圓柱行星齒輪減速機構(gòu) ， 將原中央單級改成中央雙級驅(qū)動橋 ， 這種改制 “ 三化 ”（即系列化，通用化，標準化） 程度高 ， 橋殼、主減速器等均可通用 ，錐 齒輪直徑不變 ； 另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品 ， 當要增大牽引力與速比時 ， 需要改制第一級傘齒輪后 ， 再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪 ， 變成要求的中央雙級驅(qū)動橋 ， 這時橋殼可通用 ， 主減速器不通用 ， 錐 齒輪有 2 個規(guī)格。 此 是驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)中最為簡單的一種 ， 是驅(qū)動橋的基本形式 ， 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。 在本設(shè)計中 采用了 AutoCAD 繪圖軟件 和 CAXA 繪圖軟件 進行了工程圖的繪制 ， 繪制了 驅(qū)動橋裝配圖、主減 速器的主、從動錐齒輪 、 差速器的半軸齒輪、行星齒輪以及半軸 ，通過對 AutoCAD 的編輯工具與命令的運用，掌握了從 AutoCAD 基礎(chǔ)圖形的繪制→基礎(chǔ)零件的繪制→各類零件圖的創(chuàng)建與繪制的方法，并且理解了機械圖繪制的工作流程。 4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動效率。這些企業(yè)幾乎占到國內(nèi)重卡車橋 90%以上的市場。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。隨著目前國際上石油價格的上漲，汽車的經(jīng)濟性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對乘用車，對于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟性也是各商用車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn)品市場競爭力的一個法寶，因為重型載貨汽車所采用的發(fā)動機都是大功率，大轉(zhuǎn)矩的，裝載質(zhì)量在十噸以上的載貨汽車的發(fā)動機，最大功率在 140KW以上，最大轉(zhuǎn)矩也在 700N 1 緒論 汽車 驅(qū)動橋位于傳動系的末端。 對于重型載貨汽車來說，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動機，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用 。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。 目前國內(nèi)重型車橋生產(chǎn)企業(yè)也主要集中在 中信車橋廠 、東風襄樊車橋公司、濟南橋箱廠、漢德車橋公司、重慶紅巖橋廠和安凱車橋廠幾家企業(yè)。 3） 齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 7） 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下： 1)中央單級減速驅(qū)動橋。 2)中央雙級驅(qū)動橋。輪邊減速驅(qū)動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。在該系列中 ， 中央單級橋仍具有獨立性 ， 可單獨使用 ， 需要增大橋的輸出轉(zhuǎn)矩 ， 使牽引力增大或速比 增大時 ， 可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋 ， 一般減速比在 3 至 之間。況且由于 隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對車輛性能要求的變化 ， 重型汽車驅(qū)動橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級化發(fā)展的趨勢 ，主要是單級驅(qū)動橋還有以下幾點優(yōu)點： (l) 單級減速驅(qū)動橋是驅(qū)動橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種 ， 制造工藝簡單 ， 成本較低 ， 是驅(qū) 3 動橋的基本類型 ， 在重型汽車上占有重要地位 ； (2) 重型汽車發(fā)動機向低速大轉(zhuǎn)矩發(fā)展 的趨勢 ， 使得驅(qū)動橋的傳動比向小速比發(fā)展 ； (3) 隨著公路狀況的改善 ， 特別是高速公路的迅猛發(fā)展 ， 重型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低 。 所以此設(shè)計采用單級驅(qū)動橋再配以鑄造整體式橋殼。 在此 選用弧齒錐齒輪傳動，其特點是主、從動齒輪的軸線垂直交于一點。 主減速器的減速形式 由于 i=＜ 6， 一般采用單級主減速器， 單級減速驅(qū)動橋產(chǎn)品的優(yōu)勢：單級減速驅(qū)動車橋是驅(qū)動橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅(qū)動橋的基本型，在重型汽車上占有重要地位； 目前 重型 汽車發(fā)動機向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(qū)動橋的傳動比向小速比發(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 重型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，重型汽車產(chǎn)品不必像過去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，單級減速驅(qū)動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 主減速器計算載荷的確定 5 1. 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Ｔ ce nKiTT ToTLece /m a x ????? mN? （ 21） 式中 TLi —— 發(fā)動機至所計算的主減速器從動錐齒輪之間的傳動系的最低擋傳動比，在此取