【正文】 。在此選用 7514E 型軸承。 =amvS h (223) 所以 hL39。 所以 L = 63103 10 ?????????? ??= 108 s 此外對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2n為 ramrvn ? r/min (221) 式中： r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑， m amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h。 對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖 24 所示 圖 24 主減速器軸承的布置尺寸 軸承 A， B的徑向載荷分別為 RA = ? ? ? ? 22 maZRZ dFbFbFa ????? （ 218） ? ? ? ? 22 maZRZB dFcFcFaR ?????? （ 219） 根據(jù)上式已知 aZF =20202N， RZF =9662N， a=134mm ， b=84mm， c=50mm 所以軸承 A的徑向力 AR = ? ? ? ? 22 1 ?????? =15976N 其 軸向力為 0 軸承 B的徑向力 RB = ? ? ? ? 22 1 ?????? =13364N （ 1）對(duì)于軸承 A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承 42608E，此軸承的額定動(dòng)載荷 Cr 為 ，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 Q=X 速器軸承載荷的計(jì)算 軸承的軸向載荷就是上述的齒輪的軸向力。 (1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 F ＝mdT2 N (212) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 式中： T —— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見(jiàn) 式 (211)。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT進(jìn)行計(jì)算。 主減速器軸承的計(jì)算 1．錐齒輪齒面上的作用力 錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。 對(duì)齒面進(jìn)行 噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25％。 汽車主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。所以均滿足要求。 圖 21 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 (3) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為 bJK KKKTKdC vfmspj 301102 ??? N/ 2mm (210) 式中： T —— 主動(dòng)齒 輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； pC—— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 21N /mm。 J —— 計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)。支承剛度大時(shí)取最小值。經(jīng)驗(yàn)算以上兩數(shù)據(jù)都在許用范圍內(nèi)。因此，驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用彎曲應(yīng)力不超過(guò) ／ mm2 .表 22 給出了汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值。汽車主減速器及差速器齒輪在新車跑合期及長(zhǎng)期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤(rùn)滑油并進(jìn)行清洗是防止不正常磨損的有效方法。輪齒的膠合強(qiáng)度是按齒面接觸點(diǎn)的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤(rùn)滑條件等。例如滲碳齒輪表面層太薄、心部硬度不夠等都會(huì)引起齒面剝落。在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)加大齒面寬也是一種辦法。一般首先產(chǎn)生在幾個(gè)齒上。 （ 2）齒面的點(diǎn)蝕及剝落 齒面的疲勞點(diǎn)蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報(bào)廢齒輪的 70%以上。此外，由于裝配的齒側(cè)間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)、安裝剛度不足、安裝位置不對(duì)等原因，使輪齒表面接觸區(qū)位置偏向一端，輪齒受到局部集中載荷時(shí)，往往會(huì)使一端（經(jīng)常是大端 ）沿斜向產(chǎn)生齒端折斷。如果最高應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力超過(guò)材料的耐久極限，則首先在齒根處產(chǎn)生初始的裂紋。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 1） 齒輪的損壞形式及壽命 齒輪的損壞形式常見(jiàn)的有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。 2f? =176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 = ㎜ 12 周節(jié) t= m t= ㎜ 13 齒頂高 mhh aa *? ah =13 ㎜ 14 齒根高 fh =? ?mcha **? fh = ㎜ 15 徑向間隙 c= mc* c= ㎜ 16 齒根角 0arctan Ahff ?? f? = 176。 8 軸交角 ? ? =90176。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)。 ～ 40176。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間減小。 根據(jù)以上要求參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [1]中表 312 表 313 取 1z =6 2z =41 1z + 2z =47〉 40 2. 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和 端面模數(shù) tm 對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸 2D 會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小 2D 又會(huì)影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2）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。 r —— 車輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號(hào)為 ，滾動(dòng)半徑為 ； LB? ， LBi —— 分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比， LB? 取 ，由于沒(méi)有輪邊減速器 LBi 取 所以 LBLBrcs irGT ?? ?? /2 = 000 0 ? ??=101150 mN? 3. 按汽車日常 行駛 平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cfT 對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來(lái)確定： ? ? mN )( ??????? PHRLBLB rTacf fffni rGGT ? （ 24） 式中： aG —— 汽 車滿載時(shí)的總重量，查得本車型為 2700000N TG —— 所牽引的掛車滿載時(shí)總重量， N，但僅用于牽引車的計(jì)算； Rf —— 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 ~；在此取 Hf —— 汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 ~在此取 pf —— 汽車的性能系數(shù)在此取 0； LB? ， LBi ， n—— 見(jiàn)式（ 21），（ 23）下的說(shuō)明。裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支承剛度的圓錐滾子軸 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 承，其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)錐齒輪前軸承，其后部緊靠齒輪背面的那個(gè)齒輪稱為主動(dòng)錐齒輪后軸承；當(dāng)采用騎馬式支承時(shí)，裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的 軸承一般稱為導(dǎo)向軸承。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點(diǎn)，比如對(duì)嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)， 雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置。 圖 11 Meritor（ 美馳 ） 單后驅(qū)動(dòng)橋 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 2章 主減速器設(shè)計(jì) 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而 異。 單級(jí)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)為單級(jí)橋的發(fā)展拓展了廣闊的前景。這類橋比單級(jí)減速器的質(zhì)量大，價(jià)格也要貴些，而且輪穀內(nèi)具有齒輪傳動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間在公路上行駛會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起過(guò)熱；因此，作為公路車用驅(qū)動(dòng)橋，它不如中央單級(jí)減速橋。但這類橋因輪邊減速比為固定值 2，因此，中央主減速器的尺寸仍較 大，一般用于公路、非公路軍用車。 ①圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。 由于上述中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，作為系列產(chǎn)品而派生出來(lái)的一種型號(hào)，它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋，使用受到一定限制；因此，綜合來(lái)說(shuō)，雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來(lái)發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋存在。一般在主傳動(dòng)比小于 的情況下，應(yīng)盡量 采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。 7） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好， 制造容易，維修，調(diào)整方便。 3） 齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 目前國(guó)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(fēng)襄樊車橋公司、濟(jì)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)。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī) — 傳動(dòng)軸 — 驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò)程中的損失。 對(duì)于重型載貨汽車來(lái)說(shuō)，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(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。 Single main reducing gear。 關(guān)鍵字 ：載重汽車；驅(qū)動(dòng)橋；單級(jí) 主 減速器 ；圓弧 錐齒輪 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Drive axle is one part of the four important assemblies of automobile. Its performance directly influences the entire automobile, especially the heavy truck. When using the big power engine with a big driving torque to meet the requirements of high speed, heavyloaded, high efficiency, high benefit for today’s heavy truck, an efficient and reliable drive axle is essential and it is being the heavy truck’ developing tendency. This design follows the traditional designing method of the drive axle, firstly, make up the main parts structure and the key designing parameters。所以采用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已成為未來(lái)重載汽車的發(fā)展方向。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。 本文不是采用傳統(tǒng)的雙曲面錐齒輪作為載重汽車的主減速器而是采用圓弧 錐齒輪，希望這能作為一個(gè)課題繼續(xù)研究下去。 Drive axle。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而 且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動(dòng)橋成為新的課題。 2） 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過(guò)性的要求。 6） 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)單的一種，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式， 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。在國(guó)內(nèi)目前的市場(chǎng)上，中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋主要有 2種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級(jí)減速器中預(yù)留好空間，當(dāng)要求增大牽引力與速比時(shí)，可裝入圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，將原中央單級(jí)改成中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)要增大牽引力與速比時(shí)，需要改制第一級(jí)傘齒輪后，再裝入第二級(jí)圓 柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有 2個(gè)規(guī)格。當(dāng)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(dòng)橋。這類橋與中央 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 雙級(jí)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。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(duì)離地問(wèn)隙的要求。因此，重型汽車不必像過(guò)去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高通過(guò)性； (4) 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，可靠性提高。圖 11Meritor 單后驅(qū)動(dòng)橋 為中國(guó)重汽引進(jìn)的美國(guó) ROCKWELL 公司 15 噸 級(jí)單級(jí)減速橋 的外形圖。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)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(dòng)小。 主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支承形式 作為一個(gè) 13 噸級(jí)的驅(qū)動(dòng)