【正文】 ad =79mm 2ad = 20 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 11201 s in2 ?? ahd ?? 2102 d?? 22sin?ah? 01? = 02? = 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=~ 23 螺旋角 ? ? =35176。 17 面錐角 211 ??? ??a ； 122 ??? ??a 1a?=176。 1? 1? =176。 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(chē)前進(jìn)。 （ 7）主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的 。 （ 5）螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢(shì)。 （ 2）節(jié)圓直徑的選擇 根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見(jiàn)式 ， 式 并取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 6 532 2 ??? jd TKdmm 取 2d =266mm （ ） 式 中： d2—從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑， mm； Kd2—直徑系數(shù)，取 K d2＝2dK=13～ 16； JT —計(jì)算轉(zhuǎn)矩；取 Tje 與 TjΦ中較小者： （ 3）齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 ?? jmt TKm 取 tm =7mm 式中： mK ——模數(shù)系數(shù)，取 Km =~； jT ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 jeT 。 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? （ ） 式中： aG ——汽車(chē)滿(mǎn)載總重 N, aG =6000=58800N； TG ——所牽引的掛車(chē)滿(mǎn)載總重， N，僅用于牽引車(chē)取 TG =0； Rf ——道路滾動(dòng)阻力系 數(shù)，初取 Rf =； Hf ——汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。 jeT =245 ? ? 1 ? ? 按驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ?jT LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ ） 式中： 2G ——汽車(chē)滿(mǎn) 載時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷， N；但后橋來(lái)說(shuō)還應(yīng)考慮到汽車(chē)加速時(shí)負(fù)腷增大量，可初?。? 2G = 滿(mǎn)G =6000=58800N； ?——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，取 ? =； 對(duì)于越野汽車(chē)，取 ? =； r ——車(chē)輪滾動(dòng)半徑， ； LBLBi,? ——分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，分別取 和 1。 為改善新齒輪的磨合，防止其在初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐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(diǎn)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。 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。對(duì)主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類(lèi)型、主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇、主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整及主減速器的減速形式上得以確定從而逐步給出驅(qū)動(dòng)橋各個(gè)總成的基本結(jié)構(gòu)，分析了驅(qū)動(dòng)橋各總成結(jié)構(gòu)組成。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維 修、保養(yǎng)等都十分方便。全浮式半軸廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類(lèi)汽車(chē)上。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。 pn ——最大功率轉(zhuǎn)速 3200 r/min 14 av ——最大車(chē)速 90km/h 對(duì)于與其他汽車(chē)來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率而使最高車(chē)速稍有下降，一般選得比最小值大 10%～ 25%，即按下式選擇： 0i =（ ~）ghapr iv nrmax （ ） 經(jīng)計(jì)算初步確定 0i = 按上式求得的 0i 應(yīng)與同類(lèi)汽車(chē)的主減速比相比較，并考慮到主、從動(dòng)主減速齒輪可能的齒數(shù)對(duì) 0i 予以校正并最后確定。 （ 5）主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。分析可知，當(dāng)軸向力與彈簧變形呈線(xiàn)性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來(lái)的 1/2。 （ 2）主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計(jì)選用： 主動(dòng)錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承） 從動(dòng)錐齒輪：跨置式支撐（圓錐滾子軸承） （ 3）從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易的要求。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，東風(fēng)貨車(chē)屬于 輕 型貨車(chē)，采用后橋驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車(chē)的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件 11 的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設(shè)計(jì)出各主要尺寸。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車(chē)的類(lèi)型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 在汽車(chē)行駛過(guò)程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。 全浮式半軸工作可靠，廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類(lèi)汽車(chē)、越野車(chē)汽車(chē)和客車(chē)上，本設(shè)計(jì)采用此種半軸。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命。由此可見(jiàn)，半浮式 10 半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。例如加進(jìn)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(qiáng)制鎖住差速器的裝置 ——差速鎖等。差速鎖在軍用汽車(chē)上應(yīng)用較廣。普通齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪式。為了消除由于左右車(chē)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(chē)左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，保證了汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿(mǎn)足了汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。另外，即使汽車(chē)作直線(xiàn)行駛，也會(huì)由于左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或由于左右車(chē)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(chē)輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車(chē)輪行程不等。減速形式的選擇與汽車(chē)的類(lèi)型 及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠(chǎng)的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車(chē)性能所要求的主減速比 io 的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線(xiàn)性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來(lái)的 1/2。 （ 3）從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。 （ 2）主減速器主動(dòng)錐齒 輪的支承形式及安裝方式的選擇 現(xiàn)在汽車(chē)主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式有如下兩種： ① 懸臂式 懸臂式支承結(jié)構(gòu)如圖 所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸徑，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。 7 雙曲面齒輪傳動(dòng)有如下缺點(diǎn)： ① 長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)使摩擦損失增加，降低了傳動(dòng)效率。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點(diǎn)有： ① 尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比。 （ 1）主減速器齒輪的類(lèi)型 在現(xiàn)代汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲 面齒輪。 c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改 6 變動(dòng)力方向。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸掛時(shí)，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車(chē)和部分小轎車(chē)上，都是采用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用獨(dú)立懸掛時(shí)，則配以斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。汽車(chē)前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫通中間 橋而傳遞的。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋 驅(qū)動(dòng)汽車(chē)各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。斷開(kāi)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(chē)輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的 適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車(chē)在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車(chē)廂傾斜，提高汽車(chē)的行駛平順性和平均行駛速度，減小車(chē)輪和車(chē)橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車(chē)架橫粱或車(chē)廂底板上，或與脊梁式車(chē)架相聯(lián)。 在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車(chē)、多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和超重型載貨汽車(chē)上，有時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車(chē)的總體布置很方便。在汽車(chē)輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地 間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。 普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車(chē)、客車(chē)和公共汽車(chē)上，在多數(shù)的越野汽車(chē)和部分轎車(chē)上也采用這種結(jié)構(gòu)。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類(lèi)，即非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。 在一般的汽車(chē)結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件如圖 所示。驅(qū)動(dòng)橋的參數(shù)化設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)對(duì)象模型的尺寸用變量及其關(guān)系表示， 3 而不需要確定具體數(shù)值，是 CAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使 CAD 系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。有限元法不需要對(duì)所分析的結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的簡(jiǎn)化，既可以考慮各種計(jì)算要求和條件，也可以計(jì)算各種工況，而且計(jì)算精度高。模態(tài)分析技術(shù)的特點(diǎn)是在對(duì)系統(tǒng)做動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，用模態(tài)坐標(biāo)代替物理學(xué)坐標(biāo)，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。個(gè)別比較有實(shí)力的企業(yè)，雖有自己獨(dú)立的研發(fā)機(jī)構(gòu)但都處于發(fā)展的初期。特別是一 2 些小型企業(yè)或民營(yíng)企業(yè)由于自身的技術(shù)含量低，開(kāi) 發(fā)資金的不足，專(zhuān)門(mén)測(cè)繪、仿制市場(chǎng)上銷(xiāo)售較旺的汽車(chē)的車(chē)橋售往我國(guó)不健全的配件市場(chǎng)。二是差速器向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿(mǎn)足兩邊車(chē)輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，以設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的主要特征?？梢?jiàn)，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要涉及到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。故本說(shuō)明書(shū)將以 “驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) ”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，由驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)地分析了驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置方法；全面介紹了驅(qū)動(dòng)橋車(chē)輪的傳動(dòng)裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 Single reduction final drive。 本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù) ，在分析驅(qū)動(dòng)橋各部分結(jié)構(gòu)形式、發(fā)展過(guò)程及其以往形式的優(yōu)缺點(diǎn) 的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計(jì)方案， 采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對(duì)驅(qū)動(dòng)橋各部件主減速器、差速器、半軸、橋殼進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并完成校核。 Ⅰ 摘 要 輕型汽車(chē)在商用汽車(chē)生產(chǎn)中占有很大的比重，而且驅(qū)動(dòng)橋在整車(chē)中十分重要 。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋，能大大降低整車(chē)生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的 輕型貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 具有一定的實(shí)際意義。 Drive axle。 Drive Axle housing 1 第 1 章 緒 論 概述 本課題是對(duì)東風(fēng)輕型貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入、豐富和發(fā)展，而非獨(dú)立于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的全新設(shè)計(jì)。 它有以下兩大難題，一是將 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上，達(dá)到更好的車(chē)輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮，從而提高汽車(chē)的行駛能力。國(guó)內(nèi)的大多數(shù)中小企業(yè)中，測(cè)繪市場(chǎng)銷(xiāo)路較好的產(chǎn)品是它們的主要開(kāi)發(fā)模式。我國(guó)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的研究設(shè)計(jì)與世界先進(jìn)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)技術(shù)還有一定的差距，我國(guó)車(chē)橋制造業(yè)雖然有一些成果，但 都是在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、仿制、再加上自己改進(jìn)的基礎(chǔ)上了取得的。它可以定義為對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的解析分析 (有限元分析 )和實(shí)驗(yàn)分析 (實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 )，其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來(lái)表征。 20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)，由于電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，有限元法在工程上獲得了廣泛應(yīng)用。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)以及工程問(wèn)題的一種有效的數(shù)值方法，也為驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。 1． 2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)和分類(lèi) 驅(qū)動(dòng)橋的種類(lèi) 驅(qū)動(dòng)橋作為汽車(chē)的重要的組成部分處于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪具有汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車(chē)架或車(chē)廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。 c)齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小 。 g)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。獨(dú)立懸 架驅(qū)