【正文】 xle Design Candidate： Specialty： Vehicle Engineering Class： B076 Supervisor： Lecturer. Heilongjiang Institute of Technology I 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是 SX2190 重型汽車 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞 ： 驅(qū)動(dòng)橋 ； 設(shè)計(jì) ； 計(jì)算 ； 校核 ； 材料 II ABSTRACT This design topic is SX2190 heavy vehicle driving axle design. By main reducer, driving axle generally and half axle and bridge four ponents, its shell basic function is increasing twist, slow down, change torque transmission shaft, namely, increasing the direction or directly from transmission by the torque, and ing to a reasonable distribution of torque to left, right drive wheels。 Check。 根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋分為整體式和斷開式兩種。 驅(qū)動(dòng)橋的種類 驅(qū)動(dòng)橋作為汽車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)車輪，并使左、石驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(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 路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。 本次設(shè)計(jì) 采用非獨(dú)立懸架，整體式 驅(qū)動(dòng)橋。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過(guò)程是由點(diǎn)到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。 圖 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 ③ 當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。 ③ 雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，多黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 用于傳遞轉(zhuǎn)鉅較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。 主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無(wú)輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)換算所得軸向力的 30％。通常 單極減速器用于 主減速比 io≤ 的各種中小型汽車上。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。在一般非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半鈾齒輪與輪 轂 連接起來(lái)。 3/4 浮式半軸，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。因此橋完既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置 （ 如半軸 ） 的外殼。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。 鋼板焊接沖壓式 —— 質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低， 適于 大量生產(chǎn)，轎車黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 和中小型貨車，部分重型 汽車 。以便為廣大消費(fèi)者生產(chǎn)出質(zhì)量好，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜適合中國(guó)國(guó)情，包括道路條件和經(jīng)濟(jì)條件的車輛，滿足廣大消費(fèi)者的要求。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)橋本課題的設(shè)計(jì)主要保證汽車在給定的條件下具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 0i 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 （ 1） 主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪 傳動(dòng)效率高，還能 承受大 的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無(wú)輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高 的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)換算所得軸向力的 30％。 本次設(shè)計(jì)采用雙級(jí)減速，主要從 傳動(dòng)比及它是載重量超過(guò) 10t 的重型 越野車 和保證離地間隙上考慮。 3/4 浮式半軸，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。 整體式橋殼的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。對(duì)主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型 、 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 。對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路用車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來(lái)確定的，即主加速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 jmT = )()(PHRLBLB rTa fffni rGG ???? ???=（ mN? ） （ ） 式中 ： aG —— 汽車滿載總重 18500； TG —— 所牽引的掛車滿載總重 ， N， 僅用于牽引車取 TG =0； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 Rf —— 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)， 越野車 通常取 ～ ，可初取 Rf =； Hf —— 汽車正常使 用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。 （ 2） 節(jié)圓直徑地選擇 根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （ 見式 ， 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： 322 jd TKd ??=~ （ ） 式中 ：2dK—— 直徑系數(shù)，取2dK=13～ 16； jT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 jT ， jeT 較小的 。 （ 6） 螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。 。 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算見表 。 1? 1? =176。 2a? =176。 主減速器 螺旋錐齒輪 的強(qiáng)度計(jì)算 在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。 ② 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 。1w? 39。 jm? = jm][? = je? = je][? =，故符合要求、校核合理。例如 :為了節(jié)約鎳、鉻等我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。 對(duì)于滲碳深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù) m≤ 5 時(shí)，為 ～ 。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性進(jìn)行滲硫處理。影響軸承壽命的主要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗(yàn)算軸承壽命之前，應(yīng)先求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力、圓周力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式是疲黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。而軸黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。 ② 雙 級(jí)減速器的從動(dòng)齒輪的軸承徑向載荷 軸承 C、 D 的徑向載荷分別為 222 ]39。([1 fPPefRdAAdgR mC ?????? =（ N） （ ） 222 ]39。([1 kPPckRRcdAAdgR mD ?????? =（ N） （ ） 式中 ： P —— 齒面寬中點(diǎn)處的圓周力； A—— 從動(dòng)齒輪的軸向力； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 R—— 從動(dòng)齒輪的徑向力； 39。d —— 第二 級(jí)減速主動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑； md2 —— 從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。39。 主減速器的潤(rùn)滑 主加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)滑不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來(lái)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漏油，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。 選擇了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 設(shè)計(jì)中采用的 普通 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 （ 如圖 ） 由差速器左 殼為整體式， 圖 中央為 普通 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 2 個(gè)半軸齒輪， 4 個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪以及行星齒輪墊片等組成。 普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖，如圖 所示 。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25。 r c t a n。52 21 21 ???? （ ） （ 5） 壓力角 ? 目前汽車差速器齒輪大都選用 39。 dl? ， 39。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 1 行星齒輪齒數(shù) 111?z 2 半軸齒輪 齒數(shù) 202?z 3 模數(shù) 5?m 4 齒面寬 AF? =14mm 5 齒工作高 gh ==8mm 6 齒全高 h=+=9mm 7 壓力角 39。 r c t a n1221 11 ?? ???? zzzz ?? 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d =54mm 12 周節(jié) t== 13 齒頂高 39。 [0 . 4 3 ] 2 . 5 7()gh h h m m h mZZ? ? ? ? ? ? ? 14 齒根高 39。 a r c t a n 6 . 2 2ohhAA??? ? ? ? 17 面錐角 0 1 1 2 0 2 2 13 5 . 0 3 。0 1 1 1 1 0 2 2 2 22 c o s 6 0 . 0 8 。1 2 2 1 21 2 . 5 4 2 。 jmemTTT N m T m m??? ? ? ? ? n—— 差速器行星齒輪數(shù)目 4； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù) 20； 0K —— 超載系數(shù) ； vK —— 質(zhì)量系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) 4 0 .7 4 9 12 5 .4s mK ??； mK —— 載荷分配系數(shù) ； F—— 齒面寬 14mm。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 5 章 半軸設(shè)計(jì) 概述 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置置位于汽車傳動(dòng)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(dòng)車輪。 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定其計(jì)算載荷。m —— 汽車加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋可取 ； ?—— 輪胎與的地面的附著系數(shù) 越野車取 1； 對(duì)于驅(qū)動(dòng)車輪來(lái)說(shuō)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比計(jì)算所得的縱向力小于按最大附著力所決定的縱向力時(shí)，則按下式計(jì)算，即 LX2 或 rTTLeR riTX /m a x2 ??? = （ ） 式中 ： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) ； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 1070 mN? ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 TLi —— 傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比 ； T? —— 汽車傳動(dòng)效率 ； r —— 輪胎滾動(dòng)半徑 。 ③ 半軸花鍵的剪切應(yīng)力為： 310 605 .6 [ ] 692()4ssBA PTDdzL b????? ? ? ?? MPa （ ） 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為： 310 158 .61 [ ] 512( ) ( )42ccB A B A PTD d D dzL?? ??? ? ? ???MPa （ ） 式中 ： T—— 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩 mN? ； BD —— 半軸花鍵外徑 ， 57mm； Ad —— 相配的花鍵孔內(nèi)徑 ， ； z—— 花鍵齒數(shù) 18； pL —— 花鍵的工作長(zhǎng)度