【正文】 但在實(shí)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(shí)際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應(yīng)力約為 5～ 70MPa。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。12 ????? mhhtS ??mm 22 齒側(cè)間隙 mmB ? 圓錐齒輪差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮，這是由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，僅在左 /右驅(qū)動(dòng)車輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸齒輪之間有相對(duì)滾動(dòng)的緣故。2 14 齒根高 0 1 8 39。2 dd ? ， 40?l 33 [ c? ]——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 69MPa.。27a r c t a n1221 11 ???? zzzz ?? () 式中： 21,zz ——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 圓錐齒輪差速器齒輪設(shè)計(jì) 行星齒輪數(shù)目的選擇 該車型多用 4 個(gè)行星齒輪。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不 起差速作用。放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處，但也應(yīng)考慮到汽車在通過障礙時(shí)放油塞不易被撞掉。 對(duì)于采用懸臂式的主動(dòng)錐齒輪和跨置式的從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖 所示 28 圖 主減速器軸承的布置尺寸 軸承 A， B 的徑向載荷分別為 AR = ? ? ? ? 21112 mdAbRbPa ????? （ ） ? ? ? ? 21112 mB dAcRcPaR ?????? （ ） 式中：已知 P =12873N， 1R =7026N， 1A =9763N , md1 ＝ , a=30mm， b=60mm，c=150mm。m 齒面寬中點(diǎn)的圓周力 P 為： mdTP 2? =12873N （ ） 式中： T——作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力)/( 2mmNw? 為 JB z mK KKTKv mSw 203102 ??? （ ） 式中： wσ ——錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力， MPa； T——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ； 0K ——超載系數(shù)，一般取 1； SK ——尺寸系數(shù)， ； mK ——載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)， mK =； 23 vK ——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動(dòng)精 度高時(shí)，可取 Kv =1； B——所計(jì)算的齒輪齒面寬； B=41mm； z——計(jì)算齒輪的齒數(shù)； m——齒輪端面模數(shù)； m =7； J ——齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取 。 2f? =176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d42mm 2d =259mm 10 節(jié)錐角 ?1?arctan21zz 2? =90176。 20 在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。 ① .當(dāng) 0i ≥6 時(shí)， z1 的最小取值可取 5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)度， z1 最好大于 5； ② .當(dāng) 0i 較小（ 0i ＝ ～ 5）時(shí)， z1 可取為 5～ 12，但這時(shí)常會(huì)因?yàn)橹鳌凝X輪齒數(shù)太多，尺寸太大而不能保證所要求的離地間隙； 19 ③ .為了磨合均勻， z z2 之間應(yīng)避免有公約數(shù)； ④ .為了得到理想的齒面重疊系數(shù)， z1 與 z2 之和應(yīng)不小于 40； 查閱資料，經(jīng)方案論證，主減速器的傳動(dòng)比為 ，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù) z1=6，從動(dòng)齒輪齒數(shù) z2=37。 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì) 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jeT TTLeje KiTT ????? 0m a x /n （ ） 17 式中： maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 245 mN? ； TLi ——由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比 TLi = 0i 1i == 變速器傳動(dòng)比 1i =； T? ——上述傳動(dòng)部分的效率，取 T? =； 0K ——超載系數(shù)，取 0K =； n——驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目 1。 汽車主 減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、 20MnVB、 20MnTiB、 22CrNiMo 和 16SiMn2WMoV。 本章小結(jié) 本次設(shè)計(jì)主減速比已知，所以只要確定其他參數(shù)和其結(jié)構(gòu)形式即可。 半軸型式的確定 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，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。這時(shí) 0i 值應(yīng)按下式來確定： 0i =ghapr iv nrmax （ ）式中： r ——車輪的滾動(dòng)半徑， r =0. 5m ghi ——變速器最高檔傳動(dòng)比 （為直接檔）。 （ 4）主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)符合 東風(fēng) 貨車的整體 結(jié)構(gòu)要求。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。多采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應(yīng)相向安裝并有一定的預(yù)緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車輪傳來的彎矩。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí) 9 失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。 （ 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（如圖 ）、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。 圖 錐齒輪懸臂式支承 圖 主動(dòng)錐齒輪騎馬式支承 ② 騎馬式 騎馬式支承結(jié)構(gòu)如圖 所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用騎馬式支承。 ④ 工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長方向的縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 主減速器的結(jié)構(gòu)形式，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安裝。 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成 1 主減速器 主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。 在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。 5 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也有顯著的影響。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。獨(dú)立懸 架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)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。 c)齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小 。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。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)來表征。國內(nèi)的大多數(shù)中小企業(yè)中，測繪市場銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式?，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)。 Drive Axle housing 1 第 1 章 緒 論 概述 本課題是對(duì)東風(fēng)輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(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 輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋 具有一定的實(shí)際意義。 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。故本說明書將以 “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。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。特別是一 2 些小型企業(yè)或民營企業(yè)由于自身的技術(shù)含量低，開 發(fā)資金的不足，專門測繪、仿制市場上銷售較旺的汽車的車橋售往我國不健全的配件市場。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。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。 d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。 普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。 在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型載貨汽車上，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)比以及工作平滑無聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。斷開式驅(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在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。汽車前后兩端的驅(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。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改 6 變動(dòng)力方向。 （ 1）主減速器齒輪的類型 在現(xiàn)代汽車驅(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。 7 雙曲面齒輪傳動(dòng)有如下缺點(diǎn)： ① 長方向的縱向滑動(dòng)使摩擦損失增加，降低了傳動(dòng)效率。 （ 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。減速形式的選擇與汽車的類型 及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠的產(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。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。由此可見，半浮式 10 半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。 全浮式半軸工作可靠，廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類汽車、越野車汽車和客車上，本設(shè)計(jì)采用此種半軸。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易的要求。分析可知，當(dāng)軸向力與彈簧變形呈線性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的 1/2。 pn ——最大功率轉(zhuǎn)速 3200 r/min 14 av ——最大車速 90km/h 對(duì)于與其他汽車來說，為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，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)與同類汽車的主減速比相比較，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。全浮式半軸廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類汽車上。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