【正文】 的齒面接觸應(yīng)力相等。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。汽車在行駛過程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)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。F 與 之間的夾角為螺旋角 ，F(xiàn) 與 之間的夾角為法向壓力角 ，sf ?Tf ?這樣就有： （2?cosT?13） （2?s/taniFTN14） （2?tsicoTS??15）于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力 A 和徑向力 R 分別為 （2????????cosinstacossin????FFSNaz16） （2?????sictacsicos ??SNRz17）有式（216）可計(jì)算 20202N? ????????? 有式（217）可計(jì)算 =9662NRz ?? ..式（212）～式（217）參考《汽車設(shè)計(jì)》 [3]。tf——為載荷系數(shù)，在此取 。（2）對(duì)于軸承 B，在此并不是一個(gè)軸承，而是一對(duì)軸承，對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y 值按雙列軸承選用，e 值與單列軸承相同。此節(jié)計(jì)算內(nèi)容參考了《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [1]和《汽車設(shè)計(jì)》 [3]關(guān)于主減速器的有關(guān)計(jì)算。 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理圖 31 差速器差速原理 如圖 31 所示，對(duì)稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機(jī)構(gòu)。于是1?r04r2r04r+ =（ + ）+( )12?r04即 + =2 （31）1?20 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 表示，則n （32）021??式（32）為兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 載貨汽車采用 4 個(gè)行星齒輪。1z2 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 ，1?2 = =176。在此選 176。2??dl ≈36mm ≈40mm?.??L 差速器齒輪的幾何計(jì)算表 31 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果1 行星齒輪齒數(shù) ≥10，應(yīng)盡量取最小值1z =101z2 半軸齒輪齒數(shù) =14～25，且需滿足式（34）2 =1823 模數(shù) m=10mmm4 齒面寬 b=(～)A 。 022arctnAhf??1? =176。02hd??mm42?續(xù)表序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果21 理論弧齒厚 21st???mhts???an39。第四章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于汽車傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車輪。39。m；T　　　 ——半軸桿部的直徑，mm。Ad ——花鍵齒數(shù)；在此取 24z ——花鍵工作長(zhǎng)度，mm，在此取 120mm。 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 通?？刹捎们蚰T鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。另外，由于汽車的輪轂軸承是裝在半軸套管上，其中輪轂內(nèi)軸承與橋殼鑄件的外端面相靠，而外軸承則與擰在半軸套管外端的螺母相抵，故半軸套管有被拉出的傾向，所以必須將橋殼與半軸套管用銷釘固定在一起。只要在這三種載荷計(jì)算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。通常由于 遠(yuǎn)小于 ，且設(shè)計(jì)時(shí)不wg2/G易準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)可以忽略不計(jì)所以 =26975N在通常的情況下，在設(shè)計(jì)橋殼時(shí)多采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，這時(shí)將橋殼看成簡(jiǎn)支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。安裝制動(dòng)底板的凸緣與橋殼住在一起。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求：① 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；② 在保證強(qiáng)度和剛度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性；③ 保證足夠的離地間隙；④ 結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低；⑤ 保護(hù)裝于其中的傳動(dòng)系統(tǒng)部件和防止泥水浸入；⑥ 拆裝，調(diào)整，維修方便。T ——半軸花鍵的外徑，mm，在此取 。 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算 首先是驗(yàn)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ：? MPa （4316dT??4）式中： ——半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，NRX2 若按最大附著力計(jì)算，即 （4?239。m； ——差速器的行星齒輪數(shù)；n ——半軸齒輪齒數(shù)；2z 、 、 、 ——見式（29）下的說明；0Kvsm ——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，由圖 31 可查得 = J圖 32 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)根據(jù)上式 = = MPa〈 MPaw???所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。R2R19 外圓直徑；1cs?aohd?220o??dmm29520 節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪 外緣距離139。 = 1fhm1ahf 2ah=。面寬中點(diǎn)處的直徑，而 d ≈ ；39。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為 20176。1z2 差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù) ， 之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布Lz2R于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無(wú)法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： （3InzRL??24）式中： ， ——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來說， =Lz2R Lz2Rz2 ——行星齒輪數(shù)目；n ——任意整數(shù)。圖 32 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器1， 12軸承； 2螺母；3， 14鎖止墊片；4差速器左殼；5，13螺栓；6半軸齒輪墊片；7半軸齒輪；8行星齒輪軸；9行星齒輪；10行星齒輪墊片；11差速器右殼 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)由于在差速器殼上裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。于是 = = ，即差速器0r120不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。差速器用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）對(duì)于軸承 D，軸向力 A=0N，徑向力 R=，并且 =.4187〉eRA 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [6]中表 可查得 X=，Y== 所以 Q= =()=??YRXAfd?= = = h hL???????????????L39。和 比較， 〉 ，故軸承符合使用要求。R =115976=15976N?！瓷鲜街鳒p速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 = =?（2）錐齒輪的軸向力和徑向力圖 23 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖如圖 23，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，F(xiàn) 為作用T在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn) A 處的法向力，在 A 點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn) 分解成兩個(gè)相互垂直的力 F 和 ，F(xiàn) 垂直于 OA 且位于∠OO′A 所在的平面， 位于以 OANfN fF為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。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。在此，齒輪所采用的鋼為 20CrMnTi　用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù) 〉8 時(shí)為 29～45HRC。p 21N　 ， ， ——見式(29)下的說明；0Kvm ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的s情況下，可取 ； ——表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等） ，f即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等） ?！?——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v　　　　　　　跳動(dòng)精度高時(shí)，可取 。2 表 22 汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 N／mm 2計(jì)算載荷 主減速器齒輪的 許用彎曲應(yīng)力 主減速器齒輪的 許用接觸應(yīng)力 差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力按式（21） 、式（23）計(jì)算出的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tec，Tcs 中的較小者 700 2800 980按式（24 ）計(jì)算出的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcf 1750 實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。（4）齒面磨損 這是輪齒齒面間相互滑動(dòng)、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。②齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點(diǎn)蝕更深的凹坑。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。隨著載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致輪齒部分地或整個(gè)地?cái)嗟簟?f19 齒頂圓直徑11cos?aahd??=22=㎜1ad=㎜220 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離11sin?akA?2d?2h=㎜1kA=㎜221 理論弧齒厚 1stmSk2==22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ?=35176。?9 節(jié)圓直徑 =dmz108㎜?1d=480㎜2 續(xù)表序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果10 節(jié)錐角arctan?1?21z=90176。而商用車選用較小的 值以防止軸向力過大，通常取 35176?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即2D （25）322cDTK?——直徑系數(shù)，一般取 ～ ——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， ，為 Tce 和 Tcs 中的較小者Tc mN?所以 =（ ～） =（～）初選 =450 則 = / =450/40=有參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [2]表 中 選取 12 則 =480t 2Dm根據(jù) = 來校核 =12 選取的是否合適，其中 =（～）t3cmTKs K此處， =（～） =（～） ，因此滿足校核。LB?i所以 ?? )(PHRLBrTacf ffiG????? = =?mN?式（21 ）～式（24 ）參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [1]式（310）～式（312） 。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。輪邊減速驅(qū)動(dòng)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。第一章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析由于要求設(shè)計(jì)的是 4 噸級(jí)的后驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立懸架相適應(yīng)，該種形式的驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動(dòng)件都裝在其中，此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輪都屬于簧下質(zhì)量。2）外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。對(duì)于商用汽車來說，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(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。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)；然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；最后對(duì)主，從動(dòng)錐齒輪，差速器圓錐行星齒輪，半軸齒輪，全浮式半軸和整體式橋殼的強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核。本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了商用汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。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)要求講起，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。設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：1）選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。，為今后更好的學(xué)習(xí)和掌握各種應(yīng)用軟件和技能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3)中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。 主減速器的齒輪類型主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。 ——車輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號(hào)為 ，滾動(dòng)半徑為 r； ， ——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LB?i和傳動(dòng)比， 取 ，由于沒有輪邊減速器 取 ?LBi 所以 = =???/2 ?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)于公路車輛來說，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確定： （24）?? )( ??????PHRLBrTacf ffniG?式中： ——汽車滿載時(shí)的總重量，參考斯太爾 ；aG——所牽引的掛