【正文】 3 354322311m a x )100)100()100([100 1 TggTggTgge fiffiffifTT ??????? ? ⅣⅡ （? （ ） 式中： 421 , ggg fff ? —— 變速器 Ⅰ ， Ⅱ ， ? ， Ⅴ 檔使用率為 1％， 3％， 5％， 16％， 75％ ； ⅤⅡⅠ ， ggg iii ?, —— 變速器的傳動(dòng)比為 ， ， ， ， ； 421 , TTT fff ? —— 變速器處于 Ⅰ ， Ⅱ ， ， Ⅴ 檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率 50％， 60％，70％， 70％， 60％。 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪 齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力 j? （ MPa） 為： JFK KKKKTdC v fmsjpj ?? ???????3011102? （ ） 式中： pC —— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 0K =1， sK =1， mK =， sK =1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1； J—— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 2J =。 P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： FdiTp ge????21013m ax =1775（ ） 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) ： FdrGp r?????210232 ? =2838 N/mm （ ） 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 p最大只有 1775 N/mm 所以 ， 校核成功。 17 面錐角 211 fa ??? ?? ； 122 fa ??? ?? 1a?=176。當(dāng)大齒輪直徑大于刀盤半徑時(shí)采用這種方法是最好的。 由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副草熱處理及精加工后均予以厚度為 ～ ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。貨車通常取 ～ ，可初取Hf =； Pf —— 汽車性能系數(shù) ])([1001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) max)(eTaT GG ? =16 時(shí)，取 Pf =0 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、工作時(shí)間長、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 （ 6）螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。 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 7t 的重型貨車和保證離地間隙上考慮。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(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。 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)算來確定。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。 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。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。 差速器 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。 （ 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。 ④ 雙曲面齒輪必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤滑油。 雙曲面齒輪如圖 （ b） 所示 主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。 圓柱齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的前置前驅(qū)動(dòng)乘用車驅(qū)動(dòng)橋和雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋以及輪邊減速器。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。 雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是主從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直但不相交，且主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線向上或向下偏移一距離 E，稱為偏移距，當(dāng)偏移距大到一定程度時(shí)，可使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒輪軸旁通過。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， 5 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。 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。 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 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)。 當(dāng)采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)選用非斷開式車橋， 車橋中部是剛性的實(shí)心或空心梁，這種車橋即為 非斷開 式車橋；斷開式車橋?yàn)榛顒?dòng)關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，與獨(dú)立懸架配用。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。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。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)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。 對(duì)于重型載貨汽車來說，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。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 重型貨車驅(qū)動(dòng)橋 設(shè)計(jì) 系部名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 講師 The Graduation Design for Bachelor39。 驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼組成。 它有以下兩大難題，一是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩通過萬向傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上，達(dá)到更好的車輪牽引力與轉(zhuǎn)向力 的有效發(fā)揮，從而提高汽車的行駛能力。 我國汽車驅(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，我國車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進(jìn)國外技術(shù)、 仿制、再加上自己改進(jìn)的基礎(chǔ)上了取得的。 20 世紀(jì) 60 年代以來，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。 根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋分為 非斷開 式和斷開式兩 類 。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸掛時(shí)，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分 小轎車上，都是采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng) 4 車輪采用獨(dú)立懸掛時(shí)，則配以斷開式驅(qū)動(dòng)橋 。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。 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。由于齒輪斷面重疊影響，至少有兩對(duì)以上的齒輪同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的載荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時(shí)嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，所以 工作平穩(wěn)，噪聲和震動(dòng)小，但弧齒錐齒輪對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲變大。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點(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。 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。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(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。通常單極減速器用于主減速比 io≤ 的各種中小型汽車上。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪 間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常 行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。主要用于質(zhì)量較小，使用條件好， 承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車 。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。m/nr（ r/min） 700/1250 裝載質(zhì)量 kg 8000 汽車總質(zhì)量 kg 15060 最大車速 km/h 70 最小離地間隙 mm 180 輪胎（輪輞寬度 輪輞直徑） 英寸 － 20 （ 2）主減速器比的計(jì)算 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。為了防止從動(dòng)錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。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。 （ 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)。對(duì)于公路車輛來說，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 15060； TG —— 所牽引的掛車滿載總重 ， N， 僅用于牽引車取 TG =0； Rf —— 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，貨車通常取 ～ ，可初取 Rf =； Hf —— 汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。 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 ～ 。雙重收縮齒的齒輪參數(shù)，其大、小齒輪根錐角的選定是考慮到用一把實(shí)用上最大的刀頂距的粗切刀，切出沿齒面寬方向正確的齒 厚收縮來。 2f? =176。 螺旋錐齒輪 的強(qiáng)度計(jì)算 ： 主減速器 螺旋錐齒輪 的強(qiáng)度計(jì)算 （ 1） 單位齒長上的圓周力 FPp? （ ） 式中 ： p —— 單位齒長上的圓周力， N/m。 汽車主減速器齒輪的損壞形式主要時(shí)疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT 有關(guān)， jmje TT 或 只能用來檢驗(yàn)最大應(yīng)力，不能作為疲勞壽命的計(jì)算依據(jù)。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式是疲 20 勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。 （ 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 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； R—— 從動(dòng)齒輪的徑向力； 39。39。 23 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。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。 25 圖 普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖 差速器 齒輪的基本參數(shù)選擇 行星齒輪數(shù)目的選擇 重型貨車多用 4 個(gè)行星齒輪。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用該結(jié)構(gòu)。 24 第 3 章 差速器 設(shè)計(jì) 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路 的特征， 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 。 主減速器的潤滑 主加速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐