【正文】 2sin ?? zAzAm ??=2 84 si ? ?? 節(jié)圓直徑 mzd? (45) 1 ??mm，2 ???mm。壓力角。 m；nTT j/?； Tj—— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N由于一個(gè)軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即 3/4浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛 度、半軸的剛度等因素決定。但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類汽車上。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 23 第 6章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪．作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力，制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過(guò)橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過(guò)在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。 橋殼的結(jié)構(gòu)型式選擇 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式 （ 1）可分式橋殼 可分式橋殼的整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成。半軸的熱處理近年來(lái)采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的方法較多。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。所以對(duì)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。的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。取1Z=10，2=16。故行星齒輪數(shù)目定為 4。另外，即使汽車作直線行駛，也會(huì) 由于左右車輪在同一時(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輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪行程不等。 由于新齒輪潤(rùn)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 (或僅大齒輪 )在熱處理及精加工 (如磨齒或配對(duì)研磨 )后均予以厚度為 ~~ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。 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、作用時(shí)蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 15 間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 圖 34 主減速器主動(dòng)錐齒輪的受力簡(jiǎn)圖 錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算 ⑴齒寬中點(diǎn)處的圓周力為： P=2T/d (39) 式中： T—— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，經(jīng)計(jì)算知 T 為 5100 ； dm為該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑， d1m=, d2m=； 所以， P1=115940N, P2=118150N ⑵主動(dòng)錐齒輪的軸向力和徑向力 表 35 螺旋錐齒輪軸向力及徑向力 主動(dòng)齒輪螺旋方向：左 主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向： 順時(shí)針 軸向力 A 主動(dòng)齒輪 A=? ?????? cossinsintancos ?P 從動(dòng)齒輪 A=? ?????? cossinsintancos ?P 徑向力 R 主動(dòng)齒輪 R=? ?????? sinsincostancos ?P 從動(dòng)齒輪 R=? ?????? sinsincostancos ?P 根據(jù)表 35 可算出主、從動(dòng)錐齒輪的軸向力和徑向力，即： 主動(dòng)錐齒輪： A= R= 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 13 從動(dòng)錐齒輪： A= R= 錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與軸承強(qiáng)度校核 軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力，而軸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向徑向支承反力的向量和。 m，對(duì)于主動(dòng)齒輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上； K0— 一超載系數(shù)； Ks—— 尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。強(qiáng)度驗(yàn)算則是進(jìn)行正確設(shè)計(jì)的一個(gè)方面。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。 5對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 7 圖 33 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法 轎車和輕型載貨汽車主減速?gòu)膭?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合固定在差建界殼的突緣上。 從動(dòng)錐齒輪的支承 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心的距離 c 和 d(見(jiàn)圖 34（ a） )之比例而定。當(dāng)采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承時(shí)，為了減小懸臂長(zhǎng)度和增大支承間的距離，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強(qiáng)支承剛度。這樣以來(lái)，不僅使驅(qū)動(dòng)橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地間隙，并可得到大的驅(qū)動(dòng)橋減速比 (其值往往在 16~26 左右 )，而且半軸、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件的尺寸也可減小。它又有錐齒輪 — 圓柱齒輪式和圓柱齒輪錐齒輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。 單級(jí)貫通式主減速器 單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主減速器的質(zhì)蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 5 量較小、尺寸緊湊，并可使中，后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性。 雙級(jí)主減速器 由兩級(jí)齒輪減速器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，制造成本也顯著增加，因此僅用于主減速比較大 (i0≤ 12)且采用單級(jí)減速不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上。 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿 蝸輪傳動(dòng)簡(jiǎn)稱蝸輪傳動(dòng)，在汽車驅(qū)動(dòng)橋上也得到了一定應(yīng)用。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至 175％。這樣就能在每個(gè)齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。 為了提高汽車的載質(zhì)量和通過(guò)性，總質(zhì)量較大的商用車大多采用多橋驅(qū)動(dòng)方式，而各驅(qū)動(dòng)橋又采用貫通式的布置形式。 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，主減速器、差速器和半軸等所有傳動(dòng)件都裝在其中。即產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求。因此，設(shè)計(jì)中要保證 :所選擇的主減速比應(yīng)保證汽車在給定使用條件下有最佳的動(dòng)力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性 。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)后架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。其質(zhì)量，性能的好壞直接影響整車的安全性，經(jīng)濟(jì)性、舒適性、可靠性。與獨(dú)立懸架相配合的斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋相對(duì)與非獨(dú)立懸架配合的整體式驅(qū)動(dòng)橋在平順性和通過(guò)性方面都得到改進(jìn)。 (3) 驅(qū)動(dòng)橋的各零部件在滿足足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以 改善汽車的行駛平順性 。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋與斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋相比較，斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋能顯著減少汽車簧下質(zhì)量，從而改善汽車行駛平順性，提高了平均行駛速度；減小了汽車行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；增加了汽車離地間隙；由于驅(qū)動(dòng)車輪與 路面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；若與之配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。后橋的輸入?yún)?shù)如表 31: 表 31 后橋輸入?yún)?shù)表 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 3 序 號(hào) 主 要 內(nèi) 容 參 數(shù) 1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 （ kw） 360 2 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出扭矩 （ ） 1700 3 主減 速比 4 輪距 （ mm） 1852 5 簧距 （ mm） 950 6 軸距 （ mm） 4325 7 變速器一檔傳動(dòng)比 8 滿載后橋載荷 （ kg） 13000 9 汽車滿載重心高度 （ mm） 1419 10 路面附著系數(shù) 11 輪胎 12 最高轉(zhuǎn)速 （ r/min） 1800 13 輪輞 14 鼓式制動(dòng)器 （ mm） ?420?220 15 汽車總量 （ kg） 8900 16 后橋總量 （ kg） 800 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 的選擇 主減速器的齒輪類型選擇 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和渦輪蝸桿等形式。因此，雙曲面?zhèn)鲃?dòng)齒輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。因?yàn)槿绻３謨煞N傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑一 樣，則雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對(duì)于主減速比 i0≥ 的傳動(dòng)有蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 4 其優(yōu)越性。其惟一的缺點(diǎn)是耍用昂貴的有色金屬的合金 (青銅 )制造，材料成本高，因此未能在大批量生產(chǎn)的汽車上推廣。 雙速主減速器 對(duì)于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜 的重型載貨汽車來(lái)說(shuō)，要想選擇一種主減速比來(lái)使汽車在滿載甚至牽引井爬陡坡或通過(guò)壞路面時(shí)具有足夠的動(dòng)力性，而在平直而良好的硬路面上單車空載行駛時(shí)又有較高的車速和滿意的娥料經(jīng)濟(jì)性，是非常困難的。但這種結(jié)構(gòu)受主動(dòng)齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而且主動(dòng)齒輪的工藝性差，通常主動(dòng)齒輪的最小齒數(shù)是 8，因此主減速比的最大值只能在 5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋。為此，有些汽車在采用這種結(jié)構(gòu)布置的同時(shí)，為了加大驅(qū)動(dòng)橋的總減速比而增設(shè)輪邊減速器；而另一些汽車則將從動(dòng)錐齒輪的內(nèi)孔做成齒圈并裝入一組行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，以增大主減速比。 綜合考慮整車成本和驅(qū)動(dòng)橋的研發(fā)與制造成本及輸入?yún)?shù)主減速比 (i =)的實(shí)際情況，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，體積小，質(zhì)量輕，制造成本低的單級(jí)主減速器。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。為了防止從 動(dòng)齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。 主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算 主減速器計(jì)算載荷的確定 1 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 Ｔ ce: nKiTT ToTLece /m a x ????? （ 21） 式中 TLi —— 傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取 ，此數(shù)據(jù)此參考斯太爾 型； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩 360 mN? ； T? —— 傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取 ； n —— 該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； oK —— 由以上各參數(shù)可求 Tce Tce == mN? 2 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 csT ： LBLBr irGTcs ?? ?? /2 （ 22） 式中 2G —— 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷， 取 50000N ? —— 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車，取 ? =； r —— 車輪的滾動(dòng)半徑，輪胎型號(hào)為 ，滾動(dòng)半徑為 ； LB? ， LBi —— 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)效率和傳動(dòng)比， LB? 取 ， LBi 取 所以 : mNTcs ??? ??? 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 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)論文 8 對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，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(lái)確定平均牽引力： ? ? )( PHRLBLBrTacf fffni rGGT ?? ????? （ 23） 式中： aG —— 汽車滿載時(shí)的總重量，此取 902021N； TG —— 所牽引的掛車滿載時(shí)總重量， 0N，但僅用于牽引車的計(jì)算； Rf —— 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 —— ；在此取 Hf —— 汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 ~ 在此取 pf —— 汽車的性能系數(shù)，取 0； LB? ， LBi ， n—— 見(jiàn)式（ 21），（ 23）下的說(shuō)明。 3） .主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b 和 2b 對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬 2b ，推薦不大于節(jié)錐 2A 的 ，即 22 Ab ? ，而且 2b 應(yīng)滿足 tmb 102? ，