【正文】 概述 ............................................................27 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ................................................27 全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................27 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料 選擇 ..................................29 本章小結(jié) ........................................................30 第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼 設(shè)計(jì) .......................................................................... 31 概述 ............................................................31 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 ........................................31 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 ......................................31 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 ....................32 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 ....................32 本章小結(jié) ........................................................38 參考文獻(xiàn) .................................................................................................. 40 致謝 .......................................................................................................... 41 附錄 .......................................................................................................... 42 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1章 緒 論 驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，其基本功用首先是增扭、降速、改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。 在一般的汽車結(jié)構(gòu)中、驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器 （ 又稱主傳動(dòng)器 ） 、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件 如圖 所示 1－ 半軸 2－ 軸承端蓋 3－ 差速器右殼 4－ 主動(dòng)圓柱齒輪軸 5－ 主動(dòng)錐齒輪 6－ 從動(dòng)錐齒輪 7－ 油封 8－ 十字軸 9－ 調(diào)整螺母 10－ 密封墊片 圖 驅(qū)動(dòng)橋 對(duì)于各種不同類型和用途的汽車，正確地確定上述機(jī)件的結(jié)構(gòu)型式并成功地將它們組合成一個(gè)整體 —— 驅(qū)動(dòng)橋，乃是設(shè)計(jì)者必須先解決的 問題。 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。 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(rùn)滑油。 （ 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。 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。 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(jiǎn)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 。 全浮式半軸廣泛應(yīng)用于 輕型以上的各類汽車上 ， 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。重型汽車在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展建設(shè)中充當(dāng)了很重要的角色，驅(qū)動(dòng)橋在整車中十分重要，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。可利用在不同的下的功率平衡圖來計(jì)算對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。 （ 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、磨合期間該間隙的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 增大及增強(qiáng)支承剛度。 差速器 結(jié)構(gòu)方案的確定 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。它具有強(qiáng)度和剛度較大，主減速器拆裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn) 鑄造式橋殼 強(qiáng)度、剛度較大 多 用于 重型貨車。 越野車 通常取 ～ ，可初取 Hf =； Pf —— 汽車性能系數(shù) ])(1 [1 001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) m ax)(eTaT GG ? =16 時(shí)，取 Pf =0 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 （ 1） 齒數(shù)的選擇 對(duì)于 普通雙級(jí)主減速器，由 于第一級(jí)的 減速比 i01 比第二級(jí)的 i02小些 （ 通常 i01/ i02≈～ ） ，這時(shí) ，第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù) z1 可選的較大，約在9～ 15 范圍內(nèi)。因 Fm 愈大傳動(dòng)就愈平穩(wěn)噪聲就愈低。 表 主減速器 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 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 15 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 34 3 模數(shù) m 8 ㎜ 4 齒 面寬 b 2b =42 ㎜ 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh ㎜ 6 全齒高 mHh 2? h =15 ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =176。 18 根錐角 1f?= 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 汽車主減速器 螺旋錐齒輪 輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力)/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中 ： 0K —— 超載系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) sK = 4 =； mK —— 載荷分配系數(shù) ~； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取 1； J—— 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見圖 ， 210. 3, 0. 35JJ??。 圖 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 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(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 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。 (1)作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力 齒面寬中點(diǎn)的圓周力 P 為 mdTP 2? （ ） 式中 ： T—— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸、支承型試和軸承位置已確定，并算出齒輪的徑向力、軸向力及圓周力以后，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。[]39。 39。為此，通常是在 從動(dòng)齒輪的前端 靠 近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來再經(jīng)過近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 第 4 章 差速器 設(shè)計(jì) 概述 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 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 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 （ 1） 行星齒輪數(shù)目的選擇 重型貨車多用 4 個(gè)行星齒輪。 r c t a n1221 11 ?? ???? zzzz ?? （ ） 式中 ： 21,zz —— 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。2d 是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直 徑 239。 39。 6 4 . 8 2? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 18 根錐角 1 1 1 2 2 22 5 . 4 5 。 ( ) ta n 1 1 . 5 2 42tS t S m m S h h m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 22 齒側(cè)間隙 mm? （ 高精度 ） 注 :實(shí)際齒根高比上表計(jì)算值大 。在斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中．驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬向接傳動(dòng)裝置且多采用等速萬向節(jié)。 取兩者的較小值，所以 ?? RL XX 22 轉(zhuǎn)矩為： ????? rRrL rXrXT 22 mN? （ ） 注：第二種和第三種工況未計(jì)算 ，圖 為全浮式半軸支承示意圖 。 注：花鍵的選擇 （ 30? 漸開線 ） 初選分度圓直徑 D=54mm， 則模數(shù) m= 3Dz? ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3 ④ 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 。22 GmXX RL ??= （ ） 式中 ： 2G —— 滿載靜止汽車的驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴妮d荷，取 54390N； 39。 本章小結(jié) 本章 首先 說明了 差速器 作用及工作原理 ，對(duì)對(duì)稱式圓錐行星齒輪 差速器的基本參數(shù)進(jìn)行了必要的 設(shè)計(jì)計(jì)算 ，對(duì)差速器齒輪的幾何尺寸及強(qiáng)度進(jìn)行了必要的計(jì)算 ， 最終確定了所設(shè)計(jì) 差速器 的各個(gè)參數(shù)，取得機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)值并滿 足了 強(qiáng)度計(jì)算和 校核。39。 1 . 7 8 8 5 . 8 9h m h m m h m h m m? ? ? ? ? ? 15 徑向間隙 0 . 1 8 8 0 . 0 5 1 0 . 9 4gc h h m m m? ? ? ? ? 16 齒根角 121200a r c t a n 3 . 6 3 。 r c t a n。 ??L =30（ mm） nlTL c ???? ][ 302??? nlT C ][ 1030?? ??= mm （ ） 式中 ： 0T 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩 24942 mN? ； n—— 行星齒輪數(shù) 4； l—— 行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x， mm. 39。 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) RL zz 22 , 之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝，即應(yīng)滿足： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 nzz rL 22?=11 （ ） （ 4） 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半 軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 21,?? ： 。差速器的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒 及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器的參數(shù)， 對(duì)主減速器齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算、齒輪參數(shù)的選擇，螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 并對(duì)主減速器 齒輪的材料及熱處理， 軸承的預(yù)緊， 主減速器的 潤(rùn)滑 等 做了必要的交待。 PR? （ ） 式中： T —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩； ? —— 斜齒圓柱齒輪的螺旋角； ? —— 法向壓力角。 RAP —— 第二級(jí)減速斜齒圓柱齒輪的圓周力、軸向力和徑向力； 39。39。 （ 2） 主減速器軸承載荷的計(jì)算 軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力。 主減速器軸承的計(jì)算 設(shè)計(jì)時(shí)，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，齒輪表面硬度可高達(dá) HRC58～6