【正文】 減速驅(qū)動(dòng)橋。 單級(jí)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)為單級(jí)橋的發(fā)展拓寬了道路。 主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支承形式 轎車主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支承就能滿足要求。 根據(jù)以上要求參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [5]中表 310 表 313 取 1z =10 2z =41 因 1z + 2z =51〉 50 滿足要求 可反推主傳動(dòng)比 0i = 6 第三章 主減速器設(shè)計(jì) 6 主減速器計(jì)算載荷的確定 1. 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比來確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ｔ ce nKiTT ToTLece /m a x ????? mN （ 22） 式中 TLi —— 發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從 動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此為 10 ii? =*=； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，取 155 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 —— 由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊 載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車可取 oK =。 2D 和端面模數(shù) tm 對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸 2D 會(huì)造成驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙減小，但是 2D 過小又影響安裝。21 s in20 ??? ）（ ? 近似刀號(hào)計(jì)算得 按近似刀號(hào)選取與其接近的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)（計(jì)有 :21 ,121 ,221 ,3 21 ,? ,20 21 ），然后按選定的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)反算螺旋角。 8 軸交角 ? ? =90176。 19 齒頂圓直徑 1111 c os2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad = ㎜ 2ad = ㎜ 20 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 1121 s in2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ? ? =176。汽車驅(qū)動(dòng)橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩 Tec 和最大附著轉(zhuǎn)矩 Tcs 并不是使用中的持續(xù)載荷，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)只能用它來驗(yàn)算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。 圖 21 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (3) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為 bJK KKKTKdC vfmspj 301102 ??? N/ 2mm (213) 式中 T —— 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； pC —— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)鋼制齒輪副取 21N /mm； 0K ， vK ， mK —— 見式 (29)下的說明； sK —— 尺寸系數(shù)，它考慮到了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在經(jīng)驗(yàn)缺乏的情況下，可取 ； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)， 對(duì)于制造精確的齒輪可取 ； J —— 計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，按圖 22選取 J = 按上式 3?? ???????j?=〈 2800 N/ 2mm 3?? ???????j?=〈 1750 N/ 2mm 主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。新齒輪潤滑不良，在齒輪表面均于磷化處理，厚度為 ～ 。 按上式 主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F = ? = （ 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 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 ? ???????? co ss i ns i nt anco sco ss i n ???? FFFF SNaz （ 216） ? ???????? s i ns i nc o st a nc o ss i nc o s ???? FFFF SNRz （ 217） 設(shè)計(jì)中主動(dòng)齒輪左旋，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)錐齒輪右旋，使軸向力離開錐頂方向。 = 55100000 = h 和 hL 比較， hL 〉 hL39。 （ 4）同上軸承 D校核通過，滿足使用要求。 BR 的確定 球面半徑 BR 可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 3 TKR BB ? mm (31) 式中 BK —— 行星齒輪球 面半徑系數(shù)，可取 ～ ，對(duì)于有 2 個(gè)行星齒輪的轎車取大值，此處取 ； T—— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs的較小值， N 速器圓錐齒輪的模數(shù)和半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先初步求出行星齒輪的節(jié)錐角和半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? 211 arctanzz?? = 1710arctan =176。 m；在此取 1976N 8 軸交角 ? =90176。 17 面錐角 211 ??? ??o ； 122 ??? ??o 1o?=176。12 1s= mm 2s = mm 22 齒側(cè)間隙 B =～ mm B = 23 弦齒厚 26 213 BdssS iiii ???? 1?S = 2?S = 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，對(duì)于差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。m —— 汽車加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ～ 在此取 。 m ，在此取 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求： ① 應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以確保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 在保證剛度和強(qiáng)度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高汽車行駛的平順性； 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)部件并且防止泥水浸入； ⑥ 拆裝，調(diào)整，維修方便。 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 橋殼猶如一空心橫梁，半浮式驅(qū)動(dòng)橋半軸支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧上載荷 。在這兩種載荷總的作用下，橋殼所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 wd? 為 wjdwd k ?? ? MPa （ 53） 式中 dk —— 動(dòng)載荷系數(shù)，對(duì)于轎車取 ； wj? —— 橋殼在靜載荷下的彎曲應(yīng)力， MPa。 m； i —— 傳動(dòng)系的最低傳動(dòng)比； ? —— 傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，在此取 。 m 由于驅(qū)動(dòng)車輪所承受的地 面對(duì)其作用的最大切向反作用力 maxP ，使驅(qū)動(dòng)橋殼同時(shí)也承受著水平方向的彎矩 hM ，對(duì)于裝有普通圓錐齒輪差速器的驅(qū)動(dòng)橋，由于其左、右驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩相等，故有 22m a x sBPMh ??? N 2 0 0 3 5 6 0 0 ??????? ???M=鋼板沖壓焊接整體式橋殼除了具有制造工藝簡單材料利用率高、廢品率低、生產(chǎn)率高及成本低等優(yōu)點(diǎn)外，還有足夠的強(qiáng)度和剛度，工作可靠。 表 41 材料彈性模量、切變模量及泊松比 名稱 彈性模量 E 切變模量 G 泊松比 181。 根據(jù)上式 ?? RL XX 22 2 9 4 ???? = N 在此 ?? RL XX 22 T = rr rXr r22LX ? =在一般的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受力狀況不同可分為半浮式， 3/4 浮式和全浮式，28 第五章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 28 在此由于是轎車 ，采用半浮式結(jié)構(gòu)能滿足要求。 19 外 圓直徑 1111 c os2 ?ao hdd ?? ；22202 c os2 ?ahdd ?? ?d mm ?d mm 20 節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 139。 1fh = 2ah 1fh=。2 ≈ 2d ； ??c? —— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取 98 MPa。的壓力角，齒高系數(shù)為 。但一般不少于 10。 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由兩個(gè)半軸齒輪，左右差速器殼，行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。 所以軸承符合使用要求。軸承受力如下表 表 24 軸承載荷計(jì)算 軸承號(hào) 力的名稱 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 B 徑向力 21mAzRz2 )2)(())(F( dFF aa baa ba ???? 軸向力 Faz 3485N A 徑向力 21mazrz2 )2()F( dFF aa bab ?? 軸向力 0 0 C 徑向力 22mrzaz2 ))(2())( F( dFF dcdc ddc d ????? 軸向力 Frz 2882N D 徑向力 22mrzaz2 ))(2())( F( dFF dcdc ddc d ????? 軸向力 0 0 減速器主動(dòng)齒輪軸最小直徑為 20 第三章 主減速器設(shè)計(jì) 20 3][ ?Td ? （ 218） ][? 在這取 35，得 d? 取軸承 B 處軸直徑為 35mm ，軸承 A 處軸直徑為 30mm 從動(dòng)錐齒輪軸內(nèi)徑取 31mm ， 外徑取 50mm ][? =???????? ? 443 DdDT （ 219） 得 ][? =???????? ???4435010001960 =180 MPa 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 150 ～ 400 MPa，軸強(qiáng)度合格 所以從動(dòng)錐齒輪軸外徑為 50mm （ 1）對(duì)于軸承 B，選圓錐滾子軸承代號(hào) 32207 原軸承代號(hào) 7507E，此軸承的額定動(dòng)載 荷 Cr 為 ， e= Y= RA = =e= 當(dāng)量動(dòng)載荷 Q= ? ?YAXRfd ? （ 220） 式中 df —— 沖擊載荷系數(shù)在此取 ； Q= ? ? ??? = 所以有公式 610?????????? ?QfCrfLpt s (221) 式中 tf —— 為溫度系數(shù)，在此取 ； pf —— 為載荷系數(shù)，在此取 ； ? —— 為壽命指數(shù)，對(duì)滾子軸承取 ? =10/3。 作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算： 313333332223111m a x 100100100100100 1 ?????????????????? ????????????????????????????? TRgRiRTgiTgiTgied fiffiffiffifTT ? (214) 式中 maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 155N根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： ① 有較高的表面接觸疲勞強(qiáng)度和疲勞彎曲 強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故 齒表面應(yīng)有高的硬度； ② 齒心部應(yīng)有足夠的韌性以適應(yīng)沖擊載荷，防止在沖擊載荷下輪齒根部折斷； ③ 材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率； ④ 擇齒輪材料時(shí)，少用含鎳、鉻元素的材料（中國礦藏量少），多選用含錳、釩等元素的合金鋼。