【正文】 ................32 錐形摩擦盤的設(shè)計(jì) ................................................33 本章總結(jié) ........................................................36第 5 章 半軸設(shè)計(jì)與萬向節(jié)選擇 ........................................37 半軸的型式 ......................................................37 半軸尺寸選取 ....................................................37 半軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 ..................................................38 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 ....................................39 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 ..................................................40 萬向節(jié)尺寸計(jì)算 ..................................................41 萬向節(jié)的材料及熱處理 ............................................42 本章總結(jié) ........................................................42第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) .................................................43 驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇 ..................................................43 本章小結(jié) ........................................................43結(jié) 論 ..................................................................44參考文獻(xiàn) ..............................................................45致 謝 .................................................................46黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒 論 前言本課題針對(duì)城市普通轎車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。2. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路一些汽車提供行駛的平穩(wěn)性而采用獨(dú)立懸掛而采用斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼。國內(nèi)車橋長(zhǎng)的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。政府職能部門依據(jù)行政法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性要求，對(duì)汽車、農(nóng)用運(yùn)輸車(低速載貨車及三輪汽車，下同)、摩托車和零部件生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品實(shí)施管理，規(guī)范各類經(jīng)濟(jì)主體在汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)行為。但是，長(zhǎng)期以來困擾中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的散、亂和低水平重復(fù)建設(shè)問題，還沒有從根本上得到解決。它除承擔(dān)汽車的垂直載荷外，還承受縱向力和側(cè)向力及這些力造成的力矩。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要是通過查閱近幾年來有關(guān)國內(nèi)外前驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所要完成的主要任務(wù)如下：(1)通過比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握汽車前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)及工作原理；(2)基于給定的參數(shù)確定主要零部件的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，完成轉(zhuǎn)向器、萬向節(jié)和自由輪轂、主減速器、差速器、半軸及橋殼的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)校核；(3)用計(jì)算機(jī)輔助繪圖畫出裝配圖和零件圖，并編寫設(shè)計(jì)說明書。汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、汽車總質(zhì)量、載客量、軸荷分配等。這種驅(qū)動(dòng)橋無剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨(dú)立地分別相對(duì)于車架或車身作上下擺動(dòng)，車輪傳動(dòng)裝置采用萬向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。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，獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)雖然叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性，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。螺旋錐齒輪的主從齒輪軸線相交于一點(diǎn)，交角可以是任意的，但是絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速齒輪副都采用 90176。 5—主動(dòng)錐齒輪調(diào)整墊片。但是騎馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。 選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系0i的總傳動(dòng)比 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定。T325c?3. 上面求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞的依據(jù)。0635..jmzi2. 主減速器錐齒輪的參數(shù)選擇(1) 齒數(shù)的選擇對(duì)于單級(jí)主減速器，當(dāng) i0 較大時(shí)，則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒數(shù)取值小些，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。m根據(jù)該式可知從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的取值范圍為 ～考文獻(xiàn) [5]中推薦當(dāng)以Ⅰ擋傳遞 時(shí)，節(jié)圓直徑 應(yīng)大于或等于以下兩式算得數(shù)值maxe2d中較小值：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)14miTdge ????..85..2即在本設(shè)計(jì)中需使 200mm?d當(dāng)以直接傳遞 時(shí)， 則需滿足以下條件maxeT2 mie ???最后根據(jù)上兩式中所選得的 值中的較大者，即可取 =245mm2dd(3) 齒輪端面模數(shù)的選擇d2 選定后，可按式 m=d2/z2 算出從動(dòng)錐齒輪大端端面模數(shù)為 ，并用下式校核： (38)~)~(3 ???TcKm式中：Tc——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N(5)雙曲面齒輪的偏移距 EE 值過大將使齒面縱向滑動(dòng)過小，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E 值過小則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。雙曲面齒輪的偏移方向與其輪齒的螺旋方向間有一定的關(guān)系：下偏移時(shí)主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽笮?，從?dòng)齒輪為右旋；上偏移時(shí)主動(dòng)齒輪為右旋，從動(dòng)齒輪為左旋。30′的平均壓力角，轎車選用 19176。乘用車選用 較大的以保證較大的 ，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；商務(wù)車選用較小的 值以防?F? ?止軸向力過大，通常取 35176。 39。176。11in??39。m，從動(dòng)輪為 3252 N 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與型號(hào)選擇 錐齒輪齒面上的作用力齒寬中點(diǎn)處的圓周力： (315)m2dTF?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)矩見下式[5]：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)213133231max )0(.)10()0()0(1 ?????? ?????? ???? tRgitgitgitgiedz ffffffT N? ??????????????????????????????? ???其中： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩maxeT變速器在各擋的使用率，參考文獻(xiàn)[5]的表 314 選取iRiiff.,321變速器各擋的傳動(dòng)比gg變速器在各擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率，參考文獻(xiàn)[5]的表 341 選取tRttff.,321其中 ， 為變速器處于第 i 檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩maxeiTif?ei所以主動(dòng)錐齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為 = N?mdzT?1—該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑md主動(dòng)齒輪有： (316)221sinRmFd???= 176。由文獻(xiàn)[13]查表 71 得材料的強(qiáng)度極限 =700MPa；查表 712 得 =65MPa B???b1?=45MPa。hL由參考文獻(xiàn) [5]可知軸承的額定壽命 (327)amhvsL?3065h式中：s——汽車的大修里程，km .小排量乘用車及客、貨車的大修里程一般 15 萬 km以上，大修壽命較低；排量較大的乘用車，總質(zhì)量較大的貨車、客車大修里程一般在30 萬 km 以上，大修壽命較長(zhǎng)；總質(zhì)量大的貨車在使用質(zhì)量良好的柴油機(jī)時(shí)，大修壽命可達(dá)到(5080)萬 km。常用的鋼號(hào)有 20CrMnTi，22CrMN?mo，20CrNiMo，20MnVB 和 20Mn2TiB。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。然后，我們根據(jù)所選出來的齒輪參數(shù)，我們進(jìn)行了螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核，計(jì)算出了單位齒長(zhǎng)上的圓周力、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算，最后證明所選擇的圓弧錐齒輪的參數(shù)是滿足本次設(shè)計(jì)所需。 5—半軸齒輪；6—行星齒輪；8—軸架；9—長(zhǎng)軸。m。再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： (45)2022sinsi2??zAzm?＝ ＝??算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： (46)z?行星齒輪節(jié)圓直徑： ＝11 ＝?10.半軸齒輪節(jié)圓直徑： ＝20 ＝?齒面寬的選擇雙曲面齒輪的輪齒面寬ｂ2(mm)推薦為：bz＝(～)A0＝(～) ? (46)　 ＝～式中：d——齒輪節(jié)圓直徑，mm。 [1]此設(shè)計(jì)差速器齒輪大采用 22176。 F 10m?125 齒工作高 hg= 6 齒全高 h=+ 7 壓力角 一般汽車:a= 39。；1914 齒根高 39。 ；176。102139。1 4cos。在本論文中選擇錐形摩擦盤式自鎖差速器，其鎖緊系數(shù)約為 左右。與左、右半軸齒輪的轉(zhuǎn)速 n2,n1 都各不相等，如圖 ( b )所示，當(dāng) n1n2 時(shí),則有 n1n2n3 的轉(zhuǎn)速關(guān)系。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)35圖 摩擦片式圓錐齒輪差速器的動(dòng)力傳遞間圖(a)無轉(zhuǎn)速差即 n1=n2(b)有轉(zhuǎn)速差，當(dāng) n1n2 時(shí)1—從動(dòng)齒輪；2—主動(dòng)齒輪；3—摩擦片；4—差速器殼；5—右半軸；6—行星齒輪；7—半軸齒輪；8 一左半軸錐形摩擦片式圓錐行星齒輪差速器的動(dòng)力傳輸與摩擦片式差速器類似，對(duì)其載荷進(jìn)行分析如下：當(dāng)汽車直行時(shí)，左右車輪轉(zhuǎn)速相同，作用在差速器殼上的轉(zhuǎn)矩 T0 為：039。fT的半軸上。一旦驅(qū)動(dòng)力達(dá)到并開始滑轉(zhuǎn)。普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4 浮式和全浮式三種形式。mD——半軸桿部直徑 28dm?——半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力??? [2]: (54)3104sBApTDdzLb???????????????????式子中：T——半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， T= N： ??pABABc zLdDT????????????????24103 (55)???????????????當(dāng)傳遞最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，半軸花鍵的剪切應(yīng)力不應(yīng)超過 ，半軸花鍵的擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過 196Mpa。 [13] 半軸尺寸選取半軸的主要尺寸是它的直徑，在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)對(duì)使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同型式的半軸的分析比較，大致選定從整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。得 。fT黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3 及 為正值，而經(jīng)過差速器齒輪傳給兩半軸之轉(zhuǎn)矩 Tg。gffTT???式中：T g——由差速器殼經(jīng)行星齒輪軸、半軸齒輪傳到兩個(gè)半軸的轉(zhuǎn)矩；——由行星齒輪背部的圓柱臺(tái)肩與左、右錐形摩擦盤端面之間的摩擦力39。其大小與這些摩擦元件間的摩擦系數(shù)及壓緊力的大小有關(guān)。尤其是與普通圓錐行星齒輪差速器的通用性好，變形方便，適用于轎車、載貨汽車機(jī)越野汽車等各種車輛，是一種值得推薦采用的結(jié)構(gòu)。m； = nTj/?n——差速器行星齒輪數(shù)目；2J——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[3]圖 411 查得為　　按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩計(jì)算所得的汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力，應(yīng)不大于；按計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算時(shí)，彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于 980 MPa。??h?；43.902121 理論弧齒厚 matSs????t)(2。???RR 176。139。30′8 軸交角 o9??90 o9 節(jié)圓直徑 d1=mz1。m；n——行星齒輪數(shù)；2l——為行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木喔?，mm； ， 是半軸齒輪的齒39。2. 壓力角過去汽車差速器齒輪都選用 20176。此設(shè)計(jì)行星齒輪的齒數(shù)選 z1 擇 11半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～25。此種差速器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上．有些越野汽車也采用了這種結(jié)構(gòu)．普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車采用 3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝 4 個(gè)行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu)) ，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。最后，我們對(duì)主減速器的齒輪材料及其熱處理方式進(jìn)行選擇，采用滲碳合金鋼制造，并選擇了主減速器的潤(rùn)滑方式。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)27將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減