【正文】 的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時還可使主動齒輪的軸線相對于從動齒輪軸線偏移。e）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。由于非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計(jì),最后本課題選用非斷開式驅(qū)動橋。相應(yīng)這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成。的BB的截面處，萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲應(yīng)力σw和扭應(yīng)力τb應(yīng)滿足：σw=Fe/W≤[σw]τb=Fa/Wt≤[τb]式中，W、Wt 分別截面BB處的抗彎截面系數(shù)和抗扭截面系數(shù)，矩形面時W=bh2/6, Wt=khb2。提高滑動花鍵的耐磨性和萬向節(jié)花鍵的配合精度、縮短傳動軸長度并增加其彎曲剛度，都能降低傳動軸的不平衡度。mm 萬向傳動軸設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速長度一定時，傳動軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。動平衡的不平衡度由電焊在軸管外的平衡片補(bǔ)償。設(shè)計(jì)時應(yīng)保證在傳動軸長度處在最大值時，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長度；而在長度處于最小時，兩者不頂死。 雙十字軸萬向節(jié)傳動 當(dāng)輸入軸與輸出軸之間存在夾角α?xí)r，單個十字軸萬向節(jié)的輸出軸相對于輸入軸是不等速旋轉(zhuǎn)的。在這四個力矩作用下，使十字軸萬向節(jié)得以平衡。當(dāng)為0、時，達(dá)最大值且為；當(dāng)為π/3π/2時，有最小值且為。它的特點(diǎn)是能減小扭轉(zhuǎn)振動、動載荷、噪聲結(jié)構(gòu)簡單，不用潤滑用于兩軸間夾角不大（3～5176。Rzeppa 型球籠式萬向節(jié)（圖35）是帶分度桿的，六個傳力鋼球2由球籠4保持在同一平面內(nèi)?！?3176。它的特點(diǎn)：允許的兩軸最大夾角可達(dá)45176。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達(dá)60176。十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低，在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動。汽車運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動，負(fù)荷變化或者兩個總成安裝的位差等，都會使得變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，因此在后驅(qū)動汽車的萬向節(jié)傳動形式都采用雙萬向節(jié)，就是傳動軸兩端各有一個萬向節(jié)，其作用是使傳動軸兩端的夾角相等，保證輸出軸與軸入軸的瞬時角速度始終相等。輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時角速度比傳遞運(yùn)動的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。因此，半軸不能制成整體而必須分段，中間用等角速萬向節(jié)相連。 4) 傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。傳動軸中一般設(shè)有由滑動叉和花鍵軸組成的滑動花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動長度的變化。(6)校核主減速器齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及相應(yīng)的大批的具有CAD/CAE/CAM功能的工程軟件ANSYS、ADINA、SOLIDWORKS、UG、IDEAS等的廣泛的應(yīng)用，才使得對復(fù)雜的制動器研究對象的分析得到了飛速的發(fā)展，現(xiàn)在對汽車傳動系的設(shè)計(jì)可以在得出相關(guān)參數(shù)后直接利用三維制圖軟件進(jìn)行離合器各個零部件的三維實(shí)體建模、裝配，這樣可以立體的直觀的看到所設(shè)計(jì)的汽車傳動系的實(shí)體以使所開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的性能達(dá)到最優(yōu)的目的。 隨著經(jīng)濟(jì)水平的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高以及生活節(jié)奏的不斷加快，保證行車方便、快捷、舒適，汽車傳動系的工作可靠性顯得日益重要。豐田小霸王汽車傳動系畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目 錄第1章 緒論 1 研究背景 1 研究意義 1 研究內(nèi)容 2第2章 豐田小霸王的原始數(shù)據(jù)及工作要求 3 原始參考數(shù)據(jù) 3第3章 萬向傳動軸設(shè)計(jì) 4 萬向傳動軸的概述 4 萬向傳動軸的應(yīng)用 5 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 6 十字軸式萬向節(jié) 6 準(zhǔn)等速萬向節(jié) 7 等速萬向節(jié) 8 撓性萬向節(jié) 9 傳動軸和中間支承 9 萬向傳動的運(yùn)動和受力分析 10 單十字軸萬向節(jié)傳動 10 雙十字軸萬向節(jié)傳動 11 豐田小霸王萬向傳動軸結(jié)構(gòu)分析及選型 12 計(jì)算傳動軸載荷 13 萬向傳動軸設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 14 傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速 14 傳動軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 15 花鍵內(nèi)外徑確定 15 花鍵擠壓強(qiáng)度校核 16 十字軸萬向節(jié)設(shè)計(jì) 17第4章 驅(qū)動橋的設(shè)計(jì) 20 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式及選擇 20 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式 20 驅(qū)動橋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 22 驅(qū)動橋的設(shè)計(jì)計(jì)算 27 差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 41結(jié)論 49參考文獻(xiàn) 50謝辭 51I豐田小霸王傳動系設(shè)計(jì)第1章 緒論 研究背景 隨著社會的發(fā)展，人類出行與運(yùn)輸?shù)姆秶絹碓綇V，頻率越來越高，節(jié)奏越來越快，所以人類就對出行和運(yùn)輸所用的工具特別重視，不斷的開發(fā)新品種，汽車就是人類開發(fā)出來的杰出產(chǎn)品。也只有性能良好、傳動系工作可靠的汽車，才能充分發(fā)揮汽車的動力性能。這樣利用電腦軟件輔助制圖不僅縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，而且也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，大大降低了產(chǎn)品的開發(fā)成本，這樣也就使產(chǎn)品在激烈的市場經(jīng)濟(jì)競爭中更具有競爭力。(7)校核差速器齒輪的彎曲強(qiáng)度。傳動軸的長度和夾角及它們的變化范圍由汽車總布置設(shè)計(jì)決定。 萬向傳動軸的應(yīng)用在現(xiàn)代汽車的總體布置中，發(fā)動機(jī)、離合器和變速箱連成一體固裝在車架上，而驅(qū)動橋則通過彈性懸架與車架連接。 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析萬向節(jié)是實(shí)現(xiàn)變角度動力傳遞的機(jī)件，用于需要改變傳動軸線方向的位置，它是汽車驅(qū)動系統(tǒng)的萬向傳動裝置“關(guān)節(jié)”部件。 撓性萬向節(jié)則是靠彈性零件傳遞動力的，如橡膠盤、橡膠塊等，具有緩沖減振作用。 十字軸式萬向節(jié) 十字軸式剛性萬向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬向節(jié)，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由4176。），軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。易于密封，但其外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛坯需精鍛。的條件下正常工作。當(dāng)萬向節(jié)兩軸之間的夾角變化時，靠比例合適的分度桿6撥動導(dǎo)向盤5，并帶動球籠4使六個鋼球2處于軸間夾角的平分面上。），軸向位移小的場合。因此，當(dāng)主動軸以等角速度轉(zhuǎn)動時，從動軸時快時慢，此即為普通十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性。 下面僅討論主動叉在兩特殊位置時，附加彎曲力矩的大小及變化特點(diǎn)。為使處于同一平面的輸出軸與輸入軸等速旋轉(zhuǎn)，可采用雙萬向節(jié)傳動，但必須保證同傳動軸相連的兩萬向節(jié)叉應(yīng)布置在同一平面內(nèi)，且使兩萬向節(jié)夾角α1與α2相等（圖38）。傳動軸夾角大小會影響萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動效率和十字軸的不均勻性。裝車時傳動軸的伸縮花鍵一端應(yīng)靠近變速器，減小其軸向阻力和磨損。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動頻率時，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動軸折斷時的轉(zhuǎn)速。為了消除點(diǎn)焊平衡片的熱影響，應(yīng)在冷卻后在進(jìn)行動平衡檢驗(yàn)。取a=40mm,e=80mm,b=35mm,h=70mm,查參考文獻(xiàn)[1]，取k=, 彎曲應(yīng)力的許用值[σw]為5080Mpa，扭應(yīng)力的許用值[τb]為80160 Mpa∴σw=Fe/W== [σw]τb=Fa/Wt== Mpa[τb]故萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷校核滿足要求。驅(qū)動橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨(dú)立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨(dú)立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可采用雙級結(jié)構(gòu)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。前者為了把動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋，需分別由分動器經(jīng)各驅(qū)動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。 驅(qū)動橋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。 主減速器的結(jié)構(gòu)形式(1) 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。當(dāng)主動準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時，可降低主動錐齒輪和傳動軸位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車行使的穩(wěn)定性。圖41螺旋錐齒輪傳動(2) 主減速器的減速形式為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。b) 從動錐齒輪的支承從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖43示）。為此，在驅(qū)動橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。在一般非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，這時半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來。由于一個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。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對發(fā)動機(jī)與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇值，可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。主動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為= (45)式中，——主動錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm； ——主減速比； ——主從動錐齒輪之間的傳動效率，對于弧齒錐齒輪副，取95%；計(jì)算得= 錐齒輪主要參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從錐齒輪齒數(shù)和、從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)、主、從動錐齒輪齒面寬和、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時載荷集中于齒輪小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。越大，則也越大，同時嚙合的齒數(shù)越多，傳動就越平穩(wěn)，噪聲就越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。螺旋方向與錐齒輪的螺旋方向影響其所受軸向力的方向。乘用車的一般選用19176。d） 選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻呀的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。對于滑動速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往還要依據(jù)臺架和道路試驗(yàn)及實(shí)際使用情況等來檢驗(yàn)。.圖44 用于壓力角20176。 差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。半軸齒輪齒數(shù)z2在14～25選用。本設(shè)計(jì)中采用=22176。輪齒彎曲應(yīng)力（MPa）為 = (445)式中，n——行星齒輪數(shù)；J——綜合系數(shù)，其值可根據(jù)圖45選??；b2——半軸齒輪齒寬，mm；d2——半軸齒輪大端分度圓直徑，mm；T——半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm），T= T0；ks、km、kv按照主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選取。汽車差速器用直齒錐齒輪的彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)根據(jù)下圖，選取J=；；；；；m=4；；n=4故計(jì)算可得 當(dāng)時，=980Mpa，因此，本設(shè)計(jì)中差速器齒輪的彎曲強(qiáng)度為達(dá)到要求，可以通過修改其基本參數(shù)或者通過采用較先進(jìn)的材料來改善其強(qiáng)度。(6) 行星齒輪軸直徑d及支承長度L行星齒輪軸直徑d(mm)為 (430)式中，——差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩( Nm)。查閱資料，經(jīng)方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比=2，半軸齒輪齒數(shù)=24，行星齒輪的齒數(shù) =12。普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差速器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。軸交角為90176。按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時 (421)式中，——變速器傳動比，常取一檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算； ——主動錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑（mm）； 其他符號同前。需要確定的項(xiàng)目如下：(1) 齒全高與齒工作高 齒全高 齒工作高 (48)表41 圓弧齒螺旋齒輪的主動齒輪齒數(shù)（5）67891011從動齒輪最小齒數(shù)34333231302926法向壓角力 20176。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（%～%），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。本設(shè)計(jì)中選取法向壓力角為20176。在本設(shè)計(jì)中選取主動齒輪為右旋，從動齒輪為左旋方向。但是過大，會導(dǎo)致軸向力增大。但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降低。根據(jù)上述條件：取=11；=47故可以重新確定汽車的主減速比：=/=47/11=根據(jù)新的主減速比重新確定汽車主減速器計(jì)算載荷：== Nm(2) 從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)對于單級主減速器，增加尺寸會影響驅(qū)動橋殼高度尺寸和離地間隙，減小又會影響跨置式主動齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。這時值應(yīng)按下式來確定：