【正文】 半軸桿部直 徑的初選 .................................................................................42 全浮式半軸強度計算 ................................................................................42 全浮式半軸花鍵強度計算 ........................................................................43 半軸材料與熱處理 ....................................................................................44 橋殼的受力分析及強度計算 ................................................................................44 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 .............................................................................45 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強度 .................................................46 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼的強度計 算 ........................................46 汽車緊急制動時的橋殼強度計算 .............................................................48 汽車受最大側(cè)向力時橋殼強度計算 .........................................................48 本章小結(jié) ................................................................................................................51 結(jié)論 ......................................................................................................................................52 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................53 致謝 ......................................................................................................................................54 iii 附錄 A .................................................................................................................................55 附錄 B..................................................................................................................................58 1 第 1 章 緒 論 選題背景目的及意義 根據(jù) 中國輕型貨車行業(yè)市場深度調(diào)研及中期發(fā)展預(yù)測報告 表明： 20xx 年中國輕型貨車行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國家產(chǎn)業(yè) 政策鼓勵輕型貨車產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)新增投資項目投資逐漸增多。一些企業(yè)技術(shù)力量相對要好些的企業(yè)，測繪的是從國外引進(jìn)的原裝橋，并且這些企業(yè)一般具有較為完善的開發(fā)體系和流程，也具有較完善的試驗手段，但是開發(fā)過程屬于對國外的仿制，對其逆向研究后結(jié)合自我情況生產(chǎn)。它可以定義為對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的解析分析 (有限元分 析 )和實驗分析 (實驗?zāi)B(tài)分析 )，其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來表征。 (4)高性能制動器技術(shù) 在發(fā)達(dá)國家驅(qū)動橋產(chǎn)品中 , 已出現(xiàn)了自循環(huán)冷卻功能的濕式制動器橋、帶散熱風(fēng)送的盤式制動器橋、適于 ABS的蹄、鼓式和盤式制動器橋、帶自動補償間隙的盤式制 3 動器等配置 高性能制動器橋 , 同時制動器的布置位置也出現(xiàn)了從橋臂處分別向橋包總成和輪邊端部轉(zhuǎn)移的趨勢。當(dāng)采用非獨立懸架時，車橋中部是剛性的實心或空心梁，這種車橋即為整體式車橋；斷開式車橋為活動關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，與獨立懸架配用。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸掛時，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開式驅(qū)動橋 ，其橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，主減速器、差速器和半軸等所有的傳動件都裝在其中 ；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅(qū)動橋。 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。 主減速器的齒輪類型 按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動主要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動等形式。 圖 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。本次設(shè)計 采用 螺旋錐齒輪 。 本次設(shè)計貨車主減 速比 io=，所 以采用單 級 主減速器。 跟據(jù)實際情況，所設(shè)計的為輕型貨車所以采用懸臂式支撐。另外，即使汽車作直線行駛，也會由于左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過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半徑不相等而要求 車輪行程不等。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的 [5]。 具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個整體。 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。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? = ) 1 ( 3 3 4 4 5 1 ????? = 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 主、從動 齒數(shù)的選擇 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù) ； 為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不 16 小于 40； 為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高 的疲勞強度對于商用車 1z 一般不小于 6； 主傳動比 0i 較大時， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 螺旋錐齒輪 齒面寬的選擇 通常推薦圓錐齒輪從動齒輪 的齒寬 F 為其節(jié)錐距 0A 的 倍 。 旋角 ? 的選擇 螺旋角 ? 是在節(jié)錐表面的展開圖上定義的，齒面寬中點處為該齒輪的名義螺旋角。 = 7 法向壓力角 ? ? =20176。 2a? =176。折斷多數(shù)從齒根開始，因為齒根處齒輪的彎曲應(yīng)力最大。 （ 2） 齒面的點蝕及剝落 齒面的疲勞點蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報廢齒輪的 70%以上。在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)加大齒面寬也是一種辦法。輪齒的膠合強度是 按齒面接觸點的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤滑條件等。因此，驅(qū)動橋齒輪的許用彎曲應(yīng)力不超過 ／mm2 .表 給出了汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值。 22 圖 彎曲計算用綜合系數(shù) J 按 jeT 計算 ： 主動錐齒輪彎曲應(yīng)力 1w? 700 N／ mm2 從動 錐 齒輪 彎曲 應(yīng)力 2w? 700 N／ mm2 按 jmT 計算 ： 主動錐齒輪彎曲應(yīng)力 1w? N／ mm2 從動錐齒輪彎曲應(yīng)力 2w? ／ mm2 綜上所述 由表 ，計算的齒輪滿足彎曲強度的要求。影響軸承壽命的主要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗算軸承壽命之前，應(yīng)先求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力、圓周力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。 26 變速器 檔位 if Tf 表 if 及 Tf 的參考值 車型 轎車 公共汽車 載貨汽車 III 擋 IV 擋 IV 擋 IV擋 帶 超速檔 IV擋 IV擋 帶 超速檔 V 擋 TK 80 TK 80 if I II III IV V 1 9 90 1 4 20 75 16 80..7 2 6 27 65 1 4 15 50 — 1 3 11 85 7 59 — 2。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。 圖 接觸強度計算綜合系數(shù) J 按 jeT 計算， j? 2800 N／ mm2 按 jmT 計算， j? 1750 N／ mm2 由表 輪齒齒面接觸強度滿足校核 。汽車驅(qū)動橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩和最大附著轉(zhuǎn)矩并不是使用中的持續(xù)載荷，強度計算時只能用它來驗算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù) [7]。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。凹坑壁從齒表面陡直地陷下。 ① 點蝕：是輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果。如果最高應(yīng)力點的應(yīng)力超過材料的耐久極限，則首先在齒根處產(chǎn)生初始的裂紋。 2f? =176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d 42mm 2d =240mm 10 節(jié)錐角 ?1?arctan21zz 2? =90176。因 Fm 越大傳動就越 干穩(wěn) ， 噪聲 就越 低。 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大 10%較為合適，在此取 1F =44mm 。 主減速器的傳動比為 ，初定主動齒輪齒數(shù) z1=7，從動齒輪齒數(shù) z2=40。 主減速器齒輪參數(shù)的選擇與強度計算 主減速 器 齒輪計算載荷的 確定 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 jeT TTLeje KiTT ????? 0m a x /n （ ） 式中： maxeT ——發(fā) 動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 200 mN? ； TLi ——由發(fā)動機(jī)到所計算的 主減速器從動齒 輪之間的傳動系最低檔傳動比 TLi = 0i 1i == 變速器傳動比 1i =； T? ——上述傳動部分的效率，取 T? =； 0K ——超載系數(shù)，取 0K =； n——驅(qū)動橋數(shù)目 1。其制造工藝簡單、材料利用率高、廢品率低生產(chǎn)率高極、 13 及制造成本低等優(yōu)點外，還有足夠的強度和剛度，特別是其質(zhì)量小，但是比有些鑄造橋殼可靠 ，由于鋼板沖壓焊接整體式橋殼有一系列優(yōu)點，近年來不但應(yīng)用于轎車，輕型貨車、中型載貨車上得到了廣泛的應(yīng)用。但對主減速器的裝配、調(diào)整及維修都很不方便，橋殼的強度和剛度也比較低。 3/4 浮式半軸 的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支撐著輪轂，而半軸則以其端部與輪轂想固定 ，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命， 所以 未得到推廣。 半軸 形 式的確定 驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車 傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。這不僅會是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時 中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。 主減速器 從 動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 從動錐齒輪 只有跨置式一種支撐形式 如圖 所示 ， 兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。為了減小懸臂長度 a 和增加兩端的距離 b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子向外。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制 造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比 io 的大小及驅(qū)動橋下的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置形式等。 雙曲面齒輪傳動有如下缺點： 長方向的縱向滑動使摩擦損失增加，降低了傳動效率。 在現(xiàn)代貨車車驅(qū)動橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。 當(dāng)變速器處于最高檔位時 io 0i 對 汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。 5 1 2 3