【正文】 速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間 分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。為了保證有足夠的潤(rùn)滑油流進(jìn)差速器，有的采用專門的倒油匙。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。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。 (2)輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力 jσ (MPa)為： FJK KKKKTdC v fmsjpj3011102σ = () pC —— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 注： 0K =1, sK =1, mK =, sK =1 fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精 確的齒輪可取 1； J—— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 2J =，見圖 所示； jmσ = jm]σ[ =1750MPa jeσ = je]σ[ =2800MPa，故符合要求、校核合理。 P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； 19 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： FdiTp ge???=21013m a x = /Nmm () 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) : FdrGp r???=210232 =1545 /Nmm () 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p 很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 p 最大只有 /Nmm 可知，校核成功。汽車主減速器及差速器齒輪在新車跑合期及長(zhǎng)期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤(rùn)滑油并進(jìn)行清洗是防止不正常磨損的有效方法。例如滲碳齒輪表面層太薄、心部硬度不夠等都會(huì)引起齒面剝落。一般首先產(chǎn)生在幾個(gè)齒上。在開始出現(xiàn)裂紋處和突然斷掉前存在裂紋處，在載荷作用下由于裂紋斷面間的相互摩擦，形成了一個(gè)光亮的端面區(qū)域，這是疲勞折斷的特征，其余斷面由于是突然 形成的故為粗糙的新斷面。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 損壞形式及壽命 17 在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。 17 面錐角 211 δγγ +=a ； 122 δγγ +=a 1γa=27176。 主減速器齒輪的具體參數(shù)如表 。 第 3 章 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算 通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩 ( jjeTT, )的較小者，作為載貨汽車計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 半浮式半軸 以其靠近外端的軸頸直接支撐在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以 具有圓錐面的軸頸及鍵與輪轂相固定。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。例如，拐彎時(shí)外側(cè)車 輪行駛總要比內(nèi)側(cè)長(zhǎng)。為了減小懸臂長(zhǎng)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。 如圖 。 工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長(zhǎng)方向的 9 縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有 更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí) 0i 對(duì)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 圖 驅(qū)動(dòng)橋 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。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(dòng)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(dòng)齒輪直徑的尺寸。m/nr （ r/min） 裝載質(zhì)量 6000 kg 汽車滿載總質(zhì)量 120xx kg 4 滿載時(shí)軸荷分布 前軸 3820 后軸 8280 kg 最大車速 90 km/h 輪距（雙胎中心線） 1900 mm 基本內(nèi)容 (1) 研究驅(qū)動(dòng)橋組成、結(jié)構(gòu)、原理； (2) 主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,基本參數(shù)選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算； (3) 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇、尺寸及強(qiáng)度計(jì)算； (4) 驅(qū)動(dòng)半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算； (5) 驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力分析與強(qiáng)度計(jì)算。 重卡輕量化作為目前市場(chǎng)的主流，不僅是企業(yè)技術(shù)與研發(fā)的核心，更是消費(fèi)者購買的主選。豪華版主要配裝濰柴動(dòng)力的 06 款發(fā)動(dòng)機(jī)。車 身的迎風(fēng)面積為 6..98m2（一般重卡為 ），風(fēng)阻系數(shù)較低，可節(jié)油 12%～ 18%。 在環(huán)保性方面，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的提高，為實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)降低廢氣排放提供了基本保證。 國(guó)外卡 車的發(fā)展趨勢(shì) 各國(guó)商用車制造廠家目前正采用令人驚嘆的高新技術(shù)來最大限度地保障安全，提高效率。 1 第 1 章 緒 論 選題背景目的及意義 從目前我國(guó)載貨車銷售的結(jié)構(gòu)上看，由于國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及市政建設(shè)的投入日益加大，重型自卸車的銷量猛增；又由于貨物運(yùn)輸向?qū)Ｓ没?、大型化發(fā)展，傳統(tǒng)意義的重型載貨車較之上年有不同程度的下挫。重型專用車批量小、難度高，一直不為國(guó)內(nèi)企業(yè)所重視，高檔專用車為進(jìn)口品牌所壟斷，沃爾沃、曼等品牌參與國(guó) 2 內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)主要以專用車為主。特別是長(zhǎng)途行駛的牽引車，不僅有音響、冷暖空調(diào)和通訊設(shè)備，而且還有衛(wèi)星導(dǎo)航、冷熱飲柜、電視、衣柜等裝備；駕駛室的支點(diǎn)裝有彈性緩沖裝置，駕駛員座椅下方有空氣彈簧緩沖支承，保證了駕駛員乘坐舒適平穩(wěn)。可選裝 GPS 定位系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載冰箱、車載電話、 DVD 以及電動(dòng)天窗等配置。 m 的起步扭矩， 3 而且可提供 28%～ 45%的扭矩儲(chǔ)備。四點(diǎn)全浮懸置、氣囊減 震的座椅，整體式側(cè)裙板、后輪罩等設(shè)置都大幅度提高了整車的舒適性能。 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設(shè)計(jì)車型歐曼 3 系主要參數(shù)如表 表 歐曼 3 系主要參數(shù) 輪胎 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 118/2600 Pemax kW/np （ r/min） 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 255/20xx Temax N 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成 在多數(shù)汽車中，驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸）及橋 殼等部件如圖 所示。 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 主減速比的計(jì)算 主減速比 0i 對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小影響很大。 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(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。 當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。本次設(shè)計(jì)采用螺旋錐齒輪。 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方法 ： ① 懸臂式 懸臂式支承結(jié)構(gòu)如圖 所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸徑，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定 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；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。根據(jù)半軸外端支撐形式分為半浮式， 3/4 浮式，全浮式。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨(dú)立的主減速殼里，構(gòu)成單獨(dú)的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起?；敬_定了驅(qū)動(dòng)橋四個(gè)組成部分主減速器、差速器、半軸、橋殼的結(jié)構(gòu)。 齒輪端面模數(shù) ~)~( 33 ==?=jmt TKm,由 GB/T123681990，取=tm 6mm。 2δ =63176。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向 力離開錐頂方向。對(duì)于貨車弧齒錐齒輪，α一般選用 20176。隨著載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致輪齒部分地或整個(gè)地?cái)嗟?。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點(diǎn)附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進(jìn)而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點(diǎn)的現(xiàn)象就稱為點(diǎn)蝕。造成齒面剝落的主要原因是表面層強(qiáng)度不夠。研磨磨損是由于齒輪傳動(dòng)中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算： (1)主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 ① 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 FPp= () 式中： p —— 單位齒長(zhǎng)上的圓周力， N/mm。 汽車主減速器齒輪的損壞形式主要時(shí)疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT 有關(guān)， jmje TT或 只能用來檢驗(yàn)最大應(yīng)力，不能作為疲勞壽命的計(jì)算依據(jù)。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。 對(duì)于滲碳深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù) m≤5 時(shí)， 為 ～ 當(dāng)端面模數(shù) m5～ 8 時(shí)，為 ～ 由 于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度 ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。 圖 差速器差速原理 當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑 r 上的 A、 B、 C 三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖 31），其值為 0? r 。本設(shè)計(jì)即使用普通錐齒輪差速器。 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： nzz rL 22+ = I （ ） 式中： Lz2 ， rz2 —— 左，右半軸齒數(shù)， Lz2 = rz2 ； n—— 行星齒輪數(shù)， n=4； I—— 任意整數(shù) 。 表 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表（長(zhǎng)度單位 mm） 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥10，應(yīng)盡量取最小值 1z =10 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿足式（ ） 2z =20 3 模數(shù) m m =4 4 齒面寬 F=(～ )A0 。 2fh = 2ah 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c =h gh = + c = 16 齒根角 1δ =01arctanAhf 。因此，對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，只計(jì)算在上述第一種工況下轉(zhuǎn)矩 ，如圖 為全浮半軸支撐示意圖 。因半 軸材料取 40Cr， ]τ[ 為 784MPa 左右，考慮安全系數(shù)在 ～ 之間，可取 ]τ[ =490~588MPa。對(duì)半軸進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了半軸的各部分尺寸，并進(jìn)行了校核。 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式 a）可分式橋殼 可分式橋殼的整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 最后指出了這種橋殼設(shè)計(jì) 的弊端，提出利用有限元分析法可進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)