【正文】 我國(guó)通常推薦：計(jì)算時(shí)將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡(jiǎn)化成三種典型的計(jì)算工況，即當(dāng)車輪承受最大的鉛錘力（當(dāng)汽車滿載并行駛與不平路面，受沖擊載荷）時(shí)；當(dāng)車輪承受最大切應(yīng)力（當(dāng)汽車滿載并以最大牽引力行駛和緊急制動(dòng)）時(shí)；以及當(dāng)車輪承受最大側(cè)向力（當(dāng)汽車滿載側(cè)滑）時(shí)?？紤]的設(shè)計(jì)的是載貨汽車，驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。m 在此取 此節(jié)內(nèi)容圖表參考了《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [1]中差速器設(shè)計(jì)一節(jié)。1f=15 徑向間隙 = = + =16 齒根角 = 01arctnAhf。的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。差速器有多種形式，在此設(shè)計(jì)普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。39。 在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力 F 和沿節(jié)圓母線方向的力 。m　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。　 ——計(jì)算齒輪的齒面寬，mm。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。①點(diǎn)蝕：是輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果。? 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算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。5. 螺旋方向 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。 主減速器基本參數(shù)的選擇 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù) 和 ，從動(dòng)錐齒輪大端分度圓1z2直徑 、端面模數(shù) 、主從動(dòng)錐齒輪齒面寬 和 、中點(diǎn)螺旋角 、法向壓力角2Dtm1b2?等。當(dāng)前輪邊減速橋可分為 2 類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。3）齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。本文不是采用傳統(tǒng)的雙曲面錐齒輪作為載重汽車的主減速器而是采用弧齒錐齒輪，希望這能作為一個(gè)課題繼續(xù)研究下去。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。在本設(shè)計(jì)中還采用了 AutoCAD 繪圖軟件進(jìn)行了工程圖的繪制，運(yùn)用 AutoCAD 繪制了半軸、主減速器軸以及驅(qū)動(dòng)橋殼體、主減速器殼體、圓弧錐齒輪的零件圖，通過(guò)對(duì)AutoCAD 的編輯工具與命令的運(yùn)用，掌握了從 AutoCAD 基礎(chǔ)圖形的繪制到基礎(chǔ)零件的繪制到各類零件圖的創(chuàng)建與繪制的方法，并且理解了機(jī)械圖繪制的工作流程。第二章 主減速器設(shè)計(jì)3 主減速器設(shè)計(jì) 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。0i1z5）對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， 和 應(yīng)有適宜的搭配。 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 21 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z92 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2 403 端面模數(shù) m12㎜4 齒面寬 b=80㎜ =75㎜1b25 工作齒高 hag*?㎜?gh6 全齒高 ??c2?=㎜7 法向壓力角 ?=176。 ①疲勞折斷：在長(zhǎng)時(shí)間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。減小齒面壓力和提高潤(rùn)滑效果是提高抗點(diǎn)蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應(yīng)力。在要求使用壽命為 20 萬(wàn)千米或以上時(shí)，其循環(huán)次數(shù)均以超過(guò)材料的耐久疲勞次數(shù)。按圖 21 選取小齒輪的 ＝，大齒輪 ＝按上式 ＝173 N/ N/231 ???? 2m2m = N/ N/ .10532所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，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。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承 C，D 的徑向力計(jì)算公式見式（218）和式（219）已知F=25450N， =9662N， =20202N，a=410mm，b==250mmaZFRZ所以，軸承 C 的徑向力：= =????22 ????? 軸承 D 的徑向力：= = ..?軸承 C，D 均采用 7315E，其額定動(dòng)載荷 Cr 為 134097N（3）對(duì)于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=，并且 =〉e，在此 e 值RA為 約為 ，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [6]中表 可查得 X=，Y= =所以 Q= =(9662＋)= ??YRXAfd?= = =2896 3 hhL???????????????hL39。行星齒輪的中心點(diǎn)為 C，A、B、C 三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 。但一般不少于 10。m0T ——行星齒輪的數(shù)目；在此為 4n ——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm， ≈ ， d 為半軸齒輪齒l l39。1o?o?18 根錐角 ；11??R22??R=176。 由于車輪承受的縱向力 ，側(cè)向力 值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，2X2Y即有 Z???故縱向力最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。m ，在此取 如圖 51 所示，每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共四處，由里向外逐漸加大配合面的直徑，以得到較好的壓配效果。m (51) 22sBgGMw????????式中： ——汽車滿載時(shí)靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，在此 130000N；2G ——車輪（包括輪轂、制動(dòng)器等）重力，N；wg ——驅(qū)動(dòng)車輪輪距，在此為 1860m。尤其是重型汽車，其驅(qū)動(dòng)橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋殼。b ——載荷分布的不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 。m；maxeT ——汽車傳動(dòng)效率，計(jì)算時(shí)可取 1 或取 ；? ——傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比；i ——輪胎的滾動(dòng)半徑，m。2 = mm1s= mm222 齒側(cè)間隙 =～ mmB=23 弦齒厚 2613dsSiii?? =?S=24 弦齒高 iiidsh4co239。8 軸交角 =90176。 =176。有式（32）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)） ，若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過(guò)的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；汽車在不平路面上行駛時(shí)，由于路面波形不同也會(huì)造成兩側(cè)車輪滾過(guò)的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會(huì)引起左、右車輪因滾動(dòng)半徑的不同而使左、右車輪行程不等。對(duì)于載貨汽車和公共汽車可取 30～35 avkm/h，在此取 km/h。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：dT 　(211)3133231max 010001 ???????? ?????? ???????????????????????????? TRgiTgiTgiTgied ffff ?式中： ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 830N以上公式（26）～（210）以及圖 21，圖 22 均參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 ［１］圖 22 接觸計(jì)算用綜合系數(shù) 主減速器齒輪的材料及熱處理驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其中上述兩種方法計(jì)算用的許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力[p]都為 1865N/mm2（2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為 N/ JmzbKTvs????2031?2m（2～9） 式中： ——該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N當(dāng)滲碳齒輪熱處理不當(dāng)使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時(shí)，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來(lái)。各種形式的過(guò)載折斷的斷面均為粗糙的新斷面。17 面錐角21f??2fa =176。但齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式，并且內(nèi)外圈可以分離，以利于拆裝。目前的中央單級(jí)減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動(dòng)小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。商用汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)摘要驅(qū)動(dòng)橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對(duì)于商用汽車顯得尤為重要。m 以上，百公里油耗是一般都在 30 升左右。一般在主傳動(dòng)比小于 6 的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支承剛度的圓錐滾子軸承，其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)錐齒輪前軸承，其后部緊靠齒輪背面的那個(gè)齒輪稱為主動(dòng)錐齒輪后軸承；當(dāng)采用騎馬式支承時(shí)，裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承稱為導(dǎo)向軸承。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間減小。211 節(jié)錐距 A = 1sin?d=02iA =㎜012 周節(jié) t= mt=㎜13 齒頂高 ha*?=㎜ah14 齒根高 =f??c?= ㎜f15 徑向間隙 c= *c=㎜16 齒根角 0arctnAhff??f?= 176。此外，由于裝配的齒側(cè)間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)、安裝剛度不足、安裝位置不對(duì)等原因，使輪齒表面接觸區(qū)位置偏向一端，輪齒受到局部集中載荷時(shí)，往往會(huì)使一端（經(jīng)常是大端）沿斜向產(chǎn)生齒端折斷。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。經(jīng)驗(yàn)算以上兩數(shù)據(jù)都在許用范圍內(nèi)。所以均滿足要求。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 進(jìn)行計(jì)算。p所以 = =10 ????????8此外對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速 為2n r/min (221)?式中： ——輪胎的滾動(dòng)半徑，mr ——汽車的平均行駛速度，km/h。第三章 差速器設(shè)計(jì)汽車在行駛過(guò)程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)。 =90176。b≤10m0 30mm 續(xù)表 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果5 工作齒高 ?=16mmgh6 全齒高 0578?7 壓力角 ?176。39。m根據(jù)上式 =676000 N ??RLX 若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即 （4reRLiTX/max2???2）式中： ——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器取 ；? ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，NpL ——花鍵齒寬，mm，在此取 。圖 51 鑄造整體式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點(diǎn)在于可制成復(fù)雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應(yīng)力分布，其強(qiáng)度及剛度均較好，工作可靠，故要求橋殼承載負(fù)荷較大的中、重型汽車，適于采用這種結(jié)構(gòu)。B ——驅(qū)動(dòng)橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，在此為 橋殼的危險(xiǎn)斷面通常在鋼板彈簧座附近。鋼板彈簧座與橋殼鑄成一體，故在鋼板彈簧座附近橋殼的截面可根據(jù)強(qiáng)度要求鑄成適當(dāng)?shù)男螤睿ǔ６酁榫匦?。m。 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩可有 求得，其中 ，rRrLXT???22 LX2的計(jì)算，可根據(jù)以下方法計(jì)算，并取兩者中的較小者。 =176。239。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～25，大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 / 在 ～ 的范圍內(nèi)。r 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 上的rA、B、C 三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖 31） ，其值為 。所以軸承 C 滿足使用要求。對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖 24 所示圖 24 主減速器軸承的布置尺寸軸承 A，B 的徑向載荷分別為R = （2A????????18） （????19） 根據(jù)上式已知 =20202N， =9662N，a=134mm ，b=84mm，c=50mmaZFRZ 所以軸承 A 的徑向力 =A????22 ???? =15976N 其軸向力為 0 軸承 B 的徑向力 R =B????22 ??? =13364N（1）對(duì)于軸承 A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承 42608E，此軸承的額定動(dòng)載荷 Cr 為 ，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 Q=X 主減速器軸承的計(jì)算1．錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。圖 21 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J(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 N/ 　　　　　 (210)bJKTdCvfmspj 30112???2式中： ——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；T　　　 ——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 /mm