【正文】 貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 26 頁 共 28 頁以前只是應(yīng)付考試，現(xiàn)在要自己設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品出來，才感覺到自己學(xué)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。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。由于硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得十分顯著。 將數(shù)據(jù)帶入式（57）得： = 8176。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命。 差速器齒輪的材料差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為 20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo 和 20CrMo 等。d） 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角 γ γ 2及模數(shù) m行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角 γ γ 2分別為 γ 1= （42）2zarctn??????γ 2= （43）1rtz將各參數(shù)分別代入式（4—2）與式（4—3） ，有：γ 1=27176。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。a）齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F F= (37)m2TD式中：T—作用在從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩；Dm2—從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑，由式（38）確定，即Dm2=D2b2sinγ 2 (38)貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 12 頁 共 28 頁式中：D2—從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑；D2=304mmb2—從動(dòng)齒輪齒面寬；b2=47mmγ 2—從動(dòng)齒輪節(jié)錐角；γ 2=76176。b）齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。21′根錐角 δ f 11176。對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 及其轉(zhuǎn)速 的情況下，所選擇的 i 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能amxPpn0高的最高車速 。 主動(dòng)錐齒輪的支承圖 32 主動(dòng)錐齒輪跨置式主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。東風(fēng) EQ1090E 型汽車即采用下偏移準(zhǔn)雙曲面齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對(duì)于車架或車廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),采用后輪驅(qū)動(dòng)汽車的平衡性和操作性都將會(huì)有很大的提高。故本說明書將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。該驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)大大降低了制造成本，同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋使用維護(hù)成本也降低了。g)結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。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。這對(duì)于汽車的設(shè)計(jì)(如汽車的變型)、制造和維修，都帶來方便。近年來，有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡稱雙曲面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。其傳動(dòng)比 i0一般小于等于 7。i 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和0傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 i 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定。 76176。 主減速器錐齒輪的材料 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： σ j= （36）p3z0smf1vjc2Tk1DbJ式中：σ j—錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，MPa；D1—主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，mm；D1=64mmb—主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值；b=47mmkf—齒面品質(zhì)系數(shù)，取 ；cp—綜合彈性系數(shù)，取 232N1/2/mm；ks—尺寸系數(shù)，取 ；Jj—齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取 ；Tz—主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；Tz=k0、k m、k v選擇同式（35）將各參數(shù)代入式 （36） ，有： σ j=2722MPa按照文獻(xiàn)[1]，σ j≤[σ j]=2800MPa，輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求。差速器是個(gè)差速傳動(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。半軸齒輪齒數(shù) z2在 14～25 選用。31′根錐角 δ f 60176。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。?根據(jù)上式帶入 T＝12215 Nm，得：≤d≤取：d=33mm給定一個(gè)安全系數(shù) k=d=kd =33 =50mm全浮式半軸支承轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： （522LrRrTX??3）三種半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由下式計(jì)算： （53160d????4）式中 ——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa；?T—一半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，T=12215Nm；d——半軸桿部直徑，d=50mm。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為 HB388—444(突緣部分可降至 HB248)。過去這種所謂兩段可分式橋殼見于輕型汽車，由于上述缺點(diǎn)現(xiàn)已很少采用。通過到工廠里去看實(shí)物，通過指導(dǎo)老師李老師的講解，加上自己看書，終于把設(shè)計(jì)的思路搞清楚了。以前遇到問題不是去問老師，就是跳過去，一點(diǎn)自己查資料的意識(shí)都沒有。當(dāng)牽引力或制動(dòng)力最大時(shí)，橋殼鋼板彈簧座處危險(xiǎn)端面的彎曲應(yīng)力 和扭轉(zhuǎn)應(yīng)?力 為：? (61)vhMσ=W? (62)Tτ式中 ——地面對(duì)車輪垂直反力在橋殼板簧座處危險(xiǎn)端面引起的垂直平面內(nèi)的彎vM矩， ；hx2=Fb? ——橋殼板簧座到車輪面的距離；b——牽引力或制動(dòng)力 （一側(cè)車輪上的）在水平平面內(nèi)引起的彎矩，h；hx2——牽引或制動(dòng)時(shí)，上述危險(xiǎn)斷面所受的轉(zhuǎn)矩， ；T Tx2r=F?、 ——分別為橋殼危險(xiǎn)斷面垂直平面和水平面彎曲的抗彎截面系數(shù)；vW——危險(xiǎn)斷面的抗扭截面系數(shù)。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置(如半軸)的外殼。在保證安全系數(shù)在～ 范圍時(shí)，半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取為[ ＝490～588MPa。多采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應(yīng)相向安裝并有一定的預(yù)緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。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。f）壓力角 α汽車差速齒輪大都采用壓力角 α=22176。強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。圖 34 為單級(jí)主減速器的跨置式支承的尺寸布置圖:圖 34 單級(jí)主減速器軸承布置尺寸圖 3—4 中各參數(shù)尺寸：貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 13 頁 共 28 頁a=46mm，b=22mm，c=，d=，e=40,D m2=304mm。汽車主減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 10 頁 共 28 頁20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo 和 16SiMn2WMoV。汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角的平均螺旋角一般為 35176。根據(jù)所選定的主減速比 i0值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器） ，并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。跨置式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的 1／30 以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1/5～1/7。查閱文獻(xiàn)[1]、[2]，經(jīng)方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式（如圖 31 示） 。b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。但是，由于斷開式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對(duì)行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。如果你的變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車就不需要對(duì)差速器進(jìn)行維修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車來說也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是做在一起的。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。二是差速器向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 3 頁 共 28 頁在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型載貨汽車上，有時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。為了減少驅(qū)動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是 c 等于或大于 d。21′齒根角θ f=arctan Rh23176。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 16 頁 共 28 頁4 差速器設(shè)計(jì)汽車在行使過程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等等。 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)a) 行星齒輪數(shù) n通常情況下，貨車的行星齒輪數(shù) n=4。 27176。半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動(dòng)鼓相聯(lián)接)。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，即: 2=X+故縱向力 X2最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力 Y2最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。在現(xiàn)代汽車半軸上，漸開線花鍵用得較廣，但也有采用矩形或梯形花鍵的。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(gè)整體。另外，在一些小的方面，由于時(shí)間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正。以前做作業(yè)時(shí)總是敷衍了事，一點(diǎn)耐心都沒有，坐在凳子上也不會(huì)安下心來，總是用一種浮躁的態(tài)度來對(duì)待自己的