【正文】 全浮式半軸廣泛用于中、重型貨車。 行星齒輪軸的設(shè)計 行星齒輪軸直徑 d 及支承長度 L 行星齒輪軸直徑 d 為 30 10[ ]cdTd nr??? (410) 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 34 式中： 0T — 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，在此取 ? ； n— 行星齒輪的數(shù)目，在此為 4 ； dr — 行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x， 39。 圖 主動齒 輪的支持型式 另外，為了拆裝方便，應(yīng)使主動錐齒輪后軸承（緊靠齒輪大端的軸承）的支承軸徑大于其前軸承的支持軸徑。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 25 汽車差速器的彎曲應(yīng)力應(yīng)為： 32 222 1 0 csmw T K KK m z b Jn?? ?? (38) 式中： cT —— 半軸齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， ? ，在此 cT 為 ； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù)； 2b —— 半軸齒輪齒寬， 20( ~ ) 。 帶入公式得： 3 30 10 6 5 9 2 . 5 8 1 0 1 9 . 5 51 . 1 [ ] 1 . 1 9 8 4 4 0cdTd m mnr?? ?? ? ?? ? ? 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 23 行星齒輪在軸上的支 承長度 L 為 19 .55 21 .51L d mm? ? ? ? (37) 差速器齒輪的集合計算 表 半軸齒輪與行星齒輪參數(shù) 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1 10z?，應(yīng)盡量取最小值 10 2 半軸齒輪齒數(shù) 2 14 25z ? 20 3 模數(shù) m 5mm 4 齒面寬 ? ? ? ， 2 10bm? 22mm 5 齒工作高 ? 8mm 6 齒全高 ?? 7 壓力角 一般汽車： ?? 8 軸交角 o=90? o90 9 節(jié)圓直徑 11d mz? ， 22d mz? 1 50d mm? ，2 100d mm? 10 節(jié)錐角 11 2arctan zz? ?， 22 1arctan zz? ? o1 ? ? ，o2=? 11 節(jié)錐距 120 122 si n 2 si nddA ???? 55mm 12 周節(jié) ? 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 24 13 齒頂高 39。 行星齒輪球面半徑 BR 的選擇 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑BR ，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 19 第三章 差速器的設(shè)計 差速器概述 汽車在行使過程中，左右車輪在同一時間內(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。 帶入公式得： 3 221 22 1 0 1 6 0 9 . 9 1 1 . 0 0 . 7 2 1 . 1 0 5 0 9 . 8 2 / 7 0 0 /1 . 0 4 4 8 7 0 . 2 9w N m m N m m? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 3 222 22 1 0 6 5 9 2 . 5 8 1 . 0 0 . 7 2 1 . 1 0 6 2 6 . 0 7 / 7 0 0 /1 . 0 4 0 3 7 7 0 . 2 3w N m m N m m? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 螺旋角 ? 35176。39。但對于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重合度下降。 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù) 1Z 和 2Z ，主、從動錐齒輪大端分度圓直徑 1d 、 2d ，端面模數(shù) tm ，主、從動錐齒輪齒面寬 1b 和 2b ，中點(diǎn)螺旋角 ? ，法向壓力角 ? 等。通常是將發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低擋傳動比時和驅(qū)動車輪在良好路面上開始滑轉(zhuǎn)時這兩種情況下作用在主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的載荷。 在本設(shè)計中還采用了 AutoCAD 繪圖軟件 進(jìn)行了零件 圖的繪制，通過對 AutoCAD 的編輯工具與命令的運(yùn)用，掌握了從 AutoCAD 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。對整車主要總成之一的驅(qū)動橋而言，小速比、大扭矩、傳動效率高、成本低逐漸成為汽車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢。并且在設(shè)計過程中，描述了主減速器的組成和差速器的差速原理和差速過程。通過本課題可以進(jìn)一步加深 對 汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計及汽車各總 成的工作原理， 特別是本課題 驅(qū)動橋中 的 主減速器及差速器與半軸的認(rèn)識和了解； 同時經(jīng)過設(shè)計過程，了解學(xué)習(xí)一些現(xiàn)代汽車工業(yè)的新設(shè)計方法及新技術(shù)， 對于即將從事汽車行業(yè)工作的我也是一種鍛煉，為即將的工作做鋪墊。設(shè)計開發(fā)上，CAD、 CAE 等計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及 AUT 優(yōu) AD、 UG1 CATIA、 proE 等設(shè)計軟件先后應(yīng)用于主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗分析等也被采用 。這次設(shè)計的為四輪驅(qū)動越野汽車 ， 主傳動比 不到 ，故這次設(shè)計采 用單級 主減速器。帶入公式得： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 6 mNT ce ????????? 2）、 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 csT 39。 故偏移距 E 可取 220% 20% 259 51. 8E d m m m m? ? ? ? 故初取偏移距 =50mmE 5）、中點(diǎn)螺旋角 ? 的選擇 雙曲面齒輪傳動由于有了偏移距 E，使主、從動齒輪的中點(diǎn)螺旋角不等，且主動齒輪的大，從動齒輪的小。商用車為 20176。 大齒輪齒根角 21 01 1 2? ? ??? 176。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動橋主減速器的工作繁重，與傳動系其他齒輪比較，具有載荷大、作用時間長、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 差速器的結(jié)構(gòu)形式選擇 普通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)。2 mm? 14 齒根高 39。 為計算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計算轉(zhuǎn)矩。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 30 齒輪軸承徑向載荷的計算 軸承 A、 B 的徑向載荷分別為： ? ? ? ?22 11 0 . 5R P a R a A db? ? ? ? ? ?前 (46) ? ? ? ?22 11= 0 .5R P c R c A db ? ? ? ? ?后 (47) 式中： a b mm? ? ? 帶入公式得： ??前后 主動錐齒輪軸參數(shù) 設(shè)計 圖 主減速器錐 齒輪軸 此軸為花鍵軸，初選為 3 md K T? (48) K 取 ， mT 為變速器輸出的最大轉(zhuǎn)矩， 則 34 1 8 0 3 .9 3 3 5 .6 4d m m? ? ? ? 由于花鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，所以查表得花鍵內(nèi)徑 32mm ，外徑 35mm 。 行星齒輪在軸上的支承長度 L 為 1. 1 1. 1 20 22L d mm? ? ? ? 普通平鍵的選擇 由于軸徑在 17~22 這個范圍內(nèi)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》選擇 bh? 為66? 的普通平鍵，鍵的長度為 20。 半軸的強(qiáng)度計算 扭 轉(zhuǎn)應(yīng)力： 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 37 3331016193 10003016364 .46TdMPa????????? (415) 取 [ ] 550MPa? ? ，則 ][??? ，即 30d mm? 滿足強(qiáng)度要求。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置還應(yīng)包括輪邊減速器， 這時半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主 動齒輪聯(lián)接起來。其軸承所受的軸向力與軸受到的軸向力是一對作用力與反作用力，徑向力也是一對作用力與反作用力。 由上式可以算出： 1 mm? ， 2 mm? 。22 0arctan hA? ? o1 ? ?o2 ? ? 17 面錐角 01 1 2? ? ???， 02 2 1? ? ??? o01 ? ?o02=? 18 根錐角 1 1 1R? ? ???， 2 2 2R? ? ??? o1 ? ?o2=? 19 外圓直徑 39。 行星齒輪軸直徑 d 及支承長度 L 行星齒輪軸直徑 d 為 30 10[ ]cdTd nr??? (36) 式中 ： 0T —— 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， N差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 由于新齒輪接觸和潤滑不良，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，圓錐齒輪的傳動副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對研磨）后均予與厚度 ～ ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。 帶入公式得： 3 322 210 146 00 10 / 102 /2594022rGrp N m m N m mdb? ? ? ? ?? ? ?? 參數(shù) 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn) 矩計算時 輪胎與地面 的附著系數(shù) 汽車類別 一擋 二擋 直接擋 轎車 893 536 321 893 0． 85 貨車 1429 250 1429 0． 85 大客車 982 214 牽引車 536 250 0． 65 表 許用單位齒長上的圓周力 在現(xiàn)代汽車設(shè)計中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長上的圓周力有時高出表的 20% 30% 。02 2 2 22 cosd d h ??? 大齒輪外緣直徑 27 39。 軸交角 ? 9 11td mZ? 56mm 小齒輪分度圓直徑 10 112arctan ZZ? ? 176。在此初選用為 35176。利用第 3 種方法確定的計算轉(zhuǎn)矩（日常行駛平均轉(zhuǎn)矩） cfT 則用來進(jìn)行錐齒輪的疲勞強(qiáng)度計算。 主減速器方案的選擇 因為如果保持主動齒輪軸徑不變，則雙曲面從動齒輪直徑比螺 旋錐齒輪小。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展合作項目，希望早日實(shí)與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭取設(shè)計開發(fā)的新突破。汽車正常行駛時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速通常 比較高，如果將 很 高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需要很大，齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也就是說變速箱的尺寸會加大。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計說明書 BJ2022 汽車單級主減速器及差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度分析 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2020 年 6 月 歐陽劍 0801074117 機(jī) 電工程學(xué)院 地面武器機(jī)動工程 崔志琴 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 BJ2022 汽車單級主減速器及差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度分析 摘要 汽車主減速器 及差速器是汽車傳動中 最重要 的部件之一。它是依靠齒數(shù)少的齒輪帶齒數(shù)多的齒輪來實(shí)現(xiàn)減速的，采用圓錐齒輪傳動則可以改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向。這需要我們加快技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快與國際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計適應(yīng)中國國情的高檔車用減速器總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)水平的差距。還有就是雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃渝F齒輪的螺旋角較大，同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度更大，即可提高傳動的平穩(wěn)性。設(shè) cmT 是確定的最大計算轉(zhuǎn)矩，則 min( , )cm ce c