【正文】 和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。我國驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展階段，在科技迅速發(fā)展的推動(dòng)下，高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國外汽車新技術(shù)的引進(jìn)，研究團(tuán)隊(duì)自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)和制造會(huì)逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進(jìn)的汽車零部件設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 圖 驅(qū)動(dòng)橋 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級(jí)結(jié)構(gòu)。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。 d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。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。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。 3 半軸 普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、 3/4 浮式和全浮式三種。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。為了防止從動(dòng)錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。但對(duì)于本設(shè)計(jì)的車型來說只選用普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器即可。 鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。初取 Hf =； Pf ——汽車性能系數(shù) ])(1 [1 001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) m ax)(eTaT GG ? =16 時(shí)，取 Pf =0。 表 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) 1z 6 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 37 3 模數(shù) m 7 4 齒面寬 F 1F =41mm 2F =45mm 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh 6 全齒高 mHh 2? h = 7 法向壓力角 ? ? =20176。 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，校核成功。 式 中 ： maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， mN? ； aG ——汽車總重 。 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的漏油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開油濺所及之處。 差速器的齒輪材料 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。 dl? ， 39。2102 ??? ?? hd mm 21 理論弧齒厚 ??? StS mm 5 8 a n)(2 39。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。由于一個(gè)軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩要由半軸及半軸套管共同承受，即 3/4浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛度、半軸的剛度等因素決定。22 ??? hmh mm 15 徑向間隙 ????? mhhc 34 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 16 齒根角 ??? r c ta n 011 Ah? ??? r c ta n 022 Ah? 17 面錐角 ???? ??? ???? ??? 18 根錐角 ???? ??? R ???? ??? R 19 外圓直徑 o s2 139。 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： mmmzd 5011 ?? ； mmmzd 10022 ?? （ ） 壓力角 ? 目前汽車差速器齒輪大都選用 39。 經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。 主減速器的潤滑 潤滑油 主減速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤滑，因?yàn)槠錆櫥荒芸繚櫥偷娘w濺來實(shí)現(xiàn)。汽車在行駛過程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。 主減速器錐齒輪的強(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。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向。 LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 = 8 8 0 0 ? ?? = mN? 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。 16 第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) 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)。 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 12 第 2 章 總體方案的確定 主要技術(shù)參數(shù) 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是 東風(fēng) 貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。 4 橋殼 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪。 經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。通常單級(jí)減速器用于主減速比 io≤ 的各種中小型汽車上。 ② 齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。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。目前它是 CAD 技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。這種開發(fā)模式是無法從根本上提高我國驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品開發(fā)水平的。 汽車驅(qū)動(dòng)橋由橋殼、主減速器、差速器、半軸和殼體等元件組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還包括各種等速聯(lián)軸節(jié)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，它承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向 力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。為滿足當(dāng)前載貨汽車的快速、高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋 。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是以生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以運(yùn)用力 學(xué)、數(shù)學(xué)和回歸方法形成的公式、圖表、手冊(cè)等為依據(jù)進(jìn)行的。 國外驅(qū)動(dòng)橋主要采用模塊化技術(shù)和模態(tài)分析進(jìn)行驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)分析，模塊化設(shè)計(jì)是在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上 ,劃分并設(shè)計(jì)出 一系列功能模塊 ,然后通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計(jì)方法 . 以 DANA 為代表的意大利企業(yè)多已采用了該類設(shè)計(jì)方法 , 模態(tài)分析是對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)分析研究的最先進(jìn)的現(xiàn)代方法與手段之一。 b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。 為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。 e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。這不僅會(huì)是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì) 因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。如圖 所示 （ a）半浮式 （ b） 3/4 浮式 （ c）全浮式 圖 半軸 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 )。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配 固定在差速器殼的凸緣上。 本 次設(shè)計(jì)選用：圓錐行星齒輪差速器。 選擇合金材料，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? = )(111 8 8 0 0 ???? ? =1911 mN? 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 （ 1）齒數(shù)的選擇 根據(jù)主減速比確定： 對(duì)于單級(jí)主減速器，當(dāng) 0i 較大時(shí)，則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒數(shù) z1 取小些， 以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。 8 軸交角 ? ? =90176。 ② 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 經(jīng)計(jì)算 dT = N 加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。2d 是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直 徑 239。239。 由于車輪所承受的垂向力、縱向力和側(cè)向力以及由它們引起的彎矩都經(jīng)過輪轂、輪轂軸承傳給橋殼，故全浮式半軸在理論上只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。 3/4 浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部 ，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。11 ??? hmh mm 39。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 220xx0 s i n2s i n2 ?? zAzAm ??= （ ） 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 5； 32 式中： 210 , zzA 在前面已初步確定。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 所以，軸承 A 的徑向力 AR = N 軸承 B 的徑向力 BR = N 懸臂式支撐的主動(dòng)齒輪 a=30， b=60， c=150 式中： AR ， BR ——軸承 A、 B 的徑向載荷 P——齒面寬中點(diǎn)處的圓周力； A——主動(dòng)齒輪的軸向力； R ——主動(dòng)齒輪的徑向力； md1 ——主動(dòng)齒輪齒 面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。 圖 主動(dòng)錐齒輪工作時(shí)受力情況 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 19 外圓直徑 1111 c os2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad =79mm 2ad = 20 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 11201 s in2 ?? ahd ?? 2102 d?? 22sin?ah? 01? = 02? = 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=~ 23 螺旋角 ? ? =35176。 （ 7）主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的 。 jeT =245 ? ? 1 ? ? 按驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ?jT LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ ） 式中： 2G ——汽車滿 載時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷， N；但后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)負(fù)腷增大量，可初?。? 2G = 滿G =6000=58800N； ?——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ? =； 對(duì)于越野汽車，取 ? =； r ——車輪滾動(dòng)半徑， ； LBLBi,? ——分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，分別取 和 1。對(duì)主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器主動(dòng)錐