【文章內(nèi)容簡介】 夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 結(jié)構(gòu)形式分類：可分式 、 整體式 、 組合式 。 按制造工藝不同分類： 鑄造式 — — 強度、剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復(fù)雜，用于中重型貨車 ，本設(shè)計采用鑄造橋殼。 鋼板焊接沖壓式 —— 質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低， 適于大量生產(chǎn)，轎車和中小型貨車，部分重型貨車。 設(shè)計 主要 內(nèi)容 （ 1） 完成驅(qū)動橋 的 主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 ； （ 2） 完成主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 ； （ 3） 完成差速器的設(shè)計與計算 ； （ 4） 完成半軸的設(shè)計與計算 ； （ 5） 完成驅(qū)動橋橋殼的受力分析及強度計算 ； （ 6） 繪制裝配圖及零件圖 。 7 第 2 章 設(shè)計方案的確定 主減速比的計算 主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性都有直接影響。 0i 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系統(tǒng)的總傳動比一起由整車動力計算來確定?？衫迷诓煌南碌墓β势胶鈭D來計算對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇 0i 值，可 以 汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，一般選得比最小值大 10%～ 25%，即按下式選擇： 0i =ghapr iv nrmax=1800/（ 701 ） = （ ） 式中 ： r —— 車輪的滾動半徑 r =[ 2d +（ 1? ） b]=（ m） 輪輞直徑 d=20 英寸輪輞寬度 b=11英寸 ， ? =； ghi —— 變速器最高檔傳動比 （ 為直接檔 ） 。 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 （ 1） 主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。本次設(shè)計 采用 螺旋錐齒輪 [4]。 （ 2） 主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐 （ 圓錐滾子軸承 ） 從動錐齒輪：騎馬 式支撐 （ 圓錐滾子軸承 ） （ 3） 從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。為了防止從動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。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。 8 （ 4） 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預(yù)緊使軸向位移 減小至原來的 1/2。預(yù)緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當(dāng)預(yù)緊力超過某一理想值時，軸承壽命會急劇下降。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的 30％。 主動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用 調(diào)整螺母 （利用叉形凸緣實現(xiàn)） ，從動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。 （ 5） 主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性 、經(jīng)濟性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動橋下的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置形式等。 本次設(shè)計采用雙級減速，主要從 傳動比及它是載重量超過 6t 的重型貨車和保證離地間隙上考慮。 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。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運輸車輛，對于在公路上和市區(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)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽 車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(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)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。但對于本設(shè)計的車型來說只選用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器即可。 本次設(shè)計選 用：普通錐齒輪式差速器，因為它結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計的 汽車驅(qū)動橋。 半軸型式的確定 3/4 浮式半軸，因其側(cè)向 力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。 全浮式半軸廣泛應(yīng)用于 輕型以上的各類汽車上。 本次設(shè)計選擇全 9 浮式 半軸 。 橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強度及剛度都比較好。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立的主減速殼里，構(gòu)成單獨的總成，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。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。其主要缺點是橋殼不能做成復(fù)雜而理想的斷面，壁厚一定，故難 于調(diào)整應(yīng)力分布。 鑄造式橋殼 強度、剛度較大 多 用于 重型貨車。 本次設(shè)計驅(qū)動橋殼就選用 鑄 造 式 整體式橋殼。 本章小結(jié) 本章 首先 確定了 主減速比，以方便確定其它參數(shù)。對主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型 、 主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 、 從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 、 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 及 主減速器的減速形式 上得以確定從而 逐步給出 驅(qū)動橋 各個總成 的基本 結(jié)構(gòu) ， 分析了驅(qū)動橋各 總成結(jié)構(gòu)組成 。 10 第 3 章 主減速器 設(shè)計 主減速齒輪計算載荷的 確定 通常是將發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩 （ ?jjeTT, ） 的較小者，作為載貨汽車計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。即 TTLeje KiTT ????? 0m a x /n=24942 （ mN? ） （ ） LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 =44236（ mN? ） （ ） 式中 ： maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 700 mN? ； TLi —— 由發(fā)動機到所計算的主加速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比； TLi =0i 1i == m a x m a x1 m a x 0( c o s s i n )rt g TG f ri Ti????? ?? 根據(jù)同類型車型的變速器傳動比選取 1i = T? —— 上述傳動部分的效率，取 T? =； 0K —— 超載系數(shù)，取 0K =； n—— 驅(qū)動橋數(shù)目 1； 2G —— 汽車滿載時驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷， N；但 后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時負荷增大量， 可初取 ： 2G = 滿G 60%= LBLBi,? —— 分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和減速比 ， 分別取 和 1。 由式 （ ） ，式 （ ） 求得的計算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩， 不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。對于公路車輛來說，使用條件較非公路用車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來確定的，即主加速器的平均計算轉(zhuǎn)矩為 jmT = )()(PHRLBLB rTa fffni rGG ???? ???=（ mN? ） （ ） 11 式中 ： aG —— 汽車滿載總重 15060； TG —— 所牽引的掛車滿載總重 ， N， 僅用于牽引車取 TG =0； Rf —— 道路滾動阻力系數(shù)，貨車通常取 ～ ，可初取 Rf =； Hf —— 汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)。貨車通常取 ～ ，可初取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，取 Pf =0 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 （ 1） 齒數(shù)的選擇 對于 普通雙級主減速器，由于第一級的 減速比 i01比第二級的 i02小些 （ 通常 i01/ i02≈～ ） ，這時 ，第一級主動錐齒輪的齒數(shù) z1可選的較大，約在9～ 15 范圍內(nèi)。第二級 圓柱齒輪傳動的齒數(shù)和，可選在 68177。10 的范圍內(nèi)。 （ 2） 節(jié)圓直徑地選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 （ 見式 ， 式 并取兩者中較小的一個為計算依據(jù) ） 按經(jīng)驗公式選出： 322 jd TKd ??=～ （ ） 式中 ：2dK—— 直徑系數(shù)，取2dK=13～ 16； jT —— 計算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 jT ， jeT 較小的 。 計算得， 2d =～ ，初取 2d =250mm。 （ 3） 齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 3t mjm K T?? = （ 4） 齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐齒輪齒面寬度推薦為 ： F= 2d =， 可初取 F2 =40mm。 （ 5） 螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢。 （ 6） 螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。因 Fm 愈大 傳動就愈平穩(wěn)噪聲就愈低。螺旋角過大時會引起軸向力亦過大，因此應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)姆秶?在一般機 12 械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。 。 主減速器 螺旋錐齒輪 的幾何尺寸計算與強度計算 主減速器 螺旋錐齒輪 的幾何尺寸計算 主減速器圓弧齒 螺旋錐齒輪 的幾何尺寸計算 雙重收縮齒的優(yōu)點在于能提高小齒輪粗切工序。雙重收縮齒的齒輪參數(shù)，其大、小齒輪根錐角的選定是考慮到用一把實用上最大的刀頂距的粗切刀，切出沿齒面寬方向正確的齒厚收縮來。當(dāng)大齒輪直徑大于刀盤半徑時采用這種方法是最好的。 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算 見表 。 表 主減速器 錐齒輪的幾何尺寸計算用表 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 1 主動齒輪齒數(shù) 1z 13 2 從動齒輪齒數(shù) 2z 25 3 模數(shù) m 10 ㎜ 4 齒面寬 b 2b =40 ㎜ 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh 17 ㎜ 6 全齒高 mHh 2? h = ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d130 ㎜ 2d =250 ㎜ 10 節(jié)錐角 ?1?arctan21zz 2? =90176。 1? 1? =176。 2? =176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 = ㎜ 12 周節(jié) t= m t= ㎜ 13 齒頂高 21 aga hhh ?? mkh aa ?2 1ah = 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c= ㎜ 16 齒根角 0arctanAhff ?? 1f? =176。 2f? =176。 13 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 17 面錐角 211 fa ??? ?? ； 122 fa ??? ?? 1a?=176。 2a? =176。 18 根錐角 1f?= 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 2f? =176。 19 齒頂圓直徑 1111 c os2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad = ㎜ 2ad = ㎜ 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 1121 s in2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 21 理論弧