【文章內(nèi)容簡介】 ?？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，可是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=3000/(901)= () 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=9 英寸，? =； ghi —— 變速器最高檔傳動比 (為直接檔 )。 11 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]。 (4)主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預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，當軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預緊使軸向位移減小至原來的 1/2。預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，但當預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 錐齒輪軸承預緊度的調(diào)整采用波形套筒，從動錐齒輪軸承預緊度的調(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。 差速器的選擇 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇 ，應從所設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 12 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。全浮式半軸廣泛應用于輕型以上的各類汽車上。本次設計選擇全浮式半軸。 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雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調(diào)整應力分布。 鑄造式橋殼 強度、剛度較大 多 用于重型貨車。 本次設計驅(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 。 13 第 3 章 主減速器的基本參數(shù)選擇與設計計算 主減速齒輪計算載荷的計算 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力的計算載荷。即 TTLeje KiTT ????? 0m a x /n=5335 ( mN? ) () LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 =9925( mN? ) () 式中： maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 373 mN? ； TLi —— 由發(fā)動機到所計算的主 減 速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比； TLi =0i 1i =2= 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；但后橋來說還應考慮到汽車加速時負荷增大量，可初?。? 2G = 滿G 60%=68208N； 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 。 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 ???? ???=1009( mN? ) () 14 式中： aG —— 汽車滿載總重 9450 N； 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 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： 32 2 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 =230mm。 (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?? =~ 22 /zdm? = m取 9 (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 =36mm。 (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，因此應有一個適當?shù)姆秶Ｔ谝话銠C械制造用的標準制中，螺旋角推薦用 35176。 15 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 26 3 模數(shù) m 9 ㎜ 4 齒面寬 b ?b 36 ㎜ 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh ㎜ 6 全齒高 mHh 2? h =20 ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d 117 ㎜ 2d = 234 ㎜ 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 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 16 齒根角 0arctan Ahff ?? 1f? =176。 2f? =176。 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 =138 ㎜ 2ad =241 ㎜ 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 1121 sin2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 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。 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應對其強度 進行計算，以保證其有足夠的強度和壽命以及安全可靠性地工作。在進行強度計算之前應首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 螺旋錐齒輪的強度計算： (1)主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 ① 單位齒長上的圓周力 FPp? () 式中： p