【文章內容簡介】 滑，其中尤其應注意主減速器主動錐齒輪的前軸承的潤滑，因為其潤滑不能靠潤滑油的飛濺來實現(xiàn)。為此，通常是在從動齒輪的前端近主動齒輪處的主減速殼的內壁上設一專門的集油槽，將飛濺到殼體內壁上的部分潤滑油收集起來再經過近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉時的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經前軸承前端的回油孔流回驅動橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承得到良好的潤滑、散熱和清洗，而且可以保護前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤滑油流進差速器，有的采用專門的倒油匙。 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內部壓力增高所引起的漏油，應在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應避開油濺所及之處。加油孔應設置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。放油孔應設在橋殼最低處，但也應考慮到汽車在通過障礙時放油塞不易被撞掉。4 差速器設計汽車行駛時，左、右車輪在同一時間內所滾過的路程往往不相等。如果驅動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產生驅動輪在路面上的滑移或滑轉。不僅會加劇輪胎磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導致轉向和操縱性能惡化。為此，在汽車左、右驅動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅動橋兩側車輪在行程不等時具有不同的旋轉角速度，滿足了汽車行駛運動學的要求。差速器用來在兩輸出軸間分配轉矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉動。差速器按其結構特征不同，分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。 差速器結構形式選擇 汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結構簡單、質量較小等優(yōu)點，故應用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器等。查閱文獻[5]經方案論證，差速器結構形式選擇普通對稱錐齒輪式差速器。圖41 普通對稱錐齒輪式差速器普通對稱錐齒輪式差速器由差速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結構)，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于差速器殼是裝在主減速器從動齒輪上，故在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到從動齒及主動齒輪導向軸承支座的限制。普通對稱錐齒輪式差速器的示意圖，如圖42所示：圖42 普通錐齒輪式差速器示意圖 行星齒輪數需根據承載情況來選擇，在承載不大的情況下可取兩個，反之應取=4。行星齒輪球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據經驗公式來確定： (41)式中： 行星齒輪球面半徑系數，=~，對于有四個行星齒輪的乘用車和商用車取最小值； 差速器計算轉矩，；球面半徑（mm）；計算得 行星齒輪節(jié)錐距為 =(～) （42）計算得 =（～）mm 在此初取=69mm、 為了使齒輪有較高的強度，希望取較大的模數，但尺寸會增大，于是要求行星齒輪的齒數應取小些，但一般不少于10。半軸齒輪的齒數在14～25之間選用?！?。查閱資料，經方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數比=2，半軸齒輪齒數z2=24，行星齒輪的齒數 z1=12。 為使兩個或四個行星齒輪能同時與兩個半軸齒輪嚙合，兩半軸齒輪的齒數和必須能被行星齒輪數目所整除，否則差速器不能裝配，即應滿足： 、γ2及模數m行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γγ2分別為 （43） （44）將參數分別代入上式得：γ1=176。，γ2=176。錐齒輪大端的端面模數m為 m= （45）將參數代入式得：m=查閱文獻[3]，取標準模數m=。節(jié)圓直徑d即可由下式求得： 汽車差速器齒輪大都采用的壓力角，某些質量較大的商用車采用壓力角，以提高齒輪強度。此次設計采用壓力角=。 行星齒輪軸直徑為 (46)式中： —； —行星齒輪數4； —行星齒輪支承面中點到錐頂的距離（mm），是半軸齒輪齒面寬中點處的直徑,=120mm。 []—支承面的許用擠壓應力，取為98MPa.將參數代入上式計算得 行星齒輪在軸上的支承長度為 （47）圓整后選取 差速器齒輪的幾何尺寸與強度計算，表中計算用的弧齒厚系數τ見圖43。 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸序號項 目計 算 公 式 及 結 果1行星齒輪齒數2半軸齒輪齒數3模數4齒面寬（取整）,取5齒頂高6齒根高7壓力角8軸交角9節(jié)圓直徑10節(jié)錐角11節(jié)錐距===12周節(jié)13齒頂圓直徑，14齒根圓直徑，15齒根角16頂錐角17根錐角18頂隙19分度圓齒厚20當量齒數，注:。圖43 汽車差速器直齒錐齒輪切向修正系數(弧齒系數)差速器齒輪的尺寸受結構限制，而且承受的載荷較大，只有在汽車轉彎或左右輪行駛在不同的路程時，或一側車輪打滑而滑轉時差速器才有嚙合傳動的相對運動。因此，對于差速器齒輪，主要應進行彎曲強度計算。輪齒彎曲應力為 (48)式中：—半軸齒輪的計算轉矩（），= —行星齒輪數,n=4； —半軸齒輪大端分度圓直徑，=132mm —質量系數, =； —尺寸系數, ； —載荷分配系數,=； —半軸齒輪齒寬, =24mm。 —模數m=； —差速器齒輪彎曲應力的綜合系數，見圖44，取=； 圖44 彎曲計算用綜合系數J當時，計算得：=， []=980 MPa當時，計算得：=145MPa []=210Mpa綜上所述，差速器齒輪強度滿足要求。5 半軸設計 驅動車輪的傳動裝置置位于汽車傳動系的末端，其基本功用是接受從差速器傳來的轉矩并將其傳給車輪。對于斷開式驅動橋和轉向驅動橋．驅動車輪的傳動裝置為萬向傳動裝置。對于非斷開式驅動橋，驅動車輪傳動裝置的主要零件是半軸。 結構形式分析半軸根據其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。半浮式半軸的結構特點是，半軸外端的支承軸承位于半軸套管外端的孔中,車輪裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。半浮式半軸結構簡單，所受載荷較大，只用于乘用車和總質量較小的商用車上。3/4浮式半軸的結構特點是，半軸外端僅有一個軸承并裝在驅動橋殼半軸套管的端部，直接支承于車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘連接。該形式的半軸的受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用于乘用車和總質量較小的商用車上。圖51 全浮式結構形式簡圖及受力情況全浮式半軸的結構特點是，半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相連，而輪轂又借用兩個圓錐滾子軸承支承在驅動橋殼的半軸套管上。理論上來說，半軸只承受轉矩，作用于驅動輪上的其他反力和彎矩全部由橋殼來承受。但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同心、半軸法蘭平面相對其軸線不垂直等因素，會引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應力一般為5～70MPa。全浮式半軸主要用于總質量較大的商用車上。此次半軸的結構設計采用全浮式半軸。. 全浮式半軸的結構設計及強度計算可按車輪附著力矩計算,即 （51）式中：—驅動橋的最大靜載荷；—車輪滾動半徑；—負載轉移系數；—附著系數，；—輪邊減速器的傳動比，將參數代入上式得 可按下式初步選取 (52) 式中：—半軸桿部直徑； —半軸計算轉矩； —直徑系數，～；將參數代入上式得 （～）mm,選取45mm （53） 計算得 半軸的扭轉切應力宜為500～700，滿足要求。 (54) 式中: —半軸長度,取1000mm。 —材料切變模量，10N/mm； —半軸斷面極慣性矩，；計算得 為了使半軸和花鍵內徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部都做得粗些，并使當地減小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數必須相應地增加。半軸的破壞形式多為扭轉疲勞破壞，因此在結構設計上應盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應力集中。為了使半軸桿部和凸緣間的過渡圓角都有較大的半徑而不致引起其他零件的干涉，常常將半軸突緣用平鍛機鍛造。本設計半軸采用40，半軸的熱處理采用高頻、中頻感應淬火。這種處理方法使半軸表面淬硬達,硬化層深約為其半徑的1/3，心部硬度可定為；不淬火區(qū)(凸緣等)的硬度可定在范圍內。由于硬化層本身的強度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸凸緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高十分顯著。656 驅動橋殼的設計驅動橋殼的主要功用是支承汽車質量，并承受由車輪傳來的路面反力和反力矩，并經懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。驅動橋殼應滿足如下設計要求：1）足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產生附加彎曲應力。2）在保證足夠的強度和剛度的前提下，盡量減小質量以提高行使平順性。3）保證足夠的離地間隙。4）結構工藝性好，成本低。5)保護裝于其上的傳動系部件和防止泥水浸入。6) 拆裝、調整、維修方便。 驅動橋殼結構方案選擇驅動橋殼大致可分為三種形式：可分式、整體式和組合式。可分式橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，兩部分通過螺栓連接成一體。每一部分均有一個鑄造殼體和一個壓入其外端的的半軸軸管組成。軸管與殼體用鉚釘連接?？煞质捷S殼結構簡單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。但拆裝、調整、維修很不方便，橋殼的強度和剛度受到結構的限制，現(xiàn)已很少采用。2. 整體式橋殼整體式橋殼的特點是整個橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器分為兩體。它具有強度和剛度較大，主減速器拆裝、調整方便等特點。按照制造工藝方法，整體式橋殼雙可分為鑄造