輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-08-23 12:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼來制造，主要有20GrMnTi,20MnVB,20MnTiB,22CrNiMo等 。本設(shè)計(jì)采用夠內(nèi)為比較多用的20GrMnTi。其優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層，具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而心部較軟，具有很好的韌性，因而它的彎曲強(qiáng)度，表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均很好。由于含碳量較低，使得鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大的壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與心部的含碳量相差過多，便會(huì)引起表面硬化層剝落。逐漸速器中必須保證主從東齒輪具有良好的嚙合狀態(tài)，才能使他們良好的工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量，裝配調(diào)整及主減速器殼體的剛度有關(guān)外，還與齒輪的支撐剛度密切相關(guān)。 主動(dòng)錐齒輪的支撐主動(dòng)錐齒輪的支撐形式課分為懸臂式支撐核跨置式支撐兩種。懸臂時(shí)支撐機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)實(shí)在錐齒輪的大端一側(cè)采用較場的軸頸，其上安裝量個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度和增加兩軸承只見的距離，以改善支撐剛度，應(yīng)該是兩個(gè)圓錐滾子軸承的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則幽靈一個(gè)軸承承受。懸置式支撐機(jī)構(gòu)簡單，支撐剛度較差，用于傳遞扭矩較小的轎車，輕型貨車的單級(jí)逐漸速器中?？缰檬街谓Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均由軸承支撐，這樣可以大大增加支撐剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)圓錐磙子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長度，使不止更加緊湊，并可減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支撐必須在主減速器殼體上有支撐導(dǎo)向軸承所需的導(dǎo)向軸承座，從而使主減速器殼體制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另為，因主從動(dòng)錐齒輪之間的空間很小，以致使主動(dòng)齒輪軸得到向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布置不下或者使齒輪拆裝困難?？缰檬街沃械膶?dǎo)向軸承為圓柱磙子軸承，并且內(nèi)外全可以分離，他僅僅承受徑向力，此村根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個(gè)軸承。由于本設(shè)計(jì)是輕型客車的驅(qū)動(dòng)橋，所傳遞的扭矩較小，采用懸臂式支撐已經(jīng)足夠，這樣可以式結(jié)構(gòu)簡單，布置容易，成本降低。 從動(dòng)錐齒輪的支撐從動(dòng)齒輪的支撐剛度與軸承的形式，支撐間的距離級(jí)軸承之間的分布比例有關(guān)。從東錐齒輪多用圓錐磙子軸承支撐。為了增加支撐剛度，兩圓錐磙子軸承的大端應(yīng)向內(nèi)，以減少軸承之間的距離。為了使從東錐齒輪背面的差速器殼體有足夠的空間來布置加強(qiáng)筋以增加支撐穩(wěn)定性，軸承之間的距離應(yīng)該不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70%。為了使載荷能盡量平均的分配在兩側(cè)的軸承上，應(yīng)盡量使從東錐齒輪兩側(cè)軸承的距離相等或是從動(dòng)錐齒輪距離左側(cè)軸承的距離大于右側(cè)軸承的距離。 主減速器錐齒輪軸承載荷計(jì)算 錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪的受力示意圖如下根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》（劉惟信編）中介紹，主動(dòng)輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為主從動(dòng)錐齒輪的中點(diǎn)分度園直徑如下：主動(dòng)輪受力為從動(dòng)輪受力則由此可計(jì)算出主從動(dòng)輪上的軸向力和頸向力主動(dòng)輪的軸向力為：徑向力從動(dòng)輪軸向力徑向力 軸承受力計(jì)算軸承和齒輪的相對位置關(guān)系如下圖其中主動(dòng)軸 從動(dòng)軸①主動(dòng)軸支反力計(jì)算H平面：有轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 V平面：由轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 合成：②從動(dòng)軸支反力計(jì)算H平面：有轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 V平面：由轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 合成：③主動(dòng)軸軸承的軸向力計(jì)算查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書可知Y=,s=R/2Y,e=,fp=所以軸向派生力： 軸承1壓緊被”壓緊”軸承動(dòng)載荷為④從動(dòng)軸軸承的軸向力計(jì)算查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書可知Y=,s=R/2Y,e=,fp=所以軸向派生力： 軸承1壓緊被”壓緊”軸承動(dòng)載荷為 軸承壽命計(jì)算主從動(dòng)軸的軸承中，除了主動(dòng)軸上的2軸承為30207E外，其他軸承均為30208E因此只需校和主動(dòng)軸上2軸承和從動(dòng)軸上的1軸承即可。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可知30208E， 30207E，從動(dòng)軸上的1軸承壽命：主動(dòng)軸上的2軸承壽命4 差速器設(shè)計(jì) 差速器形式的選擇汽車在形式的過程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的。如轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車輪行程比外側(cè)車輪短。左右兩輪胎的氣壓不相等，臺(tái)面的磨損不均勻，兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起的車輪滾動(dòng)半徑不相等；左右車輪接觸的路面條件不相同，形式阻力不相等……這樣，如果左右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行駛或直線行駛，均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎的磨損，功率和燃料的消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過性和操縱性變壞。為此在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。差速器按期結(jié)構(gòu)特征可分為：齒輪式，凸輪使，渦輪式等。汽車上廣泛采用的是對稱錐齒輪式差速器，該差速器具有結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小，維修容易，成本低等優(yōu)點(diǎn)。差速器的性能常以鎖緊系數(shù)來表征，定義為差速器的內(nèi)磨察力矩與差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩之比。~~,~~.這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是合適的。但當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面的符著系數(shù)很小時(shí)，盡管另一側(cè)車輪與地面有很好的符著，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力矩也不得不誰負(fù)著系數(shù)小的一側(cè)同樣的減小，無法發(fā)揮潛在的牽引力，以致汽車停駛。由于本設(shè)計(jì)題目是輕型客氣驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，其行駛多在市內(nèi)，道路條件良好，為簡化結(jié)構(gòu)和降低成本，決定使用一般的星星齒輪式差速器。 差速器齒輪的設(shè)計(jì) 差速器齒輪主要參數(shù)的選擇①行星齒輪數(shù)取n=4，即采用四個(gè)行星齒輪②星星齒輪的球面半徑星星齒輪的球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐矩的大小和承載能力，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定③星星齒輪的節(jié)錐矩式中：為行星齒輪的球面半徑系數(shù)，④行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù)為使兩個(gè)或四歌星性齒輪能同時(shí)與兩個(gè)半軸齒輪嚙合，兩個(gè)半軸齒輪齒數(shù)必須能被行星齒輪數(shù)整除，否則差速器不能裝配。 故選區(qū)行星齒輪齒數(shù)為10，半軸齒輪齒數(shù)為16⑤壓力角根據(jù)推薦,選擇壓力角大多數(shù)采用的齒形。 差速器齒輪的幾何參數(shù)源程序附后計(jì)算結(jié)果附后 差速器齒輪的強(qiáng)度校核差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不象主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合傳動(dòng)狀態(tài)，只有汽車轉(zhuǎn)彎后左右車輪行駛不同的路面時(shí)，差速器齒輪才有嚙合傳動(dòng)的相對運(yùn)動(dòng)。因此對于差速器齒輪主要驚醒彎曲強(qiáng)度校核。公式如下：為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：過載系數(shù)：尺寸系數(shù)：齒面載荷分配系數(shù)：質(zhì)量系數(shù)1）以發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和傳動(dòng)系最低當(dāng)速比所確定的轉(zhuǎn)矩來校核此處2）以汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來校核此處輪齒強(qiáng)度合格5 車輪傳動(dòng)裝置車輪傳動(dòng)裝置位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是接受由差速器傳來的扭矩并將其傳給車輪。對于非斷開式的驅(qū)動(dòng)橋，車輪傳動(dòng)裝置主要零件試半軸；對于斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，車輪傳動(dòng)裝置為萬向節(jié)。半軸根據(jù)其車輪端的支撐方式不同，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(jié)構(gòu)特點(diǎn)試辦軸外端支撐軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受彎矩。全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)試辦軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相連，而輪轂又借用兩個(gè)圓錐磙子軸承支撐在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上，理論上來說，半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)橋上的其他反力和彎矩全由橋殼來承受。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(huì)引起半軸彎曲變形，一次一起的彎曲應(yīng)力一般為5—70Mpa結(jié)構(gòu)圖如下 半軸計(jì)算 初選直徑全浮式半軸桿部直徑可按下式初選：為半軸桿部直徑：為半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩K：為直徑系數(shù) 強(qiáng)度校核：滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷：最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù)：輪胎與路面間的附著系數(shù)。：車輪滾動(dòng)半徑①半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為式中： ：為半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ：為半軸桿部直徑②半軸的扭轉(zhuǎn)角式中：為扭轉(zhuǎn)角：半軸長度G：為材料剪切彈性模量：半軸端面極慣性矩
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