【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 參考數(shù)據(jù) 序號(hào) 項(xiàng) 目 數(shù) 據(jù) 單 位 1 驅(qū)動(dòng)形式 4? 2 — 1 車身長(zhǎng)度 4900 mm 2 車身寬度 1900 mm 3 車身高度 1400 mm 4 總質(zhì)量 6 t 5 裝載質(zhì)量 3 t 6 軸 距 3650 mm 7 前 輪距 1750 mm 8 后輪距 1586 mm 9 前胎規(guī)格 — 10 排 量 L 11 最大功率 /轉(zhuǎn)速 115/2800 kw/ rpm 12 最大轉(zhuǎn)矩 /轉(zhuǎn)速 245/2200 13 最高車速 90 km/h 14 最高檔傳動(dòng)比 1 — 15 最低檔傳動(dòng)比 — 16 主減速器傳動(dòng)比 — 17 最小離地間隙 205 mm 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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也 13 是很小的。所以本設(shè)計(jì)采用 雙曲面 齒輪。 （ 2）主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計(jì)選用： 主動(dòng)錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承） 從動(dòng)錐齒輪：跨置式支撐（圓錐滾子軸承） （ 3）從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)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(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。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無(wú)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。 （ 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(qiáng)支承剛度。分析可知，當(dāng)軸向力與彈簧變形呈線性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來(lái)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(guò)某一理想值時(shí)，軸承壽命會(huì)急劇下降。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)換算所得軸向力的 30％。 主動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母（利用軸承座實(shí)現(xiàn)），從動(dòng)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(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)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(shí)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(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、長(zhǎng)途公共汽車尤其是競(jìng)賽車來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 amaxP 及其轉(zhuǎn)速 pn 的情況下，所選擇 的 0i 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 amaxv 。這時(shí) 0i 值應(yīng)按下式來(lái)確定： 0i =ghapr iv nrmax （ ）式中： r ——車輪的滾動(dòng)半徑， r =0. 5m ghi ——變速器最高檔傳動(dòng)比 （為直接檔）。 pn ——最大功率轉(zhuǎn)速 3200 r/min 14 av ——最大車速 90km/h 對(duì)于與其他汽車來(lái)說(shuō)，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 （ ） 經(jīng)計(jì)算初步確定 0i = 按上式求得的 0i 應(yīng)與同類汽車的主減速比相比較，并考慮到主、從動(dòng)主減速齒輪可能的齒數(shù)對(duì) 0i 予以校正并最后確定。 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。 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(yùn)輸車輛， 對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來(lái)說(shuō)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無(wú)路地區(qū)的越野汽車來(lái)說(shuō)，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)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(dòng)比式的。但對(duì)于本設(shè)計(jì)的車型來(lái)說(shuō)只選用普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器即可。 本 次設(shè)計(jì)選用：圓錐行星齒輪差速器。 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(shì)，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(jì)選擇全浮式半軸。 橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一個(gè)整體的空心梁，其強(qiáng)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(dú)立的主減速殼里，構(gòu)成單獨(dú)的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與 15 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(diǎn)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。 本次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼就選用鑄造式整體式橋殼。 本章小結(jié) 本次設(shè)計(jì)主減速比已知，所以只要確定其他參數(shù)和其結(jié)構(gòu)形式即可。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)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動(dòng)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(dòng)橋各個(gè)總成的基本結(jié)構(gòu)，分析了驅(qū)動(dòng)橋各總成結(jié)構(gòu)組成。 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(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求： 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。 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。 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。 汽車主 減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、 20MnVB、 20MnTiB、 22CrNiMo 和 16SiMn2WMoV。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %～ %），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。因此，這類材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均較好。由于鋼本身有較低的含碳量，使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，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲碳層與芯部 的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層的剝落。 為改善新齒輪的磨合，防止其在初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理以及精加工后，作厚度為 ～ 、鍍錫處理。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高 25%的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì) 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jeT TTLeje KiTT ????? 0m a x /n （ ） 17 式中： maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 245 mN? ； TLi ——由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比 TLi = 0i 1i == 變速器傳動(dòng)比 1i =； T? ——上述傳動(dòng)部分的效率，取 T? =； 0K ——超載系數(shù)，取 0K =； n——驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目 1。 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(lái)說(shuō)還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)負(fù)腷增大量，可初取： 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。 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。 由式（ ），式（ ）求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能 18 用它作為疲勞損壞依據(jù)。汽車的類型很多，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用車和越野車在高負(fù)荷低車速條件下工作，對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路用車穩(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(lái)確定的，即主減速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? （ ） 式中： aG ——汽車滿載總重 N, aG =6000=58800N； 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(dòng)阻力系 數(shù)，初取 Rf =； Hf ——汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。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。 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。 ① .當(dāng) 0i ≥6 時(shí)， z1 的最小取值可取 5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)度， z1 最好大于 5； ② .當(dāng) 0i 較?。?0i ＝ ～ 5）時(shí)， z1 可取為 5～ 12，但這時(shí)常會(huì)因?yàn)橹?、從齒輪齒數(shù)太多，尺寸太大而不能保證所要求的離地間隙； 19 ③ .為了磨合均勻， z z2 之間應(yīng)避免有公約數(shù)； ④ .為了得到理想的齒面重疊系數(shù)， z1 與 z2 之和應(yīng)不小于 40； 查閱資料，經(jīng)方案論證，主減速器的傳動(dòng)比為 ，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù) z1=6，從動(dòng)齒輪齒數(shù) z2=37。 （ 2）節(jié)圓直徑的選擇 根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見(jiàn)式 ， 式 并取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 6 532 2 ??? jd TKdmm 取 2d =266mm （ ） 式 中： d2—從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑， mm； Kd2—直徑系數(shù)，取 K d2＝2dK=13～ 16； JT —計(jì)算轉(zhuǎn)矩；取 Tje 與 TjΦ中較小者： （ 3）齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 ?? jmt TKm 取 tm =7mm 式中： mK ——模數(shù)系數(shù)，取 Km =~； jT ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 jeT 。 （ 4） 圓錐齒輪從動(dòng)齒輪的齒寬 F 為其節(jié)錐距 0A 的 倍。對(duì)于汽車工業(yè)，主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用： F= 2d =，可初取 F2 =41mm。 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大 10%較為合適，在此取 1F =45mm 。 （ 5）螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢(shì)。 （ 6）螺旋角的選擇 格里森制推薦公式 ：2o21oo1 dE90zz525 ?????｀? 。 式中： z1 ， z2 —主 、 從動(dòng)齒輪齒數(shù)； E—雙曲面齒輪的偏移距， mm；對(duì)螺旋錐齒輪取 E=0。 20 在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。 （ 7）主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的 。螺旋方向與錐齒輪的