【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。驅(qū)動橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對于載重汽車顯得尤為重要。高效、可靠的驅(qū)動橋。所以采用傳動效率高的單級減速驅(qū)動橋已成為未來。本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動橋的設(shè)計方法進行了載重汽車驅(qū)動橋的。支承軸承進行了壽命校核。車的主減速器而是采用弧齒錐齒輪，希望這能作為一個課題繼續(xù)研究下去。

　　

【正文】 42 5 4 5 01 3 41 ?????? =15976N 其軸向力為 0 軸承 B的徑向力 RB = ? ? ? ? 22 0 2 4 6 6 2502 5 4 5 01 3 41 ?????? =13364N （ 1）對于軸承 A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承 42608E，此軸承的額定動載荷 Cr 為 ，所承受的當量動載荷 Q=X R A =115976=15976N。 32 所以有公式 610?????????? ?QfCrfLpt s (220) 式中 :tf —— 為溫度系數(shù)，在此取 。 pf —— 為載荷系數(shù)，在此取 。 所以 L = 63103 101 5 9 7 0 21 ?????????? ??= 108 s 此外對于無輪邊減速器的驅(qū)動橋來說，主減速器的從動錐齒輪軸承的計算轉(zhuǎn)速 2n 為 ramrvn ? r/min (221) 式中： r —— 輪胎的滾動半徑， m amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h。對于載貨汽車和公共汽車可取30～ 35 km/h，在此取 km/h。 所以有上式可得 2n = ? = r/min 而主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)速 1n = =797r/min 所以軸承能工作的額定軸承壽命： nLLh 60? h hL (222) 式中 : n —— 軸承的計算轉(zhuǎn)速， r/min。 有上式可得軸承 A 的使用壽命 97760 8? ??hL = h 若大修里程 S 定為 100000 公里，可計算出預期壽命即 hL39。 =amvS h (223) 所以 hL39。 = = h 和 hL 比較， hL 〉 hL39。 ，故軸承符合使用要求。 （ 2）對于軸承 B，在此并不是一個軸承，而是一對軸承，對于成對安裝的軸承組的計算當量載荷時徑向動載荷系數(shù) X 和軸向動載荷系數(shù) Y 值按雙列 33 軸承選用， e 值與單列軸承相同。在此選用 7514E 型軸承。 在此徑向力 R=13369N 軸向力 A=20202N，所以 RA =〈 e 由《機械設(shè)計》 [6]中 表 可查得 X=， Y== ?? = 當量動載荷 Q= ? ?YAXRfd ? （ 224） 式中： df —— 沖擊載荷系數(shù)在此取 有上式可得 Q=（ 1 13369+ 20202） = 由于采用的是成對軸承 ?rC = 所以軸承的使用壽命由式（ 220）和式（ 222）可得 hL = ????????? ?QCrn16670 = 1 6 1 8 6 8 0 0 07 2 81 6 6 7 0 ?????? ?= h h= hL39。 所以軸承符合使用要求。 對于從動齒輪的軸承 C， D 的徑向力計算公式見式（ 218）和式（ 219）已知 F=25450N， aZF =9662N， RZF =20202N， a=410mm， b==250mm 所以，軸承 C 的徑向力： cR = ? ? ? ? 22 6 6 0 2 0 21 6 0 02 5 4 5 04101 ?????? = 軸承 D的徑向力： DR = ? ? ? ? 22 0 69 6 6 5 02 0 2 0 22 5 02 5 4 5 04 1 01 ?????? = 軸承 C， D 均采用 7315E，其額定動載荷 Cr 為 134097N （ 3）對于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=，并且 RA =〉 e，在此 e 值為 ，由《機械設(shè)計》 [6]中表 可查得 X=，Y== 所以 Q= ? ?YRXAfd ? =( 9662＋ )= hL = ????????? ?QCrn16670 = 3102 5 4 6 0 81 3 4 0 9 6 31 6 6 7 0 ??????? =2896 3 h hL39。 34 所以軸承 C滿足使用要求。 （ 4）對于軸承 D，軸向力 A=0N，徑向力 R=，并且RA=.4187〉 e 由《機械設(shè)計》 [6]中表 可查得 X=， Y== 所以 Q= ? ?YRXAfd ? = ( )= hL = ????????? ?QCrn16670 = 4 3 5 21 3 4 0 9 6 31 6 6 7 0 ??????? = h hL39。 所以軸承 D滿足使用要求。 此節(jié)計算內(nèi)容參考了 《汽車車橋設(shè)計》 [1]和 《汽車設(shè)計》 [3]關(guān)于主減速器的有關(guān)設(shè)計計算。 第三章 差速器設(shè)計 汽車 在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。例如，轉(zhuǎn)彎時內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；汽車在不平路面上行駛時，由于路面波形不同也會造成兩側(cè)車輪滾過的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑的不同而使左、右車輪行程不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了 防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學要求。 差速器用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動。差速器有多種形式，在此設(shè)計普通對稱式圓錐行星齒輪差速 35 器。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 圖 31 差速器差速原理 如圖 31 所示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。差速器殼 3與行星齒輪軸 5 連成一體，形成行星架。因為它又與主減速器從動齒輪 6固連在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為 0? ； 半軸齒輪 1 和 2 為從動件，其角速度為 1? 和 2? 。 A、 B 兩點分別為行星齒輪 4與半軸齒輪 1 和 2 的嚙合點。行星齒輪的中心點為 C， A、 B、 C三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 r 。 當 行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時，顯然，處在同一半徑 r 上的 A、 B、 C三點的圓周速度都相等（圖 31），其值為 0? r 。于是1? = 2? = 0? ， 即 差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼 3的角速度。 當行星齒輪 4 除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5 以角速度 4? 自轉(zhuǎn)時（圖），嚙合點 A 的圓周速度為 1? r = 0? r + 4? r ，嚙合點 B 的圓周速度為2? r = 0? r 4? r 。于是 1? r + 2? r =（ 0? r + 4? r ） +( 0? r 4? r ) 36 即 1? + 2? =2 0? （ 31） 若 角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2nnn ?? （ 32） 式（ 32）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。 有式（ 32）還可以得知： ① 當任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍； ② 當差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。如圖 32 所示。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，故廣泛用于各類車輛上。 37 圖 32 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器 1， 12軸承； 2螺母； 3， 14鎖止墊片； 4差速器左殼； 5， 13螺栓； 6半軸齒輪墊片； 7半軸齒輪； 8行星齒輪軸； 9行星齒輪； 10行星齒輪墊片； 11差速器右殼 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計 由于在差速器殼上裝著主減速器從動齒輪，所以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主減速器從動齒輪軸承支承座及主動齒輪導向軸承座的限制。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 載貨汽車采用 4 個行星齒輪。 BR 的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑 BR ，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強度。 球面半徑 BR 可按如下的經(jīng)驗公式確定： 3 TKR BB ? mm (33) 式中： BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～ ，對于有 4個行 38 星齒輪的載貨汽車取小值； T—— 計算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs 的較小值， N m. 根據(jù)上式 BR = = Ao=（ ~） Rb=（ ~） 所以預選其節(jié)錐距 A0 =73mm 為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強度，應使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。但一般不少于 10。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25，大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 1z /2z 在 ～ 的范圍內(nèi)。 差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時，應考慮它們之間的裝配關(guān)系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù) Lz2 ， Rz2 之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應滿足的安裝條件為： In zz RL ?? 22 （ 34） 式中： Lz2 ， Rz2 —— 左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說， Lz2 = Rz2 n —— 行星齒輪數(shù)目； I —— 任意整數(shù)。 在此 1z =10， 2z =18 滿足以上要求。 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? 39 211 arctanzz?? = 1810arctan =176。 2? =90176。1? =176。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m m=110sin2 ?zA = 220sin2 ?zA = ?? = 由于強度的要求在此取 m=10mm 得 101011 ??? mzd =100mm 22 mzd ? =10 18=180mm α 目前，汽車差速器的齒輪大都采用 176。的壓力角，齒高系數(shù)為 。最小齒數(shù)可減少到 10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為 20176。的少， 故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強度。 在此選 176。的壓力角。 6. 行星齒輪安裝孔的直徑 ? 及其深度 L 行星齒輪的安裝孔的直徑 ? 與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。? dL ? ? ? dc nrTd ? 1030 ?? （ 35） 式中： 0T —— 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， N m；在此取 m n —— 行星齒輪的數(shù)目；在此為 4 dr —— 行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x， mm， dr ≈ 39。2 ， d39。2 為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，而 d39。2 ≈ 2d ； 40 ??c? —— 支承面的許用擠壓應力，在此取 98MPa 根據(jù)上式 39。2 ??d =56mm dr = 56=28mm d 3??? ??≈ ??L ≈ 51mm 差速器齒輪的幾何計算 幾何尺寸計算結(jié)果 1 齒數(shù)比 u： 2 大端分度圓直徑 de： 小輪： 大輪： 3