【導(dǎo)讀】隨著現(xiàn)代車型的發(fā)展，普通汽車已經(jīng)逐漸走進(jìn)每個(gè)人的生活中。量的車橋依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。然后通過查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)資料，確定了驅(qū)動(dòng)橋的主要零部件的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，圖以及部分零件圖。主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案.......

　　

【正文】 ()(1 maZRZA dFbFbFaR ??? (323) ? ? ? ?221 2 4 5 2 4 5 6 4 9 . 1 4 5 0 . 5 1 8 7 7 . 5 1 6 8 . 1 61451 1 6 8 . 9 N? ? ? ? ? ? ?? 軸向力： AA= azF = N 較近處軸承的載荷 徑向力： 2121 )()(1 maZRZB dFcFcFaR ??? (324) ? ? ? ?221 2 4 5 2 1 9 0 6 4 9 .1 1 9 0 0 .5 1 8 7 7 .5 1 6 8 .1 61453 7 5 2 .8 N? ? ? ? ? ? ?? 軸向力： AB=0 式 (323)(324)中： a=145mm。b=45mm。c=190mm 則較遠(yuǎn)處軸承的當(dāng)量載荷 Q1= YAXR? (325) 其中對(duì)于單列圓錐滾子軸承，當(dāng) RA e 時(shí)， X=1； Y=0 當(dāng) RA e 時(shí)， X=； Y 值及判斷參數(shù) e 參考軸承手冊(cè)或產(chǎn)品樣本 此設(shè)計(jì)中 RA = e= ? = 時(shí)， X=； Y= 所以 0 . 4 1 1 6 8 . 9 0 . 5 4 1 8 7 7 . 5 2 4 9 4 . 0 7QN? ? ? ? ? 此時(shí)對(duì)于 31306 型軸承，由文獻(xiàn) [13]可查的它的額定動(dòng)載荷 c=，則 軸承的壽命 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 ?)(6010 6 Qf cfnLpth ? (326) 1 0 / 361 0 0 . 9 0 5 2 . 5 1 0 0 06 0 3 6 7 . 2 5 1 . 5 2 4 9 4 . 0 72 1 2 7 4 . 5 h????? ??????? 式中： tf —— 溫度系數(shù)，取 pf —— 載荷系數(shù)，對(duì)于車輛，可取 pf =，此設(shè)計(jì)取 ? —— 壽命指數(shù)，滾子軸承取 10/3 n—— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ramrvn ? =? 50/ = r/min r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑 amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h；對(duì)于轎車取為 5055km/h；對(duì)于載貨汽車和公共汽車可取為 3035km/h 同理 ， 較近處軸承選用 32020型，它的當(dāng)量載荷 Q2= AR = N，額定動(dòng) c= 此時(shí)此軸承的壽命 hL =40760h。 由參考文獻(xiàn) [5]可知軸承的額定壽命 amh vsL ? (327) 300000 600050 h?? 式中： s—— 汽車的大修里程， km .小排量乘用車及客、貨車的大修里程一般 15 萬 km 以上，大修壽命較低；排量 較大的乘用車，總質(zhì)量較大的貨車、客車大修里程一般在 30萬 km 以上，大修壽命較長(zhǎng)；總質(zhì)量大的貨車在使用質(zhì)量良好的柴油機(jī)時(shí)，大修壽命可達(dá)到 (5080)萬 km。根據(jù)車型此設(shè)計(jì)選用 30 萬 km[1] 所以 hL =6000 h。 從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒板彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕 (剝落 )、磨損和擦傷等。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的 材料及熱處理應(yīng)有以下要求： [1] (1)具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； (2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； (3)鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率； (4)選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。 汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造 。常用的鋼號(hào)有 20CrMnTi， 22CrMN?mo， 20CrNiMo， 20MnVB 和 20Mn2TiB。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度可高達(dá) HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù) m8 時(shí)為 HRC29～ 45，當(dāng) m8 時(shí)為 HRC32～ 45。 對(duì)于滲碳層深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù) m≤5 時(shí)，為 ～ ； m5～ 8 時(shí)，為 ～ ； m8 時(shí)，為 ～ 。所以此設(shè)計(jì)中的滲碳層深度為 由于新齒輪潤(rùn)滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防 止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副 (或僅大齒輪 )在熱處理及精加工 (如磨齒或配對(duì)研磨 )后均予以厚度為 ～ ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。 對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25%。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提 高其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。 主減速器的潤(rùn)滑 主減速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需 潤(rùn)滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤(rùn)滑，因?yàn)槠錆?rùn)堵不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來實(shí)現(xiàn)。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來再經(jīng)過進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐浪子的小端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤(rùn)滑油能流進(jìn)差速器，有的采用專門的導(dǎo)油匙。 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開油濺所及之處。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，抽孔位置也決定了油面位置低處，但也應(yīng)考慮到汽車在通過障礙時(shí)放油塞不易被撞掉 [1]。 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。另外，即使汽車作直線行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎 氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會(huì)使輪胎過早磨損、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左 右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求 [2]。 本章小結(jié) 首先本章介紹了主減速器的結(jié)構(gòu)型式有單級(jí)減速和雙級(jí)減速兩種，由于所給條件，我們選擇了螺旋錐齒輪的單級(jí)減速，主動(dòng)錐齒安放采用的是懸臂式，從動(dòng)式錐齒輪采用騎馬式。 其次，我們進(jìn)行了主減速器基本參數(shù)的選擇，主要通過主減速比，我們計(jì)算出 最低檔傳動(dòng) 、車輪打滑以及正常工作式的齒輪的計(jì)算載荷，并且根據(jù)這些計(jì)算載荷，我們選擇確定了主減速 器齒輪的基本參數(shù)，并將齒輪的參數(shù)制定了表格用于參考。 然后，我們根據(jù)所選出來的齒輪參數(shù)，我們進(jìn)行了螺旋錐齒輪的強(qiáng)度校核，計(jì)算出了單位齒長(zhǎng)上的圓周力、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算，最后證明所選擇的圓弧錐齒輪的參數(shù)是滿足本次設(shè)計(jì)所需。 再次，我們對(duì)主減速器錐齒輪軸承進(jìn)行校核，算出了錐齒輪軸承軸向力和徑向力，確定了軸徑，并計(jì)算了軸承上的載荷，算出了軸承的使用壽命，證明本次設(shè)計(jì)所選擇的軸承型號(hào)是符合并滿足所給條件的。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 最后，我們對(duì)主減速器的齒輪材料及其熱處理方式進(jìn)行選擇，采用 滲碳合金鋼制造 ，并選擇了主減速 器的潤(rùn)滑方式。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 第 4 章 差速器 設(shè)計(jì) 汽車行駛學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路及其相關(guān)關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程常常是不相等的。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑移或滑轉(zhuǎn)。最終不僅導(dǎo)致輪胎過早磨損，無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操作性變壞。為了消除由于左右驅(qū)動(dòng)車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車 左右驅(qū)動(dòng)輪之間都裝有差速器，以保證汽車驅(qū)動(dòng)橋兩車車輪行程不等時(shí)能以相應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而滿足汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。 1—軸承 ； 2—調(diào)整螺母 ； 3,7—差速器殼 ； 4—半軸齒輪墊片 。 5—半軸齒輪 ； 6—行星齒輪 ； 8—軸架 ； 9—長(zhǎng)軸 。 10—行星齒輪止推片 ； 11—短軸 圖 差速器零件圖 本設(shè)計(jì)采用普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。此種差速器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上．有些越野汽車也采用了這種結(jié)構(gòu)．普通的對(duì)稱式圓 錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼， 2 個(gè)半軸齒輪， 4 個(gè)行星齒輪 (少數(shù)汽車采用 3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個(gè)行星齒輪 )，行星齒輪軸 (不少裝 4 個(gè)行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu) )，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。 如圖 所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 差速器齒輪基本參數(shù)選擇 1. 行星齒輪數(shù)目的選擇 [1] 轎車常用 2 個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用 4 個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車采用3 個(gè)行星齒輪。此設(shè)計(jì)采用 2 個(gè)行星齒輪． 行星齒輪球面半徑 RB(mm)的確定 [1] 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑 RB，它就是 行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代替了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。 球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定： 3 jBB TKR ? (41) 3252 mm? ? ? 式中： KB——行星齒輪球面半徑系數(shù)， KB=～ ，對(duì)于有 4 個(gè)行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對(duì)于有 2 個(gè)行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取最大值；取 KB= jT ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， Nm，取 3252 Nm。 RB 確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： A0=(～ ) RB (42) 本次 設(shè)計(jì) 中我們 選用較大值 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 [1] 為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于 10。此設(shè)計(jì)行星齒輪的齒數(shù)選 z1擇 11 半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ～ 2 范圍內(nèi)。 考慮到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) z2L、 z2R之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝。 因此 半軸齒輪的齒數(shù)選 z２ 用 20 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 [1] 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 1? 、 2? ： )/arctan( 211 zz?? ＝ )20/11arctan( ＝ 176。 (43) )/a rc ta n( 122 zz?? ＝ )11/20arctan( ＝ 176。 (44) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 式中： z z2——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 22 011 0 s in2s in2 ?? zAzAm ?? (45) ＝ 10/ ??? ＝ 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： mzd? (46) 行星 齒輪節(jié)圓直徑 ： mzd? ＝ 11 ? ＝ 半軸齒輪節(jié)圓直徑 ： mzd? ＝ 20? ＝ 齒面寬的選擇 雙曲面齒輪的輪齒面寬ｂ 2(mm)推薦為： bz＝ (～ )A0＝ (～ )? (46)