【導(dǎo)讀】當(dāng)減低轉(zhuǎn)速后分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪。作為汽車(chē)四大總成之一，它的性能的好壞直。接影響整車(chē)性能,對(duì)于輕型客車(chē)尤為重要。本次設(shè)計(jì)的輕客型號(hào)是中順世紀(jì)微型輕客，參照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后對(duì)各個(gè)部件的主要參數(shù)，結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。由此可見(jiàn)，采用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋是輕型客車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的一個(gè)發(fā)展

　　

【正文】 t = t = 13 齒頂高 21 aga hhh ?? 。 mzzh a?????????????????????? 2122 1ah = 2ah = 14 齒根高 1fh = 1ah 。 2fh = 2ah 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c =h gh = + c = 16 齒根角 1? =01arctanAhf 。022 arctan Ahf?? 1?=176。 2? =176。 17 面錐角 211 ??? ??o ； 122 ??? ??o 1o? =36176。2o? =176。 18 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R? =176。2R? =54.176。 19 外圓直徑 1111 c os2 ?ao hdd ?? 22202 c os2 ?ahdd ?? 01 ? 2 ? 20 齒側(cè)間隙 B =～ mm B = 21 節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 139。1201 s in2 ?? hd ?? 239。2102 s in2 ?? hd ?? 01 ? ? 02 ? ? （ 2）差速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于 嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度 w? 為 w? = JmbzK KKTKvms2203102? MPa (46) 式中： T —— 差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算 式nTT ?? ，在此 T 為 m； n—— 差速器的行星齒輪數(shù)； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 2z —— 半軸齒輪齒數(shù)； 0K 、 vK 、 sK 、 mK —— 見(jiàn)式（ 39）下的說(shuō) 明； J—— 計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，由圖 31 可查得J = 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 根據(jù)上式 w? = 32 10 43 6. 37 1. 0 0. 68 1. 025 18 1. 0 10 0. 22 5? ? ? ? ?? ? ? ?=〈 980 Mpa 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，設(shè)計(jì)符合要求。 差速器齒輪的材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣， 基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為 20CrMnTi、 20CrMoTi、 22CrMnMo 和 20CrMo 等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第 5章 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置 車(chē)輪傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)介 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置 位于傳動(dòng)系的末端，其功用 是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)， 在斷開(kāi)式 驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，其車(chē)輪傳動(dòng)裝置主要包括半軸和萬(wàn)向傳動(dòng)裝置，且多采用等速萬(wàn)向節(jié)； 在非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋中，車(chē)輪 的傳動(dòng)裝置就 是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪和車(chē)輪的輪轂連接起來(lái)。 半軸的 形式 選擇 普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、 3/4 浮式和全浮式三種。 半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車(chē)輪輪轂相固定，或以突緣直接與車(chē)輪輪盤(pán)及制動(dòng)鼓相聯(lián)接 )。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車(chē)輪傳來(lái)的彎矩。由此可見(jiàn)，半浮式半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大 的轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)。 3/4 浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部，直接支承著車(chē)輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。由于一個(gè)軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即 3/4 浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛度、半軸的剛度等因素決定。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命。可用于轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)，但未得到推廣。 全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對(duì)軸承支承于橋殼的半軸套管上。 多采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應(yīng)相向安裝并有一定的預(yù)緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。 由于車(chē)輪所承受的垂向力、縱向力和側(cè)向力以及由它們引起的彎矩都經(jīng)過(guò)輪轂、輪轂軸承傳給橋殼，故全浮式半軸在理論上只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。但在實(shí)際工作中由于加工和裝配精度的影響及橋殼與軸承支承剛度的不足等原因，仍 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 可能使全浮式半軸在實(shí)際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應(yīng)力約為 5～ 70MPa。具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋的外端結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需采用形狀復(fù)雜且質(zhì)量及尺寸都較大的輪轂，制造成本較高，故 轎車(chē)及其他小型汽車(chē)不采用這種結(jié)構(gòu)。但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類(lèi)汽車(chē)上。 本次所設(shè)計(jì)的是輕型客車(chē)，因此選用半 浮式半軸。 半軸計(jì)算載荷的確定 半 浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩可有 rRrL rXrXT ??? ? 22 求得，其中LX2 ， RX2 的計(jì)算，可根據(jù)以下方法計(jì)算，并取兩者中的較小者。 若按最大附著力計(jì)算，即 ?2 239。22 GmXX RL ?? （ 51） 式中： ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù)取 ； 39。m —— 汽車(chē)加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ～ 在此取 。 根據(jù)上式22 1 .4 1 4 7 0 0 0 .82LRXX ?? ? ?=8232 N 若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即 reRL riTXX /m a x22 ???? （ 52） 式中： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器取 ； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， N m； ?—— 汽車(chē)傳動(dòng)效率，計(jì)算時(shí)可取 1 或取 ； i—— 傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比； r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑， m。 上參數(shù)見(jiàn)式（ 21）下的說(shuō)明。 根據(jù)上式 22 0 .6 1 8 5 0 .90 .3 6 3LRXX ? ???? = 在此 ?? RL XX 22 T = m 半軸直徑的選擇 在設(shè)計(jì)中 半 浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行： mmTd ][1 9 103 3 ??? ? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 取 mmd 28? 下面將進(jìn)行半軸的校核： 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： ][ 3333 ???? ??????? M P aM P ad T 符合要求 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 310180?? ?? GJTl （ 44） 式中 l —— 半軸長(zhǎng)度 mml 650? G —— 材料的剪切彈性模量 GPaG 80? J—— 半軸橫截面的極慣性矩 444 mmdJ ???? ?? 則 ?????? ?? 0 3 1 31080 7 4 5 33 ?? 半軸的強(qiáng)度計(jì)算 首先是驗(yàn)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? ： 316dT??? 103 MPa (54) 式中： T —— 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N m在此取 m； d—— 半軸桿部的直徑， mm。 根據(jù)上式 ? ＝? 103 ＝ MPa ??? =(490～ 588) MPa 所以滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。 半軸花鍵的剪切應(yīng)力 s? 為 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ??bzLdDTpABs ?????? ???410 3 MPa (55) 半軸花 鍵的擠壓應(yīng)力 c? 為 ??pABABc zLdDdDT?????? ??????? ???2410 3 MPa (56) 式中： T —— 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， N m ，在此取 m。 BD —— 半軸花鍵的外徑， mm，在此取 36mm。 Ad —— 相配花鍵孔內(nèi)徑， mm，在此取 32mm。 z —— 花鍵齒數(shù)；在此取 8 pL —— 花鍵工作長(zhǎng)度， mm，在此取 50mm。 b—— 花鍵齒寬， mm，在此取 6mm。 ?—— 載荷分布的不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 。 根據(jù)上式可計(jì)算得 s? = 3236 7 4 5 3?????????? ??= c? = 32364 3236 3????????? ??????? ??= 根據(jù)要求當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時(shí)，半軸花鍵的切應(yīng)力 [ s? ]不應(yīng)超過(guò) MPa，擠壓應(yīng)力 [ c? ]不應(yīng)超過(guò) 196 MPa，以上計(jì)算均滿(mǎn)足要求。 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部做得粗些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加。半 軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過(guò)渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。重型車(chē)半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當(dāng)無(wú)較大鍛造設(shè)備時(shí)可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以簡(jiǎn)化工藝。在現(xiàn)代汽車(chē)半軸上，漸開(kāi)線(xiàn)花鍵用得較廣，但也有采用矩形或梯形花鍵的。 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如 40Cr， 40CrMnMo， 40CrMnSi，40CrMoA， 35CrMnSi， 35CrMnTi 等。 40MnB 是我國(guó)研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。 從節(jié)約較稀有的金屬，降低制造成本的目標(biāo)出發(fā)，采用中 碳鋼（ 40鋼， 45 鋼）制造半軸是發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)外已多有采用。 半軸的熱處理過(guò)去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為 HB388— 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 444(突緣部分可降至 HB248)。近年來(lái)采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。 這種處理方法能保證半軸表面有適當(dāng)?shù)挠不瘜印．?dāng)半軸采用感應(yīng)淬火時(shí)，桿部表面硬度推薦在 5262HRC 范圍內(nèi)，心部硬度可控制在 3035HB；花鍵部分的表面強(qiáng)度可定為 5055HRC。由于硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余應(yīng)力，因此使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高的更為顯著。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第 6章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋殼簡(jiǎn)介 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車(chē)上的主要零件之一，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車(chē)荷重的作用，并將載荷傳給車(chē)輪．作用在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的牽引力，制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過(guò)橋殼傳到懸掛及車(chē)架或車(chē)廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置 (如半軸 )的外殼。 在汽車(chē)行駛過(guò)程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車(chē)的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車(chē)的行駛平順 性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量．橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車(chē)的類(lèi)型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)選擇 驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致可分為三類(lèi)：可分式、整體式和組合式。 驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿(mǎn)足如下設(shè)計(jì)要求： ① 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力； ② 在保證強(qiáng)度和剛度的情況下， 盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性； ③ 保證足夠的離地間隙； ④ 結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低； ⑤ 保護(hù)裝于其中的傳動(dòng)系統(tǒng)部件和防止泥水浸入； ⑥ 拆裝，調(diào)整，維修方便。 考慮的設(shè)計(jì)的是氫 型客車(chē)，驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。 驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度分析計(jì)算 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車(chē)輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車(chē)的簧