【導讀】當減低轉(zhuǎn)速后分配給左、右驅(qū)動輪。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,對于輕型客車尤為重要。本次設(shè)計的輕客型號是中順世紀微型輕客，參照傳統(tǒng)設(shè)計方法進行設(shè)計。然后對各個部件的主要參數(shù)，結(jié)構(gòu)尺寸和強度進行計算，滿足設(shè)計的要求。由此可見，采用傳動效率高的單級減速驅(qū)動橋是輕型客車驅(qū)動橋的一個發(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）差速器錐齒輪強度計算 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)，只有當汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。因此對于差速器齒輪主要應進行彎曲強度校核。輪齒彎曲強度 w? 為 w? = JmbzK KKTKvms2203102? MPa (46) 式中： T —— 差速器一個行星齒輪傳給一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計算 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（論文） 22 2z —— 半軸齒輪齒數(shù)； 0K 、 vK 、 sK 、 mK —— 見式（ 39）下的說 明； J—— 計算汽車差速器齒輪彎曲應力用的綜合系數(shù)，由圖 31 可查得J = 圖 彎曲計算用綜合系數(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)計算結(jié)果可知，設(shè)計符合要求。 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用。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 5章 驅(qū)動車輪的傳動裝置 車輪傳動裝置簡介 驅(qū)動車輪的傳動裝置 位于傳動系的末端，其功用 是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。 驅(qū)動車輪傳動裝置的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)， 在斷開式 驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，其車輪傳動裝置主要包括半軸和萬向傳動裝置，且多采用等速萬向節(jié)； 在非斷開式驅(qū)動橋中，車輪 的傳動裝置就 是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪和車輪的輪轂連接起來。 半軸的 形式 選擇 普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，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輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動鼓相聯(lián)接 )。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車輪傳來的彎矩。由此可見，半浮式半軸承受的載荷復雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負荷也不大 的轎車和輕型載貨汽車。 3/4 浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。由于一個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，這將急劇降低軸承的壽命?？捎糜谵I車和輕型載貨汽車，但未得到推廣。 全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對軸承支承于橋殼的半軸套管上。 多采用一對圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應相向安裝并有一定的預緊，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（論文） 24 可能使全浮式半軸在實際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應力約為 5～ 70MPa。具有全浮式半軸的驅(qū)動橋的外端結(jié)構(gòu)較復雜，需采用形狀復雜且質(zhì)量及尺寸都較大的輪轂，制造成本較高，故 轎車及其他小型汽車不采用這種結(jié)構(gòu)。但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類汽車上。 本次所設(shè)計的是輕型客車，因此選用半 浮式半軸。 半軸計算載荷的確定 半 浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩可有 rRrL rXrXT ??? ? 22 求得，其中LX2 ， RX2 的計算，可根據(jù)以下方法計算，并取兩者中的較小者。 若按最大附著力計算，即 ?2 239。22 GmXX RL ?? （ 51） 式中： ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù)取 ； 39。m —— 汽車加速或減速時的質(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)動機最大轉(zhuǎn)矩計算，即 reRL riTXX /m a x22 ???? （ 52） 式中： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于普通圓錐行星齒輪差速器取 ； maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， N m； ?—— 汽車傳動效率，計算時可取 1 或取 ； i—— 傳動系最低擋傳動比； r —— 輪胎的滾動半徑， m。 上參數(shù)見式（ 21）下的說明。 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)計中 半 浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進行： mmTd ][1 9 103 3 ??? ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 取 mmd 28? 下面將進行半軸的校核： 半軸的扭轉(zhuǎn)應力為： ][ 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 ?? 半軸的強度計算 首先是驗算其扭轉(zhuǎn)應力 ? ： 316dT??? 103 MPa (54) 式中： T —— 半軸的計算轉(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 所以滿足強度要求。 半軸花鍵的強度計算 在計算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時還應該校核其花鍵的剪切應力和擠壓應力。 半軸花鍵的剪切應力 s? 為 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 ??bzLdDTpABs ?????? ???410 3 MPa (55) 半軸花 鍵的擠壓應力 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)，計算時取 。 根據(jù)上式可計算得 s? = 3236 7 4 5 3?????????? ??= c? = 32364 3236 3????????? ??????? ??= 根據(jù)要求當傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時，半軸花鍵的切應力 [ s? ]不應超過 MPa，擠壓應力 [ c? ]不應超過 196 MPa，以上計算均滿足要求。 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料與熱處理 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?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應地增加。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)計上應盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應力集中。重型車半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當無較大鍛造設(shè)備時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)以簡化工藝。在現(xiàn)代汽車半軸上，漸開線花鍵用得較廣，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出發(fā)，采用中 碳鋼（ 40鋼， 45 鋼）制造半軸是發(fā)展趨勢，國外已多有采用。 半軸的熱處理過去都采用調(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（論文） 27 444(突緣部分可降至 HB248)。近年來采用高頻、中頻感應淬火的口益增多。 這種處理方法能保證半軸表面有適當?shù)挠不瘜印．敯胼S采用感應淬火時，桿部表面硬度推薦在 5262HRC 范圍內(nèi)，心部硬度可控制在 3035HB；花鍵部分的表面強度可定為 5055HRC。由于硬化層本身的強度較高，加之在半軸表面形成大的殘余應力，因此使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高的更為顯著。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 第 6章 驅(qū)動橋殼設(shè)計 驅(qū)動橋殼簡介 驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪．作用在驅(qū)動車輪上的牽引力，制動力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器、差速器及驅(qū)動車輪傳動裝置 (如半軸 )的外殼。 在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順 性，在保證強度和剛度的前提下應力求減小橋殼的質(zhì)量．橋殼還應結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應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，還應考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應等。 驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)選擇 驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致可分為三類：可分式、整體式和組合式。 驅(qū)動橋殼應滿足如下設(shè)計要求： ① 應具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應力； ② 在保證強度和剛度的情況下， 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 保護裝于其中的傳動系統(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)計的是氫 型客車，驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。 驅(qū)動橋殼強度分析計算 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧