【正文】 取62mm齒厚: 取節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離： 齒側(cè)間隙: (選取) 齒面寬： 8）差速器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(dāng)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(yīng)進行彎曲強度校核。差速器齒輪并不象主減速器那齒輪那樣始終保持嚙合傳動狀態(tài)，所以,齒面的接觸疲勞破壞一般不會發(fā)生，故只進行彎曲強度計算即可， ()符合式中：——齒輪彎曲應(yīng)力；——齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，Nm； ,——超載系數(shù)，；載荷分配系數(shù)，取1；質(zhì)量系數(shù)，取1； ——行星齒輪數(shù)，4； ——端面模數(shù)； ——半軸齒輪齒寬，； ——半軸齒輪大端分度圓直徑，； ——計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)；。 彎曲計算用綜合系數(shù)又因，故，滿足彎曲強度校核。 半軸形式半軸是在差速器與驅(qū)動輪之間傳遞動力的實心軸，其內(nèi)端的花鍵與差速器的半軸齒輪連接，而外端則用凸緣與驅(qū)動輪的輪轂相連，半軸齒輪的軸頸支承與差速器殼兩側(cè)軸頸的孔內(nèi)、而差速器殼又以其兩側(cè)軸頸借助軸承直接支承在主減速器殼上。半軸與驅(qū)動輪的輪轂在橋殼上的支承形式，決定了半軸的受力情況。驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。在一般的非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪與車輪的輪轂聯(lián)接起來，半軸的形式主要取決半軸的支承形式：普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受力狀況不同可分為半浮式，3/4浮式和全浮式，由于本次設(shè)計為載重汽車EQ1090型貨車驅(qū)動橋設(shè)計，考慮到承載能力與結(jié)構(gòu)、成本，所以采用全浮式半軸支承。 全浮式半軸示意圖 設(shè)計半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計時首先可根據(jù)對使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對它進行強度校核。計算時首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：①縱向力（驅(qū)動力或制動力）最大時，其最大值為，沒有側(cè)向力作用；②側(cè)向力最大時，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時），沒有縱向力作用；③垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時），其值為，車輪對地面的垂直載荷，為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 由于車輪承受的縱向力，側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有，其中為車輪對地面的垂直載荷，為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 由于車輪承受的縱向力，側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有，故縱向力最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時也不會有縱向力作用。 半軸的計算由于本次設(shè)計采用的是全浮式半軸，所以在計算載荷中不用考慮彎矩，而只考慮轉(zhuǎn)矩即可。半軸轉(zhuǎn)矩： ()式中: ——半軸轉(zhuǎn)矩，Nm；——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，圓錐行星齒輪取，ξ=；——發(fā)動機最大功率；——變速器1檔傳動比；； ——主減速比。半軸桿部直徑： （）式中：——半軸桿部直徑； ——半軸轉(zhuǎn)矩。半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： () 滿足要求。式中： ——半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。 半軸的強度計算首先是驗算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： MPa （）式中：——半軸的計算轉(zhuǎn)矩，Nm；　　——半軸桿部的直徑，44mm。根據(jù)上式 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力宜為，所求扭轉(zhuǎn)應(yīng)力在這個范圍了，故滿足要求。 再驗算半軸的扭轉(zhuǎn)角： 式中： L——半軸長度，2470/2=1235mm； ——材料剪切彈性模量，； ——半軸斷面極慣性矩，單位長度轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于，可見該半軸滿足 半軸材料關(guān)于半軸的材料，過去大都采用含鉻的中碳合金鋼，如40Cr、40CrMnMo、35CrMnTi、40CrMnSi、42CrMo等，后來推廣我國研制出的新鋼種如40MnB等半軸材料，效果很好。例如，采用40MnB經(jīng)高頻淬火處理的半軸，靜強度超過用40Cr制造并調(diào)質(zhì)處理的半軸，其扭轉(zhuǎn)屈服極限超過784MPa。由于采用了能準(zhǔn)確控制工藝要求的感應(yīng)（高頻、中頻）淬火以及噴丸處理、滾壓半軸凸緣根部過渡圓角等增強半軸的先進工藝，半軸的疲勞強度可以大大提高，因此不用合金鋼制造的半軸日益增多。經(jīng)感應(yīng)淬火的碳素鋼，如40鋼，其靜強度及疲勞強度與40Cr經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的半軸不相上下。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，國外已有很多采用。所以在本次設(shè)計中，半軸的材料將采用40MnB做調(diào)質(zhì)處理。第四章 二級驅(qū)動橋的三維PRO/E建模過程以及運動仿真 一級主減速器傳動部分的建模一級主減速器傳動部分包括主動錐齒輪軸、從動錐齒輪，與萬向傳動機構(gòu)和二級主減速器傳動部分連接，其目的在于將萬向傳動機構(gòu)傳過來的轉(zhuǎn)矩傳給二級主減速器，實現(xiàn)減速增矩。、。 從動錐齒輪 二級主減速器傳動部分建模二級主減速器傳動部分包括主動斜齒圓柱齒輪軸、從動斜齒圓柱齒輪，與一級主減速器傳動部分、差速器殼相連接，將主減速器的轉(zhuǎn)矩傳遞給差速器，實現(xiàn)減速增矩。、。 主動斜齒圓柱齒輪軸 從動斜齒圓柱齒輪 差速器部分的建模差速器部分包括差速器支撐殼體、左右端蓋、四個行星輪，與主減速器、半軸相連，將主減速器的轉(zhuǎn)矩傳給半軸以及車輪，實現(xiàn)減速增矩。、。 差速器左右端蓋 差速器支撐殼體 半軸以及車輪部分的建模半軸部分包括半軸齒輪、半軸、輪胎三部分，將主減速器和差速器傳過來的轉(zhuǎn)矩作用在地面，實現(xiàn)汽車的前行。、。 半軸齒輪 半軸齒輪 輪胎 驅(qū)動橋裝配體建模 利用proe裝配模塊將各部分模塊裝配到一起，建立總裝模型。 裝配圖示意圖 驅(qū)動橋的運動仿真 運動仿真三階段對驅(qū)動橋做了直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三個階段的運動仿真過程。第一階段是直行，在這階段，差速殼通過四個行星齒輪與左右半軸咬合在一起共同向前轉(zhuǎn)動；第二階段是左轉(zhuǎn)彎，四個行星齒輪隨差速殼公轉(zhuǎn)的同時，還作逆時針的自傳，從而增加了右半軸的轉(zhuǎn)速，減低了左半軸的轉(zhuǎn)速；第三階段是右轉(zhuǎn)彎，四個行星齒輪隨差速殼公轉(zhuǎn)的同時，還作順時針的自傳，從而增加了左半軸的轉(zhuǎn)速，減低了右半軸的轉(zhuǎn)速。 驅(qū)動橋中各構(gòu)件連接關(guān)系概述汽車驅(qū)動橋總成裝配，主要包括主減速器、差速行星輪系（由行星齒輪室、左右直齒錐齒輪和四個直齒錐齒行星小齒輪兩兩嚙合而成）和左右半驅(qū)動軸三部分。所有轉(zhuǎn)動構(gòu)件之間的連接方式均為“銷釘”連接關(guān)系，再加上各齒輪之間的“齒輪副”連接關(guān)系。 創(chuàng)建各齒輪之間的連接關(guān)系——齒輪副定義驅(qū)動橋的總成裝配中要定義的的齒輪副有：一級錐齒輪間的齒輪副、二級斜齒圓柱齒輪間的齒輪副、四個行星齒輪和左右半軸齒輪兩兩之間的齒輪副共10個齒輪副。 定義伺服電機該機構(gòu)伺服電機的定義要分為三個階段：第一階段：在一級主動錐齒輪軸上定義一個伺服電動機，用來驅(qū)動汽車的主運動；第二階段：在一級主動錐齒輪軸上定義一個伺服電動機，用來驅(qū)動汽車的主運動；在行星齒輪上定義一個伺服電機，用來增加右半軸的轉(zhuǎn)速，減低左半軸的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)差速左轉(zhuǎn)彎。第三階段：在一級主動錐齒輪軸上定義一個伺服電動機，用來驅(qū)動汽車的主運動；在行星齒輪上定義一個伺服電機，用來增加左半軸的轉(zhuǎn)速，減低右半軸的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)差速右轉(zhuǎn)彎。 半軸速度的測量驅(qū)動橋仿真后可以利用機構(gòu)中的測量功能得到半軸速度—時間軌跡曲線圖，如下圖所示。圖示的是左輪的車速與時間的關(guān)系，直行時車速為60deg/sec，右轉(zhuǎn)時車速減小至30deg/sec，左轉(zhuǎn)時增加至90 deg/sec。 半軸速度——時間軌跡曲線圖 小結(jié) 經(jīng)運動仿真的過程可以知曉:本次設(shè)計的驅(qū)動橋滿足運動要求。，結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。第五章 結(jié) 論 結(jié)論通過以上分析，由我設(shè)計的EQ1090中型貨車驅(qū)動橋設(shè)計總體方案可行，布局合理。采用非斷開式驅(qū)動橋具有結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便，工作可靠等優(yōu)點。采用雙級主減速器，保證要求的離地間隙和預(yù)定的傳動比。采用普通錐齒輪差速器，結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。通過認(rèn)真地進行各項結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)選擇和嚴(yán)格的強度校核，各項技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計任務(wù)書中提出的要求，可以確保汽車在常規(guī)環(huán)境下正常行駛。 本驅(qū)動橋設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，符合實際應(yīng)用，具有很好的動力性和經(jīng)濟性，驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機件工藝性好，制造容易。但此設(shè)計過程仍有許多不足，在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時，有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請各位老師給予批評指正。 展望在本次設(shè)計中遇到了一些困難，同時也對驅(qū)動橋的設(shè)計有了一些自己的想法。我大膽的猜想以后需要開發(fā)汽車驅(qū)動橋智能化設(shè)計軟件，設(shè)計新驅(qū)動橋只需輸入相關(guān)的參數(shù)，系統(tǒng)將自動計算好驅(qū)動橋的各個參數(shù)，然后可導(dǎo)入二維和三維軟件中生成二維三維圖，同時可進行應(yīng)力、運動等的仿真分析，以達(dá)到效率高、強度低、匹配佳的最優(yōu)方案。驅(qū)動橋設(shè)計的內(nèi)容眾多，環(huán)節(jié)復(fù)雜。從而設(shè)計成本很好，耗時很長。所以我感覺以后驅(qū)動橋設(shè)計方面可以優(yōu)化設(shè)計部署，做到各個設(shè)計部門，各個設(shè)計環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，以縮短設(shè)計耗時和經(jīng)費。 驅(qū)動橋的效率直接影響到汽車動力的損失。故我想未來驅(qū)動橋的發(fā)展方向還是高效率、低成本。安全性好、舒適性好。參 考 文 獻[1] 王國權(quán)、 [M].機械工業(yè)出版社，2009（04）[2] [M].北京：機械工業(yè)出版社. 2009（06）：117168 [3] [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008（08）：209330[4] 吳宗澤、[M].高等教育出版社，2006（04）[5] [M].：機械工業(yè)出版社，2010（01）：135173[6] [M].第八版，高等教育出版社，2005（12）[7] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2006（01）：3041087[8] [M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2011（01）[9]王豐元、[M].中國電力出版社[10] [M]第5版，高等教育出版社，2010（06）[11] [M]第5版，機械工業(yè)出版社[12] 孫仁云，[M]，機械工程出版社[13][M]，機械工業(yè)出版社[14] 林軍，周曉軍，[J].機械與電子，2000，（4）.[15] 王聰興,馮茂林. 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