【正文】 ?1.?L ??nlTc??302. （3lc??5）式中： ——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nm；在此取 29910Nm0T ——行星齒輪的數(shù)目；在此為 4n ——行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x，mm， ≈ ， d 為半軸齒輪齒l l39。239。面寬中點處的直徑，而 d ≈ ；39。22 ——支承面的許用擠壓應力，在此取 69 MPa??c?根據(jù)上式 =144mm =144=72mm180.39。2??dl ≈36mm ≈40mm?.??L 差速器齒輪的幾何計算表 31 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表序號 項目 計算公式 計算結(jié)果1 行星齒輪齒數(shù) ≥10，應盡量取最小值1z =101z2 半軸齒輪齒數(shù) =14～25，且需滿足式（34）2 =1823 模數(shù) m=10mmm4 齒面寬 b=(～)A 。b≤10m0 30mm 續(xù)表 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果5 工作齒高 ?=16mmgh6 全齒高 0578?7 壓力角 ?176。8 軸交角 =90176。?9 節(jié)圓直徑 ； 1zd?2z 10?d8210 節(jié)錐角 ，21arctnz?190???=176。，??11 節(jié)錐距 210sii?dA?=12 周節(jié) ==13 齒頂高 。21agah??z??????????????.==14 齒根高 = 。 = 1fhm1ahf 2ah=。1f=15 徑向間隙 = = + =16 齒根角 = 01arctnAhf。 022arctnAhf??1? =176。 1?=176。217 面錐角 ；??o 1??o=176。 =176。1o?o?18 根錐角 ；11??R22??R=176。 =176。R2R19 外圓直徑；1cs?aohd?220o??dmm29520 節(jié)圓頂點至齒輪 外緣距離139。1sin???239。02hd??mm42?續(xù)表序號 項目 計算公式 計算結(jié)果21 理論弧齒厚 21st???mhts???an39。39。2 = mm1s= mm222 齒側(cè)間隙 =～ mmB=23 弦齒厚 2613dsSiii?? =?S=24 弦齒高 iiidsh4co239。 ????=?h= 差速器齒輪的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 為w? = MPa (36) JmbzKTvs2031?式中： ——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T ?? 在此 為 Nm； ——差速器的行星齒輪數(shù)；n ——半軸齒輪齒數(shù)；2z 、 、 、 ——見式（29）下的說明；0Kvsm ——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 32 彎曲計算用綜合系數(shù)根據(jù)上式 = = MPa〈 MPaw???所以，差速器齒輪滿足彎曲強度要求。此節(jié)內(nèi)容圖表參考了《汽車車橋設計》 [1]中差速器設計一節(jié)。第四章 驅(qū)動半軸的設計 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，在此由于是載重汽車，采用全浮式結(jié)構(gòu)。 設計半軸的主要尺寸是其直徑，在設計時首先可根據(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。 計算時首先應合理地確定作用在半軸上的載荷，應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 ，附著系數(shù) 在計算時取2X ?2Z，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） ，側(cè)滑時輪胎與地面的2Y?2Z1側(cè)向附著系數(shù) 在計算時取 ，沒有縱向力作用；1? 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 ，??dwkgZ?2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wgdk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，2X2Y即有 Z???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。 全浮式半軸計算載荷的確定 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩可有 求得，其中 ，rRrLXT???22 LX2的計算，可根據(jù)以下方法計算，并取兩者中的較小者。RX2 若按最大附著力計算，即 （4?239。2GmXRL?1）式中： ——輪胎與地面的附著系數(shù)取 ；? ——汽車加速或減速時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ～ 在此取 。39。m根據(jù)上式 =676000 N ??RLX 若按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算，即 （4reRLiTX/max2???2）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 ；? ——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，Nm；maxeT ——汽車傳動效率，計算時可取 1 或取 ；? ——傳動系最低擋傳動比；i ——輪胎的滾動半徑，m。r上參數(shù)見式（21）下的說明。根據(jù)上式 = ???RLX在此 =m2 T 全浮式半軸的桿部直徑的初選全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式進行 （4??333)~05.(???3）根據(jù)上式 =（～）mm??~05.?d根據(jù)強度要求在此 取 。 全浮式半軸的強度計算 首先是驗算其扭轉(zhuǎn)應力 ：? MPa （4316dT??4）式中： ——半軸的計算轉(zhuǎn)矩，Nm 在此取 m；T　　　 ——半軸桿部的直徑，mm。d根據(jù)上式 ＝ ＝481 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 為s? MPa (45)?bzLdDTpABs?????????4103半軸花鍵的擠壓應力 為c? MPa （4?pABABc zLdDT????????????????241036）式中： ——半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩，Nm ，在此取 m。T ——半軸花鍵的外徑，mm，在此取 。BD ——相配花鍵孔內(nèi)徑，mm，在此取 。Ad ——花鍵齒數(shù)；在此取 24z ——花鍵工作長度，mm，在此取 120mm。pL ——花鍵齒寬，mm，在此取 。b ——載荷分布的不均勻系數(shù)，計算時取 。?根據(jù)上式可計算得 = = MPas? ????????? = = MPa c?..?????????????根據(jù)要求當傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時，半軸花鍵的切應力[ ]不應超過 MPa，擠s?壓應力[ ]不應超過 196 MPa，以上計算均滿足要求。c? 此節(jié)的有關(guān)計算參考了《汽車車橋設計》 ［１］ 中關(guān)于半軸的計算的內(nèi)容。第五章 驅(qū)動橋殼的設計驅(qū)動橋殼的主要功用是支承汽車質(zhì)量，并承受有車輪傳來的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車身，它同時又是主減速器，差速器和半軸的裝配體。驅(qū)動橋殼應滿足如下設計要求：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?？紤]的設計的是載貨汽車，驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 通常可采用球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。在球鐵中加入 %的鎳，解決了球鐵低溫（41176。 C）沖擊值急劇降低的問題，得到了與常溫相同的沖擊值。為了進一步提高其強度和剛度，鑄造整體式橋殼的兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套筒，并用銷釘固定。如圖 51 所示，每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共四處，由里向外逐漸加大配合面的直徑，以得到較好的壓配效果。鋼板彈簧座與橋殼鑄成一體，故在鋼板彈簧座附近橋殼的截面可根據(jù)強度要求鑄成適當?shù)男螤?，通常多為矩形。安裝制動底板的凸緣與橋殼住在一起。橋殼中部前端的平面及孔用于安裝主減速器及差速器總成，后端平面及孔可裝上后蓋，打開后蓋可作檢視孔用。另外，由于汽車的輪轂軸承是裝在半軸套管上，其中輪轂內(nèi)軸承與橋殼鑄件的外端面相靠，而外軸承則與擰在半軸套管外端的螺母相抵，故半軸套管有被拉出的傾向，所以必須將橋殼與半軸套管用銷釘固定在一起。圖 51 鑄造整體式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點在于可制成復雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應力分布，其強度及剛度均較好，工作可靠，故要求橋殼承載負荷較大的中、重型汽車，適于采用這種結(jié)構(gòu)。尤其是重型汽車，其驅(qū)動橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋殼。除了優(yōu)點之外，鑄造整體式橋殼還有一些不足之處，主要缺點是質(zhì)量大、加工面多，制造工藝復雜，且需要相當規(guī)模的鑄造設備，在鑄造時質(zhì)量不宜控制，也容易出現(xiàn)廢品，故僅用于載荷大的重型汽車。 橋殼的受力分析與強度計算選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應對其進行受力分析，選擇其端面尺寸，進行強度計算。汽車驅(qū)動橋的橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復雜，而汽車的行駛條件如道路狀況、氣候條件及車輛的運動狀態(tài)又是千變?nèi)f化的，因此要精確地計算出汽車行駛時作用于橋殼各處的應力大小是相當困難的。在通常的情況下，在設計橋殼時多采用常規(guī)設計方法，這時將橋殼看成簡支梁并校核某些特定斷面的最大應力值。我國通常推薦：計算時將橋殼復雜的受力狀況簡化成三種典型的計算工況，即當車輪承受最大的鉛錘力（當汽車滿載并行駛與不平路面，受沖擊載荷）時；當車輪承受最大切應力（當汽車滿載并以最大牽引力行駛和緊急制動）時；以及當車輪承受最大側(cè)向力（當汽車滿載側(cè)滑）時。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強度特征得到保證，就認為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。在進行上述三種載荷工況下橋殼的受力分析之前，還應先分析一下汽車滿載靜止于水平路面時橋殼最簡單的受力情況，即進行橋殼的靜彎曲應力計算。 橋殼的靜彎曲應力計算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上載荷，而左、右輪胎的中心線，地面給輪胎的反力 （雙輪胎時則沿雙2/G胎中心） ，橋殼則承受此力與車輪重力 之差值，即（ ） ，計算簡圖如 52 所wgwg?2示。 圖 52 橋殼靜彎曲應力計算簡圖橋殼按靜載荷計算時，在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩 為 M Nm (51) 22sBgGMw????????式中： ——汽車滿載時靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷，在此 130000N；2G ——車輪（包括輪轂、制動器等）重力，N；wg ——驅(qū)動車輪輪距，在此為 1860m。B ——驅(qū)動橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，在此為 橋殼的危險斷面通常在鋼板彈簧座附近。通常由于 遠小于 ，且設計時不wg2/G易準確預計，當無數(shù)據(jù)時可以忽略不計所以 =26975Nm?????M而靜彎曲應力 則為wj? MPa （5310??vjWM2）式中： ——見（51） ；M ——危險斷面處（鋼板彈簧座附近）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)，具體見vW下：截面圖如圖 53 所示，其中 B=160mm，H=170mm， =25mm， =30mm.?1圖 53 鋼板彈簧座附近橋殼的截面圖垂向彎曲截面系數(shù): = =??361bhBHWv????33107160??? 3水平彎曲截面系數(shù): = = 3