【導(dǎo)讀】1．了解重型卡車后驅(qū)動(dòng)橋工作原理；4．對(duì)后驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行總裝。1．驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。2．驅(qū)動(dòng)橋主減速器結(jié)構(gòu)裝配。[8]劉昌仁.JQ8QH后驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì).客車技術(shù)與研究，1994.[9]驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)（上）.長(zhǎng)春汽車研究所，2021.載重汽車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速。重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。驅(qū)動(dòng)橋已成為未來(lái)重載汽車的發(fā)展方向。部件的結(jié)構(gòu)形式和主要涉設(shè)計(jì)參數(shù)；然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；選題符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)了本學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)及教學(xué)計(jì)劃的基本要求，工作量較為飽滿，論文的篇幅達(dá)到規(guī)定要求。度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核。并且，弧齒錐齒輪的單級(jí)主減速器。效節(jié)油的措施之一。答辯陳述條理較清楚、重點(diǎn)較突出?；卮饐?wèn)題準(zhǔn)確程度較高。根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為。

　　

【正文】 md2 = 式（ 311） 參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 。 19 (1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 F ＝mdT2 N (312) 式 中： T —— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見 式 (311)。 md —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑 . 按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F = ?= （ 2）錐齒輪的軸向力和徑向力 圖 33 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖 如圖 33，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮瑥腻F頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針， FT 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn) A處的法向力，在 A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)， FT 分解成兩個(gè)相互垂直的力 FN 和 fF ， FN 垂直于 OA 且位于∠ OO′ A所在的平面， fF 位于以 OA 為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。 fF 在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓 周力 F 和沿節(jié)圓母線方向的力 Fs 。 F 與 fF 之間的夾角為螺旋角 ? ， FT 與 fF 之間的夾角為法向壓力角 ? ，這樣就有： ?? coscosTFF ? （ 313） ??? c o s/ta ns in FFF TN ?? （ 314） ??? ta ns inc o s FFF TS ?? （ 315） 于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力 A 和徑向力 R分別為 20 ? ???????? c o ss ins int a nc o sc o ss in ???? FFFF SNaz （ 316） ? ???????? s ins inc o st a nc o ss inc o s ???? FFFF SNRz （ 317） 式（ 316）可計(jì)算 ? ? ????????? o s35s a n35c o s 3azF 20202N 式（ 317）可計(jì)算 RzF ? ????????? in35s o a n35c o s 3 =9662N 式（ 312）～式（ 317） 參考《汽車設(shè)計(jì)》 。 軸承的軸向載荷就是上述的齒輪的軸向力。但如果采用圓錐滾子軸承作支承時(shí)，還應(yīng)考慮徑向力所應(yīng)起的派生軸向力的影響。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪的徑向力，圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。 對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖 44 所示 圖 34 主減速器軸承的布置尺寸 軸承 A， B 的徑向載荷分別為 R A = ? ? ? ? 22 maZRZ dFbFbFa ????? （ 318 ）? ? ? ? 22 maZRZB dFcFcFaR ?????? （ 319 ） 根據(jù)上式已知 aZF =20202N， RZF =9662N， a=134mm ， b=84mm， c=50mm 21 所以軸承 A的徑向力 AR = ? ? ? ? 22 134 1 ?????? =15976N 其軸向力為 0 軸承 B的徑向力 RB = ? ? ? ? 22 0 24 6 62502 5 45 0134 1 ?????? =13364N （ 1）對(duì)于軸承 A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承 42608E，此軸承的額定動(dòng)載荷 Cr 為 ，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 Q=X RA =1 15976=15976N。 所以有公式 610?????????? ?QfCrfLpt s (320) 式中 :tf —— 為溫度 系數(shù)，在此取 。 pf —— 為載荷系數(shù)，在此取 。 所以 L = 63103 101 5 9 7 0 21 ?????????? ??= 108 s 此外對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2n 為 ramrvn ? r/min (321) 式中： r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑， m amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h。對(duì)于載貨汽車和公共汽車可取 30～ 35 km/h，在此取 km/h。 所以有上式可得 2n = ? = r/min 而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1n = =728 r/min 所以軸承能工作的額定軸承壽命： nLLh 60? h hL (322) 式中 : n —— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速， r/min。 有上式可得軸承 A的使用壽命 72860 8???hL =6188 h 若大修里程 S定為 100000 公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命即 22 hL39。 =amvS h (323) 所以 hL39。 = = h 和 hL 比較， hL 〉 hL39。 ，故軸承符合使用要求。 （ 2）對(duì)于軸承 B，在此并不是一個(gè)軸承，而是一對(duì)軸承， 對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y值按雙列軸承選用， e值與單列軸承相同。在此選用 7514E 型軸承。 在此徑向力 R=13369N 軸向力 A=20202N，所以 RA =〈 e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中 表 可查得 X=， Y== ?? = 當(dāng)量動(dòng)載荷 Q= ? ?YAXRfd ? （ 324） 式中： df —— 沖擊載荷系數(shù)在此取 有上式可得 Q=（ 1 13369+ 20202） = 由于采用的是成對(duì)軸承 ?rC = 所以軸承的使用壽命由式（ 420）和式（ 422）可得 hL = ????????? ?QCrn16670 = 1 6 1 8 6 8 0 0 07 2 81 6 6 7 0 ?????? ?= h h= hL39。 所以軸承符合使用要求。 對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承 C， D的徑向力計(jì)算公式見式（ 318）和式（ 319）已知 F=25450N，aZF =9662N， RZF =20202N， a=410mm， b==250mm 所以，軸承 C的徑向力： cR = ? ? ? ? 22 ?????? = 軸承 D的徑向力： DR = ? ? ? ? 22 ?????? = 軸承 C， D 均采用 7315E，其額定動(dòng)載荷 Cr 為 134097N （ 3）對(duì)于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=，并且 RA =〉 e，在此 e 值為 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表 可查得 X=， Y== 23 所以 Q= ? ?YRXAfd ? =( 9662＋ )= hL = ????????? ?QCrn16670 = ??????? =2896 3 h hL39。 所以軸承 C滿足使用要求。 （ 4）對(duì)于軸承 D，軸向力 A=0N，徑向力 R=，并且 RA =.4187〉 e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表 可查得 X=， Y== 所以 Q= ? ?YRXAfd ? = ( )= hL = ????????? ?QCrn16670 = 4 3 5 21 3 4 0 9 6 31 6 6 7 0 ??????? = h hL39。 所以軸承 D滿足使用要求。 4 差速器設(shè)計(jì) 汽車在行駛過(guò)程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等。如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn) 。 為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有 輪間差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。 差速器用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器有多種形式，在此設(shè)計(jì)普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 圖 41 差速器差速原理 24 如圖 41所示，對(duì)稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機(jī)構(gòu)。差速器殼 3與行星齒輪軸5 連成一體，形成行星架。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪 6 固連在一起，固為主動(dòng) 件，設(shè)其角速度為 0? ； 半軸齒輪 1 和 2 為從動(dòng)件，其角速度為 1? 和 2? 。 A、 B兩點(diǎn)分別為行星齒輪 4與半軸齒輪 1和 2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為 C， A、 B、 C 三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 r 。 當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑 r 上的 A、B、 C三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖 41），其 值為 0? r 。于是 1? = 2? = 0? ，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。 當(dāng)行星齒輪 4 除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5 以角速度 4? 自轉(zhuǎn)時(shí)（圖），嚙合點(diǎn) A 的圓周速度為 1? r = 0? r + 4? r ，嚙合點(diǎn) B 的圓周速度為 2? r = 0? r 4? r 。于是 1? r + 2? r =（ 0? r + 4? r ） +( 0? r 4? r ) 即 1? + 2? =2 0? （ 41） 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2nnn ?? （ 42） 式（ 42）為兩半軸齒輪直徑相等的對(duì) 稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)。 有式（ 42）還可以得知： ① 當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍； ② 當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速 反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。如圖 42所示。 25 圖 42 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 1， 12軸承； 2螺母； 3， 14鎖止墊片； 4差速器左殼； 5， 14螺栓； 6半軸齒輪墊片； 7半軸齒輪； 8行星齒輪軸； 9行星齒輪； 10行星齒輪墊片； 11差速器右殼 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì) 由于在差速器殼上裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速 器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 載貨汽車采用 4 個(gè)行星齒輪。 BR 的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑 BR ，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。 球面半徑 BR 可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 3 TKR BB? mm (43) 式中： BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～ ，對(duì)于有 4 個(gè)行星齒輪的載貨汽車取小值； T—— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取 Tce和 Tcs 的較小值， N m. 26 根據(jù)上式 BR = 29910 =80mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距 A0 =80mm 為了獲得較大的模數(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。但一般不少于 10。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25，大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比1z / 2z 在 ～ 的范圍內(nèi)。 差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng) 考慮它們之間的裝配關(guān)系，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) Lz2 ， Rz2 之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸