【導(dǎo)讀】隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車技術(shù)的提高，驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)和制造工藝都在日益完善。要求的同時(shí)極力強(qiáng)調(diào)其對(duì)惡劣路況的適應(yīng)力。驅(qū)動(dòng)橋是汽車最重要的系統(tǒng)之一，是為汽。速比有減小的趨勢(shì),以滿足高速行駛的要求。為減小驅(qū)動(dòng)輪的外廓尺寸,目前主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的主要組成部分。汽車的驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端，其基本功。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式雖然可以各不相同，但在使用中對(duì)它們的基本要求卻是一致的，質(zhì)量，以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性。6）輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布并與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)。在選擇驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，應(yīng)當(dāng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及使用、生產(chǎn)條件出發(fā)，驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式密切相關(guān)。動(dòng)橋應(yīng)為非斷開式，即驅(qū)動(dòng)橋是一根連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，懸架時(shí)，為保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為斷開式。這種驅(qū)動(dòng)橋無剛性的整體外殼，主減速

　　

【正文】 式中： 第 31 頁 共 40 頁 z z2——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 22 011 0 s in2s in2 ?? zAzAm ?? （ 231） ＝ 10/ o?? ＝ 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： mzd? （ 232） 行星齒輪節(jié)圓直徑 mzd? ＝ 10 ? ＝ 半軸齒輪節(jié)圓直徑 mzd? ＝ 18? ＝ 齒面寬的選擇 雙曲面齒輪的輪齒面寬ｂ 2(mm)推薦為： [10] bz＝（ ～ ） A0＝（ ～ ） ? ＝ ～ 式中： d——齒輪節(jié)圓直徑， mm。 并且 F 要小于 10m 即 40mm。 考慮到齒輪強(qiáng)度要求取 12mm。 （ 5）壓力角 過去汽車差速器齒輪都選用 20186。壓力角，這時(shí)齒高系數(shù)為 l，而最少 齒數(shù)是 13。目前汽車差速器齒輪大都選用 22186。30′，的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10，并且在小齒輪 (行星齒輪 )齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最少齒數(shù)比壓力角為 20186。的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。 [1] 此設(shè)計(jì)差速器齒輪大采用 22186。30′的壓力角，齒高系數(shù)取 （ 6）行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 的確定 [1] ][ 1030??? ?? dc rnT?? （ 233） ＝ mm 式中： 第 32 頁 共 40 頁 T0——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， Nm； n——行星齒輪數(shù)； 2 rd——為行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木喔撸?mm； drd ? ； [ c? ]——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 98MPa。 行星齒輪安裝孔的深度 L 就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度。通常取 ??L ＝ ? ＝ mm 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計(jì)算 表 24 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計(jì)算 [5] 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) z1 ,10? 應(yīng)盡量取小值 10 2 半軸齒輪齒數(shù) z2=14~25,且需滿足式（ 414） 18 3 模數(shù) m 4 齒面寬 F=(~)A0。 F? 10m 12 5 齒工作高 hg= 6 齒全高 h=+ 7 壓力角 一般汽車 :a= 39。3022o ；某些重型汽車： a=25o 8 軸交角 90?? o 90 o 9 節(jié)圓直徑 d1=mz1。d2=mz2 ； 10 節(jié)錐角 。211 arctan zz?? ； 122 arctan zz?? 或 2? =90o 1? 。 o ； o 11 節(jié)錐距 Ao=2211 sin2sin2 ?? dd ? 12 周節(jié) t= 第 33 頁 共 40 頁 13 齒頂高 mzzhhhh g?????????????????????????? 21239。239。239。13 7 3 。 ； 14 齒根高 39。2239。139。39。1 7 8 。7 8 hmhhmh ???? ； 15 徑向間隙 0 5 8 ???? mhhcg 16 齒根角 oo AhAh2211 a rc t a n。a rc t a n ?? ?? o ； 17 面錐角 12022101 。 ?????? ???? ； o18 根錐角 222211 。 ?????? ???? RR ； 19 外圓直徑 239。2202 139。1101c os2 。c os2 ??hdd hdd ?? ?? ； 20 節(jié)錐頂點(diǎn)至 齒輪外緣距離 239。2102139。1201sin2。sin2????hdhd??? ； 21 理論弧齒厚 mahhtS Sts ????? ?? tan)(2。39。239。1221 ； 22 齒側(cè)間隙 B(見表 319) 采用高精度一欄的數(shù)值 23 弦齒厚 26。26 2232221311 21 BdSSSBdSSS ?????? ?? ； 24 弦齒高 2 22239。21 12139。1 4c os。4c os 21 dShhdShh ?? ?? ???? ； 差逮器齒輪與強(qiáng)度計(jì)算 [1] 汽車差速 器齒輪的彎曲應(yīng)力為 ： 第 34 頁 共 40 頁 223102dJbnmK KKTv msw ??? ?????? （ 234） 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算時(shí) ： 223102dJbnmK KKTv msw ??? ?????? ＝ 951 MPa 式中： T——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩， Nm； nTT j /? = n——差速器行星齒輪數(shù)目； 2 J——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見參考文獻(xiàn) [3]圖 411 查得為 按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩計(jì)算所得的汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力，應(yīng)不大于 ；按計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算時(shí)，彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于 980 MPa。 從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。 半軸的設(shè)計(jì) 半軸是在差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞動(dòng)力的實(shí)心軸。其內(nèi)端與差速器的半軸齒輪（ bevel side gear）連接，外端則與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂相連。半軸與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂在驅(qū)動(dòng)橋殼上的支稱形式，決定了半軸的受力情況 [5]。 半軸的型式 半軸的型式主要取決于半軸的支承型式。 普通非斷開式驅(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 種形式。此設(shè)計(jì)選用全 浮式 。 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 半軸的主要尺寸是它的直徑，在設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)對(duì)使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同型式的半軸的分析比較，大致選定從整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 [1] : oge iiTT 1max?? （ 235） ? ——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)圓錐行星齒輪差速器可取 ? =； maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 第 35 頁 共 40 頁 1gi ——變速器的一擋傳動(dòng)比 oi ——主減速比 計(jì)算得： T= ： ? ? ? ? mmTTd ~ 10 33 3 ?????? ? （ 236） d——半軸桿部直徑 T——半軸計(jì) 算載荷 ??? ——半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 所以取半軸桿部直徑為 mmd 28? 半軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 ： ? ???? ??316 dT （ 237） ? ——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T——半軸計(jì)算載荷 T= D——半軸桿部直徑 mmd 28? ??? ——半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 ? ?M P aM P a 5 8 8~4 9 1 8 ??? ： 310180 ??? ?? GJTl （ 238） T——半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩； T= L——半軸的長(zhǎng)度； l=846mm G——材料的彈性模量； G= J——半軸橫截面的極慣性矩 432dJ ?? 第 36 頁 共 40 頁 ? ? ???? 【 2】 ： ??bzLdDTpABs ?????? ???410 3 （ 239） T半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， mNT .? BD ——半軸花鍵的外徑， BD =32mm Ad ——相配合花鍵孔的內(nèi)徑 ， Ad =26mm z ——花鍵齒數(shù)， z =10 pL ——花鍵的工作長(zhǎng)度，pL =64mm b ——花鍵的齒寬， b =6mm ? ——載荷分布不均勻系數(shù)， ? = MPas 53?? ： ??pABABc zLdDdDT?????? ??????? ???2410 3 （ 240） T， BD ， Ad ， z ， pL ， ? ——見式（ 65）下說明 當(dāng)傳遞最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，半軸花鍵的剪切應(yīng)力不應(yīng)超過 ，半軸花鍵的擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過 196Mpa。通過計(jì)算說明半軸強(qiáng)度足夠了。 在通常的設(shè)計(jì)中常使半軸的強(qiáng)度儲(chǔ)備低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳遞轉(zhuǎn)矩零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半軸起類似電路中的 “保險(xiǎn)絲 ”的作用。 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 整體式橋殼是把整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一整體的空心梁，其剛度和強(qiáng)度都比較好。橋殼將車體上的重力傳到車輪并將作用在車輪上的牽引力，制動(dòng)力，側(cè)向力傳給懸架和車架。 其內(nèi)部用來安裝主減速器、差速器和半軸等 。橋殼的作用就是直接承受汽車后部的負(fù)荷。當(dāng)汽 車直線行駛時(shí)，橋殼承受垂直和水平負(fù)荷，當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)， 第 37 頁 共 40 頁 橋殼承受垂直和水平負(fù)荷及由制動(dòng)力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，而汽車側(cè)向滑移時(shí)，后橋殼承受垂直和側(cè)向負(fù)荷。由此可知，后橋殼在實(shí)際使用中的工況是比較復(fù)雜的。因此在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼時(shí)，應(yīng)使其具有足夠的強(qiáng)度，疲勞壽命及剛度，以確保減速器總成的正常運(yùn)轉(zhuǎn) [3]。 驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足以下要求 [2]： 1) 保護(hù)裝于其上的傳動(dòng)系部件和防止泥水侵入，具有足夠的強(qiáng)度和使用壽命，質(zhì)量?。? 2) 具有高的剛度，以保證主減速器齒輪的嚙合的正常工作和不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力； 3) 保證足夠的離地間隙； 4) 結(jié)構(gòu)工藝性好，成 本底，拆裝、保養(yǎng)、維修方便。 整體式橋殼因制造方法不同，可分為整體鑄造式、中段鑄造壓入鋼管式和鋼板沖壓焊接式等 。 本設(shè)計(jì)選用 整體鑄造式 橋殼，它具有如下優(yōu)點(diǎn)： 可制造成復(fù)雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應(yīng)力分布， 其剛度和強(qiáng)度都比較好，工作可靠，適應(yīng)于要求橋殼承載負(fù)荷較大的中型和重型載貨汽車 結(jié)論 為了提高汽車運(yùn)輸效率，改善汽車動(dòng)力性不足，燃油經(jīng)濟(jì)性差的狀況，提高貨車汽車的安全性和可靠性，我們進(jìn)行了 皮卡車 的底盤設(shè)計(jì)。在底盤系統(tǒng)中，我負(fù)責(zé)的是驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就 是對(duì)主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋殼等主要零部件 第 38 頁 共 40 頁 的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其滿足現(xiàn)代 CS1028 皮卡車 適應(yīng)高速工況的要求。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了機(jī)械制圖、機(jī)械原理、汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計(jì)及生產(chǎn)制造等方面的基本理論和專業(yè)知識(shí)，從理論上到實(shí)踐上了解各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)也體現(xiàn)了我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的程度。在這次設(shè)計(jì)中，首先的收獲是查閱資料的能力。到圖書館借書、到網(wǎng)上搜索資料、到閱覽室查閱期刊雜志，在大量的文字中找到我們需要的，并加以分析很整理，再把它融入到自己的設(shè)計(jì)中去。其次就是動(dòng)手能力了 。在我畫驅(qū)動(dòng)橋的裝配圖的過程中遇到很多的困難，對(duì)結(jié)構(gòu)不是很了解，于是我們就到實(shí)驗(yàn)室對(duì)著實(shí)物一點(diǎn)一點(diǎn)的琢磨。通過對(duì)實(shí)際驅(qū)動(dòng)橋的研究，再參照我們?cè)O(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋，進(jìn)一步加深對(duì)它的認(rèn)識(shí)。最能體現(xiàn)動(dòng)手能力的方面還是 CAD 制圖和手工繪圖。 這次的設(shè)計(jì)是對(duì)四年所學(xué)過的知識(shí)的一個(gè)復(fù)習(xí)，包括汽車構(gòu)造、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖 等等。很多知識(shí)以前只是停留在理論上的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)在我們把理論運(yùn)用到實(shí)踐中去了，又有了更為深刻的認(rèn)識(shí) 。任何的事情都不可能達(dá)到完美，我們的設(shè)計(jì)更是這樣的。通過反復(fù)的演算、修改、優(yōu)化才能使我們的結(jié)果趨于合理，才會(huì)使圖形效 果更理想。 通過這 次設(shè)計(jì)，對(duì)這四年的學(xué)習(xí)做了一個(gè)總結(jié)，對(duì)自己也做了一個(gè)總結(jié)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)給 我最大的感受就是結(jié)果不是最重要的，我們享受的是一個(gè)努力的過程和認(rèn)真的態(tài)度。 參考文獻(xiàn)