【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)的題目是SX2190重型汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速。制動(dòng)力矩和反作用力矩等。式圓錐行星齒輪差速器，半軸采用全浮式型式，橋殼采用鑄造整體式橋殼。核及材料選取等工作。

　　

【正文】 數(shù)， ～ ，對(duì)于有 4 個(gè)行星 輪的 重型汽 車(chē) 取小值，取 ； BR 確定后，即根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： 0A =（ ～ ） BR =～ 取 54mm （ ） （ 3） 行星齒輪 與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了得到較大的模數(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，但一般不應(yīng)少于 10。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ～ 2 范圍內(nèi)。取 1z =11， 2z =20。 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) RL zz 22 , 之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝，即應(yīng)滿足： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 nzz rL 22?=11 （ ） （ 4） 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半 軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 21,?? ： 。 r c t a n。 r c t a n1221 11 ?? ???? zzzz ?? （ ） 式中 ： 21,zz —— 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)： 220xx0 s i n2s i n2 ?? zAzAm ??= （ ） 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 5； 式中 ： 210 , zzA 在前面已初步確定。 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： mmmzdmmmzd 95。52 21 21 ???? （ ） （ 5） 壓力角 ? 目前汽車(chē)差速器齒輪大都選用 39。3022? 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10，并且再小齒輪 （ 行星齒輪 ） 齒頂不變尖的情況下還可由 切相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。 （ 6） 行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 的確定 行星齒輪安裝孔 ? 與行星齒輪名義直徑相同，而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。 ??L =30（ mm） nlTL c ???? ][ 302??? nlT C ][ 1030?? ??= mm （ ） 式中 ： 0T 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩 24942 mN? ； n—— 行星齒輪數(shù) 4； l—— 行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x， mm. 39。 dl? ， 39。2d 是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直 徑 239。2 dd ? =76， l=38mm。 [ c? ]—— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 69MPa. 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 表 為汽車(chē)差速器用直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算步驟，表中計(jì)算用的弧齒厚系數(shù) τ見(jiàn)圖 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 汽車(chē)差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 1 行星齒輪齒數(shù) 111?z 2 半軸齒輪 齒數(shù) 202?z 3 模數(shù) 5?m 4 齒面寬 AF? =14mm 5 齒工作高 gh ==8mm 6 齒全高 h=+=9mm 7 壓力角 39。3022??? 8 軸交角 ?? ?90 9 節(jié)圓直徑 mmmzdmmmzd 95。52 21 21 ???? 10 節(jié)錐角 。 r c t a n。 r c t a n1221 11 ?? ???? zzzz ?? 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d =54mm 12 周節(jié) t== 13 齒頂高 39。 39。 39。1 2 2 2210 . 3 75 . 0 3 。 [0 . 4 3 ] 2 . 5 7()gh h h m m h mZZ? ? ? ? ? ? ? 14 齒根高 39。 39。1 1 2 21 . 7 8 8 3 . 4 3 。 1 . 7 8 8 5 . 8 9h m h m m h m h m m? ? ? ? ? ? 15 徑向間隙 0 . 1 8 8 0 . 0 5 1 0 . 9 4gc h h m m m? ? ? ? ? 16 齒根角 121200a r c t a n 3 . 6 3 。 a r c t a n 6 . 2 2ohhAA??? ? ? ? 17 面錐角 0 1 1 2 0 2 2 13 5 . 0 3 。 6 4 . 8 2? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 18 根錐角 1 1 1 2 2 22 5 . 4 5 。 5 4 . 9 7RR? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 19 外圓直徑 39。39。0 1 1 1 1 0 2 2 2 22 c o s 6 0 . 0 8 。 2 c o s 9 7 . 4 8d d h m m d d h m m??? ? ? ? ? ? 20 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 210 1 1 1 0 2 2 2s in 6 3 . 1 1 。 s in 3 0 . 1 9 622ddh m m h m m? ? ? ?? ? ? ? ? ? 21 理論弧齒厚 39。39。1 2 2 1 21 2 . 5 4 2 。 ( ) ta n 1 1 . 5 2 42tS t S m m S h h m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 22 齒側(cè)間隙 mm? （ 高精度 ） 注 :實(shí)際齒根高比上表計(jì)算值大 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 汽車(chē)差速器直齒錐齒輪切向修正系數(shù) （ 弧齒系數(shù) ） 差 速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮 ， 這是由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，僅在左 /右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸齒輪之間有相對(duì)滾動(dòng)的緣故。 汽車(chē)差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為 JmFzK KKTKv msw 22 03102 ??? （ ） 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， mN? ； nTT j ?? （ ） 。 jmemTTT N m T m m??? ? ? ? ? n—— 差速器行星齒輪數(shù)目 4； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù) 20； 0K —— 超載系數(shù) ； vK —— 質(zhì)量系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) 4 0 .7 4 9 12 5 .4s mK ??； mK —— 載荷分配系數(shù) ； F—— 齒面寬 14mm。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 m—— 模數(shù) 5； J—— 計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力的總和系數(shù) ，見(jiàn)圖 。 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 以 jeT 計(jì)算得： w? =[ w? ]1980MPa 以 jmT 計(jì)算得： w? =[ w? ]790Mpa 綜上所述，差速器齒輪強(qiáng)度滿足要求。 本章小結(jié) 本章 首先 說(shuō)明了 差速器 作用及工作原理 ，對(duì)對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪 差速器的基本參數(shù)進(jìn)行了必要的 設(shè)計(jì)計(jì)算 ，對(duì)差速器齒輪的幾何尺寸及強(qiáng)度進(jìn)行了必要的計(jì)算 ， 最終確定了所設(shè)計(jì) 差速器 的各個(gè)參數(shù)，取得機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)值并滿 足了 強(qiáng)度計(jì)算和 校核。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 5 章 半軸設(shè)計(jì) 概述 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置置位于汽車(chē)傳動(dòng)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(dòng)車(chē)輪。在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中．驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬(wàn)向接傳動(dòng)裝置且多采用等速萬(wàn)向節(jié)。在一般非斷開(kāi)式 驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半鈾齒輪 和 輪 轂 連接起來(lái)。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動(dòng)齒輪連接起來(lái)。 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定其計(jì)算載荷。 半軸計(jì)算 應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況： （ 1） 縱向力 2X （ 驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力 ） 最大時(shí) （ 2X = ?2Z ） ， 附著系數(shù) φ 取 ，沒(méi)有側(cè)向力作用； （ 2） 側(cè)向力 Y2 最大時(shí)，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時(shí)，為 Z2φ1，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù) φ1 在計(jì)算中取 ，沒(méi)有縱向力作用； （ 3） 垂向力最大時(shí)，這發(fā)生在汽車(chē)以可能的高速通過(guò)不平路面時(shí)，其值為 （ Z2gw）kd， kd 是動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)沒(méi)有縱向力和側(cè)向力的作 用。 全 浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 全 浮式半軸在上述第一種工況下 縱向力應(yīng)按最大附著力計(jì)算，即 ?2 239。22 GmXX RL ??= （ ） 式中 ： 2G —— 滿載靜止汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴妮d荷，取 54390N； 39。m —— 汽車(chē)加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋可取 ； ?—— 輪胎與的地面的附著系數(shù) 越野車(chē)取 1； 對(duì)于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪來(lái)說(shuō)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比計(jì)算所得的縱向力小于按最大附著力所決定的縱向力時(shí)，則按下式計(jì)算，即 LX2 或 rTTLeR riTX /m a x2 ??? = （ ） 式中 ： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) ； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 1070 mN? ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 TLi —— 傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比 ； T? —— 汽車(chē)傳動(dòng)效率 ； r —— 輪胎滾動(dòng)半徑 。 取兩者的較小值，所以 ?? RL XX 22 轉(zhuǎn)矩為： ????? rRrL rXrXT 22 mN? （ ） 注：第二種和第三種工況未計(jì)算 ，圖 為全浮式半軸支承示意圖 。 圖 全浮式半軸支承示意圖 （ 2） 半軸的設(shè)計(jì) ① 桿部直徑的選擇 設(shè)計(jì)時(shí)，半浮式半軸桿部直徑的初步選擇可按下式進(jìn)行： 33 3 )~(][ 10 TTd ??? ?取 d=40 mm （ ） 式中 ： d—— 半軸桿部直徑 40mm； T—— 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ； ][? —— 半軸轉(zhuǎn)矩許用應(yīng)力， MPa。因半軸材料取 40MnB， ][? 為 左右，考慮安全系數(shù)在 ～ 之間，可取 ][? =692MPa； ② 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力可由下式計(jì)算： 331016?? dT?? = ][???mmN 692MPa （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 式中 ： ? —— 半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力， MPa； T—— 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 mN? ； d—— 半軸桿部直徑 40mm。 ③ 半軸花鍵的剪切應(yīng)力為： 310 605 .6 [ ] 692()4ssBA PTDdzL b????? ? ? ?? MPa （ ） 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為： 310 158 .61 [ ] 512( ) ( )42ccB A B A PTD d D dzL?? ??? ? ? ???MPa （ ） 式中 ： T—— 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩 mN? ； BD —— 半軸花鍵外徑 ， 57mm； Ad —— 相配的花鍵孔內(nèi)徑 ， ； z—— 花鍵齒數(shù) 18； pL —— 花鍵的工作長(zhǎng)度 70mm。 b—— 花鍵齒寬， mm， m??21 =。 ? —— 載荷分布的不均勻系數(shù)，可取為 。 注：花鍵的選擇 （ 30? 漸開(kāi)線 ） 初選分度圓直徑 D=54mm， 則模數(shù) m= 3Dz? ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3 ④ 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為