【正文】 m； 1if ， 2if … iRf ——變速器在各擋的使用率，可參考表 選取 ％， 2％， 5％，15％， ％ ； 1gi ， 2gi … gRi ——變速器各擋的傳動比 ， ， ， ， 1； 1Tf ， 2Tf … TRf ——變速器在各擋時的發(fā)動機(jī)的利用率，可參考表 選取 50％，60％， 70％， 70％， 60％ 。 25 圖 主動錐齒輪工作時受力情況 為計算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計算轉(zhuǎn)矩 。 設(shè)計時，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號，然后驗算軸承壽命。 （ 4）主動齒輪軸的彎矩 如圖 所示為主動齒輪受力及彎矩圖。 （ 2） 輪齒的彎曲強度計算 汽車主減速器 螺旋錐齒輪 輪齒的計算彎曲應(yīng)力 )/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中 ： jT ——齒輪計算轉(zhuǎn)矩 mN? ，對從動齒輪，取 ?jT ， jeT 較小的者即 ?jT =和 jmT = 來計算；對主動齒輪應(yīng)分別除以傳動效率和傳動比得1?jT =， 1jmT =； 0K ——超載系數(shù) ， ； sK ——尺寸系數(shù) sK = 4 =； mK ——載荷分配系數(shù) 取 mK =1； vK ——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動精度高時，取 1； J——計算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見圖 ， 1J =， 2J =。 主減速器螺旋 錐齒輪 的強度計算 （ 1） 單位齒長上的圓周力 在汽車主減速 器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即 FPp? （ ） 式中 ： p ——單位齒長上的圓周力， N/mm； P——作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩 rrG?2兩種載荷工況進(jìn)行計算 。在要求 使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的耐久疲勞次數(shù)。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產(chǎn)生撕裂或擦傷痕跡。造成齒面剝落的主要原因是表面層強度不夠。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應(yīng)力。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點附近，特別在小齒 輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進(jìn)而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點的現(xiàn)象就稱為點蝕。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。隨著 19 載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致輪齒部分地或整個地斷掉。它們的主要特點及影響因素分述如下： （ 1） 輪齒折斷 主要分為疲勞折斷及由于彎曲強度不足而引起的過載折斷。 19 外 圓直徑 1111 c os2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad = 2ad = 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 11201 s in2 ?? ahd ?? 2102 d?? 22sin?ah? 01? = 02? = 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=~ 23 螺旋角 ? ? =35176。 17 面錐角 211 ??? ??a ； 122 ??? ??a 1a?=176。 1? 1? =176。 表 主減速 器 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 主動齒輪齒數(shù) 1z 7 2 從 動齒輪齒數(shù) 2z 40 3 模數(shù) m 6 4 齒面寬 F 1F =44mm 2F =40mm 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh 6 全齒高 mHh 2? 錯誤 ! 未 定 義 書簽。 在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。 17 所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時針運動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。 螺旋錐齒輪螺旋方向 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。 所以有： 1d =42mm 2d =240mm。 從動錐齒輪節(jié)圓直徑 2d 及端 面模數(shù) tm 的選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 （ 見式 和 式 并取兩 式計算結(jié)果 中較小的一個 作為 計算依據(jù) ， 按經(jīng)驗公式選出： 322 jd TKd ?? （ ） 式中 ：2dK——直徑系數(shù)，取2dK=13～ 16； jT ——計算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 ?jT ， jeT 較小的 。 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 jmT jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? （ ） 式中： aG ——汽車滿載總重 N, aG =2495=24451N； TG ——所牽引的掛車滿載總重， N，僅用于牽引車取 TG =0； Rf ——道路滾動阻力系數(shù)， 貨車通常取 ～ ,初取 Rf =； Hf ——汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù) ,貨車通常取 ～ ， 初取Hf =； Pf ——汽車性能系數(shù) ])(1 [1 001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) m ax)(eTaT GG ? =16 時，取 Pf =0。 jeT =200 ? ? 1 ? 按 驅(qū)動輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩 確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 ?jT LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ ） 式中： 2G ——汽車滿載時驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷， N；但后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時負(fù)腷增大量，可初?。? 2G = 滿G =1700=16660N； ?——輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ? =； 對于越野汽車，取 ? =； 15 r ——車輪滾動半徑， ； LBLBi,? ——分別為由所計算的主 減 速器從 動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和傳動 比，分別取 和 1。 14 第 3 章 主減速器 設(shè)計 概述 主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。本次設(shè)計驅(qū)動橋殼就選用鋼板沖壓焊接式整體橋殼。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。過去這種所謂兩段可分式橋殼見于輕型汽車，由于上述缺點 現(xiàn)已很少采用。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。 全浮式半軸 的外端和以兩個軸承支撐于橋殼的半軸套管上的輪轂相聯(lián)接，由于其工作可靠， 廣泛應(yīng)用于輕型 及 以上的各類汽車上。 12 半浮式半軸 以其靠近外端的軸頸直接支撐在置于橋 殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有圓錐面的軸頸及鍵與輪轂相固定。其結(jié) 構(gòu) 型式與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)，在斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，驅(qū)動車輪的傳動裝置包括半軸和萬向接傳動裝置且多采用等速萬向節(jié)。后者又分為強制鎖止式和自然鎖止式兩類。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。 例如，拐彎時外側(cè)車輪行駛總要比內(nèi)側(cè)長。 為了防止從動錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承 剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)鉅較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。通常僅用在裝在質(zhì)量10t 以上的重型汽車上 。通常單極減速器用于主減速比 io≤ 的各種中小型汽車上 。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時捏合， 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。 傳動比一定時，如果主動齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較 高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 螺旋錐齒輪如圖 （ a）所示主、從動齒輪軸線交于一點，交角都采用 90 度。這時 0i 值應(yīng)按下式來確定 [3]： 0i =ghapr iv nrmax （ ）式中 ： r ——車輪的滾動半徑 ， r = ghi ——變速器最高檔傳動 比 pn ——最大功率轉(zhuǎn)速 4000 r/min av ——最大車速 120km/h 7 對于與其他汽車來說，為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，一般選得比最小值大 10%～ 25%，即按下式選擇： 0i =（ ~）ghapr iv nrmax （ ） 經(jīng)計算初步確定 0i = 按上式求得的 io 應(yīng)與同類汽車的主減速比相比較，并考慮到主、從動主減速齒輪可能的齒數(shù)對 io 予以校正并最后確定。 0i 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系統(tǒng)的總傳動比一起由整車動力計算來 確定。 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運動協(xié)調(diào)。 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動車輪的懸掛型式密切相關(guān)。 根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四種類型。 根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車 橋分為整體式和斷開式兩種。 設(shè)計主要內(nèi)容 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式及布置方案的確定。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)以及工程問題的一種有效的數(shù)值方法，也為驅(qū)動橋殼設(shè)計提供了強有力的工具。因此，對驅(qū)動橋進(jìn)行模態(tài)分析，掌握和改善其振動特性，是設(shè)計中的重要方面。 (2)模態(tài)分析 模態(tài)分析是對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動分析研究的最先進(jìn)的現(xiàn)代方法與手段之一。在科技迅速發(fā)展的推動下，高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國外汽車 2 新技術(shù)的引進(jìn)，研究團(tuán)隊自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動橋設(shè)計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進(jìn)的汽車零部件設(shè)計制造技術(shù)水平。主要存在技術(shù)含量低，開發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計算機(jī)輔助設(shè)計應(yīng)用少等問題。 作為汽車關(guān)鍵零部件之一的汽車驅(qū)動橋也得到相應(yīng)的發(fā)展，各生產(chǎn)廠家在研發(fā) 和生產(chǎn)過程中基本上形成了專業(yè)化、系列化、批 量化的局面 ，汽車驅(qū)動橋是汽車的重要總成，承載著汽車車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。 Drive Axle housing i 目 錄 摘要 ........................................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 Drive axle。 本 設(shè)計 首先論述了驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)，在分析驅(qū)動橋各部分結(jié)構(gòu)型式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計方案： 采用整體式驅(qū)動橋，主減速器的減速型式采用 單 級減速器，主減速器齒輪采用螺旋錐齒輪，差速器采用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。s Degree Design of Pickup Truck Driving Axle Candidate： Specialty： Vehicle Engineering Class:B071 Supervisor： Lecturer. Heilongjiang Institute of Technology I 摘 要 輕型汽車在商用汽車生產(chǎn)中占有很大的比重，而且驅(qū)動橋在整車中十分重要 。 驅(qū)動橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對于載貨汽車顯得尤 為重要。 在本次設(shè)計中， 主要完成了 單 級減 速器、圓錐行星齒輪差速器、全浮式半軸 的設(shè)計 和 橋殼 的校核及材料選取