【正文】 考慮的設(shè)計的是氫 型客車，驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。 驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)選擇 驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致可分為三類：可分式、整體式和組合式。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。 在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 第 6章 驅(qū)動橋殼設(shè)計 驅(qū)動橋殼簡介 驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪．作用在驅(qū)動車輪上的牽引力，制動力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。當(dāng)半軸采用感應(yīng)淬火時，桿部表面硬度推薦在 5262HRC 范圍內(nèi)，心部硬度可控制在 3035HB；花鍵部分的表面強度可定為 5055HRC。近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。 從節(jié)約較稀有的金屬，降低制造成本的目標出發(fā)，采用中 碳鋼（ 40鋼， 45 鋼）制造半軸是發(fā)展趨勢，國外已多有采用。 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如 40Cr， 40CrMnMo， 40CrMnSi，40CrMoA， 35CrMnSi， 35CrMnTi 等。重型車半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當(dāng)無較大鍛造設(shè)備時可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以簡化工藝。 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料與熱處理 為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部做得粗些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加。 ?—— 載荷分布的不均勻系數(shù)，計算時取 。 z —— 花鍵齒數(shù)；在此取 8 pL —— 花鍵工作長度， mm，在此取 50mm。 BD —— 半軸花鍵的外徑， mm，在此取 36mm。 m ，在此取 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(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。 m； d—— 半軸桿部的直徑， mm。 m 半軸直徑的選擇 在設(shè)計中 半 浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進行： mmTd ][1 9 103 3 ??? ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 取 mmd 28? 下面將進行半軸的校核： 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： ][ 3333 ???? ??????? M P aM P ad T 符合要求 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 310180?? ?? GJTl （ 44） 式中 l —— 半軸長度 mml 650? G —— 材料的剪切彈性模量 GPaG 80? J—— 半軸橫截面的極慣性矩 444 mmdJ ???? ?? 則 ?????? ?? 0 3 1 31080 7 4 5 33 ?? 半軸的強度計算 首先是驗算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? ： 316dT??? 103 MPa (54) 式中： T —— 半軸的計算轉(zhuǎn)矩， N 上參數(shù)見式（ 21）下的說明。 根據(jù)上式22 1 .4 1 4 7 0 0 0 .82LRXX ?? ? ?=8232 N 若按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算，即 reRL riTXX /m a x22 ???? （ 52） 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 ； maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， N22 GmXX RL ?? （ 51） 式中： ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù)取 ； 39。 半軸計算載荷的確定 半 浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩可有 rRrL rXrXT ??? ? 22 求得，其中LX2 ， RX2 的計算，可根據(jù)以下方法計算，并取兩者中的較小者。但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類汽車上。但在實際工作中由于加工和裝配精度的影響及橋殼與軸承支承剛度的不足等原因，仍 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 可能使全浮式半軸在實際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應(yīng)力約為 5～ 70MPa。 多采用一對圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應(yīng)相向安裝并有一定的預(yù)緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案?？捎糜谵I車和輕型載貨汽車，但未得到推廣。由于一個軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即 3/4 浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛度、半軸的剛度等因素決定。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負荷也不大 的轎車和輕型載貨汽車。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車輪傳來的彎矩。 半軸的 形式 選擇 普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，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。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 5章 驅(qū)動車輪的傳動裝置 車輪傳動裝置簡介 驅(qū)動車輪的傳動裝置 位于傳動系的末端，其功用 是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。 差速器齒輪的材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣， 基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為 20CrMnTi、 20CrMoTi、 22CrMnMo 和 20CrMo 等。輪齒彎曲強度 w? 為 w? = JmbzK KKTKvms2203102? MPa (46) 式中： T —— 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nTT ?? ，在此 T 為 2102 s in2 ?? hd ?? 01 ? ? 02 ? ? （ 2）差速器錐齒輪強度計算 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(dāng)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。 19 外圓直徑 1111 c os2 ?ao hdd ?? 22202 c os2 ?ahdd ?? 01 ? 2 ? 20 齒側(cè)間隙 B =～ mm B = 21 節(jié)圓頂點至齒輪外緣距離 139。 18 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R? =176。 17 面錐角 211 ??? ??o ； 122 ??? ??o 1o? =36176。022 arctan Ahf?? 1?=176。 mzzh a?????????????????????? 2122 1ah = 2ah = 14 齒根高 1fh = 1ah 。 ?2? 176。 8 軸交角 ? =90176。2 90d??=72mm l = 72=36mm ? 32 9 0 9 .1 3 1 01 .1 6 9 4 3 6?? ? ? ?≈ ?? ≈ 差速器齒輪的幾何尺寸計算與強度校核 （ 1）差速器齒輪的幾何尺寸計算 表 2 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算表 單位： mm 序 號 項 目 計算公式 結(jié) 果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥ 10，應(yīng)盡量取最小值 1z =10 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿足式（ 34） 2z =18 3 模數(shù) m m =5 4 齒面寬 b=(～ )A0 。2 為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，而 d39。 m n—— 行星齒輪的數(shù)目；在此為 4 l—— 行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x， mm， l ≈ 39。 （ 6）行星齒輪安裝孔的直徑 ? 及其深度 L 行星齒輪的安裝孔的直徑 ? 與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。? ??L ? ?nlTL c ???? ??? 302 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 ? ?nlT c?? 1030?? （ 45） 式中： 0T —— 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， N在此選 176。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為 20176。的壓力角，齒高系數(shù)為 。－ 1? =176。 （ 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 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? 211 arctanzz?? = 1810arctan =176。 差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時，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齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： Inzz RL ?? 22 （ 44） 式中： Lz2 ， Rz2 —— 左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說，Lz2 = Rz2 n—— 行星齒輪數(shù)目； I —— 任意整數(shù)。但一般不少于 10。 球面半徑 BR 可按如下的經(jīng)驗公式確定： 3TKR BB? mm (43) 式中： BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～ T—— 計算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs 的較小值， N （ 1）行星齒輪數(shù)目的選擇 貨車，客車和越野車多采用四個行星輪，轎車常采用兩個行星齒輪。 圖 差速器差速原理 差速器齒輪主要參數(shù)的選擇 由于差速器是安裝在主減速器從動齒輪上，故在確定主 減速器尺寸時，應(yīng)考慮差速器的安裝。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 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 自 轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。 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（圖），嚙合點A 的圓周速度為 1? r = 0? r + 4? r ，嚙合點 B 的圓周速度為 2? r = 0? r 4? 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，顯然，處在同一半徑 r上的 A、 B、 C 三點的圓周速度都相等，其值為 0? r 。A、 B 兩點分別為行星齒輪 4 與半軸齒輪 1 和 2 的嚙合點。差速器殼 3 與行星齒輪軸 5 連成一體，形成行星架。 根據(jù)本次所設(shè)計的車型以及使用條件，選擇對稱式圓錐行星齒輪差速器。 大多數(shù)汽車都屬于公路運輸車，對于在公路上行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動輪與路面的附著系數(shù)幾乎沒有差別，且附著較好，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，制造方便，用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左右驅(qū)動車輪之間的所謂輪間差速器使用。差速器的功用 就式在向兩半軸傳遞動力時，允許兩半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以滿足各輪不等距行駛的需要，從而滿足汽車行駛運動學(xué)的要求。若兩輪用一根軸剛性連接，即兩輪只能以同一速度轉(zhuǎn)動，則兩輪要在同一時間內(nèi)移動不同的距離，必然時邊滾動邊滑動，即使汽車在平路上直線行駛，也難以避免車輪與路面的滑磨現(xiàn)象。因此，希望在汽車行駛過程中，盡量使車輪沿路面滾動而不是滑動，以減少車輪與路面的滑磨現(xiàn)象。放油孔及塞應(yīng)設(shè)在橋殼最低處，以便放油時能把油放盡，但也應(yīng)考慮汽車在通過障礙時放油塞不致遭碰撞而脫落。通氣塞的位置應(yīng)避開油濺及之處。 在設(shè)計中也要考慮有足夠的潤滑油能流進差速器，以保證其摩擦表面有良好的潤滑，為此在差速器殼上都有通油口。而主動錐齒輪前軸承的前面應(yīng)有回油孔，使經(jīng)過前軸承的潤滑油再流回驅(qū)動橋殼中間的油盆中。 通常是在從動錐齒輪的前端靠近主動齒輪處的主減速器殼內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，后者將由旋轉(zhuǎn)的齒輪甩出并飛濺到殼體前面內(nèi)壁上的部分潤滑油收集起來，再經(jīng)過進油孔引至前軸承圓錐滾子小端處。 主 減速器的潤滑 主減速器及差速器的齒輪及其軸承，均應(yīng)有良好的潤滑，否則極易引起早期 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 磨損。滲硫處理時溫度低，故不引起齒輪變形。 對齒面進行