【正文】 并繪制了主減速器的裝備圖以及十字軸和從?？紤]其要有足夠的強(qiáng)度 和剛度，具有一定的承載能力和離地間隙等方面，所以采用鑄造整體式橋殼。拆檢主減速器時(shí)，必須把整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋從汽車上拆卸下來， 目前 已 很少 采 用。 ，由螺栓連成一體。但其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車的行駛平順性有不利的影響。按制造工藝的不同又可分為多種形式，常見的為整體鑄造、鋼板沖壓焊接式、中段鑄造兩端壓入鋼管和鋼管擴(kuò)張成形等形式。 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動(dòng)橋殼從結(jié)構(gòu)上可分為整體式橋殼和分段橋殼兩類 。 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求： 1） 減小汽車的非簧載質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷和提高汽車的行駛平順性； 2） 保證足夠的離地間隙； 3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便 ， 以利于降低成本 ； 4) 保證主減速器的 拆裝、調(diào)整、維修 和保養(yǎng) 方便。由于硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，因此使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得更為顯著。近些年來采用高頻、中頻等感應(yīng)淬火的日益增多。 本次設(shè)計(jì)半軸的材料選用 40MnB。 關(guān)于半軸的材料，過去大都采用含鉻的中碳合金鋼，如 40Cr、 40CrMnMo、35CrMnTi、 38CrMnSi、 42CrMo 等，后來推廣我國(guó)制出的的新鋼種如 40MnB 等 作為半軸材料，效果很好。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞。 m； 靜扭安全系數(shù)： n =??n = ? 滿足在 ～ 。 m； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 d —— 半軸桿部直徑， mm； [? ]—— 半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力， 可取為 [? ]=490～ 588MPa。 T = 373 = N 全浮式 半軸 計(jì)算載荷 的 確定 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 、傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比 TLi 計(jì)算半軸轉(zhuǎn)矩 T ： T =? maxeT gIi 0i N全浮式半軸主要用于總質(zhì)量較大的商用車上。 半軸支承型式 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式 、 3/4 浮式和全浮式 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第四章 車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 車輪傳動(dòng)裝置的功用 接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并傳給驅(qū)動(dòng)車輪。因此，對(duì)差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 表 31汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 單位：㎜ 序號(hào) 計(jì)算公式 注釋 1 131?z 行星齒輪齒數(shù) 2 232?z 半軸齒輪齒數(shù) 3 ?m 模數(shù) 4 18?b 齒面寬 5 ?? mhg 齒工作高 6 ?? mh = 齒全高 7 3022??? 壓力角 8 ?90?? 軸交角 9 6511 ??mzd 。通常取 7 2 5 ???? ?L ㎜ （ 39） 6 1 0 6][ 10 33 ???? ???? nlTcj ?? ㎜ （ 310） 式中 jT —— 差速器 殼傳遞 的轉(zhuǎn)矩，mN? ； n—— 行星齒輪數(shù)； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 l—— 行星齒輪支撐面中心點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x， 22 ???????? ddl ㎜ ][c? —— 支撐面的許用擠壓應(yīng)力，取為 98 aMP 。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的端面模數(shù)： 22 011 0 s in2s in2 ?? zAzAm ?? （ 37） = 69 in13 622 ?? ?㎜ 則取 5mm 節(jié)圓直徑 d 由下式求得： mzd? （ 38） 則 6513511 ???? mzd ㎜ 11523522 ???? mzd ㎜ （ 5） 壓力角 ? 目前汽車差速器齒輪壓力較大都選用 0322 ?? 的壓力角。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右半軸齒輪的齒數(shù) Lz2 、 Rz2 之和，必須能被行星齒輪數(shù)目 n 所整除，否則不能安裝，即應(yīng)滿足： ??nzz RL 22 整數(shù) （ 35） 942313 ?? 滿足要求。半軸齒輪與行星 齒輪比多在 ～2范圍內(nèi)。 BR 確定后，根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： (0 ?A ) BR （ 34） =62mm （ 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)盡量小，但一般不少于 10。 （ 2）行星齒輪球面半徑 BR 的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面 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，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。差速器的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪刀向軸承支座的限制。可以認(rèn)為無論左右驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速是否相等，而轉(zhuǎn)矩基本上總是平均分配的。為了衡量 差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性，常以鎖緊系數(shù) K表征，即 K =（ 2M 1M ） / 0M = rM / 0M （ 31） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 差速器內(nèi)摩擦力矩和其輸入轉(zhuǎn)矩之比，定義為差速器鎖緊系數(shù) K 。因此，當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)， 1M =（ 0M rM ） /2， 2M =（ 0M + rM ） /2。此摩擦力矩使行星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪附加作用了大小相 等而方向相反的兩個(gè)圓周力21 FF和 。 當(dāng)兩半軸齒輪以不同轉(zhuǎn)速朝相 同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速 1n 大于右半軸轉(zhuǎn)速， 2n 則行星齒輪將按圖實(shí)線箭頭 4n 的方向繞行星齒輪軸軸頸 5自轉(zhuǎn)，此時(shí)行星齒輪孔與行星齒輪軸軸頸間以及齒輪背部與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦。行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，而兩個(gè)半軸齒輪半徑也是相等的。 2．對(duì)稱式錐齒輪差速器中的轉(zhuǎn)矩分配 如圖 32 。 于是， 1? + 2? =2 0? ，或表示為 021 2nnn ?? 。于是 1? = 2? =0? ，此時(shí)，差速器不起作用 ,而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。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。 1．對(duì)稱式錐齒輪差速器差速原理 圖 31 中 ， 差速器殼 3 與行星齒輪 5 連成一體，形成行星架，因?yàn)樗峙c主減速器的從動(dòng) 齒輪 6 固定在一起，故為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為 0? ；半軸齒輪 1和2 為從動(dòng)件，其角速度分別為 1? 和 2? 。 差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇 本設(shè)計(jì)中采用的是普通錐齒輪式差速器中的對(duì)稱式錐齒輪差速器，由于其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，所以被廣泛采用。 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來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)，用來保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著 降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。 用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng) 過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～ 64HRC，而心部硬度較低。 本方案采用鋼號(hào)為 20CrMnTi 的滲碳合金鋼，使其經(jīng)過滲碳，淬火，回火處 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 理。 （ 3） 鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率。 據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪的材料及熱處理有以下要求： （ 1）有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故而齒表面應(yīng) 有高的硬度。 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其它齒輪相比它具有載荷作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 3）輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 雙曲面齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力 j? （ aMP ）為 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 j? = JbK KKKKTdCvfmsjF1301102 ? （ 212） = 3?? ?????? = aMP 式中 jT —— 主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ； FC —— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 1d —— 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，㎜； 0K 、 VK 、 mK —— 前邊已說明； SK —— 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪對(duì)其淬火性的影響，取 SK =1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)；對(duì)于制造精確的齒輪可取 fK =1； 1b —— 齒面寬， 59㎜ J—— 計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，可由 《汽車車橋設(shè)計(jì)》圖 3119～圖 3131查取 J =。 2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器的雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 w?（ 2/mmN ）為 JDmbK KKKT sv msjw 2 03102 ??? （ 211） = 3 ????? ????? = 式中 jT —— 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， jT =min[Tce , csT ] mN? ； 0K —— 超載系數(shù)，一般取為 1； sK —— 尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理有關(guān)。4 7 6 )36()1 1 7( ?? （ 126） ?? 右右 ）（ 68)67)(1 1 3( ； ??? 右右 ）（ 68)67)(113( （ 127） ?右右）（ ）（ 124123 （ 128） ?? ）（）（）（ 右左 876868 （ 129） ?右）（）（ 125118 （ 130） ?)127)(74( （ 131） ???? 左)126)(75()129)(130()128(0B 小齒輪外緣到大齒輪軸線的距離 （ 132） ?? )130()127)(4( （ 133） ???? 右)126)(75()129)(132()128(iB 大齒輪外緣到小齒輪軸線的距離 （ 134） ?? )131()121( （ 135） ?? )134)(119(01d 小齒輪外圓直徑 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 （ 136） ?? )12()99( )100)(70( （ 137） ?? )136( )5(sin 0? （ 138） ?0? （ 139） ?0cos? （ 140） ??)100( )95()110)(99( （ 141） ??? )139( )140()137)(5(RG （ 142） ?? )1 3 9)(1 0 0(sin 1R? （ 143） ?1R? 小齒輪根錐角 （ 144） ?1cos R? （ 145） ?1tan R? （ 146） ?minB 最小齒側(cè)間隙允許值 （ 147） ?maxB 最大齒側(cè)間隙允許值 （ 148） ?? )42()90( （ 149） ?? )148)(4()96( （ 150） ??? )4()73(iA 在節(jié)平面內(nèi)大齒輪內(nèi)錐距 主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1）單位齒長(zhǎng)的圓周力 P=2bF （ 29） 式中 P—— 單位齒長(zhǎng)上的圓周力， mN/ ； F—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著系數(shù)rG??2 兩種工況進(jìn)行計(jì)算； b2 —— 從動(dòng)齒輪的齒面寬， b2 =59 ㎜ ； 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： 213m ax210bdiTP ge???? （ 210） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 =59270 3??? =1380≤ [p]=1429 mN? 式中 maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， mN? ； gi —— 變速器傳動(dòng)比，常取 ? 擋及直接擋進(jìn) 行計(jì)算； 1d —— 主動(dòng)齒輪分度圓直徑， 1d =70 ㎜。正號(hào)（ +）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了大齒輪軸線，負(fù)號(hào)（ ）表 示該節(jié)錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。正號(hào)（ +）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了小齒輪軸線，負(fù)號(hào)（ ）表