【正文】 張濤。 王成剛。參考文獻(xiàn)[1] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造(上冊) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [2] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造(下冊) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [3] 王望予. 汽車設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[4] 劉惟信. 汽車車橋設(shè)計(jì). 北京：清華出版社，2003.[5] 鄭娟英. 我國重型汽車車橋歷史、 術(shù),2010.[6] 馬順龍。則 彎曲應(yīng)力為 MPa剪切應(yīng)力為 MPa合成應(yīng)力為 MPa查資料可知，半軸套管的許用應(yīng)力為490MPa。輪轂軸承受力最大的情況是發(fā)生于汽車側(cè)滑時,所以輪軸(即半軸套管)也是在汽車滿載側(cè)滑時承受最大的彎矩及應(yīng)力，半軸套管的危險截面位于輪轂內(nèi)軸承的里端。 N由以上各式可知，(a+b)愈大，則由側(cè)滑引起的軸承徑向力會愈小。則 因此，地面給左右驅(qū)動輪側(cè)向反作用力為 對于全浮式半軸的驅(qū)動橋，在橋殼兩端的半軸套管上各裝著一對輪轂軸承，它們布置在車輪垂向反作用力的作用線的兩側(cè)，通常內(nèi)軸承比外軸承離車輪中心線更近。下面以汽車向右側(cè)滑為例進(jìn)行計(jì)算。側(cè)向力一旦超過側(cè)向附著力，汽車則側(cè)滑。汽車在滿載、高速急轉(zhuǎn)彎時，則會產(chǎn)生一相當(dāng)大的且作用在汽車質(zhì)心處的離心力，汽車也會因?yàn)槠渌蚨惺軅?cè)向力。則 橋殼在兩鋼板彈簧座的外側(cè)部分同時還承受制動力所引起的轉(zhuǎn)矩 于是，該危險斷面處的應(yīng)力為 該危險斷面處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 300MPa符合強(qiáng)度條件要求。當(dāng)汽車緊急制動時不考慮側(cè)向力，作用在左右驅(qū)動車輪上除垂向反力外，尚有切向反力（即地面對驅(qū)動車輪的制動力）。則由于驅(qū)動橋的最大切向反力使橋殼也承受水平的彎矩，對于裝用普通圓錐齒輪差速器的驅(qū)動橋，在兩板簧座之間的橋殼所受的水平的彎矩Mh為 橋殼還承受因驅(qū)動橋傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩，這時在兩板簧座間橋殼承受的轉(zhuǎn)矩為 由于橋殼在鋼板彈簧座附近的危險斷面為圓管斷面,因而該斷面處的合成彎矩為 進(jìn)而，該危險斷面處的合成應(yīng)力為 MPa450MPa該危險斷面處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 300MPa符合要求。則 =450MPa 汽車以最大牽引力行駛時橋殼強(qiáng)度計(jì)算 圖62為橋殼的彎矩圖。 則 危險斷面處為圓管形，D=122mm，d=100mm。由于gw與G2/2相比較小，無數(shù)據(jù)時可忽略。本驅(qū)動橋殼為鋼板制造，故許用彎曲應(yīng)力取為450MPa，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力取為300MPa。在進(jìn)行三種典型工況計(jì)算前，先要分析汽車在滿載靜止于水平路面時橋殼的最簡單的受力情況。 驅(qū)動橋殼的強(qiáng)度校核 驅(qū)動橋殼的危險斷面通常在鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)附近，橋殼端部的輪轂軸承座根部也應(yīng)列為危險斷面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鋼板沖壓焊接式、鋼管擴(kuò)張形成式和鑄造整體式三種。整體式橋殼是將整個橋殼制造成為一體，整個橋殼就像一個空心梁， 它的強(qiáng)度和剛度都比較好，而且橋殼的主減速器殼分開制造，分為兩體。二段可分式比較落后，制造和裝配等工藝性都很差，所以逐漸被淘汰；三段可分式的橋殼分為三段，每段的制造工藝較為簡單，但是整個裝配起來后，其剛度和強(qiáng)度都比較差。橋殼的結(jié)構(gòu)型式可分三種：可分式橋殼、整體式橋殼和組合式橋殼。故選用感應(yīng)淬火，半軸桿部的表面硬化層的深度為半徑的1/4～1/3左右。硬化層本身的強(qiáng)度比較高，而且在半軸的表面形成大的殘余應(yīng)力，從而使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度得到較大的提高。過去半軸的熱處理一般都采用調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)后要求桿部的硬度為388～444HB。 半軸的材料及熱處理 經(jīng)感應(yīng)淬火的的碳素鋼（如40鋼），其靜強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度和40Cr（調(diào)質(zhì)處理）的半軸差不多，并從降低成本、節(jié)約稀有金屬的角度看，選用中碳鋼（40鋼、45鋼）來制造半軸。故本方案采用漸開線花鍵，其基本參數(shù)為：壓力角為30176。則 /m符合要求。則 T==12666Nm在設(shè)計(jì)中，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行： =~ mm取d=50 mm 半軸的校核 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 MPa550MPa=符合要求。則 N（2）按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及傳動系最低擋傳動比計(jì)算所得的縱向力 (51)式中:——差速器轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，= ； ——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=560N； iTL——傳動系最低擋傳動比，iTL=； ——汽車傳動系效率，=； rr——驅(qū)動車輪滾動半徑， rr=。根據(jù)本文設(shè)計(jì)的是CA1095K2型貨車，采用全浮式半軸。但還未得到推廣。但是其工作可靠，所以廣泛應(yīng)用于輕型及以上的載貨汽車、客車和越野車上。 差速器齒輪的材料和加工第5章 半軸的設(shè)計(jì) 半軸的型式半軸的型式主要取決于其支承型式，根據(jù)外端的支承型式不同（或者受力狀況不同），非斷開式驅(qū)動橋的半軸主要分為全浮式、3/4浮式和半浮式三種。（22） 齒側(cè)間隙：經(jīng)查表得 B= mm（23） 弦齒厚：= = mm（24） 弦齒高：=+==+= 差速器齒輪的強(qiáng)度校核 汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力為 (43)式中：——差速器一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，T = = ；TJ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩；TJ=21110 n——差速器行星齒輪數(shù)目，n=4； Z2——半軸齒輪齒數(shù)，Z2~20；J——計(jì)算差速器齒輪彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)； Ks——尺寸系數(shù)，當(dāng)端面模數(shù)m≧，=； K0——超載系數(shù)； Kv——質(zhì)量系數(shù)； Km——載荷分配系數(shù)； F——計(jì)算齒輪的齒面寬，F(xiàn)=32mm； m—端面模數(shù)，m =6mm。 = 176。30′ （8） 軸交角：（9） 節(jié)圓直徑：=78 mm，=120 mm（10） 節(jié)錐角： =。 （6） 行星齒輪安裝孔直徑及其深度的確定 行星齒輪安裝孔直徑與行星齒輪軸名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度就是行星齒輪再其軸上的支承長度，取 (42)式中：——差速器所傳遞的轉(zhuǎn)矩，21110 n ——行星齒輪數(shù)；n=4 l——行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂之距；l≈ d2’ d2’≈ d2 L ——支承長度； ——支承面的許用擠壓應(yīng)力，=98 MPa。 （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 再初步求出行星齒輪的大端模數(shù)m 取m =6mm，從而，行星齒輪的節(jié)圓直徑為 78mm半軸齒輪的節(jié)圓直徑為120mm（5） 壓力角 目前大多數(shù)汽車的差速器齒輪的壓力角均為22176。此外，還應(yīng)滿足左、右兩半軸齒輪的齒數(shù)和能被行星齒輪數(shù)整除，即 整數(shù)。（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。則= mm。圖41 差速器的結(jié)構(gòu)簡圖1行星齒輪 6半軸齒輪 5半軸 4差速器殼(行星架) 7動力輸入齒輪 差速器基本參數(shù)的選擇 （1）行星齒輪數(shù)目的選擇 據(jù)此本方案采用4個行星齒輪。本文設(shè)計(jì)的CA1095K2型載貨汽車使用路面較好，倆驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)相差不大，附著條件也較好，故選用對稱式圓錐行星齒輪差速器，其結(jié)構(gòu)簡單、制造簡單、工作平穩(wěn)可靠，其結(jié)構(gòu)如圖41所示，由行星齒輪、半軸齒輪和行星架等組成。從動齒輪軸承C的型號為 32216 GB/T2971994軸承D的型號為 32216 GB/T2971994。因溫度升高，主減速器殼及橋殼內(nèi)壓力增高，繼而引起漏油現(xiàn)象，為了防止這一現(xiàn)象發(fā)生，在主減速器殼或者橋殼上裝通氣塞，裝置通氣塞的位置應(yīng)該避開潤滑油能飛濺到的地方。通常是在從動錐齒輪的前段靠近主動齒輪處的主減速器的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽。其中尤其應(yīng)該注意主減速器主動錐齒輪的前軸承。綜合考慮以上要求，選用滲碳合金鋼制造，鋼號選為：20CrMnTi，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后硬度達(dá)58~64HRC，～。(2).齒輪輪齒的芯部應(yīng)該具有一定的韌性，即可以承受一定的沖擊。 主減速器齒輪的材料和加工汽車的主減速器工作負(fù)荷非常大，載荷變化也大，工作時間長，還帶有沖擊，所以對主減速器的齒輪加工應(yīng)該有更高的要求。m=2800MPa=即按兩者中較小者計(jì)算，輪齒的接觸強(qiáng)度合適。 (3) 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 (311)式中：——主動齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； ——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 N/mm； d1——主動齒輪節(jié)圓直徑，d1=；——尺寸系數(shù)，；——表面質(zhì)量系數(shù)，=1 J ——計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)J =；F ——齒面寬，一般取從動齒輪齒面寬，F(xiàn)＝。mm=，F(xiàn)=，