【正文】 通常由于 遠小于 ，且設(shè)計時不wg2/G易準確預(yù)計，當(dāng)無數(shù)據(jù)時可以忽略不計所以 =26975Nm (51) 22sBgGMw????????式中： ——汽車滿載時靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷，在此 130000N；2G ——車輪（包括輪轂、制動器等）重力，N；wg ——驅(qū)動車輪輪距，在此為 1860m。 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧上載荷，而左、右輪胎的中心線，地面給輪胎的反力 （雙輪胎時則沿雙2/G胎中心） ，橋殼則承受此力與車輪重力 之差值，即（ ） ，計算簡圖如 52 所wgwg?2示。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強度特征得到保證，就認為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。在通常的情況下，在設(shè)計橋殼時多采用常規(guī)設(shè)計方法，這時將橋殼看成簡支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。 橋殼的受力分析與強度計算選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對其進行受力分析，選擇其端面尺寸，進行強度計算。尤其是重型汽車，其驅(qū)動橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋殼。另外，由于汽車的輪轂軸承是裝在半軸套管上，其中輪轂內(nèi)軸承與橋殼鑄件的外端面相靠，而外軸承則與擰在半軸套管外端的螺母相抵，故半軸套管有被拉出的傾向，所以必須將橋殼與半軸套管用銷釘固定在一起。安裝制動底板的凸緣與橋殼住在一起。如圖 51 所示，每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共四處，由里向外逐漸加大配合面的直徑，以得到較好的壓配效果。 C）沖擊值急劇降低的問題，得到了與常溫相同的沖擊值。 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 通常可采用球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計要求：① 應(yīng)具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；② 在保證強度和剛度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性；③ 保證足夠的離地間隙；④ 結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低；⑤ 保護裝于其中的傳動系統(tǒng)部件和防止泥水浸入；⑥ 拆裝，調(diào)整，維修方便。c? 此節(jié)的有關(guān)計算參考了《汽車車橋設(shè)計》 ［１］ 中關(guān)于半軸的計算的內(nèi)容。b ——載荷分布的不均勻系數(shù)，計算時取 。Ad ——花鍵齒數(shù)；在此取 24z ——花鍵工作長度，mm，在此取 120mm。T ——半軸花鍵的外徑，mm，在此取 。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；T　　　 ——半軸桿部的直徑，mm。 全浮式半軸的強度計算 首先是驗算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ：? MPa （4316dT??4）式中： ——半軸的計算轉(zhuǎn)矩，N根據(jù)上式 = ???RLX在此 =m；maxeT ——汽車傳動效率，計算時可取 1 或取 ；? ——傳動系最低擋傳動比；i ——輪胎的滾動半徑，m。39。RX2 若按最大附著力計算，即 （4?239。 由于車輪承受的縱向力 ，側(cè)向力 值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，2X2Y即有 Z???故縱向力最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時也不會有縱向力作用。 設(shè)計半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計時首先可根據(jù)對使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對它進行強度校核。第四章 驅(qū)動半軸的設(shè)計 驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。m； ——差速器的行星齒輪數(shù)；n ——半軸齒輪齒數(shù)；2z 、 、 、 ——見式（29）下的說明；0Kvsm ——計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，由圖 31 可查得 = J圖 32 彎曲計算用綜合系數(shù)根據(jù)上式 = = MPa〈 MPaw???所以，差速器齒輪滿足彎曲強度要求。因此對于差速器齒輪主要應(yīng)進行彎曲強度校核。2 = mm1s= mm222 齒側(cè)間隙 =～ mmB=23 弦齒厚 2613dsSiii?? =?S=24 弦齒高 iiidsh4co239。02hd??mm42?續(xù)表序號 項目 計算公式 計算結(jié)果21 理論弧齒厚 21st???mhts???an39。R2R19 外圓直徑；1cs?aohd?220o??dmm29520 節(jié)圓頂點至齒輪 外緣距離139。1o?o?18 根錐角 ；11??R22??R=176。217 面錐角 ；??o 1??o=176。 022arctnAhf??1? =176。 = 1fhm1ahf 2ah=。??11 節(jié)錐距 210sii?dA?=12 周節(jié) ==13 齒頂高 。8 軸交角 =90176。2??dl ≈36mm ≈40mm?.??L 差速器齒輪的幾何計算表 31 汽車差速器直齒錐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 行星齒輪齒數(shù) ≥10，應(yīng)盡量取最小值1z =101z2 半軸齒輪齒數(shù) =14～25，且需滿足式（34）2 =1823 模數(shù) m=10mmm4 齒面寬 b=(～)A 。面寬中點處的直徑，而 d ≈ ；39。m0T ——行星齒輪的數(shù)目；在此為 4n ——行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x，mm， ≈ ， d 為半軸齒輪齒l l39。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，通常取： ?1.?L ??nlTc??302. （3lc??5）式中： ——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 。 =176。1z2 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 ，1?2 = =176。1z2 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) ， 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Lz2R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： （3InzRL??24）式中： ， ——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說， =Lz2R Lz2Rz2 ——行星齒輪數(shù)目；n ——任意整數(shù)。但一般不少于 10。 球面半徑 可按如下的經(jīng)驗公式確定：B mm (33) 3TKRB?式中： ——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～，對于有 4 個行星齒輪的載BK貨汽車取小值； T——計算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs 的較小值，N 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 載貨汽車采用 4 個行星齒輪。圖 32 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器1， 12軸承； 2螺母；3， 14鎖止墊片；4差速器左殼；5，13螺栓；6半軸齒輪墊片；7半軸齒輪；8行星齒輪軸；9行星齒輪；10行星齒輪墊片；11差速器右殼 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計由于在差速器殼上裝著主減速器從動齒輪，所以在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應(yīng)考慮差速器的安裝。如圖 32 所示。有式（32）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時） ，若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。于是1?r04r2r04r+ =（ + ）+( )12?r04即 + =2 （31）1?20 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 表示，則n （32）021??式（32）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。于是 = = ，即差速器0r120不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。行星齒輪的中心點為 C，A、B、C 三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 。因為它又與主減速器從動齒輪 6 固連在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為 ；半軸齒輪 1 和 2 為從動件，其角速度為 和 。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理圖 31 差速器差速原理 如圖 31 所示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。差速器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。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。例如，轉(zhuǎn)彎時內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；汽車在不平路面上行駛時，由于路面波形不同也會造成兩側(cè)車輪滾過的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑的不同而使左、右車輪行程不等。此節(jié)計算內(nèi)容參考了《汽車車橋設(shè)計》 [1]和《汽車設(shè)計》 [3]關(guān)于主減速器的有關(guān)計算。（4）對于軸承 D，軸向力 A=0N，徑向力 R=，并且 =.4187〉eRA 由《機械設(shè)計》 [6]中表 可查得 X=，Y== 所以 Q= =()=??YRXAfd?= = = h hL???????????????L39。對于從動齒輪的軸承 C，D 的徑向力計算公式見式（218）和式（219）已知F=25450N， =9662N， =20202N，a=410mm，b==250mmaZFRZ所以，軸承 C 的徑向力：= =????22 ????? 軸承 D 的徑向力：= = ..?軸承 C，D 均采用 7315E，其額定動載荷 Cr 為 134097N（3）對于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=，并且 =〉e，在此 e 值RA為 約為 ，由 《機械設(shè)計》 [6]中表 可查得 X=，Y= =所以 Q= =(9662＋)= ??YRXAfd?= = =2896 3 hhL???????????????hL39。 在此徑向力 R=13369N 軸向力 A=20202N，所以 =〈e 由《機械設(shè)計》 [6]中RA表 可查得 X=，Y== =?當(dāng)量動載荷 Q= （2??YXfd?24）式中： ——沖擊載荷系數(shù)在此取 有上式可得 Q=（113369+20202）=由于采用的是成對軸承 =?rC所以軸承的使用壽命由式（220）和式（222）可得= = = h h=hL??????????????hL39。（2）對于軸承 B，在此并不是一個軸承，而是一對軸承，對于成對安裝的軸承組的計算當(dāng)量載荷時徑向動載荷系數(shù) X 和軸向動載荷系數(shù) Y 值按雙列軸承選用，e 值與單列軸承相同。和 比較， 〉 ，故軸承符合使用要求。n有上式可得軸承 A 的使用壽命 =6188 h72813.?h若大修里程 S 定為 100000 公里，可計算出預(yù)期壽命即 = h (223)hL39。對于載貨汽車和公共汽車可取 30～35 avkm/h，在此取 km/h。tf——為載荷系數(shù)，在此取 。R =115976=15976N。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計算出軸承的徑向載荷。但如果采用圓錐滾子軸承作支承時，還應(yīng)考慮徑向力所應(yīng)起的派生軸向力的影響。F 與 之間的夾角為螺旋角 ，F(xiàn) 與 之間的夾角為法向壓力角 ，sf ?Tf ?這樣就有： （2?cosT?13） （2?s/taniFTN14） （2?tsicoTS??15）于是，作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力 A 和徑向力 R 分別為 （2????????cosinstacossin????FFSNaz16） （2?????sictacsicos ??SNRz17）有式（2