【正文】 通過親自查找資料和分析計算，充分鍛煉了自己設(shè)計的能力；通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，體驗到 了設(shè)計的樂趣；在繪圖的過程中，我熟悉并掌握了 CAD 制圖的一些標(biāo)準(zhǔn)和技巧，當(dāng)然也會存在一些問題，期待批評指正。本文按照劉惟信編著的《汽車車橋設(shè)計》一書詳細(xì)研究了轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的設(shè)計方案，提出了比較可行的設(shè)計思路，并按照這一思路進行詳細(xì)地計算，最終根據(jù)計算數(shù)據(jù)繪制出驅(qū)動橋的總裝配圖及其零部件圖。速騰 橋殼的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)該選擇組合式橋殼。 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 驅(qū)動橋殼的主要功用是支撐汽車質(zhì)量，并承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體 。整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴張成形式三種。 2）整體式橋殼 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強度及剛度都比較好。但對主減速器的裝配、調(diào)整及維修都很不方便，橋殼的強度和剛度也比較低。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個整體。 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式橋殼、整體式橋殼和組合式橋殼： 1） 可分式橋殼 可分式橋殼的整個橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個鑄件殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成。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。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 37 第 7章 驅(qū)動橋殼設(shè)計 橋殼的簡介 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)過橋殼傳到懸架及車架或車廂上。 圖 61 RF節(jié)與 VL節(jié)在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中的布置 萬向節(jié)的材料及熱 處理 在傳遞轉(zhuǎn)矩時，鋼球與滾道間產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，因此對材料要求較高。其中 RF 節(jié)用于靠近車輪處， VL 節(jié)用于靠近驅(qū)動橋處。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上，常常在通往左右轉(zhuǎn)向車輪的傳動裝置中和靠近車輪處，各安裝一個等速萬向節(jié)。由于這些先進工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳（ 40 號、 45號）鋼的半軸也日益增多。這種處理方法使半軸表面淬火硬度達 HRC5263，硬化層深約為其半徑的 1/3，心部硬度可定為 HRC3035；不淬火區(qū)（突緣等）的硬度可定在 HB248277 范圍內(nèi)。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為 HB388444（突緣部分可低至 HB248）。 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 在半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了使花鍵的內(nèi)徑不致 過多地小于其桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部設(shè)計得粗一些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵的深度，因此花鍵齒數(shù)發(fā)布相應(yīng)增多，一般為 10 齒（轎車半軸）至 18齒（載貨汽車半軸）。貨車： k=。 這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力為 o? 和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力 i? 分別為 ： 3 22 )(32 d aFrF oZroYo ?? ?? (57) 3 22 )(32 d aFrF iZriYi ?? ?? (58) 計算得： 2 2 12( 0 . 5 ) 7 5 2 3 . 8 8 5 5 6 7gZo hF G NB ?? ? ? 222 414 i ZF G F N? ? ? 2 2 1 7 5 2 3 .8 8 5 5 6 7Y o Z oF F N??? 2 2 1 i Z iF F N??? 2233 2 ( ) 4 5 5 . 2 4 9 7Y o r Z oo F r F a M P ad? ? ??? 2233 2 ( ) 3 2 3 .4 4 3 7 4 5 2Y i r Z ii F r F a M P ad? ? ??? 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 34 3）汽車通過不平路面，垂向力 2ZF 最大，縱向力 2XF =0，側(cè)向力 2YF =0 此時垂直力最大值 2ZF 為 22 21kGFZ ? 式中， k為運載系 數(shù)。2 2 2 2 / 2 1. 2 10 37 0. 4 0. 8 / 2 49 77 .7 92XZF F m G N??? ? ? ? ? ? 2222332 7 1 .5 5 3 6XZa F F M P ad? ? ??? 2316 1 7 2 .3 3 1 3XrFr M P ad? ??? 224 3 5 2 .0 1 2 0 4n M P a? ? ?? ? ? 2）側(cè)向力 2YF 最大和縱向力 2XF =0,此時意味著汽車發(fā)生側(cè)滑。 半軸彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ? 為 ： 3222 232d FFa ZX?? ?? （ 53） 3216 d rF rX?? ? (54) 式中， a為輪轂支承軸承到車輪中心平面之間的距離， 合成應(yīng)力為 ： 22 4??? ??n 計算得： 39。222 ?? GmFF ZX ?? ，計算時 39。 半浮式半軸 計算載荷的確定： 1） 縱向力 2XF 最大和側(cè)向力 2YF 為 0： 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 32 此時垂向力 2/239。 半軸的強度較核 三種可能工況 計算時首先應(yīng)合理地確定作用 在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況： 1) 縱向力（驅(qū)動力或制動力）最大時，附著系數(shù) ? 在計算時取 ，沒有側(cè)向力作用 ； 2) 側(cè)向力最大時 即汽車 發(fā)生側(cè)滑時，側(cè)滑時輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù) 1? 在計算時取 站 ，沒有縱向力作用； 3) 垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時）這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 速騰 轎車的驅(qū)動型式為 24? ，查參考 文獻可得： 半軸的計算轉(zhuǎn)矩： 01max iiTT ge?? (51) 式中： maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于圓錐行星齒輪差速器可取： ?? ； 1gi —— 變速器 I擋傳動比； 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 31 0i —— 主減速比； m a x 1 0 0 .6 2 5 0 3 .3 3 .5 1 9 0 1 7 4 1 .9 0 5egT T i i?? ? ? ? ? ?N 基于上述特點，速騰 轎車選用半浮式半軸的結(jié)構(gòu)。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。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。在一般非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，這時半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來。 表 41 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動的幾何參數(shù)及尺寸計算 （ ??? 90 ） 名稱 代號 計算公式 行星齒輪 半軸齒輪 分度圓錐角 ? ??? 00 ot 211 ZZar c? ????? 9 9 4 6 12 ?? 齒頂高 ah mmmhhh aaa *21 ??? 齒根高 fh mmmchhh aff )( **21 ???? 分度圓直徑 d mmmZd 5511 ?? mmmZd 8822 ?? 齒頂圓直徑 ad 1 1 12 c os 64. 328aad d h m m?? ? ? mmhdd aa 8 3 0 o s2 222 ??? ? 齒根圓直徑 fd mmhdd ff 8 0 6 o s2 111 ??? ? mmhdd ff o s2 222 ??? ? 錐距 R mmZZmR 2221 ??? 齒頂角 a? 21 a r c ta n( / ) 50 7a a ahR??? ? ? ? 齒根角 f? 12 a r c ta n( / ) 49 1f f fhR??? ? ? ? 頂錐角 a? 111 aa ??? ?? = 222 aa ??? ?? = 根錐角 f? ???? ff ??? ???? 7 4 5 ff ??? 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 30 第 5 章 驅(qū)動車輪的傳動裝置設(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)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。 m 10?n 162?Z ?J 20?K 1?VK 44 5 . 5 0 . 6 8 2 1 5 42 5 . 4 2 5 . 4s mK ??? ?mK 13?F ?m 以 jmT 計算所得的汽車差速器齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力 ： 1 0 .6 1 0 0 .1 5 5iTT n??? 3 3102222 1 0 2 1 0 1 0 0 . 1 5 5 2 0 . 6 8 2 1 5 4 1 . 0 5 2 0 2 . 2 3 0 8 5 2 1 0 . 91 1 3 1 6 5 . 5 0 . 2 2 5 5smw v T K K K M P a M P a M P aK F Z m J? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?按jeT ， ?jT 兩種計算轉(zhuǎn)矩中的較小值進行計算 所得的汽車差速器齒輪輪齒的 彎曲應(yīng)力： 2 0 .6 4 3 6 .8 1 5TT n? ??? 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 28 3 3202222 1 0 2 1 0 4 3 6 . 8 1 5 2 0 . 6 8 2 1 5 4 1 . 0 5 8 8 2 . 0 5 1 6 2 9 8 01 1 3 1 6 5 . 5 0 . 2 2 5 5smw v T K K K M P a M P a M P aK F Z m J? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?兩種情況下都校核成功，說明此設(shè)計合理。)~( 0 ?? ； m —— 端面模數(shù)， mm； 參數(shù)的選取與計算： , 2 9 1 2 .1je jM IN T T ??????N當(dāng)端面模數(shù) mmm ? 時， 4 ?； mK —— 載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承式時， mK =～； 當(dāng)一個齒輪用騎馬式支承時， mK =～ 小值。 0K ， vK ， sK ， mK ， F， m—— 見參考文獻下說明； 按上式并以 jmT 計算所得的汽車差速器齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力 w? ，不應(yīng)大于； 按 jeT ， ?jT 兩種計算轉(zhuǎn)矩中的較小值進行計算時，彎曲應(yīng)力 w? 不應(yīng)大于980MPa。 m； 其計算式為 ： 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 26 nTT j ?? (47) 式中： jT —— 計算轉(zhuǎn)矩，按 jeT 、 ?jT 兩者中的較小者和 jmT 計算， N m； ? ? 3 30 10 2 9 1 2 . 1 1 0 1 4 . 4 5 31 . 1 1 . 1 6 9 2 3 5 . 2cT mmnl? ?? ?? ? ?? ? ? 取 ?? 。2 dd ? dl? ； ? ?c? —— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 69MPa。 dl? , 39。 m； n —— 行星齒輪數(shù)目； l —— 如圖 所示，為行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯xmm。 6）行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 25 行星 齒輪安裝孔的直徑 ? 與行星齒輪軸的名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度 L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。 本設(shè)計中選用壓力角為 22176。某些重型汽車和礦用汽車的差速器也可采用 20176。由于這種齒形 的最少齒數(shù)比壓力角為 20176。目前大都選用 22176。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m: 00121222s in s in 3 . 7 5