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某運(yùn)動(dòng)型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋整體設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2024-09-05 11:35本頁(yè)面
  

【正文】 km/h,在此取 55 km/h 所以有上式可得 2n = ? = r/min 而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1n = = r/min 所以軸承能工作的額定軸承壽命: nLLh 60? h (223) 式中 : n —— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速, r/min。 對(duì)于采用懸臂式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承 布置圖如下: 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 24 單級(jí)主減速器懸臂式支撐的尺寸布置圖 其中: a=65mm, b=25mm, c=, d=。 可計(jì)算 ? ? ???????? o i i n16t a o s 105 5 3azF 3485N 可計(jì)算 ? ? ????????? i i n16t s 105 5 3acF 2882N 式( 214)~式( 217) 參考《汽車(chē)設(shè)計(jì)》 [5]。 (1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 F =mdT2 N (215) 式中 T —— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩,作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見(jiàn) 式 (213); 18 第三章 主減速器設(shè)計(jì) 18 md —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑。 m; 1if , 2if ? iRf —— 變速器在各擋的使用率,可參考表 23選??; 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 1gi , 2gi ? gRi —— 變速器各擋的傳動(dòng)比; 1Tf , 2Tf ? TRf —— 變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率,可參考表 23 選取。該法向力可分解為沿齒輪軸線(xiàn)方向的軸向力、沿 齒輪切向方向的圓周力及垂直于齒輪軸線(xiàn)的徑向力。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。因?yàn)槟?shù) m 5,滲碳深度為 ~ 用滲碳合金鋼制造的齒輪,經(jīng)過(guò)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,端面模數(shù) m 8,為 32~ 45HRC。 汽車(chē)主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪,目前都是用滲碳合金鋼制造。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等 [8]。所以均滿(mǎn)足要求。 按圖 21選取小齒輪的 J = ,大齒輪 J = . 按上式從動(dòng)輪齒根彎曲應(yīng)力為 9 7 5102 232 ???? ??????? = N/ 2mm 700 N/ 2mm 232 ???? ???????? = N/ 2mm 210 N/ 2mm 主動(dòng)輪齒根彎曲應(yīng)力為 2 3 4 0 7102 231 ???? ??????? = N/ 2mm 700 N/ 2mm 2 3 4 2 8102 231 ???? ???????? = N/ 2mm 210 N/ 2mm 所以主減速器齒輪滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度要求。 查《汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 [7]表 69 得乘用車(chē) 1 檔計(jì)算用的許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力 [p]=893 直接檔時(shí) [p]=321 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) [p]=893, p[p] ( 2)輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)主減速器錐齒輪的齒根彎 曲應(yīng)力為 JmzbK KKKTvms???? ?????? 203102? N/ 2mm ( 2~ 12) 式中 T —— 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩, N 按上式一檔計(jì)算時(shí) 3 ?????p N/ mm 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 按上式四檔計(jì)算時(shí) 3 ?????p N/ mm 按最大附著力矩計(jì)算時(shí): 2232210bdrGp r ?? ? N/ mm ( 211) 式中 2G —— 汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋作用于水平地面的最大負(fù)荷,對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋還要考慮汽車(chē)加速度最大時(shí)的負(fù)荷增加量,在此取 15600? 51%N; ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù),在此取 ; r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑,在此取 。 2) 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 ( 1) 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 汽車(chē)主減速器齒輪表面的耐磨性,常用作用在輪齒上單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算,即 2bPp? N/ mm (29) 式中 P—— 作用在齒輪上的圓周力,按最大附著力矩 rrG?2 和發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Temax兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算, N; 2b —— 從動(dòng)齒輪的齒面寬,在此取 。 表 22 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 N/ mm2 計(jì)算載荷 主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力 主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力 按式( 22)、式( 23)計(jì)算出的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tec, Tcs中的較小者 700 2800 980 按式( 24)計(jì)算出的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tcf 1750 實(shí)踐表明,主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷(即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩)有關(guān),而與汽車(chē)預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。其表現(xiàn)是齒根疲勞12 第三章 主減速器設(shè)計(jì) 12 折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。 1) 齒輪輪齒的損壞形式及壽命 齒輪的損壞主要是輪齒損壞而不能正常工作,常見(jiàn)形式有齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、輪齒折斷等。 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后,應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。 2f? =176。 2a? =176。 2? =176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d45 ㎜ 2d = ㎜ 10 節(jié)錐角 ?1? arctan21zz 2? =90176。 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 表 21 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 10 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 41 3 端面模數(shù) m ㎜ 4 齒面寬 b 1b= ㎜ 2b = ㎜ 5 工作齒高 mhh ag *2? ?gh ㎜ 6 全齒高 ? ?mchh a *2 ?? h = ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =16176。 5. 法向壓力角 加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度,減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù),但對(duì) 于尺寸小的齒輪,大壓力角易使刀尖寬度過(guò)小及齒頂變尖,并使齒輪的端面重合度下降。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向,當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí),應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向,這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì),防止輪齒因卡死而損壞 [7]。 選定標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)為 921 ,反算螺旋角 )21920s in (ar c21 ??? ??? = ? ‘1? 與 ? 之差沒(méi)超過(guò) ?5 ,合要求。 ‘1? 計(jì)算得 ? 近似刀號(hào) = 39。但齒面過(guò)窄,輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。 2. 主,從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b 和 2b 錐齒輪齒面寬過(guò)大和過(guò)小,都會(huì)降低齒輪的強(qiáng)度和壽命。 2D 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 初選,即 32 2 cD TKD = ( 26) 式中 2DK —— 直徑系數(shù),一般取 ~ ,在此取 ; Tc —— 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩, mN? , 為 Tce 和 Tcs 中的較小者。 按最大應(yīng)力算時(shí), ZT = mN? 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩 確定時(shí), ZT = mN? 8 第三章 主減速器設(shè)計(jì) 8 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù) 1z 和 2z ,從動(dòng)錐齒輪大端的分度圓直徑 2D ,端面模數(shù) tm ,主從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b 和 2b ,中點(diǎn)螺旋角 ? ,法向壓力角 ? 等。 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Gi?0CZ TT ? mN? ( 25) 式中 G? —— 主、從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)效率。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 所以 LBLBrcs irGT ?? ?? /2 = 2 9 4 %511 5 6 0 0 ? ???? = mN? CT =min[Tce,Tcs]= mN? 3. 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩來(lái)確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cfT 對(duì)于公路車(chē)輛來(lái)說(shuō),使用條件較非公路車(chē)輛穩(wěn)定,其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均比牽引力的值來(lái)確定: ? ? mN )( ??????? PHRLBLB rTacf fffni rGGT ? ( 24) 式中 aG —— 汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的總重量,在此取 15600N; TG —— 所牽引的掛車(chē)滿(mǎn)載時(shí)總重量,但僅用于牽引車(chē)的計(jì)算,所以取 0N; Rf —— 路面滾動(dòng)阻力系數(shù),對(duì)于轎車(chē)可在 ~ ??;在此取 ; Hf —— 汽車(chē)正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù),對(duì)于轎車(chē)可取 ; pf —— 汽車(chē)的性能系數(shù),在此取 0; LB? , LBi , n—— 見(jiàn)式( 21),( 23)下的說(shuō)明。 由以上各參數(shù)可求 Tce Tce = 1 ???? = mN? 2. 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 csT rLBLBcs irGT ??? ? r2 mN? ( 23) 式中 2G —— 汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷,計(jì)算得15600*51%=7956N; ? —— 輪胎對(duì)地面的附著系數(shù),對(duì)于安裝一般輪胎的公路用車(chē),取? =;對(duì)于越野汽車(chē)取 ;對(duì)于安裝有專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē),計(jì)算時(shí)可取 。 5)對(duì)于不同的主傳動(dòng)比, 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 3)為了噪聲較小,嚙合平穩(wěn),具有高的疲勞強(qiáng)度,對(duì)于轎車(chē) 1z 一般不小于 9。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 主減速器基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速器基本參數(shù)有主減速比主,從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z ,從 動(dòng)錐齒輪大端分度圓的直徑 2D ,端面模數(shù) tm ,主,從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b 和 2b ,螺旋方向,中點(diǎn)螺旋角 ? 等 主減速比確定 ghapr iv nrim a x0? ( 21) 式中 r —— 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑,此處給定輪胎型號(hào)為 195/60R14 85H,所以滾動(dòng)半徑為 195 65%+14 ; igh—— 變速器最高檔傳動(dòng), igh =; 把 pn =5200r/n , amaxv =180km/h 代入上式 計(jì)算得 i0 = 、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z 選擇主、從動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素: 1)為了均勻磨合, 1z 和 2z 之間應(yīng)防止有公約數(shù)。軸承采用一對(duì)圓錐滾子軸承,為了盡可能增加支撐剛度,應(yīng)使軸承向外,而從動(dòng)輪上圓錐滾子軸承向內(nèi)。 主減速器的減速形式 轎車(chē) 一般采用單級(jí)主減速器, 單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì):?jiǎn)渭?jí)減速驅(qū)動(dòng)車(chē)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一 種,制造工藝較簡(jiǎn)單,成本較低,是驅(qū)動(dòng)橋的基本型,在汽車(chē)上占有重要地位。雖然弧齒錐齒輪嚙合精度比較敏感,齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞,并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大,與雙曲面錐齒輪相比,具有較高的傳動(dòng)
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