【正文】 高的硬度； (2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； (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； (4)選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。 圖 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 19 主減速器 齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、工作時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 汽車主減速器齒輪的損壞形式主要時(shí)疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT 有關(guān)， jmje TT或 只能用來(lái)檢驗(yàn)最大應(yīng)力，不能作為疲勞壽命的計(jì)算依據(jù)。1w? 39。汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力)/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? () 式中： 0K —— 超載系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) sK =4 =； mK —— 載荷分配系數(shù) ~； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取 1； J—— 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見(jiàn)圖 ， , ?? 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J jeT 作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力 2w? =700MPa； jmT 作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力 39。 P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： FdiTp ge????21013m ax =1429N/mm () 17 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) : FdrGp r?????210232 ? = /Nmm () 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p 很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 p 最大只有 N/mm 可知，校核成功。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 19 齒頂圓直徑 1111 c os2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad =138 ㎜ 2ad =241 ㎜ 20 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 1121 sin2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ? ? =35176。 18 根錐角 1f?= 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 17 面錐角 211 fa ??? ?? ； 122 fa ??? ?? 1a?=176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 = ㎜ 12 周節(jié) t= m t= ㎜ 13 齒頂高 21 aga hhh ?? mkh aa ?2 1ah = 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c= ㎜ 16 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 16 齒根角 0arctan Ahff ?? 1f? =176。 1? 1? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算見(jiàn)表 。雙重收縮齒的齒輪參數(shù)，其大、小齒輪根錐角的選定是考慮到用一把實(shí)用上最大的刀頂距的粗切刀，切出沿齒面寬方向正確的齒厚收縮來(lái)。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。因 Fm 愈大傳動(dòng)就愈平穩(wěn)噪聲就愈低。 (5)螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢(shì)。 計(jì)算得， 2d =～ ，初取 2d =230mm。10 的范圍內(nèi)。貨車通常取 ～ ，可初取Hf =； Pf —— 汽車性能系數(shù) ])(1 [1 001 m a xe TaP T GGf ??? () 當(dāng) m ax)(eTaT GG ? =16 時(shí)，取 Pf =0 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 (1)齒數(shù)的選擇 對(duì)于普通雙級(jí)主減速器，由于第一級(jí)的減速比 i01比第二級(jí)的 i02小些 (通常 i01/ i02≈～ )，這時(shí)，第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù) z1可選的較大，約在 9～15 范圍內(nèi)。 由式 ()，式 ()求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。 13 第 3 章 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算 通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩 ( ?jjeTT, )的較小者，作為載貨汽車計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。 本章小結(jié) 本章 首先確定了主減速比，以方便確定其它參數(shù)。 鑄造式橋殼 強(qiáng)度、剛度較大 多 用于重型貨車。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一個(gè)整體的空心梁， 其強(qiáng)度及剛度都比較好。全浮式半軸廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類汽車上。 本次設(shè)計(jì)選用：普通錐齒輪式差速器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動(dòng)橋。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來(lái)說(shuō)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常 12 行駛在泥濘、松軟土路或無(wú)路地區(qū)的越野汽車來(lái)說(shuō)，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。 本次設(shè)計(jì)采用雙級(jí)減速，主要從傳動(dòng)比及它是載重量超過(guò) 6t 的重型貨車和保證離地間隙上考慮。 (5)主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)換算所得軸向力的 30％。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來(lái)的 1/2。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無(wú)輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上 [5]。 (2)主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計(jì)選用： 主動(dòng)錐齒輪：懸臂式支撐 (圓錐滾子軸承 ) 從動(dòng)錐齒輪：騎馬式支撐 (圓錐滾子軸承 ) (3)從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。 11 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 (1)主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇 0i 值，可是汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 0i 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí) 和傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 (1) 完成驅(qū)動(dòng)橋 的 主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 (2) 完成主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 (3) 完成差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (4) 完成半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (5) 完成驅(qū)動(dòng)橋橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 (6) 繪制裝配圖及零件圖 10 第 2 章 設(shè)計(jì)方案的確定 基本參數(shù)的選擇 技術(shù)參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 Pemax kW/np (r/min) 99/3000 發(fā)動(dòng)機(jī) 最大轉(zhuǎn)矩 Temax N 按制造工藝不同分類： 鑄造式 —— 強(qiáng)度、剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復(fù)雜，用于中重型貨車，本設(shè)計(jì)采用鑄造橋殼。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等 [10]。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。 在汽車行駛過(guò)程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí) 必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過(guò)橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。 全浮式半軸廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類汽車上 ,本設(shè)計(jì)采用此種半軸 [8]。主要用于質(zhì)量較小，使用條件好，承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動(dòng)齒輪連接起來(lái)。在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中．驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬(wàn)向接傳動(dòng)裝置且多采用等速萬(wàn)向節(jié)。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的 [7]。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來(lái)說(shuō)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無(wú)路地區(qū)的越野汽車來(lái)說(shuō)，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生 8 的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。這不僅會(huì)是輪胎過(guò)早磨、無(wú)益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。另外，即使汽車作直線 行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求 (a) 單級(jí)主減速器 (b) 雙級(jí)主減速器 圖 主減速器 車輪行程不等。 差速器型式發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過(guò)程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程往往是有差別的。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比 io的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。 7 主動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用套筒與墊片，從動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。預(yù)緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當(dāng)預(yù)緊力超過(guò)某一理想值時(shí)，軸承壽命會(huì)急劇下降。 (4)主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器的圓 錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。為了防止從動(dòng)錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。 圖 錐齒輪懸臂式支承 ②騎馬式 騎馬式支承結(jié)構(gòu)如圖 所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承， 這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用騎馬式支承。為了減小懸臂長(zhǎng)度 a 和增加兩端的距離 b，以改善支承剛度，應(yīng)