【正文】 型、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計、虛擬裝配、三維機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真、運(yùn)動干涉檢查、工藝規(guī)程生成、數(shù)控加工、三維實(shí)體圖轉(zhuǎn)化二維工程圖、產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享與集成等多種多樣的功能。對裝配的后橋傳動系統(tǒng)運(yùn)動仿真，能有效的減少系統(tǒng)在設(shè)計過程中所出現(xiàn)的干涉以及設(shè)計不合理現(xiàn)象出現(xiàn)，對于后橋傳動系統(tǒng)運(yùn)動仿真主要是檢查后橋在運(yùn)動仿真時是否出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。圖 41 減速器大齒輪圖 42 減速器大齒輪安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 43 減速器小齒輪喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 22 圖 44 減速器小齒輪圖 45 差速器小齒輪 1安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 46 差速器小齒輪 2圖 47 差速器大齒輪 1喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 24 圖 48 差速器大齒輪 2圖 49 殼體 1安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 410 殼體 2圖 411 十字節(jié) 主要零部件裝配 裝配過程可參見光盤中的裝配動畫。具體建模過程是在軟件中操喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 20 作的，模型在論文附件中。 至此差速器齒輪，及半軸齒輪與行星齒輪計算完畢。J wosv2 =2022114 = 按 、 兩種計算轉(zhuǎn)矩中的較小者進(jìn)行計算時，彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于 980MPa。Z k /k T1000m T=T T —計算轉(zhuǎn)矩，按 、 兩者中的較小者和 T 計算；j jeT?j jm n—行星齒輪數(shù)目； Z —半軸齒輪數(shù)目；2 K 、k 、k 、F、m—見前面的說明；ovs J—計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)； T=㎡Fk K 彎曲應(yīng)力為： σ =2S =安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 24 弦齒高 h =。 =dx011x02/2h ?sin? =21 理論弧齒厚 s =。h ?=14 齒根高 h ?= ?=。9 節(jié)圓直徑 d =44；d = 1210 節(jié)錐角 ? =。30?[15] 對汽車差速器直齒錐齒輪的進(jìn)行幾何尺寸計算：表 31 差速器直齒錐齒輪幾何尺寸表序號 項目 計算公式及結(jié)果1 行星齒輪齒數(shù) Z =1012 半軸齒輪齒數(shù) Z =1423 模數(shù) m=4 齒面寬 F= =喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 18 5 齒工作高 h ==6 齒全高 h=+=7 壓力角 22176。的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。30? 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10，并且在小齒輪(行星齒輪) 齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。壓力角，這時齒高系數(shù)為 1，而最少齒數(shù)是 13。1Z2Z 為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪盡量少，但一般不應(yīng)該少于 10。m，取 、 中較小值。 差速齒輪的基本參數(shù)選擇：行星齒輪球面半徑 R 的確定，圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星B齒輪背面的球面半徑 R ，它是行星齒輪的安裝尺寸。該差速器工作可靠，使用壽命長，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復(fù)雜。 牙嵌式自由輪差速器牙嵌式自由輪差速器是自鎖式差速器的一種。當(dāng)把半軸轉(zhuǎn)矩比降到 ～，鎖緊系數(shù)降到 ～ 時，可提高該差速器的使用壽命。其半軸轉(zhuǎn)矩比可高達(dá) ，鎖緊系數(shù)達(dá) ～。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零件材料選擇、機(jī)械加工、熱處理、化學(xué)處理等方面均有較高的技術(shù)要求。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車上都裝用差速鎖。當(dāng)然，如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍超過車輪與地面間的附著力，汽車也無法行駛。強(qiáng)制鎖止式差速器當(dāng)一個驅(qū)動輪處于附著系數(shù)較小的路面時，可通過液壓或氣動操縱，嚙合接合器(即差速鎖)將差速器殼與半軸鎖緊在一起，使差速器不起作用，這樣可充分利用地面的附著系數(shù)。摩擦片式差速器摩擦片式差速器的鎖緊系數(shù)可達(dá) ，K b可達(dá) 4。普通圓錐齒輪式差速器普通錐齒輪差速器鎖緊系數(shù)一般為 ～，兩半軸轉(zhuǎn)矩比 Kb=～，這說明左、右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大，故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是合適的。汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 16 應(yīng)用廣泛。對稱式主要用做汽車輪間差速器或由平衡懸架聯(lián)系的兩驅(qū)動橋（66 或 64 汽車的中、后驅(qū)動橋）之間的軸間差速器。 汽車輪間差速器結(jié)構(gòu)型式的選擇 齒輪式差速器齒輪式差速器有圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。例如，轉(zhuǎn)彎時外側(cè)車輪的行程要比內(nèi)側(cè)的長。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 齒輪的接觸強(qiáng)度計算：汽車主減速器雙曲面齒輪的接觸應(yīng)力公式為： （215）FJKTdCvfmsozpj31102???式中：—材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 ；pCN/21—見式（ 214）下的說明；zsmvoTK,—表面質(zhì)量系數(shù)，一般情況下，對于制造精確地齒輪可取 =1；f f—計算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，它綜合考慮了嚙合齒面的相對半徑、載荷作用位置、J輪齒間的載荷分配、有效齒寬及慣性系數(shù)等因素的影響， =；J代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到：σ = = j 3?汽車主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力為 2800MPa ，因為 2800，所以可以看出后橋設(shè)計齒輪的彎曲應(yīng)力滿足接觸強(qiáng)度要求。 計算得 σ =，其中尺寸系數(shù) K =，汽車主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)S力為 700MPa 。支承剛度大時取小值。m，從動齒輪 ， 兩者中較小者和 T 計算；對于主j jeT?j jm動齒輪還需將上述計算轉(zhuǎn)矩算到主動齒輪上；K —超載系數(shù)；0K —尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。許用單位齒長上的圓周力如下表所示：表 22 許用單位齒長上的圓周力 FdiTge??2/103max 汽車類別參數(shù)I 檔 II 檔 直接檔 FdrGp??2103?輪胎與地面的附著系數(shù) ?轎車 893 536 321 893 載貨汽車 1429 250 1429 喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 14 公共汽車 982 214 牽引汽車 536 250 載貨汽車 P 為 1429N/mm,p [p ]=1429N/mm1 根據(jù)以上的計算表明，后橋的主減速齒輪與從動齒輪耐磨性都比較好，滿足要求。F) （27）maxegi1 式中： T —發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N (58) cosa (59) (41)(56)/(51) (60) (46)(56)/(52) (61) (55)(54) (62) [(54)(55)]/(61) (63) (59)+(60)+(62) (64) [(41)(46)]/(63) (65) r? =(64)/(58)d (66) (7)/(65) (67) (3)(50) (68) (5)/(34)(17)(35) (69) (37)+(40)(67) (70) =(49)(51)(71) =(12)(47)(70) (72) A =(12)/(49) (73) A。取最小者為 根據(jù)上式可得 d2=根據(jù)以上參數(shù)算得主減速器主動齒輪與從動齒輪參數(shù)如下表：表 21 圓弧齒雙曲面齒輪參數(shù)喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 8 序號 計算公式 結(jié)果(1) 1Z7(2) 2 39(3) (1)/(2) (4) F= (5) E 20(6) 2 (7) dr (8) ?1?176。 K——直徑系數(shù)，取=13~16。為了磨合均勻，主，從動齒輪的齒數(shù)之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對于載貨汽車應(yīng)不少于 40，對于轎車應(yīng)不少于 50。當(dāng) =6 時， 的最小值可取為 5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲1z勞強(qiáng)度， 最好大于 5。mj當(dāng)計算主減速器主動齒輪時，應(yīng)將（23）（25）各式分別除以該對齒輪的減速比及傳動效率。je進(jìn)行主減速器從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩 計算：jmT= （25）jmniffrGLBPHRa?/()()?安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 —汽車滿載總質(zhì)量，N ；aG—所牽引的掛車的滿載總質(zhì)量，N，但僅用于牽引車的計算；T—道路滾動阻力系數(shù)， =；Rf Rf—汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)；H—汽車或汽車列車的性能系數(shù)；Pf=1/100[（ + ）/ ] （26）Pf aGTmaxe當(dāng) （ + ）/ 16 時，取 =代入數(shù)據(jù)算得 16，取 =0。m （23）nKiTTLej /0max????= = =通常是將發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下作用在主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。13一凸緣 選定的車型及相關(guān)參數(shù) 表 11 ISUZU CVR14K 參 數(shù)項 目 參 數(shù)發(fā) 動 機(jī) 最 大 功 率 （ KW） 150（ 2300r/min）最 大 輸 出 扭 矩 Temax（ ） 700(1400r/min)一 檔 Ig1 二 檔 Ig2 三 檔 Ig3 四 檔 Ig4 五 檔 Ig5 變 速 器 各 檔傳 動 比倒 檔 后 橋 主 減 速 比 Io 喬超華：汽車后橋傳動機(jī)構(gòu)三維建模及運(yùn)動仿真 6 第 2 章 主減速器設(shè)計 齒輪轉(zhuǎn)矩計算表 11 便是主減速器齒輪的計算載荷。10 一差速器軸承:11 一從動齒輪。8 一半軸軸承。6 一半軸。4 一差速器。2 一主動齒輪。驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)如下圖 11。 驅(qū)動橋的作用和組成 驅(qū)動橋位于傳動系末端，其基本功用首先是增矩、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理地分配給左、右驅(qū)動車輪；其次，由驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車身之間的垂向力、縱向力、橫向力，以及制動力矩和反作用力矩等 [1]。同時，它提供了制作管道庫的工具。15．Toolbox 工具箱SolidWorks 的 Toolbox 工具箱提供了建立企業(yè)庫文件的工具，可以對軸承等一些通用的標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行計算，提供了 ISO、ANSI 等標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫，并可與裝配環(huán)境進(jìn)行自動插入。14．渲染功能——PhotoWorksSolidWorks 提供了產(chǎn)品的渲染功能，提供了材質(zhì)庫、光源庫、背景庫，可以在產(chǎn)品設(shè)計完成還沒有加工出來的情況下，生成產(chǎn)品的宣傳圖片，同輸出通過的圖片文件格式如：JPG、GIF、BMP、TIFF 等。利用這些文件用戶可制作產(chǎn)品的多媒體文件，以供設(shè)計評審、產(chǎn)品宣傳、用戶之間交流，技術(shù)協(xié)調(diào)運(yùn)用?，F(xiàn)在的時代是網(wǎng)絡(luò)的時代，SolidWorks 深知這一點(diǎn)，因而采用了超鏈接，3D 會