【正文】 大時取小值； ――質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動精度高時，可?。? F――計算齒輪的齒面寬， mm； z――計算齒輪的齒數(shù)； m――端面模數(shù)， mm； J――計算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)。 在現(xiàn)代汽車設(shè)計中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長上的圓周力有時高出表 27 數(shù)據(jù)的 20%～ 25%。 按最大附著力矩計算時： N／ mm 212 式中：――汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷， N；對于后驅(qū)動橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時的負荷增大量； ――輪胎與地面的附著系數(shù)，按表 37 選取； ――輪胎的滾動半徑， m； ――主減速器從動齒輪節(jié)圓直徑， mm。 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時： N／ mm 211 式中：――發(fā)動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩，； ――變速器的傳動比； ――主動齒輪節(jié)圓直徑， mm。汽車驅(qū)動橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩，見式（ 23）所示和最大附著轉(zhuǎn)矩，見式（ 22）并不是使用中的持續(xù)載荷，強度計算時只能用它來驗算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。表 26 給出了汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值。在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的耐久疲勞次數(shù)。 汽車驅(qū)動橋的齒輪，承受的是交變負荷，其主要損壞形式是疲勞。從圖 23 可以看出，曲線上的疲勞極限為 N／ mm，破壞的循環(huán)次數(shù)為 6 106。最下一根曲線以下的區(qū)域只有 5%的齒輪是損壞的。圖 23 是安裝良好的滲碳鋼螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪的彎曲疲勞壽命試驗結(jié)果。目前的強度計算多為近似計算，在汽車工業(yè)中確定齒輪強度的主要依據(jù)是臺架試驗及道路試驗，以及在實際使用中的情況，強度計算可供參考。但正確的設(shè)計應(yīng)是減少或避免上述損壞的一項重要措施。汽車主減速器及差速器齒輪在新車跑合期及長期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤滑油并進行清洗是防止不正常磨損的有效方法。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。輪齒的膠合強度是按齒面接觸點的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤滑條件等。 （ 3）齒面膠合 在高壓和高速滑摩引起的局部高溫的共同作用下，或潤滑冷卻不良、油膜破壞形成金屬齒表面的直接摩擦?xí)r，因高溫、高壓而將金屬粘結(jié)在一起后又撕下來所造成的表面損壞現(xiàn)象和擦傷現(xiàn)象稱為膠合。凹坑壁從齒表面陡直地陷下。在允許的范圍內(nèi)適當加大齒面寬也是一種辦法。在最后階段輪齒迅速損壞或折斷。 ①點蝕：系輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果一般首先產(chǎn)生在幾個齒上。 （ 2）齒面的點蝕及剝落 齒面的疲勞點蝕及剝落是滲碳齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報廢齒輪的 70%以上。此外，由于裝配的齒側(cè)間隙調(diào)節(jié)不當、安裝剛度不足、安裝位置不對等原因，使輪齒表面接觸區(qū)位置偏向一端，輪齒受到局部集中載荷時，往往會使一端（經(jīng)常是大 端） 為了防止輪齒折斷，應(yīng)使其具有足夠的彎曲強度，并選擇適當?shù)哪?shù)、壓力角、齒高及切向修正量、良好的齒輪材料及保證熱處理質(zhì)量等。在開始出現(xiàn)裂紋處和突然斷掉前存在裂紋處，在載荷作用下由于裂紋斷面間的相互摩擦，形成了一個有光亮的斷面區(qū)域，這是疲勞折斷的特征，其余斷面由于是突然形成的故為粗糙表面的新斷面。如果最高應(yīng)力點的應(yīng)力超過材料的耐久極限，則首先在齒根處產(chǎn)生很短的裂紋。折斷多由齒根開始，因為齒根處輪齒的彎曲應(yīng)力最大。它們的主要特點及影響因素分述如下。在進行強度計算時，應(yīng)首先了解齒輪的損壞形式及其影響因素。 24 螺旋方向 在一般情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥力的趨勢 25 驅(qū)動齒輪 小齒輪 26 旋轉(zhuǎn)方向 向齒輪背面看去，通常主動齒輪為順時針，從動齒輪為反時針 表 22“格里森”制圓錐齒輪推薦采用的齒側(cè)間隙 B（新標準） mm 表 23 載貨汽車、公共汽車、牽引汽車或壓力角為 20176。 （ 9） 節(jié)圓直徑 ； 143/528 10 節(jié)椎角 13 齒頂高 見表 2表 24 （ 14） 齒根高 15 徑向間隙 16 齒根角 ； （ 17） 面錐角 ； （ 18） 根錐角 ； （ 19） 外圓直徑 （ 20） 節(jié)錐頂點至 齒輪外緣距離 （ 21） 理論弧厚 。 （ 8 ） 軸交角 ∑ 90176。 3 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算 汽車主減速器圓弧齒（即“格里森”制）螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算步驟見表 21。 按式（ 27）： 從動錐齒輪節(jié)圓直徑選定后，可按 m 算出大端端面模數(shù)，并用下式校核： m 28 式中： m――齒輪大端端面模數(shù)， mm； ――模數(shù)系數(shù)，取 ～ ； ――從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， N??m，按式（ 21）、式（ 22）求得，并取其中的較小值。 主減速器螺旋錐齒或雙曲面齒輪從動齒輪的節(jié)圓直徑，可根據(jù)該齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（見式（ 21）、式（ 22），并取兩式計算結(jié)果中的較小者作為計算依據(jù)），按經(jīng)驗公式選出： 25 對于螺旋錐齒輪來說，推薦選取 F ,將此關(guān)系及代入以上公式并整理后得到： 當以 I 檔傳遞時，節(jié)圓直徑應(yīng)大于或等于以下兩個公式算得數(shù)值中的較小值，即 26 或當以直接檔傳遞時 27 最后，應(yīng)取根據(jù)式（ 26）、式（ 27）所選得的值中的較大者，作為轎車主減速器從動錐齒輪的節(jié)圓直徑。 對于普通的雙極主減速器來說，由于第一級的減速比比第二級的小些（通常/），這時，第一級主動錐齒輪的齒數(shù)可選得較大，約在 9～ 15 范圍內(nèi)。當時，可取其最小值并等于 5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強度，最好大于 5。為了使磨合均勻，、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)不小于 40，對于轎車應(yīng)不小于 50。 按式 23 ： 器齒輪基本參數(shù)的選擇 在選定主減速比，主減速器的減速型式、齒輪類型及計算載荷以后，便可根據(jù)這些已知參數(shù)選擇主減速齒輪的主要的幾項參數(shù)。 、 n、等見式（ 21）、式（ 22）下的說明。汽車的類型很多，行駛工況又非常 復(fù)雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用汽車和越野汽車則常在高負荷低車速條件工作，沒有簡單的公式可算出汽車的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。通常是將發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪在良好路面上開始滑動時這兩種情況下作用在主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（、）的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強度計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷，即： 圖 21 左螺旋錐齒輪，右雙曲面齒輪傳動 21 22 式中：――發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， N??m； ――由發(fā)動機之所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比； ――傳動系上述傳動部分的傳動效率，?。? ――由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時的超載系數(shù)，對于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動及自動變速的各類汽車?。划斝阅芟禂?shù)（見式（ 23）下說明）時，可取，或由實驗決定； n――該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目； ――汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大 負荷（對后驅(qū)動橋來說，應(yīng)考慮到汽車最大加速時的負荷增大量）， N； ――輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，??；對于越野汽車，??；對于安裝專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可?。? ――車輪的滾動半徑， m； ，――分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比（例如輪邊減速等）。 器齒輪計算載荷的確定 除了主減速比及驅(qū)動橋離地間隙外，另一項原始參數(shù)便是主減速器齒輪的計算載荷。 傳動系的總傳動比（其中包括主減速比），對汽車的動力性、燃料經(jīng)濟性有非常重大的影響，發(fā)動機的工作條件也和汽車傳動系的傳動比（包括主減速比）有關(guān)。主減速器比的選擇，應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系的總傳動比（包括變速器、分動器和加力器、驅(qū)動橋等傳動裝置的傳動比）一起，有汽車的整車動力計算來確定。 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計 主減速比、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷是主減速器設(shè)計的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計時確定。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點，比如對嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當主傳動比一定時，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實現(xiàn)汽車的總體布置。在此選用弧齒錐齒輪傳動，其特點是主、從動齒輪的軸線垂直交于一點。另由于輕型載重汽車對驅(qū)動橋并無特殊要求，和路面要求并不高，故本設(shè)計采用普通非斷開式驅(qū)動橋。四橋驅(qū)動的越野汽車也可采用側(cè)邊式及混合式的布置。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。 在貫通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動橋分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。而對 8 8 汽車來說，這種 非貫通式驅(qū)動橋就更不適宜，也難與布置了。相應(yīng)這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。 （三）多橋驅(qū)動的布置 為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動，常采用 4 6 8 8 等驅(qū)動型式。斷開式驅(qū)動的簧下質(zhì)量較小，又與獨立懸架相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜；提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度；減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。所以斷開式驅(qū)動橋也稱為“帶有擺動半軸的驅(qū)動橋”。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。另外，它又總是與獨立懸架相匹配，故又稱為獨立懸掛驅(qū)動橋。 （二）斷開式驅(qū)動橋 從外觀上看，斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明顯特點在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動車輪的剛性整體外殼或梁。采用單級主減速器代替雙級主減速器，可大大地減小驅(qū)動橋的質(zhì)量。 它的具體結(jié)構(gòu)是橋殼是一根支承在左、右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，而齒輪主減速器、差速器及半軸等所有的傳動機件都裝在其中。 圖 11 驅(qū)動橋的總體布置型式簡圖 a 普通非斷開式驅(qū)動橋； b 帶有擺動半軸的非斷開式驅(qū)動橋； c 斷開式驅(qū)動橋 驅(qū)動橋的質(zhì)量及其懸掛質(zhì)量與非懸掛質(zhì)量的分配，驅(qū)動橋總成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及其工作特性等，依上述形式的不同有較大差異。 在選擇驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)型式時，應(yīng)當從所設(shè)計汽車的類型及使用、生產(chǎn)條件出發(fā)，并和所設(shè)計汽車的其他部件，尤其是與懸架的結(jié)構(gòu)型式與特性相適應(yīng)，以共同保證整個汽車預(yù)期使用性能的實現(xiàn)。 本課題設(shè)計的課題是 32 噸級的后驅(qū)動橋，要設(shè)計這樣一個級別的驅(qū)動橋，一般選用非斷開式驅(qū)動橋與非獨立懸掛相適應(yīng)。提高汽車的技術(shù)水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更經(jīng)濟，更舒適，更機動，更方便，動力性更好，污染更少。 設(shè)計出重型載貨汽車的驅(qū)動橋，包括主減 速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計車輛的整體設(shè)計。提高它們的加工精度、裝配精度，增強齒輪的支承剛度，是降低驅(qū)動橋工作噪聲的有效措施。對載貨汽車，由于它們有時會遇到坎坷不平的壞路面，要求它們的驅(qū)動橋有足夠的離地間隙，以滿足汽車在通過性方面的要求。 非斷開式驅(qū)動橋的橋殼，相當于受力復(fù)雜的空心梁，它要求有足夠的強度和剛度，同時還要盡量的減輕其重量。在一般汽車的機械式傳動中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。 驅(qū)動橋結(jié)歸為 斷開驅(qū)動橋斷開驅(qū)動橋兩類當驅(qū)動車輪獨懸時應(yīng)該選用斷開驅(qū)動橋稱為獨懸驅(qū)動橋；當驅(qū)動車輪用獨懸時則應(yīng)該選用斷開驅(qū)動橋稱為獨懸驅(qū)動橋獨懸驅(qū)動橋結(jié)較雜，車駛平順 設(shè)計出適合本課題的驅(qū)動橋。 6）與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。 4）在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動效率。 2）外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。 對于重型載貨汽車來說，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車、客車以及輕型商用車都要大得多，能夠以較低的成本運輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動機，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。 在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋由主減速器 又稱主傳動輪 ，差速器，驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件組成。 汽車的驅(qū)動橋（后橋）位于傳動系的末端。研制出適合中國國情、包括道路條件和經(jīng)濟條件的車輛，將大大推動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的提高。在一般汽車的機械式傳動中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛要求間的矛盾