【正文】 4 齒面寬 b 1b =80㎜ 2b =75㎜ 5 工作齒高 mhh ag *2? ?gh ㎜ 6 全齒高 ? ?mchh a *2 ?? h = ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =176。 6. 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)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，一般對于“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來說，規(guī)定重型載貨汽車可選用 176。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，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。而商用車選用較小的 ? 值 以防止軸向力過大，通常取 35176。 汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為 35176。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性 和輪齒的強(qiáng)度 會降低。 此外，安裝時有位置偏差或由于制造 、 熱處理 變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷 。 2D 可根據(jù)經(jīng)驗 公式初選，即 32 2 cD TKD ? （ 25） 2DK —— 直徑系數(shù)，一般取 ～ Tc —— 從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 ， mN? ， 為 Tce 和 Tcs 中的較小者 所以 2D =（ ～ ） 3 =（ ～ ） mm 初選 2D =450mm 則 tm = 2D /2z =450/40= 有參考 《機(jī)械設(shè)計手冊》 [2]表 tm 選取 1所以 初選 有參考《機(jī)械設(shè)計手冊》 [2]表 tm 2 則 2D =480mm 根據(jù) tm = 3 cm TK 來 校核 sm =12選取的 是否合適 ， 其中 mK =（ ～ ） 此處 ， tm =（ ～ ） 3 =（ ～ ） ， 因此滿足 校核 。 5）對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配 。 3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對于商用車 1z 一般不小于 6。 1. 主、從動錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素： 1）為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 所以 ? ? )(PHRLBLB rTacf fffni rGGT ?? ????? = ? ? ???? ? = mN? 式（ 21） ～式 （ 24）參考《汽車車橋設(shè)計》 [1]式（ 310） ～式（ 312） 。 ?—— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取 ? =；對于 越野汽車取；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取 。導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式，并且內(nèi)外圈可以分離（有時不帶內(nèi)圈），以利于拆裝。 2. 主減速器主，從動錐齒輪的 支承形式 作為一個 13 噸級的驅(qū)動橋，傳 動的轉(zhuǎn)矩較大 ，所以主動錐齒輪采用騎馬式支承。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(dāng)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。 3 圖 11 Meritor（ 美馳 ） 單后驅(qū)動橋 第二章 主減速器設(shè)計 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型，主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。 所以此設(shè)計采用 單級驅(qū)動橋再配以鑄造整體式橋殼。 單級橋產(chǎn)品的優(yōu)勢為單級橋的發(fā)展拓展了廣闊的前景。況且由于隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對 車輛性能要求的變化 ， 重型汽車驅(qū)動橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級化發(fā)展的趨勢，主要是單級驅(qū)動橋還有以下幾點優(yōu)點： (l) 單級減速驅(qū)動橋是驅(qū)動橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種 ， 制造工藝簡單 ， 成本較低 ， 是驅(qū)動橋的基本類型 ， 在重型汽車上占有重要地位 ； (2) 重型汽車發(fā)動機(jī)向低速大轉(zhuǎn)矩發(fā)展的趨勢 ， 使得驅(qū)動橋的傳動比向小速比發(fā)展 ； (3) 隨著公路狀況的改善 ， 特別是高速公路的迅猛發(fā)展 ， 重型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低 。這類橋比單級減速器的質(zhì)量大 ， 價格也要貴些 ， 而且 輪穀 內(nèi)具有齒輪傳動 ， 長時間在公路上行駛會產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱 ； 因此 ， 作為公路車用驅(qū)動橋 ， 它不如中央單級減速橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋 ， 一般減速比在 3 至 之間。但這類橋因輪邊減速比為固定值 2， 因此 ， 中央主減速器 的尺寸仍較大 ， 一般用于公路、非公路軍用車。在該系列中 ， 中央單級橋仍具有獨立性 ， 可單獨使用 ，需要增大橋的輸出轉(zhuǎn)矩 ， 使?fàn)恳υ龃蠡蛩俦仍龃髸r ， 可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。 ①圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。輪邊減速驅(qū)動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。 由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時 ， 作為系 2 列產(chǎn)品而派生出來的一種型號 ， 它們很難變型為前驅(qū)動橋 ， 使用受到一定限制 ； 因此 ， 綜合來說 ，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動橋來發(fā)展 ， 而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動橋存在。 2)中央雙級驅(qū)動橋。一般在主傳動比小于 6 的情況 下 ， 應(yīng)盡量采用中央單級減速驅(qū)動橋。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下： 1)中央單級減速驅(qū)動橋。 另外還運用 Pro/E繪圖軟件， 運用 初步 的操作 繪制出了主減速器的主、從動錐齒輪，差速器的行星 齒輪、半軸齒輪等的實體造型 ，為今后更好的學(xué)習(xí)和掌握各種應(yīng)用 軟件和技能 打下堅實 的基礎(chǔ)。 7） 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。 5） 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減 少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。 3） 齒輪及其他傳動件 工作平穩(wěn)，噪聲小。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和 驅(qū)動 橋殼 設(shè) 計驅(qū)動橋時應(yīng) 滿足如下基本要求： 1） 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。32 參考文獻(xiàn) 29 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計算 28 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 26 第五章 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 24 全浮式半軸計算載荷的確定 20 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計 18 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 13 第三章 差速器設(shè)計 5 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計 算 3 主減速器基本參數(shù)的選擇 3 主減速器計算載荷的確定 3 主減速器主，從動錐齒輪的支承形式 3 2. 3 主減速 器的齒輪類型 3 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 1 汽車驅(qū)動橋 課程設(shè)計說明書 系 別：機(jī)械工程系 班 級：機(jī)制 0513 班 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2 目錄 前言 1 第一章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析 1 第二章 主減速器設(shè)計 3 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 7 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計算 8 主減速器齒輪的材料及熱處理 13 主減速器軸 承的計算 19 對稱式圓錐行星齒輪差速 器的結(jié)構(gòu) 20 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 20 差 速器齒輪的強(qiáng)度計算 23 第四章 驅(qū)動半軸的設(shè)計 25 全浮式半軸的桿部直 徑的初選 26 全浮式半軸的強(qiáng)度計算 26 半軸花鍵的強(qiáng)度計算 27 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 28 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計算 30 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強(qiáng)度計算 31 汽車緊急 制動時的橋殼強(qiáng)度計算 35 1 前言 驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將動力合理的分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直立、縱 向力和橫向力。 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。 4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動效率。 6） 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運動協(xié)調(diào)。 在本設(shè)計中還采用了 AutoCAD和 Pro/E繪圖軟件分別進(jìn)行了工程圖的繪制和實體造 型， ，通過對 AutoCAD的編輯工具與命令的運用，掌握了從 AutoCAD基礎(chǔ) 基礎(chǔ)零件的繪 制→ 各類零件圖的創(chuàng)建與繪制的方法，并且理解了機(jī)械圖繪制的工作流程 。 第一章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析 由于要求設(shè)計的是 13 噸級的后驅(qū)動橋，要設(shè)計這樣一個級別的驅(qū)動橋，一般選用非斷開式結(jié)構(gòu)以 與非 獨立懸架相適應(yīng)，該種形式的驅(qū)動橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁， 一般是鑄造或鋼板沖壓而成， 主減速器，差速器和半軸等所有傳動件都裝在其中，此時驅(qū)動橋，驅(qū)動車輪都屬于簧下質(zhì)量。 此 是驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)中最為簡單的一種 ， 是驅(qū)動橋的基本形式 ， 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪 ， 主動小齒輪采用騎馬式支承 ， 有差速鎖裝置供選用。在國內(nèi)目前的市場上 ， 中央雙級驅(qū)動橋主要有 2 種類型 ： 一類如伊頓系列產(chǎn)品 ， 事先就在單級減速器中預(yù)留好空間 ， 當(dāng)要求增大牽引力與速比時 ， 可裝 入 圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu) ， 將原中央單級改成中央雙級驅(qū)動橋 ， 這種改制 “ 三化 ” （即系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化） 程度高 ， 橋殼、主減速器等均可通用 ，錐 齒輪直徑不變 ； 另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品 ， 當(dāng)要增大牽引力與速比時 ， 需要改制第一級傘齒輪后 ， 再裝 入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪 ， 變成要求的中央雙級驅(qū)動橋 ， 這時橋殼可通用 ， 主減速器不通用 ， 錐 齒輪有 2 個規(guī)格。 3)中央單級、輪邊減速驅(qū)動橋。當(dāng)前輪邊減速橋可分為 2類 ： 一類為圓錐行星齒輪 式輪邊減速橋 ； 另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動橋。由圓錐行星齒輪式傳動構(gòu)成的輪邊減速器 ， 輪邊減速比為固定值 2， 它一般均與中央單級橋組成為一系列。這類橋與中央雙級減速橋的區(qū)別在于 ： 降低半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 ，把增大的轉(zhuǎn)矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上 ， 其 “ 三化 ” 程度較高。 ②圓柱行星齒輪式輪邊減速橋。由于輪邊減速比大 ， 因 此， 中央主減速器的速比一般均小于 3， 這樣 大錐 齒輪就可取較小的直徑 ， 以保證重型汽車對離地問隙的要求。 綜上所述，由于設(shè)計的驅(qū)動橋的傳動比為 ，小于 6。 因此 ， 重型汽車不必像過去一樣 ， 采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高通過性 ； (4) 與帶輪邊減速器的驅(qū)動橋相比 ， 由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化 ， 單級減速驅(qū)動橋機(jī)械傳動效率提高 ，易損件減少 ， 可靠性提高。從產(chǎn)品設(shè)計的角度看 ， 重型車產(chǎn)品在主減速比小于 6 的情況下 ， 應(yīng)盡量選用單級減速驅(qū)動橋。圖 11Meritor 單后驅(qū)動橋 為中國重汽引進(jìn)的美國 ROCKWELL 公司 13 噸 級單級減速橋 的外形圖 。 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和 蝸輪 蝸桿等形式。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個以上的輪齒同時嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒 的全長上同時嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動小。 另外，弧齒錐齒輪與雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動效率，可達(dá) 99%。裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個可以預(yù)緊以增加