【正文】 第2章 驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì) 3 主減速器簡(jiǎn)介 3 主減速器形式的選擇 3 4 主減速器齒輪的支承 5 主減速器軸承的預(yù)緊 6 錐齒輪嚙合的調(diào)整 7 潤(rùn) 滑 7 雙曲面錐齒輪的設(shè)計(jì) 8 8 8 9 12 20 22第3章 差速器的設(shè)計(jì) 23 差速器的功用 23 差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇 23 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 25 差速器強(qiáng)度計(jì)算 26 差速器直齒圓錐齒輪參數(shù) 27第4章 車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 29 車輪傳動(dòng)裝置的功用 29 半軸支承型式 29 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定 29 半軸的強(qiáng)度計(jì)算 29 全浮式半軸桿部直徑的初選 30 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 31第5章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 32 驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和設(shè)計(jì)要求 32 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 32 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 33第6章　軸承的壽命計(jì)算 35 35 37 37結(jié)論 39參考文獻(xiàn) 40致謝 41附 錄1 42附錄2 47V第1章 緒 論 驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的重要組成部分，它位于傳動(dòng)系的末端，一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成。并且在本次設(shè)計(jì)中力求做到零件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。此外本設(shè)計(jì)還應(yīng)用了較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，如用MATLAB進(jìn)行計(jì)算編程和用CAXA軟件繪圖。在本次設(shè)計(jì)中完成了對(duì)主減速器、差速器、半軸、橋殼及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)當(dāng)今驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展情況確定了驅(qū)動(dòng)橋各部件的設(shè)計(jì)方案。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件,其位于傳動(dòng)系的末端，其功用是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將其傳給驅(qū)動(dòng)輪并使其具有差速功能. 所以中型專用汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)有著實(shí)際的意義。其中根據(jù)本次設(shè)計(jì)的車型為中型汽車，所以主減速器的形式采用雙級(jí)主減速器；而差速器則采用目前被廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式錐齒輪差速器；其半軸為全浮式支撐。并通過(guò)以上計(jì)算滿足了驅(qū)動(dòng)橋的各項(xiàng)功能。本設(shè)計(jì)保持了驅(qū)動(dòng)橋有足夠的強(qiáng)度、剛度和足夠的使用壽命，以及足夠的其他性能。關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋、主減速器、差速器、半軸、橋殼AbstractThe graduation project is the subject of a medium goods vehicle driver in the design of the bridge. Bridge drive vehicle drive system is an important ponent parts, its function is increasing drive shaft or transmission came from the torque, and its transmission to a driving wheel differential function. So mediumsized private car driver has a practical bridge design Significance. In the design of the bridge under the current drive the development of the driver identified the ponents of the bridge design. According to the design of this model for the mediumsized cars, so the main reducer in the form of a twostage main reducer, and the current differential is being widely used symmetric bevel gear differential。其功用是：①將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩；②通過(guò)主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；③通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速的作用，保證內(nèi)、外車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向；④承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榱颂岣咂囆旭偲巾樞院屯ㄟ^(guò)性，有些轎車和越野車全部或部分驅(qū)動(dòng)輪采用獨(dú)立懸架，即將兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分別用彈性懸架與車架相聯(lián)系，兩輪可彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架上下跳動(dòng)，于此相應(yīng)，主減速殼固定在車架上。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性連成一體的，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)為中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本要求驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好壞。2） 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過(guò)性要求。4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下，具有較高的傳動(dòng)效率。6） 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，維護(hù)方便機(jī)件工藝性好制造容易。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。 主減速器形式的選擇為了滿足不同的使用要求，主減速器的形式也不同。單級(jí)主減速器多采用一對(duì)弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)，廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比≤7的汽車上。 雙級(jí)主減速器的布置方案：雙級(jí)主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為圓柱齒輪（a）；第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為行星齒輪(b)；第一級(jí)為行星齒輪，第二級(jí)為錐齒輪；第一級(jí)為圓柱齒輪，第二級(jí)為錐齒輪(c)。主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一定距離，這個(gè)距離稱為偏移距。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比/=/式中的、分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；、分別為主、從動(dòng)齒輪的螺旋角。 主減速器齒輪傳動(dòng)形式雙曲面齒輪的傳動(dòng)比為=/=/（為雙曲面齒輪傳動(dòng)比；、分別為主、從動(dòng)輪平均分度圓半徑；、為主從動(dòng)齒輪圓周力）。由于大于，所以系數(shù)大于1，～。2）當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的齒輪強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度?？v向滑動(dòng)可以改變論齒的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。6）雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑和螺旋角都很大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。8）雙曲面齒輪的主動(dòng)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤(pán)刀頂距較大。9）雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪的中心上方，便于多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96%，螺旋錐齒輪的傳動(dòng)效率約為99%。3）雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承的負(fù)荷較大。雙曲面齒輪有一系列的優(yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)采用雙曲面齒輪傳動(dòng)。如圖22所示。因此齒輪的承載能力高于懸臂式。但是跨置式的支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。懸臂式支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)有較長(zhǎng)的軸，并在其上安裝一對(duì)圓錐滾子軸承。為了盡可能的地增加支承剛度。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度差，用于傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的減速器上。 從動(dòng)錐齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及載荷在軸承之間的分布比例有關(guān)。為了使載荷均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸≥。 （1） （2） 主減速器錐齒輪的支承形式 （1）懸臂式 （2）跨置式 主減速器軸承的預(yù)緊為了減小在錐齒輪傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的軸向力所引的齒輪軸的軸向位移，以提高軸的支承剛度，保證錐齒輪的正常嚙合，裝配主減速器時(shí)，圓錐滾子軸承應(yīng)有一定的裝配預(yù)緊度。工程上用預(yù)緊力矩表示預(yù)緊度的大小。對(duì)于主動(dòng)錐齒輪軸承的預(yù)緊力矩一般為1～3N主動(dòng)錐齒輪圓錐滾子軸承的預(yù)緊度的調(diào)整，可利用調(diào)整墊片厚度的方法，調(diào)整時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)叉形凸緣，如發(fā)現(xiàn)預(yù)緊度過(guò)緊則增加墊片的總厚度；反之減小墊片的總厚度。 錐齒輪嚙合的調(diào)整錐齒輪嚙合的調(diào)整是在圓錐滾子軸承預(yù)緊度調(diào)整之后進(jìn)行的。（1）齒面嚙合印跡的調(diào)整，首先在主動(dòng)錐齒輪輪齒上涂以紅色顏料，然后用手使主動(dòng)齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是從動(dòng)錐齒輪輪齒的兩工作面上便出現(xiàn)紅色印跡。正確嚙合的印跡位置可通過(guò)主減速殼與主動(dòng)錐齒輪軸承座之間的調(diào)整墊片的總厚度而獲得?！Ｈ糸g隙大于規(guī)定值，應(yīng)使從動(dòng)錐齒輪靠近主動(dòng)錐齒輪，反之離開(kāi)。主減速器殼中所儲(chǔ)齒輪油，靠從動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)甩濺到各齒輪、軸和軸承上進(jìn)行潤(rùn)滑。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛濺起的潤(rùn)滑油從進(jìn)油道通過(guò)軸承座的孔進(jìn)入兩圓錐滾子軸承大端的潤(rùn)滑油經(jīng)回油道流回主減速器內(nèi)。 差速器殼應(yīng)開(kāi)孔使?jié)櫥瓦M(jìn)入，保證差速器齒輪和滑動(dòng)表面的潤(rùn)滑。 雙曲面錐齒輪的設(shè)計(jì) ===　　　　　　　　　　?。?1）式中：——車輪滾動(dòng)半徑，=；——發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速，=3200r通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)時(shí)這兩種情況下作用在主減速?gòu)膭?dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（、）的較小者，作為汽車在強(qiáng)度計(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)算機(jī)載荷，即 =/ （2—2） =/ （2—3）式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Nm；——由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比，==；——傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，取=；——由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于性能系數(shù)=0的汽車=1； ——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋目數(shù)，=1；——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，=9200=90160N；——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汽車，取=； ——車輪的滾動(dòng)半徑,=； ——分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比（例如輪邊減速等），=，=1。m （24）式中：——汽車滿載總重，=9200=90160N；——所牽引的掛車的滿載總重量，但僅用于牽引車的計(jì)算=0；——車輪滾動(dòng)半徑，=；——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，～，=；——汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，～，=；——汽車的性能系數(shù)：=[(+)/T]/100(+)/T16時(shí)取=0。、T、 等見(jiàn)式（2—2）、式（2—3）下的說(shuō)明?？紤]以上因素后，選擇主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)為：=13，=28。m；按式（22）、式（23）求得，并取其中的較小值，=15159N=(13～16)15159=(～)mm,取=320mm從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑選定后，可按m=/計(jì)算錐齒輪的大端端面模數(shù)m，單位為mm。m，按式（21）、式（22）求得，并取其中較小值,=15159Nm=15159=10mm, 符合要求3. 雙曲面齒輪齒寬的選擇 ，即=,且≤10。=320=50mm齒面寬過(guò)大和過(guò)小，都會(huì)降低齒輪的強(qiáng)度和壽命。因?yàn)辇X面寬的加大只能從延長(zhǎng)小端著手，輪齒延長(zhǎng)的結(jié)果使小端齒溝變窄，結(jié)果使切削刀頭的頂面寬或刀盤(pán)刀頂距過(guò)窄及刀尖的圓角過(guò)小，這樣不但減小了齒根圓角半徑從而加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。另外，齒面寬過(guò)大也會(huì)引起裝配空間的減小。一般對(duì)于中、大型貨車≤（～）。 ≤(～) =（～）320=(32～)mm；取=35mm。在雙曲面錐齒輪傳動(dòng)中，小齒輪偏移距的大小及偏移方向是雙曲面錐齒輪傳動(dòng)的重要參數(shù)。螺旋角是沿節(jié)錐齒線變化的，大端的螺旋角較大，小端的螺旋角較小，齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為齒輪的中點(diǎn)螺旋角，也是該齒輪的名義螺旋角。它們之差稱為偏移角ε。因越大，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪音就越低。但螺旋角過(guò)大會(huì)引起軸向力也過(guò)大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶！?0176?！案窭锷敝仆扑]用下式來(lái)近似地預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值：=25176。（/）+90176。=25176。（28/13）+90176。確定從動(dòng)齒輪的名義螺旋角：=式中：——雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移角的近似值，sin≈/(/2+/2)——雙曲面齒輪的偏移距，mm；——雙曲面從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，mm；——雙曲面從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm。=42176。=31176。+31176。6．螺旋方向的選擇雙曲面齒輪的螺旋方向指的是輪齒節(jié)錐線的曲線彎曲方向，分為“左旋”和“右旋”兩種。主、從動(dòng)齒輪的螺旋方向是相反的。加大法向壓力角可以提高輪齒的強(qiáng)度、減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。所以對(duì)于輕負(fù)荷齒輪，一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低。在車輛驅(qū)動(dòng) 橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動(dòng)中，貨車選用20176。表21中的第（65）項(xiàng)求得的齒線曲率半徑與第（7）項(xiàng)選定的刀盤(pán)半徑之差不應(yīng)超過(guò)值的1％。11′（24）=（(5)(17)*(22)/(12)（25）tgε（26）tg=(22)/(25)（27）cos（28）sinε=(24)/(27) 續(xù)表（29）cosε（30）tg=((15)(29))/(28)（31）(28)*[(9)(30)]（32）(3)*(31)（33）sinε=(24)(22)*(32)（34）tanε（35）tan=(22)/(34)（36）28176。48′（40）cosε（41）tg=(15)+(31)(40)/(38)（42）4