【正文】 主減速器比應(yīng)滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；當(dāng)兩驅(qū)動(dòng)車輪以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)且連續(xù)不斷地傳遞到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪上；當(dāng)左右兩驅(qū)動(dòng)車輪的附著系數(shù)不同時(shí)，應(yīng)能充分利用汽車的牽引力；能承受和傳遞路面與車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力及其力矩；驅(qū)動(dòng)橋各零部件在強(qiáng)度高、剛性好、工作可靠及使用壽命長的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量小，特別是非懸掛質(zhì)量應(yīng)盡量小，以減小不平路面給驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性；輪廓尺寸不大，以便于汽車的總布置及與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)；齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件工作平穩(wěn)，無噪音或低噪音；驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化汽車變型的要求；在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率；結(jié)構(gòu)簡單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易[19]。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)為EQ1090型貨車驅(qū)動(dòng)橋。所以，本次EQ1090中型貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。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(gè)以上的輪齒同時(shí)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(shí)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(dòng)小。另外，弧齒錐齒輪與雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動(dòng)效率，可達(dá)99%。此時(shí)為滿足較大的主傳動(dòng)比，由一對(duì)錐齒輪構(gòu)成的單級(jí)主減速器，已滿足不了最小離地間隙的要求。 雙級(jí)主減速器布置形式 主減速器齒輪的齒型第一級(jí)傳動(dòng)齒輪采用弧齒圓錐齒輪。第二級(jí)傳動(dòng)齒輪采用斜齒圓柱齒輪。 雙級(jí)主減速器傳動(dòng)比分配一般情況下第二級(jí)減速比i02與第一級(jí)減速比i01之比值（i02/i01）～，而且趨于采用較大的值，以減小從動(dòng)錐齒輪的半徑及負(fù)荷并適應(yīng)當(dāng)增多主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)，使后者的軸徑適當(dāng)增大以提高其支承剛度；這樣也可降低從動(dòng)圓柱齒輪以前各零件的負(fù)荷從而可適當(dāng)減小其尺寸及質(zhì)量。則可算得：=，其===，修定總傳動(dòng)比得=。m； _____發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，單位 Nm；_____發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比=；_____由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，=1；______傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，=；______驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目，=1；2）按驅(qū)動(dòng)橋打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ()____按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，單位N取0。Tcf=。1)主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻，,之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40；為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車一般不小于6；主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙；對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。3)主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間減小。對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，即，而且應(yīng)滿足，對(duì)于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大10%較為合適。汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35176。而商用車選用較小的β值以防止軸向力過大，通常取35176。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(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。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(duì)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(duì)于“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來說，176。載貨汽車20176。3)初選從動(dòng)圓柱齒輪的分度圓直徑初選：= 為與的較小者， N～12176?；鶊A柱螺旋角： 法面模數(shù)： =7mm端面模數(shù)： 法面壓力角： =20176。汽車驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。在要求使用壽命為20萬千米或以上時(shí)，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(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 MPa計(jì)算載荷 主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力按式（）、式（）計(jì)算出的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，中的較小者7002800980按式（）計(jì)算出的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩1750實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算1）單位齒長上的圓周力在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即 N／mm ()式中：P——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N； ——從動(dòng)齒輪的齒面寬；按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： N／mm （）式中：_____發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取353N式（）所算出來的值小于，所以符合要求，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1427。2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力 （）式中：_____該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N　_____超載系數(shù)；。_____計(jì)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)。①按=min[，]計(jì)算時(shí)： ()②按T=計(jì)算時(shí)： ()所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求?！? ，——見式(210)下的說明； ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，； ——表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等）。它綜合考慮了嚙合齒面的相對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，= 接觸計(jì)算用綜合系數(shù)當(dāng)按計(jì)算時(shí)，代入數(shù)據(jù)，得 ()當(dāng)按Tcf計(jì)算時(shí)，代入數(shù)據(jù)，得 ()主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等，所以均滿足要求。 斜齒圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度校核1）主、從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算得： () ()齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足要求。從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： () = =從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也符合要求。 主減速器齒輪的材料及熱處理驅(qū)動(dòng)橋齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：具有較高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；輪齒心部應(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；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)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國的情況。用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)＞8時(shí)為29～45HRC。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。(1)懸臂式：齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式的支承于一對(duì)軸承的外側(cè)（）。 裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增強(qiáng)支承剛度的圓錐滾子軸承，其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)錐齒輪前軸承，后部緊靠齒輪背面的稱為主動(dòng)錐齒輪后軸承；當(dāng)采用跨置式支承時(shí)，裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承一般稱為導(dǎo)向軸承。為了減小懸臂長度和增加兩支承間的距離，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。2）從動(dòng)齒輪的支承形式從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（）。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70%。 軸承的選擇和校核 主減速器錐齒輪上作用力的計(jì)算[1]1)錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。由式（）可以算出：。3）錐齒輪的軸向力和徑向力 一級(jí)減速機(jī)構(gòu)作用在主、從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為： （） （） = （） = （）由上面已知可得：由式（）、（）可算得：=?？伤愠觥?duì)上面軸向力，徑向力，圓周力求和的，一級(jí)減速機(jī)構(gòu)受力F1=，二級(jí)減速機(jī)構(gòu)受力F2=。為了增加支承剛度，應(yīng)使兩軸承的支承中心距比齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長度大兩倍以上，同時(shí)尺寸應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于懸臂長。由于圓錐滾子軸承在潤滑時(shí)，潤滑油只能從圓錐滾子軸承的小端通過離心力流向大端，所以在殼體上應(yīng)該有通入兩軸承間的右路管道和返回殼體的回油道。根據(jù)上面可算出軸承支承中心距﹥70%=，在這里取。由此可得到：式中：——軸承的最小安裝尺寸[由吳宗澤。及==29。前軸承徑向力== 后軸承徑向力==2）軸承的校核 對(duì)于前軸承，采用圓錐滾子軸承30214型，此軸承的額定動(dòng)載荷為132KN。由式（）可得當(dāng)量動(dòng)載荷Q=X所以==s此外對(duì)于無輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來說，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 r/min ()式中：——輪胎的滾動(dòng)半徑，m； ——汽車的平均行駛速度，km/h。所以由式（）可得==；而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速==。由上式可得軸承A的使用壽命=。對(duì)于后軸承，在此選用30216型軸承，此軸承的額定動(dòng)載荷為160KN，在此徑向力=，軸向力=，所以=＞==，=。所以軸承的使用壽命：==s=＞所以軸承符合使用要求。 軸的設(shè)計(jì) 一級(jí)主動(dòng)齒輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[13] 由上面所設(shè)計(jì)出來的齒輪的大小和軸承的大小，裝配時(shí)所要求的間隙等，參照現(xiàn)有車型對(duì)軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并滿足其所要的要求。其軸的直徑為70，寬度為22；第7段：花鍵軸，花鍵分度圓直徑為60，齒頂圓68mm，齒根圓50mm，花鍵軸寬為38；第8段：螺栓軸，螺栓直徑為M36，da=。 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于中間軸的結(jié)構(gòu)，二級(jí)主動(dòng)齒輪和中間軸加工成一體，其上面還要有一個(gè)與一級(jí)從動(dòng)錐齒輪的裝配凸臺(tái)，兩個(gè)支承軸承和相應(yīng)要求的間隔。 中間軸軸承校核[3]