【正文】 （23）式中：——汽車滿載時的總重量；——所牽引的掛車滿載時總重量；——道路滾動阻力系數(shù)，~；——汽車正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)，~；——汽車的性能系數(shù)；，n——見式（21），（23）下的說明。 2. 主減速器基本參數(shù)的選擇 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù)和，從動錐齒輪大端分度圓直徑、端面模數(shù)、主從動錐齒輪齒面寬和、中點螺旋角、法向壓力角等。2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。4）主傳動比較大時，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。(2) 從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 對于單級主減速器，增大尺寸會影響驅(qū)動橋殼的離地間隙，減小又會影響跨置式主動齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。(3) 主、從動錐齒輪齒面寬和 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，齒面過寬也會引起裝配空間減小。 對于從動錐齒輪齒面寬，即，而且應(yīng)滿足，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： （25） 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，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。(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。 差速器汽車在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學(xué)要求。差速器有多種形式，在此設(shè)計普通對稱式圓錐行星齒輪差速器。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。A、B兩點分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點。當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時，顯然，處在同一半徑上的A、B、C三點的圓周速度都相等（圖21），其值為。當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時（圖21），嚙合點A的圓周速度為，嚙合點B的圓周速度為。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。如圖22所示。圖22 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器1，12軸承；2螺母；3，14鎖止墊片；4差速器左殼；5，13螺栓；6半軸齒輪墊片；7半軸齒輪；8行星齒輪軸；9行星齒輪；10行星齒輪墊片；11差速器右殼 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計由于在差速器殼上裝著主減速器從動齒輪，所以在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應(yīng)考慮差速器的安裝。1. 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇(1) 行星齒輪數(shù)目的選擇 載貨汽車采用4個行星齒輪。球面半徑可按如下的經(jīng)驗公式確定： (28) 式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，～，對于有4個行星 齒輪的載貨汽車取最小值； T——計算轉(zhuǎn)矩，取Tce和Tcs的較小值，N(3) 行星齒輪與半軸齒輪的選擇為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25，大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比/～。(4) 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角， 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m(5) 壓力角α目前，176。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。m； ——行星齒輪的數(shù)目； ——行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x，mm， ， 是半 軸齒輪齒面寬中點處的直徑； ——支承面的許用擠壓應(yīng)力。 驅(qū)動半軸驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。設(shè)計半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計時首先可根據(jù)對使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對它進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于車輪承受的縱向力，側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有 故縱向力最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時也不會有縱向力作用。驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計要求：(1)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；(2)在保證強(qiáng)度和剛度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性；(3)保證足夠的離地間隙；(4)結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低；(5)保護(hù)裝于其中的傳動系統(tǒng)部件和防止泥水浸入；(6)拆裝，調(diào)整，維修方便。 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計算選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對其進(jìn)行受力分析，選擇其端面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計算。在通常的情況下，在設(shè)計橋殼時多采用常規(guī)設(shè)計方法，這時將橋殼看成簡支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。 橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧上載荷，而左、右輪胎的中心線，地面給輪胎的反力（雙輪胎時則沿雙胎中心），橋殼則承受此力與車輪重力之差值，即. 橋殼按靜載荷計算時，在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩為 （210） 式中：——汽車滿載時靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷； ——車輪（包括輪轂、制動器等）重力，N； ——驅(qū)動車輪輪距； ——驅(qū)動橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離；橋殼的危險斷面通常在鋼板彈簧座附近。而靜彎曲應(yīng)力則為 （211）式中：——見（211）； ——危險斷面處（鋼板彈簧座附近）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)，垂向彎曲截面系數(shù)： 水平彎曲截面系數(shù)： 扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)： 垂向彎曲截面系數(shù), 水平彎曲截面, 扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)計算參考《汽車設(shè)計》。1. 可分式橋殼圖31 可分式橋殼 可分式橋殼(圖1)由一個垂直接合面分為左右兩部分，兩部分通過螺栓聯(lián)接成一體。這種橋殼結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。2. 整體式橋殼 整體式橋的特點是整個橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。圖32 整體式橋殼a)鑄造式 b)鋼板沖壓焊接式 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式(圖2a)、鋼板沖壓焊接式(圖2b)和擴(kuò)張成形式三種。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于轎車和中、小型貨車及部分重型貨車上。它的優(yōu)點是從動齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車、輕型貨車中。故根據(jù)整體式橋殼強(qiáng)度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點，此次分析對象選擇為整體式橋殼。圖34 驅(qū)動橋殼圖35 整體式驅(qū)動橋殼4 驅(qū)動橋殼的實體模型 三維建模軟件——UG NX的功能介紹 軟件概述Unigraphics(簡稱UG)軟件起源于美國麥道飛機(jī)公司。UG軟件最常用的模塊有Mo