【正文】 技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 5 頁 主減速器錐齒輪主要參數(shù) 選擇 …………………………………..………..………… 14 i0 的確定 …………………………………………..………… ..……. 14 、從動錐齒輪齒數(shù) z1和 z2………………………………………………..…. 14 D2和端面模數(shù) ms ……………………..……….. 15 、從動錐齒輪齒面寬 b1和 b2………………………………………………... 15 中點螺旋角 β …………………………………………..………..……………. 16 螺旋方向 ……………………………………..………………… … …………… 16 法向壓力角 …………………………. .……………………. ...……… ………… 17 主減速器錐齒輪強度計算 …………………………………... ...….. ………… …… … 17 計算載荷的確定 …………………………………………………… .…… ..17 主減速器錐齒輪的強度計算 …………………………………… …… ...………. 18 主減速器錐齒輪 和 軸承的載荷計算 ……………………………...……… ...……… ..21 齒輪 軸 齒面 載荷與強度校核 ……………………….………. ……… ..……….. 21 錐齒輪軸承的載荷 ……………………………………….…. ……… ..…. 25 輪材料 …………………………………… ……………………………… ..28 3 差速器設(shè)計 …………………………… ……………… .……… …… … … .………… .30 ………..… …………………… …………………. 30 齒輪主要參數(shù)選擇 ………………………………….. …… .…….. 30 ........................................................................32 4 車輪傳動裝置設(shè)計 …………………………………… ……………… …. ……… …… 35 ……………………………………………..……… … ..………… ..35 全浮式半軸 …………………………. ……………………………… ...35 半軸的 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………. ……………………… .…... 36 鞍山科技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 6 頁 5 驅(qū)動橋殼設(shè)計 ......................................................................................................................37 6 發(fā)電機的選擇 ……………………...…………………………… ………… ...…… ……… .40 發(fā)動機最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn) 速 ………………. ……………………… .…... ...40 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 及相應(yīng)轉(zhuǎn)速 ……………. ……………………… .…... 40 結(jié) 論 .…………………………………..………… …………………………… ..……… … 42 參考文獻(xiàn) ……………………………….....……… ………………………… ……… ……… 43 1 緒論 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 ,并將動力合理地分配給左、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力力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成。當(dāng)車輪采用非獨立懸架時，驅(qū)動橋應(yīng)為非斷開式（或稱為整體式），即驅(qū)動橋殼是一跟連接左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁（圖），而主減速器、差速器及車輪傳動裝置（由左、右半軸組成）都裝在它里面。為了防止運動干涉，應(yīng)采用滑動花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動的萬向移動的萬向傳動機構(gòu)。 具有橋殼的非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝性好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行使平順性，提高了汽車的平均車速；減 小了汽車在行使時作用于車輪和車橋上的動載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性較好，大大增加了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計得合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。 為了與獨立懸架相適應(yīng)，驅(qū)動橋殼需要分為用鉸鏈連接的幾段，更多的是只保留主減速器殼（或帶有部分半軸套管）部分，主減速器殼固定在車架或車身上，這種驅(qū)動橋稱為斷開式驅(qū)動橋。 鞍山科技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 8 頁 1主減速器； 2半軸； 3彈性元件； 4減振器； 5車輪； 6擺臂； 7擺臂軸 圖 斷開式驅(qū)動橋的構(gòu)造 主減速器分析 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速器形式不同而不同。主減速器的減速形式可分為單級減速、雙級減速、雙速減速、單雙級貫通、單雙級減速配以輪邊減速等。但是其主傳動比扎不能太大，一般 0i ≤ 7，進(jìn)一步提高 0i 將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。雙面齒輪單級主減速器用于貫通橋時應(yīng)使 0 5i? 鞍山科技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 9 頁 圖 雙級主減速器 雙級主減速器與單級相比，在保證離地間隙相同時可得到大的傳動比， 0i 一般為7～ 12。它主要應(yīng)用于中、重型貨車、越野車和大客車上。 雙速主減速器 雙速主減速器內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動比。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動機功率及變速器各擋速比的大小來選定的。 貫通式主減速器 貫通式主減速器根據(jù)其減速形式可分成單級和雙級兩種。根據(jù)減速齒輪形式不同，單級貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結(jié)構(gòu)。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可分為錐齒輪一圓柱齒輪式和圓柱齒輪一錐齒輪式兩種形式。他又可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器等 1 普通錐齒輪式差速器 由于普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應(yīng)用于一般使用條件的汽車驅(qū)動橋中。但當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動車輪與地面的附著系數(shù)很小時，盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減 小，無法發(fā)揮潛在牽引力，以致汽車停駛。兩根行星齒輪軸 5互相垂直，軸的兩端制成 V 形面 4與差速器殼孔上的 V 形面相配，兩個行星齒輪軸 5的 V形面是反向安裝的。 鞍山科技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 11 頁 圖 當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時，差速器殼通過斜面對行星齒輪軸產(chǎn)生沿行星齒輪軸線方向的軸向力，該軸向力推動行星齒輪使 壓盤將摩擦片壓緊。 這種差速器結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過性。 當(dāng)然，如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍超過車輪與地面間的附著力，汽車也無法行駛。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車上都裝用差速鎖。 圖 半浮式半軸 (圖 )的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車及輕型 客車上。 鞍山科技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 12 頁 該形式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用在轎車和輕型貨車上。理論上來說，半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受。全浮式半軸主要用于中、重型貨車上。 可分式橋殼 可分式橋殼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。 整體式橋殼 整體式橋殼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。 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式 (圖 )、鋼板沖壓焊接式 (圖 )和擴(kuò)張成形式三種。重型貨車上。 組合 式橋殼 組合式橋殼是將主減速器殼與部分橋殼鑄為一體，而后用無縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者間用塞焊或銷釘固定。 汽車的主要參數(shù) 變速箱： 機械， 5 檔同步，直接操縱， 1 個倒檔。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有 兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。由于偏移距正的存在， 使主動齒輪螺旋角 1? 大于從動齒輪螺旋角 2? ( 圖 )。 螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點 A 的切線 TT 與該點和節(jié)錐頂點連線之間的夾角。通常不特殊說明，則螺旋角系指中點螺旋角。 螺旋錐齒輪傳動比為： 12rriOL? （ ） 鞍山科技大學(xué) 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 15 頁 令 12 cos/cos ???K ，則 Ls Kii 00 ? 。這說明： 1)當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。 3)當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙?？v向滑動可改善齒輪 的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 3)雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強度提高。 5)雙曲面齒輪傳動的主動齒輪較大，加工時所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長。布置在從動齒輪中心下方可降低萬向傳動軸的高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車身地板中部凸起通道的高度。雙曲面齒輪副傳動效率約為 96％，螺旋錐齒輪副的傳動效率約為 99％。 3)雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。這是因為如果保持主動齒輪軸徑不變，則雙曲面從動齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。對于中等傳動比，兩種齒輪傳動均可采用。 蝸桿傳動 蝸桿 (圖 )傳動與錐齒輪傳動相比有如下優(yōu)點： 1)在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動比 (可大于 7)。 3)便于汽車的總布置及貫通式多橋驅(qū)動的布置。 5)結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，調(diào)整容易。蝸桿傳動主要用于生產(chǎn)批量不大的個別重型多橋驅(qū)動汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動機的大客車上。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。懸臂式支承結(jié)構(gòu) (圖)的特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離 b 應(yīng)大于 2． 5倍的懸臂長度 a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的 70％還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸 a?？拷X輪的支承軸承有時也采用圓柱滾子軸承，這時另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。 跨置式支承結(jié)構(gòu) (圖 )的特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。但是跨置式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，加工成本提高?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。從動錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強肋以增強支承穩(wěn)定性， c+d 應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的 70％。 圖 從動錐齒輪輔助支承 圖 主、從動錐齒輪的許用偏移量 在具有大的主傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中 ，為了限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承 (圖 )。主、從動齒輪受載變形或移動的許用偏移量如（圖 ）所示。其結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量及體積小、造價低，廣泛用于主減速比 ?i 的各種中、小型汽車及帶有輪邊減速器的重型汽車，雙曲面齒輪單級主減速器用于貫通橋時應(yīng)使 50?i 。 主、從動錐齒輪齒數(shù) z1 和 z2 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 ,z z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 3)為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強度，對于貨車， z1一般不少于 6。 5)對于不同的主傳動比， z1 和 z2應(yīng)有適宜的搭配。 D2 可根據(jù)經(jīng)驗公式初選 32 2 TKD cD? =— （ ） 式中， D2 為從動錐齒輪大端分度圓直徑（ mm）； 2 DK 為直徑系數(shù)，一般為 ～ ；Tc 為從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（ N? m）。 同時， ms 還應(yīng)滿足 3 TKm cms ? =—