【正文】 引起的功率損失，這些都是減小驅(qū)動(dòng)橋的功率損失提高其傳動(dòng)效率的主要方法。對(duì)整車(chē)主要總成之一的驅(qū)動(dòng)橋而言，小速比、大扭矩、傳動(dòng)效率高、成本低逐漸成為貨車(chē)主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。為順應(yīng)節(jié)能、環(huán)保的大趨勢(shì)，貨車(chē)的技術(shù)性能在向節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適的方面發(fā)展。 對(duì)不同用途的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式雖然可以不同，但在使用中對(duì)他們的基本要求卻是一致的。 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第一章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析 由于要求設(shè)計(jì)的是 4噸級(jí)的后驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開(kāi)式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立懸架相適應(yīng)，該種形式的驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動(dòng)車(chē)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(dòng)件都裝在其中，此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪都屬于簧下質(zhì)量。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)單的一種，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式， 在載重汽車(chē)中占主導(dǎo)地位。目前的中央單級(jí)減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主 動(dòng)小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。由于中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，作為系列產(chǎn)品而派生出來(lái)的一種型號(hào)，它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋，使用受到一定限制；因此，綜合來(lái)說(shuō)，雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來(lái)發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋存在。輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車(chē)與軍用車(chē)上。 綜上所述，將設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比定為 ，小于 6。 單級(jí)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)為單級(jí)橋的發(fā)展拓展了廣闊的前景。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 主減速器總成設(shè)計(jì) 主減速器的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 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(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。 2. 主減速器的減速形式 由上段分析設(shè)定采用 i＜ 6 小傳動(dòng)比，設(shè)定 i=，采用單級(jí)主減速器，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)渭?jí)減速驅(qū)動(dòng)車(chē)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，制造工藝較簡(jiǎn)單，成本較低，是驅(qū)動(dòng) 橋的基本型，在重型汽車(chē)上占有重要地位； 3. 主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支承形式 作為一個(gè) 6 噸級(jí)的驅(qū)動(dòng)橋，傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩很大，所以主動(dòng)錐齒輪采用騎馬式支承。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(shí)不帶內(nèi)圈），以利于拆裝。 所以 ? ? )(PHRLBLB rTacf fffni rGGT ?? ????? = ? ? 5 02 0 0 0 ???? ? = mN? 2. 主減速器基本參數(shù)的選擇 1)主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z 選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)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)。 3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(chē) 1z 一般不小于 6。 5對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 2D 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即增大尺寸： 32 2 cD TKD ? （ 24） 2DK —— 直徑系數(shù)，一般取 ～ Tc —— 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，為 Tce 和 Tcs 中的較小者，所以在此取Tc = mN? 2D =（ ～ ） 3 =（ ～ 382） mm 初選 2D =370mm 則 tm = 2D /2z =370/40= 有參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [2]表 中 tm 選取 9 ， 則 2D =360mm 根據(jù) tm = 3 cm TK 來(lái)校核 sm =9 選取的是否合適，其中 mK =（ ～ ） 此處， tm =（ ～ ） 3 =（ ～ ），因此滿足校核。 汽車(chē)主減 速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為 35176。而商用車(chē)選用較小的 ? 值以防蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 止軸向力過(guò)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(kāi)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(guò)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(lái)說(shuō)，規(guī)定重型載貨汽車(chē)可選用 176。 主減速器圓弧錐齒輪的計(jì)算 1. 減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 表 21 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 1 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 9 2 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 40 3 端面模數(shù) m 9 ㎜ 4 齒面寬 b 1b =80 ㎜ 2b =62 ㎜ 5 工作齒高 mhh ag *2? ?gh ㎜ 6 全齒高 ? ?mchh a *2 ?? h = ㎜ 7 法向 壓力角 ? ? =176。 9 分度圓直徑 d =m z ?1d 81 ㎜ 2d =360 ㎜ 10 節(jié)錐角 ?1? arctan 21zz 2? =90176。 2? =176。 17 面錐角 211 fa ??? ?? 122 fa ??? ?? 1a? =176。 18 根錐角 1f? = 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 19 齒頂圓直徑 1111 cos2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad = ㎜ 2ad = ㎜ 20 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 1121 sin2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ? ? =35176。 m, 0K —— 超載系數(shù) ,在此取 , sK —— 尺寸系數(shù) . 當(dāng)ｍ ? 時(shí)， 4 ?，在此 4?sK＝ mK —— 載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)， mK ＝ ～ ； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向 跳動(dòng)精度高時(shí)，可取 , b —— 計(jì)算齒輪的齒面寬， mm。 J —— 計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)，它綜合考慮了齒形系數(shù)。計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)本應(yīng)采用輪齒中點(diǎn)圓周力與中點(diǎn)端面模數(shù)，今用大端模數(shù)，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 21 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 3 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為： bJK KKKTKdC vfmspj 301102 ??? (28) 式中： T —— 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； pC—— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 21N /mm。一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可取 J —— 計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)）。所以均滿足要求。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓 周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。作 用在 主減 速器 主動(dòng) 錐齒 輪上 的當(dāng) 量轉(zhuǎn) 矩可 按按 下計(jì) 算， 當(dāng)量 轉(zhuǎn)矩：313333332223111m a x 100100100100100 1 ?????????????????? ????????????????????????????? TRgRiRTgiTgiTgied fiffiffiffifTT ? (29) 式中： maxeT —— 發(fā)動(dòng) 機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 360Nｍ，對(duì)于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑： 222 sin ?bdd m ?? 2121 zzdd mm ? 經(jīng)計(jì)算 md1 ＝ md2 = (1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為： F ＝mdT2 (210) 式中： T —— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見(jiàn) 式 (29)。 fF 在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力 F和沿節(jié)圓母線方向的力 Fs 。但如果采用圓錐滾子 軸承作支承時(shí)，還應(yīng)考慮徑向力所應(yīng)起的派生軸向力的影響。 對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖 24所示 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 24 主減速器軸承的布置尺寸 軸承 A， B的徑向載荷分別為 RA = ? ? ? ? 22 maZRZ dFbFbFa ????? （ 216） ? ? ? ? 22 maZRZB dFcFcFaR ?????? （ 217） 根據(jù)上式已知 aZF =20201N， RZF =9661N， a=134mm ， b=84mm， c=50mm 所以軸承 A 的徑向力 AR = ? ? ? ? 22 0 20 6 61842 5 45 0134 1 ?????? =16985N 其軸向力為 0 軸承 B的徑向力 RB： RB = ? ? ? ? 22 02 4 66 1502 54 5 01 341 ?????? =14374N （ 1）對(duì)于軸承 A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承 N307E，此軸承的額定動(dòng)載荷 Cr為 ，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 Q=X 所以有 : 610?????????? ?QfCrfLpt s 式中 :tf —— 為溫度系數(shù)，在此取 。 所以 L = 63103 101 5 9 7 0 21 ?????????? ??= 108 s 對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2n 為轉(zhuǎn)速 2n : ramrvn ? (218) 式中： r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑 amv —— 汽車(chē)的平均行駛速度， km/h。 所以有上式可得 2n = ? = r/min 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1n = =728 r/min 所以軸承能工作的額定壽命： nLLh 60? h (219) 式中 : n —— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速， r/min。 =amvS (220) 所以 hL39。 ，故軸承符合使用要求。 在此徑向力 R=13369N 軸向力 A=20202N，所以 RA =〈 e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [6]中 表 可查得 X=， Y== ?? = 當(dāng)量動(dòng)載荷： Q= ? ?YAXRfd ? （ 221） 式中： df —— 沖擊載荷系數(shù)在此取 有上式可得 Q=（ 1 13369+ 20202） = 由于采用的是成對(duì)軸承 ?rC = 所以軸承的使用壽命由式（ 220）和式（ 222）可得 hL = ????????? ?QCrn16670 = 1 6 1 8 6 8 0 0 07 2 81 6 6 7 0 ?????? ?= h h= hL39。 對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承 C， D 的徑向力計(jì)算公式見(jiàn)式（ 218）和式（ 219）已知 F=25450N，aZF =9662N， RZF =20202N， a=410mm， b==250mm 所以，軸承 C 的徑向力： cR = ? ? ? ? 22 ?????? = 軸承 D 的徑向力： DR = ? ? ? ? 22 ?????? = 軸承 C， D均采用圓錐滾子軸承 32218，其額定動(dòng)載荷 Cr 為 134097N （ 3）對(duì)于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=，并且 RA =〉 e，在此 e 值為 約為 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [6]中表 可查得 X=， Y== 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 所以 Q= ? ?YRXAfd ? =( 9662＋ )= hL = ????????? ?QCrn16670 = ??????? =2896 3 h hL39。 （ 4）對(duì)于軸承 D，軸向力 A=0N，徑向力 R=，并