【正文】 ............................................................................. 45 行星齒輪安裝孔直徑及其深度的確定 ....................................................... 45 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 的材料 .............................................................. 47 對(duì)稱式圓錐 行星齒輪差速器 的強(qiáng)度計(jì)算 .................................................... 48 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 第 5 章 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置設(shè) 計(jì) ...................................................................... 49 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................................................................................. 49 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 ................................................................ 52 第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì) .......................................................................................... 53 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 ........................................................................... 53 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 .............................................................................. 53 在不平路面沖擊作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .................................................. 55 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .............................................. 56 汽車緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .............................................................. 57 受最大側(cè)向力時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .............................................................. 59 第 7 章 經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性分析 ............................................................................... 61 第 8 章 結(jié)論 ................................................................................................................... 62 致謝 ........................................................................................................................................ 63 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 64 附錄 ...................................................................................................................................... 65 1 第 1 章 緒 論 選題背景目的及意義 在我國(guó)輕型貨車占有較大市場(chǎng)，據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至 2021 年底，國(guó)內(nèi)輕型貨車（ 噸 總質(zhì)量≤ 6 噸）共銷售 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)了 %。 我國(guó) 2021 年上半年貨車?yán)塾?jì)銷 售約 93 萬(wàn)輛，其中輕型貨車 61 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) %，可見(jiàn)輕型汽車在商用汽車生產(chǎn)中占有很大的比重。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、 機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。 2 國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋開(kāi)發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，建立新 的驅(qū)動(dòng)橋開(kāi)發(fā)模式成為國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋開(kāi)發(fā)團(tuán)體的新目標(biāo)。國(guó)外的最新開(kāi)發(fā)模式和驅(qū)動(dòng)橋新技術(shù)包括： (1) 并行工程開(kāi)發(fā)模式 并行工程開(kāi)發(fā)模式 是對(duì)在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上 ,劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊 ,然后通過(guò)模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計(jì)方法，能夠 縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間、降低成本、提升質(zhì)量、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 ,以 DANA 為代表的意大利企業(yè)多已采用了該類設(shè)計(jì)方法 , 優(yōu)點(diǎn)是 : 減少設(shè)計(jì)及工裝制造的 投入 , 減少了零件種類 , 提高規(guī)模生產(chǎn)程度 , 降低制造費(fèi)用 , 提高市場(chǎng)響應(yīng)速度等。它可以定義為對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的解析分析 (有限元分析 )和實(shí)驗(yàn)分析 (實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 )，其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來(lái)表征。驅(qū)動(dòng)橋的振動(dòng)特性不但直接影響其本身的強(qiáng)度，而且對(duì)整車的舒適性和平順性有著至關(guān)重要的影響。 (3) 驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析方法 有限元法不需要對(duì)所分析的結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的簡(jiǎn)化，既可以考慮各種計(jì)算要求和條件，也可以計(jì)算各種工況，而且計(jì)算精度高。只要確定了單元的力學(xué)特性，就可以按照結(jié)構(gòu)分析的方法求解，使分析過(guò)程大為簡(jiǎn)化，配以計(jì)算機(jī)就可以解決許多解析法無(wú)法解決的復(fù)雜工程問(wèn)題 [2]。 (4) 高性能制動(dòng)器技術(shù) 在發(fā)達(dá)國(guó)家驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品中 , 已出現(xiàn)了自循環(huán)冷卻功能的濕式制動(dòng)器橋、帶散熱風(fēng)送的盤式制動(dòng)器橋、適于 ABS的蹄、鼓式和盤式制動(dòng)器橋、帶自動(dòng)補(bǔ)償間隙的盤式制動(dòng)器等配置高性能制動(dòng)器橋 , 同時(shí)制動(dòng)器的布置位置也出現(xiàn)了從橋臂處分別向橋包總成和輪邊端部轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。 (5) 電 子智能控制技術(shù)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品 電子智能控制技術(shù)已經(jīng)在汽車業(yè)得到了快速發(fā)展，如，現(xiàn)代汽車上使用的 ABS(制動(dòng)防抱死控制 )、 ASR（驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)）等系統(tǒng)。主要存在技術(shù)含量低，開(kāi)發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用少等問(wèn)題。 總之，我國(guó)汽車驅(qū)動(dòng)橋的研究設(shè)計(jì)與世界先進(jìn)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)技術(shù)還有一定的差距，我國(guó)車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、紡制、再加上自己改進(jìn)的 4 基礎(chǔ)上了取得的。在科技迅速發(fā)展的推動(dòng)下，高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國(guó)外汽車新技術(shù)的引進(jìn)，研究團(tuán)隊(duì)自身研發(fā)能力的提高，我國(guó)的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)和制造會(huì)逐漸發(fā)展起來(lái)，并跟上世界先進(jìn)的汽車零部件設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平。 驅(qū)動(dòng)橋 零部件 尺寸參 數(shù)確定及校核： （ 1） 完成主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 2） 完成差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算； （ 3） 完成半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算； （ 4） 完成驅(qū)動(dòng)橋橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 。 5 第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋的總體方案確定 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)和種類和設(shè)計(jì)要求 汽車車橋的種類 汽車的驅(qū)動(dòng)橋與從動(dòng)橋統(tǒng)稱為車橋，車橋通過(guò)懸架與車架（或承載式車身）相連，它的兩端安裝車輪，其功用是傳遞車架（或承載式車身）于車輪之間各方向的作用力及其力矩。當(dāng)采用非獨(dú)立懸架時(shí)，車橋中部是剛性的實(shí)心或空心梁，這種車橋即為整體式車橋；斷開(kāi)式車橋?yàn)榛顒?dòng)關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，與獨(dú)立懸架配用。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪可獨(dú)立相對(duì)于車廂上下擺動(dòng)。其中，轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋，一般貨車多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，而后橋或中后兩橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。 驅(qū)動(dòng)橋分為斷開(kāi)式和非斷開(kāi)式兩種。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸掛時(shí)，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，其橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，主減 6 速器、差速器和半軸等所有的傳動(dòng)件都裝在其中；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸掛時(shí)，則配以斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 1 2 3 4 5 6 1－輪轂 2－ 半軸 3－ 鋼板彈簧座 4－主減速器從動(dòng)錐齒輪 5－主減速器主動(dòng)錐齒輪 6－ 差速器總成 圖 驅(qū)動(dòng)橋 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 7 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和 力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí) 0i 對(duì)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響?？衫迷诓煌南碌墓β势胶鈭D來(lái)計(jì)算對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、長(zhǎng)途公共汽車尤其是競(jìng)賽 車來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 amaxP 及其轉(zhuǎn)速 pn 的情況下，所選擇的 0i 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 amaxv 。 pn ——最大功率轉(zhuǎn)速 3200 r/min av ——最大車速 90km/h 對(duì)于與其他汽車來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，一般 選得比 8 最小值大 10%～ 25%，即按下式選擇： 0i =（ ~）ghapr iv nrmax （ ） 經(jīng)計(jì)算初步確定 0i = 按上式求得的 0i 應(yīng)與同類汽車的主減速比相比較，并考慮到主、從動(dòng)主減速齒輪可能的齒數(shù)對(duì) 0i 予以校正并最后確定。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。 螺旋錐齒輪如圖 （ a）所示主、從動(dòng)齒輪軸線交于一點(diǎn)，交角都采用 90 度。 雙曲面齒輪如圖 （ b）所示主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。 傳動(dòng)比一定時(shí)，如果主動(dòng)齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。 工作過(guò) 程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。 雙曲面齒輪必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油。另外，由于輪齒端面 重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)捏合，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。 主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。通常單 級(jí) 減速器用于主減速比 io≤ 的各種中小型汽車上 （ a） 單級(jí)主減速器 （ b） 雙級(jí)主減速器 圖 主減速器 如圖 （ a）所示， 單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車橋是驅(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，在貨車車上占有重要地位。 如圖 2..2（ b）所示，與單級(jí)主減速器相比，由于雙級(jí)主減速器由兩級(jí)齒輪減速組成，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大；主減速器的齒輪及軸承數(shù)量的增多和材料消耗及加