【正文】 ................ 20 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核、材料選擇 ................................................................... 21 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核 .......................................................................... 21 半軸的材料選擇 ..................................................................................... 22 第 6章 驅(qū)動橋殼設(shè)計 .................................................................................................... 23 橋殼的結(jié)構(gòu)型式選擇 ........................................................................................ 23 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計算 .............................................................................. 24 結(jié)論 ............................................................................................................................... 26 致 謝 ........................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 28 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 1 第 1章 緒 論 汽車的驅(qū)動后橋位于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使左、右驅(qū)動車輪 有汽車行駛運動所要求的差速功能 。 一般的驅(qū)動后橋由主減速器總成，差速器總成，橋殼總成及半軸總成等零部件組成。與獨立懸架相配合的斷開式驅(qū)動橋相對與非獨立懸架配合的整體式驅(qū)動橋在平順性和通過性方面都得到改進(jìn)。展望將來需開發(fā)汽車驅(qū)動橋智能化設(shè)計軟件，設(shè)計新驅(qū)動橋只需輸入相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)將自動生成三維圖和二維圖，以達(dá)到效 率高、強(qiáng)度低、匹配佳的最優(yōu)方案。驅(qū)動橋的設(shè)計是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好環(huán)。 (1) 當(dāng)左、右兩車輪的附著系數(shù)不同時，驅(qū)動橋必須能合理的解決左右車輪的轉(zhuǎn)矩分配問題，以充分利用汽車的牽引力 。 (3) 驅(qū)動橋的各零部件在滿足足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以 改善汽車的行駛平順性 。 (6) 對傳動件應(yīng)進(jìn)行良好的潤滑，傳動效率要高 。 (8) 設(shè)計中應(yīng)盡量滿足“三化”。 第 2章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來說分為兩類，即斷開式驅(qū)動橋和非斷開式驅(qū)動橋。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應(yīng)選用非斷開式驅(qū)動橋，而當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸架時，則應(yīng)選用斷開式驅(qū)動橋。此時，主減速器、差速器和部分車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。為防止車輪跳動時因輪距變化而使萬向傳動裝置與獨立懸架導(dǎo)向 裝置產(chǎn)生運動干涉，在設(shè)計車輪傳動裝置時，應(yīng)采用滑動花鍵軸或允許軸向適量移動的萬向傳動機(jī)構(gòu)。它由驅(qū)動橋殼，主減速器，差速器和半軸組成。 非斷開式驅(qū)動橋與斷開式驅(qū)動橋相比較，斷開式驅(qū)動橋能顯著減少汽車簧下質(zhì)量，從而改善汽車行駛平順性，提高了平均行駛速度；減小了汽車行駛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；增加了汽車離地間隙；由于驅(qū)動車輪與 路面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性較好，增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；若與之配合的獨立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計合理，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。斷開式驅(qū)動橋在乘用車和部分越野車上應(yīng)用廣泛。但由于其簧下質(zhì)量較大，對汽車的行駛平順性和降低動載荷有不利的影響。 第 3章 主 減速器總成的設(shè)計 主減速器相當(dāng)于后橋的心臟，其設(shè)計的好壞直接關(guān)系到后橋運行的平穩(wěn)性、噪音、異響等問題。后橋的輸入?yún)?shù)如表 31: 表 31 后橋輸入?yún)?shù)表 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 3 序 號 主 要 內(nèi) 容 參 數(shù) 1 發(fā)動機(jī)最大功率 （ kw） 360 2 發(fā)動機(jī)最大輸出扭矩 （ ） 1700 3 主減 速比 4 輪距 （ mm） 1852 5 簧距 （ mm） 950 6 軸距 （ mm） 4325 7 變速器一檔傳動比 8 滿載后橋載荷 （ kg） 13000 9 汽車滿載重心高度 （ mm） 1419 10 路面附著系數(shù) 11 輪胎 12 最高轉(zhuǎn)速 （ r/min） 1800 13 輪輞 14 鼓式制動器 （ mm） ?420?220 15 汽車總量 （ kg） 8900 16 后橋總量 （ kg） 800 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 的選擇 主減速器的齒輪類型選擇 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和渦輪蝸桿等形式。由于齒輪斷面重疊影響，至少有兩對以上的齒輪同時嚙合，因此可以承受較大的載荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和震動小，但弧齒錐齒輪對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍不吻合就會使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲變大。當(dāng)偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁通過。這對于增強(qiáng)支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。因此，雙曲面?zhèn)鲃育X輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動的主動齒輪比相 應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動的主動齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃育X輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。雙曲面主動齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動比傳動。因為如果保持兩種傳動的主動齒輪直徑一 樣，則雙曲面從動齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對于主減速比 i0≥ 的傳動有蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 4 其優(yōu)越性。 由于雙曲面主動齒輪螺旋角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動工作得更加平穩(wěn)、無噪聲，強(qiáng)度也高。 圓柱齒輪傳動 圓柱齒輪傳動廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)橫置的前置前驅(qū)動乘用車驅(qū)動橋和雙 級主減速器驅(qū)動橋以及輪邊減速器。在超重型汽車上，當(dāng)高速發(fā)動機(jī)與相對較低車速和較大輪胎之間的配合要求有大的主減速比 (通常 8～ 14)時，主減速器采用一級蝸輪傳動最為方便，而采用其他齒輪時就需要結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、輪廓尺寸及質(zhì)量均較大、效率較低的雙級減速。其惟一的缺點是耍用昂貴的有色金屬的合金 (青銅 )制造，材料成本高，因此未能在大批量生產(chǎn)的汽車上推廣。 主減速器的減速形式選擇 主減速器的減速型式分為單級減速、雙續(xù)減速、雙速減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。單級主減速器都是采用一對螺旋錐齒輪或 雙曲面齒輪，也有采用蝸輪傳動的。以往在某些中型載貨汽車上雖有采用，但在新設(shè)計的現(xiàn)代中型載貨汽車上已很少見。 雙速主減速器 對于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜 的重型載貨汽車來說，要想選擇一種主減速比來使汽車在滿載甚至牽引井爬陡坡或通過壞路面時具有足夠的動力性，而在平直而良好的硬路面上單車空載行駛時又有較高的車速和滿意的娥料經(jīng)濟(jì)性，是非常困難的。它與變速器各檔相配合，就可得到兩倍于變速器的檔位。當(dāng)然，用雙速主減速器代替半衰期的超速檔，會加大驅(qū)動橋的質(zhì)量，提高制造成本， 并要增設(shè)較復(fù)雜的操縱裝置，因此它有時被多檔變速器所代替。它又分為雙曲面齒輪式和蝸輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。但這種結(jié)構(gòu)受主動齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而且主動齒輪的工藝性差，通常主動齒輪的最小齒數(shù)是 8，因此主減速比的最大值只能在 5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動橋。 蝸輪傳動為布置貫通橋帶來極大方便，且其工作平滑無聲，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下也可得到大的傳動比，適于各種噸位貫通橋的布置和汽車的總體布置。 雙級貫通式主減速器 用于主減速比 i05 的中、重型汽車的貫通橋。 錐齒輪 — 圓柱齒輪雙級貫通式主減速器的特點是有較大的總主減速比 (因兩級減速的 減速比均大于 1)，但結(jié)構(gòu)的高度尺寸大，特別是主動錐齒輪的工藝性差，而從動錐齒輪又需要采用懸臂式安置，支承剛度差，拆裝也不方便。為此，有些汽車在采用這種結(jié)構(gòu)布置的同時，為了加大驅(qū)動橋的總減速比而增設(shè)輪邊減速器；而另一些汽車則將從動錐齒輪的內(nèi)孔做成齒圈并裝入一組行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，以增大主減速比。在設(shè)計上述重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動橋時，為了使變速器、分動器、傳動軸等總成不致因承受過大轉(zhuǎn)矩而使它們的尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動系的傳動比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動橋。當(dāng)其值大于 12 時，則需采用單級 (或雙級 )主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，將驅(qū)動橋的一部分減速比分配給安裝在輪轂 中間或近旁的輪邊減速器。但輪邊減速器在一個橋上就需要兩套，使驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本提高，因此只有當(dāng)驅(qū)動橋的減速比大于 12 時，才推薦采用。 綜合考慮整車成本和驅(qū)動橋的研發(fā)與制造成本及輸入?yún)?shù)主減速比 (i =)的實際情況，選擇結(jié)構(gòu)簡 單，體積小，質(zhì)量輕，制造成本低的單級主減速器。 現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承型式有以下兩種，懸臂式與騎馬式如圖 32 所示。為了增強(qiáng)支承剛度，應(yīng)使兩軸承支承中心間的距離齒輪齒面寬中點的懸臂長度大兩倍以上，同時比齒輪 節(jié)圓直徑的 70%還大，并使齒輪軸徑大于等于懸臂長。 圖 32 主減速器主動齒輪的支承形式及安置方法 （ a）懸臂式支承 （ b）騎馬式支承 騎馬式 齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。但是騎馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。 根據(jù)以上對比分析重型卡車的載荷較大 ,為了傳遞較大的轉(zhuǎn)矩該車后驅(qū)動橋主動錐齒輪的支承形式應(yīng)該采用騎馬式支承。為了增強(qiáng)支承剛度，支承間的距離（ c+d）應(yīng)盡量小。為了防止從 動齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。球面圓錐滾子軸承具有自動調(diào)位的性能，對軸的歪斜的敏感性較小，這一點當(dāng)主減速器從動齒輪軸承的尺寸大時極為重要。只有當(dāng)采用直齒或人字齒圓柱齒輪時，由于無軸向力，雙級主減速 器的從動齒輪才可以安裝在向心球軸承上。這種方法對增強(qiáng)剛性效果較好，中型和重型汽車主減速從動錐齒輪多采用有幅式結(jié)構(gòu)并有螺栓或鉚釘與差速器殼突緣連結(jié)。 主減速器的基本參數(shù)選擇與計算 主減速器計算載荷的確定 1 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Ｔ ce: nKiTT ToTLece /m a x ????? （ 21） 式中 TLi —— 傳動系的最低擋傳動比，在此取 ，此數(shù)據(jù)此參考斯太爾 型； maxeT —— 發(fā)動機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩 360 mN? ； T? —— 傳動系上傳動部分的傳動效率，在此取 ； n —— 該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目在此取 1； oK —— 由以上各參數(shù)可求 Tce Tce == mN? 2 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 csT ： LBLBr irGTcs ?? ?? /2 （ 22） 式中 2G —— 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷， 取 50000N ? —— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取 ? =； r —— 車輪的滾動半徑，輪胎型號為 ，滾動半徑為 ； LB? ， LBi —— 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比， LB? 取 ， LBi 取 所以 : mNTcs ??? ??? 3.按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 cfT 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 8 對于公路車輛來說，使用