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汽車(chē)前驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)

2025-07-12 11:24本頁(yè)面
  

【正文】 對(duì)于鋼制齒輪副取 /mm;d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑,;Kf——表面質(zhì)量系數(shù),對(duì)于制造精確的齒輪可取 Kf=1;F——齒面寬,40mm,取齒輪副中的較小值(一般為從動(dòng)齒輪齒面寬 );J 一一計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù),取 主、從動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力是相同的。計(jì)算時(shí)jeTj?應(yīng)將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上。=?從動(dòng)齒輪有: (317)22?Findm??= 176。;?——螺旋角 35176。從動(dòng)輪為 176。主動(dòng)錐齒輪軸的材料選用 40Cr 鋼,調(diào)質(zhì)處理。???由材料力學(xué)可知,軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí),其強(qiáng)度條件為可以推出軸所滿足條件的最小直徑: (322) 3minPcdT????其中 c 由文獻(xiàn) [13]的表 711 中取得 c=100; ;n 分別為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率和轉(zhuǎn)TP速,其值由表 21 中可得。 mind由裝配關(guān)系可以得出最小直徑的位置是安裝導(dǎo)向軸承的,所以確定導(dǎo)向軸承的型號(hào)為 31306 的圓錐滾子軸承。 錐齒輪軸承載荷的計(jì)算較遠(yuǎn)處軸承的載荷 [8,11]:徑向力: (323)2121 )()maZRZA dFbFaR??? ????2 N???軸向力: AA= = NazF較近處軸承的載荷徑向力: (324)2121 )()maZRZB dFcFaR?? ????2 N????黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)24軸向力: AB=0式(323)(324)中:a=145mm。c=190mm則較遠(yuǎn)處軸承的當(dāng)量載荷Q1= (325)YAXR?其中對(duì)于單列圓錐滾子軸承,當(dāng) e 時(shí),X=1;Y=0當(dāng) e 時(shí),X=;Y 值及判斷參數(shù) e 參考軸承手冊(cè)或產(chǎn)品樣本RA此設(shè)計(jì)中 = e= = 時(shí),X=;Y=?tan.所以 ?????此時(shí)對(duì)于 31306 型軸承,由文獻(xiàn) [13]可查的它的額定動(dòng)載荷 c=,則軸承的壽命 (326)?)(601QfLpth?10/????????式中:——溫度系數(shù),取 ——載荷系數(shù),對(duì)于車(chē)輛,可取 =,此設(shè)計(jì)取 pf——壽命指數(shù),滾子軸承取 10/3?n——軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速: ?= 50/?= r/min——輪胎的滾動(dòng)半徑r黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)25——汽車(chē)的平均行駛速度,km/h;對(duì)于轎車(chē)取為 5055km/h;對(duì)于載貨汽車(chē)amv和公共汽車(chē)可取為 3035km/h同理,較近處軸承選用 32022 型,它的當(dāng)量載荷 Q2= = N,額定動(dòng)ARc=此時(shí)此軸承的壽命 =40760h。根據(jù)車(chē)型此設(shè)計(jì)選用 30 萬(wàn) km[1]所以 =6000 h。hL 主減速器齒輪的材料及熱處理汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重,與傳動(dòng)系其他齒輪比較,它具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求: [1](1)具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性,故齒表面應(yīng)有高的硬度;(2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷,避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷;(3)鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好,熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制,以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率;(4)選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。汽車(chē)主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)26用滲碳合金鋼制造齒輪,經(jīng)滲碳、淬火、回火后,輪齒表面硬度可高達(dá)HRC58~64,而芯部硬度較低,當(dāng)端面模數(shù) m8 時(shí)為 HRC29~45,當(dāng) m8 時(shí)為HRC32~45。所以此設(shè)計(jì)中的滲碳層深度為 由于新齒輪潤(rùn)滑不良,為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷,防止早期磨損,圓錐齒輪與雙曲面齒輪副(或僅大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對(duì)研磨)后均予以厚度為 ~~ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25%。滲硫處理時(shí)的溫度低,故不會(huì)引起齒輪變形。 主減速器的潤(rùn)滑主減速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤(rùn)滑,其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤(rùn)滑,因?yàn)槠錆?rùn)堵不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗,而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油,應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞,后者應(yīng)避開(kāi)油濺所及之處。根據(jù)汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車(chē)輪、道路以及它們之間的相互關(guān)系表明:汽車(chē)在行駛過(guò)程中左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程往往是有差別的。另外,即使汽車(chē)作直線行駛,也會(huì)由于左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂向波形的不同,或由于左右車(chē)輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車(chē)輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車(chē)輪行程不等。這不僅會(huì)使輪胎過(guò)早磨損、無(wú)益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車(chē)輪軸超載等,還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。為了消除由于左右車(chē)輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病,汽車(chē)左右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有差速器,后者保證了汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性,從而滿足了汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求 [2]。其次,我們進(jìn)行了主減速器基本參數(shù)的選擇,主要通過(guò)主減速比,我們計(jì)算出最低檔傳動(dòng)、車(chē)輪打滑以及正常工作式的齒輪的計(jì)算載荷,并且根據(jù)這些計(jì)算載荷,我們選擇確定了主減速器齒輪的基本參數(shù),并將齒輪的參數(shù)制定了表格用于參考。再次,我們對(duì)主減速器錐齒輪軸承進(jìn)行校核,算出了錐齒輪軸承軸向力和徑向力,確定了軸徑,并計(jì)算了軸承上的載荷,算出了軸承的使用壽命,證明本次設(shè)計(jì)所選擇的軸承型號(hào)是符合并滿足所給條件的。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)28第 4 章 差速器設(shè)計(jì)汽車(chē)行駛學(xué)的要求和實(shí)際的車(chē)輪、道路及其相關(guān)關(guān)系表明:汽車(chē)在行駛過(guò)程中左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程常常是不相等的。最終不僅導(dǎo)致輪胎過(guò)早磨損,無(wú)益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車(chē)輪軸超載等,還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操作性變壞。 1—軸承;2—調(diào)整螺母;3,7—差速器殼;4— 半軸齒輪墊片。 10—行星齒輪止推片;11—短軸圖 差速器零件圖本設(shè)計(jì)采用普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器。如圖 所示。此設(shè)計(jì)采用 2 個(gè)行星齒輪.行星齒輪球面半徑 RB(mm)的確定 [1]圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑 RB,它就是行星齒輪的安裝尺寸,實(shí)際上代替了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距,在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。m,取 3252 NjTRB 確定后,即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距:A0=(~) R B (42)本次設(shè)計(jì)中我們選用較大值 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 [1]為了得到較大的模數(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,但一般不應(yīng)少于 10。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ~2 范圍內(nèi)。因此半軸齒輪的齒數(shù)選 z2 用20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 [1]先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 、 :1?2黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)30= =176。 (44)2式中:zz 2——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。并且 104Fm??考慮到齒輪強(qiáng)度要求取 12mm。壓力角,這時(shí)齒高系數(shù)為 1,而最少齒數(shù)是13。30′,的壓力角,齒高系數(shù)為 ,最少齒數(shù)可減至 10,并且在小齒輪(行星齒輪)齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚,從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。的少,故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。30′的壓力角,齒高系數(shù)取 行星齒輪安裝孔直徑 及其深度 L 的確定 [1] ? (47) 1.][03???lnTc?黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)31325109846..m??式中:T0——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩,3252 N?39。?[ ]——支承面的許用擠壓應(yīng)力,取為 98MPa。通常?。?= mm?1.?L?表 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計(jì)算 [5]序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 結(jié)果1 行星齒輪齒數(shù) z1 應(yīng)盡量取小值,0?112 半軸齒輪齒數(shù) z2=14~25,且需滿足式(414) 203 模數(shù) m 4 齒面寬 F=(~)A0。302o22176。d2=mz2 ; 8210 節(jié)錐角 ;。239。1 .。2239。178.。artn?? 176。????176。18 根錐角 221。;176。20139。?hd??;84.141520 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 239。sin。39。11;19622 齒側(cè)間隙 B 23 弦齒厚 26。2139。4coshh???? ???;23 差速器齒輪與強(qiáng)度計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為:黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)33 (48)32210smwvTKnJFd?????按計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算時(shí):?。?32210smwvKnJd??????式中:T——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩,N從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。用以評(píng)定自鎖式差速器性能的主要參數(shù)是它的鎖緊系數(shù)。因此在設(shè)計(jì)高通過(guò)性汽車(chē)時(shí),應(yīng)正確選擇鎖緊數(shù)值。如下圖所示:黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)341—差速器左殼;2—半軸齒輪; 3—行星齒輪;4—行星齒輪軸;5—V 形斜面;6—差速器右殼;7—錐形摩擦盤(pán)圖 帶摩擦片(盤(pán)) 的圓錐齒輪防滑差速器差速器此種差速器相對(duì)于自由輪式差速器,工作更加平滑無(wú)聲,而且結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。圖 給出了摩擦片式圓錐齒輪差速器的動(dòng)力傳遞路線。此時(shí)轉(zhuǎn)矩經(jīng)兩條路線傳給半軸。此時(shí)差速器殼的轉(zhuǎn)速 n0。由于轉(zhuǎn)速差的存在和主、從動(dòng)摩擦片及推力盤(pán)被壓緊,這時(shí)在左、右兩側(cè)的主、從動(dòng)摩擦片、推力盤(pán)及差速器殼之間必將分別產(chǎn)生摩擦力矩。而摩擦力矩的方向則與,n 1 與 n0 或 n2 與 n0 之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速有關(guān)。而慢轉(zhuǎn)輪一側(cè)的摩擦力矩方向與慢轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)方向相同,故其值為正。這樣也就提高了汽車(chē)的防滑能力。39。f?所形成的摩擦力矩 、 之和,它們分別經(jīng)過(guò)左、右錐形摩擦139。f盤(pán)傳到相應(yīng)的半軸上;——由差速器殼與左、右錐形摩擦盤(pán)的錐面之間的摩擦力所形成的摩擦39。f239。這時(shí),由于左、右半軸之間無(wú)轉(zhuǎn)速差,故傳到左、右半軸上的摩擦力矩 、139。應(yīng)小于差速器239。f239。 當(dāng)汽車(chē)直線行駛且左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著情況相同時(shí),經(jīng)過(guò)左、右半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩相等,其值為: 012T?而且只要兩車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力不超過(guò)其附著極限,上式總是成立的。當(dāng)左、右半軸轉(zhuǎn)速不等時(shí),差速器的鎖緊系數(shù)為 [3]: (49)221tansisin(tansi)mrRfrfrRTK??????????式中:R ——差速器殼 V 形面中點(diǎn)到半軸齒輪中心線的距離; 、 、 ——見(jiàn)圖 ,分別取為 4338,單位 mm;mr? ——V 形面的半角,取 ;?45? ——差速器圓錐齒輪的嚙合角, ;?60? ——半軸齒輪的節(jié)錐角, ;2??——錐形摩擦盤(pán)錐面的半錐角, ;?12?f——摩擦系數(shù)。3K? 本章總結(jié)本章主要介紹設(shè)計(jì)了差速器的基本參數(shù),并且選擇出了本次差速器設(shè)計(jì)的主要參數(shù),最后根據(jù)選出的參數(shù),我們進(jìn)行了差速器齒輪的強(qiáng)度校核,證明我們所選差速器的尺寸是符合本次驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的要求。其內(nèi)端與差速器的半軸齒輪(bevel side gear)連接,外端則與驅(qū)動(dòng)輪的輪轂相連。 半軸的型式半軸的型式主要取決于半軸的支承型式。此次課題設(shè)計(jì)采用的是選用全浮式。 [1]: (51)2239。 39。m : (52)33310(~.18).96[]TdT???? ??325~?式子中:黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)38d——半軸桿部直徑T——半軸計(jì)算載荷——半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力[]?所以取半軸桿部直徑為 28dm? 半軸的強(qiáng)度驗(yàn)算: 3[]16Td????? (53).[490~58]MPaPa??式子中:?——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力T——半軸計(jì)算載荷 T= Nm;BD——半軸花鍵的外徑, BD=32mm;Ad——相配合花鍵孔的內(nèi)徑, Ad=26mm;z——花鍵齒數(shù), z =10;pL——花鍵的工作長(zhǎng)度, pL=64mm ;黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)39b——花鍵的齒寬, b=6mm;?——載荷分布不均勻系數(shù), ?=。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明半軸強(qiáng)度足夠了。 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑,常常將加工花鍵的端部做得粗些,并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度,因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加,通常取 10 齒(轎車(chē)半軸)至 18 齒( 載貨汽車(chē)
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