【正文】 ? ??= 108 s 此外對于 無輪邊減速器的驅(qū)動橋來說，主減速器的從動錐齒輪軸承的計算轉(zhuǎn)速 2n 為 18 ramrvn ? r/min (221) 式中： r —— 輪胎的滾動半徑， m amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h。 所以有上式可得 2n = ?= r/min 而主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)速 1n = =728 r/min 所以軸承能工作的額定軸承壽命： nLLh 60? h hL (222) 式中 : n —— 軸承的計算轉(zhuǎn)速， r/min。 =amvS h (223) 所以 hL39。 ，故軸承符合使用要求。在此選用 7514E 型軸承。 所以軸承符合使用要求。 所以軸承 C滿足使用要求。 所以軸承 D滿足使用要求。 20 第三章 差速器設(shè)計 汽車 在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學要求。差速器有多種形式，在此設(shè)計普通對稱式圓錐行星齒輪差速器。差速器殼 3 與行星齒輪軸 5連成一體，形成行星架。 A、 B 兩點分別為行星齒輪4與半軸齒輪 1和 2的嚙合點。 當 行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時，顯然，處在同一半徑 r 上的 A、B、 C 三點的圓周速度都相等（圖 31），其值為 0? r 。 當行星齒輪 4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5以角速度 4? 自轉(zhuǎn)時（圖），嚙合點 A的圓周速度為 1? r = 0? r + 4? r ，嚙合點 B 的圓周速度為 2? r = 0? r 4? r 。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，故廣泛用于各類車輛上。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動齒輪軸承支承座及主動齒輪導向軸承座的限制。 BR 的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑 BR ，它就是行星齒輪 的安裝尺寸，實際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強度。 m. 根據(jù)上式 BR = 29910 =80mm 所以預選其節(jié)錐距 A0 =80mm 為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強度，應使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25，大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在 ～ 的范圍內(nèi)。 在此 1z =10， 2z =18 滿足以上要求。 1? =90176。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m m=110sin2 ?zA = 220sin2 ?zA = ?? = 由于強度的要求在此取 m=10mm 得 101011 ??? mzd =100mm 22 mzd ? =10 18=180mm α 目前，汽車差速器的齒輪大都采用 176。最小齒數(shù)可減少到 10，并且在小齒輪 （行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強度。的少， 故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強度。的壓力角。 m；在此取 29910N2 ， d39。2 ≈ 2d ； ??c? —— 支承面的許用擠壓應力，在此取 69 MPa 根據(jù)上式 39。b≤ 10m 30mm 續(xù)表 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 5 工作齒高 mhg ? gh =16mm 6 全齒高 ?? mh 7 壓力角 ? 176。 9 節(jié)圓直徑 11 mzd ? ； 22 mzd ? 1001?d 1802?d 10 節(jié)錐角 211 arctanzz?? ， 12 90 ?? ??? 1? =176。 mzzh a?????????????????????? 2122 1ah = 2ah = 14 齒根高 1fh = 1ah 。 1fh = 15 徑向間隙 c =h gh = + c = 16 齒根角 1? =01arctanAhf 。 2? =176。 2o? =176。 2R? =176。1201 sin2 ?? hd ?? 239。239。 ?? ?? 1?h = 2?h = 差速器齒輪的強度計算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不 像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。輪齒彎曲強度 w? 為 w? =JmbzK KKTKvms2203102? MPa (36) 式中： T —— 差速 器一個行星齒輪傳給一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計算式 nTT ?? 在此 T 為 N 此節(jié)內(nèi)容圖表參考了《汽車車橋設(shè)計》 [1]中差速器設(shè)計一節(jié)。在一般的非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪與車輪的輪轂聯(lián)接起來，半軸的形式主要取決半軸的支承形式：普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受力狀況不同可分為半浮式， 3/4 浮式和全浮式，在此由于是載重汽車，采用全浮式結(jié)構(gòu)。 計算時首先應合理地確定作用在半軸上的載荷，應考慮到以下三種可能的載荷工況： ① 縱向力 2X （驅(qū)動力或制動力）最大時，其最大值為 ?2Z ，附著系數(shù) ? 在計算時取 ，沒有側(cè)向力作用； ② 側(cè)向力 2Y 最大時，其最大值為 ?2Z 1 （發(fā)生于汽車側(cè)滑時），側(cè)滑時輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù) 1? 在計算時取 ，沒有縱向力作用； ③ 垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時），其值為 ? ? dw kgZ ?2 ，其中 wg 為車輪 對地面的垂直載荷， dk 為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 全浮式半軸計算載荷的確定 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計算 轉(zhuǎn)矩可有 rRrL rXrXT ??? ? 22 求得，其中 LX2 ， RX2 的計算，可根據(jù)以下方法計算，并取兩者中的較小者。22 GmXX RL ?? （ 41） 式中： ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù)取 ； 39。 根據(jù)上式 22 ???? RL XX =676000 N 若按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算，即 27 reRL riTXX /m a x22 ???? （ 42） 式中： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于普通圓錐行星齒輪差速器取 ； maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， N 上參數(shù)見式（ 21）下的說明。 m 全浮式半軸的桿部直徑的初選 全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式進行 ? ? 33 3 )~( 10 TTd ??? ? （ 43） 根據(jù)上式 ? ?3 7 9 4 ~?d =（ ～ ） mm 根據(jù)強度要求在此 d 取 。 m在此取 根據(jù)上式 ? ＝?＝ 481 MPa ??? =(490～ 588) MPa 所以滿足強度要求。 半軸花鍵的剪切應力 s? 為 28 ??bzLdDTpABs ?????? ???410 3 MPa (45) 半軸花鍵的擠壓應力 c? 為 ??pABABc zLdDdDT?????? ??????? ???2410 3 MPa （ 46） 式中： T —— 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， N m。 Ad —— 相配花鍵孔內(nèi)徑， mm，在此取 。 b —— 花鍵齒寬， mm，在此取 。 根據(jù)上式可計算得 s? = 7 9 4 6 3?????????? ??= MPa c? = 3????????? ??????? ??= MPa 根據(jù)要求當傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時，半軸花鍵的切應力 [s? ]不應超過 MPa，擠壓應力 [ c? ]不應超過 196 MPa，以上計算均滿足要求。 29 第五章 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 驅(qū)動 橋殼的主要功用 是支承汽車質(zhì)量，并承受有車輪傳來的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車身，它同時又是主減速器，差速器和半軸的裝配體。 考慮的設(shè)計的是載貨汽車，驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。在球鐵中加入 %的鎳，解決了球鐵低溫（ 41176。為了進一步提高其強度和剛度，鑄造整體式橋殼的兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套筒，并用銷釘固定。鋼板彈簧座與橋殼鑄成一體，故在鋼板彈簧座附近橋殼的截面可根據(jù)強度要求鑄成適當?shù)男螤睿ǔ６酁榫匦?。橋殼中部前端的平面及孔用于安裝主減速器及差速器總成，后端平面及孔可裝上后蓋，打開后蓋可作檢視孔用。 圖 51 鑄 造整體式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu) 鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點在于可制成復雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應力分布，其強度及剛度均較好，工作可靠，故要求橋殼承載負荷較大的中、重型汽 30 車，適于采用這種結(jié)構(gòu)。 除了優(yōu)點之外，鑄造整體式橋殼還有一些不足之處，主要缺點是質(zhì)量大、加工面多，制造工藝復雜，且需要相當規(guī)模的鑄造設(shè)備，在鑄造時質(zhì)量不宜控制，也容易出現(xiàn)廢品，故僅用于載荷大的重型汽車。 汽車驅(qū)動橋的橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復雜，而汽車的行駛條件如道路狀況、氣候條件及車輛的運動狀態(tài)又是千變?nèi)f化的，因此要精確地計算出汽車行駛時作用于橋殼各處的應力大小是相當困難的。我國通常推薦：計算時將橋殼復雜的受力狀況簡化成三種典型的計算工況，即當車輪承受最大的鉛錘力（當汽車滿載并行駛與不平路面，受沖擊載荷）時；當車輪承受最大切應力（當汽車滿載并以最大牽引力行駛 和緊急制動）時；以及當車輪承受最大側(cè)向力（當汽車滿載側(cè)滑）時。 在進行上述三種載荷工況下橋殼的受力分析之前，還應先分析一下汽車滿載靜止于水平路面時橋殼最簡單的受力情況，即進行橋殼的靜彎曲應力計算。 圖 52 橋殼靜彎曲應力計算簡圖 橋殼 按靜載荷計算時，在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩 M 為 222 sBgGM w ??????? ?? N s —— 驅(qū)動橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，在此為 1030m. 橋殼的危險斷面通常在鋼板彈簧座附近。 m 而靜彎曲應力 wj? 則為 310??vwj WM? MPa （ 52） 式中： M —— 見（ 51）； vW —— 危險斷面處（鋼板彈簧座附近）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)，具體見下： 截面圖如 圖 53所示，其中 B=160mm， H=170mm， ? =25mm， 1? =30mm. 圖 53 鋼板彈簧座附近橋殼的截面圖 垂向彎曲截面系數(shù) : ? ?3361 bhBHHW v ?? = ? ?33 1101101701601706 1 ???? = 水平彎曲截面系數(shù) : ? ?3361 hbHBBW h ?? = ? ?33 1101101701701606 1 ???? = 扭轉(zhuǎn)截面系數(shù) : ? ?? ?112 ??? ??? HBW t =2 30 135 140=1134000mm3 垂向彎曲截面系數(shù) , 水平彎曲截面系數(shù) , 扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)的計算參考《材料力學》 [9]。所以在此采用矩形管