【正文】 間尤其在轉(zhuǎn)彎時(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動學(xué)的要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路 面較好，各驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的 [5]。 本次設(shè)計(jì)選用：普通錐齒輪式差速器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動橋。 半軸 形 式的確定 驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車 傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。其結(jié) 構(gòu) 型式與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)，在斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，驅(qū)動車輪的傳動裝置包括半軸和萬向接傳動裝置且多采用等速萬向節(jié)。在一般非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半鈾齒輪與輪轂連接起來。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動齒輪連接起來。 如圖 所示， 根據(jù)半軸外端支撐形式分為半浮式， 3/4 浮式，全浮式。 12 半浮式半軸 以其靠近外端的軸頸直接支撐在置于橋 殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有圓錐面的軸頸及鍵與輪轂相固定。 具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。主要用于質(zhì)量較小，使用條件好，承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。 3/4 浮式半軸 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支撐著輪轂，而半軸則以其端部與輪轂想固定 ，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命， 所以 未得到推廣。 全浮式半軸 的外端和以兩個(gè)軸承支撐于橋殼的半軸套管上的輪轂相聯(lián)接，由于其工作可靠， 廣泛應(yīng)用于輕型 及 以上的各類汽車上。 根據(jù)相關(guān)車型 及設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用全浮半軸。 橋殼 形 式的確定 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式，組合式整體式三種。 可分式橋殼 可分式橋殼的整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。其特點(diǎn)是橋殼制造工藝簡單、主減速器軸承支承剛度好。但對主減速器的裝配、調(diào)整及維修都很不方便，橋殼的強(qiáng)度和剛度也比較低。過去這種所謂兩段可分式橋殼見于輕型汽車，由于上述缺點(diǎn) 現(xiàn)已很少采用。 組合式 組合式橋殼 又稱為支架式橋殼，對加工精度要求較高， 剛度較差，通常用于微型汽車、轎車、輕型以下載貨汽車。 整體式橋殼 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強(qiáng)度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨(dú)立的主減速殼里，構(gòu)成單獨(dú)的總成，調(diào)整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接 式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。 鋼板沖壓焊接整體式橋殼是由鋼板沖壓焊接成的橋殼主體、兩端再焊上帶凸緣的半軸套管及鋼板彈簧座組成。其制造工藝簡單、材料利用率高、廢品率低生產(chǎn)率高極、 13 及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)外，還有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是其質(zhì)量小，但是比有些鑄造橋殼可靠 ，由于鋼板沖壓焊接整體式橋殼有一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來不但應(yīng)用于轎車，輕型貨車、中型載貨車上得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)驅(qū)動橋殼就選用鋼板沖壓焊接式整體橋殼。 本章小結(jié) 本章 首先 確定了 主減速比， 用以 確定其它參數(shù)。對主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、 主減速器的減速形式、 主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 ，從而 確定 逐步給出 驅(qū)動橋各個(gè)總成的基本結(jié)構(gòu)， 分析了驅(qū)動橋各 總成結(jié)構(gòu)組成。 基本確定了驅(qū)動橋四個(gè)組成部分主減速器、差速器、半軸、橋殼的結(jié)構(gòu)。 14 第 3 章 主減速器 設(shè)計(jì) 概述 主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動輪上要求必須具有一定的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，在動 力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。 主減速器齒輪參數(shù)的選擇與強(qiáng)度計(jì)算 主減速 器 齒輪計(jì)算載荷的 確定 按發(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(jì)算轉(zhuǎn)矩 jeT TTLeje KiTT ????? 0m a x /n （ ） 式中： maxeT ——發(fā) 動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 200 mN? ； TLi ——由發(fā)動機(jī)到所計(jì)算的 主減速器從動齒 輪之間的傳動系最低檔傳動比 TLi = 0i 1i == 變速器傳動比 1i =； T? ——上述傳動部分的效率，取 T? =； 0K ——超載系數(shù)，取 0K =； n——驅(qū)動橋數(shù)目 1。 jeT =200 ? ? 1 ? 按 驅(qū)動輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩 確定從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ?jT LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ ） 式中： 2G ——汽車滿載時(shí)驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷， N；但后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)負(fù)腷增大量，可初?。? 2G = 滿G =1700=16660N； ?——輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ? =； 對于越野汽車，取 ? =； 15 r ——車輪滾動半徑， ； LBLBi,? ——分別為由所計(jì)算的主 減 速器從 動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和傳動 比，分別取 和 1。 LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 = ? ?? = mN? 通常是將發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時(shí)和驅(qū)動車輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（ ?jjeTT, ）的較小者，作為載貨汽車計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。 由式（ ），式（ ）求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常 持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。汽車的類型很多，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用車和越野車在高負(fù)荷低車速條件下工作，對于公路車輛來說，使用條件較非公路用車穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來確定的，即主減速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? （ ） 式中： aG ——汽車滿載總重 N, aG =2495=24451N； TG ——所牽引的掛車滿載總重， N，僅用于牽引車取 TG =0； Rf ——道路滾動阻力系數(shù)， 貨車通常取 ～ ,初取 Rf =； Hf ——汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù) ,貨車通常取 ～ ， 初取Hf =； Pf ——汽車性能系數(shù) ])(1 [1 001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) m ax)(eTaT GG ? =16 時(shí)，取 Pf =0。 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? = ) 1 ( 3 3 4 4 5 1 ????? = 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 主、從動 齒數(shù)的選擇 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù) ； 為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不 16 小于 40； 為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高 的疲勞強(qiáng)度對于商用車 1z 一般不小于 6； 主傳動比 0i 較大時(shí)， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配 。 主減速器的傳動比為 ，初定主動齒輪齒數(shù) z1=7，從動齒輪齒數(shù) z2=40。 從動錐齒輪節(jié)圓直徑 2d 及端 面模數(shù) tm 的選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （ 見式 和 式 并取兩 式計(jì)算結(jié)果 中較小的一個(gè) 作為 計(jì)算依據(jù) ， 按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 322 jd TKd ?? （ ） 式中 ：2dK——直徑系數(shù)，取2dK=13～ 16； jT ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 ?jT ， jeT 較小的 。 取 ?jT = 計(jì)算得， 2d =～ ，初取 2d =240mm。 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 3t mjm K T?? （ ） 式中： mK ——模數(shù)系數(shù)，取 mK =~； jT ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 jeT 。 3t mjm K T?? = 3 7)~( ? =~ 由 GB/T123681990，取 tm =6mm，滿足校核。 所以有： 1d =42mm 2d =240mm。 螺旋錐齒輪 齒面寬的選擇 通常推薦圓錐齒輪從動齒輪 的齒寬 F 為其節(jié)錐距 0A 的 倍 。對于 汽車 工業(yè)， 主減速器螺旋錐 齒輪 面寬度推薦 采用 ： F= 2d =， 可初取 F2 =40mm。 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大 10%較為合適，在此取 1F =44mm 。 螺旋錐齒輪螺旋方向 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。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)使主動錐齒輪 的軸向力離開錐頂方向。這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。 17 所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。 旋角 ? 的選擇 螺旋角 ? 是在節(jié)錐表面的展開圖上定義的，齒面寬中點(diǎn)處為該齒輪的名義螺旋角。螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。因 Fm 越大傳動就越 干穩(wěn) ， 噪聲 就越 低。 在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35176。 法向壓力角 a 的選擇 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)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，一般對于 “格里森 ”制主減速器螺旋錐齒輪來說，載貨汽車可選用 20176。壓力角 [6]。 主從動錐齒輪幾何計(jì)算 計(jì)算結(jié)果如表 主減速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 。 表 主減速 器 齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 1 主動齒輪齒數(shù) 1z 7 2 從 動齒輪齒數(shù) 2z 40 3 模數(shù) m 6 4 齒面寬 F 1F =44mm 2F =40mm 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh 6 全齒高 mHh 2? 錯誤 ! 未 定 義 書簽。 = 7 法向壓力角 ? ? =20176。 8 軸交角 ? ? =90176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d 42mm 2d =240mm 10 節(jié)錐角 ?1?arctan21zz 2? =90176。 1? 1? =176。 2? =176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 = 12 周節(jié) t= m t= 13 齒頂高 21 aga hhh ?? 1ah = 18 序號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 mkh aa ?2 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh= 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c=