汽車前驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　汽車前驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 09-12班 </p><p>　　學(xué)生姓名： xxxx </p>&

2、lt;p>　　指導(dǎo)教師： ggg </p><p>　　職 稱： 實(shí)驗(yàn)師 </p><p>　　黑 龍 江 工 程 學(xué) 院</p><p><b>　　二○一三年六月</b></p><p>　　The Graduation Design for

3、 Bachelor's Degree</p><p>　　The Structural Design of The Car </p><p>　　Front Drive Axle</p><p>　　Candidate：Feng Liqiu</p><p>　　Specialty： Vehicle Engineering</p

4、><p>　　Class：09-12</p><p>　　Supervisor：Experimentalist Tianfang</p><p>　　Heilongjiang Institute of Technology</p><p>　　2013-06·Harbin</p><p><b>　　摘

5、 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代車型的發(fā)展，普通汽車已經(jīng)逐漸走進(jìn)每個(gè)人的生活中。車橋設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一，國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但國(guó)產(chǎn)車橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距，仍有一定數(shù)量的車橋依賴進(jìn)口。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)首先通過(guò)查閱近幾年來(lái)有關(guān)國(guó)內(nèi)外前驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，了解并掌握了汽車前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)及工作原理，根據(jù)

6、所給的汽車參數(shù)制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　然后通過(guò)查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)資料，確定了驅(qū)動(dòng)橋的主要零部件的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，完成轉(zhuǎn)向器、萬(wàn)向節(jié)、主減速器、差速器、半軸及橋殼的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)校核，再根據(jù)所計(jì)算選取的參數(shù)畫出了轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的整體裝配圖、差速器裝配圖以及部分零件圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：前驅(qū)動(dòng)；轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器；半軸；橋殼</p>

7、;<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　As the development of the auto industry, car has gradually become part of everyone's life. Axle design is one of the important parts of automotive desig

8、n, domestic drive axle in the domestic market accounted for the lion's share, but there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the internationa

9、l advanced level.</p><p>　　Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrated the knowledge of our expertise we had knew and master

10、ed the car’s front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs.</p><p>　　Then refered to the relevant standard, manual data

11、 to determine the main design parameters of the main components of the drive axle, completed the structure and size of the steering, universal joints, main gear box, differential, axle and axle housing, and check, accord

12、ing to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly drawings as well as some parts diagram.</p><p>　　Key words: Front drive； Steerin

13、g drive axle；Main reducer； Differential； Axle； Axle housing</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ</b></p><p>　　ABSTRACTⅡ</p><p>　　第1章 緒 論1&

14、lt;/p><p><b>　　1.1 前言1</b></p><p>　　1.1.1 概論1</p><p>　　1.1.2 預(yù)期的成果1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀的介紹1</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)的目的與意義3</p><p>　

15、　1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3</p><p>　　第2章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 驅(qū)動(dòng)橋參數(shù)5</p><p>　　2.2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案5</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)7</b></p><p>　　第三章 主減速器設(shè)計(jì)8</p>&

16、lt;p>　　3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式8</p><p>　　3.1.1主減速器的減速形式8</p><p>　　3.1.2主減速器的齒輪類型8</p><p>　　3.1.3主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案9</p><p>　　3.2 主減速器基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　3.2.

17、1主減速比i0的確定9</p><p>　　3.2.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定10</p><p>　　3.2.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇13</p><p>　　3.3主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算17</p><p>　　3.3.1 單位齒長(zhǎng)上的圓周力17</p><p>　　3.3.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度

18、計(jì)算18</p><p>　　3.3.3 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算19</p><p>　　3.4主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與型號(hào)選擇20</p><p>　　3.4.1錐齒輪齒面上的作用力20</p><p>　　3.4.2錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算21</p><p>　　3.4.3錐齒輪軸的軸徑選擇22&

19、lt;/p><p>　　3.4.4錐齒輪軸承載荷的計(jì)算22</p><p>　　3.5主減速器齒輪的材料及熱處理24</p><p>　　3.6主減速器的潤(rùn)滑25</p><p>　　3.7本章小結(jié)26</p><p>　　第4章 差速器設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.1 差速器齒輪基本

20、參數(shù)選擇28</p><p>　　4.2 差速器齒輪與強(qiáng)度計(jì)算32</p><p>　　4.3 錐形摩擦盤的設(shè)計(jì)32</p><p>　　4.4本章總結(jié)35</p><p>　　第5章 半軸設(shè)計(jì)與萬(wàn)向節(jié)選擇36</p><p>　　5.1 半軸的型式36</p><p>　　5.2半

21、軸尺寸選取36</p><p>　　5.3 半軸的強(qiáng)度驗(yàn)算37</p><p>　　5.4 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理38</p><p>　　5.5萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇38</p><p>　　5.6 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理40</p><p>　　5.7本章總結(jié)40</p><p>　

22、　第6章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)41</p><p>　　6.1驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇41</p><p>　　6.2本章小結(jié)41</p><p><b>　　結(jié) 論42</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)43</b></p><p><b>　　致 謝44&

23、lt;/b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 前言</b></p><p>　　本課題針對(duì)城市普通轎車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成轎車的前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，包括驅(qū)動(dòng)半軸，萬(wàn)向節(jié)，橋殼，車輪等部件，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)車輛的全局。</p><p&

24、gt;<b>　　1.1.1 概論</b></p><p>　　1. 本課題解決的主要問(wèn)題</p><p>　　設(shè)計(jì)出符合課題要求的前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問(wèn)題。首先是因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上的縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩

25、能傳給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器來(lái)改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時(shí)還得由驅(qū)動(dòng)橋的差速器來(lái)解決左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問(wèn)題和差速要求。其次，需將經(jīng)過(guò)變速器、傳動(dòng)軸傳來(lái)的動(dòng)力，通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋的主減速器，進(jìn)行進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，要想使汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)合理，首先必須選好傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　2. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路</p><p

26、>　　一些汽車提供行駛的平穩(wěn)性而采用獨(dú)立懸掛而采用斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼。對(duì)載貨汽車，由于它們有時(shí)會(huì)遇到坎坷不平的壞路面，要求它們的驅(qū)動(dòng)橋有足夠的離地間隙，以滿足汽車在通過(guò)性方面的要求。驅(qū)動(dòng)橋的噪聲主要來(lái)自齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件。提高它們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪的支承剛度，是降低驅(qū)動(dòng)橋工作噪聲的有效措施。驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車行駛的平順

27、性。</p><p>　　1.1.2 預(yù)期的成果</p><p>　　掌握汽車前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)及工作原理，基于所給定的主要零部件的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，完成轉(zhuǎn)向器、萬(wàn)向節(jié)和自由輪轂、主減速器、差速器、半軸及橋殼的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)校核。要求設(shè)計(jì)規(guī)范合理，計(jì)算準(zhǔn)確，并計(jì)算機(jī)輔助繪圖畫出裝配圖和零件圖，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀的

28、介紹</p><p>　　目前國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的車橋依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。國(guó)內(nèi)車橋長(zhǎng)的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距，比如工程車和牽引車在行駛過(guò)程中，齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國(guó)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，而我國(guó)現(xiàn)在還在摸索中。</p><p&g

29、t;　　在具體工藝細(xì)節(jié)方面，我國(guó)和世界水平的差距還比較大，歸根結(jié)底后橋的共用時(shí)承載和驅(qū)動(dòng)。在這兩方面，今年來(lái)出現(xiàn)了一些新的變化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來(lái)越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高?？傮w而言，現(xiàn)在汽車向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展的趨勢(shì)，要求車橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長(zhǎng)和低生產(chǎn)成本。</p><p>　　為適應(yīng)不斷完善社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的要求以及加入世貿(mào)組織后國(guó)

30、內(nèi)外汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)，全面提高汽車產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，滿足消費(fèi)者對(duì)汽車產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求，促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，特制定汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。通過(guò)該政策的實(shí)施，使我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在2010年前發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，為實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)。政府職能部門依據(jù)行政法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性要求，對(duì)汽車、農(nóng)用運(yùn)輸車(低速載貨車及三輪汽車，下同)、摩托車和零部件生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品實(shí)施管理，規(guī)范各類經(jīng)濟(jì)主體在汽

31、車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)行為。低速載貨汽車，在汽車發(fā)展趨勢(shì)中，有著很好的發(fā)展前途。生產(chǎn)出質(zhì)量好，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜的低速載貨汽車將適合大多數(shù)消費(fèi)者的要求。在國(guó)家積極投入和支持發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，能研制出適合中國(guó)國(guó)情，包括道路條件和經(jīng)濟(jì)條件的車輛，將大大推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提高。</p><p>　　在新政策《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》中，我國(guó)要成為世界主要汽車制造國(guó)，汽車產(chǎn)品滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大部分需求并批量進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)；汽

32、車生產(chǎn)企業(yè)要形成若干馳名的汽車、摩托車和零部件產(chǎn)品品牌；通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成幾家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型汽車企業(yè)集團(tuán)等等。同時(shí)，在這個(gè)新的汽車產(chǎn)業(yè)政策描繪的藍(lán)圖中，還包含許多涉及產(chǎn)業(yè)素質(zhì)提高和市場(chǎng)環(huán)境改善的綜合目標(biāo)，著實(shí)令人鼓舞。然而，不可否認(rèn)的是，國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀離產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。自1994年《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》頒布并執(zhí)行以來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了顯著變化，企業(yè)規(guī)模效益有了明顯改善，產(chǎn)業(yè)集中度有了一定程度提高。但是，長(zhǎng)期以來(lái)困

33、擾中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的散、亂和低水平重復(fù)建設(shè)問(wèn)題，還沒(méi)有從根本上得到解決。多數(shù)企業(yè)家預(yù)計(jì)，在新的汽車產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì)下，將會(huì)有越來(lái)越多的汽車生產(chǎn)企業(yè)按照市場(chǎng)規(guī)律組成企業(yè)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和資源共享。</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代車型的多樣化、個(gè)性化的需求與發(fā)展，越野車以其優(yōu)越的克服惡劣環(huán)境的能力吸引著大眾的視線。而車橋設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之

34、一。轉(zhuǎn)向橋，是指承擔(dān)轉(zhuǎn)向任務(wù)的車橋。一般汽車的前橋是轉(zhuǎn)向橋。四輪轉(zhuǎn)向汽車的前后橋，都是轉(zhuǎn)向橋。它利用車橋中的轉(zhuǎn)向節(jié)使兩端的車輪偏轉(zhuǎn)一定的角度，以實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。它除承擔(dān)汽車的垂直載荷外，還承受縱向力和側(cè)向力及這些力造成的力矩。轉(zhuǎn)向橋通常位于汽車前部，因此也常稱為前橋。各種車型的轉(zhuǎn)向橋結(jié)構(gòu)基本相同，主要由前梁，轉(zhuǎn)向節(jié)組成。汽車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車

35、行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼組成。對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)汽車和全輪驅(qū)動(dòng)汽車，前橋既要轉(zhuǎn)向，又要傳遞動(dòng)力，叫做轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《汽車制造工藝學(xué)》等課程的知識(shí)，使學(xué)生掌握運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)和查閱相關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)汽車設(shè)計(jì)技能，達(dá)到綜合訓(xùn)練<

36、/p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)查閱近幾年來(lái)有關(guān)國(guó)內(nèi)外前驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所要完成的主要任務(wù)如下：</p><p>　　(1)通過(guò)比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握汽車前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)及工作原理；</p><p>　　(2)基于給定的參數(shù)確定主要零部件的主要設(shè)計(jì)

37、參數(shù)，完成轉(zhuǎn)向器、萬(wàn)向節(jié)和自由輪轂、主減速器、差速器、半軸及橋殼的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)校核；</p><p>　　(3)用計(jì)算機(jī)輔助繪圖畫出裝配圖和零件圖，并編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p><b>　　1.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　首先，介紹了驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀，雖然國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定

38、數(shù)量的車橋依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。以及在如此嚴(yán)酷的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下國(guó)內(nèi)企業(yè)的對(duì)策。</p><p>　　然后，本章主要介紹了本次課題設(shè)計(jì)的目的與意義是學(xué)生可綜合運(yùn)用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《汽車制造工藝學(xué)》等課程的知識(shí)，使學(xué)生掌握運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)和查閱相關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)汽車設(shè)計(jì)技能，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。使學(xué)生學(xué)會(huì)從工程一線的角度出發(fā)，合理選擇各總成的結(jié)構(gòu)類型，制定設(shè)

39、計(jì)方案，正確地分析、計(jì)算、校核，并考慮制造工藝、經(jīng)濟(jì)、使用、維修等問(wèn)題，培養(yǎng)未來(lái)工作的綜合能力，從而可以提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 </p><p>　　最后，明確了本次課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：</p><p>　　(1)通過(guò)比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握汽車前驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)及工作原理；</p><p>　　(2)基于給定的參數(shù)確定主要零部件的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，

40、完成轉(zhuǎn)向器、萬(wàn)向節(jié)和自由輪轂、主減速器、差速器、半軸及橋殼的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)校核；</p><p>　　(3)用計(jì)算機(jī)輔助繪圖畫出裝配圖和零件圖，并編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　第2章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 驅(qū)動(dòng)橋參數(shù)</b></p><p>　　汽車的主要參數(shù)包括尺寸參

41、數(shù)，質(zhì)量參數(shù)和汽車性能參數(shù)。</p><p>　　汽車的主要尺寸參數(shù)有車身長(zhǎng)度、車身寬度、軸距、前輪距、后輪距、離地最小間隙等。汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、汽車總質(zhì)量、載客量、軸荷分配等。汽車性能參數(shù)主要有動(dòng)力性參數(shù)、燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)、最大功率、最大扭矩、通過(guò)性幾何參數(shù)，操作穩(wěn)定性參數(shù)，制動(dòng)性參數(shù)等。</p><p><b>　　基本參數(shù)</b></p>

42、<p>　　2.2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　在選擇驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，應(yīng)當(dāng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及使用、生產(chǎn)條件出發(fā)，并和所設(shè)計(jì)汽車的其他部件，尤其是懸架的結(jié)構(gòu)型式與特性相適應(yīng)，以共同保證整個(gè)汽車預(yù)期使用性能的實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)橋的總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來(lái)說(shuō)有三種：普通的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋合和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)

43、構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開式(或稱為整體式)，即驅(qū)動(dòng)橋是一根連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，而主減速器、差速器及車輪傳動(dòng)裝置(由左、右半軸組成)都裝在它里面。當(dāng)采用獨(dú)立懸架時(shí)，為保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為斷開式。這種驅(qū)動(dòng)橋無(wú)剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨(dú)立地分別相對(duì)于車架或車身作上下擺動(dòng)，車輪傳動(dòng)裝置采用萬(wàn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了防

44、止運(yùn)動(dòng)干涉，應(yīng)采用花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動(dòng)的萬(wàn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一跟支承在左右驅(qū)動(dòng)車論上的剛性空心梁，而主減速器、差速器及半軸等傳動(dòng)機(jī)件都裝在其中。這時(shí)，整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋和驅(qū)動(dòng)車輪的質(zhì)量以及傳動(dòng)軸的部分質(zhì)量都是屬于汽車的非懸掛質(zhì)量，使汽車的非懸掛質(zhì)量較大，這是普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的一個(gè)缺點(diǎn)。整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)彈性懸架與車架連接。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋和驅(qū)動(dòng)車輪的質(zhì)量以及傳

45、動(dòng)軸的部分質(zhì)量都是屬于汽車的非懸掛質(zhì)量。因此，在汽車的平順性、操縱穩(wěn)定性和通過(guò)性等方面不如斷開式驅(qū)動(dòng)橋。[12]</p><p>　　圖2.1 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋</p><p>　　圖2.2 斷開式驅(qū)動(dòng)橋</p><p>　　因本車為中檔SUV轎車，采用的為斷開時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，即采用獨(dú)立懸掛式。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)

46、各種地形的適應(yīng)性比較好，獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)雖然叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b></p><p>　　首先本章主要介紹了汽車的主要參數(shù)包括尺寸參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)和汽車性能參數(shù)，以及本次驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)所給定的汽車的參數(shù)。</p>&l

47、t;p>　　最后介紹了汽車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)類型主要分為普通的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋，分析并選擇了本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案為斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　第三章 主減速器設(shè)計(jì)</p><p>　　主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠小齒輪與大齒輪嚙合，通過(guò)大的傳動(dòng)比來(lái)增加扭矩。主減速器類型較多，有單級(jí)、雙級(jí)、雙速、輪邊減速

48、器等。</p><p>　　3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　3.1.1主減速器的減速形式</p><p>　　單級(jí)主減速器：由于單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在主減速比i0<7.6的各種中、小型汽車上。根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)所給的主傳動(dòng)比i0<7.6的特點(diǎn)，采用單級(jí)主減速器優(yōu)勢(shì)突出。</p>

49、<p>　　3.1.2主減速器的齒輪類型</p><p>　　在現(xiàn)代汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。</p><p>　　螺旋錐齒輪的主從齒輪軸線相交于一點(diǎn)，交角可以是任意的，但是絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速齒輪副都采用90°交角的布置方案，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)嚙合，因此螺旋錐齒輪能承受較大的符合。加之其輪齒

50、不是在齒的全長(zhǎng)同時(shí)嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，因此其工作平穩(wěn)，即使在告訴時(shí)，噪聲和振動(dòng)也很小。而且螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的都有沿著齒廓方向的滑動(dòng)，并且雙曲面?zhèn)鲃?dòng)還具有齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)，導(dǎo)致雙曲面齒輪產(chǎn)生更多的熱量，使接觸點(diǎn)的溫度升高，傳動(dòng)效率相比于螺旋錐齒輪的傳動(dòng)效率略低，達(dá)96%，因此在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們采用的是螺旋錐齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　(a)螺旋錐齒輪傳動(dòng)；(b) 雙曲面齒輪

51、</p><p>　　圖3.1 螺旋錐齒輪與栓曲面齒輪傳動(dòng)</p><p>　　3.1.3主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案</p><p>　　在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法，對(duì)其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一。</p><p>　　現(xiàn)在汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支

52、承型式有懸臂式、騎馬式兩種。裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用騎馬式支承。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。轎車和裝載質(zhì)量小于2t的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。在這里采用懸臂式結(jié)構(gòu)合理。</p><p>　　主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在支承之間的分布而定。為了增加支承剛度，支承間的距離應(yīng)盡可能縮小。兩端支承多采

53、用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。</p><p>　　1—螺母; 2—后橋凸緣; 3—油封; 4—前軸承; 5—主動(dòng)錐齒輪調(diào)整墊片;</p><p>　　6—隔套; 7—墊片; 8—位置調(diào)整墊片; 9—后軸承;10—主動(dòng)錐齒輪</p><p>　　圖3.2 主動(dòng)錐齒輪及調(diào)整裝置零件圖</p><p

54、>　　3.2 主減速器基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　主減速比、驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。</p><p>　　3.2.1主減速比i0的確定</p><p>　　主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)

55、和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌碌墓β蕘?lái)研究對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇值，可使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。在本設(shè)計(jì)中，主傳動(dòng)比是已知確定的，其值。</p><p>　　3.2.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定</p><p>　　通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下。作用于主

56、減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷，即：</p><p><b>　　按照最低檔傳動(dòng)比求</b></p><p>　　汽車變速器最低檔傳動(dòng)比選擇，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合考慮、確定。</p><p&

57、gt;　　由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ檔傳動(dòng)比：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　式子中：</b></p>&

58、lt;p>　　M——汽車質(zhì)量，本車質(zhì)量為1590Kg；</p><p>　　G——重力加速度為9.8；</p><p>　　—道路最大阻力系數(shù)取0.7；</p><p>　　——驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑這里為360.15mm；</p><p>　　Te max——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為224N?m，</p><p>

59、;　　——主減速比為5.791，</p><p>　　η——傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率0.9</p><p>　　據(jù)車輪與路面的附著條件：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　式子中：</

60、b></p><p>　　G2汽車滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷這里??；</p><p>　　φ——道路的附著系數(shù)為0.85；</p><p>　　變速器的最低檔變化取值范圍是 </p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有市場(chǎng)上的變速器我們選著其最低檔的傳動(dòng)比為</p><p>　　汽車的車輪型號(hào)為225/65R17則

61、其半徑為：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)矩，N?m；</p><p>　　—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，取N?m；</p><p>　　—驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，取(選擇2WD車型)；</p>

62、<p><b>　　—分動(dòng)器傳動(dòng)比，；</b></p><p>　　—主減速器傳動(dòng)比，；</p><p>　　—變速器傳動(dòng)效率，；</p><p><b>　　—超載系數(shù)，；</b></p><p>　　—變速器最低擋傳動(dòng)比，；</p><p>　　代入式(3-3

63、)，有N?m。</p><p>　　2. 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒圓柱齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N?m；</p><p>　　—滿載情況下前驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴?/p>

64、的靜載荷，為N；</p><p>　　—輪胎與路面間的附著系數(shù)，在安裝一般輪胎的汽車在良好的混凝土或?yàn)r青路上，取0.85，對(duì)于安裝防測(cè)滑輪胎的乘用車可取1.25，對(duì)于越野車一般取1.0；</p><p>　　—車輪的滾動(dòng)半徑，取362.15m；</p><p>　　—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比，取1；</p><p>　　—主減速器主

65、動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率，為0.97；</p><p>　　代入式(3-4)，有</p><p><b>　　N?m</b></p><p>　　因此最小值為N?m。</p><p>　　3. 上面求得的計(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的依據(jù)。對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正

66、常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均比牽引力的值來(lái)確定的，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)為：</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　= 635N·m </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　

67、—汽車滿載總重，18900 N</p><p>　　—所牽引的掛車滿載總重，但僅用于牽引車；</p><p>　　—道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)轎車取=0.010～0.015；載貨汽車取0.015～0.020；越野汽車取0.020～0.035；該車取0.010</p><p>　　—汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。通常轎車取0.08；載貨汽車和城市公共汽車取0.05～

68、0.09；長(zhǎng)途公共汽車取0.06～0.10，越野汽車取0.09～0.30。該車取0.08；</p><p>　　—汽車或汽車列車的性能系數(shù)：</p><p>　　==-6.6由于計(jì)算為負(fù)，取0值。則=0</p><p>　　3.2.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇</p><p>　　1. 主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p&g

69、t;<b>　　N·m</b></p><p><b>　　N·m</b></p><p>　　2. 主減速器錐齒輪的參數(shù)選擇</p><p><b>　　(1) 齒數(shù)的選擇</b></p><p>　　對(duì)于單級(jí)主減速器，當(dāng)i0較大時(shí)，則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒

70、數(shù)取值小些，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。當(dāng)i0≥6時(shí)，z1的最小值可取為5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)度，Z1最好大于5。當(dāng)i0較小(如i0=3.5～5)時(shí)，引可取為7～12，但這時(shí)常常會(huì)因主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)太多、尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙。為了磨合均勻，主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)z1，z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不少于40，對(duì)于轎車應(yīng)不少于50。</p><p>

71、;　　本車的主減速比為5.791，主減速比較小，參考文獻(xiàn)[5]表3-10、3-13后選用Z1=9，Z2=52；實(shí)際主減速比為5.778；Z1+Z2=61>50符合要求。</p><p>　　(2) 節(jié)圓直徑的選擇</p><p>　　可根據(jù)文獻(xiàn)[1]推薦的從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩中取較小值按經(jīng)驗(yàn)公式選出：</p><p>　　=245mm

72、 (3-7) </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　d2——從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm；</p><p>　　Kd2——直徑系數(shù)，Kd2=13.0～15.3；</p><p>　　Tc——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m; Tc 為3252 N·m</p><

73、;p>　　根據(jù)該式可知從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的取值范圍為 192.6mm～247.20mm.參考文獻(xiàn)[5]中推薦當(dāng)以Ⅰ擋傳遞時(shí)，節(jié)圓直徑應(yīng)大于或等于以下兩式算得數(shù)值中較小值：</p><p><b>　　=243mm</b></p><p><b>　　=194mm</b></p><p>　　即在本設(shè)計(jì)中需使20

74、0mm</p><p>　　當(dāng)以直接傳遞時(shí)，則需滿足以下條件</p><p><b>　　=207mm</b></p><p>　　最后根據(jù)上兩式中所選得的值中的較大者，即可取=245mm</p><p>　　(3) 齒輪端面模數(shù)的選擇</p><p>　　d2選定后，可按式m=d2/z2算出從動(dòng)

75、錐齒輪大端端面模數(shù)為4.71，并用下式校核：</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Tc——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m； 3252N·m</p><p>　　Km——模數(shù)系數(shù)，取Km=0.3-0.4。</p&g

76、t;<p>　　由(2-7)可得模數(shù)的取值范圍為4.44～5.93,故模數(shù)取4.71合適。</p><p>　　(4) 齒面寬的選擇</p><p>　　汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的從動(dòng)齒輪齒面寬F(mm)推薦為[10]：</p><p>　　F=0.155d2

77、(3-9)</p><p>　　=0.155245＝37.98mm </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　d2——從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，245mm。</p><p>　　并且B要小于10m　即47.1mm。</p><p>　　考慮到齒輪強(qiáng)度要求取40mm。</

78、p><p>　　小錐齒輪的齒面寬一般要比大錐齒輪的大10%,故取44mm。</p><p>　　(5)雙曲面齒輪的偏移距E</p><p>　　E值過(guò)大將使齒面縱向滑動(dòng)過(guò)小，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E值過(guò)小則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。轎車、輕型客車和輕型載貨汽車主減速器的E值，不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距A0的40%(接近于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑d 2的20%)；而載貨汽車

79、、越野汽車和公共汽車等重負(fù)荷傳動(dòng)，E則不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距A0的20%(或取E值為d：的10%～12%，且一般不超過(guò)12%)。傳動(dòng)比愈大則E也應(yīng)愈大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)，偏移距E可達(dá)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑d2的20％～30％。但當(dāng)E大干d2的20％時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切。該車屬輕負(fù)荷傳動(dòng)，故取E為49mm。</p><p>　　雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種。由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去，并使主動(dòng)齒輪

80、處于右側(cè)，如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動(dòng)齒輪中心線下方，則為下偏移如果主動(dòng)齒輪處于左側(cè)，則情況相反，本次設(shè)計(jì)選擇的是上偏移。</p><p><b>　　(6)螺旋方向</b></p><p>　　從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，這時(shí)如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線上方時(shí)，則為上偏移，在下方時(shí)則為下偏移。雙曲面齒輪的偏移方向與其輪齒

81、的螺旋方向間有一定的關(guān)系：下偏移時(shí)主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽笮瑥膭?dòng)齒輪為右旋；上偏移時(shí)主動(dòng)齒輪為右旋，從動(dòng)齒輪為左旋。</p><p>　　該車取下偏移主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋。</p><p>　　(7) 齒輪法向壓力角的選擇</p><p>　　法向壓力角大些可以增加齒輪強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)，在格里森制規(guī)定中，轎車主減速器螺旋錐齒輪的法向壓力角

82、選用14°30′或16°；載貨汽車和重型汽車的法向壓力角則應(yīng)分別選用20°或22°30′。對(duì)于雙曲面齒輪，由于其主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不等，因此應(yīng)按平均壓力角考慮，載貨汽車選用22°30′的平均壓力角，轎車選用19°或20°的平均壓力角。當(dāng)zl≥8時(shí)，其平均壓力角均選用21°15′。</p><p>　　因此在本次設(shè)計(jì)中取齒輪法

83、向壓力角為16°。</p><p><b>　　(8)中點(diǎn)螺旋角</b></p><p>　　螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端的螺旋角最小，汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為35°~40°。乘用車選用較大的以保證較大的，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；商務(wù)車選用較小的值以防止軸向力過(guò)大，通常取35

84、6;，在本設(shè)計(jì)中我們選取的螺旋角即為35°。</p><p>　　表3-1 圓弧螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表</p><p>　　3.3主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　3.3.1 單位齒長(zhǎng)上的圓周力</p><p>　　在汽車工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用于其輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)的圓周力的估算，

85、即</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　p——單位齒長(zhǎng)上的圓角力，N／mm；</p><p>　　P——作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Teamx和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N；</p>

86、<p>　　F——從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm。</p><p>　　按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m；這里是224N?m</p>

87、<p>　　ig——變速器傳動(dòng)比，這里為3.833；</p><p>　　d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，42.39mm。</p><p>　　F——從動(dòng)齒輪的齒面寬，40mm</p><p><b>　　最終求得圓周力</b></p><p>　　按最大附著力矩計(jì)算時(shí)：</p><p>

88、<b>　　(3-12)</b></p><p><b>　　式子中：</b></p><p>　　——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，N；這里取10241N</p><p>　　——輪胎與地面的附著系數(shù)，按表2-3取0.85</p><p>　　——輪胎的滾動(dòng)半徑這里取0.3622m&l

89、t;/p><p>　　——主減速器從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，244.4mm</p><p><b>　　最后算的</b></p><p>　　許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力如下表3.2</p><p>　　表3.2 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力[1]</p><p>　　目前，由于技術(shù)的進(jìn)步，可在上述許用值的基礎(chǔ)上增加10

90、%—25%，從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。</p><p>　　3.3.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　汽車主減速器螺旋錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力 (N／mm2)為：</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p>　　按(Tje、Tjh)較小值校核</p><p>　　主動(dòng)

91、齒輪的彎曲強(qiáng)度：</p><p>　　從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度校核：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Tc——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m，對(duì)于主動(dòng)齒輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上；主動(dòng)輪上為635 N·m，從動(dòng)輪為3252 N·m。</p><p>　　K0——超

92、載系數(shù)；取1</p><p>　　Ks——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)m≥1.6mm時(shí)，Ks==0.6562；</p><p>　　Km——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，Km＝1.00~1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，Km＝1.10~1.25。支承剛度大時(shí)取小值；Km取1.1</p><p>　　Kv——

93、質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸良好、周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取Kv＝1；</p><p>　　F——計(jì)算齒輪的齒面寬，mm；</p><p>　　Z——計(jì)算齒輪的齒數(shù)；</p><p>　　m——端面模數(shù)，mm；</p><p>　　J——計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，主動(dòng)齒輪為0.214，從動(dòng)齒輪0.265</p>&

94、lt;p>　　3.3.3 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　圓錐齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力 (MPa)為：</p><p><b>　　(3-14)</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　Tz、Tc——分別為主動(dòng)齒輪的工作轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，N·m；<

95、;/p><p>　　Cp——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6N1/2／mm；</p><p>　　d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，42.39mm；</p><p>　　Kf——表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取Kf=1；</p><p>　　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)；</p><

96、p>　　J一一計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，取0.147</p><p>　　帶入上述的參數(shù)，最后得到</p><p>　　主、從動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力是相同的。當(dāng)按日常行駛轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為1750MPa；當(dāng)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩和計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為2800MPa。計(jì)算時(shí)應(yīng)將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上。</p><p>　　3.4主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與型號(hào)選擇

97、</p><p>　　3.4.1錐齒輪齒面上的作用力</p><p>　　齒寬中點(diǎn)處的圓周力： </p><p><b>　　(3-15)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　T—作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見(jiàn)下

98、式[5]：</p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　--發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　--變速器在各擋的使用率，參考文獻(xiàn)[5]的表3-14選取</p><p>　　--變速器各擋的傳動(dòng)比</p><p>　　--變速器在各擋時(shí)發(fā)

99、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率，參考文獻(xiàn)[5]的表3-41選取</p><p>　　其中，為變速器處于第i檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩</p><p>　　所以主動(dòng)錐齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為=171.0374 N?m</p><p>　　--該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑</p><p><b>　　主動(dòng)齒輪有：</b></p><p&g

100、t;<b>　　(3-16)</b></p><p>　　=204.6-40sin65.653°=168.16</p><p><b>　　從動(dòng)齒輪有：</b></p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　=244.4-40sin80.183

101、°</p><p>　　=204.6 mm </p><p>　　最后解得 ； </p><p>　　式(2-15)與(2-16)中：</p><p><b>　　--從動(dòng)齒輪齒面寬</b></p><p><b>　　--從動(dòng)齒輪節(jié)錐角&

102、lt;/b></p><p>　　3.4.2錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算</p><p><b>　　1. 軸向力</b></p><p><b>　　主動(dòng)齒輪：</b></p><p><b>　　(3-18)</b></p><p><b&

103、gt;　　=1877.5 N</b></p><p><b>　　從動(dòng)齒輪：</b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p><b>　　=3082.7 N</b></p><p><b>　　徑向力</b></

104、p><p><b>　　主動(dòng)齒輪：</b></p><p><b>　　(3-20)</b></p><p><b>　　=649.1 N</b></p><p><b>　　從動(dòng)齒輪：</b></p><p><b>　　(

105、3-21) </b></p><p><b>　　=7412.7 N</b></p><p><b>　　上述的4式中：</b></p><p>　　——錐齒輪的法向壓力角16°；</p><p><b>　　——螺旋角35°：</b></

106、p><p>　　——節(jié)錐角主動(dòng)輪為9.817°從動(dòng)輪為80.183°</p><p>　　3.4.3錐齒輪軸的軸徑選擇</p><p>　　當(dāng)錐齒輪齒面所受的圓周力、軸向力與徑向力計(jì)算確定后，根據(jù)主減速器軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。主動(dòng)錐齒輪軸的材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[13]查表7-1得材料的強(qiáng)度極限 =700MPa；查表

107、7-12得 =65MPa =45MPa。</p><p>　　由材料力學(xué)可知，軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其強(qiáng)度條件為</p><p>　　可以推出軸所滿足條件的最小直徑：</p><p><b>　　(3-22) </b></p><p><b>　　=27.52mm</b></p><p

108、>　　其中c由文獻(xiàn)[13]的表7-11中取得c=100；；n分別為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率和轉(zhuǎn)速，其值由表2-1中可得。即取=30 mm。 </p><p>　　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。再根據(jù)小齒輪軸和差速器的設(shè)計(jì)，小齒輪軸的軸承選用的圓錐滾子軸承的型號(hào)為32007，差速器軸承選用的圓錐滾子軸承

109、型號(hào)為32216[11]。</p><p>　　3.4.4錐齒輪軸承載荷的計(jì)算</p><p>　　較遠(yuǎn)處軸承的載荷[8,11]：</p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　(3-23)</b></p><p><b>　　=1168

110、.9 N</b></p><p>　　軸向力：AA= =1877.5 N</p><p><b>　　較近處軸承的載荷</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　(3-24)</b></p><p>&

111、lt;b>　　=3752.8 N</b></p><p><b>　　軸向力：AB=0</b></p><p>　　式(2-23)-(2-24)中：</p><p>　　a=145mm;b=45mm;c=190mm</p><p>　　則較遠(yuǎn)處軸承的當(dāng)量載荷</p><p>&l

112、t;b>　　Q1=</b></p><p>　　其中對(duì)于單列圓錐滾子軸承，當(dāng)<e 時(shí)，X=1；Y=0</p><p>　　當(dāng)>e時(shí)，X=0.4；Y值及判斷參數(shù)e參考軸承手冊(cè)或產(chǎn)品樣本</p><p>　　此設(shè)計(jì)中=>e==0.546時(shí)，X=0.4；Y=0.54</p><p>　　所以Q=2494.07 N

113、</p><p>　　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=52.5kN，則</p><p><b>　　軸承的壽命</b></p><p>　　=21115h (3-25)</p><p><b>　　式中：</b><

114、;/p><p>　　——溫度系數(shù)，取0.90</p><p>　　——載荷系數(shù)，對(duì)于車輛，可取=1.2-1.8，此設(shè)計(jì)取1.5</p><p>　　——壽命指數(shù)，滾子軸承取10/3</p><p>　　n——軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速： </p><p>　　=2.6650/0.36215</p><p>　　

115、=367.25 r/min</p><p><b>　　——輪胎的滾動(dòng)半徑</b></p><p>　　——汽車的平均行駛速度，km/h；對(duì)于轎車取為50-55km/h；對(duì)于載貨汽車和公共汽車可取為30-35km/h</p><p>　　同理，較近處軸承選用32007型，它的當(dāng)量載荷Q2==1168.9 N，額定動(dòng)c=43.2KN</p&

116、gt;<p>　　此時(shí)此軸承的壽命=40760h。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[5]可知軸承的額定壽命</p><p><b>　　(3-26)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　s——汽車的大修里程，km .小排量乘用車及客、貨車的大修里程一

117、般15萬(wàn)km以上，大修壽命較低；排量較大的乘用車，總質(zhì)量較大的貨車、客車大修里程一般在30萬(wàn)km以上，大修壽命較長(zhǎng)；總質(zhì)量大的貨車在使用質(zhì)量良好的柴油機(jī)時(shí)，大修壽命可達(dá)到(50-80)萬(wàn)km。根據(jù)車型此設(shè)計(jì)選用30萬(wàn)km[1]</p><p>　　所以=6000 h。從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。</p><p>　　3.5主減速器齒輪的材料及熱處理</p><p>

118、　　汽車驅(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)。其損壞形式主要有齒板彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等。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]</p><p>　　(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；</p><p>　　(2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適

119、應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；</p><p>　　(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；</p><p>　　(4)選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。</p><p>　　汽車主減速器和

120、差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號(hào)有20CrMnTi，22CrMN?mo，20CrNiMo，20MnVB和20Mn2TiB。</p><p>　　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)m>8時(shí)為HRC29～45，當(dāng)m<8時(shí)為HRC32～45。</p><p>　　對(duì)于滲碳層深度有如下的

121、規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m≤5時(shí)，為0.9～1.3mm；m>5～8時(shí)，為1.0～1.4mm；m>8時(shí)，為1.2～1.6mm。所以此設(shè)計(jì)中的滲碳層深度為1.0mm</p><p>　　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0.005～0.010～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種

122、表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。</p><p>　　對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25%。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p>　　3.6主減速器的潤(rùn)滑</p><p>　　主減速器

123、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)。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐浪子的小端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承得到良好