驅(qū)動(dòng)器課程設(shè)計(jì)--清潔燃料城市客車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)

1、<p>　　車輛工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目： 清潔燃料城市客車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋處于汽車傳動(dòng)系的末端，主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼組成。其基本功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩

2、；通過(guò)主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的類型有斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋兩種。驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋；驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　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

3、器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性和行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問(wèn)題。首先因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左右驅(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)題和差速問(wèn)題。其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)僅在于通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)及各檔傳動(dòng)比，以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)矩特性能適應(yīng)汽車在各種行駛阻力下對(duì)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的要求，而驅(qū)動(dòng)橋主減速器的功用則在于當(dāng)變速器處于最高

4、檔位時(shí)，使汽車有足夠的牽引力、適當(dāng)?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜加徒?jīng)濟(jì)性。為此，則要將經(jīng)過(guò)變速器、傳動(dòng)軸傳來(lái)的動(dòng)力，經(jīng)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，要想使汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的合理，首先必須恰當(dāng)選擇好汽車的總傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)膶⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。后者的減速比稱為主減速比。當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)，汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速比。在汽車的總體布置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)該車的工作條件及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、輪胎等有關(guān)參數(shù)，選擇合

5、適的主減速比來(lái)保證汽車</p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　　第一章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析..........................................................................................................1</p><p>

6、　　第二章 主減速器設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 單級(jí)主減速器2</p><p>　　2.2 雙級(jí)主減速器2</p><p>　　2.3 主減速器級(jí)數(shù)的選擇2</p><p>　　2.4 主減速器的齒輪類型3</p><p>　　2.5 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承形式3</p>&

7、lt;p>　　2.5.1主動(dòng)錐齒輪的支承:分懸臂式支承和跨置式支承兩種：3</p><p>　　2.5.2從動(dòng)錐齒輪的支承4</p><p>　　2.6 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定4</p><p>　　2.6.1 主減速器從動(dòng)錐齒輪計(jì)算載荷的確定4</p><p>　　2.6.2 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為6</p>

8、<p>　　2.7 主減速器基本參數(shù)的選擇6</p><p>　　2.7.1 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和6</p><p>　　2.7.2 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)7</p><p>　　2.7.3 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和7</p><p>　　2.7.4 中點(diǎn)螺旋角8</p><p>　　

9、2.7.5 螺旋方向8</p><p>　　2.7.6 法向壓力角8</p><p>　　2.7.8 主減速器弧齒錐齒輪的尺寸計(jì)算8</p><p>　　2.7.9 主減速器弧齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算10</p><p>　　2.8.0 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算13</p><p>　　2.8.1主減速器錐齒輪

10、軸承載荷的計(jì)算15</p><p>　　第三章 差速器設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理17</p><p>　　3.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)18</p><p>　　3.3 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3.1差速器齒輪的基本參數(shù)的

11、選擇19</p><p>　　3.3.2差速器齒輪的幾何計(jì)算21</p><p>　　3.3.3差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算22</p><p>　　第四章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.1 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定24</p><p>　　4.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25</p><p

12、>　　第五章 驅(qū)動(dòng)橋殼體的設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.2橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算27</p><p><b>　　總結(jié)30</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)....................................................................................

13、...................................................... 31</p><p>　　第一章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按其總體布置來(lái)說(shuō)共有三種，即普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。按其工作特性，它們又歸并為兩大類，非別是非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)汽車采用獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)選擇

14、斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋；而采用非獨(dú)立懸架時(shí)，搭配非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋也成為整體式驅(qū)動(dòng)橋，其半軸套管、主減速器殼均與軸殼剛性地相連成一個(gè)整體粱，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪相關(guān)地?cái)[動(dòng)，通過(guò)彈性元件與車架相連。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，被廣泛地用在載貨汽車、客車和公共汽車上。</p><p>　　斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒(méi)有一個(gè)連接在

15、左、右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或粱。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其總是與獨(dú)立懸架相匹配，故又稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　第二章 主減速器設(shè)計(jì)</p><p>　　主減速器的減速型式主要分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。減速型式的選

16、擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠已有的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比i0的大小及驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置型式等。通過(guò)綜合，此處只需比較單級(jí)主減速器與雙級(jí)主減速器。</p><p>　　2.1 單級(jí)主減速器</p><p>　　單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，尺寸緊湊,制造成本低等優(yōu)點(diǎn),因而廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比i0＜

17、7的汽車上。單級(jí)主減速器多采用一對(duì)弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)。單級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)形式，尤其是其齒輪的支承形式和拆裝方法，與橋殼的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)。</p><p>　　2.2 雙級(jí)主減速器</p><p>　　雙級(jí)主減速器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由兩級(jí)齒輪減速組成的主減速器，單級(jí)主減速器相比，雙級(jí)主減速器在保證離地間隙相同時(shí)可得到大的傳動(dòng)比；但其尺寸，質(zhì)量均較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本也顯著曾加,因

18、此主要應(yīng)用在傳動(dòng)比較大的商用車上，一般為7～12。</p><p>　　2.3 主減速器級(jí)數(shù)的選擇</p><p>　　根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、輪胎參數(shù)來(lái)確定，其值可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中，——最大功率點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為r∕min，已知為2500r∕min；</p><p>　　——最高檔時(shí)的變速器傳動(dòng)比，此處取為

19、1；</p><p>　　——最高車速，單位為km∕h，已知為80km∕h；</p><p>　　r——車輪半徑，單位為m，，已知為1085∕2mm；</p><p><b>　　所以，=6.39；</b></p><p>　　因?yàn)椤?，所以本設(shè)計(jì)選用單級(jí)主減速器。</p><p>　　2.4 主

20、減速器的齒輪類型</p><p>　　主減速器的齒輪有螺旋錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。在此選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)中的弧齒錐齒輪。其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連接平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，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，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。但是，工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工

21、作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 </p><p>　　2.5 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承形式</p><p>　　2.5.1主動(dòng)錐齒輪的支承:分懸臂式支承和跨置式支承兩種：</p><p>　　圖2-1主動(dòng)錐齒輪懸臂式支承形式 圖2-2 主動(dòng)錐齒輪跨置式支撐形式&l

22、t;/p><p><b>　　懸臂式：</b></p><p>　　支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。支承剛度除了與軸承開(kāi)式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。&

23、lt;/p><p><b>　　跨置式：</b></p><p>　　跨置式支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪兩端的軸上均有軸承，這樣可大大提高支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可以減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車布置。但是，跨置式支

24、承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、從動(dòng)齒輪之間的空間很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)、外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈，它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個(gè)軸承。在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的情況下，最好采用跨置式支承。</p><p>　　因此，經(jīng)綜合考慮

25、后，本設(shè)計(jì)采用選懸臂式支承。</p><p>　　2.5.2從動(dòng)錐齒輪的支承 </p><p>　　圖2-3從動(dòng)錐齒輪支承方式</p><p>　　齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。為了增加支承剛度，減小尺寸c＋d；為了增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c＋d應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70%；為了使載荷均勻分配，應(yīng)盡量使尺寸c

26、等于或大于尺寸d。</p><p>　　2.6 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定</p><p>　　2.6.1 主減速器從動(dòng)錐齒輪計(jì)算載荷的確定</p><p>　　1） 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b&

27、gt;　　—計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；</b></p><p>　　—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；=650；</p><p>　　n—計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，n=1；</p><p>　　—變速器一檔傳動(dòng)比，=5.65；</p><p>　　—分動(dòng)器傳動(dòng)比，此處取=1； </p><p>　　—主減速器傳動(dòng)比，i0=6.39；</p&

28、gt;<p>　　η—變速器傳動(dòng)效率，取η=0.81；</p><p>　　k—液力變矩器變矩系數(shù)，K=1；</p><p>　　—由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，對(duì)于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車取=1.0，當(dāng)性能系數(shù)>0時(shí)可取=2.0；的值由下式計(jì)算：</p><p>　　本設(shè)計(jì)中=14675kg，所以=

29、0，所以=1。</p><p>　　所以=19008.49。</p><p>　　2）按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　式中 —滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷（N），后橋承載=13000×9.8×2／3=84933.3N；</p><p>　　—輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，本設(shè)計(jì)取0.85；<

30、/p><p>　　—車輪的滾動(dòng)半徑，=r=0.5425 m ； </p><p>　　—汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，在此取1.2；</p><p>　　—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比，在此取4.5；</p><p>　　m—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率，在此取1。</p><p><b>　

31、　代入已知參數(shù)，得</b></p><p>　　=10443.9648</p><p>　　由上面兩式計(jì)算的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該取它們之中較小的數(shù)值作為從動(dòng)錐齒輪最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩。設(shè)為從錐齒輪最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，則</p><p>　　=min[，]=10443.9648</p><p>　　2.6.2 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p&g

32、t;<p>　　式中，——從動(dòng)錐齒輪最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=10443.9648；</p><p>　　——為主減速器傳動(dòng)比，=6.39；</p><p>　　——為主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率，本設(shè)計(jì)采用弧齒錐齒輪，所 </p><p><b>　　以=95%。</b></p><p>　　所以=1720.44

33、56。</p><p>　　2.7 主減速器基本參數(shù)的選擇</p><p>　　主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)和，從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑、端面模數(shù)、主從動(dòng)錐齒輪齒面寬和、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。</p><p>　　2.7.1 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和</p><p>　　選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：</p&g

34、t;<p>　　1）為了磨合均勻，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)。</p><p>　　2）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(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。</p><p>　　3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車一般不小于6。</p><p>　　4）主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。</p>&

35、lt;p>　　5）對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>　　所以取=7，=45。</p><p>　　2.7.2 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)</p><p>　　對(duì)于單級(jí)主減速器，增加尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼高度尺寸和離地間隙，減小又影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支撐座得安裝空間和差速器的安裝。</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)

36、驗(yàn)公式初選，即</p><p>　　式中，——從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑(mm)；</p><p>　　——直徑系數(shù)，一般取13.0～15.3；</p><p>　　——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，。</p><p>　　故，=（13.0～15.3）=（284.16～334.44）。</p><p>　　初選=300， 則=/

37、=300／45=6.7。</p><p>　　參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取=7，則=315。</p><p>　　根據(jù)=來(lái)校核ms=7選取的是否合適，其中=（0.3～0.4）。</p><p>　　得，=（0.3～0.4）=（6.56～8.74），因此滿足校核。</p><p>　　2.7.3 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和</p><

38、;p>　　錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。</p><p>

39、;　　對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應(yīng)滿足，對(duì)于汽車主減速器弧齒錐齒輪推薦采用：</p><p>　　=0.155×315=48.83，在此取=49。</p><p>　　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=53.</p><p>　　2.7.4

40、中點(diǎn)螺旋角</p><p>　　汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°～40°，而商用車選用較小的值以防止軸向力過(guò)大，通常取=35°。</p><p>　　2.7.5 螺旋方向</p><p>　　主、從動(dòng)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(dòng)錐齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂

41、方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。所以本設(shè)計(jì)主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。</p><p>　　2.7.6 法向壓力角</p><p>　　法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減小齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)。對(duì)于雙曲面錐齒輪，大齒輪輪齒兩側(cè)壓力角是相同的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的，選取平均壓

42、力角時(shí)，轎車為19°或20°，貨車為20°或22°30′；對(duì)于弧齒錐齒輪，乘用車的α一般選用14°30’或16°,商用車的а為20°或22.5°,這里取α＝20°。</p><p>　　2.7.8 主減速器弧齒錐齒輪的尺寸計(jì)算</p><p>　　表2-1 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表&

43、lt;/p><p>　　2.7.9 主減速器弧齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。</p><p>　　1） 齒輪的損壞形式及壽命</p><p>　　齒輪的損壞形式常見(jiàn)的有輪齒折斷、齒

44、面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。它們的主要特點(diǎn)及影響因素分述如下：</p><p><b>　　（1）輪齒折斷</b></p><p>　　主要分為疲勞折斷及由于彎曲強(qiáng)度不足而引起的過(guò)載折斷。折斷多數(shù)從齒根開(kāi)始，因?yàn)辇X根處齒輪的彎曲應(yīng)力最大。</p><p>　　為了防止輪齒折斷，應(yīng)使其具有足夠的彎曲強(qiáng)度，并選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)、壓力角、齒高及切

45、向修正量、良好的齒輪材料及保證熱處理質(zhì)量等。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。</p><p>　?。?）齒面的點(diǎn)蝕及剝落</p><p>　　齒面的疲勞點(diǎn)蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報(bào)廢齒輪的70%以上。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。</p><p><b>　?。?）齒面膠合</b></p><p

46、>　　在高壓和高速滑摩引起的局部高溫的共同作用下，或潤(rùn)滑冷卻不良、油膜破壞形成金屬齒表面的直接摩擦?xí)r，因高溫、高壓而將金屬粘結(jié)在一起后又撕下來(lái)所造成的表面損壞現(xiàn)象和擦傷現(xiàn)象稱為膠合。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產(chǎn)生撕裂或擦傷痕跡。輪齒的膠合強(qiáng)度是按齒面接觸點(diǎn)的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤(rùn)滑條件等。</p><p><b>　?。?）齒面磨損</b></p

47、><p>　　這是輪齒齒面間相互滑動(dòng)、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。研磨磨損是由于齒輪傳動(dòng)中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。汽車主減速器及差速器齒輪在新車跑合期及長(zhǎng)期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤(rùn)滑油并進(jìn)行清洗是防止不正常磨損的有效方法。汽車驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕

48、引起的剝落。在要求使用壽命為20萬(wàn)千米或以上時(shí)，其循環(huán)次數(shù)均超過(guò)材料的耐久疲勞次數(shù)。因此，驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用彎曲應(yīng)力不超過(guò)210.9N／mm。實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。汽車驅(qū)動(dòng)橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩和最大附著轉(zhuǎn)矩并不是使用中的持續(xù)載荷，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)只能用它來(lái)驗(yàn)算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。</p><p>　　2） 主減速器弧

49、齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?。?） 單位齒長(zhǎng)上的圓周力</p><p>　　在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算，即</p><p><b>　　N／mm </b></p><p>　　式中：P—輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力（N/mm）；</p>&l

50、t;p>　　F—作用在齒輪上的圓周力， </p><p>　　—從動(dòng)齒輪的齒面寬，=49mm。</p><p>　?、侔窗l(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：</p><p><b>　　N／mm </b></p><p>　　式中：—發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取650；</p><p>　　—變速器的

51、傳動(dòng)比，在此處取6.39；</p><p>　　—猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，本設(shè)計(jì)中=1；</p><p>　　k—液力變矩器變矩系數(shù)，k在此取1；</p><p>　　—分動(dòng)器傳動(dòng)比，在此取=1；</p><p>　　—發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，在此取0.85；</p><p>　　—該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此

52、取1；</p><p>　　—主動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑，此處=49mm；</p><p>　　按上式得，P=2940.84N／mm。</p><p>　?、诎打?qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算：</p><p><b>　　N／mm </b></p><p>　　式中：—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，對(duì)于后

53、驅(qū)動(dòng)橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增加量，在此取84933.3N</p><p>　　—輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取0.85：</p><p>　　—輪胎的滾動(dòng)半徑，在此取0.5425mm</p><p>　　—汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，在此取1.2； </p><p>　　—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比，在此取4.5；<

54、;/p><p>　　m—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率，在此取1。</p><p>　　按上式計(jì)算得，P=1353.3N／mm＜[P]=1429N／mm。</p><p>　　所以，齒輪表面耐磨性合格。</p><p>　　(2) 齒輪彎曲強(qiáng)度</p><p>　　錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為：</p>

55、<p><b>　　式中</b></p><p>　　—齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=10443.9648，=1720.4456</p><p>　　—過(guò)載系數(shù)，一般取1；</p><p>　　—尺寸系數(shù)，=（／25.4）=0.7245；</p><p>　　—齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)，k取=1.0；</p>

56、;<p><b>　　—質(zhì)量系數(shù)，取1；</b></p><p>　　b—所計(jì)算的齒輪齒面寬；=53mm =49mm</p><p>　　D—所討論齒輪大端分度圓直徑；=49mm =315mm</p><p>　　—齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，選取小齒輪的＝0.27，大齒輪 ＝0.25；</p><p&g

57、t;　　計(jì)算得：=507.90＜700，</p><p>　　=560.26＜700。</p><p>　　所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p>　　(3) 輪齒接觸強(qiáng)度</p><p>　　錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為：</p><p>　　式中：—錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，；</p>&

58、lt;p>　　—主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，mm；=49mm</p><p>　　b—主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值；b=49mm</p><p>　　—齒面品質(zhì)系數(shù)，取1.0；</p><p>　　—綜合彈性系數(shù)，取232.6N1/2/mm；</p><p>　　—尺寸系數(shù)，取1.0；</p><p>　　—齒面接觸

59、強(qiáng)度的綜合系數(shù)，查表取0.229；</p><p>　　—主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；=1720.4456，</p><p>　　k0、km、選擇同上式。</p><p><b>　　計(jì)算得，≤=。</b></p><p>　　所以，輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　2.8.0 主減速器錐齒輪軸

60、承的載荷計(jì)算</p><p>　　錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上租用有一法向力。該法向力可以分解為沿齒輪切線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。</p><p>　　1) 錐齒輪齒面上的作用力</p><p>　　齒寬中點(diǎn)處的圓周力為</p><p>　　式中：——作用在主減速器從動(dòng)錐齒輪上的轉(zhuǎn)矩，T=1044

61、3.9648；</p><p>　　——從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑，=266.58。</p><p>　　按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力，=7835.5N，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的是弧齒錐齒輪，所以從動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)的圓周力==7835.5N。 　 2）錐齒輪的軸向力和徑向力</p><p>　　圖2-4 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖</p>&l

62、t;p>　　如圖2-4，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，F(xiàn) 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力，在A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn)分解成兩個(gè)相互垂直的力F和，F(xiàn)垂直于OA且位于∠OO′A所在的平面，位于以O(shè)A為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力F和沿節(jié)圓母線方向的力。F與之間的夾角為螺旋角，F(xiàn)與之間的夾角為法向壓力角，這樣就有：</p><p>　　于是，作用在

63、主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為</p><p>　　所以，=5956.33N，=2597.02N。</p><p>　　2.8.1主減速器錐齒輪軸承載荷的計(jì)算</p><p>　　圖2-5單級(jí)主減速器軸承布置位置</p><p>　　1）軸承A，B的徑向載荷分別為</p><p><b>　　R=

64、 </b></p><p>　　式中，=-5956.33N，=2597.02N，a=67mm，b=41mm，c=63mm ，d=125mm；</p><p><b>　　軸承A的徑向力</b></p><p><b>　　R=</b></p><p><b>　　=4800.2

65、3N</b></p><p>　　其軸向力為5956.33N；</p><p><b>　　軸承B的徑向力，</b></p><p><b>　　R=</b></p><p>　　=12850.79N</p><p><b>　　其軸向力為0。</

66、b></p><p>　　2）軸承A、B的選擇</p><p>　　軸承A與B是成對(duì)存在的，因?yàn)檩S承B的徑向力大于軸承A的徑向力，所以把軸承B所受徑向力作為軸承選取的依據(jù)，本設(shè)計(jì)采用圓錐滾子軸承，初選型號(hào)30206，此軸承的額定動(dòng)載荷為43.2KN，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷，取X=1，則Q=1×R=12850.97N</p><p>　　式中，—溫度系數(shù)，

67、取1.0</p><p>　　——載荷系數(shù)，取1.1</p><p>　　=4.14× (s)</p><p>　　對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器從動(dòng)齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　186.32</b></p><p>　　則，主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速為</p

68、><p>　　所以軸承能工作的額定軸承壽命為</p><p>　　若大修里程S定為100000公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命</p><p>　　，故軸承符合使用要求</p><p>　　2）對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承C ，D </p><p>　　選用圓錐滾子軸承，選用30214，軸承的額定動(dòng)載荷C為138KN，經(jīng)過(guò)校核，符合要求。&l

69、t;/p><p><b>　　第三章 差速器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　汽車在行駛過(guò)程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等。如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會(huì)加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩

70、側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。差速器用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器有多種形式，在此設(shè)計(jì)普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。</p><p>　　3.1對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理</p><p>　　圖3-1 差速器差速原理圖</p><p>　　如圖3-1所示，對(duì)稱式錐齒輪差速器是一種行

71、星齒輪機(jī)構(gòu)。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，固為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度為和。A、B兩點(diǎn)分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為C，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為。</p><p>　　當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑上的A、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖3-1），其

72、值為。于是==，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼3的角速度。</p><p>　　當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時(shí)（圖），嚙合點(diǎn)A的圓周速度為=+，嚙合點(diǎn)B的圓周速度為=-。于是</p><p><b>　　+=（+）+(-)</b></p><p>　　即 + =2

73、 </p><p>　　若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則</p><p>　　3.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)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。如圖3-2所示。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。<

74、;/p><p>　　圖3-2 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器</p><p>　　圖中1，12-軸承；2-螺母；3，14-鎖止墊片；4-差速器左殼；5，13-螺栓；6-半軸齒輪墊片；7-半軸齒輪；8-行星齒輪軸；9-行星齒輪；10-行星齒輪墊片；11-差速器右殼</p><p>　　3.3 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于

75、在差速器殼上裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。</p><p>　　3.3.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇</p><p>　　1）行星齒輪數(shù)目的選擇</p><p>　　根據(jù)承載情況來(lái)選擇。通常情況下，轎車：n=2；貨車或越野車：n=4。此處取n=4

76、。</p><p>　　2）行星齒輪球面半徑的確定</p><p>　　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，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)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(qiáng)度。</p><p>　　球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定：</p><p><b>　　mm<

77、/b></p><p>　　式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.52～2.99，此處取2.7；</p><p>　　T——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取和的較小值，N·m.</p><p><b>　　根據(jù)上式得</b></p><p>　　=2.7=59.02mm，所以預(yù)選其節(jié)錐距A=58mm。</p>

78、<p>　　3）行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇、</p><p>　　為了使齒輪有較高的強(qiáng)度，希望取較大的模數(shù)，但尺寸會(huì)曾大，于是又要求行星齒輪的齒數(shù)盡量少。但一般不少于10。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1.5～2.0的范圍內(nèi)。</p><p>　　在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù)，之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以

79、便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無(wú)法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為：</p><p>　　式中：，—左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來(lái)說(shuō)， </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　—行星齒輪數(shù)目；</b></p><p>　　在此取=1

80、0，=18 滿足以上要求。</p><p>　　4）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</p><p>　?。?）先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，</p><p>　　29.055° ， =90°－=60.945°</p><p>　　（2）按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m：</p

81、><p><b>　　m=4.94mm</b></p><p>　　由于強(qiáng)度的要求在此取m=5mm</p><p>　　得mm，=5×18=90 mm</p><p><b>　　5） 壓力角</b></p><p>　　汽車差速器的齒輪大都采用22.5°的壓

82、力角，齒高系數(shù)為0.8的齒形。某些總質(zhì)量較大的商用車采用25°壓力角，以提高齒輪強(qiáng)度。在此選22.5°的壓力角。</p><p>　　6 ）行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L</p><p>　　行星齒輪的安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度，通常取：</p><p>　　式中：—差速器傳遞的

83、轉(zhuǎn)矩，；在此取10443.9648；</p><p>　　—行星齒輪的數(shù)目；在此為4</p><p>　　—行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，≈0.5d，d為半軸齒輪齒面 寬中點(diǎn)處的直徑，而d≈0.8；</p><p>　　—支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取98。</p><p>　　根據(jù)上式， =72mm =0.5×72=36mm

84、</p><p>　　≈21.41mm ， 23.55mm</p><p>　　3.3.2差速器齒輪的幾何計(jì)算</p><p>　　表3.1汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表</p><p>　　3.3.3差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　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

85、樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度為</p><p>　　式中：—差速器的行星齒輪數(shù)，n=4；</p><p>　　分別為半軸齒輪齒寬及其大端分度圓直徑；</p><p>　　—計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，此處J=

86、0.225；</p><p>　　—半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=0.6×10443.9648=6266.38；</p><p>　　按主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)參數(shù)選取。</p><p>　　根據(jù)上式=953.33MPa〈980 </p><p>　　所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi。由于差速器

87、齒輪輪齒要求的精度低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　第四章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于汽車傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車輪。在一般的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)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(lái)，半軸的形式主要取決半軸的支承形式：普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受

88、力狀況不同可分為半浮式，3/4浮式和全浮式，本次設(shè)計(jì)的是中大型城市客車，采用全浮式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　設(shè)計(jì)半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計(jì)時(shí)首先可根據(jù)對(duì)使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的布局來(lái)看比較合適的半軸半徑，然后對(duì)它進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　4.1 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定</p><p>　　全

89、浮式半軸的計(jì)算載荷可按車輪附著力矩計(jì)算，即</p><p>　　式中：—輪胎與地面的附著系數(shù)取0.8；</p><p>　　—負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，在此取1.2；</p><p>　　—驅(qū)動(dòng)橋的最大靜載荷，=84933.3N；</p><p>　　—車輪驅(qū)動(dòng)半徑，在此取0.5425m；</p><p>　　所以，=22116.

90、63。</p><p><b>　　半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為</b></p><p>　　式中，d——半軸直徑，在此初取58mm；</p><p>　　=577.6，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為500～700。</p><p>　　所以，強(qiáng)度條件滿足。</p><p>　　4.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>

91、<p>　　1）全浮式半軸桿部直徑可按下式初步選取</p><p>　　式中，為半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩（），K為直徑系數(shù)，取2.05~2.18。</p><p><b>　　所以，d=58。</b></p><p>　　2）半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠

92、壓應(yīng)力。</p><p>　　①半軸花鍵的剪切應(yīng)力為</p><p>　?、诎胼S花鍵的擠壓應(yīng)力為</p><p>　　式中：—半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩，N·m ，在此取6266.39；</p><p>　　—半軸花鍵的外徑，mm，在此取58mm；</p><p>　　—相配花鍵孔內(nèi)徑，mm，在此取50mm；<

93、/p><p>　　—花鍵齒數(shù)；在此取22</p><p>　　—花鍵工作長(zhǎng)度，mm，在此取60mm；</p><p>　　—花鍵齒寬，mm，在此取3.2mm；</p><p>　　—載荷分布的不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.75。</p><p><b>　　根據(jù)上式可計(jì)算得</b></p>&

94、lt;p><b>　　=70.24</b></p><p><b>　　=75.35 </b></p><p>　　根據(jù)要求，當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時(shí)，半軸花鍵的切應(yīng)力[]不應(yīng)超過(guò)71.05 ，擠壓應(yīng)力[]不應(yīng)超過(guò)196，以上計(jì)算均滿足要求。</p><p>　　第五章 驅(qū)動(dòng)橋殼體的設(shè)計(jì)</p><p

95、>　　驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支承汽車質(zhì)量，并承受有車輪傳來(lái)的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車身，它同時(shí)又是主減速器，差速器和半軸的裝配體。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求：</p><p>　?、?應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；</p><p>　　② 在保證強(qiáng)度和剛度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性；</p><

96、p>　　③ 保證足夠的離地間隙；</p><p>　?、?結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低；</p><p>　?、?保護(hù)裝于其中的傳動(dòng)系統(tǒng)部件和防止泥水浸入；</p><p>　?、?拆裝，調(diào)整，維修方便。</p><p>　　考慮到設(shè)計(jì)的是城市公交車，驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。整體式橋殼的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一個(gè)空心梁，橋殼和主減速器殼

97、為兩體。它具有強(qiáng)度和剛度大，主減速器拆裝和調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　5.2橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行受力分析，選擇其端面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復(fù)雜，而汽車的行駛條件如道路狀況、氣候條件及車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又是千變?nèi)f化的，因此要精確地計(jì)算

98、出汽車行駛時(shí)作用于橋殼各處的應(yīng)力大小是相當(dāng)困難的。在通常的情況下，在設(shè)計(jì)橋殼時(shí)多采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，這時(shí)將橋殼看成簡(jiǎn)支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。我國(guó)通常推薦：計(jì)算時(shí)將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡(jiǎn)化成三種典型的計(jì)算工況，即當(dāng)車輪承受最大的鉛錘力（當(dāng)汽車滿載并行駛于不平路面，受沖擊載荷）時(shí)；當(dāng)車輪承受最大切應(yīng)力（當(dāng)汽車滿載并以最大牽引力行駛和緊急制動(dòng)）時(shí)；以及當(dāng)車輪承受最大側(cè)向力（當(dāng)汽車滿載側(cè)滑）時(shí)。只要在這三種載荷計(jì)算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得

99、到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。</p><p>　　在進(jìn)行上述三種載荷工況下橋殼的受力分析之前，還應(yīng)先分析一下汽車滿載靜止于水平路面時(shí)橋殼最簡(jiǎn)單的受力情況，即進(jìn)行橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算。</p><p>　　1) 當(dāng)牽引力或制動(dòng)力最大時(shí)</p><p>　　圖5-1驅(qū)動(dòng)橋受力圖</p><p>　　式中，Mv為地面對(duì)車輪垂

100、直反力在危險(xiǎn)斷面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩，</p><p>　　Mv＝，=1.2，G2=84933.3N，b=350mm，Mv=17835.99。</p><p>　　b為輪胎中心平面到板簧座之間的橫向距離，如圖5-1所示；b=350mm</p><p>　　==31.37cm3；</p><p>　　為一側(cè)車輪上的牽引力或制動(dòng)力在水平面內(nèi)引起

101、的彎矩；</p><p>　　=Fx2b=23781.31N；Fx2=G2=67946.6 N；</p><p>　　T為牽引或制動(dòng)時(shí)，上述危險(xiǎn)斷面所受轉(zhuǎn)矩，T=Fx2=12901.36N；</p><p>　　W=23.46 cm3；</p><p>　　、、、分別為危險(xiǎn)斷面垂直平面和水平面彎曲的抗彎截面系數(shù) 及抗扭截面系數(shù)。</p&

102、gt;<p>　　橋殼鋼板彈簧座處危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ分別為</p><p>　　=489.67MP，τ=376.35MP。</p><p>　　2) 當(dāng)汽車通過(guò)不平路面時(shí)</p><p>　　危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力口為 </p><p>　　K為液力變矩系數(shù)，取1， G2=186

103、66.7 N b=280 WV =31.37 cm3 </p><p>　　=83.3Mpa </p><p>　　橋殼的許用彎曲應(yīng)力為300～500MPa，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為150～400MPa?？慑戣T鐵橋殼取較小值，鋼板沖壓焊接橋殼取較大值,經(jīng)計(jì)算皆符合要求。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p&g

104、t;　　本設(shè)計(jì)根據(jù)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，確定了驅(qū)動(dòng)橋的總體設(shè)計(jì)方案，先后進(jìn)行主減速器 ，差速器，半軸以及驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，并運(yùn)用AutoCAD軟件繪制出主要零部件的工程圖，設(shè)計(jì)出了清潔燃料城市客車驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)然，本次設(shè)計(jì)還有許多不完整的地方，這些本人將在畢業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行更完整的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

105、t;　　[1] 劉惟信 編著.汽車車橋設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[2] 徐顥 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3，4卷）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991</p><p>　　[3] 吉林大學(xué) 王望予 主編.汽車設(shè)計(jì)(第四版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[4] 吉林大學(xué) 陳家瑞 主編.汽車構(gòu)造(下冊(cè)).北京:機(jī)

106、械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[5] 朱孝錄 主編.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[6] 邱宣懷 主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1997</p><p>　　[7] 廖念釗等編 .互換性與技術(shù)測(cè)量（第四版）.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2000</p><p>　　[8] 王明珠

107、 主編 .工程制圖學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖 .北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1998</p><p>　　[9] 戴少度 主編.材料力學(xué). 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[10] 第二汽車制造廠 何敏. EQ1141G后驅(qū)動(dòng)橋.汽車運(yùn)輸，1992（11）</p><p>　　[11] 丹東汽車制造廠 劉鳳君.淺談DD32／1 20系列后驅(qū)動(dòng)橋的開(kāi)發(fā).19