畢業(yè)設(shè)計(jì)--ca1091貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是CA1091貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件,其位于傳動(dòng)系的末端，其功用是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將其傳給驅(qū)動(dòng)輪并使其具有差速功能. 所以中型專用汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)有著實(shí)際的意義。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)當(dāng)今驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展情況確定了驅(qū)動(dòng)橋各部件的設(shè)

2、計(jì)方案。本次設(shè)計(jì)的車型為解放CA1091汽車主減速器的形式采用單級(jí)主減速器；而差速器則采用目前被廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式錐齒輪差速器；其半軸為全浮式支撐。在本次設(shè)計(jì)中完成了對(duì)主減速器、差速器、半軸、橋殼及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。并通過以上計(jì)算滿足了驅(qū)動(dòng)橋的各項(xiàng)功能。此外本設(shè)計(jì)還應(yīng)用了較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，如用MATLAB進(jìn)行計(jì)算編程和用CAXA軟件繪圖。</p><p>　　本設(shè)計(jì)保持了驅(qū)動(dòng)橋有足夠的強(qiáng)度、剛度和足夠的使用壽

3、命，以及足夠的其他性能。并且在本次設(shè)計(jì)中力求做到零件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋、主減速器、差速器、半軸、橋殼</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The graduation project is the subject of a medium goods vehicle driv

4、er in the design of the bridge. Bridge drive vehicle drive system is an important component parts, its function is increasing drive shaft or transmission came from the torque, and its transmission to a driving wheel diff

5、erential function. So medium-sized private car driver has a practical bridge design Significance.</p><p>　　In the design of the bridge under the current drive the development of the driver identified the com

6、ponents of the bridge design. According to the design of this model for the medium-sized cars, so the main reducer in the form of a two-stage main reducer, and the current differential is being widely used symmetric beve

7、l gear differential; its axle for the whole floating - Support. In the completion of the design of the main reducer, differential and axle, bearings and the bridge shell calculatio</p><p>　　This design has m

8、aintained a drive axle have sufficient strength, stiffness and sufficient life, and enough other properties. And in this design-to-common and standardized components.</p><p>　　Key words：Drive Bridge, the mai

9、n reducer, differential and axle, Shell Bridge</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1 驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本要求1</p><p>　　

10、第二章 驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1主減速器簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.2主減速器形式的選擇3</p><p>　　2.3主減速器錐齒輪的選擇4</p><p>　　2.4主減速器齒輪的支承5</p><p>　　2.5主減速器軸承的預(yù)緊6</p><p>

11、　　2.6錐齒輪嚙合的調(diào)整6</p><p>　　2.7 潤(rùn) 滑7</p><p>　　2.8 雙曲面錐齒輪的設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.8.1主減速比的確定7</p><p>　　2.8.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定8</p><p>　　2.8.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇9</p>

12、<p>　　2.9主減速齒輪的材料及熱處理20</p><p>　　第三章 驅(qū)動(dòng)橋差速器設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.1差速器簡(jiǎn)介22</p><p>　　3.2差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇22</p><p>　　3.3差速器齒輪的基本參數(shù)選擇24</p><p>　　3.4差速器齒輪的幾何尺寸

13、計(jì)算與強(qiáng)度校核26</p><p>　　第四章車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)29</p><p>　　4.1車輪傳動(dòng)裝置的功用29</p><p>　　4.2半軸支承型式29</p><p>　　4.3全浮式半軸計(jì)算載荷的確定29</p><p>　　4.4半軸的強(qiáng)度計(jì)算29</p><p>

14、　　4.5全浮式半軸桿部直徑的初選30</p><p>　　4.6半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理30</p><p>　　第五章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.1驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和設(shè)計(jì)要求31</p><p>　　5.2驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析31</p><p><b>　　結(jié)論32<

15、;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　附 錄135</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p&

16、gt;<b>　　驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的重要組成部分，它位于傳動(dòng)系的末端，一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成。其功用是：①將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、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通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；③通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速的作用，保證內(nèi)、外車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向；④承受作用于

17、路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋分?jǐn)嚅_式和非斷開式兩類。斷開式驅(qū)動(dòng)橋--為了提高汽車行駛平順性和通過性，有些轎車和越野車全部或部分驅(qū)動(dòng)輪采用獨(dú)立懸架，即將兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分別用彈性懸架與車架相聯(lián)系，兩輪可彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架上下跳動(dòng)，于此相應(yīng)，主減速殼固定在車架上。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)制成分段并通過鉸鏈連接，這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p>

18、<p>　　非斷開式驅(qū)動(dòng)橋--整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性連成一體的，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。故稱這種驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榉菙嚅_式驅(qū)動(dòng)橋，亦稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)為中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。由于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋與斷開式驅(qū)動(dòng)橋相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作可靠，維修和調(diào)整方面也很簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)車輪又采用非獨(dú)立式懸架，所以本次設(shè)計(jì)采用非斷開

19、式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好壞。因此，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：</p><p>　　選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性要求。</p>

20、;<p>　　齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。</p><p>　　在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下，具有較高的傳動(dòng)效率。</p><p>　　保證足夠的強(qiáng)度和剛度條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的行駛平順性。</p><p>　　結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，維護(hù)方便機(jī)件工藝性好制造容易。 </p><p&g

21、t;　　第二章 驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1主減速器簡(jiǎn)介</b></p><p>　　主減速器的功用是將傳動(dòng)軸輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。主減速器一般根據(jù)所采用的齒輪型式、主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的裝置方法以及減速型式的不同而互異。&

22、lt;/p><p>　　2.2主減速器形式的選擇</p><p>　　為了滿足不同的使用要求，主減速器的形式也不同。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目可分為單級(jí)主減速器和雙級(jí)主減速器。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)，廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比≤7的汽車上。乘用車、質(zhì)量較小的商用車都采用單級(jí)主減速器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)；雙級(jí)主減速器是由兩級(jí)齒輪減速組成的主減速器

23、，第一級(jí)是錐齒輪、第二級(jí)是圓柱齒輪傳動(dòng)，與單級(jí)主減速器相比，保證有足夠的離地間隙同時(shí)可得較大的傳動(dòng)比，一般為7～12。 </p><p>　　圖2-1 主減速器齒輪的支撐形式</p><p>　　2.3主減速器錐齒輪的選擇</p><p>　　如圖2-1所示，為雙曲面齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直但不相交。主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一定距離，這個(gè)距

24、離稱為偏移距。由于的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比/=/式中的、分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；、分別為主、從動(dòng)齒輪的螺旋角。（螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點(diǎn)的切線與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角）。</p><p>　　圖2.2 主減速器齒輪傳動(dòng)形式</p><p>　　雙曲面齒輪的傳動(dòng)比為=/=/（為雙曲面

25、齒輪傳動(dòng)比；、分別為主、從動(dòng)輪平均分度圓半徑；、為主從動(dòng)齒輪圓周力）。</p><p>　　螺旋齒輪的傳動(dòng)比= / ，令=/,則=。由于大于，所以系數(shù)大于1，一般為1.25～1.50。</p><p><b>　　這說(shuō)明：</b></p><p>　　1）當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比。</p>&l

26、t;p>　　2）當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的齒輪強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。 </p><p>　　3）當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙</p><p>　　4）在工作工程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，而且還有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)。

27、縱向滑動(dòng)可以改變論齒的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。</p><p>　　5）由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角，這樣同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約30%。</p><p>　　6）雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑和螺旋角都很大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量</p><p>　　曲率半徑較相

28、應(yīng)的螺旋錐齒輪大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。</p><p>　　7）雙曲面齒輪主動(dòng)齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，所以選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。</p><p>　　8）雙曲面齒輪的主動(dòng)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤刀頂距較大。因而切削刃壽命較長(zhǎng)。</p><p>　　9）雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪的中心上方，便于多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)

29、軸的離地高度。</p><p>　　但是，雙曲面齒輪也存在以下的缺點(diǎn)；</p><p>　　1）沿齒長(zhǎng)方向縱向滑動(dòng)也會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96%，螺旋錐齒輪的傳動(dòng)效率約為99%。</p><p>　　2）齒面間的壓力和摩擦功可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力降低。</p><p>　　3）雙曲面主動(dòng)

30、齒輪具有較大的軸向力，使其軸承的負(fù)荷較大。</p><p>　　4）雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。</p><p>　　雙曲面齒輪有一系列的優(yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)采用雙曲面齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　2.4主減速器齒輪的支承</p><p>　　現(xiàn)代汽車中主減速器主動(dòng)錐齒輪支承

31、有兩種形式：懸臂式和跨置式支承。如圖2-3所示。</p><p>　　跨置式支撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪兩端的軸上均有軸承，這樣可大大增加支承剛度，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。但是跨置式的支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要

32、的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？缰檬街尾鹧b困難，導(dǎo)向軸承是個(gè)易損壞的一個(gè)軸承。</p><p>　　懸臂式支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)有較長(zhǎng)的軸，并在其上安裝一對(duì)圓錐滾子軸承。兩軸承的圓錐滾子的大端應(yīng)朝外，這樣可以減小懸臂長(zhǎng)度和增加兩支承間的距離，以改善支撐剛度。為了盡可能的地增加支承剛度，支承距離應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。懸臂式支承結(jié)構(gòu)

33、簡(jiǎn)單，支承剛度差，用于傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的減速器上。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的是跨置式。從動(dòng)錐齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及載荷在軸承之間的分布比例有關(guān)。從動(dòng)錐齒輪多采用圓錐滾子軸承，為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子軸承大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸+；且距離+應(yīng)不小于從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑的65%。為了使載荷均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸≥。</p><p>　　（1）

34、 （2）</p><p>　　圖2-3 主減速器錐齒輪的支承形式</p><p>　?。?）懸臂式 （2）跨置式</p><p>　　2.5主減速器軸承的預(yù)緊</p><p>　　為了減小在錐齒輪傳動(dòng)過程中產(chǎn)生的軸向力所引的齒輪

35、軸的軸向位移，以提高軸的支承剛度，保證錐齒輪的正常嚙合，裝配主減速器時(shí)，圓錐滾子軸承應(yīng)有一定的裝配預(yù)緊度。但是過緊，則傳動(dòng)效率低，且加速磨損。工程上用預(yù)緊力矩表示預(yù)緊度的大小。預(yù)緊力矩的合理值應(yīng)該依據(jù)試驗(yàn)確定。對(duì)于主動(dòng)錐齒輪軸承的預(yù)緊力矩一般為1～3N·m。</p><p>　　主動(dòng)錐齒輪圓錐滾子軸承的預(yù)緊度的調(diào)整，可利用調(diào)整墊片厚度的方法，調(diào)整時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)叉形凸緣，如發(fā)現(xiàn)預(yù)緊度過緊則增加墊片的總厚度；反之減

36、小墊片的總厚度。支承差速器殼的圓錐滾子軸承的預(yù)緊度的調(diào)整，可利用軸承外側(cè)的調(diào)整螺母或主減速器殼與軸承蓋之間的調(diào)整墊片來(lái)調(diào)整。</p><p>　　2.6錐齒輪嚙合的調(diào)整</p><p>　　錐齒輪嚙合的調(diào)整是在圓錐滾子軸承預(yù)緊度調(diào)整之后進(jìn)行的。它包括齒面嚙合印跡和齒側(cè)間隙的調(diào)整。</p><p>　?。?）齒面嚙合印跡的調(diào)整，首先在主動(dòng)錐齒輪輪齒上涂以紅色顏料，然后

37、用手使主動(dòng)齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是從動(dòng)錐齒輪輪齒的兩工作面上便出現(xiàn)紅色印跡。若從動(dòng)錐齒輪輪齒正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)工作面上的印跡位于齒高的中間偏于小端，并占齒面寬度并占齒面寬度的60%以上，則為正確嚙合。正確嚙合的印跡位置可通過主減速殼與主動(dòng)錐齒輪軸承座之間的調(diào)整墊片的總厚度而獲得。</p><p>　?。?）嚙合間隙的調(diào)整方法是擰動(dòng)支承差速器殼的圓錐滾子軸承外側(cè)的調(diào)整螺母，以改變從動(dòng)錐齒輪的位置。輪齒嚙合間隙應(yīng)在0.15～0.4

38、0mm范圍內(nèi)。為保持已調(diào)好的差速器圓錐滾子軸承預(yù)緊度不變，一端調(diào)整螺母擰入的圈數(shù)應(yīng)等于另一端調(diào)整螺母擰出的圈數(shù)。若間隙大于規(guī)定值，應(yīng)使從動(dòng)錐齒輪靠近主動(dòng)錐齒輪，反之離開。</p><p><b>　　2.7 潤(rùn) 滑</b></p><p>　　雙曲面齒輪工作時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)；且齒面間壓力很大，齒面油膜易被破壞，為減少摩擦，提高效率，必須使用含防刮傷添加劑

39、的雙曲面齒輪油。主減速器殼中所儲(chǔ)齒輪油，靠從動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)甩濺到各齒輪、軸和軸承上進(jìn)行潤(rùn)滑。為保證主動(dòng)齒輪軸前端的兩個(gè)圓準(zhǔn)滾子軸承得到可靠潤(rùn)滑，需在主減速器殼體中鑄出進(jìn)油道和回油道。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛濺起的潤(rùn)滑油從進(jìn)油道通過軸承座的孔進(jìn)入兩圓錐滾子軸承大端的潤(rùn)滑油經(jīng)回油道流回主減速器內(nèi)。加油孔應(yīng)設(shè)在加油方便之處，放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處。 差速器殼應(yīng)開孔使?jié)櫥瓦M(jìn)入，保證差速器齒輪和滑動(dòng)表面的潤(rùn)滑。在主減速殼體上必須裝有通氣塞，以防止殼體內(nèi)

40、溫度過高使氣壓過大導(dǎo)致潤(rùn)滑油滲漏。</p><p>　　2.8 雙曲面錐齒輪的設(shè)計(jì) </p><p>　　2.8.1主減速比的確定 </p><p><b>　　=0.377</b></p><p>　　=6.28 </p><p><b>　　式中</b></

41、p><p>　　——車輪的滾動(dòng)半徑，r=0.472m；</p><p>　　——變速器最高擋傳動(dòng)比，igh=1；</p><p>　　再把對(duì)應(yīng)的np=3000r/n , =85km/h , ,代入（3-1）計(jì)算出 i=6.28</p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果和與參考現(xiàn)有同類車型，并考慮將確定的主、從動(dòng)主減速器齒輪齒數(shù)，確定=6.2。故本設(shè)計(jì)采用

42、單級(jí)主減速器。</p><p>　　2.8.2主減速器齒輪計(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Ｔce</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　

43、——由于猛接合離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載荷系數(shù)，=1；</p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，此數(shù)據(jù)參考CA1091車型在此取430；</p><p>　　k——為液力變矩器變矩系數(shù)，k=1；</p><p>　　——是變速器最低檔傳動(dòng)比，=7.64；</p><p>　　——分動(dòng)器傳動(dòng)比，在此取1；</p><p>

44、;　　——主減速器傳動(dòng)比，此前已算出=6.2；</p><p>　　——變速器傳動(dòng)效率，在此取0.9；</p><p>　　——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取1；</p><p><b>　　代入以上各參數(shù)可求</b></p><p><b>　　==16106.6</b></p><

45、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><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　式中 </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靜載荷，= （N）;</p><p>　　——為汽車最大加速時(shí)的后軸轉(zhuǎn)移負(fù)荷系數(shù)，商

46、用車=1.1-1.2，在此取=1.1；</p><p>　　——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用車，取=0.85；對(duì)于越野汽車取1.0；對(duì)于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車，計(jì)算時(shí)可取1.25，此處=0.85；</p><p>　　——車輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號(hào)為8.25-20，滾動(dòng)半徑為 0.472m；</p><p>　　，——分別為所計(jì)

47、算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，取0.9，由于沒有輪邊減速器取1.0；</p><p>　　代入數(shù)據(jù)算得561541.10.850.472/(10.9)=27535.4。</p><p>　　3).主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　===2849.7 </p><p><b>

48、;　　式中，</b></p><p>　　——為主動(dòng)齒輪的前面從動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩中的較小值，=16106.6；</p><p>　　——為主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率，對(duì)于雙曲面錐齒輪主減速器傳動(dòng)比<7時(shí)，=0.9；</p><p>　　——主減速器傳動(dòng)比，此前已算出=6.2；</p><p>　　代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到=2849.7

49、。</p><p>　　2.8.3主減速器齒輪基本參數(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><b>　　（1）齒數(shù)的選擇</b></p><p>　　1）為了磨合均勻，、之間應(yīng)避免有

50、公約數(shù)。</p><p>　　2）為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎曲強(qiáng)度，主、從齒輪齒數(shù)和不應(yīng)少于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)于乘用車，一般不少于9；對(duì)于商用車，一般不少于6。</p><p>　　4）當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。</p><p>　　5）對(duì)于不同

51、的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>　　根據(jù)上述原則選取=7，=44，則===6.2符合要求。</p><p>　?。?）節(jié)圓直徑的選擇</p><p>　　可根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（式3-2、式3-3中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式選出：</p><p><b>　?。?-3）</b></p&

52、gt;<p><b>　　=14.7×</b></p><p>　　=371.2㎜ 取㎜</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑；</p><p>　　——直徑系數(shù)，一般為=13～16，取=14.7；</p>

53、<p>　　——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；已由（3-2）、式（3-3）求得，并取其中較小者=min[, ]=16106.6。</p><p>　?。?）齒輪端面模數(shù)的選擇</p><p>　　選定后，按式=/=375/44=9.3㎜ </p><p>　　參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3]表23.4-3中選取標(biāo)準(zhǔn)值10</

54、p><p>　　校核式為： =/ </p><p>　　=10/=0.396㎜ </p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，見式（3-5）下的說(shuō)明；</p><p>　　——模數(shù)系數(shù)，=0.

55、3～0.4。</p><p>　　=10滿足模數(shù)系數(shù) =0.3～0.4故符合要求。</p><p><b>　?。?）齒面寬的選擇</b></p><p>　　錐齒輪齒面過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窄及刀尖圓角過小，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

56、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)引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。汽車主減速器雙曲面齒輪的從動(dòng)齒面寬（㎜）推薦為：</p><p>　　=0.155=0.155×375=58.125㎜ 取59㎜ （2-4）式中 ——從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑。</p><

57、;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=62</p><p>　?。?）雙曲面齒輪的偏移距 E</p><p>　　E值過大將使齒面縱向滑動(dòng)過大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E值過小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪的特點(diǎn)。一般對(duì)于乘用車，E0.1=0.1×375=37.5。根據(jù)這一原則取E=37

58、㎜。</p><p><b>　?。?）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，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選時(shí)應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高，應(yīng)不小于1.25，在1.5～2.0時(shí)效果最好，但過大，會(huì)導(dǎo)致軸

59、向力增大。</p><p>　　汽車主減速器弧齒錐齒輪的螺旋角或雙曲面齒輪的平均螺旋角為40°～45°，而商用車選用較大的值以使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低，故取為45°。</p><p><b>　?。?）螺旋方向</b></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

60、，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錐頂方向，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><b>　?。?）法向壓力角α</b></p><p>　　法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可以使齒輪

61、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對(duì)于乘用車雙曲面齒輪，由于其從動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角相等，而主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不相等，故平均壓力角α一般選用20°。</p><p>　　（9）銑刀盤名義半徑的選擇</p><p>　　刀盤的名義半徑是指通過被切齒輪齒間中點(diǎn)的假象同心圓的直徑，為了減少刀盤規(guī)格，刀盤名義半徑已標(biāo)準(zhǔn)化，并規(guī)定每一種名義半徑的刀盤可加工一定尺寸范圍的雙曲面齒輪。按從動(dòng)齒

62、輪節(jié)圓直徑在《汽車車橋設(shè)計(jì)》的表3-14中選取刀盤名義半徑=144㎜。</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>　　2.8.4有關(guān)雙曲面錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算方法及公式</p><p>　　主減速器的雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算步驟按表2-1來(lái)計(jì)算。

63、</p><p>　　表2-1雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 單位㎜</p><p>　　主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　1）單位齒長(zhǎng)的圓周力</p><p>　　P= （2-9）</p><p>

64、<b>　　式中</b></p><p>　　P——單位齒長(zhǎng)上的圓周力，；</p><p>　　F——作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著系數(shù)兩種工況進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　　b——從動(dòng)齒輪的齒面寬，b=59㎜；</p><p>　　按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：</p><p>

65、<b>　?。?-10）</b></p><p>　　==1380≤[p]=1429</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；</p><p>　　——變速器傳動(dòng)比，常取擋及直接擋進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　　——主動(dòng)齒輪分度圓直

66、徑，=70㎜。</p><p>　　許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力[p]由《汽車車橋設(shè)計(jì)》表3-32查的[p]=1429，則p＜[p]，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器的雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力（）為</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　

67、　= </b></p><p>　　=529.9 </p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=min[, ]；</p><p>　　——超載系數(shù)，一般取為1；</p><p>　　——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不

68、均勻性，與齒輪尺寸及熱處理有關(guān)。</p><p>　　當(dāng)端面模數(shù)=101.6㎜ 時(shí)，=</p><p>　　——載荷分配系數(shù)，=1.00～1.10；</p><p>　　——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=1；</p><p>　　——計(jì)算齒輪的齒面寬，為59</p><p>

69、;　　D——計(jì)算齒輪的大端分度圓直徑，D=51m；</p><p>　　J——計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)，見《汽車車橋設(shè)計(jì)》圖3-111～圖3-116，查取J=0.16</p><p>　　按、中較小者計(jì)算時(shí)，汽車主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力為700；代入數(shù)據(jù)算得=529.9＜700，符合強(qiáng)度要求。</p><p>　　3）輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算</p><

70、;p>　　雙曲面齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力（）為</p><p>　　= （2-12）</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=2297.9</b></p><p><b>　　式中</b></p><

71、;p>　　——主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；</p><p>　　——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6；</p><p>　　——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，㎜；</p><p>　　、、——前邊已說(shuō)明；</p><p>　　——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪對(duì)其淬火性的影響，取=1；</p><p>　　——表面質(zhì)量系數(shù)；對(duì)于制

72、造精確的齒輪可取=1；</p><p><b>　　——齒面寬，59㎜</b></p><p>　　J——計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，可由《汽車車橋設(shè)計(jì)》圖3-119～圖3-131查取J =0.16。 </p><p>　　代入數(shù)據(jù)算得=2297.9＜2800，符合強(qiáng)度要求。</p><p>　　2.9主減速齒輪的材料及熱

73、處理</p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其它齒輪相比它具有載荷作用時(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輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪的材料及熱處理有以下要求：</p><p>　　（1）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，故而齒表面應(yīng)有高的硬度。</p><

74、p>　?。?）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。</p><p>　?。?）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>　?。?） 選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國(guó)的情況，齒輪的材料目前多采用滲碳合金鋼常用的鋼號(hào)有20CrMnTi、22CrMnMo、20CrNi

75、Mo和20MnVB等。</p><p>　　本方案采用鋼號(hào)為20CrMnTi的滲碳合金鋼，使其經(jīng)過滲碳，淬火，回火處理。滲碳深度為：1.0-1.4mm。</p><p>　　用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低。</p><p>　　由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早

76、期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予以厚度0.005～0.010～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(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，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防

77、止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p>　　第三章 驅(qū)動(dòng)橋差速器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1差速器簡(jiǎn)介</b></p><p>　　汽車在行使過程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等

78、等。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。</p><p>　　差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，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)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按

79、其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。</p><p>　　3.2差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用的是普通錐齒輪式差速器中的對(duì)稱式錐齒輪差速器，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，所以被廣泛采用。如圖3-1。</p><p>　　1．對(duì)稱式錐齒輪差速器差速原理</p><p>　　圖3-1中，差速器殼

80、3與行星齒輪5連成一體，形成行星架，因?yàn)樗峙c主減速器的從動(dòng)齒輪6固定在一起，故為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度分別為和。、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，、、三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為r。</p><p>　　圖3-1差速器差速原理圖</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、

81、、三點(diǎn)的圓周速度都相等，其值為。于是==，此時(shí)，差速器不起作用,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)，嚙合點(diǎn)的圓周速度為=+，嚙合點(diǎn)的圓周速度為=-。</p><p>　　于是，+=2 ，或表示為。這表明：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼體轉(zhuǎn)速為零時(shí)，左右半軸將等

82、速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　2．對(duì)稱式錐齒輪差速器中的轉(zhuǎn)矩分配如圖3-2 。</p><p>　　圖3-2差速器轉(zhuǎn)矩分配</p><p>　　由主減速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)差速器殼，行星齒輪軸和行星齒輪傳給半軸齒輪。行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，而兩個(gè)半軸齒輪半徑也是相等的。因此，當(dāng)行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)時(shí)，總是將轉(zhuǎn)矩平均分配給左右兩半軸齒輪，即==/2。</p>

83、;<p>　　當(dāng)兩半軸齒輪以不同轉(zhuǎn)速朝相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速大于右半軸轉(zhuǎn)速，則行星齒輪將按圖實(shí)線箭頭的方向繞行星齒輪軸軸頸5自轉(zhuǎn)，此時(shí)行星齒輪孔與行星齒輪軸軸頸間以及齒輪背部與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦。行星齒輪所受的摩擦力矩方向與其轉(zhuǎn)速方向相反，如圖上虛線頭所示。此摩擦力矩使行星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪附加作用了大小相等而方向相反的兩個(gè)圓周力。使傳到轉(zhuǎn)得快的左半軸上的轉(zhuǎn)矩減小而卻使傳到轉(zhuǎn)得慢的右半軸上的轉(zhuǎn)矩增加。因此，當(dāng)

84、左右驅(qū)動(dòng)車輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，=（-）/2，=（+）/2。左右車輪上的轉(zhuǎn)矩之差等于差速器的內(nèi)摩擦力矩。為了衡量</p><p>　　差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性，常以鎖緊系數(shù)K表征，即</p><p>　　=（-）/=/ （3-1）</p><p>　　差速器內(nèi)摩擦力矩和其輸入轉(zhuǎn)矩之比，定義為差速器鎖緊系數(shù)。而快慢半軸的轉(zhuǎn)矩之比/，定

85、義為轉(zhuǎn)矩比，以表示，</p><p>　　=/= 1+/1- （3-2）</p><p>　　目前廣泛使用的對(duì)稱錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)一般為0.05～0.15，轉(zhuǎn)矩比為1～1.4?？梢哉J(rèn)為無(wú)論左右驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速是否相等，而轉(zhuǎn)矩基本上總是平均分配的。</p><p>　　3.3差速器齒輪的基本參數(shù)選擇</p><p&g

86、t;　　由于差速器是安裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速器尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪刀向軸承支座的限制。</p><p>　　（1）行星齒輪數(shù)目的選擇</p><p>　　大多數(shù)汽車多采用四個(gè)行星輪，本次設(shè)計(jì)采用四個(gè)行星齒輪。</p><p>　?。?）行星齒輪球面半徑的確定</p><p>　　

87、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，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，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。</p><p>　　球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定：</p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　=2.5=63.14㎜</p><p><b&

88、gt;　　式中 </b></p><p>　　——行星齒輪球面半徑系數(shù)，=2.52～2.99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取大值，故取2.5</p><p><b>　　——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，。</b></p><p>　　確定后，根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距：</p>

89、<p>　　- （3-4）</p><p><b>　　=62mm</b></p><p>　?。?）行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇</p><p>　　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)盡量小，但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～15。半軸齒輪與行星齒輪比多在1.5

90、～2范圍內(nèi)。根據(jù)這一原則，選擇行星齒輪齒數(shù)為，半軸齒輪齒數(shù)為。</p><p>　　在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右半軸齒輪的齒數(shù)、之和，必須能被行星齒輪數(shù)目n所整除，否則不能安裝，即應(yīng)滿足：</p><p>　　整數(shù) （3-5）</p><p><b>　　滿足要求。</b></p>

91、;<p>　?。?）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和半軸齒輪的節(jié)錐角、：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中、為行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù)。</p><p>　　再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的端面模數(shù)：</p&g

92、t;<p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　=㎜ 則取5mm</b></p><p>　　節(jié)圓直徑d由下式求得：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　則 ㎜</p>

93、<p><b>　　㎜</b></p><p><b>　　（5）壓力角</b></p><p>　　目前汽車差速器齒輪壓力較大都選用的壓力角。</p><p>　　（6）行星齒輪軸直徑及支承長(zhǎng)度L的確定</p><p>　　行星齒輪安裝孔直徑與行星齒輪軸名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔

94、的深度就是行星齒輪在其軸上的支撐長(zhǎng)度L。通常取</p><p>　　㎜ （3-9）</p><p>　　㎜ （3-10）</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩，；</p><p><b>　　

95、n——行星齒輪數(shù)；</b></p><p>　　l——行星齒輪支撐面中心點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，㎜</p><p>　　——支撐面的許用擠壓應(yīng)力，取為98。</p><p>　　3.4差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度校核</p><p>　?。?）差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　表3-1為汽車差速器用直

96、齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算步驟。</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 單位：㎜</p><p>　?。?）差速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　差速器齒輪的工作情況與主減速器齒輪不同，一是差速器的齒輪尺寸較小而承受的載荷有較大；二是差速器齒輪并非經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有在左右兩車輪轉(zhuǎn)速不同時(shí)，行星齒輪才有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

97、，行星齒輪和半軸齒輪才有嚙合運(yùn)動(dòng)，否則行星齒輪只起等臂推力桿的作用。因此，對(duì)差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　彎曲應(yīng)力按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=949.8<

98、/b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，；</p><p>　??； （3-12）</p><p>　　——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按、兩種計(jì)算轉(zhuǎn)矩中心的較小者進(jìn)行計(jì)算；</p><p>

99、;　　——差速器心齒輪數(shù)目=4；</p><p>　　——半軸齒輪分度圓直徑=115；</p><p>　　——半軸齒輪的模數(shù)=4.69；</p><p>　　、、——前邊已說(shuō)明；</p><p>　　——計(jì)算汽車差速器輪齒彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)，由《汽車車橋設(shè)計(jì)》圖4-9～圖4-11查取J=0.35；</p><p>　

100、　=949.8< []=980彎曲應(yīng)力小于980，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，計(jì)算符合要求。</p><p><b>　　車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1車輪傳動(dòng)裝置的功用</p><p>　　接受從差速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩并傳給驅(qū)動(dòng)車輪。對(duì)于非斷開式車橋，車輪傳動(dòng)裝置的主要零件是半軸。</p><p><

101、;b>　　4.2半軸支承型式</b></p><p>　　半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式。現(xiàn)在汽車基本上采用全浮式和半浮式兩種支承形式。全浮式半軸主要用于總質(zhì)量較大的商用車上。本次設(shè)計(jì)為中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，考慮到承載能力與結(jié)構(gòu)、成本，所以采用全浮式半軸支承。</p><p>　　4.3全浮式半軸計(jì)算載荷的確定</p><

102、;p>　　全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比計(jì)算半軸轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　= N·m （4-1）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)圓錐行星齒輪差速器，可取=0.6；</p>

103、<p>　　——變速器I擋傳動(dòng)比，=7.64；</p><p>　　——主減速比，=6.28。</p><p>　　=0.6×373×6.24×7.64=8737.7 N·m</p><p>　　4.4半軸的強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</b>&l

104、t;/p><p>　　=××16//≤[] （4-2）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa；</p><p>　　——半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p>　　——半軸桿部直

105、徑，mm；</p><p>　　[]——半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力，可取為[]=490～588MPa。</p><p>　　=8737.7××16/3.14/44=545MPa</p><p>　　=545滿足≤[]=490～588MPa </p><p>　　4.5全浮式半軸桿部直徑的初選</p><p&g

106、t;　　半軸桿部直徑：=(2.05～2.18) （4-3）</p><p>　　=2.1×≈44mm</p><p>　　式中：d——半軸桿部直徑，mm；</p><p>　　T——半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p>　　靜扭安全系數(shù)：== 滿足在1.3～1.6范圍

107、內(nèi)。</p><p>　　4.6半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理</p><p>　　為了使花鍵的內(nèi)徑不致過多地小于半軸的桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部設(shè)計(jì)得粗一些，并且適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)增多，一般為10～18齒。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑，這對(duì)減小應(yīng)力集中很有效。</p><p>　　關(guān)

108、于半軸的材料，過去大都采用含鉻的中碳合金鋼，如40Cr、40CrMnMo、35CrMnTi、38CrMnSi、42CrMo等，后來(lái)推廣我國(guó)制出的的新鋼種如40MnB等作為半軸材料，效果很好。從節(jié)約較稀有的金屬、降低制造成的目標(biāo)出發(fā)，采用中碳鋼（40鋼、45鋼）制造 半軸是發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)外已多有采用。本次設(shè)計(jì)半軸的材料選用40MnB。</p><p>　　半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為38

109、8～444HB（凸緣部分的硬度允許降至248HB）。近些年來(lái)采用高頻、中頻等感應(yīng)淬火的日益增多。這種處理方法能保證半軸表面有適當(dāng)?shù)挠不瘜?。由于硬化層本身的?qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，因此使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得更為顯著。</p><p>　　第五章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和設(shè)計(jì)要求</p><

110、;p>　　驅(qū)動(dòng)橋殼的功用是支承并保護(hù)主減速器、差速器和半軸等，使左右驅(qū)動(dòng)車輪的軸向相對(duì)位置固定；并和從動(dòng)橋一起支承車架及汽車的各總成質(zhì)量；汽車行駛時(shí)，承受由車輪傳來(lái)的路面反作用力和力矩，并經(jīng)懸架傳給車架。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：</p><p>　　減小汽車的非簧載質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷和提高汽車的行駛平順性；</p><p>　　保證

111、足夠的離地間隙；</p><p>　　3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，以利于降低成本；</p><p>　　4) 保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。</p><p>　　5）在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件和材料供應(yīng)等。</p><p>　　5.2驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析</p><p>　　

112、驅(qū)動(dòng)橋殼從結(jié)構(gòu)上可分為整體式橋殼和分段橋殼兩類。</p><p>　　1. 整體式橋殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一個(gè)剛性整體外殼或空心梁。按制造工藝的不同又可分為多種形式，常見的為整體鑄造、鋼板沖壓焊接式、中段鑄造兩端壓入鋼管和鋼管擴(kuò)張成形等形式。整體鑄造式橋殼的強(qiáng)度和剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復(fù)雜，主要用于中、重型貨車上。但其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車的行駛平順性有不利的影響。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料

113、利用率高，制造成本低，適用用于大量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好，拆裝、調(diào)整、維修方便，廣泛用于轎車和中、小型貨車上。</p><p>　　2.分段式橋殼一般分為兩段，由螺栓連成一體。分段式橋殼比整體式易于鑄造，加工簡(jiǎn)便，但維修不方便 。拆檢主減速器時(shí)，必須把整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋從汽車上拆卸下來(lái)，目前已很少采用。 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)為中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。考慮其要有

114、足夠的強(qiáng)度和剛度，具有一定的承載能力和離地間隙等方面，所以采用鑄造整體式橋殼。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是對(duì)CA1091中型貨車驅(qū)動(dòng)橋?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋、主減速器、差速器、半軸、橋殼布置進(jìn)行了設(shè)計(jì)及計(jì)算。并繪制了主減速器的裝備圖以及十字軸和從動(dòng)錐齒輪的零件圖。并應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行編程。 </p>&l

115、t;p>　　我選擇了切實(shí)可行的方案，采用單級(jí)雙曲面齒輪主減速器，提高了齒輪工作平穩(wěn)性，齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，由于偏移距的存在，在保證一定離地間隙的情況下，可使車身重心降低，有利于提高汽車行使平順性。在主減速器和差速器的設(shè)計(jì)中，首先對(duì)幾種主減速器進(jìn)行了比較，確定最終的主減速器形式，然后按照書中的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了有關(guān)參數(shù)確定計(jì)算，并進(jìn)行了校核，設(shè)計(jì)結(jié)果基本符合要求。差速器的設(shè)計(jì)方法和思路與主減速器的設(shè)計(jì)基本類似，本次設(shè)計(jì)選用了工作平

116、穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的普通錐齒輪式差速器。由于CA1091貨車采用全浮式半軸，從而確定了半軸的尺寸和材料，并對(duì)半軸進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算。并且在對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了介紹和分析，整體式橋殼因?yàn)槠渚哂休^大的強(qiáng)度和剛度，拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，因此橋殼采用整體式橋殼。</p><p>　　綜上所述，本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品

117、的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。本次設(shè)計(jì)基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，完成了規(guī)定的任務(wù)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 中國(guó)汽車車型手冊(cè)[M].中國(guó)汽車技術(shù)研究中心, 2003</p><p>　　[2] 汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編 (第四卷)[M].中國(guó)汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)化所, 2002&

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