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

《汽車前驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車前驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（53頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)汽車前驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系部名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 XX 班 學(xué)生姓名： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 職 稱： 實(shí)驗(yàn)師 黑黑 龍龍 江江 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院二一三年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Structural Design of The Car Front Drive AxleCandidate：XXXSpecialty： Vehicle EngineeringClass：XXSupervisor：Experimentalist XXHeilongjiang Institute

2、 of Technology2013-06Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要隨著現(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。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)所給的汽車參數(shù)制定了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。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

3、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。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；橋殼黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)ABSTRACTAs the development of the auto industry, car has gradually become part of everyones life. Axle design is one of the important parts of automotive design, domestic drive axle in the domestic market accounted f

4、or the lions share, but there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the international advanced level.Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrate

5、d the knowledge of our expertise we had knew and mastered the cars front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs.Then refered to the relevant standard, manual data to determine the main design parameters of the m

6、ain 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, according to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly dr

7、awings as well as some parts diagram.Key words: Front drive； Steering drive axle；Main reducer； Differential； Axle； Axle housing黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要.ABSTRACT.第 1 章 緒 論.11.1 前言.11.1.1 概論.11.1.2 預(yù)期的成果.11.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀的介紹.11.3 本設(shè)計(jì)的目的與意義.31.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.3第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì).52.1 驅(qū)動(dòng)橋參數(shù).52.2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案.52.3 本章小結(jié) .7第三章

8、 主減速器設(shè)計(jì).83.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式.83.1.1 主減速器的減速形式 .83.1.2 主減速器的齒輪類型 .83.1.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 .93.2 主減速器基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算.93.2.1 主減速比的確定 .90i3.2.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 .93.2.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 .123.3 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 .173.3.1 單位齒長(zhǎng)上的圓周力.173.3.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算.183.3.3 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算.19黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3.4 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與型號(hào)選擇 .203.4.1 錐齒輪齒面上的作

9、用力 .203.4.2 錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算 .213.4.3 錐齒輪軸的軸徑選擇 .223.4.4 錐齒輪軸承載荷的計(jì)算 .233.5 主減速器齒輪的材料及熱處理 .253.6 主減速器的潤(rùn)滑 .253.7 本章小結(jié) .26第 4 章 差速器設(shè)計(jì).284.1 差速器齒輪基本參數(shù)選擇.294.2 差速器齒輪與強(qiáng)度計(jì)算.324.3 錐形摩擦盤的設(shè)計(jì).334.4 本章總結(jié) .36第 5 章 半軸設(shè)計(jì)與萬(wàn)向節(jié)選擇.375.1 半軸的型式.375.2 半軸尺寸選取 .375.3 半軸的強(qiáng)度驗(yàn)算.385.4 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理.395.5 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 .405.6 萬(wàn)向節(jié)尺寸計(jì)算.4

10、15.7 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理.425.8 本章總結(jié) .42第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì).436.1 驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇 .436.2 本章小結(jié) .43結(jié) 論.44參考文獻(xiàn).45致 謝.46黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒 論1.1 前言本課題針對(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。1.1.1 概論1. 本課題解決的主要問(wèn)題設(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

11、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。2. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路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(kāi)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

12、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性。1.1.2 預(yù)期的成果掌握汽車前驅(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。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)21.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及

13、現(xiàn)狀的介紹目前國(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。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)

14、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。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)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)主體在汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)

15、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。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

16、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)和資黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3源共享。1.3 本設(shè)計(jì)的目的與意義隨著現(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

17、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。

18、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?、 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。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，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)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。1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)查閱近幾年來(lái)有關(guān)國(guó)

19、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：(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；(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)，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；(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。1.5 本章小結(jié)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。以黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4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。然后

20、，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?、 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)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。 最后，明確了本次課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：(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；(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)，完成轉(zhuǎn)向器、

21、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；(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。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)2.1 驅(qū)動(dòng)橋參數(shù)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)。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?；緟?shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)單位車身長(zhǎng)度4600mm車身寬度1855mm軸距2660mm整

22、體質(zhì)量1590kg前輪距1560mm后輪距1560mm離地最小間隙最大功率最大扭矩最高車速主減速比前輪胎規(guī)格后輪胎規(guī)格190125/6000224/4001805.791225/65R17225/65R17mmkw/rpmNm/rpmKm/h2.2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案在選擇驅(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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋合和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式密切相關(guān)。

23、當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開(kāi)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(kāi)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)。非斷開(kāi)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

24、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(kāi)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(kāi)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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。12圖 2.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋圖 2.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7因本車為中檔 SUV 轎車，采用的為斷開(kāi)時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，即采用獨(dú)立懸掛式。斷開(kāi)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)各種地形的適應(yīng)性比較好，獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)

25、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。2.3 本章小結(jié)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)。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(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，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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8第三章 主減速器設(shè)計(jì)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、

26、輪邊減速器等。3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式3.1.1 主減速器的減速形式單級(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 i07.6 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 i050 符合要求。(2) 節(jié)圓直徑的選擇可根據(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：=245mm (3-7) 3322325214cdTKd式中：d2從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm；Kd2直徑系數(shù)，Kd2=13.015.3；Tc計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm; Tc 為 3252 Nm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 192.6mm247.20

27、mm.參考文獻(xiàn)5中推薦當(dāng)以擋傳遞時(shí)，節(jié)圓直徑應(yīng)大于或等于以下兩式算得數(shù)值maxeT2d中較小值：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)14mmiiTdge243791. 5883. 3224346. 0346. 00max21mmrGdr19436215. 01024185. 0346. 085. 0346. 022即在本設(shè)計(jì)中需使200mm2d當(dāng)以直接傳遞時(shí)，則需滿足以下條件maxeT2dmmiTde207791. 5224574. 0574. 00max2最后根據(jù)上兩式中所選得的值中的較大者，即可取=245mm2d2d(3) 齒輪端面模數(shù)的選擇d2選定后，可按式 m=d2/z2算出從動(dòng)錐齒輪大端端面

28、模數(shù)為 4.71，并用下式校核： (3-8)93. 544. 43252)4 . 03 . 0(33TcKmm式中：Tc計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm ，3252Nm；Km模數(shù)系數(shù)，取 Km=0.3-0.4。由(2-7)可得模數(shù)的取值范圍為 4.445.93,故模數(shù)取 4.71 合適。(4) 齒面寬的選擇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：F=0.155d2 (3-9)=0.155 24537.98mm 式中：d2從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，245mm。 并且 B 要小于 10m即 47.1mm。 考慮到齒輪強(qiáng)度要求取 40mm。 小錐齒輪的齒面寬一般要比大錐齒輪的大 10%,故取

29、 44mm。(5)雙曲面齒輪的偏移距 EE 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、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 2030。但當(dāng) E黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)15大干 d2的 20時(shí)，應(yīng)檢查

30、是否存在根切。該車屬輕負(fù)荷傳動(dòng)，故取 E 為 49mm。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。(6)螺旋方向從動(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?，從?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。該車取下偏移主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒

31、輪為右旋。(7) 齒輪法向壓力角的選擇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選用 1430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 2230。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 2230的平均壓力角，轎車選用 19或 20的平均壓力角。當(dāng) zl8 時(shí)，其平均壓力角均選用2115。因此在本次設(shè)計(jì)中取齒輪法向壓力角為 16。(8)中點(diǎn)螺旋角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

32、的平均螺旋角一般為 3540。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F止軸向力過(guò)大，通常取 35，在本設(shè)計(jì)中我們選取的螺旋角即為 35。表 3-1 圓弧螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明結(jié)果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)Z192從動(dòng)齒輪齒數(shù)Z2523端面模數(shù)m4.71黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)164齒面寬F=0.155d2; 10Fm405齒工作高1ghH m7.77156齒全高單位 mm2hH m8.62877法向壓力角168軸交角909節(jié)圓直徑；11dmz22dmz42.39；244.410節(jié)錐角；112arctanzz22909.817；80.18311節(jié)錐

33、距120122sin2sinddA26.38712周節(jié)3.1416tm14.79713齒頂高；12ghhh2ahK m5.925；1.79014齒根高；11hhh22hhh14.554；6.83915徑向間隙gchh0.857216齒根角；110arctanhA220arctanhA28.879；14.53017面錐角；0112022124.347；109.06218根錐角；111R222R-19.062；65.65319外圓直徑；011112cosddh47.387；黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)17022222cosddh245.01020節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離；20111sin2dh102

34、22sin2dh121.898；19.43621理論弧齒厚；12sts 2KsS m10.897；3.90022齒側(cè)間隙B0.15523螺旋角3524螺旋方向主動(dòng)齒輪為左旋；從動(dòng)齒輪為右旋25驅(qū)動(dòng)齒輪小齒輪26旋轉(zhuǎn)方向主動(dòng)齒輪順時(shí)針；從動(dòng)齒輪逆時(shí)針3.3 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算3.3.1 單位齒長(zhǎng)上的圓周力在汽車工業(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，即 (3-10)FPp 式中：p單位齒長(zhǎng)上的圓角力，Nmm；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；2rGrF從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm

35、。按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)18 (3-11)3max1102egTipdF3224 3.833 101012.7342.39402893 1.251116.25NN式中：Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Nm；這里是 224Nmig變速器傳動(dòng)比，這里為 3.833；d1主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，42.39mm。F從動(dòng)齒輪的齒面寬，40mm按最大附著力矩計(jì)算時(shí)： (3-12)322102rGrpdF 310241 0.85 0.3622 10645.03893244.4402NN式子中：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，N；這里取 10241N2G輪胎與地面的附著系數(shù)，按表

36、2-3 取 0.85輪胎的滾動(dòng)半徑這里取 0.3622mrr主減速器從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，244.4mm2d許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力如下表 3.2表 3.2 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力1按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算1 檔2 檔直接檔按最大附著力矩計(jì)算附著系數(shù)轎車8935363218930.85貨車142925014290.85公共汽車9822140.85黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)19牽引汽車5362500.65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%25%，從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。3.3.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器螺旋錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力 (Nmm2) 為：w (3-13)3010

37、2JDMFKKKKTSvmscw按(Tje、Tjh)較小值校核主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度：302210csmwvTKKKKF z mJ 22 635 1 0.6562 1.11 44 9 4.710.214487.620MPa700MPa 從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度校核：302210csmwvTKKKKF z mJ 22 3252 1 0.6562 1.11 44 52 4.710.265383.936 MPa700MPa 式中：Tc齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm，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 Nm，從動(dòng)輪為 3252 Nm。K0超載系數(shù)；取 1Ks尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性

38、，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù) m1.6mm 時(shí)，Ks=0.6562；44 .25/mKm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)，Km1.001.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，Km1.101.25。支承剛度大時(shí)取小值；Km取 1.1Kv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 Kv1；黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)20F計(jì)算齒輪的齒面寬，45mm；Z計(jì)算齒輪的齒數(shù)；m端面模數(shù)，mm；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 0.2653.3.3 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算圓錐齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力 (MPa)為：j (3-14)FJKKK

39、KKTdCvfmsjzxpj3011020.53232.62 1 0.6562 1 1042.391 40 0.147396.522800MPaMPa 式中:Tz、Tc分別為主動(dòng)齒輪的工作轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，Nm；Cp材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 232.6N1/2mm；d1主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，42.39mm；Kf表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 Kf=1；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)；J 一一計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，取 0.147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)jmT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

40、為 2800MPa。計(jì)算時(shí)jeTjT應(yīng)將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上。3.4 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與型號(hào)選擇3.4.1 錐齒輪齒面上的作用力齒寬中點(diǎn)處的圓周力： (3-15)m2dTF 式中： 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)下式5：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)21313333332223111max)100(.)100()100()100(1001tRgRiRtgitgitgiedzfiffiffiffifTT33331656060502240.8 3.92.5 2.7716 1.971.4 80.7100100100100100171.0374 N m其

41、中： -發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩maxeT-變速器在各擋的使用率，參考文獻(xiàn)5的表 3-14 選取iRiiiffff.,321-變速器各擋的傳動(dòng)比gRgggiiii.,321-變速器在各擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率，參考文獻(xiàn)5的表 3-41 選取tRtttffff.,321其中，為變速器處于第 i 檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩maxeeiTiTTfeiT所以主動(dòng)錐齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為=171.0374 NmdzTT 1該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑md主動(dòng)齒輪有： (3-16)221sinRmmFdd=204.6-40 sin65.653=168.16從動(dòng)齒輪有： (3-17)222Finddm=244.4-40 sin80.18

42、3=204.6 mm 最后解得 ； 2452N1FN 20152F式(3-16)與(3-17)中：從動(dòng)齒輪齒面寬F從動(dòng)齒輪節(jié)錐角2黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)223.4.2 錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算1. 軸向力主動(dòng)齒輪： (3-18)cossinsin(tancos1FFaz 2452tan16 sin9.817sin35 cos9.817cos351877.5 N從動(dòng)齒輪： (3-19)cossinsin(tancos2FFac 2015tan16 sin80.183sin35 cos80.183cos353082.7 N2. 徑向力：主動(dòng)齒輪： (3-20)sinsincos(tanco

43、s1FFRz 2452tan16 cos9.817sin35 sin9.817cos35649.1 N從動(dòng)齒輪： (3-21) )sinsincos(tancos2FFRc 2015tan16 cos80.183sin35 sin80.183cos357412.7 N上述的 4 式中：錐齒輪的法向壓力角 16；螺旋角 35：節(jié)錐角主動(dòng)輪為 9.817從動(dòng)輪為 80.1833.4.3 錐齒輪軸的軸徑選擇當(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)主減速器軸承的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)23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

44、 7-1 得材料的強(qiáng)度極限 =700MPa；查表 7-12 得 =65MPa Bb1=45MPa。 由材料力學(xué)可知，軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其強(qiáng)度條件為可以推出軸所滿足條件的最小直徑： (3-22) 3minnPcdT3600010027.52125mm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)TP速，其值由表 2-1 中可得。即取=30 mm。 mind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

45、錐滾子軸承型號(hào)為 3221611。3.4.4 錐齒輪軸承載荷的計(jì)算較遠(yuǎn)處軸承的載荷8,11：徑向力： (3-23)2121)5 . 0()(1maZRZAdFbFbFaR 2212452 45649.1 450.5 1877.5 168.161451168.9 N軸向力： AA= =1877.5 NazF較近處軸承的載荷徑向力： (3-24)2121)5 . 0()(1maZRZBdFcFcFaR 2212452 190649.1 1900.5 1877.5 168.161453752.8 N黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)24軸向力： AB=0式(3-23)-(3-24)中：a=145mm;b=

46、45mm;c=190mm則較遠(yuǎn)處軸承的當(dāng)量載荷Q1= (3-25)YAXR 其中對(duì)于單列圓錐滾子軸承，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RA此設(shè)計(jì)中=e=0.546 時(shí)，X=0.4；Y=0.54RA9 .11685 .1877tan5 . 1所以0.4 1168.90.54 1877.52494.07QN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，則軸承的壽命 (3-26)(60106QfcfnLpth10/36100.90 52.5 100060 367.251.5 2494.0721274.5h式中：溫度系數(shù)，取 0.90

47、tf載荷系數(shù)，對(duì)于車輛，可取=1.2-1.8，此設(shè)計(jì)取 1.5pfpf壽命指數(shù)，滾子軸承取 10/3n軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速： ramrvn66. 2=2.66 50/0.36215=367.25 r/min輪胎的滾動(dòng)半徑rr黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)25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amv和公共汽車可取為 30-35km/h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)ARc=43.2KN此時(shí)此軸承的壽命=40760h。hL由參考文獻(xiàn)5可知軸承的額定壽命 (3-27)amhvsL 300000600050h式中：s汽

48、車的大修里程，km .小排量乘用車及客、貨車的大修里程一般 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) km1所以=6000 h。從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。hL3.5 主減速器齒輪的材料及熱處理汽車驅(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

49、：1(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；(2)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；(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；(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)。汽車主減速器和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，22CrMNmo，20CrNiMo，20MnVB 和 20Mn2TiB。黑龍江工程學(xué)院本科生

50、畢業(yè)設(shè)計(jì)26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)HRC5864，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù) m8 時(shí)為 HRC2945，當(dāng) m58時(shí)，為 1.01.4mm；m8 時(shí)，為 1.21.6mm。所以此設(shè)計(jì)中的滲碳層深度為 1.0mm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 0.0050.0100.020mm 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。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，

51、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。3.6 主減速器的潤(rùn)滑主減速器及差速器的齒輪、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?/p>

52、環(huán)。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤(rùn)滑油能流進(jìn)差速器，有的采用專門的導(dǎo)油匙。為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開(kāi)油濺所及之處。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，抽孔位置也決定了油面位置低處，但也應(yīng)考慮到汽車在通過(guò)障礙時(shí)放油塞不易被撞掉1。根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互關(guān)系表明：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)的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。另外，即使汽車作直線行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所

53、滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)27將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會(huì)使輪胎過(guò)早磨損、無(wú)益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(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(dòng)

54、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(dòng)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求2。3.7 本章小結(jié)首先本章介紹了主減速器的結(jié)構(gòu)型式有單級(jí)減速和雙級(jí)減速兩種，由于所給條件，我們選擇了螺旋錐齒輪的單級(jí)減速，主動(dòng)錐齒安放采用的是懸臂式，從動(dòng)式錐齒輪采用騎馬式。其次，我們進(jìn)行了主減速器基本參數(shù)的選擇，主要通過(guò)主減速比，我們計(jì)算出最低檔傳動(dòng)、車輪打滑以及正常工作式的齒輪的計(jì)算載荷，并且根據(jù)這些計(jì)算載荷，我們選擇確定了主減速器齒輪的基本參數(shù)，并將齒輪的參數(shù)制定了表格用于參考。然后，我們根據(jù)所選出來(lái)的齒輪參數(shù)，我們進(jìn)行了螺旋錐齒輪的

55、強(qiáng)度校核，計(jì)算出了單位齒長(zhǎng)上的圓周力、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算，最后證明所選擇的圓弧錐齒輪的參數(shù)是滿足本次設(shè)計(jì)所需。再次，我們對(duì)主減速器錐齒輪軸承進(jìn)行校核，算出了錐齒輪軸承軸向力和徑向力，確定了軸徑，并計(jì)算了軸承上的載荷，算出了軸承的使用壽命，證明本次設(shè)計(jì)所選擇的軸承型號(hào)是符合并滿足所給條件的。最后，我們對(duì)主減速器的齒輪材料及其熱處理方式進(jìn)行選擇，采用滲碳合金鋼制造，并選擇了主減速器的潤(rùn)滑方式。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)28第 4 章 差速器設(shè)計(jì)汽車行駛學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路及其相關(guān)關(guān)系表明：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)的行程常常是不相等的。在左右車輪行程不等

56、的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑移或滑轉(zhuǎn)。最終不僅導(dǎo)致輪胎過(guò)早磨損，無(wú)益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操作性變壞。為了消除由于左右驅(qū)動(dòng)車輪在運(yùn)動(dòng)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(dòng)輪之間都裝有差速器，以保證汽車驅(qū)動(dòng)橋兩車車輪行程不等時(shí)能以相應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而滿足汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。 1軸承；2調(diào)整螺母；3,7差速器殼；4半軸齒輪墊片; 5半軸齒輪；6行星齒輪；8軸架；9長(zhǎng)軸; 10行星齒輪止推片；11短軸圖 4.1 差速器零件

57、圖本設(shè)計(jì)采用普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。此種差速器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上有些越野汽車也采用了這種結(jié)構(gòu)普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車采用 3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝 4 個(gè)行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。如圖 4.1 所示。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)294.1 差速器齒輪基本參數(shù)選擇1. 行星齒輪數(shù)目的選擇1轎車常用 2 個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用 4 個(gè)行星

58、齒輪，少數(shù)汽車采用3 個(gè)行星齒輪。此設(shè)計(jì)采用 2 個(gè)行星齒輪行星齒輪球面半徑 RB(mm)的確定1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半徑 RB，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代替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。 球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定： (4-1)3jBBTKR 32.9325242.965mm式中：KB行星齒輪球面半徑系數(shù)，KB=2.522.99，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、礦用汽車取最大值；取 KB=2.9計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm，取 3252 Nm。jTRB確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其

59、節(jié)錐距：A0=(0.980.99) RB (4-2)本次設(shè)計(jì)中我們選用較大值 42.54mm行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇1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)盡量少，但一般不應(yīng)少于 10。此設(shè)計(jì)行星齒輪的齒數(shù)選 z1擇 11半軸齒輪的齒數(shù)采用 1425。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 1.52 范圍內(nèi)?？紤]到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) z2L、z2R之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝。因此半軸齒輪的齒數(shù)選 z用20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1先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角、：12黑龍江工程學(xué)院本科

60、生畢業(yè)設(shè)計(jì)3028.81 (4-3) )/arctan(211zz)20/11arctan(61.19 (4-4)/arctan(122zz)11/20arctan(式中：z1、z2行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： (4-5)220110sin2sin2zAzAm4.1010/81.28sin54.422算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： (4-6)mzd 行星齒輪節(jié)圓直徑：1145.1mmmzd 10. 4半軸齒輪節(jié)圓直徑：20 4.1082.0mmmzd 齒面寬的選擇雙曲面齒輪的輪齒面寬2(mm)推薦為：bz(0.2500.300)A0(0.2500.

61、300)42.54 (4-6) 10.63512.762mm式中：d齒輪節(jié)圓直徑，mm。并且1041Fmmm考慮到齒輪強(qiáng)度要求取 12mm。2. 壓力角過(guò)去汽車差速器齒輪都選用 20壓力角，這時(shí)齒高系數(shù)為 1，而最少齒數(shù)是13。目前汽車差速器齒輪大都選用 2230，的壓力角，齒高系數(shù)為 0.8，最少齒數(shù)可減至 10，并且在小齒輪(行星齒輪)齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最少齒數(shù)比壓力角為 20的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。1此設(shè)計(jì)差速器齒輪大采用 2230的壓力角，齒高系數(shù)取 0.8行星齒輪安裝孔直徑及其深度 L

62、的確定1 (4-7) 1 . 11030lnTc黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3133252 1098 4 65.6 1.121.444mm 式中：T0差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，3252 Nm；n行星齒輪數(shù)；2l為行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木喔?，mm；，是半軸齒輪的齒25 . 0 dl 2d面寬中點(diǎn)的直徑，而；220.8dd支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 98MPa。c行星齒輪安裝孔的深度 L 就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度。通常取1.1 21.44423.589 mm1 . 1L表 4.1 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計(jì)算5序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)z1應(yīng)盡量取小值,10112半軸齒輪齒數(shù)z2=1425

63、,且需滿足式(4-14)203模數(shù)m4.104齒面寬F=(0.250.30)A0; F10m125齒工作高h(yuǎn)g=1.6m6.566齒全高h(yuǎn)=1.788m+0.0517.38187壓力角一般汽車:a=3022o22308軸交角o9090 o9節(jié)圓直徑d1=mz1;d2=mz245.1；8210節(jié)錐角 ；; 211arctanzz122arctanzz或=90o-2128.81o ；61.19 o11節(jié)錐距Ao=2211sin2sin2dd46.79312周節(jié)t=3.1416m12.881黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3213齒頂高mzzhhhhg212221370. 0430. 0;4.3381；

64、2.221914齒根高221 1788. 1;788. 1hmhhmh2.9927；5.108915徑向間隙051. 0188. 0mhhcg0.821816齒根角ooAhAh2211arctan;arctan3.6594；6.2309o17面錐角12022101;35.0409 ；64.849418根錐角222211;RR22.5791；57.530619外圓直徑2220211101cos2;cos2hddhdd52.7023；84.141520節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離2210211201sin2;sin2hdhd38.9094；43.902121理論弧齒厚mahhtSStstan)(2;21

65、22112.3614；0.519622齒側(cè)間隙B 0.13623弦齒厚26;26223222131121BdSSSBdSSS12.1386；0.451624弦齒高22222112114cos;4cos21dShhdShh5.0803；2.22234.2 差速器齒輪與強(qiáng)度計(jì)算汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)33 (4-8)322 10smwvT KKKm n JFd 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算時(shí)：749.4MPa322 10smwvT KKKm n JFd 32 10975.6 0.6335 1.11 4.1 2 0.225 12 82749.4MPa 式中：T差速器一個(gè)行星齒輪

66、給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，Nm；=975.6 nTTj/6 . 0n差速器行星齒輪數(shù)目；2J計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)3圖 4-11 查得為0.225按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩計(jì)算所得的汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力，應(yīng)不大于210.9MPa；按計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算時(shí)，彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于 980 MPa。從上可知設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。4.3 錐形摩擦盤的設(shè)計(jì)為了充分利用個(gè)汽車的牽引力，保證轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動(dòng)車輪件的不等分配以提高抗滑能力，創(chuàng)造出了各種類型的自鎖式差速器。用以評(píng)定自鎖式差速器性能的主要參數(shù)是它的鎖緊系數(shù)。為了提高汽車的通過(guò)性，似乎是鎖緊系數(shù)愈大愈好，但是過(guò)大的鎖緊系數(shù)不但對(duì)汽車轉(zhuǎn)向操縱的輕便靈活性、形式的穩(wěn)定性、傳動(dòng)系的載荷、輪胎磨損和燃料消耗等，有不同程度的不良影響，而且無(wú)助于進(jìn)一步提升驅(qū)動(dòng)車輛的抗滑能力。因此在設(shè)計(jì)高通過(guò)性汽車時(shí)，應(yīng)正確選擇鎖緊數(shù)值。在本論文中選擇錐形摩擦盤式自鎖差速器，其鎖緊系數(shù)約為 2.5 左右。如下圖所示：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)341差速器左殼；2半軸齒輪；3行星齒輪；4行星齒輪軸；5V 形斜面；6差速器右殼；7錐形摩擦盤圖 4.3 帶摩擦片(盤)