汽車設(shè)計(jì)第五章驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)ppt課件

1、第五章 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述第二節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋構(gòu)造方案分析第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)第六節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)第七節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造元件第一節(jié) 概述一、設(shè)計(jì)要求所選i0應(yīng)保證汽車有最正確的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性外形尺寸小，保證hmin任務(wù)平穩(wěn)，噪聲小質(zhì)量小傳動(dòng)效率高橋殼該當(dāng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，保證齒輪正確嚙合，并接受和傳送車輪與懸架之間的各種力與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)構(gòu)造簡單，工藝性好，制造容易，拆裝調(diào)整方便第一節(jié) 概述二、分類方式 非斷開式 斷開式 構(gòu)造 簡圖 構(gòu)造 特點(diǎn) 用剛性整體外殼銜接左右車輪 車輪傳動(dòng)安裝為半軸 沒有剛性整體

2、外殼 兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪可以獨(dú)立相對車架或車身作上下擺動(dòng) 車輪傳動(dòng)安裝為萬向節(jié)傳動(dòng) 橋殼固定在車架身上 運(yùn)用 非獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架 第二節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋構(gòu)造方案分析斷開和非斷開式第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主減速器構(gòu)造方案分析 1、分類第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主減速器構(gòu)造方案分析 2、齒輪傳動(dòng)方案第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主減速器構(gòu)造方案分析 3、雙曲面齒輪1兩齒輪軸線交錯(cuò)，永不相交。2小齒輪中心線偏移E。3 1 2；定義：齒輪齒寬中點(diǎn)的切線和中點(diǎn)與齒輪中心錐頂連線之間的夾角。4沿齒長方向有附加的縱向滑動(dòng)VsVs對運(yùn)用的影響：改善磨合過程，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性加強(qiáng)；磨損加速，減小，抗膠合才干下降第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主

3、減速器構(gòu)造方案分析 4、減速方式第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主減速器構(gòu)造方案分析 4、減速方式雙級主減速器的三種方案第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主減速器構(gòu)造方案分析 4、減速方式第一級圓錐、第二級圓柱第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)一、主減速器構(gòu)造方案分析 5、單雙級減速配輪邊減速器第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)二、主從動(dòng)錐齒輪的支承方案 1、 自動(dòng)錐齒輪的支承第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)二、主從動(dòng)錐齒輪的支承方案 2、 從動(dòng)錐齒輪的支承軸承方式：圓錐滾子軸承軸承安裝：大端朝內(nèi)，縮短c+d,剛度。加強(qiáng)剛度的其他措施： 從動(dòng)齒輪反面設(shè)置加強(qiáng)筋。 從動(dòng)齒輪反面，主減速器殼體上布置支承銷。 軸承有一定的予緊度。第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)二、主

4、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 3、 齒輪允許的偏移量第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 主從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1、z2為磨損均勻， z1、z2之間防止有公約數(shù)為得到理想的齒面重合度和高輪齒彎曲強(qiáng)度，主從動(dòng)齒數(shù)和不少于40為嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對于乘用車Z1不少于9，商用車不少于6對于不同的主傳動(dòng)比，Z1Z2運(yùn)用適宜的搭配第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 2. 從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms影響要素參數(shù)影響D2備注hmin 小 彎曲強(qiáng)度 大 見5-14式 跨置式支撐 大 第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 2. 從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)m

5、s 初定D2 KD2-直徑系數(shù) 13.015.3 Tc-計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=minTce、Tcs 初選ms第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 3. 主從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2影響選取b值的要素：切削刀頭頂面寬度和刀尖圓角：在D2或D1取定條件下，假設(shè)b值取大那么刀頭頂面寬度窄，刀尖圓角小。帶來下述兩個(gè)問題： 刀具壽命； 齒根圓角半徑減小，應(yīng)力集中，影響輪齒強(qiáng)度b取大，影響裝配空間缺乏b取大以后，由于安裝位置誤差、熱處置變形等緣由，使載荷集中于小端小端過早損壞和疲勞損傷 b取小些，齒輪耐磨性，壽命第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 3. 主從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2初選b值 第

6、三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 4.雙曲面齒輪副偏移距E影響要素原那么 負(fù)荷小可取大第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 4.雙曲面齒輪副偏移距E引薦第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 4.雙曲面齒輪副偏移距E偏移分類：上偏移、下偏移定義：從從動(dòng)齒輪錐頂向齒面看過去，使自動(dòng)齒輪在右側(cè)，假設(shè)自動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線上方時(shí)，那么為上偏移，在從動(dòng)齒輪中心線下方時(shí)為下偏移。上、下偏移時(shí)的共同點(diǎn)：下偏移時(shí)自動(dòng)齒輪螺旋方向總是左旋，從動(dòng)齒輪為右旋第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 5.中點(diǎn)螺旋角影響要素第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 5.中點(diǎn)螺旋角選取

7、原那么轎車的值選用大些的值,使之任務(wù)平穩(wěn),噪聲低貨車的值選小些,防止軸向力大引薦值 3540第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 6.螺旋方向從錐齒輪錐頂看過去，看中心線上半部齒形傾斜方向，假設(shè)齒形從中心向右傾斜，稱為右旋，向左傾斜稱為左旋。一對嚙合齒輪的螺旋方向相反螺旋方向與齒輪旋轉(zhuǎn)方向二者合在一同影響軸向力方向。前進(jìn)檔位，應(yīng)使自動(dòng)齒輪的軸向力分開錐頂方向；4x2汽車，普通自動(dòng)齒輪均為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋。第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 7.法向壓力角 影響要素第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)三、錐齒輪主要參數(shù)的選擇 7.法向壓力角 引薦第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)四、錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 1.

8、計(jì)算載荷第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)四、錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 2.單位齒長圓周力p第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)四、錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 3.齒輪強(qiáng)度第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 錐齒輪齒面上作用力第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 錐齒輪齒面上作用力軸向力和徑向力第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 錐齒輪齒面上作用力法向力Fr的分解過程第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 錐齒輪齒面上作用力分解后各力求解公式徑向力FrZ、軸向力FaZ第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 錐齒輪齒面上作用力第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 2. 錐齒輪軸承上的載荷知條件：齒輪

9、的尺寸；軸承在軸上的安裝位置及尺寸；作用在齒輪上的力軸向力/徑向力作用在程度面上；圓周力作用在垂直面上第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)五、錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 2. 錐齒輪軸承上的載荷求支點(diǎn)反力舉例：第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)六、錐齒輪的資料要求彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞強(qiáng)度、齒面硬度高耐磨芯部有適當(dāng)韌性，抗沖擊載荷才干鍛造、切削加工、熱處置性能良好，熱處置后變形小，或變形規(guī)律易控制盡量少選含鎳、鉻元素的資料，應(yīng)選含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼典型資料20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo、16SiMn2WMoV第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì)六、錐齒輪的資料滲碳合金鋼優(yōu)點(diǎn)：滲碳后，外表硬、耐

10、磨、抗壓、芯部軟，所以這種資料的彎曲強(qiáng)度、外表接觸強(qiáng)度、接受沖擊載荷的才干。切削加工、鍛造性能好。滲碳合金鋼缺陷：熱處置費(fèi)用高；芯部在大壓力作用下能夠有塑性變形；假設(shè)滲碳層與芯部含碳量相差過多，會(huì)發(fā)生硬化層剝落景象。其他問題：熱處置后及精加工以后，外表鍍銅、錫或作厚0.0050.020磷化處置,防止新齒輪膠合、咬死、擦傷、早期磨損.齒面噴丸處置. 可25%壽命。滑動(dòng)速度高的齒輪進(jìn)展?jié)B硫處置,提高耐磨性能第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)一、差速器構(gòu)造方式第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)二、普通錐齒輪差速器轉(zhuǎn)矩分配1+2=20假設(shè)2=0 那么1=20； 假設(shè)0=0 那么1=-2由力矩平衡條件得：T1+T2=To ；假設(shè)慢轉(zhuǎn)半

11、軸轉(zhuǎn)矩為T2，那么 T2-T1=TrTr內(nèi)磨檫力矩)第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)二、普通錐齒輪差速器2. 鎖緊系數(shù)和轉(zhuǎn)矩比差速器鎖緊系數(shù)定義為 K=Tr/To第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)二、普通錐齒輪差速器3. 設(shè)計(jì)1主要參數(shù)選擇行星齒輪數(shù)n：轎車2，貨車4行星齒輪球面半徑Rb Rb影響：錐齒輪節(jié)錐距的尺寸和其承載才干 第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)二、普通錐齒輪差速器3. 設(shè)計(jì)1主要參數(shù)選擇行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)輪齒有足夠大的強(qiáng)度,為此模數(shù)取大,結(jié)果在齒數(shù)不變的條件下,尺寸,質(zhì)量；構(gòu)造尺寸小、緊湊,保證能安裝下,要求齒數(shù)Z1取少些；兩半軸齒輪齒數(shù)和能被行星齒輪數(shù)整除,以保證能裝配。Z1、Z2的選取范圍: Z110，Z2=1

12、225 節(jié)錐角1、2、模數(shù)m：行星齒輪1=arctan(Z1/Z2)，半軸齒輪 2=arctan(Z2/Z1)錐齒輪大端端面模數(shù)m：第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)二、普通錐齒輪差速器3. 設(shè)計(jì)1主要參數(shù)選擇行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)壓力角行星齒輪軸直徑d、支承長度L第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)二、普通錐齒輪差速器3. 設(shè)計(jì)2強(qiáng)度計(jì)算齒輪彎曲應(yīng)力第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)三、摩擦片式差速器構(gòu)造傳送轉(zhuǎn)矩第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)四、強(qiáng)迫鎖止式差速器構(gòu)造傳送轉(zhuǎn)矩第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)五、滑塊凸輪式差速器構(gòu)造傳送轉(zhuǎn)矩第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)六、蝸輪式差速器構(gòu)造傳送轉(zhuǎn)矩第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)七、牙嵌式差速器構(gòu)造傳送轉(zhuǎn)矩第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì)八、軸間差速器構(gòu)造第四

13、節(jié) 差速器設(shè)計(jì)九、粘性聯(lián)軸器及其布置構(gòu)造第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)一、半軸構(gòu)造方式第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)二、半軸計(jì)算1全浮式半軸1計(jì)算載荷按車輪附著力矩確定： 2 ) 半軸改動(dòng)切應(yīng)力d半軸直徑 500700MPa3半軸改動(dòng)角L半軸長度G資料剪切彈性模量IP半軸斷面極慣性矩 615 /米 第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)二、半軸計(jì)算2半浮式半軸1縱向力FX2最大和側(cè)向力FY2為0 此時(shí)垂向力FZ2縱向力半軸彎曲應(yīng)力和改動(dòng)應(yīng)力合成應(yīng)力第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)二、半軸計(jì)算2半浮式半軸2側(cè)向力FY2最大和縱向力FX2為0外輪與內(nèi)輪上的垂直反力外輪與內(nèi)輪上側(cè)向力外輪半軸與內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)

14、計(jì)二、半軸計(jì)算2半浮式半軸3經(jīng)過不平路面，垂向力最大和縱向力FX2為0此時(shí)垂直力最大值為半軸彎曲應(yīng)力第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)二、半軸計(jì)算33/4浮式半軸與半浮式類似第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)三、半軸可靠性設(shè)計(jì)1. 可靠性計(jì)算2. 可靠性設(shè)計(jì)第五節(jié) 車輪傳動(dòng)安裝設(shè)計(jì)四、半軸構(gòu)造設(shè)計(jì)1. 全浮式半軸桿徑按下式初步選取2. 要求半軸桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑，以便使半軸各部分根本到達(dá)等強(qiáng)度半軸破壞方式大多是改動(dòng)疲勞損壞，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑當(dāng)桿部較粗且外端凸緣較大時(shí)，可用兩端花鍵銜接設(shè)計(jì)全浮式半軸桿部的強(qiáng)度貯藏應(yīng)低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳力零件的強(qiáng)度貯藏，“熔絲第六節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)

15、一、功用支承汽車質(zhì)量支承由車輪傳來的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架或車身；是主減速器、差速器和半軸的裝配基體二、設(shè)計(jì)要求1.有足夠的強(qiáng)度、剛度2.質(zhì)量小3.尺寸小,保證hmin4.構(gòu)造工藝性好,本錢低5.密封好,防止泥水侵入,防止光滑油滲漏6.拆裝方便第六節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)三、橋殼方案分析第六節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)四、強(qiáng)度計(jì)算受力分析第六節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)四、強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算公式第七節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造元件一、支承軸承的預(yù)緊預(yù)緊的目的：提高主減速器錐齒輪的支承剛度，改善齒輪嚙合的平穩(wěn)性；消除安裝時(shí)出現(xiàn)的原始間隙,及磨合期該間隙的添加預(yù)緊大小的選擇：預(yù)緊過大會(huì)出現(xiàn)軸承任務(wù)條件變壞、磨損嚴(yán)重、壽命；任務(wù)時(shí)軸承因

16、過熱而損壞；傳動(dòng)效率降低等缺陷，因此過大的預(yù)緊力不可??；過小的預(yù)緊力又能夠達(dá)不到上述預(yù)緊目的。適宜的予緊力應(yīng)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定 第七節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造元件一、支承軸承的預(yù)緊預(yù)緊方法第七節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造元件一、支承軸承的預(yù)緊預(yù)緊方法自動(dòng)錐齒輪利用改動(dòng)兩軸承內(nèi)圈之間的套筒長度來實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力變化利用改動(dòng)調(diào)整墊片厚度方法實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力變化上述兩種方法調(diào)整任務(wù)量大，反復(fù)拆裝多處，費(fèi)事簡一方法：在兩軸承之間(內(nèi)圈)裝波形套筒第七節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造元件一、支承軸承的預(yù)緊預(yù)緊方法自動(dòng)錐齒輪波形套筒的特點(diǎn)套筒有波紋區(qū),使之軸向有彈性,易產(chǎn)生軸向變形軸向載荷與變形之間特性如下圖,即前部分呈線性變化,過流動(dòng)點(diǎn)A后,變非線性,載荷再繼續(xù)添加,變形變化不大.波形套筒的任務(wù)點(diǎn)選在A點(diǎn)以后的塑性變形區(qū)任務(wù),可保證軸承予緊度堅(jiān)持在要求的范圍內(nèi). 第七節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造元件一、支承軸承的預(yù)緊預(yù)緊方法從動(dòng)錐齒輪利用錐軸承外側(cè)調(diào)整螺母進(jìn)展予緊力調(diào)整.預(yù)緊力丈