KD1110型載貨汽車(chē)后橋總成設(shè)計(jì)

PAGE1PAGE66KD1110型載貨汽車(chē)后橋總成設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)為中型載貨汽車(chē)的后橋總成設(shè)計(jì)，在本設(shè)計(jì)中后橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)傳動(dòng)系主要總成之一，具有承載車(chē)身和驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的功用。驅(qū)動(dòng)橋主要包括驅(qū)動(dòng)橋殼、主減速器、差速器和兩個(gè)后橋半軸。根據(jù)本車(chē)的各項(xiàng)具體參數(shù)，經(jīng)過(guò)必要的論證分析，確定了本次所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案。驅(qū)動(dòng)橋殼為非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋殼。主減速器為雙級(jí)主減速器，雙級(jí)主減速器包括一對(duì)雙曲面齒輪和一對(duì)圓柱齒輪。主動(dòng)雙曲面齒輪和中間軸凸緣上的雙曲面齒輪嚙合，中間軸和第二級(jí)傳動(dòng)中主動(dòng)圓柱齒輪做成一個(gè)整體，圓柱齒輪與固定在差速器殼上的從動(dòng)圓柱齒輪嚙合。差速器為對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器，這種差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠。半軸采用全浮式半軸，這樣半軸只承受轉(zhuǎn)矩。主減速器支撐軸承選用圓錐滾子軸承。在說(shuō)明書(shū)的計(jì)算部分，說(shuō)明了主要參數(shù)選擇的依據(jù)，對(duì)主減速器，差速器，半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行了尺寸和強(qiáng)度計(jì)算。此外，還計(jì)算了主減速器支撐粥承的壽命。本文提供了關(guān)于以上計(jì)算的詳細(xì)計(jì)算依據(jù)、步驟和計(jì)算數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：雙曲面齒輪、差速器、驅(qū)動(dòng)橋、半軸KD1110DESIGNOFREARAXLEFORGOODSVEHICLEABSTRACTTheaimofthisprojectistodesigntherearaxleforthemediumgoodsvehicle.Therearaxleactsasthedrivingaxleinthisproject.Therearaxleisanimportantcomponentofthetruck,whichisusedtobeartheframeanddrivethetruck.Thedrivingaxleincludesashellofdriveaxle,amaindecelerator,adiff,andtwoaxleshafts.Accordingthespecificparametersofthedrivingsystemandnecessaryreasoning,thestructureofthedrivingaxleisadopted:theintegrateddrivingaxlehousing,two-stagemainreducinggearswhichconsistofapairofhypoidgearsandapairofspurgears.Thedrivinghypoidgearthatisfixedtotheflangeoftheintermediateshaftformsanintegralwiththe2nd-stagedrivingspurgear.Thespurgearmesheswiththedrivenspurgear,whichisfastenedtothecaseofthediff.Thediffwiththesymmetrictaperplanetaryhasarelativelysimplestructure,anditisreliable.Thediffaxleisfullfloatingtype;suchaxleshaftsareactedupononlybythetorque.ThebearingsthattherearaxleusesarebothtaperrollerbearingsThecalculationsectionofthispaperismainlyconcerningaboutthephysicaldimensionofthegearofthemaindrive,thediff,thedrivingaxle,thedrivingaxlehousingandthestrengthofthem.Inaddition,thelifeofthebearingofthemaindriveisalsocalculatedinthissection.Majorityofcomputationsbasis,thestepandtheestimateddatafortheseprojectareadvancedinpaper.KEYWORDS:doublecambergear,differential，drivingaxle，Axleshaft目錄前言1第一章驅(qū)動(dòng)橋總體設(shè)計(jì)2§1.1驅(qū)動(dòng)概橋述2§1.2驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)形式及選擇2第二章主減速器的設(shè)計(jì)3§2.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式和選擇3§2.2主減速比的確定和分配3§2.3主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定3§2.4主減速器齒輪參數(shù)的確定6§2.5主減速器齒輪的強(qiáng)度校核11第三章差速器的設(shè)計(jì)28§3.1差速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇28§3.2對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)28第四章驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置33§4.1半軸概述33§4.2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算33第五章驅(qū)動(dòng)橋橋殼36§5.1驅(qū)動(dòng)橋橋殼受力和強(qiáng)度計(jì)算36結(jié)論41參考書(shū)目42致謝43符號(hào)說(shuō)明——汽車(chē)的迎風(fēng)面積，；錐齒輪受的軸向力，；圓柱齒輪副中心距，——圓錐齒輪節(jié)錐距，——圓柱齒輪齒寬，花鍵齒寬，——分別為主從動(dòng)齒輪的齒寬，——驅(qū)動(dòng)車(chē)輪輪距，——軸承的額定動(dòng)載荷，；——風(fēng)力阻力系數(shù)——頂隙系數(shù)——材料的彈性系數(shù)，——錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑；——最高檔動(dòng)力因數(shù)；——半軸桿部直徑，；——半軸花鍵軸外徑，；——相配的花鍵孔內(nèi)徑，；——分別為主、從動(dòng)螺旋錐齒輪的外圓直徑，——分別為主、從動(dòng)圓柱齒輪的齒頂圓直徑，——分別為主、從動(dòng)圓柱齒輪的齒根圓直徑，、——分別為主、從動(dòng)螺旋錐齒輪和主、從動(dòng)圓柱齒輪的節(jié)圓直徑，——汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，——汽車(chē)滿(mǎn)載總質(zhì)量，——所牽引的掛車(chē)的滿(mǎn)載總質(zhì)量，，僅用于牽引車(chē)的計(jì)算——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)——汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)——汽車(chē)或汽車(chē)列車(chē)的性能系數(shù)；載荷系數(shù)——錐齒輪齒寬，——圓柱齒輪上的圓周力，——圓柱齒輪上的徑向力，——圓柱齒輪上的軸向力，——材料的剪切彈性模量，；汽車(chē)總質(zhì)量的重力，；——汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，——車(chē)輪（包括輪轂、制動(dòng)器等）的重力，——齒頂高系數(shù)——主減速比——變速器最高檔傳動(dòng)比——由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比——為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間按的傳動(dòng)比——計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)；計(jì)算接觸應(yīng)力用的綜合系數(shù)；——半軸橫截面積的極慣性矩；——尺寸系數(shù)——載荷分配系數(shù)——質(zhì)量系數(shù)——使用系數(shù)——?jiǎng)虞d系數(shù)——齒向載荷分配系數(shù)——齒間載荷分配系數(shù)——齒間載荷分配系數(shù)——齒向載荷分配系數(shù)——行星齒輪球面半徑系數(shù)——由于“猛結(jié)合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)——直徑系數(shù)——?jiǎng)虞d荷系數(shù)——花鍵工作長(zhǎng)度，——軸承壽命，——半軸長(zhǎng)度，——彎矩——垂向彎矩——水平彎矩——合成彎矩——模數(shù)，——法向模數(shù)，——汽車(chē)加速時(shí)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)——汽車(chē)加速行駛時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)——汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)——最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，——汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，——作用在齒輪上的圓周力，；錐齒輪受的圓周力，——作用在齒輪單位齒長(zhǎng)上的圓周力，——許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力，——軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，——錐齒輪受的徑向力；——球面半徑，——驅(qū)動(dòng)橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，——當(dāng)量計(jì)算轉(zhuǎn)矩，——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比計(jì)算從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，——以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)來(lái)計(jì)算從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，——按照平均牽引力來(lái)計(jì)算從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，.——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，——汽車(chē)車(chē)速，——汽車(chē)的最高車(chē)速，——汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的行駛速度，——主從動(dòng)齒輪的齒數(shù)比——彎曲截面系數(shù)——水平彎曲截面系數(shù)——垂直彎曲截面系數(shù)——扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)——變?yōu)橄禂?shù)——復(fù)合齒形系數(shù)——抗彎強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)——材料彈性系數(shù)，——接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)——花鍵齒數(shù)；齒輪齒數(shù)——傳動(dòng)系的效率——為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間按的傳動(dòng)效率——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)——螺旋角，度——壽命指數(shù)——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)——載荷分布的不均勻系數(shù)——壓力角，度——軸交角、——分別為主、從動(dòng)螺旋齒輪的節(jié)錐角，度、——分別為主、從動(dòng)螺旋齒輪的齒根角，度、——分別為主、從動(dòng)螺旋齒輪的面錐角，度——分別為主、從動(dòng)螺旋齒輪的根錐角，度——剪切應(yīng)力——彎曲應(yīng)力前言隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)日新月異的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)已成為社會(huì)發(fā)展不可或缺的重要推動(dòng)力。我國(guó)近幾年各種公路尤其是高速公路發(fā)展迅速，使得貨車(chē)得到更加廣泛的應(yīng)用。貨車(chē)運(yùn)輸不僅運(yùn)輸量大，而且成本低，機(jī)動(dòng)靈活，比之其他運(yùn)輸方式有著可比擬的優(yōu)勢(shì)。貨車(chē)按照載重量可分為重型貨車(chē)、中型貨車(chē)和輕型貨車(chē)。在我國(guó)，伴隨著公路承載能力的提高和長(zhǎng)途運(yùn)輸需求量的不斷增加，發(fā)展載貨汽車(chē)已成為一種必然的趨勢(shì)。20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于對(duì)運(yùn)輸需求的增加和公路承載能力的提高，各國(guó)都在放寬對(duì)于軸重和車(chē)輛總重的限制，因而大噸位載貨汽車(chē)不斷增加。所以載貨汽車(chē)作為運(yùn)輸車(chē)輛，在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)和世界各國(guó)發(fā)展中做出很大的貢獻(xiàn)！我此次設(shè)計(jì)的是總重量為11噸、載重量為5.6噸的中型載貨汽車(chē)的后橋（驅(qū)動(dòng)橋）。采用非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋，整體式橋殼，全浮式半軸。采用非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋，能夠提高汽車(chē)行駛平順性和通過(guò)性；采用整體式橋殼殼獲得角度的強(qiáng)度和剛度；采用全浮式半軸，半軸只承受扭矩不承受彎矩，工作條件改善，壽命得到提高。由于本人的能力有限，專(zhuān)業(yè)知識(shí)也不夠扎實(shí)，在設(shè)計(jì)中還存在諸多不足和缺陷，真誠(chéng)希望老師批評(píng)指正。

第一章驅(qū)動(dòng)橋總體設(shè)計(jì)§1．1驅(qū)動(dòng)橋概述驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，由主減速器、差速器、車(chē)輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有等速萬(wàn)向節(jié)。其基本功用是：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(guò)主減速器，差速器，半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，實(shí)現(xiàn)降速、增扭；2通過(guò)主減速器改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；3通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車(chē)輪的差速作用，將轉(zhuǎn)矩合理地分配給左右車(chē)輪；4承受各種力、力矩等。驅(qū)動(dòng)橋的類(lèi)型有斷開(kāi)式和整體式兩種：整體式驅(qū)動(dòng)橋：整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)彈性懸架與車(chē)架連接，由于半軸套管與主減速器是剛性連接為一體的，所以?xún)蓚?cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)橋不可能在橫向平面內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故稱(chēng)為非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，又名整體式驅(qū)動(dòng)橋。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋：其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒(méi)有連接左右車(chē)輪的剛性整體外殼或梁，主減速器速、差速器及其殼體安裝在車(chē)架或車(chē)身上，通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪經(jīng)獨(dú)立懸架與車(chē)架或車(chē)身作彈性連接，因此可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車(chē)架或車(chē)身上下擺動(dòng)，提高了汽車(chē)行駛的平順性和通過(guò)性?！?．2驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)形式及選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與整車(chē)的性能有密切關(guān)系，所以其重要性不言而喻。在選擇驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)當(dāng)從所設(shè)計(jì)的類(lèi)型及使用、生產(chǎn)條件出發(fā)，并和所設(shè)計(jì)的其他部件，尤其是與懸架的結(jié)構(gòu)形式與特性相適應(yīng)，以保證整個(gè)汽車(chē)預(yù)期的使用性能的實(shí)現(xiàn)。雖然對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋總成的設(shè)計(jì)，前述的基本要求都很重要，但是對(duì)于不同用途和類(lèi)型的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其重要程度又不一樣。本次設(shè)計(jì)為中型載貨汽車(chē)的后橋設(shè)計(jì)，采用非獨(dú)立懸架，只有當(dāng)所選驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與懸架的結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)時(shí)，才能發(fā)揮它們的優(yōu)勢(shì)。而且非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用于載貨汽車(chē)上，所以應(yīng)采用整體式驅(qū)動(dòng)橋。第二章主減速器的設(shè)計(jì)§2．１主減速器的結(jié)構(gòu)形式和選擇主減速器是根據(jù)齒輪類(lèi)型、減速形式以及主、從動(dòng)齒輪的支承形式不同分類(lèi)的。對(duì)于最常見(jiàn)的主減速器齒輪——普通螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪來(lái)說(shuō)，在模數(shù)已定的情況下，從動(dòng)齒輪的齒數(shù)越少，則它的直徑就越小，并由此使主減速器的垂向輪廓尺寸也越小，但是齒輪的選擇是有一定范圍的。在給定的主減速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)橋下面的離地間隙要求，則可選用雙極主減速器。由于重型載貨汽車(chē)主減速器傳遞的轉(zhuǎn)矩較大和主減速比較大，單級(jí)主減速器不能滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙和強(qiáng)度的要求，所以采用雙極主減速器。它能保證最小離地間隙和齒輪強(qiáng)度的同時(shí)，獲得較大的主減速比?！?.2主減速比的確定對(duì)于普通圓錐-圓柱雙級(jí)主減速器來(lái)說(shuō)，第一級(jí)減速比比第二級(jí)小一些，通常/≈1.4～2.0。參照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，主減速比其中為得到理想的齒面重疊系數(shù)，兩個(gè)配對(duì)齒輪齒數(shù)之和應(yīng)不少于40，對(duì)于普通的雙級(jí)主減速器,第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)約在9到15范圍內(nèi)，第二級(jí)圓柱齒輪的齒數(shù)和可選在6810的范圍內(nèi)，由此可得，由于，故第一級(jí)的齒輪齒數(shù)，第二級(jí)齒輪齒數(shù)取。§2.3主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定由于汽車(chē)行駛時(shí)傳動(dòng)系載荷的不確定性，因此要準(zhǔn)確的算出主減速器齒輪的計(jì)算載荷是比較困難的。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(chē)輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)時(shí)這兩種情況下作用在主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（、）的較小者，作為載貨汽車(chē)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。上述的計(jì)算載荷為最大轉(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)。汽車(chē)的類(lèi)型很多，形使工況又非常復(fù)雜，但對(duì)于公路車(chē)輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車(chē)輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂平均比牽引力的值來(lái)確定。§2.3.1以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比計(jì)算從動(dòng)齒輪的載荷以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比計(jì)算從動(dòng)齒輪的載荷的公式為：式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；——由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比；——傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率；——由于“猛結(jié)合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)；——汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；上式各個(gè)參數(shù)的確定：：481；：變速器一檔傳動(dòng)比=7.77，第一級(jí)主減速比=1.7614，主減速比=4.654。所以計(jì)算第一級(jí)圓錐從動(dòng)齒輪時(shí)=1.7614×7.77×1=13.686，計(jì)算第二級(jí)圓柱從動(dòng)齒輪=4.654×7.77×1=36.162；：計(jì)算第一級(jí)圓錐從動(dòng)齒輪時(shí)=0.9。圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可取0.99，所以計(jì)算第二級(jí)圓柱從動(dòng)齒輪時(shí)=0.891；：對(duì)于一般載貨汽車(chē)、礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速的各類(lèi)汽車(chē)取=1；：這次設(shè)計(jì)的載貨汽車(chē)是后橋單橋驅(qū)動(dòng)，所以=1。代入上式得：第一級(jí)圓錐從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=5924.7；第二級(jí)圓柱從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷==15498?！?.3.2以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)來(lái)計(jì)算從動(dòng)齒輪的載荷以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)來(lái)計(jì)算從動(dòng)齒輪的載荷的公式為：式中：——汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，；——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)；——汽車(chē)加速時(shí)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)；——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑,；——為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間按的傳動(dòng)效率；——為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間按的傳動(dòng)比。上述各參數(shù)的確定：：商用車(chē)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)1.1～1.2之間，此時(shí)為重型載貨汽車(chē)，所以可取1.2；：依照參考車(chē)型為11000×0.665×9.8=71687；：對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，取=0.85；：取0.5144mm;：因?yàn)闆](méi)有輪邊減速，且第二級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)的效率取0.99，所以在計(jì)算第一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，=0.99，在計(jì)算第二級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)時(shí)，=1；：因?yàn)闆](méi)有輪邊減速，且第二級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2.642，所以在計(jì)算第一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，=2.642，在計(jì)算第二級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)時(shí)，=1。將上述參數(shù)帶入式中，得；第一級(jí)圓錐從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=11982.6；第二級(jí)圓柱從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=31341.4。因?yàn)榘l(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)所得的計(jì)算載荷，小于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)時(shí)所得的計(jì)算載荷，所以主減速器齒輪的計(jì)算載荷應(yīng)取按照發(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)所得的計(jì)算載荷，即：第一級(jí)圓錐從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=5924.7；第二級(jí)圓柱從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=15498?！?.3.3按照平均牽引力來(lái)計(jì)算從動(dòng)齒輪的載荷主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：式中：——汽車(chē)滿(mǎn)載總質(zhì)量，；——所牽引的掛車(chē)的滿(mǎn)載總質(zhì)量，，僅用于牽引車(chē)的計(jì)算；——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)；——汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)；——汽車(chē)或汽車(chē)列車(chē)的性能系數(shù)；其他參數(shù)、、、等見(jiàn)、下的說(shuō)明。式中各參數(shù)的確定：：11000×9.8=107800；：因僅用于牽引車(chē)的計(jì)算，所以此處為0；：道路條件按“一般條件”，即是Ⅱ級(jí)公路，此時(shí)在0.015～0.020中來(lái)取，因現(xiàn)代高速公路的迅速發(fā)展，公路條件也有很大的改善，所以此處可取0.02；：按照汽車(chē)平均爬坡能力來(lái)算，載貨汽車(chē)在0.05～0.09中來(lái)取，依上述，本次設(shè)計(jì)的載貨汽車(chē)的動(dòng)力性能較好，所以此處可取0.08；——，當(dāng)時(shí)，取=0，此處，所以=0；其他參數(shù)、、、等見(jiàn)、下的說(shuō)明。將上述參數(shù)代入式得：第一級(jí)圓錐從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=2120第二級(jí)圓柱從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷=5545§2.4主減速器齒輪參數(shù)的確定在現(xiàn)代汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋上，應(yīng)用最廣泛的主減速齒輪是“格里森”制或“奧利康”制螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。在雙極主減速器中，通常還加一對(duì)圓柱齒輪或一組行星齒輪。在本次設(shè)計(jì)中，第一級(jí)減速的螺旋錐齒輪采用的是“格里森”制齒輪，第二級(jí)減速的圓柱齒輪采用的是斜齒輪。§2.4.1第一級(jí)螺旋齒錐齒輪參數(shù)的確定主減速器螺旋錐齒輪從動(dòng)齒輪的端面大端模數(shù)，可根據(jù)該齒輪上述的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(選擇、中較小者)，按照經(jīng)驗(yàn)公式選出；式中：m——從動(dòng)錐齒輪的端面大端模數(shù)，;——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，.式中各參數(shù)的確定：：取、中較小者，即6132.03。帶入式中得：m=10.9～12.7。取m=11主從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇應(yīng)遵循以下原則：為了磨合均勻，、應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，對(duì)于載貨汽車(chē)齒數(shù)之和應(yīng)不小于；對(duì)于普通的雙級(jí)主減速器，第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)可選的較大，約在9~15范圍內(nèi)；第二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)和可選在范圍內(nèi)；對(duì)于載貨汽車(chē)，傳動(dòng)比在1.5~1.75時(shí)，推薦主動(dòng)錐齒輪最小齒數(shù)=14，允許齒數(shù)范圍12~16；依據(jù)以上原則，選擇第一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)主動(dòng)齒輪齒數(shù)=15從動(dòng)輪齒數(shù)=26，==1.7614選擇第二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)主動(dòng)齒輪齒數(shù)=20從動(dòng)輪齒數(shù)=51，==2.55在選擇齒寬時(shí)，通常對(duì)于汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)，推薦主減速器圓錐齒輪的齒寬采用如下：將=286代入式中得=0.155×286=44.33，取=45。一般習(xí)慣是螺旋錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪的齒面寬稍大，使其在大齒輪輪齒兩面都超出一些。通常小齒輪的齒面寬加大10%較為適合。則大齒輪齒面寬，小齒輪齒面寬。，取依據(jù)上述螺旋錐齒輪基本參數(shù)的確定，可以計(jì)算出螺旋錐齒輪的各個(gè)參數(shù)，列表如下：表2-1圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果單位1主動(dòng)齒輪數(shù)2從動(dòng)齒輪數(shù)3端面模數(shù)mm4齒面寬mm5齒工作高mm6齒全高mm7法向壓力角度8軸交角度9節(jié)圓直徑mm10節(jié)錐角度11節(jié)錐距mm12周節(jié)mm13齒頂高mm14齒根高mm15徑向間隙C=2.068mm16齒根角度17面錐角度18根錐角度19外圓直徑mm20節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離mm21理論弧齒厚mm22齒側(cè)間隙mm23螺旋角度24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螺旋方向向齒輪背面看去，主動(dòng)齒輪為順時(shí)針，從動(dòng)齒輪為逆時(shí)針§2.4.2第二級(jí)圓柱斜齒輪參數(shù)的確定雙極主減速器的圓柱齒輪副中心距可按經(jīng)驗(yàn)公式選?。菏街校?——該圓柱齒輪副主動(dòng)齒輪的的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，。前面已經(jīng)確定出螺旋齒圓錐從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由于螺旋齒圓錐從動(dòng)錐齒輪和圓柱主動(dòng)齒輪在一根軸上，所以此時(shí)的轉(zhuǎn)矩跟從動(dòng)錐齒輪上的計(jì)算轉(zhuǎn)矩一樣，即=5924.6694。代入上式得：。mm，取mm斜齒圓柱齒輪的螺旋角值，可選擇在范圍內(nèi)?？沙踹x為。依據(jù)公式：將、、帶入式中，得出：。選擇。然后再將帶入上式中，對(duì)A取整，可得。調(diào)整螺旋角。雙極主減速器的齒面寬可按經(jīng)驗(yàn)公式選?。簩胧街?，mm，選擇。為了使主從動(dòng)齒輪捏合完全，常常將主動(dòng)齒輪齒寬大于從動(dòng)齒輪的齒輪，即可得主動(dòng)齒輪的齒寬。選取齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)時(shí)，依據(jù)常規(guī)的來(lái)選取即是，。依據(jù)上述圓柱斜齒輪基本參數(shù)的確定，可以計(jì)算出圓柱斜齒輪的各個(gè)參數(shù)，列表如下：表2-2圓柱斜齒輪齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表圓柱斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果單位1主動(dòng)齒輪齒數(shù)202從動(dòng)齒輪齒數(shù)513端面模數(shù)6mm4齒數(shù)比2.555中心距222mm6壓力角度7螺旋角度8分度圓直徑mm9變位系數(shù)010齒頂高系數(shù)111頂隙系數(shù)0.2512齒頂高6mm13齒根高7.5mm14齒頂圓直徑mm15齒根圓直徑mm16當(dāng)量齒數(shù)17齒寬mm18螺旋方向小齒輪左旋，大齒輪右旋19驅(qū)動(dòng)齒輪小齒輪§2.5主減速器齒輪的強(qiáng)度校核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)行驗(yàn)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命及安全可靠地工作?！?.5.1齒輪的損壞形式及壽命齒輪損壞形式常見(jiàn)的有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、吃面磨損等。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，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)蝕引起的剝落。下表給出了汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值，破壞的循環(huán)次數(shù)為：表2-3汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力表汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力計(jì)算載荷主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力單位最大輸入轉(zhuǎn)矩和最大附著轉(zhuǎn)矩中的較小者7002800980平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩210.91750210.9實(shí)踐證明，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(chē)預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的最大輸入轉(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，不能用來(lái)作為疲勞損壞的依據(jù)?！?.5.2主減速器圓弧齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算（1）“格里森”制圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算在汽車(chē)工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用在其輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)上的圓周力來(lái)估算，即按下式：式中：——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩者當(dāng)中載荷工況小的進(jìn)行計(jì)算，;——從動(dòng)齒輪的齒面寬，。如上所述，按發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)矩較小，所以應(yīng)作為計(jì)算式的轉(zhuǎn)矩，即得下式：式中的參數(shù)如上述所示，按照一般計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，可載貨汽車(chē)可只計(jì)算Ⅰ檔和直接檔時(shí)單位齒長(zhǎng)上的圓周力。將=481=7.7=1、=45代入上式得：Ⅰ檔時(shí)：；直接檔時(shí)：。許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力可依據(jù)下表：表2-4載貨汽車(chē)許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力表載貨汽車(chē)許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力單位Ⅰ擋直接擋1429250N/mm因?yàn)棰駲n時(shí)：＜=1429；直接檔時(shí)：＜=250，所以圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度合格。（2）圓弧齒螺旋錐齒輪的輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力為：式中：——該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；對(duì)于從動(dòng)齒輪，按照、兩者中間較小者和計(jì)算；對(duì)于主動(dòng)齒輪還需要將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上；——超載系數(shù)；——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸與熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)時(shí)，；——載荷分配系數(shù)，兩個(gè)齒輪均為騎馬式時(shí)，取1.00～1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支撐時(shí)，取1.10～1.25。支撐剛度大時(shí)取小值；——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)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；——計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，它綜合考慮了齒形系數(shù)。、、——同上所述。對(duì)于主動(dòng)錐齒輪按照峰值載荷計(jì)算時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：5545;：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：0.83；：可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表取0.185；：50;：15；：11。將上述各參數(shù)帶入式中，得=603.09，小于許用彎曲應(yīng)力=700，所以合格。對(duì)于主動(dòng)錐齒輪按照平均計(jì)算載荷時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：1522;：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：0.83；：可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表取0.185；：50;：15；：11。將上述各參數(shù)帶入式中，得=131.2，小于許用彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力=210.9，所以合格。對(duì)于從動(dòng)錐齒輪按照峰值載荷計(jì)算時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：9387;：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：0.83；：可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表取0.18；：45;：26；：11。將上述各參數(shù)帶入式中，得=529.9，小于許用彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力=700，所以合格。對(duì)于從動(dòng)錐齒輪按照平均計(jì)算載荷時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：2643;：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：0.83；：可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表取0.18；：45;：26；：11。將上述各參數(shù)帶入式中，得=149.2，小于許用彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力=210.9，所以合格。（3）圓弧齒螺旋錐齒輪的輪齒接觸強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力為：式中：——材料的彈性系數(shù)，；——主動(dòng)錐齒輪的分度圓直徑，；——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；對(duì)于主動(dòng)齒輪還需要將從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上；——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取1；——計(jì)算接觸應(yīng)力用的綜合系數(shù)，它綜合考慮了嚙合齒面的相對(duì)曲率半徑、載荷作用位置、輪齒間的載荷分配、有效齒寬及慣性系數(shù)等因素的影響，可有圖表查的。、、、——同下說(shuō)明。主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等，所以只計(jì)算主動(dòng)齒輪即可。按照峰值載荷計(jì)算時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：對(duì)于鋼制齒輪副取232.6；：165；：5404;：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：可取1；：可取1；：可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表取0.085；：45。將上述各參數(shù)帶入式中，得=2161，小于許用彎曲應(yīng)力=2800，所以合格。按照平均計(jì)算載荷時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：對(duì)于鋼制齒輪副取232.6；：165；：5404;：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：可取1；：可取1；：可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表取0.085；：45。將上述各參數(shù)帶入式中，得=1147，小于許用彎曲應(yīng)力=1750，所以合格?！?.5.3主減速器圓柱齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算主減速器圓柱齒錐齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度校核圓柱斜齒輪傳動(dòng)齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算的公式為：式中：——圓柱齒輪上的圓周力，；——使用系數(shù)；——?jiǎng)虞d系數(shù)；——齒向載荷分配系數(shù)；——齒間載荷分配系數(shù)：——復(fù)合齒形系數(shù)：——抗彎強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)；、——參看表。按照峰值載荷計(jì)算時(shí)主從動(dòng)齒輪各個(gè)參數(shù)的確定：：，對(duì)于主動(dòng)圓柱齒輪=9387，則=160489；從動(dòng)圓柱齒輪=26406，則=160518；：對(duì)于原動(dòng)機(jī)為多缸內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē)，原動(dòng)機(jī)為中等振動(dòng)，所以使用系數(shù)可選1.1；：，式中的=34.8，=0.0087，=0.7302，、如上所述，、、參看表，帶入各個(gè)參數(shù)得1.0025；：對(duì)齒輪做修形處理和仔細(xì)跑合，可取1；：對(duì)于修形齒輪，可取1；：查外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)圖表，主動(dòng)圓柱齒輪=4.15；從動(dòng)圓柱齒輪=4.07；：查抗彎強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)圖表，為0.67；、：參看表。將上述各個(gè)參數(shù)帶入式中，得：主動(dòng)圓柱齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為：=609.7從動(dòng)圓柱齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為：=598.1按照峰值計(jì)算的主從動(dòng)圓柱齒輪的彎曲應(yīng)力，均小于許用彎曲應(yīng)力=700，所以合格。按照平均計(jì)算載荷計(jì)算時(shí)，各個(gè)參數(shù)的確定：：，對(duì)于主動(dòng)圓柱齒輪=2643，則=45187；從動(dòng)圓柱齒輪=7436，則=45202；：，式中的=34.8，=0.0087，=0.7302，、如上所述，、、參看表，帶入各個(gè)參數(shù)得1.0086；其他參數(shù)值同峰值計(jì)算參數(shù)相同。將上述各個(gè)參數(shù)代入式中，得：主動(dòng)圓柱齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為：=171.27從動(dòng)圓柱齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為：=168.41按平均計(jì)算載荷計(jì)算的主從動(dòng)圓柱齒輪的彎曲應(yīng)力，均小于許用彎曲應(yīng)力=700，所以合格。主減速器圓柱齒錐齒輪的齒面接觸強(qiáng)度校核由于主從動(dòng)齒輪嚙合是，它們的齒面接觸應(yīng)力是相同的，所以只計(jì)算主動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力即可。圓柱斜齒輪齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算公式為：式中：——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；——材料彈性系數(shù)，；——接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)；——齒間載荷分配系數(shù)；——齒向載荷分配系數(shù)；、、、——參看式下的說(shuō)明。按照峰值載荷計(jì)算時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：查節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)圖表，為2.37；：查材料彈性系數(shù)表，鋼為189.8；：查接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)圖表，為0.8028；：對(duì)齒輪做修形處理和仔細(xì)跑合，可取1；：對(duì)于修形齒輪，可取1；：對(duì)于主動(dòng)圓柱齒輪=9387，則=160489；、、：參看式下參數(shù)確定的說(shuō)明。將各個(gè)參數(shù)帶入式中得=1778.5，小于許用彎曲應(yīng)力=2800，所以合格。按照平均載荷計(jì)算時(shí)各個(gè)參數(shù)的確定：：對(duì)于主動(dòng)圓柱齒輪=2643，則=45187；其他參數(shù)同峰值計(jì)算參數(shù)形同。將各個(gè)參數(shù)帶入式中得=810.6，小于許用彎曲應(yīng)力=1750，所以合格?！?.5.4主減速器齒輪的材料及熱處理汽車(chē)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)。這次選擇的汽車(chē)主減速器齒輪的材料為：，此材料也可用在差速器齒輪當(dāng)中。由于用的材料為低碳鋼，為了得到表面硬，芯部韌的齒輪，應(yīng)對(duì)齒輪進(jìn)行滲碳、淬火、回火處理，經(jīng)過(guò)熱處理后輪齒表面硬度達(dá)到58～64，芯部硬度達(dá)到29～45，滲碳層深度為1.2～1.6?！?.5.5主減速器軸承的計(jì)算軸承的計(jì)算主要是計(jì)算軸承的壽命。在依據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步選定軸承的型號(hào)后計(jì)算軸承的壽命。影響主減速器軸承使用壽命的漢族要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗(yàn)算軸承壽命之前，首先應(yīng)求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。（1）作用在主減速器螺旋齒主錐動(dòng)齒輪上的力的計(jì)算為了計(jì)算作用在主減速器螺旋齒主動(dòng)錐齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。事件證明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式求得：式中：、、…——變速器在各擋的使用率，可參考下表；、、…——變速器各擋傳動(dòng)比，參看下表；、、…——變速器各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率，可參看表；其他參數(shù)如上述所示。表2-5、及的參考值表Ⅰ擋Ⅱ擋Ⅲ擋Ⅳ擋Ⅴ擋倒擋7.774.912.891.710.5221577.55060707060將=786及上表中的各值帶入得：=921主動(dòng)錐齒輪上的圓周力、軸向力及徑向力的計(jì)算公式為：上三式中：——錐齒輪受的徑向力；——錐齒輪受的圓周力；——錐齒輪受的軸向力；——錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑；、、、如上述所示。式中各參數(shù)的確定：——按照下式確定，；其中、主從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑，從動(dòng)齒輪的分度圓直徑，從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角，從動(dòng)齒輪齒面，、主從動(dòng)齒輪的齒數(shù)。將上述各個(gè)參數(shù)帶入得分別=271.6，=156.7；——921 、、如表所示。將各個(gè)參數(shù)帶入式中、、中得：=11755=9748=-34.4 主減速器螺旋齒主錐動(dòng)齒輪軸上軸承載荷的計(jì)算及校核圖2-2主減速器主動(dòng)錐齒輪軸承的布置尺寸如圖所示，軸承、的分別選擇單列圓錐滾子軸承7218E、7322E，其徑向載荷分別為：式中：、、、如上所示；、、尺寸如上圖所示。各參數(shù)帶入式、中，得：=5230=12394軸承、的派生軸向力為：式中：——為各軸承的徑向力；——為軸承的軸向系數(shù)。各參數(shù)的確定：：5230：12394：軸承、均為1.7。將各參數(shù)代入式中得出軸承的派生軸向力為：=1538=3645因?yàn)椋?，所以軸承被放松，軸承被壓緊。對(duì)于圓錐滾子軸承，由軸承被放松，所以其軸向力為其派生軸向力；軸承被壓緊，所以其軸向力為軸承的派生軸向力加上齒輪的軸向力其軸向載荷分別為：=1538=+=11286軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為：式中：、——如上述所示；——徑向系數(shù)；——軸向系數(shù)。各個(gè)參數(shù)的確定：：5230：12394：1538：11286、：對(duì)于單列圓錐滾子軸承來(lái)說(shuō)，時(shí)，=1，=0；時(shí)，=0.4，=1.7；對(duì)于軸承，，所以=1，=0；對(duì)于軸承，時(shí)，=0.4，=1.7；其中0.546=0.546將上述各參數(shù)帶入式中得：=5230=24144軸承的額定壽命為：式中：——額定動(dòng)載荷，；——載荷系數(shù)；——軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，；——壽命指數(shù)；——當(dāng)量動(dòng)載荷，。各個(gè)參數(shù)的確定：：軸承為188.92KN，軸承為444.32KN；：對(duì)于車(chē)輛取1.2～1.8，取1.3；：可根據(jù)汽車(chē)的平均行駛速度計(jì)算，對(duì)于載貨汽車(chē)可取為30～35，因?yàn)楝F(xiàn)代高速公路的發(fā)展，此時(shí)可取35。帶入公式，則可得到主減速器主動(dòng)錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)速為967.8；：對(duì)于滾子軸承??；：=5230，=24144。代入式中，則=554291=95254對(duì)于=95254來(lái)說(shuō)，按照一天24小時(shí)，一年365天計(jì)算能工作10.9年，所以軸承的壽命是合格的。作用在主減速器中間軸上齒輪的力的計(jì)算由于齒輪傳動(dòng)時(shí)，主動(dòng)齒輪上的圓周力、軸向力和徑向力分別與從動(dòng)齒輪上的圓周力、徑向力和軸向力是作用力與反作用力，但此時(shí)需考慮傳動(dòng)效率。上面已經(jīng)計(jì)算出了作用在主動(dòng)圓錐齒輪上的力，且圓錐齒輪副的傳動(dòng)效率為0.97，所以作用在從動(dòng)圓錐齒輪上的力為：=11402=-33.4=9455主動(dòng)圓柱齒輪所受的圓周力、徑向力和軸向力分別為：式中：——作用在主動(dòng)圓柱斜齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，；、——參看表。式中各個(gè)參數(shù)確定：：2643；、——參看表。將上述各參數(shù)帶入式、、中得：=45187=17178=13626圖2-3主減速器中間軸軸承的布置尺寸主減速器中間軸上軸承壽命的計(jì)算如圖所示，軸承、的選擇單列圓錐滾子軸承7315E，其徑向載荷分別為：式中：、、、、、、、如上所示；、、、、尺寸如上圖所示。各參數(shù)帶入式、中，得：=11232=24658軸承、的派生軸向力的計(jì)算同式，各參數(shù)的確定：=11232=24658：軸承、均為1.7。將各參數(shù)帶入得出軸承的派生軸向力為：=3304=7252因?yàn)?gt;+，所以軸承D被放松，軸承C被壓緊。對(duì)于圓錐滾子軸承，由軸承D被放松，所以其軸向力為其派生軸向力；軸承C被壓緊，所以其軸向力為軸承D的派生軸向力加上齒輪的軸向力其軸向載荷分別為：=-=20911=7252軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為：式中：、——如上述所示；——徑向系數(shù)；——軸向系數(shù)。各個(gè)參數(shù)的確定：：11232：24658：20911 ：7252、：對(duì)于單列圓錐滾子軸承來(lái)說(shuō)，時(shí)，=1，=0；時(shí)，=0.4，=1.7；對(duì)于軸承，，所以=0.4，=1.7；對(duì)于軸承，時(shí)，=1，=0；將上述各參數(shù)帶入式中得：=11232=18534軸承的額定壽命為：式中各參數(shù)如式下所示。式中各個(gè)參數(shù)的確定：：軸承、為237000； ：對(duì)于車(chē)輛取1.2～1.8，取1.3；：主減速器主動(dòng)錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)速為967.8，則可得到主減速器從動(dòng)錐齒輪軸上的轉(zhuǎn)速為557.2；：對(duì)于滾子軸承??；：=11232，=18534。代入式中，則=320846，=60531 對(duì)于=60531來(lái)說(shuō)，按照一天24小時(shí)，一年365天計(jì)算能工作6.9年，所以軸承的壽命是合格的。

第三章差速器的設(shè)計(jì)汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車(chē)輪、道路及其相互關(guān)系表明：汽車(chē)在行駛過(guò)程中左、右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程常常是不相等的，這樣會(huì)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(chē)輪軸超載等，有時(shí)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。為了消除由于左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)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(chē)左右驅(qū)動(dòng)輪之間都裝有差速器，以保證汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)能以相應(yīng)的不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而滿(mǎn)足汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求?！?.１差速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇汽車(chē)差速器的種類(lèi)很多，在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)從所設(shè)計(jì)的汽車(chē)類(lèi)型及其使用條件出發(fā)，使所選用的那種結(jié)構(gòu)形式的差速器，能夠滿(mǎn)足該型汽車(chē)在給定使用條件下的使用性能要求。本次設(shè)計(jì)重型載貨汽車(chē)屬于公路運(yùn)輸車(chē)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著系數(shù)幾乎沒(méi)有差別，且附著較好，因此采用普通對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)，制造方便，成本低，應(yīng)用廣泛?！?．2對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)§3.2.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇本次設(shè)計(jì)的汽車(chē)為重型載貨汽車(chē)，所以用4個(gè)行星齒輪。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背面的球面半徑，它決定了行星齒輪的安裝尺寸。球面半徑可按下面經(jīng)驗(yàn)公式確定：式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)；——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取峰值載荷中較小的；各參數(shù)的確定：：通常在2.52～2.99之間選擇；：26406；將參數(shù)代入式中得：=70。差速器預(yù)選節(jié)錐距為：代入，得：=68.6~69.3；取=69為了獲得較大的模數(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，但一般不小于10。大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.5～2之間。在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)目整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線(xiàn)周?chē)?，否則差速器將無(wú)法安裝。依據(jù)上述條件，差速器半軸齒輪應(yīng)選擇16、18、20，本次設(shè)計(jì)選擇=16。為了得到差速器齒輪磨合均勻，可選行星齒輪齒數(shù)為=10。依據(jù)初選的齒數(shù)可求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角：；式中：、——分別為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。將上面出步確定的齒數(shù)帶入式中得：在按下式可初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)：將上面確定的參數(shù)帶入式中得：=7.314。為了得到足夠高的齒輪強(qiáng)度，可選擇=7.5?？傻玫?70.75，則球面半徑=71.465～72.465，可選擇72。汽車(chē)差速器齒輪壓力角大都選擇，吃高系數(shù)選擇0.8。依據(jù)上述基本參數(shù)的確定，可得到汽車(chē)差速器齒輪的幾何尺寸，列表如下：表3-1汽車(chē)差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表汽車(chē)差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)102半軸齒輪齒數(shù)163模數(shù)4齒面寬5齒工作高126齒全高7壓力角8軸交角9節(jié)圓直徑10節(jié)錐角11節(jié)錐距12周節(jié)31.413齒頂高14齒根高15徑向間隙16齒根角17面錐角18根錐角19外圓直徑20節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣直徑21理論弧齒厚22齒側(cè)間隙0.27823弦齒厚24弦齒高25驅(qū)動(dòng)齒輪差速器行星齒輪`§3.2.2差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，因?yàn)樾行驱X輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，只有左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸之間才有相對(duì)滾動(dòng)，所以對(duì)于疲勞壽命不予考慮。汽車(chē)差速器的彎曲應(yīng)力為：式中：——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，；——見(jiàn)表；、、、、、、——見(jiàn)式下的說(shuō)明。利用峰值載荷計(jì)算時(shí)，各個(gè)參數(shù)的確定：：計(jì)算式為，為峰值中的較小者，為26406，=4，帶入可得3961：對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)取1；：1；：剛度較好，可取1.1；：可取1；：查綜合系數(shù)圖表，取0.226；：18;：16；：7.5。代入式，得：=964小于表中列出的980，故合格。 利用平均載荷計(jì)算時(shí)，各個(gè)參數(shù)的確定：：計(jì)算式為，為7436，n=4，帶入可得1115.4、、、、、、、同上按峰值載荷計(jì)算。代入式，得：=201小于表中列出的210.9，故合格。

第4章驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置位于傳動(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(chē)輪。在一般的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪和車(chē)輪的輪轂連接起來(lái)?！?．1半軸概述半軸的形式主要取決于半軸的支撐形式。普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支撐形式或受力狀況的不同可分為半浮式、浮式和全浮式三種。本次設(shè)計(jì)的是重型載貨汽車(chē)，采用工作可靠的全浮式半軸。§4．2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算§4.2.1半軸計(jì)算載荷的確定從前面載荷確定可知，按峰值來(lái)確定載荷時(shí)，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋確定的載荷小于按驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在良好的路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)確定的載荷，所以半軸計(jì)算載荷的確定也按照發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋來(lái)確定。其確定的公式為：式中：——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)；、、、同上述所示。各參數(shù)的確定：：對(duì)于圓錐行星齒輪差速器可取0.6；：0.891；、、同上述所示。將各個(gè)參數(shù)代入式中得：=19173.548?！?.2.2半軸的強(qiáng)度校核（1）半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì)算式中：——半軸桿部直徑，；——半軸的計(jì)算載荷，。各個(gè)參數(shù)的確定： ：58；：19173.548。將各個(gè)參數(shù)代入式中得：=500.482。半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力=490～588，在通常的設(shè)計(jì)中常使半軸的強(qiáng)度儲(chǔ)備低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳遞轉(zhuǎn)矩零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半軸起到類(lèi)似電路中“保險(xiǎn)絲”的作用，所以上面所計(jì)算的半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核合格。半軸花鍵的剪切應(yīng)力的計(jì)算花鍵選擇漸開(kāi)線(xiàn)花鍵，模數(shù)為=3，齒數(shù)=20，=。式中：——半軸花鍵軸外徑，；——相配的花鍵孔內(nèi)徑，；——花鍵齒數(shù)；——花鍵工作長(zhǎng)度，；——花鍵齒寬，；——載荷分布的不均勻系數(shù)；——同上。式各個(gè)參數(shù)的確定：：漸開(kāi)線(xiàn)花鍵軸外徑為63；：=m(z+1.5)；得=64.5；：56；：=7.85；：可取0.75；：同上。將各個(gè)參數(shù)代入式中得：=119，剪切許用應(yīng)力=700，由于剪切許用應(yīng)力小于剪切許用應(yīng)力，所以合格。半軸最大扭轉(zhuǎn)角校核最大扭轉(zhuǎn)角公式為：式中：——半軸長(zhǎng)度，；——材料的剪切彈性模量，；——半軸橫截面積的極慣性矩；。各個(gè)參數(shù)的確定：：1127；：80000；：，按直徑為65確定，則為1751593：同上。將各個(gè)參數(shù)帶入式中得：=，則單位長(zhǎng)度的最大扭轉(zhuǎn)角為，單位長(zhǎng)度的最大許用扭轉(zhuǎn)角為/m，所以合格。第5章驅(qū)動(dòng)橋橋殼驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車(chē)上的主要零件之一，本次設(shè)計(jì)的是重型載貨汽車(chē)，采用的是非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車(chē)荷重的作用，并將載荷傳給車(chē)輪。橋殼的結(jié)構(gòu)形式有三種，即可分式橋殼、整體式橋殼和組合式橋殼，重型載貨汽車(chē)適合采用鑄造整體式橋殼。鑄造整體式橋殼的兩端壓入較長(zhǎng)的無(wú)縫鋼管作為半軸套管，并用銷(xiāo)釘固定?！?．1驅(qū)動(dòng)橋橋殼受力分析和強(qiáng)度計(jì)算橋殼形狀復(fù)雜，而汽車(chē)的行駛條件如道路狀況、氣候條件及車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等又是千變?nèi)f化的，因此要精確的計(jì)算汽車(chē)行駛時(shí)作用于橋殼各處應(yīng)力的大小時(shí)很困難的。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，即是當(dāng)車(chē)輪承受最大的鉛垂力時(shí)；當(dāng)車(chē)輪承受最大切向力時(shí)；以及當(dāng)車(chē)輪承受最大側(cè)向力時(shí)。只要在這三種載荷計(jì)算工況下橋殼的強(qiáng)度得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車(chē)各種行駛條件下是可靠的?！?.1.1橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算橋殼按靜載荷計(jì)算時(shí)，在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩為：式中：——汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，；——車(chē)輪（包括輪轂、制動(dòng)器等）的重力，；——驅(qū)動(dòng)車(chē)輪輪距，；——驅(qū)動(dòng)橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，。式中各個(gè)參數(shù)的確定：：10340×9.8=101332；；因?yàn)檐?chē)輪的重力遠(yuǎn)小于，而且設(shè)計(jì)時(shí)不易準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)，當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)可以忽略；：1.754；：1.271。將上述各參數(shù)帶入式中得：=122236。靜彎曲應(yīng)力為：式中：——危險(xiǎn)端面處（鋼板彈簧座附近）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)；的確定：=274818（=158，=158，=138，=138）代入式中得：=44.5。橋殼的許用應(yīng)力為300～500。所以靜載荷下合格?！?.1.2橋殼在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算汽車(chē)在不平路面上高速行駛時(shí)，橋殼除了承受靜止?fàn)顟B(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。在這兩種載荷總的作用下，橋殼所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為：式中：——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，對(duì)載貨汽車(chē)取2.5。代入式中得：=111.3小于橋殼的許用應(yīng)力，所以在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼也合格?！?.1.3汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算后驅(qū)動(dòng)橋殼在作用鋼板彈簧之間的垂向的彎矩為：式中：——汽車(chē)加速行駛時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)；、、、——見(jiàn)式下的說(shuō)明。式中各參數(shù)的確定：：計(jì)算公式為，在一些參數(shù)未知的情況下，對(duì)于載貨汽車(chē)去1.1～1.3之間，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的載貨汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能較好，可取1.3；、、、——見(jiàn)式下的說(shuō)明。將各個(gè)參數(shù)代入中得：=15907。當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩不相等時(shí)，使橋殼也承受著水平方向的彎矩，其計(jì)算公式為：式中各個(gè)參數(shù)如上述所示。將各個(gè)參數(shù)代入式中得：=6784橋殼還承受因驅(qū)動(dòng)橋傳遞轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩，這時(shí)兩個(gè)鋼板彈簧座之間的橋殼還承受著轉(zhuǎn)矩，為。因?yàn)殇摪鍙椈勺浇鼮榫匦?，所以鋼板彈簧座附近端面的彎曲?yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：式中：、——分別為水平彎曲截面系數(shù)和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)；他們有下式確定：=274818=189440（=10，=10）將各個(gè)參數(shù)代入式、中得：=82.6=69.7橋殼的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為150～400，所以汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，所以在這種載荷工況下是合格的。§5.1.4汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算后驅(qū)動(dòng)橋殼在作用鋼板彈簧之間的垂向的彎矩為：式中：——汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)；、、、——見(jiàn)式下的說(shuō)明。式中各參數(shù)的確定：：計(jì)算公式為，在一些參數(shù)未知的情況下，對(duì)于載貨汽車(chē)取0.75～0.95之間，可取0.8；、、、——見(jiàn)式下的說(shuō)明。將各個(gè)參數(shù)代入中得：=9789。當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩不相等時(shí)，使橋殼也承受著水平方向的彎矩，其計(jì)算公式為：式中：——驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與地面附著系數(shù)，在0.75～0.8，由于道路條件的改善，此時(shí)取0.8。其它各個(gè)參數(shù)如上述所示。將各個(gè)參數(shù)代入式中得：=7831橋殼鋼板彈簧座之間還承受因因制動(dòng)而引起的反作用力矩，=15240將上面求出的參數(shù)帶入式、中得:=64.1,=80.4汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，所以在這種載荷工況下是合格的。結(jié)論經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)后，我對(duì)驅(qū)動(dòng)橋有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固了以前所學(xué)知識(shí)，而且把所學(xué)的單科的知識(shí)綜合的運(yùn)用，使我加深了對(duì)單科知識(shí)的理解，并在運(yùn)用它們的期間發(fā)現(xiàn)了自己的問(wèn)題和不足。之后我會(huì)在這些方面進(jìn)行彌補(bǔ)。除此之外，更重要的是我學(xué)到了設(shè)計(jì)的方法和思路，這是我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲。我想，它一定會(huì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作大有幫助。本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是第一級(jí)和第二級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后，經(jīng)校核，它們的強(qiáng)度均符合要求，此次設(shè)計(jì)由于經(jīng)驗(yàn)不足和錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，以及對(duì)于汽車(chē)整體參數(shù)和具體的各個(gè)參數(shù)對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響認(rèn)識(shí)不足，在主減速器比的確定上走了彎路，在齒輪的計(jì)算和校核上也花費(fèi)了很多的時(shí)間。雖然本次設(shè)計(jì)圓滿(mǎn)的完成了老師下達(dá)的任務(wù)，但是由于上述的原因，所做的后橋尺寸較大；由，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)疏漏和錯(cuò)誤。敬請(qǐng)各位老師提出批于整體參數(shù)的缺失，有一些細(xì)節(jié)問(wèn)題搞得不是很清楚。由于水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足評(píng)并指正

參考文獻(xiàn)[1]劉惟信編著.汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社.2004.[2]汽車(chē)工程手冊(cè)編輯員.汽車(chē)工程手冊(cè):基礎(chǔ)篇.北京：人民交通出版社．2001[3]汽車(chē)工程手冊(cè)編輯員.汽車(chē)工程手冊(cè):設(shè)計(jì)篇.北京：人民交通出版社．2001[4]劉惟信.汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì).第三版.北京:清華大學(xué)出版社,2004年[5]王望予編著.汽車(chē)設(shè)計(jì)第4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004[6]劉惟信．汽車(chē)設(shè)計(jì)．北京：清華大學(xué)出版社，2001[7]徐灝．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京．機(jī)械工業(yè)出版社：2004[8]劉惟信主編．圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)．北京：人民交通出版社．1985[9]余志生編著.汽車(chē)?yán)碚摰谒陌妫本簷C(jī)械工業(yè)出版社．2008[10]陳家瑞主編.汽車(chē)構(gòu)造第二版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1995.[11]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[12]張洪欣.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989[13]張文春主編．汽車(chē)?yán)碚摚本畽C(jī)械工業(yè)出版社：2007[14]劉惟信.汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì).第三版.北京:清華大學(xué)出版社,2004年[15]濮良貴，紀(jì)名剛主編．機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）．北京：高等教育出版社．2006[16]孫恒，陳作模，葛文杰主編．機(jī)械原理．北京：高等教育出版社．2006致謝時(shí)光荏苒，歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年已經(jīng)匆匆走過(guò)。大學(xué)階段的最后一次設(shè)計(jì)已經(jīng)落下帷幕，標(biāo)志著大學(xué)生活的結(jié)束，我們的大學(xué)生活也將畫(huà)上句號(hào)。在這兩個(gè)多月的時(shí)間里，在西苑校區(qū)在七號(hào)樓七樓，留下了我們辛勤的汗水和忙碌的身影，這是我走上工作崗位之前的一次很好鍛煉，磨練了我的意志，提高了學(xué)習(xí)和自主解決問(wèn)題的能力，也為將來(lái)的道路奠定基石。在設(shè)計(jì)中，曹青梅老師從一開(kāi)始就嚴(yán)格要求，幫助我們分析、論證方案，幫助我們找資料、借必要的設(shè)計(jì)方面的書(shū)，幫我們解決不懂的問(wèn)題，一絲不茍，她幾乎每天都要去設(shè)計(jì)教室去看看同學(xué)們的進(jìn)度，看看大家有沒(méi)有什么問(wèn)題，從來(lái)都沒(méi)有懈怠過(guò)，她還親自帶我們?nèi)?shí)驗(yàn)室看后橋殼體，我個(gè)人認(rèn)為曹老師對(duì)同學(xué)們是非常負(fù)責(zé)的。曹老師敬業(yè)精神和工作態(tài)度，為我以后工作樹(shù)立榜樣。有時(shí)曹老師不在的時(shí)候，我也向在設(shè)計(jì)室其他老師請(qǐng)教一些問(wèn)題，他們都悉心的指導(dǎo)，使我受益匪淺。張文春老師，徐銳良老師，李水良，高愛(ài)云老師也給予了一些幫助，在此一并表示感謝。梁艷輝同學(xué)、楊振威同學(xué)、夏銀山同學(xué)等也都給予我許多幫助，在此也要給予感謝。同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)中相互幫助和互相的鼓勵(lì)也給我留下了深刻的印象，也加深了我們之間的友誼。在經(jīng)歷四年的大學(xué)生活和學(xué)習(xí)之后，我們整裝待發(fā)，即將離開(kāi)美麗的母校，踏上新的征程，去開(kāi)始人生新的奮斗階段。這份寶貴的經(jīng)歷一定會(huì)讓我在人生的道路上奮勇前進(jìn)。再次衷心感謝老師們！衷心感謝同學(xué)！LightweightdesignofautomobilecomponentusinghighstrengthsteelbasedondentresistanceAbstractLightweightandcrashworthinessaretwoimportantaspectsofauto-b-odydesign.Inthispaper,basedontheshallowshelltheory,theexpress-ionofdentresistancestiffnessofdoublecurvaturedshallowshellisobt-ainedundertheconcentratedloadcondition.Thecriticalloadsresultingi-nthelocaltrivialdentinthecenteroftheshallowshellisregardedastheimportantindexforthelightweightoftheautomobileparts.Thisruleisappliedtothelightweightdesignofbumpersystembyusinghighstre-ngthsteelinsteadofmildsteel.Thecrashworthinesssimulationoftheli-ghtweightpartprovesthevalidityofthelightweightingprocess.Keywords:Highstrengthsteel;Lightweight;DentresistanceIntroductionInrecentyears,theretainingnumberofautomobileshasbeenincre-asingsteadily,whichhasimpactedthesocietyandhumanlifegreatly.S-uchsituationleadstomanysevereproblemssuchasfuelcrisis,environ-mentpollution.Theinternationalassociationofaluminumstatedthatpetr-olconsumptioncandecreaseby8–10%with10%reductionofcarweig-ht[2].Thus,automobilelightweightisabasicwaytofuelsaving.Inordertoreducetheautomobileweight,therearetwoimportantmethods[3]:One,automobilepartsareredesignedtooptimizethestruc-ture.Byusingthinning,hollowing,minitype,andcompoundparts,carwe-ightcanbereduced.Theother,moreandmorelightweightmaterials,s-uchasaluminumalloy,highstrengthsteel,compositematerial,arewide-lyusedaslightweightmaterialstoreplacethetraditionalmaterialslikemildsteel[4].Thesematerialscouldreducetheweightremarkably.Mat-erialreplacementisgenerallymoreeffectiveinautomobilelightweightingthanstructuremodification.Withtheintroductionofautomobilesafetyleg-islation,crashworthinessandsafetyshouldbeconsideredaspreconditio-nsinlightweightingdesignofauto-body.Highstrengthsteeliswidelyus-edinautomobilereplacingthetraditionalmaterialofmildsteel.Highstrengthsteelsheetcanbeusedinauto-bodytoimprovecom-ponents_impactenergyabsorptioncapacityandresistancetoplasticdef-ormation.Theautomobileweightcanbereducedbyuseofhighstrengthsteelsheetofathinnerthicknesstoreplacethemildsteelsheetofbo-dyparts[1,3].Comparingwithaluminum,magnesium,andcompositemat-erials,highstrengthsteelhasbettereconomyinthatitsrawmaterialan-dfabricationcostarecheaper.Besides,highstrengthsteelcanbedirec-tlyusedinproductlineincludingforming,wielding,assembling,andpainting.TheoperatingcostcanbesavedsincethereisnoneedadjustingthewholelineOutsideofautomobilebody,thereareseveralsheetmetalPanels,mostofwhichareshallowpanels.Dentresistanceistheabilitytoretain-theshapeagainstsunkendeflectionandlocaldentundertheexternalforce.Dentresistanceofautomobilepanelsbecomesanimportantissueandqualitycriterion.Therefore,dentresistancestiffnessofautomobilep-anelsshouldbetestedandevaluatedintheprocessofpaneldesignan-dmanufacture.Somereportedmethodsoftestingarelistedbelow[6–8]:1.Testthedisplacementofsunkendeflectionfpunderfixedexternalforc-e2.Testtheexternalforceftoobtainfixeddisplacementofsunkendefle-ction.3.Testtheslopeofforce–displacementcurveunderexternalload.Inthisstudy,thesecondmethodwillbeused.Therestofthispaperisorganizedasfollows:InSection2,theexpressionofdentresistancestiffnessofdoublecurvaturedshallowshellisobtainedundertheconcentratedloadconditionbasedontheshallowshelltheory.Thecriticalloadresultinginthelocaltrivialdentinthecenteroftheshallowshellisregardedastheimportantevaluatingindexforthedentresistanceoftheautomobileparts.ThisruleisappliedinSection2tothelightweightingdesignofbumpersystembyusinghighstrengthsteelinsteadofmildsteelwithcrashworthinesssimulation.Dentresistanceanalysisofdoublecurvaturedshallowshell DentresistancestiffnessanalysisofshallowshellShellwithmidsurfacecanbecharacterizedintothreefeatures:thicknessh,midsurfacedimensionL,curvatureradiusr,whichsatisfiesh/r_1.Whenthereexistsh/L_1,theshellcanbedefinedasthinshell.IfL/r_1isaddedbesidestheabovetwoconditions,thethinshellisregardedasshallowshell[10].AsFig.1shows,theplanex–yistheprojectionofthemidsurfaceofshallowshellalongthez-axis.SupposingMisanarbitrarypointonmidsurface,twoplanesQMN&PMNaremadeparallelingtocoordinateplaneOYZandOXZ,respectively.ThetwoedgesPMandQMcanberegardedapproximatelyasverticalbecauseofmidsurface_sflatness.Atthesametime,thelineMNisnormaltomidsurface.Thus,MN,QM,PMcanconstituteaperpendicularreferenceframeMPQN,whosedifferencefromorthogonalcoordinatesystemOXYZcanbeignored.AndPMandQMaredenotedbyaandb,thecurvilinealcoordinateofMPQN.AssumingtheZcoordinateofthepointMisz,theanalyticalequationofmidsurfaceisexpressedasfollows:(1)The