車橋設(shè)計說明書

汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運輸工具。汽車工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車業(yè)是一項資金密集、技術(shù)密集、人才密集、經(jīng)濟效益高綜合性強的產(chǎn)業(yè)。汽車驅(qū)動橋是汽車傳動系的一個重要系統(tǒng)，它影響著汽車的動力性和經(jīng)濟性。汽車驅(qū)動橋技術(shù)工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國汽車驅(qū)動橋市場的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點?？傮w而言，現(xiàn)在汽車向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展的趨勢，要求車橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長和低生產(chǎn)成本。設(shè)計中我參考國內(nèi)外汽車驅(qū)動橋設(shè)計結(jié)構(gòu)形式，并結(jié)合課題要求得到最終設(shè)計方案。我這次設(shè)計的任務(wù)是完成微型面包后橋總成的設(shè)計。我采用圓弧錐齒輪作為單級主減速器減速齒輪，配用圓錐行星齒輪差速器，半軸為半浮式支撐半軸，驅(qū)動橋采用非斷開式。由于自己的水平和能力有限，再加上沒有設(shè)計經(jīng)驗，因此在設(shè)計中還存在許多不足之處，希望老師不吝賜教，以便及時修改。設(shè)計者2011年5月第一章驅(qū)動橋設(shè)計方案擬定§1.1設(shè)計概述一、 驅(qū)動橋的組成在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件。驅(qū)動橋的基本功用1、將萬向傳動裝置傳來的轉(zhuǎn)矩通過主減速器，差速器半軸等傳到驅(qū)動車輪，實現(xiàn)降速，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、 通過差速器實現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)外車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向4、 承受作用于路面和車架或車廂之間的垂向力，縱向力和橫向力二、 驅(qū)動橋設(shè)計的基本要求1、 所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定條件下具有最佳的燃油經(jīng)濟性和動力性。2、 尺寸要小，保證有必要的離地間隙。3、 齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。4、 在各種轉(zhuǎn)速和負荷下具有高的傳動效率。5、 在保證足夠強度、剛度的要求下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。6、 差速器在保證左右驅(qū)動車輪能以汽車運動學(xué)要求的差速滾動外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷地傳遞給左右驅(qū)動車輪。7、 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。8、驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計應(yīng)盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、 部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求。

三、驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)方案分析驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動車輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨立懸架時，驅(qū)動橋應(yīng)為非斷開式。當(dāng)采用獨立懸架時，為保證運動協(xié)調(diào)，驅(qū)動橋應(yīng)為斷開式。非斷開式驅(qū)動橋（圖1-1a及圖1-1b）結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車、乘用車及多數(shù)的越野汽車上。但整個驅(qū)動橋?qū)儆诨上沦|(zhì)量，對汽車的平順性和降低動載荷不利。斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛時作用在車輪和車橋上的動載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性較好，大大增強了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計的合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。a b c圖1-1驅(qū)動橋的總體布置式簡圖a普通的非斷開式驅(qū)動橋，b帶有搖擺式半軸的非斷開式驅(qū)動橋， c斷開式驅(qū)動橋斷開式驅(qū)動橋（圖1-1c）:結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但它大大增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛時作用于車輪和車橋上的動載荷， 提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性較好，大大增加了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計得合理，可增中汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。這種驅(qū)動橋在轎車和高通過性的越野汽車上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。本設(shè)計根據(jù)所定車型及其動力布置形式（前置后驅(qū)）采用了非斷開式驅(qū)動橋?！?.2主減速器結(jié)構(gòu)形式的確定主減速器的結(jié)構(gòu)形式，主要是依據(jù)其齒輪類型和主動齒輪的安裝方法及減速形式的不同而異。一、主減速器傳動齒輪的類型1、 “格里森”或“奧利康”制螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪傳動；2、 圓柱齒輪傳動；3、渦輪渦桿。圖1-2螺旋錐齒輪傳動螺旋錐齒輪傳動（上圖）的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連接平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷、制造也簡單。但是，工作中噪聲大，對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。綜上述，本設(shè)計采用螺旋錐齒輪傳動。二、主減速器的減速形式主要有：單級主減速器、雙級主減速器、雙速主減速器、單級貫通式主減速器、

雙級貫通式主減速器、單級（或雙級）主減速器附輪邊減速器。由于單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低等優(yōu)點,因此，它廣泛地用在主減速比小于等于7的各種中、小型汽車上。點,根據(jù)本車總布置對傳動比的要求。本設(shè)計采用單級主減速器（下圖）圖1-3單機主減速器注：計算得本設(shè)計主傳動比為5.3V7（見主減速器參數(shù)確定）。

§1.3主減速器主、從動錐齒輪的支承方案一、主動錐齒輪的支承：分懸臂式支承和跨置式支承兩種。懸臂式：支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長度a,且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。支承剛度除了與軸承開式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。圖1-4主減速器主動錐齒輪支撐形式跨置式：增加支承剛度，減小軸承負荷，改善齒輪嚙合條件，增加承載能力，布置緊湊，但是主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。本設(shè)計選用懸臂式支撐。二、從動錐齒輪的支承支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。為了增加支承剛度，減小尺寸c+d；為了增強支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70%；為了使載荷均勻分配，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。輔助支承限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏圖1-5主減速器從動齒輪支撐形式圖1-6從動齒輪輔助支撐第二章參考車型選擇及基本參數(shù)確定參考汽車型號：比亞迪福萊爾，其技術(shù)參數(shù)如下:表2-1參考車型及主要參數(shù)基本參數(shù)福萊爾0.8L彖華型福萊爾0.8L標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)地國產(chǎn)國產(chǎn)整車總質(zhì)量(kg)720720外形尺寸3605*1468*14703605*1468*1470最高車速(km/h)118118變速器4擋AMT4擋MT軸距(mm)23002300前輪距(mm)12151215后輪距(mm)12001200離地間隙(mm)150150排量(L)0.7960.796最大功率(Kw)2929最大功率轉(zhuǎn)速50005000(rpm)最大扭距(N?m)6262最大扭距轉(zhuǎn)速45004500(rpm)發(fā)動機特有技術(shù)單頂置凸輪軸水冷前單頂置凸輪軸水冷驅(qū)動方式前置前驅(qū)前置前驅(qū)

基本參數(shù)福萊爾0.8L彖華型福萊爾0.8L標(biāo)準(zhǔn)型前懸掛類型滑柱擺臂式獨立懸架麥弗遜獨立懸架后懸掛類型螺旋彈簧式懸架螺旋彈簧式懸架前制動器類型盤式盤式后制動器類型鼓式155/65R13155是輪胎的寬度為155毫米65是輪胎的扁平率R代表鋼絲子午線鼓式前輪胎規(guī)格輪胎13是輪轂的直徑13英寸輪胎直徑155X0.65X2+13X25.4=531.7155/65R13后輪胎規(guī)格155/65R13155/65R13主傳動比（可供選擇）37:9（4.11）41:9（4.56）43:9（4.78）設(shè)計選擇參數(shù)如下：表2-2設(shè)計項目及參數(shù)項目基本參數(shù)額定功率：26.4Kw/5500r/min發(fā)動機（0.797）最大轉(zhuǎn)矩：52.6N.m/3500r/min變速器5速（手動）ig1=3.652ig2=2.08ig3=1.25 ig4=1 ig5=0.789車輪輪胎型號后輪45-12-8PR前輪45-12-8PR車輪滾動半徑（mm）8X25.4=20.32最高車速（km/h）100外形尺寸（mm）3505*1428*1860軸距（mm）2300前輪距（mm）1205后輪距（mm）1200第三章主減速器設(shè)計§3.1主減速器的基本參數(shù)選擇及設(shè)計計算§3.1.1主減速器基本參數(shù)的選擇一、主減速比/0的確定主減速比i0的大小，對主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸及質(zhì)量的大小影響很大，對汽車的動力性、燃油經(jīng)濟性有非常重大的影響，發(fā)動機的工作條i0i0對動力性的影響，圖給出了變

i01<i02<i03的情況下的汽車功率平(3-1)P=1(P+P+P)

e門wfj繪制的。式中：Pe一發(fā)動機功率；門L傳動系的機械效率；Pw—消耗在克服空氣阻力上的功率；Pf—消耗在克服道路阻力上的功率；Pj一功率儲備；窗明1不同i0時的汽車功輯衡圖圖i0應(yīng)按下式來確定:rn(3-2)i0=0.377__n^_

匕max'gH(3-2)式中：rr一車輪的滾動半徑，m；np一最大功率時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/min；Vamax一汽車的最高車速，km/h；igH一變速器最高檔傳動比。代入數(shù)據(jù)得in=0.377x°.2032、5500=5.28。加大功率儲備取L為5.30。0 100x0.795 0二、主減速器齒輪計算載荷的確定Tce(3-3))1、按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩Tce(3-3))kTkiii門Tce=―d_emax 1f0—n式中：Tce——計算轉(zhuǎn)矩，N?m;T 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，52.6N?mn——計算驅(qū)動橋數(shù)，n=1；if一分動器傳動比，i=1；i0——主減速器傳動比，"=5.30；n——變速器傳動效率，取n=0.9；k——液力變矩器變矩系數(shù)，K=1；Kd——由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù)， Kd=1；i1——變速器最低擋傳動比，i1=3.652；代入式（2-1），有：Tce=916.23N?m2、按驅(qū)動橋打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tj

(3-4)(3-4)式中:G2——汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷，后橋所承載G2=0.55X(660+750)X9.8=7599.9N的負荷(其中軸荷分配系數(shù)取0.55);中一一輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取中=0.85；對于越野汽車取1.0；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取1.25。r——車輪的滾動半徑，根據(jù)8X0.0254=0.2032得r=0.0.2032mnm，im——分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比，n瑟取0.9，由于沒有輪邊減速器im取1.0，所以Tcs=G2m2^rr=7599.9x0.55x1.2x0.85x0.232:0.9=1750.21N?m'm^m3、按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tfcc對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來確定：(3-5)T=i"n'f+f+fPm*m(3-5)式中：Ga——汽車滿載時的總重量，13818N；fR——道路滾動阻力系數(shù)，對于轎車可取0.010~0.015；在此取0.012；fH——汽車正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)，在此取 0.08；fp——汽車的性能系數(shù)在此取0；nm——主減速器主動齒輪到車輪之間的效率，取 0.9；im——主減速器從動齒輪到車輪之間的傳動比，取 1；

n 驅(qū)動橋數(shù)。所以Ga.r+Ga.r+fH+(3-6)=13818乂0.2°32Gw+0.08+0）頃0.78N?m1.0x0.9x1三、主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇1、 技術(shù)要求（1） 為了磨合均勻和得到理想的齒面重疊系數(shù)，并避免小齒輪根切和兩齒輪齒數(shù)有公約數(shù)，（2）為了得到理想的齒面重合度和高的齒輪彎矩強度， 主從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。（3）為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強度，對于轎車Z1不小于9，對于貨車Z]一般不小于6。（4） 當(dāng)主動比i0較大時，應(yīng)盡量使Z1取得少些，以便得到滿意的離地間隙。（5）對于不同的主傳動比，Z1和Z2應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇钆洹?、 齒數(shù)的選擇45=5.03、從動齒輪大端分度圓直徑D2和ms根據(jù)經(jīng)驗公式初選 D=kdT （3-7）式中k22為直徑系數(shù)，一般取13.0?16；Tc為從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，Tc=min[TceTcs]=864037N?m；代入數(shù)據(jù)得D2=152.4mms由下式計算根據(jù) m=-Z-2=3.38mm (3-8)2取3.5mm。另外m$還要滿足用下式校核：m=Km3Tc (3-9)式中：Km—模數(shù)系數(shù)，取Km=0.3?0.4；m=(0.3?0.4)X3：86437=2.86?3.81mm；m=3.5mm在此數(shù)值范圍內(nèi)，滿足要求。4、 主、從動齒輪的齒面寬七和知由公式螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪傳動大齒輪齒面寬 b,推薦不大于節(jié)錐矩A的0.3倍，即b<0.3A.b亦應(yīng)滿足b<10m。汽車主減速器螺旋錐齒輪亦推薦 b<0.155D2，D2為從動錐齒輪大端分度圓直徑。b=0.155D「23.62mm 圓整為b=24mm一般螺旋錐齒輪副的小齒輪寬度比大齒輪寬度大 10%，故小齒輪齒寬為27mm.5、 螺旋角Pm螺旋角齒輪的螺旋角是延齒變化的。較齒大端的螺旋角最大，通常所說的錐齒輪螺旋角是指輪齒中點的螺旋角，螺旋角的大小影響軸向重合系數(shù)，輪齒的強度和軸向力大小，重合系數(shù)e越大，同時參與嚙合的齒數(shù)越多，傳動愈平穩(wěn)，噪音愈低。一般螺旋角過大，齒輪的軸向力也較大，因此，螺旋角應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)闹睾隙认禂?shù)，一般主減速器的螺旋角在 35°~40。范圍內(nèi)，載重車為防止軸向力過大，一般采用 35。螺旋角。（對于雙曲面齒輪副，由于存在偏移距E,大小齒輪的螺旋角是不等的。其螺旋角為其平均值）。

設(shè)P-P=8為偏移角，平均螺旋角P設(shè)P-P=8為偏移角，平均螺旋角P=￡+Pmlm22則主動齒輪螺旋角可按下式確定:ml=250+ =3U。重合度就大，同時嚙合的齒數(shù)也越多，傳動就平穩(wěn)噪聲低。但是P過大，齒輪上受的軸向力也會過大。初選P=35。。6、螺旋角方向的確定錐齒輪螺旋角方向的選擇是根據(jù)設(shè)計要求的軸向力方向確定的，要求在前進檔時，主動齒輪軸向力的方向應(yīng)使小齒輪緊靠在支承上，即離開錐頂?shù)姆较?，這也是由大小齒輪相互分離的趨勢以防卡住。由于以上原因，一般若發(fā)動機為順時針旋轉(zhuǎn)，主減速器的主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋。7、法向壓力角a法向壓力角大一些可以增加輪齒強度，減少不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。轎車一般為19?；?0。，本設(shè)計取a=19?！?.1.2主減速器圓弧錐齒輪幾何參數(shù)計算表2-1 主減速器準(zhǔn)圓弧錐齒輪幾何尺寸計算用表（mm）序號項目代號公式、數(shù)值（1）小齒輪齒數(shù)Z19（2）大齒輪齒數(shù)Z245（3）模數(shù)m3.5（4）齒寬b1，b2b]=27，b2=24（5）齒頂高haha1=ha2=m=3.5（6）節(jié)圓直徑dd]=mz1=31.5d2=mz2=157.5（7）齒高hh]=h2=2.2m=7.7

序號項目代號公式、數(shù)值(8)齒根高hfhf1=hf2=1.2m=4.2(9)頂隙cc=0.2m=0.7(10)節(jié)錐距RR=d1/2sinY1=d2/2sinY2=80.38(11)節(jié)錐角Y1，Y2Y1=arctanzjz2=11.3°Y2=arctanz2/z1=78.7°(12)齒根圓直徑dfd=mZ一2.4mcosY=23.26d=mZ一2.4mcosY=155.85(13)齒頂圓直徑dada1=d]+2mcosY1=38.4da2=d2+2mcosY2=158.88(14)法向壓力角a19°(15)軸交角）z90°(16)螺旋角p35°(17)齒根角ef9f1=9f2=arctanhf/R=3°(18)齒頂角9a9a1=9彼=arctanha/R=2.5°§3.2主減速器螺旋錐齒輪強度計算在選好主減速器錐齒輪主要參數(shù)后，需按格里森公司推薦的表格或查用計算機軟件計算錐齒輪的幾何尺寸，之后進行強度計算，以保證其有足夠的強度和壽命。安全可靠的工作。輪齒的破壞形式有多種，常見的有輪齒折斷，齒面點蝕及剝落。齒面膠合，齒面磨損等，強度計算是檢驗設(shè)計可靠的方法之一，淡漠前強度計算的方法多時近似的。對于圓錐齒輪的驗算性的強度計算，因齒輪質(zhì)不同，其強度的計算方法也不同，一般主要是驗算輪齒的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力，彎曲強度表征輪齒的抗折斷能力，接觸強度表征齒面抗點蝕能力。一、單位齒長上的圓周力（3-10）式中：P一作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩七max和最大附著力矩G井rr兩種載荷工況進行計算，N；F—從動齒輪的齒面寬，mm。按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時：（3-11）dHmax七乂103P（3-11）且F2式中：TemaL發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，N.m；ig—變速器傳動比；d1—主動齒輪節(jié)圓直徑，mm代入數(shù)據(jù)計算：TyX婦TyX婦X103X2P— d1XF52.6x3.652x103x231.5x23.62=516.36N/mm（3-12）按最大附著力矩計算時:（3-13）_G2中rrX103

d2F（3-13）2代入數(shù)據(jù)得:1410x9.8x0.55x0.85x0.232x2x103p= =705.7N/mm138.5x23.62許用單位齒長上的圓周力[p](N/mm),見表3-4參數(shù)汽車類別p=Tix103/dF上 emaxg 2_G狎rrx103勺F2輪胎與路面的附著系數(shù)中I檔II檔直接檔轎車8935363218930.85工藝提高后1071.6?1116.25643.2?670.0385.2?401.251071.6?1116.25表3-4 許用單位齒長上的圓周力[p]N/mm在現(xiàn)代汽車設(shè)計中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長上的圓周力有時高出表3-4給出的許用值的20%?25%。二、輪齒的彎曲強度計算汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒的計算彎曲應(yīng)力為2x103TK0KKmKFzm2JN/mm2(3-14)式中：Tc—該齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，N.m；K0—超載系數(shù)，取1；虬一尺寸系數(shù)，K,=f法=0.36；Km一載荷分配系數(shù)，取1.0;Kv—質(zhì)量系數(shù)，取1；J一計算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，主動齒輪取 0.26，從動齒輪取0.24；從動齒輪的計算彎曲應(yīng)力為：①按Tc=min[Tce,Tcs]計算2x103X864.37xlx0.365x1.0

1x3.5x23.62x157.5x0.24=202.18N/mm2(3-15)②按Tcf計算2x103x280.5x1x0.365x1.0 =65.519N/mm21x3.5x23.62x157.5x0.24(3-16)主動齒輪的計算彎曲應(yīng)力為:(3-17)按T按T=min[t,T」計算時，T=Tcezi0%864.37=280.78N.m5.0x0.9b「2x1SX280.78x1xO.365x機技=197.89<211x3.5x26x0.26xMPa式中：、一超載系數(shù);m七一尺寸系，Ks=4：弟=。.36k—質(zhì)量系數(shù)；z一計算齒輪齒數(shù)J一計算彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)三、輪齒接觸強度計算小齒輪輪齒工作頻率高，且小齒輪曲率半徑較大齒輪的小，因此小齒輪的接觸強度較弱，故只校核小齒輪的接觸強度即可。按T=minT,T]計算MPV2800MP

按Tc=，尸計算。=CpJ&少oKsK皿Kfx103=1064.12MP(1750MP (3-18)JD1 KbJ aa式中cp為材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取232.6Jn/mm，其它同上。由以上計算可知：主減速器齒輪滿足使用要求?！?.3主減速器螺旋錐齒輪軸承的載荷計算一、齒面寬中點處的圓周力為P=竺=12.878 （3-19）D2m式中：T一作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，N.m；D2m—該齒輪齒面寬中點的分度圓直徑，mm；D2m=D2-b2siny2=134.34 （3-20）（3-21（3-21）°"2丁心KoKKKx103=1867.06J叫\(zhòng) KbJ1、從動齒面寬中點處的圓周力F22T式中：T——從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩。D2 從動齒輪齒面寬中點處的分度圓直徑，D=D-bsinyD2——從動齒輪分度圓直徑。b2——齒面寬。 y2——從動輪節(jié)錐角。D=D-bsiny(3-22)其值為廠 2T2x864.37F = 2D 134.34x10-3m2=12.87x104N主動齒輪：a——法向壓力角P——中點螺旋角。節(jié)錐角。 F——切向力。2、錐齒輪的軸向力和徑向力軸向力：F=「^(tgasiny+sinPcosy)=5.401X104徑向力：F=—(tgdcosy-sinPcosy)=3.539X103RPcosP從動齒數(shù)： a..p.y..F 同上(3-23)(3-24)軸向力： F=―￡^Gg以sin丫-sinPcosy)=3.407X103 (3-25)徑向力： F=———Gg以cosy+sinPsiny)=5.34X104 (3-26)RGcosP以上計算中，公式中的節(jié)錐角y,算小齒輪時用面錐角代替，算大齒輪使用根錐角代替。軸承A:徑向力:F(a+徑向力:F(a+b)￥F“(g+b)

a5.534x104(3-27)軸向力：F=5.401x104軸承B:徑向力:2=5.0955X10徑向力:2=5.0955X104(3-28)軸向力：零。軸承C:(3-29)(3-30)徑向力：j旦f+[M+ (3-29)(3-30)\Vc+dJVc+d2(c+d)?軸向力：FaG=3.407X103軸承D:Fr、2rFFDA2徑向力：』一^+-RG^—aGmA=6.738X104十Vc+dJVc+d2(c+d)J軸向力：零。§3.4齒輪材料的選擇汽車驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)嚴(yán)重的，與傳動系其它齒輪比較，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此，傳動系中的主減速器齒輪往往是個薄弱環(huán)節(jié)。驅(qū)動橋齒輪材料應(yīng)滿足如下要求：具有高的彎曲疲強度和票面接觸疲勞強度，齒面具有高的硬度而保證由高的耐磨性；輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷；剛才鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律要易控制；選擇齒輪材料要適應(yīng)我國情況，例如少用竦銘等合金鋼，選用錳、釩、硼、鈦等元素的合金鋼。汽車主減速器與差速器齒輪基本上都是用滲碳合金鋼制造。 我國目前用于制造主減速器錐齒輪的合金鋼是：18CrMnTi。22CrNiMo和16SiMn2WmoV,為拉減少竦銘元素的消耗，近年來我國采用新材料20MnVB和20MnTiB作為取動橋的齒輪材料。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量很高的硬化層， 有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而行不較軟，友好的韌性。因此，這種材料的彎曲強度，表面接觸強度合承受沖擊的能力較好。為改善新齒輪的磨合，防止其在運行初期出現(xiàn)早期磨損，采桑，角合伙鳥四，錐齒輪在熱處理及精加工后均作厚度為 0.005——0.020mm的磷化處理或鍍銅，鍍錫。對于滑動速度高的齒輪可滲硫處理，以提高其耐磨性。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，即使?jié)櫥瑮l件較差，也能防止齒面擦傷，咬死和膠合。第四章差速器設(shè)計§4.1差速器原理差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪、差速器殼體組成。如下圖所示。A、B分別為兩半軸齒輪與行星齒輪嚙合點，C為行星齒輪回轉(zhuǎn)中心，它們到差速器軸線的距離相等，當(dāng)行星齒輪隨差速器轉(zhuǎn)動時，三點圓周速度相等，此時差速器不起作用，而半軸角速度與差速器殼體的角速度相等。當(dāng)行星齒輪繞行星齒輪軸以角速度①自轉(zhuǎn)時，A、B兩點的線速度為wr=wr+3r wr=wr-wr 兩式相加有3+3=2w1 0c 2 0c 1 2 0即左、右兩半軸齒輪轉(zhuǎn)速之和總是等于差速器殼體轉(zhuǎn)速的2倍。在齒輪差速器中，由主減速器傳來的扭矩T o經(jīng)過差速器殼體行星齒輪傳給半軸齒輪，行星齒輪相當(dāng)于等臂杠桿，而兩半軸齒輪的半徑相等，當(dāng)行

星齒輪無自轉(zhuǎn)時，總是將扭矩T。平均分配給左、右兩半軸齒輪，即T]=T2=T°/2。如果行星齒輪自轉(zhuǎn)，設(shè)3]>32,設(shè)行星齒輪所受摩擦力距Tf與其轉(zhuǎn)向相反，此力矩使轉(zhuǎn)速快的半軸扭矩減小，使轉(zhuǎn)速慢的半軸扭矩增大。T1=*-f (4-1)T2=2?+f (4-2)但摩擦力矩與汽車的傳動扭矩相比，可忽略不計，因此可以認為無論兩半軸轉(zhuǎn)速是否相等，差速器都可將傳動扭矩平均分配到左，右兩半軸上?！?.2差速器的形式齒輪式差速器分為圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩大類，其中兩半軸齒輪直徑相等的稱為對稱式差速器，直徑不相等的稱為不對稱式差速器。不對稱式差速器只用在具有高越野性能汽車的各驅(qū)動橋之間，使驅(qū)動橋間扭矩的分配與該橋上鎖受載荷成正比。同一驅(qū)動橋上左、右驅(qū)動輪之間的差速器都為對稱式。其中對稱式圓錐齒輪差速器結(jié)構(gòu)簡單、效率高等優(yōu)點，且其工作性能可滿足一般要求，目前正被廣泛應(yīng)用。對稱式圓錐齒輪差速器，常以鎖緊系數(shù)表征差速器性能。0(4-3)0-0(4-3)0-f((4-4)T1+KT= T1-K1鎖緊系數(shù)K取決于內(nèi)摩擦力矩"一般K=0.05?0.15。§4.3普通錐齒輪差速器齒輪的設(shè)計一、差速器齒輪主要參數(shù)選擇1、普通錐齒輪差速器性行星的個數(shù)，n=2.2、行星齒輪背面的球面半徑 Rb，反映了差速器圓錐齒輪的大小和承載能力。R=KT=3.0x*864.37=28.58 （4-5）bb%dKb一行星齒輪球面半徑系數(shù) K「2.5?3.0.Td一差速器計算轉(zhuǎn)矩.（N.m）3、 錐齒輪的節(jié)錐矩A0A「（0.98?0.99）R「0.98x38=28.29mm4、齒輪齒數(shù)的確定為了時齒輪有較高的強度，其輪齒應(yīng)取較大模數(shù)，因此行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)盡量少，但一般不少于10個，半軸齒輪齒數(shù)采用14?25個，大多數(shù)汽車差速器的半軸齒屬于行星齒輪齒數(shù)比在 1.5?2.0范外內(nèi)，但應(yīng)指出，這里有一些裝配關(guān)系，即兩半軸齒輪齒數(shù)和應(yīng)是行星齒輪個數(shù)的整數(shù)倍，否則將不能裝配。行星齒輪齒數(shù) Z1=10半軸齒輪齒數(shù)Z2=155、模數(shù)及半軸齒輪分度圓的初步確定行星齒輪節(jié)錐角：『=5、模數(shù)及半軸齒輪分度圓的初步確定行星齒輪節(jié)錐角：『=arctan三=10=33.7。iZ152Z16半軸齒輪節(jié)錐角：1=arctan/= =56.3°Z131m-Z°sin1=1錐齒輪大端端面模數(shù):2A.,-^sin1=3.141Z 22(4-6)(4-7)(4-8)6、壓力角目前汽車差速器的齒輪大多采用22°30'壓力角，齒高系數(shù)等于0.8的齒形，最小齒數(shù)可減少到10。7、參數(shù)計算Z=10,1h*=0.8,z=15，2C*=0.3,ZsinaX=h*—1 =0.063maxa2C0S則變位系數(shù)a=22°30',m=3取0.061yX=—X=0.06行星齒輪半軸齒輪的幾何參數(shù)入表所示:項目行星齒輪半軸齒輪分度圓錐角yarctg—1=33.7°1Z2y2=56.3°分度圓直徑d1=mZ1=30mmd=mZ=45mm2齒頂高ha1a*+x1=2.58mmh2=h*+C*—x^m=3.3mm齒根圓直徑*+C*—氣)齒高錐矩齒根角齒頂角頂錐角根錐角df1=mZ1—2xmcosy1=24.31mmdf2=mZ2—2(hxmcosy=41.2mm*+C*—x2)=3.8mm-m:一,一cr&=—1—2+Z2=27mmtg0 =婦=7.6°f1 R9a1=6-3°y1=y1+0疽41.3°yf1=y1-0f1=26.1°?=22h*+C*m=3.8mmR=mtZ2+Z2=27mm2 2'1 2tg0=匕=7.6°f2R9a2=6.3°y2=y2+0f2=63.9°yf2=y2-9f2=48.7°8、行星齒輪軸直徑及支承長度的確定行星齒輪軸直徑：d=."叩'jo3=14.9（?。?（4-9）\L1&c^rd示中： T0一差速器設(shè)計要去傳遞的扭矩。（Nm）n—彳亍星輪個數(shù)5c一支承面許用擠壓應(yīng)力 （N/mm2）7一行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x（啞）支承長度L=1.1d 擠壓應(yīng)力忍98N/mm2d=9.6啞，取d=20血叫 L=22mm,二、差速器齒輪強度計算差速器齒輪工作情況與主減速器齒輪不同，差速器齒輪的齒從所結(jié)構(gòu)的限制，而成所得載荷有比較大，差速器齒輪只有在兩軸轉(zhuǎn)速不同是才有嚙和運動，因此對差速器齒輪，主要進行輪齒彎曲強度計算：(4-10)2Tkskm-八3(4-10)CWkvmb2d2nJ10式中：T一半軸齒輪計算扭矩n—彳亍星齒輪個數(shù)b2一半軸齒輪齒寬（?。ヾ2一半軸齒輪較大風(fēng)度圓直徑（?。?、、km、kv一修正系數(shù)，與主減速器齒輪計算相同。J一綜合系數(shù)，差得J=0.225（用滾切法在刨齒機上加工）_2Tkk 3_2x0.6x864.37x0.36x1.23C「kmb；d；nJ1 1x7.0x15x9x2x0.2251=878.1N/mm2<980N/mm2 （4-11）第五章半軸和橋殼的設(shè)計§5.1半軸設(shè)計一、 半軸的安裝型式半軸用來傳遞扭矩，其內(nèi)端有花鍵與半軸齒輪連接，外短鍛有凸緣或由花鍵與凸緣連接帶動車輪，一般為實心軸。半軸的安裝型式主要有：全浮式、半浮式和3/4浮式三種。全浮式半軸將驅(qū)動輪輪轂用兩個軸承支承載橋殼上，車輪中心現(xiàn)在量軸承中間，半軸不僅承受車重，有承受扭矩，這種型式多用于載重汽車和大轎車，故在本設(shè)計中被采用。半浮式半軸通過一個軸承試辦軸值承載橋殼內(nèi)，這種型式出受扭矩外，其外端還受彎矩，但其結(jié)構(gòu)簡單，可運于車中不大的轎車和輕型客貨車。3/4浮式試辦軸輪故只有一個軸承支承橋殼，車輪中心線之間有一段距離，因此半軸出手扭矩外，還受一部分彎矩。本設(shè)計選用半浮式半軸。二、 半浮式半軸的設(shè)計計算計算時首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況；1、縱向力X2（驅(qū)動力或制動力）最大時，其最大值為Zy，附著系數(shù)中在計算時取0.8,沒有側(cè)向力作用；2、 側(cè)向力Y2最大時，其最大值為Z291（發(fā)生汽車側(cè)滑時），側(cè)滑時輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)91在計算時取1.0，沒有縱向力作用；3、.垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的告訴通過不平路面時），其值為（Z-g）k，其中g(shù)為車輪對地面的垂直載荷，k為動載荷系數(shù)，這2wb w d時不考慮縱向力和側(cè)向力作用。半浮式半軸在上述第一種載荷工況下縱向力F2最大，側(cè)向力F2為0；此時垂向力F=m2G2/2=4559.94N，縱向力最大值F=F9=3647.95N，計算時m2取1.2，9=0.8。半軸彎曲強度應(yīng)力^和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力t為2+F2+F2Z2(5-1)(5-2)a為輪轂支撐軸承到車輪中心平面之間的距離。b=286.5MPaT=139.89MPa合成應(yīng)力b=32+4t2=400.45mpa側(cè)向力”f,2最大，縱向力氣2=0，此時意味著發(fā)生側(cè)滑外輪胎的垂直反力F2和內(nèi)輪胎上的垂直反力F2分別為F=G（0.5+匕中） （5-3）z2o 2 B1F2.=G2-F2 （5-4）式中，h為汽車質(zhì)心高度；B2為輪距；中1為側(cè)滑附著系數(shù)，計算時取1.0F2=5699.9NF=1900N外輪上的側(cè)向力Fy2o和內(nèi)輪上的側(cè)向力七2，分別為F/F2o中1Fy2二F2,中1這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力b0和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力b，分別為b=32（F20rr—F20a）=209.6024 （5-5）0 兀d3b=32（Fy2,rr—Fz2,a）=210.772 （5-6）i 兀d3汽車通過不平路面垂向力F2最大，縱向力F22為0，側(cè)向力Fy2也為0，此時垂直力最大值F2為F=-kG （5-7）z2 2 2式中，k為動載系數(shù)，轎車：k=1.75，貨車：k=2.0，越野車：k=2.5F2=6649.913N半軸彎曲應(yīng)力。為。=32%。=326.3MPa （5-8）ndxdxd半軸與半軸齒輪常用花鍵連接，一般采用鍵開鮮花鍵。半軸多用40Cr或40MB制造,在中、現(xiàn)行汽車上不少采用40或45號鋼制造，此時應(yīng)用中頻淬火，試辦軸具有適當(dāng)?shù)挠不瘜?，并在表面形成大的殘余?yīng)力，從而大大提高了半軸的靜扭強度和疲勞強度，這里采用45號鋼。三、半軸齒輪花鍵基本尺寸（見《機械設(shè)計手冊》第三卷）選用矩形花鍵，規(guī)格：NxdxDxB=6x21x25x5N——鍵數(shù)；d——小徑；D——大徑； B——鍵寬。鍵長有效長度L 57mm；作用齒槽寬最小值a血 2.0；鍵齒倒角C 0.3；鍵槽倒角a——0.2；配合公差：,H7d=21—f7D=25H10a10nuH11B=5——d11§5.2橋殼設(shè)計一、 技術(shù)要求驅(qū)動橋殼為一空心梁，它將車體上的重力傳到車輪并將作用在車輪上的牽引力、制動力、側(cè)向力傳給懸架、車架。驅(qū)動橋殼又是主減速器、差速器、半軸的裝配機體，制動器地板或制動鉗固定與其上。驅(qū)動橋殼除受上述作用力外，還受牽引或制動時產(chǎn)生的反作用轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下要求：保護裝與其上的傳東西部件和防止泥水進入；具有足夠的強度和使用壽命，質(zhì)量與要小；具有高的剛度，二保證主減速器齒輪嚙合的正常工作和不是半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；保證足夠的離地間隙；結(jié)構(gòu)工藝性好，陳本低；拆裝，保養(yǎng)，為許方便。二、 驅(qū)動橋殼型式和強度計算橋殼大體可分為可分式，整體式和組合式三種形式。1、 整體式橋殼的強度和剛度較大，主減速器拆裝，調(diào)整方便。整體式橋殼按制造工藝方法的不同，有可分為沖壓焊接式，擴張成型式和鑄造式三種。由于鋼板沖壓焊接式橋殼具有質(zhì)量小，工藝簡單，材料利用率高，抗沖擊性好，成本低等優(yōu)點，并使用與大批量生產(chǎn)，在輕型貨車和轎車上得到了廣泛的應(yīng)用，本次設(shè)計采用此種類型。2、 強度計算后橋殼在承受垂直載荷時（汽車前進式汽車產(chǎn)生側(cè)滑時）會產(chǎn)生垂直彎曲，汽車制動時，橋殼會產(chǎn)生水平彎曲，同時橋殼在工作是含要陳受扭矩作用。因此計算或橋殼的強度時，必須對它所受到的這些載荷進行分析，計算時通常把