SX4180型載貨汽車(chē)主減速器設(shè)計(jì)1

ISX4180型載貨汽車(chē)主減速器設(shè)計(jì)摘要本文首先簡(jiǎn)要介紹了載重汽車(chē)及其主減速器在國(guó)內(nèi)、國(guó)外發(fā)的展?fàn)顩r和形勢(shì)。接著介紹了主減速器的功用、總體構(gòu)造和結(jié)構(gòu)形式。接下來(lái)選擇了主減速器的一些參數(shù)，主要參數(shù)有主減速器傳動(dòng)比、主減速器的計(jì)算載荷及齒輪的參數(shù)等。最后對(duì)主減速器主要的零、部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算，并對(duì)部分零件進(jìn)行了工藝分析和三維實(shí)體造型。本文設(shè)計(jì)的主減速器是SX4180型汽車(chē)的主減速器。關(guān)鍵詞：汽車(chē)；主減速器。SX4180mainreducerdesigntypevehiclesAbstract Thispaperbrieflyintroducesthemainreducerandheavy-dutytruckindomesticandoverseasexhibitionsandthesituation.Thenitintroducesthemainreducer,generalstructureandfunctionstructureform.Thensomeofthemainreducerchoice,mainparametersisthemainparametersofthemainreducer,geartransmissiongearparameterscalculatedloadsandetc.Intheend,themainreducercomponentsdesignandcalculation,andtheprocessofpartsandthree-dimensionalmodelling. ThispaperdesignsthemainreduceristhemainreducerSX4180typecar.Keywords:automobile,Mainreducer.目錄摘要 IAbstract i1緒論 31.1主減速器發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì) 32主減速器的總體設(shè)計(jì) 52.1概述 52.2主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 92.2.1主減減速比的確定 92.2.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 92.2.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 122.2.4主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 172.2.5主減速器螺旋齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 212.2.6主減速器齒輪的材料及熱處理 242.3主減速器軸承的計(jì)算 242.3.1主減速器主從動(dòng)齒輪的受力分析 242.3.2主減速器軸承載荷的計(jì)算 252.4差速器 272.4.1差速器齒輪幾何尺寸的計(jì)算 282.4.2差速器行星齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 312.5半軸 322.5.1半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 322.5.2半軸的強(qiáng)度計(jì)算 332.6驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)計(jì)算 342.6.1整體式橋殼 342.6.2橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 343差速器十字軸叉的制造工藝 383.1軸類(lèi)零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求 383.2軸類(lèi)零件的毛坯和材料 393.3十字軸的制造工藝分析 403.4十字軸的制造工藝 414驅(qū)動(dòng)橋半軸的三維實(shí)體造型 43總結(jié) 45致謝 46參考文獻(xiàn)： 47附錄 481緒論1.1主減速器發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì)2004年7月，我國(guó)制定了新的驅(qū)動(dòng)橋噪聲標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，這個(gè)重要考核指標(biāo)在國(guó)內(nèi)的很多車(chē)橋廠都是一個(gè)重要課題，也是一個(gè)難于逾越的難題。噪聲的主要部分是齒輪的機(jī)械傳動(dòng)噪聲。齒輪產(chǎn)生噪聲的直接原因是：齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的撞擊聲、輪齒之間滑動(dòng)、摩擦力變化摩擦聲、齒輪加工誤差與剛性變化而引起的撞擊聲等。齒輪噪聲以波向空間傳來(lái)的僅是一小部分，而大部分則變成了后橋減速器強(qiáng)迫振動(dòng)的激振源,并經(jīng)軸、軸承、外殼使各部產(chǎn)生振動(dòng)，變成噪聲傳播。齒輪噪聲將隨著汽車(chē)的行駛狀態(tài)、速度、負(fù)荷的變化而變化，是隨著汽車(chē)速度的增加而單調(diào)的增加，在某一速度時(shí)呈最大值。降低齒輪噪聲的主要措施有：提高齒輪的裝配精度，盡量采用高內(nèi)阻材料，盡量采用粘度高的齒輪潤(rùn)滑油，采用低噪聲的齒輪結(jié)構(gòu)等等。國(guó)內(nèi)常用的主從動(dòng)齒輪是雙曲面齒輪，它發(fā)生根切的最少齒數(shù)較少（最少可為5個(gè)），又減小了主減速器殼外形輪廓尺寸，有利于車(chē)身布置和提高最小離地間隙。同時(shí)雙曲面齒輪的嚙合系數(shù)大，參加嚙合的齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承載能力大。缺點(diǎn)是雙曲面齒輪螺旋角較大，傳動(dòng)時(shí)軸向力大，易造成軸的支承定位件的損壞而引起軸向竄動(dòng)。嚙合面間相對(duì)滑動(dòng)速度大，接觸壓力大，摩擦面的油膜易被破壞，必須使用專(zhuān)門(mén)的雙曲面齒輪油。從車(chē)橋加速噪聲方面看，國(guó)內(nèi)一汽研磨齒、二汽精磨減速器齒輪，基本能滿(mǎn)足國(guó)家法規(guī)。從國(guó)際上同行業(yè)的車(chē)橋加速噪聲指標(biāo)來(lái)看，噪聲最低是美國(guó)，其次是德國(guó)、日本、法國(guó)，澳大利亞最是隨著汽車(chē)速度的增加而單調(diào)的增加，在某一速度時(shí)呈最大值降低齒輪噪聲的主要措施有：提高齒輪的裝配精度，盡量采用高內(nèi)阻材料，盡量采用粘度高的齒輪潤(rùn)滑油，采用低噪聲的齒輪結(jié)構(gòu)等等。國(guó)內(nèi)常用的主從動(dòng)齒輪是雙曲面齒輪，它發(fā)生根切的最少齒數(shù)較少（最少可為5個(gè)），又減小了主減速器殼外形輪廓尺寸，有利于車(chē)身布置和提高最小離地間隙。同時(shí)雙曲面齒輪的嚙合系數(shù)大，參加嚙合的齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承載能力大。缺點(diǎn)是雙曲面齒輪螺旋角較大，傳動(dòng)時(shí)軸向力大，易造成軸的支承定位件的損壞而引起軸向竄動(dòng)。嚙合面間相對(duì)滑動(dòng)速度大，接觸壓力大，摩擦面的油膜易被破壞，必須使用專(zhuān)門(mén)的雙曲面齒輪油。由于國(guó)家法規(guī)限制，客車(chē)廠家已積極要求全面采用磨齒減速器，對(duì)應(yīng)主從齒輪的噪聲要求更加嚴(yán)格。雖然現(xiàn)在一些國(guó)產(chǎn)載重汽車(chē)車(chē)橋是技術(shù)引進(jìn)或者是二次開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，代表著目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，但由于一直比較暢銷(xiāo)，在國(guó)家的政策法規(guī)還沒(méi)跟上的情況下，各廠家在質(zhì)量水平上進(jìn)步不大。從車(chē)橋加速噪聲方面看，國(guó)內(nèi)一汽研磨齒、二汽精磨減速器齒輪，基本能滿(mǎn)足國(guó)家法規(guī)。從國(guó)際上同行業(yè)的車(chē)橋加速噪聲指標(biāo)來(lái)看，噪聲最低是美國(guó)，其次是德國(guó)、日本、法國(guó)，澳大利亞最的長(zhǎng)齒齒輪，強(qiáng)度高，噪聲低，重量輕，承載能力強(qiáng)。2主減速器的總體設(shè)計(jì)2.1概述汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋位于偉動(dòng)系的末端，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，并使左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪具有汽車(chē)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而和車(chē)架或承載式車(chē)身之間的鉛垂力，縱向力和橫向力及其力矩。在一般的汽車(chē)結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器差速器，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件。對(duì)于各種不同類(lèi)型和用途的汽車(chē)，正確地確定上述機(jī)件的結(jié)構(gòu)型式并成功地將它們組合成一個(gè)整體驅(qū)動(dòng)橋，乃是設(shè)計(jì)者必須首先解決的問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的懸架結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)。當(dāng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車(chē)和少數(shù)的轎車(chē)上，采用的是非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼相當(dāng)于一根聯(lián)接左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的剛必空心梁，而主減速器，差速成器及半軸都裝在其中。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼多采用整體式的，也可以采用可分式的，但由于后者在維修，調(diào)整主減速器時(shí)拆裝很不方便，幫已很少采用。有些汽車(chē)為了提高其行駛平順性而采用獨(dú)立懸架時(shí)，則配以斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。這種驅(qū)動(dòng)橋無(wú)剛性整體橋殼，有單獨(dú)鉸節(jié)式和雙鉸節(jié)式，且其主減速成器安裝在車(chē)架或承載式車(chē)身上，而兩面三刀側(cè)車(chē)輪則與車(chē)架或承載式車(chē)身作彈性聯(lián)接，并可彼此獨(dú)立地分別相對(duì)于車(chē)架或承載式車(chē)身做上下擺動(dòng)，這樣就要求左右半軸及其相應(yīng)外殼作相應(yīng)的擺動(dòng)，因此又稱(chēng)為還有擺動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋。汽車(chē)傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，并使之適應(yīng)于汽車(chē)行駛的需要。在一般汽車(chē)的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器還有能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車(chē)行駛要求間的矛盾和結(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(chē)上是縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器來(lái)解決左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的差速要求及轉(zhuǎn)矩分配問(wèn)題。其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)公在于通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)呐艙鯏?shù)目及各擋傳動(dòng)比，以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性能適應(yīng)汽車(chē)在各種行駛陰力下對(duì)動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性的要求，而驅(qū)動(dòng)橋主減速成器的功用則在于當(dāng)變速器處于最高擋位時(shí)，使汽車(chē)有足夠的牽引力，適當(dāng)?shù)淖罡哕?chē)速和良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。為此，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)橋的主減速器作進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，為了使汽車(chē)傳動(dòng)系設(shè)計(jì)得合理，首先必須選擇好傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)貙⑵浞峙浣o變速器和驅(qū)橋，后才的減速成比稱(chēng)為主減速成比。當(dāng)變速器處于直接擋位置時(shí)，汽車(chē)的動(dòng)力性及燃料經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速成比。在汽車(chē)的總布置時(shí)，汽車(chē)的動(dòng)力性及燃料經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速成比。在汽車(chē)的總布置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)該車(chē)的工作條件及發(fā)動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系，輪胎等到的有關(guān)參數(shù)，選擇合適的主減速成比來(lái)保證汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性的燃料經(jīng)濟(jì)性。采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法使用權(quán)傳動(dòng)系各傳動(dòng)比與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)作最佳匹配，可得到最佳效果。國(guó)外一些大的汽車(chē)制適廠，常常將某一型號(hào)的汽車(chē)設(shè)計(jì)成具有幾種主減速成比供選擇，以滿(mǎn)足不同使用條件及變形車(chē)的需要。由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高，汽車(chē)自身質(zhì)量的減小及路面狀況的改病況善，主減速比有往減小方向發(fā)展的趨勢(shì)。選擇主減速成比時(shí)要考慮到使汽車(chē)既能滿(mǎn)足高速行駛的要求，又能在常用的速度蕩圍內(nèi)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小燃料消耗量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)壽命并改善振動(dòng)及噪聲的特性等。汽車(chē)在行駛過(guò)程中所遇到的道路情況是千變?nèi)f化的。此外，汽車(chē)本身在空，滿(mǎn)載時(shí)，尤其是單車(chē)空載與汽車(chē)列車(chē)滿(mǎn)載之間的載荷變化是非常大的。為了擴(kuò)大汽車(chē)對(duì)這些不同使用條件的適應(yīng)范圍，除了常見(jiàn)的具有惟一固定主減速成比的單速成主減速成器外，在某些重型汽車(chē)上有時(shí)將主減速成器做成雙速成的。雙速成主減速成器具有兩面三刀個(gè)固定主減速比，并可根據(jù)汽車(chē)行駛條件來(lái)選擇擋位。它既可得到大的主減速成比，同時(shí)與變速器配合又可得到所謂多擋變速，以便提高汽車(chē)在不同使用條件下的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。隨著大型汽車(chē)列車(chē)向著長(zhǎng)途運(yùn)輸方向的發(fā)展，采用雙速主減速成器的汽車(chē)將愈來(lái)愈多。最簡(jiǎn)單最常見(jiàn)的是由一對(duì)螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪組成的單級(jí)主減速成器。在大型汽車(chē)上，為了得到大的主減速比，同時(shí)又不不減小離地間隙，常采用另加一對(duì)斜齒圓柱齒輪或行星齒輪系的雙級(jí)主減速成器的方法。不少重型汽車(chē)為了進(jìn)一步增大驅(qū)動(dòng)橋的減速成比，甚至增設(shè)輪邊減速成器。在英國(guó)有不少的公共汽車(chē)采用了蝸輪式單級(jí)主減速成器。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時(shí)，左，右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程是不相等的，因此其轉(zhuǎn)達(dá)速成也應(yīng)不同。另外，即使用權(quán)汽車(chē)在平坦路面上直線(xiàn)行駛使左，右車(chē)輪選種相同，有時(shí)也會(huì)由于輪胎外徑的制造誤差，胎面磨損程度，輪胎氣壓或輪胎負(fù)荷等到的不同，而引起它們的滾動(dòng)半徑不相等，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速也不相同。因此，要求驅(qū)動(dòng)橋在傳遞轉(zhuǎn)矩給左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的同時(shí)，能使用它們以適應(yīng)上述運(yùn)動(dòng)學(xué)要求的不同的角速度旋轉(zhuǎn)。這一要求是由差速成器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，在各種汽車(chē)上都得到了廣泛的應(yīng)用。如果不計(jì)其不大的內(nèi)摩擦，則這種子差速成器是將轉(zhuǎn)達(dá)矩平均地分配到左，右半軸上。因此，裝用這種簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的汽車(chē)，當(dāng)左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與道路的附著系數(shù)不同縣城一個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)而失去牽引力時(shí)，另一個(gè)附著好的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪也將喪失牽引功能。在這種情況下，為了提高越野汽車(chē)的通過(guò)能力，可采用差速成鎖將左，右半軸鎖在一起；或采用具有高摩擦，則這種差速成器是將轉(zhuǎn)矩平均地分配到左，右半軸上。因此，裝用這種簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速成器的汽車(chē)，當(dāng)左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與道路的附著系數(shù)不同且一個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)而失去牽引力時(shí)，另一個(gè)附著好的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪也將喪失牽引功能。在這種情況下。為了提高越野汽車(chē)的通過(guò)能力，可采用差速鎖將左，右半軸鎖在一起；或采用具有高摩擦副的凸輪式，蝸輪工和帶有摩擦片的齒輪式以及自由輪式等自鎖式差速器，以便使驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)矩盡可能多地傳給不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，以充分利用這一驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的附著力，來(lái)產(chǎn)生足夠的牽引力，使汽車(chē)能夠繼續(xù)行駛。驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置的功用在于將轉(zhuǎn)矩由差速成器傳到驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是根據(jù)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式和是否為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋而定。如果是轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，則必須在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置中安裝等速成萬(wàn)向節(jié)。帶有擺動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋，其驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置中也要采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)。在普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋上，如果驅(qū)動(dòng)車(chē)輪不是轉(zhuǎn)向輪，則車(chē)輪直接由聯(lián)接差速成器和輪轂的半軸來(lái)驅(qū)動(dòng)。這時(shí)，半軸由于其外端支承的不同而承受不同的載荷。根據(jù)所承受載荷的不同，半軸分為全浮式，半浮式和3/4浮式三種。由于引起彎矩的所有載荷都經(jīng)過(guò)這些軸承傳遞，因此半軸只承受轉(zhuǎn)矩，但實(shí)際上由于加工精度及裝配精度的影響及橋殼，軸承等的支承剛度不足等原因，使全浮式半軸在使用條件下，仍可能承受不大的，可忽略不計(jì)的彎矩。具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高，幫它只通知在質(zhì)量較大的汽車(chē)上，而轎車(chē)則采用半浮式和3/4浮工半軸以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減小驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量及降低制造成本。半浮式半軸的外端支承在位于橋殼內(nèi)的軸承上。因此，它不公承受轉(zhuǎn)矩，而且承受作用于車(chē)輪與路面間的鉛垂力，縱向力，橫向力所引起的彎矩。3/4浮式半軸的支承關(guān)系與全浮式是一樣的，只是輪轂用一個(gè)軸承支承在橋殼上，這時(shí)由于輪轂的支承剛度較差，因此半軸不公承受轉(zhuǎn)矩，而且承受部分彎矩，后者的大小依半軸剛度和軸承支承剛度的比例大小及安裝尺寸因素而定。驅(qū)動(dòng)橋不公是汽車(chē)的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，而且也是汽車(chē)的行走機(jī)構(gòu)，還起著支承汽車(chē)荷重的作用。車(chē)架或車(chē)廂以及它們所承受的載荷等汽車(chē)簧載質(zhì)量驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)效率，主要取決于其齒輪嚙合及軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦損失和泣滑油擾動(dòng)，飛油引起的功率損失。除齒輪精度及支承剛度外，正確選擇泣滑油可減小齒面的摩擦損失，改善嚙合；除轉(zhuǎn)速影響外，正確選擇軸承的尺寸及型號(hào)，間隙或預(yù)緊度，改善泣滑等是減小軸承摩擦損失的有效措施；除主減速?gòu)膭?dòng)齒輪輪緣的寬度，切線(xiàn)速成度及泣滑油粘度的影響外，選擇合理的油面高度，可控制泣滑油的擾動(dòng)，飛油引起的功率損失，這些都是減小驅(qū)動(dòng)橋的功率損失，提高其傳達(dá)室動(dòng)效率的主要因素。橋殼的剛度對(duì)主減速器齒輪的趴合狀況及其他傳動(dòng)件尤其是半軸的工作狀況有很大影響。驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證汽車(chē)在大修里程內(nèi)除允許更換油封外，驅(qū)動(dòng)橋的其他零件能可靠地工作。驅(qū)動(dòng)橋橋殼及其他其本零件應(yīng)能無(wú)更換且有效地工作到汽車(chē)報(bào)廢為止。上面介紹了驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成及功用，分析了其工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求，也論述了發(fā)展趨勢(shì)。這里應(yīng)指出，對(duì)不同用途的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式雖然可以各不相同，但在使用中對(duì)它們的基本要求卻是一致的。綜上所述，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的基本要求可以歸納為以下幾點(diǎn)：所選擇的主減速成比應(yīng)能滿(mǎn)足汽車(chē)在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性；當(dāng)柄人驅(qū)動(dòng)車(chē)輪以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)且連續(xù)不斷地傳遞到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上；當(dāng)左，右兩驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的附著系數(shù)不同時(shí)，應(yīng)能充分利用汽車(chē)的牽引力；能承受和傳遞路面與車(chē)架或車(chē)廂之間的鉛垂力，縱向力和橫向力及其力矩；驅(qū)動(dòng)橋各零部件在強(qiáng)度高，剛性好，工作可靠及使用壽命長(zhǎng)的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量小，特別是非非懸掛質(zhì)量應(yīng)盡量減小，以減小不平路面給驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車(chē)的平順性；輪廓尺寸不大，以便于汽車(chē)的總布置及與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)；齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件工作平穩(wěn)，無(wú)噪聲或低噪聲；驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)能尺量滯零件的標(biāo)準(zhǔn)化，部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車(chē)變型的要求；在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修理，保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易。“可靠性”作為產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)措施的一個(gè)最重要的指標(biāo)，早已受到世界各工業(yè)國(guó)家的高度重視，以提高產(chǎn)品可靠性為目的的“可靠性設(shè)計(jì)”是近期發(fā)展起來(lái)并得到推廣應(yīng)用的一門(mén)專(zhuān)門(mén)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法；而“最優(yōu)化設(shè)計(jì)”是在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法，綜合各方面因素，以“人機(jī)配合”方式或“自動(dòng)探索”方式，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的半自動(dòng)或自動(dòng)設(shè)計(jì)，以選出在現(xiàn)有工程條件下的最佳設(shè)計(jì)方案，保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的性能，減小體積和質(zhì)量，降低工程造價(jià)的一種子現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。本書(shū)是作繭自縛為介紹汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋與從動(dòng)橋的常規(guī)設(shè)計(jì)理論與方法的教材，由于篇幅限制，不可能包羅一切現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，但可靠性設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)以及有限元分析和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，一定會(huì)在汽車(chē)設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用與推廣，這方面內(nèi)容的詳細(xì)介紹。2.2主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算主減速比io，驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)確定。2.2.1主減減速比的確定主減速比io的大小，對(duì)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。主減速比io的選擇，應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和偉動(dòng)系的總傳動(dòng)比一起，由汽車(chē)的整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。正如傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比及其變化范圍為設(shè)計(jì)傳動(dòng)系組成部分的重要依據(jù)一樣，驅(qū)動(dòng)橋的主減速比io是主減速器的設(shè)計(jì)依據(jù)，是設(shè)計(jì)主減速器時(shí)的原始參數(shù)。主減速比由條件給出io＝6.332.2.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定除了主減速比io及驅(qū)動(dòng)橋離地間隙外，另一項(xiàng)原始參數(shù)便是主減速器齒輪的計(jì)算載荷。由于汽車(chē)行駛時(shí)傳動(dòng)系載荷的不穩(wěn)定性，因此要準(zhǔn)確地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)系最低擋傳動(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)和越野汽車(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)力的載荷，即：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)齒輪之間傳動(dòng)系的最低擋傳比；－傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，?。?.9－由于“猛接合”而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車(chē)，礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力偉動(dòng)及自動(dòng)變速的各類(lèi)汽車(chē)?。?；當(dāng)性能系數(shù)fp<0時(shí)可?。?，或由實(shí)驗(yàn)決定n－該汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；G2－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)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，取于越野汽車(chē)，取；對(duì)于安裝專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē)，計(jì)算時(shí)可?。?chē)輪的滾動(dòng)半徑分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比。由式（3-10），式（3-11）求得的計(jì)算載荷為最大黑心矩，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，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車(chē)一般在高速輕載條件下工作，而礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)則常在高負(fù)荷低車(chē)速條件下工作，沒(méi)有簡(jiǎn)單的公式可算出汽車(chē)的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。但對(duì)于公路車(chē)國(guó)內(nèi)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)所謂平均比牽扯引力的值來(lái)確定，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩：式中：－汽車(chē)滿(mǎn)載總重量－所牽引的掛車(chē)的滿(mǎn)載總重量，但公用于牽引的計(jì)算；－道路滾動(dòng)陰力系數(shù)，計(jì)算時(shí)對(duì)于轎車(chē)可取＝0.010~0.015；對(duì)于載貨汽車(chē)可取0.015~0.020;對(duì)于越野汽車(chē)可取0.020~0.035;－汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車(chē)取0.08載貨汽車(chē)和城市公共汽車(chē)取0.05~0.09；對(duì)長(zhǎng)途公共汽車(chē)取0.06—0.10；對(duì)越野汽車(chē)取0.09－0.30－汽車(chē)或汽車(chē)列車(chē)的性能系數(shù)；＝當(dāng)時(shí)，?。?2.2.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇在選定主減速比，主減速器的減速形式，齒輪類(lèi)型及計(jì)算載荷以后，可根據(jù)這些已知參數(shù)選擇主減速器齒輪的最主要的幾項(xiàng)參數(shù)。1）主，從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇對(duì)于單級(jí)主減速器，首先應(yīng)根據(jù)的i0的大小選擇主減速器主從動(dòng)齒輪的齒數(shù)Z1,Z2為了磨合均勻，之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車(chē)應(yīng)不小于40，對(duì)于轎車(chē)英不小于50。當(dāng)較大時(shí)，則盡量Z1取得小，以得到滿(mǎn)意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。當(dāng)≥6時(shí)，Z1可取其最小值并等于5，但為了蹌合平穩(wěn)及擔(dān)高疲勞強(qiáng)度，Z1最好大于5。當(dāng)較小時(shí)，Z1可取為7－12，但這時(shí)常常會(huì)因主，從動(dòng)齒輪齒數(shù)太多，尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙。表2-1：傳動(dòng)比（）推薦的主動(dòng)齒輪最小齒數(shù)（）主動(dòng)齒輪齒數(shù)允許范圍（）2.01715－192.51512－163.01110－143.5109－124.098－104.587－95.076－96.065－87.065－78.055－62）從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇主減速器螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，可根據(jù)該齒輪的轉(zhuǎn)矩，并取兩式計(jì)算結(jié)果中的小者作為計(jì)算依據(jù)，按經(jīng)驗(yàn)公式選出：式中：－從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm;－直徑系數(shù)，?。?3～16;－計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N；取，中較小者。當(dāng)以I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)值中的較小值，即：或在式中：-發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；-變速器I擋傳動(dòng)比-主減速比；從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑選定后，可按算出大端端面模數(shù)取，并用下工較核：所以滿(mǎn)足要求，則。式中：-齒輪大端端面模數(shù)，mm;-模數(shù)系數(shù)，取=0.3～0.4；-從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按式(3-10)，(3-11)求得，并到其中的較小值。對(duì)于載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)，也可以按主減速器主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩預(yù)選該齒輪的大端端面的模數(shù)m：式中：-主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，。以上介紹的驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的預(yù)選方法，都是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比或當(dāng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)作用在主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。然而，這兩種載荷工況都屬于極端情況，不能代表齒輪在實(shí)際工作中的正常持續(xù)載荷。從齒輪的疲勞壽命計(jì)算來(lái)看，更合理的算法應(yīng)該是根據(jù)式(3-12)所示的齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩來(lái)確定一般汽車(chē)齒輪所需要的最小尺寸。3）螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪齒寬F的選擇通常推薦圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)從動(dòng)齒輪的齒寬F為其節(jié)錐距的0.30倍，即F=0.30，但F不應(yīng)超過(guò)端面模數(shù)m的10倍，即F。對(duì)于汽車(chē)工業(yè)，主減速器圓弧齒錐齒輪推薦：F=0.155=0.155×380=58.9式中：-從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，齒面寬過(guò)大和過(guò)小，都會(huì)降低齒輪的強(qiáng)度和壽命。齒面寬大于上述規(guī)定，不但不能提高齒輪的強(qiáng)度和耐久性，還會(huì)給制造帶來(lái)困難。因?yàn)辇X面寬的加大只能從延長(zhǎng)小端著手，輪齒延長(zhǎng)的結(jié)果使小端齒溝變窄，結(jié)果使切削刀頭的頂面寬或刀盤(pán)刀頂距過(guò)窄及刀尖的圓角過(guò)小，這樣不但關(guān)小了齒根圓角半徑從而加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。如果在安裝時(shí)有位置偏關(guān)或由于制造，熱處理變形等原國(guó)，使齒輪工作時(shí)負(fù)荷集中于輪齒小端，則易引起小端的過(guò)早損壞和疲勞。另外，齒面寬過(guò)大也會(huì)引起裝配空間的減小。一般習(xí)慣是使螺旋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端都超出一些。通常中小輪的齒面寬加大10%較為合適。小齒輪輪齒的這種加長(zhǎng)，改善了小齒輪輪齒強(qiáng)度，因而允許小齒輪輪齒略減薄，大齒輪輪齒略加厚，這樣會(huì)給加工帶來(lái)好處，因?yàn)樾↓X輪輪齒減薄，允許采用刀頂距寬的小齒輪刀盤(pán)，同時(shí)保證了大小齒輪間的強(qiáng)度均衡。另外，由于雙曲面齒輪的幾何特性，雙同面小齒輪齒面寬比大齒輪齒面寬要大。而汽車(chē)差速器行星齒輪的齒面寬一般比半軸齒輪的齒面寬要小。4）螺旋角的選擇螺旋角齒輪與雙曲面齒輪的螺旋角是在節(jié)錐表面的展開(kāi)圖上定義的。螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的螺旋角是沿節(jié)錐齒線(xiàn)變化的，大端的螺旋角較大，小端的螺旋角較小，齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角齒輪的中點(diǎn)螺旋角，也是該齒輪的名義螺旋角。螺旋錐齒輪傳動(dòng)主，從動(dòng)齒輪的中點(diǎn)螺旋角或多聽(tīng)話(huà)螺旋角是相等的。而對(duì)于雙曲面齒輪傳動(dòng)，由于主動(dòng)齒輪相對(duì)于從動(dòng)齒輪有了偏移距，使主，從動(dòng)齒輪的名義螺旋角不相等，主動(dòng)齒輪的大，從動(dòng)齒輪的小。選擇齒輪的螺旋角時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù)，輪齒強(qiáng)度和軸向力的大小的影響。汽車(chē)減速器錐齒輪的螺旋角多在=范圍內(nèi)。轎車(chē)應(yīng)選用較大值，以保證有較大的重疊系數(shù)，以使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。載貨汽車(chē)選用較小值以防止軸向力過(guò)大。通常，螺旋錐齒輪用的居多。“格里森”制推薦用下式來(lái)近似地預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值：式中：-主動(dòng)齒輪的名義螺旋角的預(yù)選值；E-雙曲面齒輪的偏移距，mm;對(duì)于螺旋齒輪取E=0。對(duì)于“格里森”制圓弧齒螺旋錐齒輪，預(yù)選后尚需用刀號(hào)來(lái)加以較正。首先要求出近似刀號(hào)：近似刀號(hào)=式中：-主從動(dòng)齒輪的齒根角，以“分”表示。按近似刀號(hào)選取與其最接近的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)反算螺旋角：最后選用的與之差不大于5)螺旋方向的選擇螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪的螺旋方向指的是輪齒節(jié)錐齒線(xiàn)的曲線(xiàn)彎曲方向，分為“左旋”與“右旋”兩種。判斷左，右旋向時(shí)應(yīng)從齒輪錐頂對(duì)著其齒面看去，如果輪齒從小端至大端的走向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，則稱(chēng)為右旋齒，反時(shí)針則稱(chēng)為左旋齒。主，從動(dòng)齒輪的螺旋方向是不同的。螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪在傳動(dòng)暑氣產(chǎn)生的軸向力，其方向取決于齒輪的螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向。判斷齒輪的旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針還是反時(shí)針時(shí)，要向齒輪的背面看去。而判斷軸向力的方向時(shí)，則可用左，右手法則判斷，左旋齒輪的軸向力的方向用左手法則判斷旋齒輪的軸向力的方向用右手法則判斷。判斷時(shí)伸直拇指向?yàn)檩S向力的方向，而其他手指所致起來(lái)后的指向就是齒輪旋轉(zhuǎn)方向。6）法向壓力角的選擇加大壓力角可以提高輪齒的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)。但對(duì)尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降。所以對(duì)輕負(fù)荷齒輪一般采用上壓力角，使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對(duì)“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來(lái)說(shuō)，規(guī)定轎車(chē)選用或的法向壓力角貨汽車(chē)選用壓力角型載貨汽車(chē)可選用壓力角。而“奧利康”制無(wú)偏見(jiàn)使用新的EN型標(biāo)問(wèn)候語(yǔ)銑刀盤(pán)時(shí)，使用舊的TC型標(biāo)問(wèn)候語(yǔ)刀盤(pán)時(shí)，取。對(duì)雙曲面齒輪來(lái)說(shuō)，雖然大齒輪輪齒兩側(cè)齒形的壓力角是相等的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角不相等，因此，其壓力角按平均壓力角考慮。在車(chē)輛驅(qū)動(dòng)橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動(dòng)中，轎車(chē)選用均壓力角貨汽車(chē)選用的平均壓力角。當(dāng)小齒輪齒數(shù)時(shí)平均壓力角則選用雙曲面小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角如自然形成不相等時(shí)，則齒輪副在正反兩個(gè)方向放轉(zhuǎn)時(shí)的蹌合線(xiàn)長(zhǎng)度是一樣的。而人為地控制使壓力角不相等時(shí)，可使正，反兩方向秘轉(zhuǎn)時(shí)的蹌合線(xiàn)長(zhǎng)度不相等。近年來(lái)的趨勢(shì)是減小驅(qū)動(dòng)側(cè)壓力角，以增大該側(cè)的蹌合線(xiàn)長(zhǎng)度。這種做法增大了重疊系數(shù)，因而改善了傳動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，降低了噪音。通常，在無(wú)明顯根切的重要依據(jù)下使小齒輪輪齒凹面壓力角比其自然形成的壓力角減小，可顯著改善傳動(dòng)性能。但任何時(shí)候都不應(yīng)把驅(qū)動(dòng)側(cè)的壓力角減小到使軸向力將小齒輪推向大齒輪。驅(qū)動(dòng)側(cè)的壓力角不得小于。為了避免非工作面壓力角過(guò)大，現(xiàn)代轎車(chē)用的“格里森”制雙曲面齒輪的平均壓力角為。當(dāng)雙曲面齒輪壓力角較自然形成的壓力角相差以上或小齒輪輪齒兩側(cè)壓力角之差達(dá)以上時(shí)，應(yīng)檢查是否產(chǎn)生根切。延伸外擺線(xiàn)齒雙曲面齒輪刀盤(pán)的刀齒平均壓力角為或。2.2.4主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的基本參數(shù)確定以后，即可分別按其計(jì)算用表進(jìn)行幾何尺寸計(jì)算。汽車(chē)主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算步驟：1）主動(dòng)齒輪齒數(shù)=62）從動(dòng)齒輪齒數(shù)=383）節(jié)圓直徑4）齒面寬F齒工作高；見(jiàn)表2-2主動(dòng)齒輪齒數(shù)567891011從動(dòng)齒輪最小齒數(shù)3534333231302926法向壓力角齒工作高系數(shù)1.4301.5001.560501.6801.6951.700齒全高系數(shù)1.5881.6661.7331.7881.8321.8651.8821.888大齒輪齒頂高系數(shù)0.1600.2150.2700.3250.3800.4350.4900.520取，則：齒全高查表（1）得，則：法向壓力角軸交角節(jié)錐角10）節(jié)錐距11）周節(jié)12）齒頂高13）齒根高徑向間隙15）齒根角16）面錐角17）根錐角18）外圓直徑19）節(jié)錐頂至齒輪外緣距離20）理論弧齒厚表2-367891011300.9110.9570.9750.9971.0231.053400.8030.8180.8370.8600.8880.948500.7480.7570.7770.8280.8840.946600.7150.7290.7770.8280.8830.945查表（3）得，則：21）齒側(cè)間隙表2-4端面模數(shù)齒側(cè)間隙低精度高精度8.47~10.150.381~0.6350.254~0.33010.15~12.70.508~0.7620.305~0.40612.7~14.50.508~1.0160.356~0.45714.5~16.90.635~1.1430.406~0.55916.9~20.30.889~1.3970.457~0.66020.3~25.41.143~1.6510.508~0.762查表（4）得：22）螺旋角在一般情況下主動(dòng)齒輪為左旋從動(dòng)齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢(shì)。23）驅(qū)動(dòng)齒輪為小齒輪24）旋轉(zhuǎn)方向向齒輪背面看去，通常主動(dòng)齒輪為順時(shí)針，從動(dòng)齒輪為反時(shí)針。2.2.5主減速器螺旋齒輪的強(qiáng)度計(jì)算1）單位齒輪長(zhǎng)充上的圓周力即：，滿(mǎn)足要求式中：P-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種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N；-從動(dòng)齒輪的齒面寬，；-變速器傳動(dòng)比；-主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，；2）齒輪的彎曲強(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：選取齒輪的材料為滲碳鋼，則：即：齒輪的彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求式中：-該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；對(duì)于從動(dòng)齒輪，按(見(jiàn)式3-10和3-11中較小者)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；-超載系數(shù)，見(jiàn)式3-11下的說(shuō)明；-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)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，為1.00～1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，為1.10～1.25。支承剛度大時(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)算齒輪的齒面寬，mm；-計(jì)算齒輪的齒數(shù)；-端而模數(shù)，mm；-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)。載荷作用點(diǎn)的位置，載荷在齒間的分布，有效齒面寬，應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對(duì)彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)本應(yīng)采用輪齒中點(diǎn)圓周力與中點(diǎn)端面模數(shù)，今用大端數(shù)值，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。3）輪齒齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算圓錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力為：由于材料的接觸強(qiáng)度為：，則：即：齒輪的接觸強(qiáng)度滿(mǎn)足要求式中：-主動(dòng)齒輪最大轉(zhuǎn)矩，；-主動(dòng)齒輪工作轉(zhuǎn)矩；-材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取-主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，;-尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)開(kāi)春淬透性的影響，在缺管經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取v=1；-表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)，即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)。一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可取=1；-齒面寬，mm齒輪副中的較小值；-計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)。它綜合地考慮了蹌合齒面的相對(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。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，齒輪的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，所以齒輪的尺寸不需調(diào)整。2.2.6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)。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷，齒面疲勞點(diǎn)蝕，磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以有較好的齒面耐磨性，幫齒表面應(yīng)有高的硬度；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；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無(wú)偏見(jiàn)律易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短制造時(shí)間，減小生產(chǎn)成本并降低廢品率；選擇齒輪材料的合鎦金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。從事貿(mào)易如，為了節(jié)約鎳，鉻等元素，我國(guó)發(fā)展了以錳，釩，鈦，鉬，硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。汽車(chē)主減速器用的螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。因此本設(shè)計(jì)選擇18為減速器齒輪的材料，滲碳層深度為1.5mm,對(duì)齒表面進(jìn)行噴丸處理。2.3主減速器軸承的計(jì)算2.3.1主減速器主從動(dòng)齒輪的受力分析1）齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑：2）齒面寬中點(diǎn)處的圓周力：3）主動(dòng)齒輪軸向力：4）主動(dòng)齒輪徑向力：5）由于軸交角為，所以，從動(dòng)錐齒輪軸向力：2.3.2主減速器軸承載荷的計(jì)算1）主動(dòng)錐齒輪的支承形式：其中：2）軸承A，B的徑向載荷：3）從動(dòng)錐齒輪支承形式：其中：4）軸承C，D的徑向載荷：2.4差速器汽車(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。最明顯的從事貿(mào)易子做一日和尚撞一天鐘是汽車(chē)轉(zhuǎn)彎。在轉(zhuǎn)彎時(shí)為滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，汽車(chē)的外側(cè)車(chē)輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。另外，即使汽車(chē)作直線(xiàn)行駛，也會(huì)由于左，右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂直向波形的不同，或由于左右車(chē)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(chē)輪外徑不等或滾動(dòng)半徑不相等，而導(dǎo)致車(chē)輪行程不等。在左，右車(chē)輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪軸將動(dòng)力偉給左，右車(chē)輪，則會(huì)由于左，右驅(qū)動(dòng)車(chē)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(chē)輪產(chǎn)生滑黑心或滑移。其結(jié)果不公會(huì)使輪胎過(guò)早磨損，無(wú)益地消耗功率和燃料及使駁動(dòng)車(chē)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(chē)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(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑的能力而使穩(wěn)定也變壞。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)，從面滿(mǎn)足汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。汽車(chē)差速器的結(jié)構(gòu)型式很多，但用得最廣是對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器。2.4.1差速器齒輪幾何尺寸的計(jì)算行星齒輪齒數(shù)=12半軸齒輪齒數(shù)=20模數(shù)m=6齒面寬齒工作高齒全高壓力角軸交角節(jié)圓直徑節(jié)錐角節(jié)錐距周節(jié)齒頂高齒根高徑向間隙齒根角面錐角根錐角外圓直徑20）節(jié)錐頂至齒輪外緣距離21）理論弧齒厚22）齒側(cè)間隙B查表（4）得：23）弦齒厚弦齒高2.4.2差速器行星齒輪的強(qiáng)度計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為由于，所以，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求式中：-差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其值為：；-計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按兩者中的較小者和計(jì)算，-差速器行星齒輪數(shù)目；-半軸齒輪齒數(shù)；-見(jiàn)主減速器設(shè)計(jì)計(jì)算中的說(shuō)明；-計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置位于汽車(chē)傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差2.5半軸速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)，在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置，且多采用等速萬(wàn)向節(jié)；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)輪的輪轂聯(lián)接起來(lái)。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置還應(yīng)包括輪邊減速器，這時(shí)半軸將半軸齒輪與輪邊減速成器的主動(dòng)齒輪聯(lián)接起來(lái)。半軸的型式主要取決于半軸的支承型式。普通非斷開(kāi)式允動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承型式或受力裝況的不同可分為半浮式，3/4浮式和全浮式三種。本設(shè)計(jì)采用的半軸支承形式是全浮式半軸支承。2.5.1半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算載荷的確定式中：-差速器分配系數(shù)，對(duì)圓錐行星齒輪差速器可取=0.6;-變速器I擋傳動(dòng)比；主減速比。如果傳動(dòng)系中尚有其他減速裝置，還應(yīng)考慮其對(duì)半軸轉(zhuǎn)矩的影響，即在上述計(jì)算公式等式的右側(cè)，應(yīng)乘以其減速裝置的傳動(dòng)比。2）半軸桿部直徑的選擇在設(shè)計(jì)時(shí)，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行；圓整后取式中：-半軸的桿部直徑，；-半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；-半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，。2.5.2半軸的強(qiáng)度計(jì)算1）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：?。郏?550，則，即滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。式中：-半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，；-半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；-半軸桿部直徑，。［］-半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力，?。郏?5502）安全系數(shù)：2.6驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車(chē)主要零件之一，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，并將載荷會(huì)給車(chē)輪。作用在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的牽扯引力，制動(dòng)力，側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過(guò)橋殼傳到架及車(chē)架或環(huán)廂上。因此，橋殼既是承載件又是傳力件。同時(shí)它又是主減速器，差速器及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置的外殼。在汽車(chē)行駛過(guò)程中，橋殼承受血紅繁重的載荷，尤其是當(dāng)汽車(chē)通過(guò)不平路面時(shí)，由于車(chē)輪與地面間所產(chǎn)和的部擊載荷，在設(shè)計(jì)不當(dāng)或制造工藝有問(wèn)題時(shí)，會(huì)引起橋殼變形或折斷。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和。為了減小汽車(chē)的非簧載質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷和提高汽車(chē)的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。橋殼還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝，調(diào)整，維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車(chē)的類(lèi)型，使用要求，制造條件和材料供應(yīng)等。2.6.1整體式橋殼整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼如同一個(gè)整體的空心梁，其強(qiáng)度和剛度都比較好。這種結(jié)構(gòu)的另一特點(diǎn)是橋殼與主減速器殼分作兩體。主減速器齒輪及差速器總成均裝在與橋殼分開(kāi)的獨(dú)六殼體，主減速器殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的總成，主減速器與差速器總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓緊固在一起。這種結(jié)構(gòu)對(duì)主減速器和差速器的拆裝，調(diào)整，維修，保養(yǎng)等都十分方便，更不必把整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋殼從車(chē)上拆下來(lái)，這是整體式橋殼另一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。整體式橋殼按其制造工藝的不同雙雙可分為鑄造整體式，鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。2.6.2橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算選定橋殼的結(jié)構(gòu)型式以后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行受力分析，選擇其斷面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是汽車(chē)上的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復(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)等又是千變尤化的，因此要精確地計(jì)算汽車(chē)行駛時(shí)作用于橋殼各處應(yīng)的大小是很困難的。過(guò)去我國(guó)主要是靠對(duì)橋殼樣品進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)和整車(chē)行駛分不清為考核其強(qiáng)度及剛度，有時(shí)還采用在橋殼上貼應(yīng)變片的電測(cè)方法，使汽車(chē)在選定的典型路段上滿(mǎn)載行駛，以測(cè)定橋殼的應(yīng)力。這些方法都是在有橋殼樣品的情況下才能采用，而且都需要付出相當(dāng)大的人力，物力和時(shí)間。1）橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算2）汽車(chē)以最大牽扯引力行駛時(shí)的橋殼的強(qiáng)度計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋殼承受的反作用力矩：合成彎距為：3）在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算式中：為動(dòng)載荷系數(shù)，取2.54）汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)橋殼強(qiáng)度計(jì)合成轉(zhuǎn)矩：合成應(yīng)力：由以上計(jì)算可以得出，驅(qū)動(dòng)橋殼的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。3差速器十字軸叉的制造工藝3.1軸類(lèi)零件的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求軸類(lèi)零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類(lèi)零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類(lèi)零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長(zhǎng)徑比小于5的稱(chēng)為短軸，大于20的稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱(chēng)為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項(xiàng)：1）尺寸精度起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對(duì)其尺寸精度要求較高（IT5~IT7）。裝配傳動(dòng)件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6~IT9）。2）幾何形狀精度軸類(lèi)零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對(duì)精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。3）相互位置精度軸類(lèi)零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動(dòng)件的軸頸對(duì)支承軸頸的同軸度要求，否則會(huì)影響傳動(dòng)件（齒輪等）的傳動(dòng)精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對(duì)支承軸頸的徑向跳動(dòng)一般為0.01~0.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.001~0.005mm。4)表面粗糙度一般與傳動(dòng)件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5~0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63~0.16μm。3.2軸類(lèi)零件的毛坯和材料1）軸類(lèi)零件的毛坯軸類(lèi)零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類(lèi)型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。

根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時(shí)采用模鍛。2）軸類(lèi)零件的材料軸類(lèi)零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。45鋼是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45~52HRC。40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類(lèi)零件，這類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)50~58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。3.3十字軸的制造工藝分析1）該零件為大批量生產(chǎn)，尺寸和形狀位置精度都有一定要求，為保障質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，因此選用多軸多共位專(zhuān)用設(shè)備、專(zhuān)用卡具、高效率的半自動(dòng)或自動(dòng)通用機(jī)床和無(wú)心磨床等2）無(wú)心磨削方法是用外圓面自身定位，不能糾正形狀誤差。為了提高定位基準(zhǔn)的精度，首先安排外圓磨床磨削軸頸，從而提高了無(wú)心磨削的加工精度但是，這樣又不能保證四個(gè)軸頸尺寸的一致性。所以接著安排雙砂輪無(wú)心磨削，為后面工序準(zhǔn)備精確的定位基準(zhǔn)，保證了最終加工精度3）端面的位置精度要求比較嚴(yán)格，所以安排在軸頸終加工后，在達(dá)到了軸頸尺寸精度一致的條件下，定位精度高，端面的加工精度也就容易保證了。3.4十字軸的制造工藝1）模鍛，噴丸處理2）正火3）銑軸四個(gè)端面至尺寸，鉆四個(gè)軸頸頂尖孔（兩工位雙端面機(jī)床）4）在四個(gè)軸頸上車(chē)寬3mm深4mm的退刀槽，（安裝四次）5）粗車(chē)四個(gè)軸頸，留加工余量1.5mm，倒角（安裝四次）6）粗車(chē)四個(gè)軸頸，留加工余量0.8mm，倒角（安裝四次）7）粗磨四個(gè)軸頸，留加工余量0.4mm，（安裝四次）8）雙砂輪徑向進(jìn)給無(wú)心磨削四個(gè)軸頸，留加工余量0.2（安裝兩次）9）在四個(gè)軸頸上銑平臺(tái)，（安裝四次）10）中間檢查11）滲碳深度0.8～0.3mm，淬火HRC58～63（在軸頸上檢查）12）用無(wú)心磨床半精磨四個(gè)軸頸，留磨量0.08mm（安裝兩次）13）用無(wú)心磨床精磨四個(gè)軸頸至尺寸，表面粗糙度為0.8（安裝兩次）14）檢查機(jī)械加工工藝過(guò)程說(shuō)明工序號(hào)工序名稱(chēng)安裝工序內(nèi)容定位及加緊1234567891011121314鍛熱處理銑車(chē)車(chē)車(chē)磨磨銑檢查熱處理磨磨檢查模鍛，噴丸處理正火銑軸四個(gè)端面至尺寸，鉆四個(gè)軸頸頂尖孔（兩工位雙端面機(jī)床）在四個(gè)軸頸上車(chē)寬3mm深4mm的退刀槽，（安裝四次）粗車(chē)四個(gè)軸頸，留加工余量1.5mm，倒角（安裝四次）粗車(chē)四個(gè)軸頸，留加工余量0.8mm，倒角（安裝四次）粗磨四個(gè)軸頸，留加工余量0.4mm，（安裝四次）雙砂輪徑向進(jìn)給無(wú)心磨削四個(gè)軸頸，留加工余量0.2（安裝兩次）在四個(gè)軸頸上銑平臺(tái)，（安裝四次）中間檢查滲碳深度0.8～0.3mm，淬火HRC58～63（在軸頸上檢查）用無(wú)心磨床半精磨四個(gè)軸頸，留磨量0.08mm（安裝兩次）用無(wú)心磨床精磨四個(gè)軸頸至尺寸，表面粗糙度為0.8（安裝兩次）三個(gè)外圓軸頸雙頂尖孔雙頂尖孔雙頂尖孔雙頂尖孔同方向兩軸頸雙頂尖孔同方向兩軸頸同方向兩軸頸⒈該零件為大批量生產(chǎn)，尺寸和形狀位置精度都有一定要求，為保障質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，因此選用多軸多共位專(zhuān)用設(shè)備、專(zhuān)用卡具、高效率的半自動(dòng)或自動(dòng)通用機(jī)床和無(wú)心磨床等⒉無(wú)心磨削方法是用外圓面自身定位，不能矯正形位誤差，為提高定位基準(zhǔn)的精度，首先安排外圓磨床磨削軸頸。注：該零件批量大，工序分散，為便于閱讀，將多次安裝合并為一格。4驅(qū)動(dòng)橋三維實(shí)體造型后橋總裝圖后橋后橋殼后橋橋殼總結(jié)通過(guò)本課題的研究，基本掌握了中型載重汽車(chē)后橋的功用、工作原理和設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)汽車(chē)后橋的設(shè)計(jì)研究首先得考慮汽車(chē)的使用要求和與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配情況。確定出后橋的結(jié)構(gòu)形式和主要參數(shù)，并設(shè)計(jì)出傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。然后對(duì)變速器的關(guān)鍵零件進(jìn)行校核。從而設(shè)計(jì)出一臺(tái)滿(mǎn)足整體要求的后橋。汽車(chē)后橋是汽車(chē)上的關(guān)鍵部件，它的好壞直接與汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等諸多性能相關(guān)，因此，一輛性能卓越的汽車(chē)必然有一臺(tái)與之完美匹配的汽車(chē)后橋存在?，F(xiàn)在，我國(guó)以有很多生產(chǎn)后橋的單位，并在這個(gè)領(lǐng)域取得的巨大成績(jī)，但是，與國(guó)外后橋水平相比，我們還有一定的差距，特別是在汽車(chē)后橋領(lǐng)域差距更大，因此，為了國(guó)富民強(qiáng)，發(fā)展民族產(chǎn)業(yè)，振興國(guó)民經(jīng)濟(jì)，我們還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，繼續(xù)努力。致謝本論文是在武志斐老師全面、具體指導(dǎo)下完成進(jìn)行的。從論文的選題、調(diào)研到論文的撰寫(xiě)都凝聚著他巨大的心血和汗水。我在跟隨導(dǎo)師學(xué)習(xí)、科研、工作中，得到了導(dǎo)師無(wú)盡的關(guān)懷、幫助和教會(huì)，給我諸多啟示，解答了許多難題，使得本文能夠順利完成。武志斐老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)使我受益非淺，并終生難忘。感謝武志斐老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中給予我的幫助。籍此論文完成之際，謹(jǐn)對(duì)老師致意、以最衷心的謝意。最后，感謝我的學(xué)友和朋友對(duì)我的關(guān)心和幫助。參考文獻(xiàn)：1陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造.下冊(cè).2005年1月第二版.吉林大學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.1-97.2王予望.汽車(chē)設(shè)計(jì).2005年7月第四版.吉林大學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.1-113.3余志爭(zhēng).汽車(chē)?yán)碚?2005年3月第三版.清華大學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.1-50.4邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).1997年7月第四版.高等教育出版社.204-398.5鄭文維.吳克堅(jiān).機(jī)械原理.東南大學(xué)機(jī)械學(xué)學(xué)科組第七版.高等教育出版社.6陳昭怡.吳桂英.材料力學(xué).中國(guó)建材工業(yè)出版社.7諸問(wèn)農(nóng).底盤(pán)設(shè)計(jì).吉林大學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.8王明珠.工程制圖學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖.國(guó)防工業(yè)出版社.9廖念釗.古瑩庵.莫雨松.李碩根.楊興駿.互換性與技術(shù)測(cè)量200年1月第四版.中國(guó)計(jì)量出版社.10機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).中冊(cè).1982年10第二版.化學(xué)工業(yè)出版社.11重型汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文.12康正生.TY420履帶式推土機(jī)設(shè)計(jì)研究.大連理工大學(xué)碩士論文.13曹學(xué)江.汽車(chē)后橋的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司14盧得瓊.汽車(chē)后橋建模與換檔規(guī)律研究.武漢理工大學(xué).工學(xué)碩士論文.15郝喜斌.汽車(chē)后橋的設(shè)計(jì).山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公.16張國(guó)芬.張文明.劉晉霞.礦用汽車(chē)的研究.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院.17張良.差速器行星齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及其教學(xué)探討.現(xiàn)代技能開(kāi)發(fā).2002(11).18董炳武.汽車(chē)后橋的優(yōu)化設(shè)計(jì).福州大學(xué)機(jī)械工程系.19劉惟信.機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì).北京.清華大學(xué)出版社.1986.20曹雪江.汽車(chē)后橋的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司.21葛安林.車(chē)橋的優(yōu)化設(shè)計(jì).汽車(chē)技術(shù)，2001年5月.22黃莉，關(guān)于汽車(chē)后橋異響的分析及改進(jìn)措施，柳州五菱汽車(chē)發(fā)展有限公司，廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，第15卷，第4期23劉永輝，朱小波，載重汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的基本結(jié)構(gòu)及發(fā)展方向，河南省南燕汽車(chē)廠24機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(上.中冊(cè)).化學(xué)工業(yè)出版社.25RamamurtiComputer-aideddesignofatwo-stagegearbox.Dept.ofAppliedMechanics,IndianInstituteofTechnology,Madras,India.26nfangLi?,ChengyunYang,TengjiaoLin,XiaoanChen,LihuaWangFiniteelementsimulationofthedynamicalbehaviorofaspeed-increasegearboxTheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing,PRChina.27unfangLiChengyunYang,TengjiaoLin,XiaoanChenandLihuaWangFiniteelementsimulationofthedynamicalbehaviorofaspeed-increasegearboxTheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing,PRChina.28NobuyoshiOhnoHigh-pressurebehavioroftoroidalCVTfluidforautomobileDepartmentofMechanicalEngineering,SagaUniversity,1,Honjo,Saga840-8502,Japan.附錄英文原文EngineeringFailureAnalysis

/"Introduction2.Experimentalprocedure3.Resultsanddiscussion4.ConclusionReferences1.IntroductionAllvehicleshavesometypeofaxleshaft-differentialassemblyincorporatedintothedriveline.Rearwheeldriveisacommonformofengine-transmissionlayoutusedinautomobiles.Understandthatrearwheeldrivemeansthepowerfromtheengineandthetransmissiongoestotherearwheels.Inautomobiles,axleshaftsareusedtoconnectwheelanddifferentialattheirendsforthepurposeoftransmittingpowerandrotationalmotion.Inoperation,axleshaftsaregenerallysubjectedtotorsionalstressandbendingstressduetoself-weightorweightsofcomponentsorpossiblemisalignmentbetweenjournalbearings.Thus,theserotatingcomponentsaresusceptibletofatiguebythenatureoftheiroperationandthefatiguefailuresaregenerallyofthetorsional,rotating-bending,andreversed(two-way)bendingtype[1].Fatiguefailuresstartatthemostvulnerablepointinadynamicallystressedareaparticularlywherethereisastressraiser.Thestressraisermaybemechanicalormetallurgicalinnature,orsometimesacombinationofthetwo.Mechanicalstressraisersarenon-uniformitiesintheshapeoftheshaftssuchasstepchangesindiameter,sharpcorners,keyways,grooves,threads,splines,press-fittedorshrink-fittedmembersandsurfacediscontinuitieslikeseams,nicks,notchesandmachiningmarks.Metallurgicalstressraisersmaybequenchcracks,corrosionpits,grossmetallicinclusions,brittlesecond-phaseparticles,welddefects,orarcstrikes[1].Also,themicrostructureoftheshaftmaterialplaysavitalrolenotonlyintheinitiationoffatiguefailuresbutalsoduringtheprogressivegrowthofthefatiguecracktocausefailureofthecomponent.Inthepresentstudy,arearwheeldriveaxleshaftusedinanautomobilehasbeenexaminedafterfailure,whichresultedinthevehiclesuddenlypullingrightandcrashingintoatreeneartheroad.Significantimpactdamagewascausedtothevehicle.Whenthevehiclewasexamineditwasfoundthattherearwheeldriveaxleshafthadbrokenintotwopiecesclosetothewheelhub.Thevehiclewasreportedtobeapproximatelynineyearsold.Thegeneralappearancesofthefailedaxleshaftintheas-receivedconditionareshowninFig.1.AschematicdiagramofjointconfigurationandlocationoffractureisshowninFig.2./science?_ob=MiamiCaptionURL&_method=retrieve&_udi=B6V2X-4J5T8CP-1&_image=fig2&_ba=2&_user=1002870&_coverDate=12%2F31%2F2006&_alid=557352292&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_cdi=5714&_st=0&_acct=C000050160&_version=1&

(50K)Fig.2.

Schematicdiagramofjointconfigurationandlocationoffracture.2.ExperimentalprocedureThefailedaxleshaftwasinspectedvisuallyandmacroscopically;carewastakentoavoiddamageoffracturedsurfaces.Thefailedaxleshaftwassubjectedtoopticalmicroscopy,photodocumentation,chemicalanalysisandmicro-hardnessmeasurementbothatthefailurezoneandawayfromthefailurezone.Thefracturedsurfaceswereultrasonicallycleanedandexaminedwiththehelpofascanningelectronmicroscope(SEM)equippedwithEDXfacility.Conventionaltensiletestscarriedoutonspecimensmachinedfromthefailedaxleshaft.3.ResultsanddiscussionVisualexaminationshowedthatthereweretwofilletweldedregionbetweentheaxleshaftandthebearinglockingring,asshowninFig.3.Thebearinglockingringwasprobablyfixedtotheaxleshaftattworegionbygasweldingprocessduringrepairingormaintenanceofthevehicle(notcontainedintheoriginaldesign)tosecuretherollerbearingmovingaxiallyalongtheaxleshaftasmoreclearlyillustratedinFig.2.Whereas,rollerbearingsandbearinglockingringsmustbepress-fittedorshrink-fittedontotheaxleshaftseat.Also,visualexaminationoftheaxleshaftrevealedthatthefracturehadbeeninitiatedclosetotheweldedareas.Thisfracturelocationistobeexpectedbecausethehigheststressconcentrationandhighresidualstresswouldbeanticipatedtooccurinthisregion[1]and[2]./"Fig.4.Thefracturesurfaceofthefailedaxleshaftexhibitsheat-affectedregions(HAZ)wherecrackinitiationsites(seemarkAandB),progressiveflatfatiguefractureregions(FF),andthefinalfractureregionproducedbyoverload(OL),asshowninFig.4.Thefractureappearedtobetypicalofreversedbendingfatigueunderconditionsofalowstresswithahighstressconcentration[3].Thezoneoffinalfracturewaslocatedbetweentwoareasoffatiguepropagationsuggestingthepresenceofbendingforces.Thesurfaceareaoffinalfracturewasapproximately15%ofthetotalfracturesurfacesuggestingthattheaxleshaftwasnotoverload.Also,thisindicatesthatthefailureisofhighcycle-lowstresstype.Examinationofthefracturesurfacedisclosedthatcrackshadoriginatedattwolocationsapproximately180°apartontheoutersurfaceofthedriveaxleshaftandpropagatedtowardthecentre.Thecrackinitiationregionscouldbeseenclearlywiththenakedeye.Theoriginofthecrackswasatthesurfaceclosetoweldedregions.Beachmarkscouldbeobservedclearlyonthefracturesurface,whichisatypicalfeatureoffatiguefailure[3]./"Table1.TherangesforthecompositionofAISI4140steelarealsoincludedinTable1.ThechemicalcompositionofthefailedaxleshaftisthesameasthatofAISI4140(42CrMo4)steel.Table1.ChemicalcompositionofthefailedaxleshaftandAISI4140steelElementFailedaxleshaftAISI4140steel(individualvaluesaremaximums)%C0.4120.38–0.43%Si0.2190.15–0.35%Mn0.8560.75–1.00%Cr0.9880.80–1.10%Mo0.1570.15–0.25%S0.00910.040%P0.0160.035Themicro-hardnessdistributionsacrosstheaxleshaftinthe